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课时跟踪检测（五十九） 探究类综合实验
1．(2023·青岛模拟)草酸(H2C2O4)又称为乙二酸，是一种二元中强酸，主要用作还原剂和漂白剂。将用硫酸酸化的0.2 mol·L－1 KMnO4 溶液与0.5 mol·L－1草酸溶液混合，发现开始一段时间反应速率较慢，溶液褪色不明显，半分钟后，反应速度加快，溶液快速褪色。
(1)已知酸性溶液中KMnO4的还原产物是Mn2＋，H2C2O4的氧化产物是CO2。写出上述反应的化学方程式________________________________________________。
(2)某研究小组欲对产生上述实验现象的影响因素进行探究。
①提出合理假设。
假设1：草酸反应时先电离出C2O，再与MnO反应，硫酸对草酸的电离起抑制作用；
假设2：________________________；
假设3：________________________。
②结合上述假设，设计实验方案进行探究。请在下表中写出对应的实验方案。限选试剂：浓硫酸、MnSO4溶液、石蕊溶液、NaOH溶液、蒸馏水。
实验方案 预期现象与结论
方案1: ____ 若反应速率减慢，则假设1成立
方案2: ____ 若反应速率加快，则假设2成立
方案3: ____ 若反应速率加快，则假设3成立
(3)草酸晶体的组成可用H2C2O4·xH2O表示。为了测定x的值，首先称取W g草酸晶体，配成100.00 mL水溶液。取25.00 mL所配制的草酸溶液，置于锥形瓶内，加入适量稀H2SO4后，用浓度为a mol·L－1的KMnO4溶液滴定。
①滴定过程中高锰酸钾溶液应放在____(填“酸式”或“碱式”)滴定管中。
②若滴定时消耗V mL KMnO4溶液，则草酸溶液的物质的量浓度是____mol·L－1。
③x＝_____(用含a、V、W的代数式表示)。
(4)已知20 ℃时H2C2O4·2H2O的溶解度是9.5 g。该温度下用H2C2O4·2H2O____(填“能”或“不能”)配制1.0 mol·L－1草酸溶液(忽略溶解过程中溶液体积的变化)。
2．DCCNa(NaC3N3O3Cl2)常温下为白色粉末状晶体，难溶于冷水，常作高效广谱消毒剂。某小组打算从下列装置中选择装置制备高浓度的次氯酸钠溶液，再加入氰尿酸溶液，在10 ℃下反应制备DCCNa并探究其性质(装置可以不全选)。制备原理：2NaClO＋C3H3N3O3===NaC3N3O3Cl2＋NaOH＋H2O。
回答下列问题：
(1)按气流从左至右，装置连接顺序为_____(填字母)。
(2)C中反应的化学方程式为______________________。
(3)反应过程中仍需不断通入氯气的原因是___________________。
(4)反应结束后，B中浊液经过滤、_____、干燥得粗产品DCCNa。
(5)探究DCCNa的漂白性
资料显示：DCCNa(相当于弱酸盐)在水中能水解出次氯酸，在一些场合可以代替次氯酸。取一定质量样品探究其漂白效率与温度的关系，实验结果如图所示。
①在盛装紫色石蕊溶液的试管中加入足量的DCCNa样品，振荡，观察到现象是________________________________________________。
②解释T0 ℃时漂白效率最高的原因______________________________________。
(6)通过下列实验检测DCCNa样品中有效氯的含量。检测原理如下：
①C3N3O3Cl＋H＋＋2H2O===C3H3N3O3＋2HClO
②HClO＋2I－＋H＋===I2＋Cl－＋H2O
③I2＋2S2O===2I－＋S4O
准确称取w g样品，溶于无氧蒸馏水中配制成250 mL 溶液。取25.00 mL所配制溶液于碘量瓶中，加入适量稀硫酸和过量KI溶液，密封在暗处静置5 min。用c mol·L－1 Na2S2O3标准溶液进行滴定，加入淀粉指示剂，滴定至终点，消耗V mL Na2S2O3溶液。
①该样品的有效氯含量为________。
(提示：该样品的有效氯含量＝×100%)
②其他操作均正确，下列情况会使测定结果偏高的是____(填字母)。
A．加过量的硫酸 B．碘量瓶未干燥
C．终点俯视读数 D．用含氧水溶解样品
3．家庭装修易产生甲醛，检验甲醛可用灵敏度较高的银－Ferrozine法，测定原理为甲醛把Ag＋还原成银，产生的银与Fe3＋定量反应生成Fe2＋，Fe2＋与菲洛嗪(Ferrozine)形成有色配合物，通过测定吸光度计算出甲醛的含量。某学习小组类比此原理设计如下装置测定新装修居室内空气中甲醛的含量(夹持装置略去)。
已知：甲醛能被银氨溶液氧化生成CO2，氮化镁与水反应放出NH3，毛细管内径不超过1 mm。
(1)实验时A装置中反应的化学方程式为_________________，用饱和食盐水代替水制备NH3的原因是_____________________。若把A装置中试剂氮化镁换成氧化钙，则分液漏斗中应加入_____。
(2)仪器B中装有硝酸银溶液，仪器B的名称为____。
(3)银氨溶液的制备。关闭K1、K2，打开K3，打开____________，使饱和食盐水慢慢滴入圆底烧瓶中，当观察到B中白色沉淀恰好完全溶解时，_____________。
(4)室内空气中甲醛含量的测定。
①用热水浴加热仪器B，打开K1，将可滑动隔板慢慢由最右端抽到最左端，吸入1 L室内空气，关闭K1，后续操作是________________________；再重复上述操作4次。毛细管的作用是________________________________________________。
②向上述仪器B中充分反应后的溶液中加入稀硫酸调节溶液pH＝1，再加入足量硫酸铁溶液，充分反应后立即加入菲洛嗪，Fe2＋与菲洛嗪形成有色物质，在562 nm处测定吸光度，测得共生成Fe2＋ 1.12 mg，则空气中甲醛的含量为____mg·L－1。
4．草酸亚铁晶体(FeC2O4·2H2O)是常用的分析试剂，利用下列装置探究其热稳定性及分解产物。
已知装置①用于制备N2；CO能与氯化钯(PdCl2)溶液反应生成黑色的钯粉。回答下列问题：
(1)欲检验草酸亚铁晶体分解产生的气体成分，各仪器接口的连接顺序是a→fg→mn→____；装置⑥中X试剂为_______(填写名称)。
(2)装置①与⑤中酒精灯点燃的先后顺序为____________，理由是________________________________________________。
(3)若装置③中出现黑色沉淀，写出装置③中发生反应的化学方程式________________________。
(4)充分反应后，装置⑤玻璃管中得到黑色固体，查阅资料得知黑色物质为纯净的氧化物，设计一个实验，定性分析该黑色固体的成分。
步骤1：取适量黑色固体置于试管中。
步骤2：________________________________________________。
(5)针对装置⑤玻璃管中得到的黑色固体，研究发现不同温度下产物不同。某研究小组取1.0 g草酸亚铁晶体，在不同温度下，充分反应后所得固体的质量变化如图所示。
则B―→C的反应方程式为________________________。
5．某小组探究H2O2氧化性、还原性的变化规律。
资料：Na2O2＋2H2O===2NaOH＋H2O2、
2H2O2===2H2O＋O2↑
(1)制备H2O2：将Na2O2溶于冰水中，产生少量气泡，得溶液A。向A中加入过量稀H2SO4，得溶液B。溶Na2O2用冰水，目的是______________________________________。
(2)检验H2O2：向溶液A、B中分别滴加适量酸性KMnO4溶液。
Ⅰ.B中产生气泡，滴入的溶液紫色褪去。
MnO发生还原反应：MnO＋5e－＋8H＋===Mn2＋＋4H2O
H2O2发生氧化反应：________________________。
Ⅱ.A中滴入的溶液紫色褪去，有棕褐色固体生成，产生大量气泡。推测固体可能含MnO2，对其产生的原因提出猜想：
猜想1.MnO有氧化性，能被还原为MnO2
猜想2.Mn2＋有_____性，能与H2O2反应产生MnO2
猜想3.……
(3)探究猜想2的合理性，并分析Ⅰ中没有产生棕褐色固体的原因，设计实验如下：
序号 实验 试剂 现象
ⅰ a 生成棕褐色固体，产生大量气泡
ⅱ b 有少量气泡
ⅲ H2O2溶液 有少量气泡
ⅲ是ⅱ和ⅰ的对照实验。
①X是________。
②a是________、b是________。
③取ⅰ中棕褐色固体，滴加浓盐酸，加热，产生黄绿色气体。
(4)向一定浓度的H2O2溶液中加入少量MnO2，迅速产生大量气泡；随后加入H2SO4，固体溶解，气泡产生明显减弱。结合方程式解释原因_________________________________。
(5)综上，H2O2做氧化剂还是做还原剂，与_____________________________等因素有关。
6．(2023·河南郑州一测)某小组用如图所示装置进行实验(夹持仪器和加热装置略)，验证Fe3＋、Cl2、SO2氧化性的强弱。回答下列问题：
(1)检验装置气密性后，打开K1、K2、K3、K4，从一端通一段时间N2。关闭K1、K3、K4。打开K2、活塞a，给A加热。则B中发生反应的离子方程式为________________________。
(2)B中溶液变黄时，停止加热，关闭K2。打开活塞b，使约2 mL的溶液流入试管D中，关闭活塞b，检验D中金属阳离子的方法是_____________________________________________________________________________。
(3)若要继续证明Fe3＋和SO2氧化性的强弱，需要进行的操作是_______________________________________________________________________。
(4)甲、乙、丙三位同学分别完成了上述实验，检测结果如表所示，他们的检测结果一定能够证明氧化性：Cl2＞Fe3＋＞SO2的是_____(填“甲”“乙”或“丙”)。
过程(2)中溶液含有的离子 过程(3)中溶液含有的离子
甲 既有Fe3＋又有Fe2＋ 有SO
乙 有Fe3＋无Fe2＋ 有SO
丙 有Fe3＋无Fe2＋ 有Fe2＋
(5)检验结束后，将D换成盛有NaOH溶液的烧杯，打开K1、K2、K3、K4，关闭活塞a、c，打开活塞b，从两端鼓入N2，这样做的目的是___________________________________。
课时跟踪检测（五十九） 探究类综合实验
1．(2023·青岛模拟)草酸(H2C2O4)又称为乙二酸，是一种二元中强酸，主要用作还原剂和漂白剂。将用硫酸酸化的0.2 mol·L－1 KMnO4 溶液与0.5 mol·L－1草酸溶液混合，发现开始一段时间反应速率较慢，溶液褪色不明显，半分钟后，反应速度加快，溶液快速褪色。
(1)已知酸性溶液中KMnO4的还原产物是Mn2＋，H2C2O4的氧化产物是CO2。写出上述反应的化学方程式________________________________________________。
(2)某研究小组欲对产生上述实验现象的影响因素进行探究。
①提出合理假设。
假设1：草酸反应时先电离出C2O，再与MnO反应，硫酸对草酸的电离起抑制作用；
假设2：________________________；
假设3：________________________。
②结合上述假设，设计实验方案进行探究。请在下表中写出对应的实验方案。限选试剂：浓硫酸、MnSO4溶液、石蕊溶液、NaOH溶液、蒸馏水。
实验方案 预期现象与结论
方案1: ____ 若反应速率减慢，则假设1成立
方案2: ____ 若反应速率加快，则假设2成立
方案3: ____ 若反应速率加快，则假设3成立
(3)草酸晶体的组成可用H2C2O4·xH2O表示。为了测定x的值，首先称取W g草酸晶体，配成100.00 mL水溶液。取25.00 mL所配制的草酸溶液，置于锥形瓶内，加入适量稀H2SO4后，用浓度为a mol·L－1的KMnO4溶液滴定。
①滴定过程中高锰酸钾溶液应放在____(填“酸式”或“碱式”)滴定管中。
②若滴定时消耗V mL KMnO4溶液，则草酸溶液的物质的量浓度是____mol·L－1。
③x＝_____(用含a、V、W的代数式表示)。
(4)已知20 ℃时H2C2O4·2H2O的溶解度是9.5 g。该温度下用H2C2O4·2H2O____(填“能”或“不能”)配制1.0 mol·L－1草酸溶液(忽略溶解过程中溶液体积的变化)。
解析：(2)产生题给实验现象的原因主要是半分钟后反应速率加快，反应速率的影响因素主要有温度、催化剂、浓度、压强等。(3)①滴定过程中高锰酸钾溶液应放在酸式滴定管中。②设草酸溶液的物质的量浓度是c mol·L－1，则根据对应关系有：
2KMnO4 ～ 5H2C2O4
2 mol 5 mol
aV×10－3 mol 0.025×c mol
＝，解得：c＝。③由②中答案知，W g草酸晶体的物质的量为 mol·L－1×100.00×10－3 L＝aV×10－2 mol，则草酸晶体的摩尔质量为＝ g·mol－1 ，则有90＋18x＝，解得x＝－5。(4)若要配制1.0 mol·L－1草酸溶液，则在100 g水(体积约100 mL)中大约需要溶解12.6 g H2C2O4·2H2O。而H2C2O4·2H2O 20 ℃时的溶解度仅为9.5 g，所以不能用H2C2O4·2H2O配制1.0 mol·L－1 草酸溶液。
答案：(1)5H2C2O4＋2KMnO4＋3H2SO4===10CO2↑＋2MnSO4＋K2SO4＋8H2O (2)①Mn2＋对反应有催化作用，Mn2＋浓度逐渐增大，反应速率加快 该反应是放热反应，温度逐渐升高，反应速率加快
②
实验方案
方案1：向反应液中加入少量的浓硫酸
方案2：向反应液中加入MnSO4溶液
方案3：反应开始时加热反应液
(3)①酸式 ② ③－5 (4)不能
2．DCCNa(NaC3N3O3Cl2)常温下为白色粉末状晶体，难溶于冷水，常作高效广谱消毒剂。某小组打算从下列装置中选择装置制备高浓度的次氯酸钠溶液，再加入氰尿酸溶液，在10 ℃下反应制备DCCNa并探究其性质(装置可以不全选)。制备原理：2NaClO＋C3H3N3O3===NaC3N3O3Cl2＋NaOH＋H2O。
回答下列问题：
(1)按气流从左至右，装置连接顺序为_____(填字母)。
(2)C中反应的化学方程式为______________________。
(3)反应过程中仍需不断通入氯气的原因是___________________。
(4)反应结束后，B中浊液经过滤、_____、干燥得粗产品DCCNa。
(5)探究DCCNa的漂白性
资料显示：DCCNa(相当于弱酸盐)在水中能水解出次氯酸，在一些场合可以代替次氯酸。取一定质量样品探究其漂白效率与温度的关系，实验结果如图所示。
①在盛装紫色石蕊溶液的试管中加入足量的DCCNa样品，振荡，观察到现象是________________________________________________。
②解释T0 ℃时漂白效率最高的原因______________________________________。
(6)通过下列实验检测DCCNa样品中有效氯的含量。检测原理如下：
①C3N3O3Cl＋H＋＋2H2O===C3H3N3O3＋2HClO
②HClO＋2I－＋H＋===I2＋Cl－＋H2O
③I2＋2S2O===2I－＋S4O
准确称取w g样品，溶于无氧蒸馏水中配制成250 mL 溶液。取25.00 mL所配制溶液于碘量瓶中，加入适量稀硫酸和过量KI溶液，密封在暗处静置5 min。用c mol·L－1 Na2S2O3标准溶液进行滴定，加入淀粉指示剂，滴定至终点，消耗V mL Na2S2O3溶液。
①该样品的有效氯含量为________。
(提示：该样品的有效氯含量＝×100%)
②其他操作均正确，下列情况会使测定结果偏高的是____(填字母)。
A．加过量的硫酸 B．碘量瓶未干燥
C．终点俯视读数 D．用含氧水溶解样品
解析：(3)从制备原理可以看出，产物中有NaOH，通入氯气将NaOH转化成次氯酸钠，原料利用率提高。(4)依题意，DCCNa难溶于冷水，故用冷水洗涤DCCNa 产品。(5)①DCCNa是弱酸强碱盐，DCCNa水溶液呈碱性且易水解生成HClO，故在紫色石蕊溶液中加入DCCNa样品，振荡，溶液先变蓝色，后褪色。②T0 ℃之前，随温度升高，DCCNa水解程度增大，DCCNa的漂白性增强；T0 ℃之后，温度升高，次氯酸分解速率增大，故漂白效率降低。(6)①由实验原理可知测定中转化为HClO的n(Cl)＝n(S2O)＝cV×10－3 mol，则该样品的有效氯含量为×100%＝%。②A项，加入过量硫酸，硫酸与Na2S2O3反应，Na2S2O3＋H2SO4===Na2SO4＋S↓＋SO2↑＋H2O，消耗标准溶液体积偏大，结果偏高；B项，碘量瓶未干燥，不影响测定结果；C项，终点俯视读数，测得标准溶液体积偏小，测得结果偏低；D项，O2能氧化KI，O2＋4I－＋4H＋===2I2＋2H2O，消耗标准溶液体积偏大，结果偏高。
答案：(1)C、A、B、D
(2)Ca(ClO)2＋4HCl(浓)===CaCl2＋2Cl2↑＋2H2O
(3)通入氯气与生成的NaOH反应，提高原料利用率(答案合理即可)
(4)冷水洗涤
(5)①溶液先变蓝色，后褪色 ②T0 ℃之前，随着温度升高，DCCNa水解程度增大；T0 ℃之后，随着温度升高，HClO分解速率增大，c(HClO)减小(答案合理即可)
(6)①% ②AD
3．家庭装修易产生甲醛，检验甲醛可用灵敏度较高的银－Ferrozine法，测定原理为甲醛把Ag＋还原成银，产生的银与Fe3＋定量反应生成Fe2＋，Fe2＋与菲洛嗪(Ferrozine)形成有色配合物，通过测定吸光度计算出甲醛的含量。某学习小组类比此原理设计如下装置测定新装修居室内空气中甲醛的含量(夹持装置略去)。
已知：甲醛能被银氨溶液氧化生成CO2，氮化镁与水反应放出NH3，毛细管内径不超过1 mm。
(1)实验时A装置中反应的化学方程式为_________________，用饱和食盐水代替水制备NH3的原因是_____________________。若把A装置中试剂氮化镁换成氧化钙，则分液漏斗中应加入_____。
(2)仪器B中装有硝酸银溶液，仪器B的名称为____。
(3)银氨溶液的制备。关闭K1、K2，打开K3，打开____________，使饱和食盐水慢慢滴入圆底烧瓶中，当观察到B中白色沉淀恰好完全溶解时，_____________。
(4)室内空气中甲醛含量的测定。
①用热水浴加热仪器B，打开K1，将可滑动隔板慢慢由最右端抽到最左端，吸入1 L室内空气，关闭K1，后续操作是________________________；再重复上述操作4次。毛细管的作用是________________________________________________。
②向上述仪器B中充分反应后的溶液中加入稀硫酸调节溶液pH＝1，再加入足量硫酸铁溶液，充分反应后立即加入菲洛嗪，Fe2＋与菲洛嗪形成有色物质，在562 nm处测定吸光度，测得共生成Fe2＋ 1.12 mg，则空气中甲醛的含量为____mg·L－1。
解析：(3)关闭K1、K2，打开K3，打开分液漏斗活塞和旋塞，氨气和硝酸银溶液反应，先生成白色沉淀，后沉淀逐渐溶解，当观察到三颈烧瓶中白色沉淀恰好完全溶解时，关闭K3和分液漏斗旋塞。(4)①后续操作是打开K2，缓慢推动可滑动隔板，将气体全部推出，再关闭K2，减少测定误差。装置中毛细管的作用是减小气体的通入速率，使空气中甲醛气体被完全吸收。②甲醛和银氨溶液加热反应生成银，银被铁离子氧化，由氧化还原反应及得失电子守恒可得关系式HCHO～4e－～4Fe2＋，所以4×＝，解得x＝0.03。
答案：(1)Mg3N2＋6H2O===3Mg(OH)2↓＋2NH3↑ 饱和食盐水和氮化镁反应生成氨气并能减缓生成氨气的速率 浓氨水 (2)三颈烧瓶(或三口烧瓶) (3)分液漏斗活塞和旋塞 关闭K3和分液漏斗旋塞 (4)①打开K2，缓慢推动可滑动隔板，将气体全部推出，再关闭K2 减小气体的通入速率，使空气中甲醛气体被完全吸收 ②0.03
4．草酸亚铁晶体(FeC2O4·2H2O)是常用的分析试剂，利用下列装置探究其热稳定性及分解产物。
已知装置①用于制备N2；CO能与氯化钯(PdCl2)溶液反应生成黑色的钯粉。回答下列问题：
(1)欲检验草酸亚铁晶体分解产生的气体成分，各仪器接口的连接顺序是a→fg→mn→____；装置⑥中X试剂为_______(填写名称)。
(2)装置①与⑤中酒精灯点燃的先后顺序为____________，理由是________________________________________________。
(3)若装置③中出现黑色沉淀，写出装置③中发生反应的化学方程式________________________。
(4)充分反应后，装置⑤玻璃管中得到黑色固体，查阅资料得知黑色物质为纯净的氧化物，设计一个实验，定性分析该黑色固体的成分。
步骤1：取适量黑色固体置于试管中。
步骤2：________________________________________________。
(5)针对装置⑤玻璃管中得到的黑色固体，研究发现不同温度下产物不同。某研究小组取1.0 g草酸亚铁晶体，在不同温度下，充分反应后所得固体的质量变化如图所示。
则B―→C的反应方程式为________________________。
解析：(1)装置②的作用是检验CO2，装置③的作用是检验CO，装置④的作用是干燥、除去水，装置⑥中需要装入无水硫酸铜，用来检验产物中是否含有水，由此可以得出各仪器接口的连接顺序为a→fg→mn→hk→bc→de。(2)装置①用来制备N2，通过N2排出装置中的O2、CO2及水蒸气，防止它们干扰草酸亚铁分解产物的判断，所以装置①与⑤中酒精灯点燃的先后顺序应该是先点燃①处，后点燃⑤处。(3)根据信息，可以得出PdCl2被CO还原为Pd，CO转化成CO2，所以反应方程式为CO＋PdCl2＋H2O===2HCl＋Pd↓＋CO2。(4)根据试题提供信息，产物为黑色纯净的氧化物，可以通过检验是仅含有＋2价Fe还是＋2、＋3价Fe均存在，得出结论，具体操作应该为：加入适量的稀硫酸，溶解，使之转化为离子，取适量所得溶液，检验离子的成分，滴加KSCN溶液，若不显红色，则一定仅为FeO固体，若显红色，则原固体为Fe3O4。(5)根据FeC2O4·2H2O的摩尔质量为180 g·mol－1，FeC2O4的摩尔质量为144 g·mol－1，FeO的摩尔质量为72 g·mol－1，FeO1.33的摩尔质量为77.3 g·mol－1(Fe3O4的摩尔质量为232 g·mol－1)，结合图像数据可以得出：B为FeC2O4、C为FeO，由此可以得出B―→C的反应方程式为FeC2O4FeO＋CO↑＋CO2↑。
答案：(1)hk→bc→de 无水硫酸铜 (2)先点燃①处，后点燃⑤处 装置①加热制备N2，排除装置中O2、CO2及水蒸气的干扰 (3)CO＋PdCl2＋H2O===2HCl＋Pd↓＋CO2 (4)加入适量的稀硫酸，溶解，取适量所得溶液，滴加KSCN溶液，若不显红色，则该固体为FeO；若显红色，则该固体为Fe3O4 (5)FeC2O4FeO＋CO↑＋CO2↑
5．某小组探究H2O2氧化性、还原性的变化规律。
资料：Na2O2＋2H2O===2NaOH＋H2O2、
2H2O2===2H2O＋O2↑
(1)制备H2O2：将Na2O2溶于冰水中，产生少量气泡，得溶液A。向A中加入过量稀H2SO4，得溶液B。溶Na2O2用冰水，目的是______________________________________。
(2)检验H2O2：向溶液A、B中分别滴加适量酸性KMnO4溶液。
Ⅰ.B中产生气泡，滴入的溶液紫色褪去。
MnO发生还原反应：MnO＋5e－＋8H＋===Mn2＋＋4H2O
H2O2发生氧化反应：________________________。
Ⅱ.A中滴入的溶液紫色褪去，有棕褐色固体生成，产生大量气泡。推测固体可能含MnO2，对其产生的原因提出猜想：
猜想1.MnO有氧化性，能被还原为MnO2
猜想2.Mn2＋有_____性，能与H2O2反应产生MnO2
猜想3.……
(3)探究猜想2的合理性，并分析Ⅰ中没有产生棕褐色固体的原因，设计实验如下：
序号 实验 试剂 现象
ⅰ a 生成棕褐色固体，产生大量气泡
ⅱ b 有少量气泡
ⅲ H2O2溶液 有少量气泡
ⅲ是ⅱ和ⅰ的对照实验。
①X是________。
②a是________、b是________。
③取ⅰ中棕褐色固体，滴加浓盐酸，加热，产生黄绿色气体。
(4)向一定浓度的H2O2溶液中加入少量MnO2，迅速产生大量气泡；随后加入H2SO4，固体溶解，气泡产生明显减弱。结合方程式解释原因_________________________________。
(5)综上，H2O2做氧化剂还是做还原剂，与_____________________________等因素有关。
解析：(1)Na2O2和H2O反应放热，而H2O2受热易分解，故溶Na2O2用冰水，可降低温度、减缓过氧化氢分解。(2)H2O2发生氧化反应时有元素化合价升高，故H2O2失去电子生成O2。猜想2中Mn2＋―→MnO2，Mn的化合价升高，故Mn2＋有还原性，被H2O2氧化。(3)①猜想2中的反应原理是Mn2＋＋H2O2===MnO2＋2H＋，故X是含Mn2＋的盐(如MnSO4)。②根据③取ⅰ中棕褐色固体，滴加浓盐酸，加热，产生黄绿色气体可知ⅰ中产生的棕褐色固体为MnO2，结合检验H2O2时A中产生的现象，知a是H2O2、NaOH，ⅲ是H2O2的水溶液，与ⅱ中产生的现象基本一致，故b为H2O2、H2SO4。(5)综合(2)(3)中探究可知，H2O2做氧化剂还是做还原剂，与其他反应物的氧化性、还原性以及溶液的酸碱性等因素有关。
答案：(1)降低温度、减缓过氧化氢分解 (2)H2O2－2e－===2H＋＋O2↑ 还原 (3)①MnSO4 ②H2O2、NaOH H2O2、H2SO4 (4)2H2O22H2O＋O2↑，H2O2＋MnO2＋2H＋===Mn2＋＋O2↑＋2H2O，前者MnO2做催化剂，后者MnO2做氧化剂 (5)其他反应物的氧化性、还原性以及溶液的酸碱性
6．(2023·河南郑州一测)某小组用如图所示装置进行实验(夹持仪器和加热装置略)，验证Fe3＋、Cl2、SO2氧化性的强弱。回答下列问题：
(1)检验装置气密性后，打开K1、K2、K3、K4，从一端通一段时间N2。关闭K1、K3、K4。打开K2、活塞a，给A加热。则B中发生反应的离子方程式为________________________。
(2)B中溶液变黄时，停止加热，关闭K2。打开活塞b，使约2 mL的溶液流入试管D中，关闭活塞b，检验D中金属阳离子的方法是_____________________________________________________________________________。
(3)若要继续证明Fe3＋和SO2氧化性的强弱，需要进行的操作是_______________________________________________________________________。
(4)甲、乙、丙三位同学分别完成了上述实验，检测结果如表所示，他们的检测结果一定能够证明氧化性：Cl2＞Fe3＋＞SO2的是_____(填“甲”“乙”或“丙”)。
过程(2)中溶液含有的离子 过程(3)中溶液含有的离子
甲 既有Fe3＋又有Fe2＋ 有SO
乙 有Fe3＋无Fe2＋ 有SO
丙 有Fe3＋无Fe2＋ 有Fe2＋
(5)检验结束后，将D换成盛有NaOH溶液的烧杯，打开K1、K2、K3、K4，关闭活塞a、c，打开活塞b，从两端鼓入N2，这样做的目的是___________________________________。
解析：(1)关闭K1、K3、K4，打开K2、活塞a，给A加热，A中发生反应4HCl(浓)＋MnO2MnCl2＋Cl2↑＋2H2O，产生Cl2，氯气与B中的FeCl2溶液发生反应Cl2＋2Fe2＋===2Cl－＋2Fe3＋。(2)Fe3＋可以用KSCN溶液进行检验。还可能有剩余的Fe2＋，Fe2＋可以用铁氰化钾溶液检验。(3)若要继续证明Fe3＋和SO2氧化性的强弱，需要利用装置C制备SO2，然后将SO2通入B中，与B中生成的Fe3＋发生反应2Fe3＋＋2H2O＋SO2===2Fe2＋＋SO＋4H＋。(4)甲同学检测出过程(2)中溶液中既有Fe3＋又有Fe2＋，说明发生了反应Cl2＋2Fe2＋===2Cl－＋2Fe3＋，但氯气少量，过程(3)中有SO，则一定是发生了反应2Fe3＋＋2H2O＋SO2===2Fe2＋＋SO＋4H＋，故氧化性Cl2＞Fe3＋＞SO2；而乙、丙同学检测出过程(2)中溶液中含有Fe3＋无Fe2＋，说明Cl2恰好与Fe2＋完全反应或Cl2过量，而Cl2也能将SO2氧化为SO，故必须检测过程(3)中溶液中含有Fe2＋才能证明发生了反应2Fe3＋＋2H2O＋SO2===2Fe2＋＋SO＋4H＋，故丙同学的检测结果能够证明氧化性Cl2＞Fe3＋＞SO2。(5)Cl2、SO2均会污染空气，需要处理尾气。
答案：(1)Cl2＋2Fe2＋===2Fe3＋＋2Cl－ (2)取D中溶液少许于试管中，滴加KSCN溶液，观察溶液是否变红，若变红，则说明含有Fe3＋，否则不含Fe3＋；再取D中溶液少许于另一支试管中，滴加铁氰化钾溶液，观察是否有蓝色沉淀产生，若有蓝色沉淀生成，则说明含有Fe2＋，否则不含Fe2＋ (3)打开K3、活塞c，加入70%硫酸溶液，一段时间后关闭K3。更换试管D，打开活塞b，使少量溶液流入D试管中，检验D试管中溶液中的SO (4)甲、丙 (5)除去装置中残留的Cl2、SO2，防止污染空气
