人教版“步步高”高考化学大一轮复习 专题13 考能特训：解题技能10 学科内综合题的题型特点及应试策略课件 （苏教 浙江专用）

1、考能特训 解题技能10 学科内综合题的题 型特点及应试策略 学科内综合题常出现在理综化学试题中，近年来在单科考试模式省份的化学试题中也有所涉及。 由于高考考试大纲中涉及的知识点很多，高考命题要求覆盖考试大纲中的大多数知识点，而一套试卷的题量是有限的，为了解决题量小与需要考查的知识点多的矛盾，命题者就设置了这种学科内综合题。2022/7/30 星期六1一、学科内综合题的特点 学科内综合型试题往往以元素化合物为载体，综合 考查双基（氧化还原反应、热化学、电化学、反应 速率、化学平衡、电离平衡）以及有关实验问题。 为提高对主干知识的覆盖，高考中会联系生产与生 活，围绕某一物质或某一知识展开，并以之为

2、素材， 考查与之相关的知识、能力。同时涉及多个知识点 及实验内容，加强了学科内综合。2022/7/30 星期六2二、学科内综合题的类型 根据学科内综合题的背景材料和各小题的关联线索，可 把化学学科各板块知识进行综合考查，主要类型有： 1.元素化合物与实验的综合； 2.元素化合物与基本概念、基本理论的综合； 3.基本概念、基本理论与实验的综合。 不论哪种类型的综合，各小题之间都有一条主线贯穿， 给人以“形散而神不散”的感觉。2022/7/30 星期六3三、学科内综合题的解题方法与应试策略 该类题涉及的知识面广，单个知识点的难度并不大， 但由于多个知识点在一起，客观上增加了难度。解 题时要采用逐个

3、分析、各个击破的方法，认真分析 每个小题考查的知识点，迅速转变思路，防止在一 个知识点、一个思路上走到底。四、题型例析 1.元素化合物与实验的综合2022/7/30 星期六4【典例导析1】由白色和黑色固体组成的混合物A，可以 发生如图所示的一系列变化： 2022/7/30 星期六5（1）写出反应的化学方程式： 。（2）在操作中需要用到的玻璃仪器的名称是 。（3）下列实验装置中可用于实验室制取气体G的发生装置的是 （填序号）。2022/7/30 星期六6为了得到纯净干燥的气体G，可将气体通过a和b装置，a、b两广口瓶中所装入的溶液依次是 。显然，c、d装置不完整，请在图中补充完整。（4）写出d中

4、发生反应的离子方程式： ；实验室吸收气体J，可以采用下列哪些装置 （填序号）。2022/7/30 星期六72022/7/30 星期六8解析 本题可采用逆推法，黄绿色气体只有氯气（G），密度最小的气体为氢气（H），氯气与氢气化合生成氯化氢（J），可联系实验室制氯气的反应物为二氧化锰和浓盐酸。因A为黑色固体与白色固体组成的混合物，根据焰色反应现象知，溶液中含有K+，所以A由二氧化锰和氯酸钾组成。（2）分离二氧化锰和氯化钾组成的混合物，要得到氯化钾溶液，必须过滤，过滤操作所用的玻璃仪器有玻璃棒、烧杯、漏斗。（3）实验室制氯气，要加热，应选装置。为得到纯净干燥的氯气，要先除去氯气中的氯化氢，后干燥；用

5、饱和食盐水除去氯化氢，可降低氯气在水中的溶解度。氯气的密度比空气大，采用向上排空气2022/7/30 星期六9法收集氯气。氯气与氢氧化钠反应较慢，不会引起倒吸，可以将氯气直接通入氢氧化钠溶液中。（4）氯化氢极易溶于水，吸收氯化氢气体的装置要防倒吸。e装置中导管插入水中易发生倒吸；f装置能防倒吸，当液体进入双球洗气管时，导管口已脱离液面；g装置不能防倒吸，倒立漏斗应放在液面上，不能插到液面下；h装置能防倒吸；i装置中导管口直接伸入到四氯化碳层中，氯化氢扩散到水中时被水吸收，它不溶于四氯化碳，且四氯化碳密度大，不会引起倒吸。2022/7/30 星期六10答案 （1）MnO2+4HCl（浓） MnC

6、l2+Cl2+2H2O（2）玻璃棒、烧杯、漏斗（3） 饱和食盐水、浓硫酸（4）Cl2+2OH- Cl-+ClO-+H2O f、h、i2022/7/30 星期六112.元素化合物与基本概念、基本理论的综合 【典例导析2】通常情况下，X、Y和Z是三种气体单质。 X的组成元素是第三周期原子半径最小的元素（稀有 气体元素除外）；Y和Z均由元素R组成，反应Y+2I- +2H+ I2+Z+H2O常作为Y的鉴定反应。 （1）Y与Z的关系是 （选填字母）。 a.同位素b.同系物 c.同分异构体d.同素异形体（2）将Y和二氧化硫同时通入品红溶液，则使品红漂白 的效果将 （填“增强”、“减弱”或“不 变”）。20

7、22/7/30 星期六12（3）气体（CN）2与X化学性质相似，也能与H2反应 生成HCN（其水溶液是一种酸）。KCN溶液显碱性， 原因是（用离子方程式表示） 。（4）加热条件下，足量的Z与某金属M的盐MCR3 （C为碳元素）完全反应生成CR2和MmRn（m、n均为正 整数）。若CR2质量为w1 g,MmRn质量为w2g,M的相对原 子质量为a,则MmRn中mn= (用含 w1、w2和a的代数式表示）。2022/7/30 星期六13解析 本题考查元素周期表、氧化还原反应、漂白原理、盐类水解等知识。（1）X的组成元素是第三周期原子半径最小的元素，所以X为Cl2，根据反应式：Y+2I-+2H+ I

8、2+Z+H2O，可知Y中必含有“O”，又因为Y、Z都为气体单质，所以根据反应式推理得Y是O3，Z是O2，据此可知Y和Z是同素异形体；（2）将O3和SO2同时通入品红溶液，O3和SO2会发生氧化还原反应而使漂白效果减弱；（3）KCN溶液呈碱性，是由于其中的CN-水解的缘故；（4）足量的Z与盐MCR3完全反应生成CR2和MmRn,由上可知R为O，Z为O2根据原子守恒，反应式可写为：2022/7/30 星期六14O2+MCO3 CO2+ MmOn w1 w2 44 1/m(am+16n)列比例式整理得：mn=16 w1(44w2-aw1)。答案 （1）d (2)减弱 （3）CN-+H2O HCN+O

9、H-（4）16w1(44w2-aw1)2022/7/30 星期六153.化学基本概念、基本理论与实验的综合 【典例导析3】应用化学反应需要研究化学反应的条件、 限度和速率。 （1）已知反应：Br2+2Fe2+ 2Br-+2Fe3+,向10 mL 0.1 mol/L 的FeBr2溶液中通入0.001 mol Cl2，反应后， 溶液中除含有Cl-外,还一定 （填序号）。 含Fe2+，不含Fe3+ 含Fe3+,不含Br- 含Fe3+、Br-2022/7/30 星期六16（2）773 K、固定体积的容器中，反应CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)过程中能量变化如下图。曲线表示使用催化剂时的能量变化

10、。若投入a mol CO、2a mol H2，平衡时能生成0.1a mol CH3OH，反应就具有工业应用价值。2022/7/30 星期六17若按上述投料比使该反应具有工业应用价值，CO的平衡转化率最小为 ；在容器容积不变的前提下，欲提高H2的转化率，可采取的措施有（答两项即可） 。（3）高铁酸盐在能源环保领域有广泛用途。我国学者提出用镍（Ni)、铁作电极电解浓NaOH溶液制备高铁酸盐Na2FeO4的方案，装置如图所示。2022/7/30 星期六18Fe电极作 极（填“阴”或“阳”）；Ni电极的电极反应式为 。（4）氧化还原反应中实际上包含氧化和还原两个过程。下面是HNO3发生的一个还原过程的

11、反应式：NO +4H+3e- NO+2H2OKMnO4、Na2CO3、CuO、KI四种物质中 （填化学式）能使上述还原过程发生。2022/7/30 星期六19欲用下图装置通过测定气体生成量测算硝酸被还原的速率，当反应物的浓度、用量及其他影响速率的条件确定之后，可以通过测定 推（计）算反应速率。2022/7/30 星期六20解析 这是一道颇具特点的拼盘式综合题，4个小题各自独立，但都是围绕一个主题即研究化学反应的条件、限度和速率。（1）由于还原性Fe2+Br-,当Cl2不足量时，先氧化Fe2+,再氧化Br-,由数据可知Br-有一半剩余，故还一定有Fe3+和Br-。（2）由图象可知合成CH3OH的

12、反应是放热反应，欲提高H2的转化率，降温可使平衡右移。（3）Fe与直流电源的正极相连，故为阳极，Ni电极为阴极发生还原反应，由于电解质溶液为NaOH溶液，电极反应式应为：2H2O+2e- H2+2OH-。（4）一个氧化还原反应，氧化反应与还原反应同时发生HNO3被还原，需要KI作还原剂。2022/7/30 星期六21答案 （1） （2）10% 增大CO浓度、适当降低温度或及时分离生成的CH3OH（3）阳 2H2O+2e- H2+2OH-(或2+2e- H2)（4）KI 收集一定体积的气体所需的时间2022/7/30 星期六224.以工业流程为背景的学科内综合 【典例导析4】工业合成氨与制备硝酸

13、一般可连续生产， 流程如下：2022/7/30 星期六23（1）工业生产时，制取氢气的一个反应为：CO+H2O CO2+H2t时，往1 L密闭容器中充入0.2 mol CO和0.3 mol水蒸气。反应建立平衡后，体系中c(H2)=0.12 mol/L。该温度下此反应的平衡常数K= 。保持温度不变，向上述平衡体系中再加入0.1 mol CO,当反应重新建立平衡时，水蒸气的总转化率 (H2O)= 。（2）合成塔中发生的反应为N2(g)+3H2(g) 2NH3(g）H”、“”或“=”）。2022/7/30 星期六24T/KT1573T2K1.001072.451051.88103（3）NH3和O2在

14、铂系催化剂作用下从145就开始反应：4NH3(g)+5O2(g) 4NO(g)+6H2O(g) H=-905 kJ/mol,不同温度下NO产率如图所示。温度高于900时，NO产率下降的原因： 。(4)吸收塔中反应为3NO2+H2O 2HNO3+NO。从生产流程看，吸收塔中需要补充空气，其原因是 。2022/7/30 星期六25（5）硝酸厂的尾气含有氮氧化物，不经处理直接排放将污染空气。目前科学家探索利用燃料气体中的甲烷等将氮氧化物还原为氮气和水，其反应机理为：CH4(g)+4NO2(g) 4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g) H=-574 kJ/molCH4(g)+4NO(g) 2N2(

15、g)+CO2(g)+2H2O(g) H=-1 160 kJ/mol则甲烷直接将NO2还原为N2的热化学方程式为 。2022/7/30 星期六26答案 （1）1 50%（2）”、“c(N2H )c(H+)c(OH-)B.c(Cl-)cN2H5H2O+c(OH-)c(H+)C.2c(N2H )+cN2H5H2O+c(H+)=c(Cl-)+c(OH-)D.c(N2H )c(Cl-)c(H+)c(OH-)2022/7/30 星期六31解析 本题以氮元素为素材，涉及化学反应能量变化、化学平衡状态、化学平衡常数、水解、离子浓度比较等知识。第（1）小题考查化学反应能量变化，即反应物与生成物的能量差，生成1

16、mol NH3放出的热量为 =46.1 kJ。第（2）小题考查化学平衡常数、化学平衡状态，该题与第（1）小题有关联，通过第（1）小题可判断合成氨是放热反应，温度升高平衡左移，化学平衡常数减小，所以K1K2；判断可逆反应是否达到平衡状态的依据是“等”或“定”，因此选C。2022/7/30 星期六32第（3）小题考查水解、离子浓度比较，水解就是与水发生复分解反应，N2H +H2O N2H5H2O+H+；溶液中c(Cl-)最大，由于溶液水解呈酸性，所以c(OH-)最小，A正确；再依据溶液中阳离子所带电荷总数与阴离子所带电荷总数相等，C正确。答案 （1）46.1 kJ（2） C（3）N2H +H2O

17、N2H5H2O+H+ AC2022/7/30 星期六332.铁是日常生活中广泛应用的金属。亚铁离子是血红蛋 白的主要成分，它肩负着输送氧气的重任。 （1）铁在元素周期表中的位置是 ， CO中毒机理可表示为：Fe2+-O2+CO Fe2+-CO+O2， 若人体中毒，可以采取的抢救措施有 。（2）钢铁在潮湿空气中易发生电化学腐蚀，且与空气的接触面积越大，腐蚀程度越大，写出钢铁腐蚀过程中正极反应式：。（3）在生铁中含有一种仅由碳、铁两种元素组成的化合物X。已知X中铁、碳元素的质量之比为141，X的最简式为 。2022/7/30 星期六34（4）X有下列转化关系（无关物质已经略去）：溶液甲中含有的阳离

18、子是 ，向溶液甲中加入双氧水发生反应的离子方程式为 。将溶液乙加热、蒸干、灼烧后，得到的固体是 。（5）X与过量的浓硝酸反应生成气体Z和气体W，Z是一种无色无味能使澄清石灰水变浑浊的气体，Z的结构式为 ；W的化学式为 。将气体W装入体积一定的密闭容器中，放入冰水中，密闭容器中W的体积分数减小，反应的化学方程式为 ，该反应的反应热H 0(填“大于”、“小于”或“等于”）。2022/7/30 星期六35解析 依题意，X中m(Fe)m(C)=141,即X的最简式为Fe3C。向溶液甲中加入双氧水，暗示溶液甲中存在还原性离子亚铁离子。W反应的化学方程式为：2NO2 N2O4，降温，NO2的体积分数减小，

19、说明正反应是放热反应。答案 （1）第四周期族 输氧气或放在通风处（2）O2+4e-+2H2O 4OH-（3）Fe3C（4）Fe2+、Fe3+、H+ 2Fe2+2H+H2O22Fe3+2H2OFe2O3（5）O C O NO2 2NO2 N2O4 小于2022/7/30 星期六363.（一）A、B、C、D、E五种物质所含元素均有两种相 同，且做焰色反应实验时均有黄色火焰，B比A相对更 稳定，C、D是工业上重要的化工原料，也是实验室常 用的药品，C、D在一定的条件下可相互转化，F与A、 B、C、D在一定的条件下均可发生反应，它们的部分 转化关系如下图（部分反应或生成物省略）。2022/7/30 星

20、期六37（1）B的名称是 ，C的俗名为 。（2）在中，属于氧化还原反应的是 ，属于化合反应的是 。（3）D在生活中的一个用途是 。（4）写出E溶液和C溶液反应的离子方程式： 。（二）利用上述某些药品完成下列实验，装置如图（省略了夹持装置），反应结束后，中的玻璃管内壁有黄色固体附着，中的黑色的CuO没有任何变化，完成下列问题。2022/7/30 星期六38（1）中的分液漏斗中盛有 （写名称），锥形瓶中应当盛有 （写化学式），中盛有 （写化学式），作用是 。（2）写出中发生反应的化学方程式： 。2022/7/30 星期六39解析 （一）本题由焰色反应呈黄色，可迅速联想到NaOH、Na2CO3、Na

21、HCO3、Na2O2、NaCl、Na2SO4等常见物质，由重要的工业原料，可想到“两碱”纯碱和烧碱，再联系稳定性强弱及物质转化关系，可推出物质。（二）黑色的CuO无任何变化，说明没有通入H2，既然所涉及的都为钠及钠的化合物，所以锥形瓶内产生的气体还可能是CO2、O2，又因中玻璃管内出现黄色物质，联系钠的化合物，只能是过氧化钠，所以锥形瓶产生的是氧气。2022/7/30 星期六40答案 （一）（1）过氧化钠 火碱（烧碱、苛性钠）（2） （3）面团发酵，去油污等（4）HCO +OH- CO +H2O（二）（1）水 Na2O2 浓H2SO4 干燥制取的氧气（2）2Na+O2 Na2O22022/7/

22、30 星期六414.下图表示自然界中硫的循环： （1）完成工业上以S制备H2SO4的化学方程式：S+O2 SO2、 、 。2022/7/30 星期六42（2）硫酸工业尾气经循环使用后，从吸收塔排出的尾气中SO2的体积分数通常为0.004，O2的体积分数通常为0.005，其余为N2。计算在一定条件下通入的空气与吸收塔中排出的尾气的体积比大约为 时能使尾气中SO2的体积分数下降为0.002，而O2的体积分数上升为0.100。设空气中V（O2）V（N2）=14，且忽略空气中的其他成分。2022/7/30 星期六43（3）下图表示在一恒容密闭容器中反应2A（g)2B(g)+C(g)在三种不同条件下进行

23、的情况，其中实验、都在800下进行，实验在850下进行，B、C的起始浓度都为0，反应物A的浓度（mol/L)随时间（min)的变化如图所示：在实验中，反应在20 min到40 min内A的平均反应速率为 mol/(Lmin)。实验和实验相比，可能隐含的反应条件是 。根据实验和实验的比较，可推测降低温度，该平衡向（填“正”或“逆”）反应方向移动，该反应的正反应是 （填“放热”或“吸热”）反应。2022/7/30 星期六44答案 （1）2SO2+O2 2SO3SO3+H2O H2SO4(2)11(3)0.007 5 使用催化剂 逆 吸热2022/7/30 星期六455.在一定条件下，工业合成氨的反

24、应如下：N2(g)+3H2（g） 2NH3(g)请回答下列问题：（1）已知：N2（g)+O2 (g) 2NO(g)H1=+180.5 kJ/mol4NH3（g)+5O2(g) 4NO(g)+6H2O(g)H2=-905 kJ/mol2H2(g)+O2(g) 2H2O(g) H3=-483.6 kJ/mol则反应N2（g)+3H2（g) 2NH3(g)的H= 。2022/7/30 星期六46（2）一定条件下，在一体积为V L的密闭容器中充入一定量的N2和H2，在t1时刻，达到平衡状态，此时，n(N2)=a mol,n(H2)=2a mol,n(NH3)=b mol,且NH3占平衡混合总体积的 。

25、则该反应的平衡常数K= （用含a、V的式子表示）。在t2时刻，将该容器的体积迅速压缩至一半，t3时刻达到新的平衡状态。在下图中补充画出t2t3时段，正反应速率v(正）和逆反应速率v(逆）的变化曲线：2022/7/30 星期六47（3）为了使原料能得到充分的利用，在工业上常采取气体循环的流程，即降低反应后混合气体的温度，分离出其中的液氨，同时剩余的N2和H2再进行循环利用。该方法的原理类似于下列哪种方法？ ，并说明理由： 。过滤 分馏 分液 萃取（4）可以用氯气来检验输送氨气的管道是否漏气，如果漏气则会产生白烟（成份为氯化铵），写出该反应的化学方程式，并标出电子转移的方向和数目： 。2022/7

26、/30 星期六48（5）某化工厂生产的氨水的物质的量浓度为20 mol/L，实验室若需用80 mL浓度为5 mol/L的氨水时，需量取20 mol/L的氨水 mL；配制该溶液时，除用到100 mL容量瓶外，还需要的玻璃仪器有 。常温下，设该氨水的pH=a，加入相同体积、pHc(OH-)2022/7/30 星期六49解析 本题是一道化学基本原理与实验基础知识相融合的题目。它综合了盖斯定律、化学平衡常数、化学反应速率与化学平衡图象、合成氨工业、氧化还原反应、溶液的配制、弱电解质的电离等众多化学问题，分析该题要学会分解,以大化小然后各个击破。（1）依据盖斯定律不难得出H=180.5 kJ/mol-(

27、-905 kJ/mol) +(-483.6 kJ/mol) =-92.4 kJ/mol。2022/7/30 星期六50（2）要计算该反应的平衡常数必须求出平衡时N2、H2和NH3的浓度。 N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)c平又 则b=2a,代入公式K=2022/7/30 星期六51（3）从混合气体中分离出NH3与分馏之所以有相似之处，都是由改变温度而引起的物质状态的改变。（5）计算需量取20 mol/L氨水的体积时应按配制100 mL 5 mol/L 的氨水来计算，因为容量瓶只有一个刻度。答案 （1）-92.4 kJ/mol （2）2022/7/30 星期六52（3） 通过温度的改变而

28、改变物质的状态，达到分离的目的（4）（5）25 玻璃棒、胶头滴管、烧杯、量筒 C2022/7/30 星期六536.工业碳酸钠（纯度约为98%）中含有Ca2+、Mg2+、Fe3+、 Cl-和SO 等杂质，提纯工艺路线如下：2022/7/30 星期六54资料支持：物质KspCaCO34.9610-9MgCO36.8210-6BaCO35.110-9BaSO41.110-10Ca(OH)24.6810-6Mg(OH)25.6110-12Fe(OH)32.6410-392022/7/30 星期六55碳酸钠的饱和溶液在不同温度下析出的溶质如下图所示：回答下列问题：（1）加入NaOH溶液时，预测首先生成的

29、沉淀是 （填化学式）；生成氢氧化镁沉淀的离子方程式为 。（2）“趁热过滤”的目的是 。（3）实验室用试剂级Na2CO3配成1 000 mL一定浓度的溶液时，所需要的玻璃仪器有 。2022/7/30 星期六56（4）现有0.10 mol BaSO4沉淀放入上述1 000 mL Na2CO3溶液中，当Na2CO3溶液的最初浓度至少为多少时，BaSO4才可以完全转化为BaCO3沉淀？2022/7/30 星期六57解析 加入NaOH溶液后，杂质离子Mg2+和Fe3+将转化为氢氧化物沉淀，因为Fe(OH)3的溶度积常数远远小于Mg(OH)2的溶度积常数，因此首先析出的是Fe(OH)3。由于KspMg(O

30、H)2Ksp(MgCO3)，因此加入NaOH溶液后，沉淀转化的离子方程式可表示为MgCO3+2OH- Mg(OH)2+CO 。2022/7/30 星期六58答案 （1）Fe(OH)3 MgCO3+2OH- Mg(OH)2+CO(2)防止析出Na2CO310H2O或Na2CO37H2O晶体,降低产率（3）1 000 mL容量瓶、玻璃棒、胶头滴管、烧杯（4）BaSO4(s)+CO (aq) BaCO3(s)+SO (aq)的平衡常数为当BaSO4完全转化为BaCO3时，溶液中c(SO )应为0.1 mol/L,所以有c(CO )=c(SO )/K=4.6 mol/L,因此Na2CO3溶液的最初浓度

31、至少应为0.1 mol/L+4.6 mol/L=5.6 mol/L时，BaSO4才可以完全转化为BaCO3沉淀。2022/7/30 星期六597.金属镁和镁合金在航空、汽车制造和电子工业等领域 具有广泛的用途，金属镁的冶炼有多种方法，其中之 一为皮江法。该方法是以白云石（CaCO3MgCO3） 为原料，经高温煅烧生成氧化物（CaOMgO），氧 化物在还原炉中经1 200真空条件下用硅铁还原生成 镁蒸气（铁在反应前后化合价不变），镁蒸气经冷凝 器冷凝为粗镁，粗镁再经精炼、铸锭得到成品金属镁。 反应工艺流程如下图：2022/7/30 星期六60(1)在冶炼过程中反应温度对生成金属镁的影响如图，从图

32、中分析，还原反应的反应热H（填“”或“=”）0，理由是 。(2)还原炉中需要在1 200真空条件下反应，真空条件对制备金属镁来讲，可以达到的目的是： ; 。2022/7/30 星期六61（3）工业上，另一种冶炼镁的原理是:MgCO3 MgO+CO2,MgO+C+Cl2 MgCl2+CO,电解氯化镁。工业上不直接电解氧化镁的原因是 。（4）另外也可以以海水为原料来冶炼金属镁，已知298 K时，Mg(OH)2的溶度积常数Ksp=5.610-12，如果在海水结晶的母液中，加入一定量的烧碱达到沉淀溶解平衡，测得pH=13.00,则此温度下残留在溶液中的c(Mg2+)= mol/L。2022/7/30

33、星期六62解析 (1)由图象可知温度越高，镁的产率越大，所以此反应应为吸热反应，H0。（2）1 200真空条件下，降低反应所需的温度，可节约能源，同时也防止镁在高温下与空气中的氧气反应。（3）电解法冶炼金属，其原料必须满足两个条件，第一个条件是必须是离子化合物；第二个条件是熔点较低，节能。（4）298 K下，c(OH-)=0.1 mol/L,Ksp=c(Mg2+)c2(OH-),代入数据，解得c(Mg2+)=5.610-10 mol/L。2022/7/30 星期六63答案 （1） 升高温度Mg的产率增大，平衡向正反应方向移动，说明正反应为吸热反应（2）降低反应所需温度，节约能源防止Mg被空气氧

34、化（3）氧化镁熔点高于氯化镁，电解氧化镁消耗电能多，生产成本高（4）5.610-102022/7/30 星期六64实验突破8 探究性化学实验 探究性化学实验题在近几年的高考中频频出现，这类题具有综合性强，开放性强等特点,能很好地考查学生分析问题、解决问题和创新思维的能力，这种题的区分度高，高考中具有很好的选拨功能。探究性实验的基本程序可用下列流程图表示：2022/7/30 星期六65一、提出问题 要提出问题，首先得发现问题，在学习新知识、实践 新方法中进行思考、对比、质疑,通过思考提出值得探 究的问题，探究清楚能更好地理解掌握物质的性质。 此外，实验中出现异常现象也是发现问题、提出问题 的重要

35、契机。二、提出猜想 在学习、思考和实验中，发现了问题不要轻易放过， 要与同学和老师交流、讨论、查阅资料，这时有许多 问题就可能得到完美的解决，而有一些问题，结论有 多种可能（这就是猜想），只能通过实验进行验证。 所谓猜想就是根据已有的知识对问题的解决提出的几 种可能的情况。2022/7/30 星期六66三、设计验证方案 提出猜想后，就要结合实验室的条件，设计出科学、 合理、安全的实验方案，对可能的情况进行探究。实 验设计中，关键的就是试剂的选择和实验条件的调控。 新的问题出现再设法改进，直到科学合理为止，在实 施实验的过程中，实验方案可能还会出现问题，还要 及时进行调整。四、观察实验现象，得出

36、结论 根据设计的实验方案，认真进行实验，观察实验中出 现的现象并及时记录，根据实验现象进行推理分析或 计算分析得出结论，如不能得出结论则要加做实验， 或进行对比实验，或将设计的实验进行改进。若实验 中遇到新的问题，则可以提出新的问题进行探究。2022/7/30 星期六67【典例导析1】铜在空气中会生成铜锈，其成分是Cu2(OH)2CO3,随着工业的发展，空气中二氧化硫排放量较大，铜绿成分也会发生相应的变化。傅鹰著大学普通化学下册564页（人民教育出版社,1982年版）,认为铜锈成分为CuSO43Cu(OH)2。某化学兴趣小组在废品站取一块生锈的铜片，设计实验分析铜锈成分。（1）对于铜锈主要成分

37、，请你提出猜想：猜想1： ；猜想2： ；猜想3： 。2022/7/30 星期六68（2）实验室提供下列药品：稀硫酸、盐酸、氯化钡溶液、澄清石灰水；仪器：试管、滴管、导管、小刀等。请你设计实验方案证明上述猜想，补充实验报告：实验序号实验步骤实验现象实验结论取样品装于试管，加入足量稀盐酸，在试管口放一块涂有澄清石灰水的玻璃片溶液中产生气泡；玻璃片上出现浑浊在上述溶液中加入氯化钡溶液和稀硝酸原样品含SO2022/7/30 星期六69（3）假设铜锈成分为nCuSO4mCu(OH)2，设计一个简单的实验方案测定铜锈成分，实验步骤如下：取W g样品，溶于水，加入过量氢氧化钠溶液，过滤、洗涤、灼烧，称重得固

38、体质量为a g;取W g样品，溶于足量稀硝酸，加入过量的氯化钡溶液， ，称量得固体质量为b g；处理数据，经计算：nm=。2022/7/30 星期六70解析 （1）依题意，只对其主要成分提出假设，即铜绿主要成分为碱式碳酸铜、碱式硫酸铜或碱式碳酸铜和碱式硫酸铜的混合物即可。（2）定性检验两种成分的区别，实质是检验SO 和CO 。（3）通过测定硫酸钡质量确定SO 的物质的量，根据氧化铜质量计算铜的物质的量。n(CuO)=n(Cu2+)= mol，n(BaSO4)=n(SO )= mol,n= mol,m=( - )mol=2022/7/30 星期六71答案 （1）猜想1：铜绿主要成分为Cu2(OH

39、)2CO3猜想2：铜绿主要成分为CuSO43Cu(OH)2猜想3：铜绿主要成分为Cu2(OH）2CO3和CuSO43Cu(OH)2（2）原样品含CO 产生白色沉淀（3）过滤、洗涤、干燥 2022/7/30 星期六72规律总结 对于猜想类实验探究试题，首先要善于从问题情境中提出一些有价值的可探究性问题，再围绕问题作出猜想或假设，值得注意的是猜想一定要有事实根据或科学依据，是建立在一定知识基础上的猜想，不能胡乱猜想。注意对试题提供的情境进行分析，找准突破口，然后根据所学知识设计合理、可行的实验方案，并对所提出的问题作出科学解释，得出正确的结论。2022/7/30 星期六73【典例导析2】（2009

40、北京理综，27）某学习小组探究 浓、稀硝酸氧化性的相对强弱，按下图装置进行实验 （夹持仪器已略去）。实验表明浓硝酸能将NO氧化成 NO2，而稀硝酸不能氧化NO。由此得出的结论是浓硝 酸的氧化性强于稀硝酸。2022/7/30 星期六74 可选药品：浓硝酸、3 mol/L稀硝酸、蒸馏水、浓硫酸、 氢氧化钠溶液及二氧化碳 已知：氢氧化钠溶液不与NO反应，能与NO2反应。 2NO2+2NaOH NaNO3+NaNO2+H2O2022/7/30 星期六75（1）实验应避免有害气体排放到空气中。装置、中盛放的药品依次是 。（2）滴加浓硝酸之前的操作是检验装置的气密性，加入药品，打开弹簧夹后 。（3）装置中

41、发生反应的化学方程式是 。（4）装置的作用是 ，发生反应的化学方程式是 。（5）该小组得出的结论依据的实验现象是 。2022/7/30 星期六76（6）实验结束后，同学们发现装置中溶液呈绿色，而不显蓝色。甲同学认为是该溶液中硝酸铜的质量分数较高所致，而乙同学认为是该溶液中溶解了生成的气体。同学们分别设计了以下4个试验来判断两种看法是否正确。这些方案中可行的是（选填序号字母） 。a.加热该绿色溶液，观察颜色变化b.加水稀释该绿色溶液，观察颜色变化c.向该绿色溶液中通入氮气，观察颜色变化d.向饱和硝酸铜溶液中通入浓硝酸与铜反应产生的气体， 观察颜色变化2022/7/30 星期六77解析 装置为Cu

42、和浓HNO3反应制取NO2的发生装置，因要检验浓、稀HNO3的氧化性强弱，依题中信息知是用碱液(NaOH)吸收NO2，则为浓HNO3，中用排水法收集的气体一定为NO则中为稀HNO3,中为H2O，发生了3NO+H2O 2HNO3+NO,又因NO极易被空气中的O2氧化而生成红棕色的NO2，因此整个装置中不能有空气。2022/7/30 星期六78答案 （1）3 mol/L稀硝酸、浓硝酸、氢氧化钠溶液（2）通入CO2一段时间，关闭弹簧夹，将装置中导管末端伸入倒置的烧瓶内（3）Cu+4HNO3(浓) Cu(NO3)2+2NO2+2H2O（4）将NO2转化为NO 3NO2+H2O 2HNO3+NO（5）装

43、置中液面上方气体仍为无色，装置中液面上 方气体由无色变为红棕色 (6)acd2022/7/30 星期六79迁移应用1.某同学在一只烧杯里装有a g纯铁粉，加入200 mL 6 mol/L硝酸恰好完全溶解铁粉（假设还原产物只有 NO）。请完成对产物中铁元素价态的探究：限选实 验仪器与试剂：烧杯、试管、玻璃棒、药匙、滴管、 酒精灯、试管夹、3 mol/L H2SO4溶液、3%H2O2溶液、 6 mol/L HNO3溶液、0.01 mol/L KMnO4溶液（含硫酸 酸化）、NaOH稀溶液、0.1 mol/L KI溶液、20% KSCN 溶液、蒸馏水。（1）提出合理假设假设1： ；假设2： ；假设3

44、：。2022/7/30 星期六80（2）设计实验方案证明你的假设按下表格式写出实验操作步骤、预期现象与结论。实验操作预期现象与结论步骤1：步骤2：（3）a值的范围为 。2022/7/30 星期六81解析（1）3Fe+8HNO3 3Fe(NO3)2+2NO+4H2O,Fe+4HNO3 Fe(NO3)3+NO+2H2O产物可能是硝酸铁、硝酸亚铁、也可能是硝酸亚铁和硝酸铁混合物。（2）中学用KSCN溶液检验三价铁离子。根据题目对试剂的限制，没有提供淀粉溶液，如果用KI溶液检验铁离子，生成I2溶于水呈黄色，与铁离子的溶液颜色相近，无法区别。所以，不能用KI溶液检验溶液中是否含三价铁离子（可以用淀粉-K

45、I溶液检验三价铁离子：溶液变蓝色，说明含三价铁离子）。（3）极端假设法和平均值法求解：假设铁与硝酸反应只生成+3价铁，2022/7/30 星期六82n(HNO3)=0.2 L6 mol/L=1.2 mol,n(Fe)=0.3 mol，m(Fe)=0.3 mol56 g/mol=16.8 g;假设铁与硝酸反应只生成+2价铁,n(Fe)=1.2 mol =0.45 mol,m(Fe)=0.45 mol56 g/mol=25.2 g，根据平均值原理：16.8a25.2。2022/7/30 星期六83答案 （1）假设1：产物中铁元素的价态为+3价假设2：产物中铁元素的价态为+2价假设3：产物中铁元素的

46、价态既有+3价也有+2价（2）实验操作预期现象与结论步骤1：取少量溶液，滴加酸性KMnO4溶液。若KMnO4溶液的紫红色褪去，变为无色溶液，则说明产物中铁元素的价态含+2价；若不褪色，则说明产物中铁元素的价态不含+2价。步骤2：另取少量溶液，滴加KSCN溶液。若溶液变为红色，则说明产物中铁元素的价态含+3价；若溶液无明显变化，则说明产物中铁元素的价态为+2价。(3)16.8a25.22022/7/30 星期六842.某化学活动小组想通过下图所示装置（夹持装置已略 去）进行实验，探究Na2O2与NO反应的产物。2022/7/30 星期六85实验前，他们查阅有关资料得到如下信息：2NaNO3 2N

47、aNO2+O2;NaNO2为白色粉末状固体，既有氧化性又有还原性；NaNO2溶液显弱碱性（原因：强碱弱酸盐的水解）。实验开始时，先在A装置中加入适量的碳酸钙和足量稀硝酸，待反应不再有气体产生时，将铜丝插入稀硝酸中，回答下列问题：（1）A装置中放入碳酸钙的目的是 。（2）装置B、C中的试剂分别是：B中 、C中 ，E的作用是 。2022/7/30 星期六86（3）如何检验反应中是否有氧气生成？ 。（4）假如Na2O2已反应完全，为确定D中固体产物的成分，甲同学将固体溶于水后，经测定发现溶液显强碱性，再向溶液中加入酸性高锰酸钾溶液，紫色褪去。由此现象推断固体产物中可能含有的物质是 （填化学式）。（5

48、）乙同学取适量固体于试管中密闭加热，发现白色固体部分变为淡黄色。此现象说明固体中还可能含有的成分是 （填化学式）。根据以上推测，请写出Na2O2与NO反应的化学方程式 。2022/7/30 星期六87解析 （1）铜丝与稀硝酸反应能产生NO,经观察反应装置A，锥形瓶中有碳酸钙，而且先发生反应生成CO2，由NO的性质（易与O2反应生成 NO2)可知这样做的目的是用CO2排除装置中的空气，避免NO被氧化。（2）为了避免CO2、H2O与Na2O2反应，B、C装置应是洗气装置，除水蒸气应在后面，除CO2在前面，除去CO2一般用NaOH溶液，除去H2O一般用浓硫酸；E装置的作用是避免空气中的CO2、水蒸气

49、进入D中，干扰产物的判断。（3）用带火星的木条靠近导气管口，观察木条是否复燃，若复燃，则证明有氧气生成。（4）推断D中固体产物，注意前提条件是：Na2O2已反应完全。D中固体产物2022/7/30 星期六88溶于水,溶液显强碱性，由题给信息知，NaNO2溶液呈弱碱性。“强碱性”肯定不是NaNO2造成的，而Na2O2已反应完全，反应物中没有H元素，故只能是Na2O导致；“再向溶液中加入酸性高锰酸钾溶液，紫色褪去”，高锰酸钾是强氧化剂，说明溶液中含有某种还原剂，根据题给信息，可知为NaNO2。（5）乙同学取适量固体于试管中密闭加热，发现白色固体部分变为淡黄色。结合前面分析，产物中的Na2O被氧化为

50、Na2O2,白色固体变为黄色固体（2Na2O+O2 2Na2O2），根据题中所给信息2NaNO32NaNO2+O2，产物中也有NaNO3存在。综上所述，Na2O2与NO反应的产物共有三种:NaNO3、NaNO2、Na2O。2022/7/30 星期六89答案 （1）使CaCO3与稀硝酸反应生成CO2，排出装置中的空气，防止NO被氧化（2）NaOH溶液 浓硫酸 防止空气中的CO2、水蒸气进入装置D中，干扰产物的判断（3）将带火星的木条放在E装置的气体出口处，观察木条是否复燃，若复燃，则说明有氧气生成；若不复燃，说明无氧气生成（4）Na2O、NaNO2（5）NaNO3 2Na2O2+2NO NaNO

51、3+NaNO2+Na2O2022/7/30 星期六903. 铁是日常生活中最常见的金属，某班同学在学习铁的知 识时，有下列问题： 问题1：铁为何称为黑色金属？ 问题2：CuO在高温下可分解为Cu2O和O2，Fe2O3在高 温下可分解为FeO和O2吗？ （1）对于问题1，同学们上网查找，有两种解释： A.因为在铁表面有黑色的铁的氧化物，所以叫黑色金属 B.因为铁的粉末为黑色，铁的氧化物也均为黑色，所以 叫黑色金属 你认为正确的说法是 。 2022/7/30 星期六91若有一黑色粉末，如何鉴别是铁粉，还是Fe3O4粉末: 。若有一黑色粉末，为铁和四氧化三铁的混合物，如何证明其中有Fe3O4(只要求

52、简述实验方法)： 。（2）对于问题2，同学们准备实验探究，他们设想了两种方法：A.将三氧化二铁高温灼烧，看灼烧前后颜色是否变化B.将三氧化二铁高温灼烧，看灼烧前后质量是否变化2022/7/30 星期六92实验中应将Fe2O3放在 （填仪器名称）中灼烧。方法A中，如果高温灼烧后颜色由变为 ，说明Fe2O3确实发生了变化。能说明生成的一定为FeO吗？ （填“能”或“不能”）。理由是 。方法B中，如果发生了预期的反应，固体高温灼烧前后质量比应为 ，但是，实验结果是固体灼烧前后质量比为3029,则高温灼烧后生成物是 。比较两种方法，你认为较好的方法是 。2022/7/30 星期六93解析 （1）B错误

53、，因为Fe2O3是红棕色的；常用的方法是加酸溶解，金属和稀盐酸反应生成氢气，而Fe3O4反应时没有气泡产生；鉴别混合物中是否有Fe3O4固体，可以用还原剂将氧化物还原，检验氧化产物，如用氢气还原，则检验是否有水生成，如用CO还原，则检验是否有CO2气体产生。（2）因为Fe2O3是红棕色的，FeO是黑色的，若方法A成立，那么颜色变化是由红棕色变为黑色，但从颜色并不能正确判断，因为也可能生成黑色的Fe3O4,6Fe2O3 4Fe3O4+O2;若方法B成立，则下列反应成立：2Fe2O3 4FeO+O2,灼烧前后的质量之比为：2022/7/30 星期六94 =10/9,若质量之比是3029,则发生了反

54、应6Fe2O3 4Fe3O4+O2,最后的分解产物是Fe3O4;结合两种方法的分析，方法B更严密，此方法涉及了定量的计算，而方法A仅仅是定性地从颜色来观察，不严密。2022/7/30 星期六95答案 （1）A取黑色粉末少许于试管中，加适量稀盐酸或稀硫酸，若有气泡产生则原黑色粉末为铁，若无气泡产生则原粉末为Fe3O4(其他合理答案亦可)用干燥的氢气与黑色粉末加热反应，用无水硫酸铜检测是否有水产生（或用纯净的一氧化碳与黑色粉末加热反应，用澄清石灰水检测是否有二氧化碳产生）（其他合理答案亦可）（2）坩埚 红棕色 黑色 不能 也可能为Fe3O410/9 Fe3O4 B2022/7/30 星期六96易错

55、题重练1.（2009江苏，6）下列有关实验操作的叙述 正确的是 ( )2022/7/30 星期六97 A.实验室常用如图所示的装置制取少量的乙酸 乙酯 B.用50 mL酸式滴定管可准确量取25.00 mL KMnO4溶液 C.用量筒量取5.00 mL 1.00 mol/L盐酸于50 mL 容量瓶中，加水稀释至刻度，可配制0.100 mol/L盐酸 D.用苯萃取溴水中的溴，分液时有机层从分液 漏斗的下端放出2022/7/30 星期六98解析 收集乙酸乙酯的试管中导管不应插入液面以下，否则会引起倒吸，A错误；酸性KMnO4具有强氧化性，易腐蚀橡胶，不能用碱式滴定管量取，B正确；容量瓶不能用来稀释溶

56、液，C错误；苯的密度比水小，故苯萃取后的有机层应从分液漏斗的上口倒出，D错误。答案 B2022/7/30 星期六992.下列能达到实验目的的是 （ ）2022/7/30 星期六100解析 选项A，由于H2的密度小于空气的密度，氢气从长导管进入才能排出集气瓶中的空气；选项B，CO2能与NaOH溶液反应，从而降低了烧瓶中气体的压强形成喷泉现象；选项C，外管直接被加热，其温度高于内管，外管盛有的NaHCO3稍微受热就会分解，无法得出Na2CO3的热稳定性大于NaHCO3的结论，应将Na2CO3和NaHCO3的位置调换即可达到实验目的；选项D，根据图示装置，左端试管内产生的H2不能将生成的FeSO4溶

57、液压入右端试管中，不能得到Fe(OH)2。答案 B2022/7/30 星期六1013.下列实验装置不适用于物质分离的是 （ ） 解析 A项可用于互不相溶液体的分离；B项 可将容易升华的物质分离出来；C项为蒸馏、 分 馏装置，可用来分离沸点不同的物质。D2022/7/30 星期六1024.(2009广东理基，21)下列实验能达到实验目的 且符合安全要求的是 （ ）2022/7/30 星期六103解析 氢氧化亚铁易被O2氧化，盛NaOH的胶头滴管必须插入溶液中，故A项错;O2难溶于水，故可以用排水法收集，B项正确；点可燃性气体前必须验纯，故C项错；浓硫酸的稀释应将浓硫酸加入水中，以防止暴沸，故D项

58、错。答案 B2022/7/30 星期六1045.(2009重庆理综，7)有关实验的叙述，正确的 是 （ ） A.将固体加入容量瓶中溶解并稀释至刻度，配 制成一定物质的量浓度的溶液 B.用玻璃棒蘸取溶液，点在湿润的pH试纸上测 定其pH C.用NaOH溶液洗涤并灼烧铂丝后，再进行焰 色反应 D.读取滴定管内液体的体积，俯视读数导致读 数偏小 解析 配制一定物质的量浓度溶液时，固体应 在烧杯中溶解，A项错；用pH试纸测pH时，不 能湿润pH试纸，B项错；焰色反应实验中，铂 丝应用稀盐酸洗涤，C项错。D2022/7/30 星期六1056. 下列有关实验的说法正确的是 （ ） A.除去铁粉中的铜粉，加

59、入足量浓硫酸加热反 应后进行分液 B.不用任何其他试剂就可鉴别NaOH溶液和 Al2(SO4)3溶液 C.制备Fe(OH)3胶体，通常是将Fe(OH)3固 体溶于热水中 D.某溶液中加入盐酸能产生使澄清石灰水变浑 浊的气体，则该溶液中一定含有2022/7/30 星期六106解析 选项A，在加热条件下，Fe、Cu均可与浓硫酸发生反应；选项B，根据NaOH溶液和Al2(SO4)3溶液互滴产生的现象不同即可鉴别；选项C，应将饱和FeCl3溶液滴入沸水中制备Fe(OH)3胶体；选项D， 、 也能与盐酸反应生成能使澄清石灰水变浑浊的气体。答案 B、2022/7/30 星期六1077.有关化学实验的基本操作中，正确的是（ ） 金属钠不能保存在液态石蜡中 测定某溶 液的pH，将干燥的试纸侵入待测溶液中，过一 会儿取出，并与标准比色卡比较 中和热测 定实验中以环形铜丝搅拌棒代替环形玻璃搅拌 棒会使测定值比理论值偏低 检验亚硫酸钠 固体是否变质，先将少量样品溶于水中，再加 入酸化的硝酸钡溶液 称量时，将硫酸铜晶 体直接放在天平右盘上称量 将烧杯、试管 直接放在