專題測試練習題化學實驗設計與探究

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1、 專題21 化學實驗設計與探究 1、【2018北京卷】實驗小組制備高鐵酸鉀（K2FeO4）并探究其性質。 資料：K2FeO4為紫色固體，微溶于KOH溶液；具有強氧化性，在酸性或中性溶液中快速產生O2，在堿性溶液中較穩(wěn)定。 （1）制備K2FeO4（夾持裝置略） ①A為氯氣發(fā)生裝置。A中反應方程式是________________（錳被還原為Mn2+）。 ②將除雜裝置B補充完整并標明所用試劑。_______ ③C中得到紫色固體和溶液。C中Cl2發(fā)生的反應有 3Cl2+2Fe(OH)3+10KOH2K2FeO4+6KCl+8H2O，另外還有________________。 （

2、2）探究K2FeO4的性質 ①取C中紫色溶液，加入稀硫酸，產生黃綠色氣體，得溶液a，經檢驗氣體中含有Cl2。為證明是否K2FeO4氧化了Cl－而產生Cl2，設計以下方案： 方案Ⅰ 取少量a，滴加KSCN溶液至過量，溶液呈紅色。 方案Ⅱ 用KOH溶液充分洗滌C中所得固體，再用KOH溶液將K2FeO4溶出，得到紫色溶液b。取少量b，滴加鹽酸，有Cl2產生。 i、由方案Ⅰ中溶液變紅可知a中含有______離子，但該離子的產生不能判斷一定是K2FeO4將Cl－氧化，還可能由________________產生（用方程式表示）。 ii、方案Ⅱ可證明K2FeO4氧化了Cl－。用KOH溶液洗滌

3、的目的是________________。 ②根據K2FeO4的制備實驗得出：氧化性Cl2________（填“＞”或“＜”），而方案Ⅱ實驗表明，Cl2和的氧化性強弱關系相反，原因是________________。 ③資料表明，酸性溶液中的氧化性＞，驗證實驗如下：將溶液b滴入MnSO4和足量H2SO4的混合溶液中，振蕩后溶液呈淺紫色，該現象能否證明氧化性＞。若能，請說明理由；若不能，進一步設計實驗方案。 理由或方案：________________。 【答案】 2KMnO4+16HCl2MnCl2+2KCl +5Cl2↑+8H2O Cl2+2OH?Cl?+ClO?+H2O

4、Fe3+ 4FeO42?+20H+4Fe3++3O2↑+10H2O 排除ClO?的干擾 > 溶液的酸堿性不同 若能，理由：FeO42?在過量酸的作用下完全轉化為Fe3+和O2，溶液淺紫色一定是MnO4?的顏色（若不能，方案：向紫色溶液b中滴加過量稀H2SO4，觀察溶液紫色快速褪去還是顯淺紫色） 【解析】 3、KOH，用飽和食鹽水除去HCl，除雜裝置B為；③ C中Cl2發(fā)生的主要反應有3Cl2+2Fe（OH）3+10KOH=2K2FeO4+6KCl+8H2O，還有Cl2與KOH的反應，Cl2與KOH反應的化學方程式為Cl2+2KOH=KCl+KClO+H2O，反應的離子方程式為Cl

5、2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O；（2）①根據上述制備反應，C的紫色溶液中含有K2FeO4、KCl，還可能含有KClO等；I、方案I加入KSCN溶液，溶液變紅說明a中含Fe3+。但Fe3+的產生不能判斷K2FeO4與Cl-發(fā)生了反應，根據題意K2FeO4在酸性或中性溶液中快速產生O2，自身被還原成Fe3+，根據得失電子守恒、原子守恒和電荷守恒，可能的反應為 4FeO42-+20H+=3O2↑+4Fe3++10H2O；II、產生Cl2還可能是ClO-+Cl-+2H+=Cl2↑+H2O，即KClO的存在干擾判斷；K2FeO4微溶于KOH溶液，用KOH溶液洗滌的目的是除去KClO、排除C

6、lO-的干擾，同時保持K2FeO4穩(wěn)定存在；②制備K2FeO4的原理為3Cl2+2Fe（OH）3+10KOH=2K2FeO4+6KCl+8H2O，在該反應中Cl元素的化合價由0價降至-1價，Cl2是氧化劑，Fe元素的化合價由+3價升至+6價，Fe（OH）3是還原劑，K2FeO4為氧化產物，根據同一反應中，氧化性：氧化劑氧化產物，得出氧化性Cl2FeO42-；方案II的反應為2FeO42-+6Cl-+16H+=2Fe3++3Cl2↑+8H2O，實驗表明，Cl2和FeO42-氧化性強弱關系相反；對比兩個反應的條件，制備K2FeO4在堿性條件下，方案II在酸性條件下；說明溶液的酸堿性的不同影響物質氧

7、化性的強弱。 ③該小題為開放性試題。若能，根據題意K2FeO4在足量H2SO4溶液中會轉化為Fe3+和O2，最后溶液中不存在FeO42-，溶液振蕩后呈淺紫色一定是MnO4-的顏色，說明FeO42-將Mn2+氧化成MnO4-，所以該實驗方案能證明氧化性FeO42-MnO4-。（或不能，因為溶液b呈紫色，溶液b滴入MnSO4和H2SO4的混合溶液中，c（FeO42-）變小，溶液的紫色也會變淺；則設計一個空白對比的實驗方案，方案為：向紫色溶液b中滴加過量稀H2SO4，觀察溶液紫色快速褪去還是顯淺紫色）。 考點定位：考查實驗方案設計與評價、物質的分離和提純、常見離子的檢驗。 【試題點評】思路點撥

8、：與氣體有關的制備實驗裝置的連接順序一般為：氣體發(fā)生裝置→除雜凈化裝置→制備實驗裝置→尾氣吸收。進行物質性質實驗探究是要排除其他物質的干擾。尤其注意最后一空為開放性答案，要注重多角度思考。 2、【2017新課標3卷】綠礬是含有一定量結晶水的硫酸亞鐵，在工農業(yè)生產中具有重要的用途。某化學興趣小組對綠礬的一些性質進行探究?；卮鹣铝袉栴}： （1）在試管中加入少量綠礬樣品，加水溶解，滴加KSCN溶液，溶液顏色無明顯變化。再向試管中通入空氣，溶液逐漸變紅。由此可知：______________、_______________。 （2）為測定綠礬中結晶水含量，將石英玻璃管（帶兩端開關K1和K2）（設

9、為裝置A）稱重，記為m1 g。將樣品裝入石英玻璃管中，再次將裝置A稱重，記為 m2 g。按下圖連接好裝置進行實驗。 ①儀器B的名稱是____________________。 ②將下列實驗操作步驟正確排序___________________（填標號）；重復上述操作步驟，直至A恒重，記為m3 g。 a、點燃酒精燈，加熱 b、熄滅酒精燈 c、關閉K1和K2 d、打開K1和K2，緩緩通入N2 e、稱量A f、冷卻到室溫 ③根據實驗記錄，計算綠礬化學式中結晶水數目x=________________（列式表示）。若實驗時按a、d次序操作，則使x__________（填“偏大”“

10、偏小”或“無影響”）。 （3）為探究硫酸亞鐵的分解產物，將（2）中已恒重的裝置A接入下圖所示的裝置中，打開K1和K2，緩緩通入N2，加熱。實驗后反應管中殘留固體為紅色粉末。 ①C、D中的溶液依次為______（填標號）。C、D中有氣泡冒出，并可觀察到的現象分別為______。 a、品紅 b、NaOH c、BaCl2 d、Ba(NO3)2 e、濃H2SO4 ②寫出硫酸亞鐵高溫分解反應的化學方程式_____________________。 【答案】（1）樣品中沒有Fe3+ Fe2+易被氧氣氧化為Fe3+ （2）①干燥管 ② dabfce ③ 偏小 （3）①c

11、、a 生成白色沉淀、褪色 ②2FeSO4Fe2O3+SO2↑+SO3↑ ②由于裝置中含有空氣，空氣能氧化硫酸亞鐵，所以加熱前需要排盡裝置中空氣，利用氮氣排出空氣，為了使生成的水蒸氣完全排除，應該先熄滅酒精燈，再冷卻，然后關閉K1和K2，最后稱量，即正確的排序是dabfce。 ③樣品的質量是（m2－m1）g，加熱后剩余固體是硫酸亞鐵，質量為（m3－m1）g，生成水的質量為（m2－m3）g， FeSO4·xH2OFeSO4 + xH2O 152 18x （m

12、3－m1）g （m2－m3）g 則：，解得：； 若實驗時按a、d次序操作，在加熱過程中部分硫酸亞鐵被空氣氧化為硫酸鐵，導致m3增加，使測得生成的水偏小，生成的硫酸亞鐵偏大，因此x偏小。 （3）①最終得到紅色粉末，說明有氧化鐵生成，即分解過程發(fā)生了氧化還原反應，根據化合價變化可知一定有SO2生成，這說明硫酸亞鐵分解生成氧化鐵、SO2和三氧化硫。三氧化硫溶于水生成硫酸，硫酸和鋇離子結合生成白色沉淀硫酸鋇，由于硝酸鋇在酸性溶液中有氧化性，能氧化SO2，所以應該用氯化鋇，檢驗SO2用品紅溶液，所以C、D的溶液依次為氯化鋇溶液和品紅溶液，實驗現象是C中溶液變渾濁，產生白色沉淀，D中品

13、紅溶液褪色。 ②根據以上分析可知硫酸亞鐵高溫分解生成氧化鐵、SO2和SO3，根據電子守恒和原子守恒得此反應的方程式為2FeSO4Fe2O3+SO2↑+SO3↑。 【名師點睛】以綠礬為載體考查無機物的性質實驗方案的探究，通常解答綜合性實驗設計與評價題的基本流程：原理→反應物質→儀器裝置→現象→結論→作用意義→聯想。具體分析為：①實驗是根據什么性質和原理設計的？實驗的目的是什么？②所用各物質名稱、狀態(tài)、代替物(根據實驗目的和相關的化學反應原理，進行全面的分析比較和推理，并合理選擇)。③有關裝置：性能、使用方法、適用范圍、注意問題、是否有替代裝置可用、儀器規(guī)格等。④有關操作：技能、操作順序、注意

14、事項或操作錯誤的后果。⑤實驗現象：自下而上，自左而右全面觀察。⑥實驗結論：直接結論或導出結論。 3、【2017北京卷】某小組在驗證反應“Fe+2Ag+=Fe2++2Ag”的實驗中檢測到Fe3+，發(fā)現和探究過程如下。 向硝酸酸化的0、05 mol·L-1硝酸銀溶液（pH≈2）中加入過量鐵粉，攪拌后靜置，燒杯底部有黑色固體，溶液呈黃色。 （1）檢驗產物 ①取出少量黑色固體，洗滌后，_______（填操作和現象），證明黑色固體中含有Ag。 ②取上層清液，滴加K3[Fe(CN)6]溶液，產生藍色沉淀，說明溶液中含有_______________。 （2）針對“溶液呈黃色”，甲認為溶液中有F

15、e3+，乙認為鐵粉過量時不可能有Fe3+，乙依據的原理是___________________（用離子方程式表示）。針對兩種觀點繼續(xù)實驗： ①取上層清液，滴加KSCN溶液，溶液變紅，證實了甲的猜測。同時發(fā)現有白色沉淀產生，且溶液顏色深淺、沉淀量多少與取樣時間有關，對比實驗記錄如下： 序號 取樣時間/min 現象 ⅰ 3 產生大量白色沉淀；溶液呈紅色 ⅱ 30 產生白色沉淀；較3 min時量少；溶液紅色較3 min時加深 ⅲ 120 產生白色沉淀；較30 min時量少；溶液紅色較30 min時變淺 （資料：Ag+與SCN-生成白色沉淀AgSCN） ② 對Fe3+產生

16、的原因作出如下假設： 假設a：可能是鐵粉表面有氧化層，能產生Fe3+； 假設b：空氣中存在O2，由于________（用離子方程式表示），可產生Fe3+； 假設c：酸性溶液中NO3-具有氧化性，可產生Fe3+； 假設d：根據_______現象，判斷溶液中存在Ag+，可產生Fe3+。 ③ 下列實驗Ⅰ可證實假設a、b、c不是產生Fe3+的主要原因。實驗Ⅱ可證實假設d成立。 實驗Ⅰ：向硝酸酸化的________溶液（pH≈2）中加入過量鐵粉，攪拌后靜置，不同時間取上層清液滴加KSCN溶液，3 min時溶液呈淺紅色，30 min后溶液幾乎無色。 實驗Ⅱ：裝置如圖。其中甲溶液是______

17、__，操作及現象是________________。 （3）根據實驗現象，結合方程式推測實驗ⅰ~ⅲ中Fe3+濃度變化的原因：______。 【答案】（1）①加硝酸加熱溶解固體，再滴加稀鹽酸，產生白色沉淀 ②Fe2+ （2）Fe+2Fe3+=3Fe2+ ②4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O 加入KSCN溶液后產生白色沉淀 ③0、05 mol·L-1 NaNO3溶液 FeSO4溶液（或FeCl2溶液） 分別取電池工作前與工作一段時間后左側燒杯中溶液，同時滴加KSCN溶液，后者紅色更深 （3）溶液中存在反應：①Fe+2Ag+=Fe2++2Ag ，②

18、Ag++Fe2+=Ag+Fe3+，③Fe+2Fe3+=3Fe2+。反應開始時，c(Ag+)大，以反應①、②為主，c(Fe3+)增大。約30分鐘后，c(Ag+)小，以反應③為主，c(Fe3+)減小。 有Ag+存在的空白實驗，考慮其他條件不要變化，可以選用0、05 mol·L-1 NaNO3溶液。原電池實驗需要證明的是假設d的反應Ag++Fe2+=Ag+Fe3+能夠實現，所以甲池應當注入FeCl2（或者FeSO4溶液）。假設d成立，則上述原電池中能夠產生電流，左側溶液中生成的Fe3+遇到KSCN時紅色會更深。（3）由于加入過量鐵粉，溶液中存在反應有①Fe+2Ag+=Fe2++2Ag，反應生成的F

19、e2+能夠被Ag+氧化發(fā)生反應②Ag++Fe2+=Ag+Fe3+，生成的Fe3+與過量鐵粉發(fā)生反應③Fe+2Fe3+=3Fe2+。反應開始時，c(Ag+)大，以反應①②為主，c(Fe3+)增大。約30分鐘后，c(Ag+)小，以反應③為主，c(Fe3+)減小。 【名師點睛】該題是一個探究性試題，主要考查部分基礎化學反應原理、物質的檢驗、實驗分析、有鹽橋的原電池結構、實驗設計等知識，考查考生實驗理解能力、根據要求進行實驗設計的能力和對問題的綜合分析能力。注意控制變量思想方法的應用，探究實驗異常現象成為近幾年實驗探究命題的熱點，突出對實驗能力的考查。該題為實驗探究題，裝置圖、流程圖很簡單，但探究過

20、程較復雜，準確全面獲取信息、通過控制變量思想進行邏輯分析是解題的關鍵，憑感覺做題，不容易準確獲取題中信息。該類試題的解題策略為：（1）確定變量：解答這類題目時首先要認真審題，理清影響實驗探究結果的因素有哪些。（2）定多變：在探究時，應該先確定其他的因素不變，只變化一種因素，看這種因素與探究的問題存在怎樣的關系；這樣確定一種以后，再確定另一種，通過分析每種因素與所探究問題之間的關系，得出所有影響因素與所探究問題之間的關系。（3）數據有效；解答時注意選擇數據(或設置實驗)要有效，且變量統(tǒng)一，否則無法做出正確判斷。另外探究性題型中考慮問題的思路不能局限于個別問題、不能局限于固定的知識，需要全面考慮。

21、如本題最后的一問解答以及中間涉及的Fe與Fe3+反應在本題中的理解。證明一個問題時，為了防止干擾，一般都需要做對比試驗、空白試驗。 4、【2016新課標2卷】某班同學用如下實驗探究Fe2+、Fe3+的性質?；卮鹣铝袉栴}： （1）分別取一定量氯化鐵、氯化亞鐵固體，均配制成0、1mol/L的溶液、在FeCl2溶液中需加入少量鐵屑，其目的是________。 （2）甲組同學取2mL FeCl2溶液，加入幾滴氯水，再加入1滴KSCN溶液，溶液變紅，說明Cl2可將Fe2+氧化。FeCl2溶液與氯水反應的離子方程式為_______。 （3）乙組同學認為甲組的實驗不夠嚴謹，該組同學在2mLFeCl

22、2溶液中先加入0、5mL煤油，再于液面下依次加入幾滴氯水和l滴KSCN溶液，溶液變紅，煤油的作用是______。 （4）丙組同學取10 mL0、1mol/LKI溶液，加入6mL0、1mol/LFeCl3溶液混合。分別取2mL此溶液于3 支試管中進行如下實驗： ①第一支試管中加入1mLCCl4充分振蕩、靜置，CCl4層呈紫色； ②第二只試管中加入1滴K3[Fe(CN)6] 溶液，生成藍色沉淀： ③第三支試管中加入1滴KSCN溶液，溶液變紅。 實驗②檢驗的離子是_____（填離子符號）；實驗①和③說明：在I- 過量的情況下，溶液中仍含有______（填離子符號），由此可以證明該氧化還原反

23、應為______。 （5）丁組同學向盛有H2O2溶液的試管中加入幾滴酸化的FeCl3溶液，溶液變成棕黃色，發(fā)生反應的離子方程式為________；一段時間后、溶液中有氣泡出現，并放熱，隨后有紅褐色沉淀生成。產生氣泡的原因是______；生成沉淀的原因是______（用平衡移動原理解釋）。 【答案】（1）防止Fe2+被氧化（2）2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl- （3）隔絕空氣（排除氧氣對實驗的影響） （4）Fe2+；Fe3+；可逆反應 （5）H2O2+2Fe2++2H+=2Fe3++2H2O，Fe3+催化H2O2分解產生O2； H2O2分解反應放熱，促進Fe3+的水解平衡正向

24、移動。 【解析】 （5）H2O2溶液中加入幾滴酸化的FeCl3溶液，溶液變成棕黃色，發(fā)生反應的離子方程式為H2O2+2Fe2++2H+= 2Fe3++ 2H2O，鐵離子的溶液呈棕黃色；一段時間后、溶液中有氣泡出現，并放熱。隨后有紅褐色沉淀生成，產生氣泡的原因是H2O2分解放出氧氣，而反應放熱，促進Fe3+的水解平衡正向移動。 【考點定位】考查鐵離子和亞鐵離子的性質，離子的檢驗，H2O2的性質，鹽類的水解等知識。 【名師點睛】本題以常見的鐵離子和亞鐵離子的性質、H2O2的性質為基礎，考查了探究實驗方案的設計與評價，學生讀題不會感到陌生，有利于考查學生的基礎知識，涉及鐵離子和亞鐵離子的

25、性質，離子的檢驗，H2O2的性質，鹽類的水解等知識。①人們常用KSCN溶液檢驗Fe3+的存在，若向溶液中加入幾滴KSCN溶液，溶液呈血紅色，則該溶液中含義Fe3+；②人們常用K3[Fe(CN)6] 溶液檢驗Fe2+的存在，若向溶液中加入幾滴K3[Fe(CN)6] 溶液，生成藍色沉淀，則該溶液中含義Fe2+。 5、【2016北京卷】以Na2SO3溶液和不同金屬的硫酸鹽溶液作為實驗對象，探究鹽的性質和鹽溶液間反應的多樣性。 實驗 試劑 現象 滴管 試管 2 mL 0、2 mol·L?1 Na2SO3溶液 飽和Ag2SO4溶液 Ⅰ、產生白色沉淀 0、2 mol·L?1 Cu

26、SO4溶液 Ⅱ、溶液變綠，繼續(xù)滴加產生棕黃色沉淀 0、1 mol·L?1 Al2（SO4）3溶液 Ⅲ、開始無明顯變化，繼續(xù)滴加產生白色沉淀 （1）經檢驗，現象Ⅰ中的白色沉淀是Ag2SO3。用離子方程式解釋現象Ⅰ：_____。 （2）經檢驗，現象Ⅱ的棕黃色沉淀中不含SO42?，含有Cu+、Cu2+和SO32?。 已知：Cu+Cu +Cu2+，Cu2+CuI↓（白色）+I2。 ①用稀硫酸證實沉淀中含有Cu+的實驗現象是_____________。 ②通過下列實驗證實，沉淀中含有Cu2+和SO32?。 KI溶液 洗凈的棕黃色沉淀 取上層清液 分成兩份 淀粉溶液

27、 試劑1 無明顯現象 白色沉淀A a、白色沉淀A是BaSO4，試劑1是____________。 b、證實沉淀中含有Cu2+和SO32?的理由是___________。 （3）已知：Al2（SO4）3在水溶液中不存在。經檢驗，現象Ⅲ的白色沉淀中無SO42?，該白色沉淀既能溶于強酸，又能溶于強堿，還可使酸性KMnO4溶液褪色。 ①推測沉淀中含有亞硫酸根和________。 ②對于沉淀中亞硫酸根的存在形式提出兩種假設： i、被Al（OH）3所吸附； ii、存在于鋁的堿式鹽中。 對假設ii設計了對比實驗，證實了假設ii成立。 a、將對比實驗方案補充完整。

28、 步驟二：_____________（按上圖形式呈現）。 （4）根據實驗，亞硫酸鹽的性質有______。鹽溶液間反應的多樣性與___有關。 【答案】（1）2Ag＋+SO32—＝Ag2SO4↓。（2）①加入稀硫酸后，有紅色固體生成；②a、 HCl和BaCl2溶液。 b、在I-的作用下，Cu2+轉化為白色沉淀CuI，SO32-轉化為SO42-。 （3）①Al3+、OH-。 ②a、，b、V1明顯大于V2。 （4）還原性、水解溶液顯堿性；兩種鹽溶液中陰陽離子的性質和反應條件。 【解析】 a、白色沉淀A是BaSO4，試劑1是鹽酸酸化的BaCl2溶液。 b、證實沉淀中含有Cu+和SO

29、32?的理由是棕黃色沉淀與KI溶液反應生成白色沉淀（CuI），證明含有Cu＋，白色沉淀A為硫酸鋇，證明含有SO32—。 （3）①根據題意可知實驗Ⅲ的白色沉淀中無SO42?，該白色沉淀既能溶于強酸，又能溶于強堿，還可使酸性KMnO4溶液褪色，則 ①推測沉淀中含有亞硫酸根和氫氧化鋁。 ②a、鋁的酸式鹽與氫氧化鈉反應消耗的氫氧化鈉的含量大于氫氧化鋁，所以反應應該設計一個定量對比試驗，根據白色固體消耗氫氧化鈉的量不同來證實假設ⅱ成立，即實驗方案設計步驟二為： ，且V1明顯大于V2，可說明沉淀中亞硫酸根存在于堿式鹽中。 （4）根據實驗白色沉淀能使酸性高錳酸鉀溶液褪色，說明亞硫酸鹽具有還原性，

30、另外亞硫酸根水解呈堿性。根據實驗現象可得鹽溶液間反應的多樣性與鹽的性質和溶液的酸堿性有關。 【考點定位】本題主要是考查化學實驗方案的分析、評價和設計等 【名師點晴】控制變量思想方法，探究實驗異?，F象成為近幾年實驗探究命題的熱點。該題為實驗探究題，裝置圖、流程圖很簡單，但探究過程較復雜，準確全面獲取信息、通過控制變量思想進行邏輯分析是解題的關鍵，憑感覺做題，不容易準確獲取題中信息。該類試題的解題策略為：（1）確定變量：解答這類題目時首先要認真審題，理清影響實驗探究結果的因素有哪些。（2）定多變: 在探究時，應該先確定其他的因素不變，只變化一種因素，看這種因素與探究的問題存在怎樣的關系；這樣確

31、定一種以后，再確定另一種，通過分析每種因素與所探究問題之間的關系，得出所有影響因素與所探究問題之間的關系。（3）數據有效；解答時注意選擇數據(或設置實驗)要有效，且變量統(tǒng)一，否則無法做出正確判斷。 6、【2016江蘇卷】鐵炭混合物（鐵屑和活性炭的混合物）、納米鐵粉均可用于處理水中污染物。 （2）在相同條件下，測量總質量相同、鐵的質量分數不同的鐵炭混合物對水中Cu2+和Pb2+的去除率，結果如圖所示。 ①當鐵炭混合物中鐵的質量分數為0時，也能去除水中少量的Cu2+和Pb2+，其原因是__________。 ②當鐵炭混合物中鐵的質量分數大于50%時，隨著鐵的質量分數的增加，Cu2+和P

32、b2+的去除率不升反降，其主要原因是_____________。 （3）納米鐵粉可用于處理地下水中的污染物。 ①一定條件下，向FeSO4溶液中滴加堿性NaBH4溶液，溶液中BH4–（B元素的化合價為+3）與Fe2+反應生成納米鐵粉、H2和B(OH)4－，其離子方程式為 。 ②納米鐵粉與水中NO3-反應的離子方程式為4Fe+NO3–+10H+===4Fe2++NH4++3H2O 研究發(fā)現，若pH偏低將會導致NO3-的去除率下降，其原因是 。 ③相同條件下，納米鐵粉去除不同水樣中NO3-的速率有較大差異（見圖），產生該差異的可能原因是 。 【答案】（2）①活性

33、炭對Cu2+和Pb2+有吸附作用 ②鐵的質量分數增加，鐵炭混合物中微電池數目減少 （3）①2Fe2++BH4－+4OH－===2Fe+ B(OH)4－+2H2↑ ②納米鐵粉與H＋反應生成H2 ③Cu或Cu2+催化納米鐵粉去除NO3－的反應（或形成的Fe－Cu原電池增大納米鐵粉去除NO3－的反應速率） （3）①一定條件下，向FeSO4溶液中滴加堿性NaBH4溶液，溶液中BH4–（B元素的化合價為+3）與Fe2+反應生成納米鐵粉、H2和B(OH)4－，根據電子守恒、電荷守恒及原子守恒，可得反應的離子方程式為2Fe2++BH4－+4OH－===2Fe+ B(OH)4－+2H2

34、↑； ②納米鐵粉與水中NO3-反應的離子方程式為4Fe+ NO3－+10H+===4Fe2++NH4++3H2O，若pH偏低，則溶液的酸性增強，會發(fā)生反應：Fe+2H+===Fe2++ H2↑；導致NO3-的去除率下降； ③根據圖像可知，相同條件下，納米鐵粉去除不同水樣中NO3-的速率有較大差異，可能是由于Cu或Cu2+催化納米鐵粉去除NO3－的反應（或形成的Fe－Cu原電池增大納米鐵粉去除NO3－的反應速率）。 【考點定位】本題主要是考查鐵炭混合物（鐵屑和活性炭的混合物）、納米鐵粉處理污水的實驗設計與探究 【名師點晴】化學是一門以實驗為基礎的學科，所以有化學實驗即科學探究之說法?？v觀近幾年高考，主要以考察探究性實驗和物質制備實驗為主。這些探究性和制備性實驗的試題，綜合性強，理論和實踐的聯系緊密，有的還提供一些新的信息，這就要求學生必須認真、細致的審題，聯系所學過的知識和技能，進行知識的類比、遷移、重組，全面細致的思考才能得出正確的結論。在解答此類題時還應注意：（1）認真審題，明確實驗目的，找出實驗原理。（2）根據實驗原理選擇儀器和藥品，并設計出合理的實驗裝置和操作步驟。（3）準確地記錄實驗過程中的實驗現象和數據，并運用分析、計算、圖表、推理等方法處理有關實驗現象和數據，得出正確的結論。