鲁科版2023-2024年高中化学大一轮复习第10章 第68讲以性质为主的探究类综合实验

第68讲以性质为主的探究类综合实验

［复习目标JI.能根据不同情景、不同类型实验特点评价或设计解决问题的简单方案。2.建立

解答探究类综合实验的思维模型。

类型一物质性质的探究

■归纳整合

1.物质性质探究类实验的类型

（1）根据物质性质设计实验方案

2.探究实验中常见操作及原因

操作目的或原因

沉淀水洗除去XX（可溶于水）杂质

a.减小固体的溶解度；b.除去固体表面吸附的杂

沉淀用乙醇洗涤

质；c.乙醇挥发带走水分，使固体快速干燥

防止XX蒸气逸出脱离反应体系；提高XX物质

冷凝回流

的转化率

防止XX离子水解；防止XX离子沉淀；确保XX

控制溶液PH

离子沉淀完全；防止XX溶解等

“趁热过滤”后，有时先向

稀释溶液，防止降温过程中杂质析出，提高产品

滤液中加入少量水，加热至

的纯度

沸腾，然后再“冷却结晶”

加过量A试剂使B物质反应完全（或提高B物质的转化率等）

温度过高XX物质分解（如H2O2、浓硝酸、

温度不高于XX℃NHaHCCh等）或XX物质挥发（如浓硝酸、浓盐酸）

或XX物质氧化（如NazSCh等）或促进XX物质水

解（如AlCl3等）

减小压强，使液体沸点降低，防止XX物质受热

减压蒸储（减压蒸发）

分解（如H2O2、浓硝酸、NH4HCO3^）

抑制XX离子的水解（如加热蒸发AlCl3溶液时需

蒸发、反应时的气体氛围在HCl气流中进行，加热MgC12∙6H2O制MgCl2

时需在HeI气流中进行等）

配制某溶液前先煮沸水除去溶解在水中的氧气，防止XX物质被氧化

反应容器中用玻璃管和大

指示容器中压强大小，避免反应容器中压强过大

气相通

■专项突破关键能力

1.某小组用如图所示装置进行实验（夹持仪器和A中加热装置已略），以验证Fe3+、CI2、SO2

氧化性的强弱。根据题目要求回答下列问题：

⑴检查装置气密性后，关闭K|、K3、K4,打开K2,旋开旋塞a,加热A,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A,关闭K2。打开旋塞b,使约2mL的溶液流入试管D中,

关闭旋塞b,检验B中生成离子的方法是.

（3）若要继续证明Fe3+和SCh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，结论如表所示，他们的检测结果一定能够证明

氧化性强弱顺序：CL>Fe3+>SCh的是（填“甲”“乙”或“丙”）。

X过程（2）B中溶液含有的离子过程（3）B中溶液含有的离子

甲既有Fe3"又有Fe?」Wsor

乙有Fe3'无Fe?’有SOF

丙有Fe?*无Fe2*WFe2+

(5)验证结束后，将D换成盛有NaOH溶液的烧杯，打开Ki、K2、K3和K4,关闭旋塞a、c,

打开旋塞b,从两端鼓入N2,这样做的目的是

2.某研究性学习小组通过下列实验验证Agl沉淀的生成会使L的氧化能力增强，可将Fe?+

氧化。

[2滴[1()滴0.1mol∙L^,[足量0.1mobLT

卜淀粉溶液hNHRFe(SO小溶液上AgNo,溶液

Π42滴碘水目HH目

步骤1步躲2步骤3

回答下列问题：

⑴由AgNO3固体配制0.1mol∙I√ι的AgNO3溶液50mL,下列仪器中不需要使用的有

(填名称)，配制好的溶液应转移到(填试剂瓶的

名称)中保存。

(2)步骤1的实验现象是；步骤2无明显现象；步骤3最终的实验现象是溶

液中生成黄色沉淀，。由此可知，步骤3反应的离子方程式为

(3)为了确证AgI的生成使I2的氧化能力增强而将Fe?,氧化，学习小组在上述实验基础上进行

补充实验:分别取少量的和步骤3试管中的上层清液于试管a和试管b中，

向两支试管中加入过量的,观察到的现象为_______________________

类型二反应产物、反应机理的探究

■归纳整合∙R≡⅝T

1.解答产物确定题的思路分析

由性质确定反应产物是解此类题目的根本思路，而题目中所涉及的物质，一般分为两类。

要注意物质的特殊性质，比如颜色、状态、气味、溶

第一类常见的熟悉物质解性等物理性质，或能与哪些物质反应生成特殊的沉

淀、气体等化学性质

能类比迁移的陌虽然平时接触不多，但其某种组成成分、结构成分(如

第二类

生物质离子、原子团、官能团等)必然学过，则可以考虑与

其结构相似的物质的性质，进而推断其具体组成

2.寻求反应机理类探究性实验解题流程

3.文字表述题的各种答题规范

(1)沉淀洗涤是否完全的检验答题模板

取少许最后一次洗涤液，滴入少量……溶液(试剂)，若……(现象)，表示已经洗涤完全。

解答此类题目要注意四个得分点：取样+试剂+现象+结论。

取样要取“少许最后一次"洗涤液

试剂选择合理的试剂

现象须有明显的现象描述

结论根据现象得出结论

(2)实验操作的原因、目的、作用的答题要点

明确实验目的：做什么

答题要素明确操作目的：为什么这样做

明确结论：这样做会有什么结果？理由是什么

操作：怎么“做”，为什么这样“做”

得分点及关键词

作用：须有明确的结论、判断、理山

(3)实验现象的准确、全面描述

现象描述要全面：看到的、听到的、触摸到的、闻到的

现象描述要准确：如A试管中……B处有……

答题要素

按“现象+结论”格式描述，忌现象结论不分、由理论推现象、

指出具体生成物的名称

得分点及溶液中：颜色由……变成……，液面上升或下降(形成液面差)，溶

关键词液变浑浊，生成（产生）……沉淀，溶液发生倒吸，产生大量气泡（或

有气体从溶液中逸出），有液体溢出等

固体：表面产生大量气泡，逐渐溶解，体积逐渐变小，颜色由……

变成……等

气体：生成……色（味）气体，气体由……色变成……色，先变……

后……（加深、变浅、褪色）等

（4）试剂的作用的答题模板

答题要素试剂的作用是什么？要达到的目的是什么

作用类：“除去”“防止”“抑制”“使……”等，回答要准确

得分点及

作用一目的类：“作用”是“……”，”目的”是“……”，回

关键词

答要准确全面

■专项突破关键能力

1.某实验小组利用如图装置（部分固定装置略）进行氮气与钙的反应，并探究其产物的性质及

化学式。请回答下列问题。

（1）仪器B的名称是,B中固体物质为O

（2）反应过程中导管末端必须插入试管C的水中，目的是（填字母）。

A.吸收反应剩余的氮气

B.控制通入气体的流速

C.防止空气中的氧气倒流进入反应装置，干扰反应

（3）将下列操作步骤补充完整：

①打开活塞K并通入N2;

②点燃酒精灯，进行反应；

③反应结束后，____________________________________________________________

（4）该小组同学认为根据相应的质量关系可以求出生成物的化学式，数据记录如下:

A的质量/n0∕gA与钙的质量㈣/gA与产物的质量ιm馆

14.8015.0815.15

①通过计算得到化学式CaXN2,其中X=。

②小组同学查阅资料得知产物为Ca3N2,能与水强烈反应，请写出Ca3N2与水反应的化学方

程式：,设计实

验检验Ca3N2与水反应的产物(写出必要的操作及现象)：

2.(2022•海口高三模拟)实验室以浓硫酸、铜与NaOH溶液为原料制取少量NaHSO3并探究其

性质，已知CuCl为白色难溶于水的化合物。

I.制备NaHSO3(装置如图所示)。

酸性高镒

酸钾溶液

(1)仪器a的名称是。

(2)装置丙的作用是。

H.探究:NaHSO3与Cb的反应，设计实验：向2mL1mol∙HNaHSCh溶液中加入2mL

ImOI∙L-CuSCU溶液，得到绿色溶液，3min内无明显变化。将所得混合液分为两等份。

①第一份加入适量NazSCU固体，瞬间无明显变化，30s时也无明显变化。

②另一份加入适量NaCl固体，瞬间无明显变化，30s时有无色气体和白色沉淀生成，上层溶

液颜色变浅。

(3)推测实验②产生的无色气体为SCh,用新制的氯水检验该无色气体，可观察到淡黄绿色消

失，滴加BaCl2溶液有白色沉淀生成。写出SCh与氯气反应的离子方程式：

(4)对实验II产生S02的原因进行分析，提出两种假设：

假设1：CM+水解使溶液中C(H+)增大。

假设2：C「存在时，CM+与HSO不反应生成CUCI白色沉淀，溶液中C(H,)增大。

①假设］不合理，实验证据是。

②实验证实假设2合理，实验II中发生反应的离子方程式有

+

和H+HSO3=SO2t+H2Oo

3.某小组为探究Mg与NH4Cl溶液的反应机理，常温下进行以下实验。实验中所取镁粉质

量均为0.5g,分别加入选取的实验试剂中，资料：①CFhCOONHt溶液呈中性。②C「对该反

应几乎无影响。

实验实验试剂实验现象

15nιL蒸储水反应缓慢，有少量气泡产生(经检验为H2)

1

5mLLOmol-LNH4CI剧烈反应，产生刺激性气味气体和灰白色

2

溶液(PH=4.6)难溶固体

(1)经检验实验2中刺激性气味气体为NH3,检验方法是。

用排水法收集一小试管产生的气体，经检验小试管中气体为H2O

(2)已知灰白色沉淀中含有Mg2+、OH,为研究固体成分，进行实验：将生成的灰白色固体

洗涤数次，至洗涤液中滴加AgNO3溶液后无明显浑浊。将洗涤后的固体溶于稀HNO3,再滴

加AgNO3溶液，出现白色沉淀。推测沉淀中含有,灰白色固体可能是(填

化学式)。

(3)甲同学认为实验2比实验1反应剧烈的原因是NH4Cl溶液中c(H*)大，与Mg反应快。用

化学用语解释NH4Cl溶液显酸性的原因是______________________________________________

___________________________________________________________________________________O

(4)乙同学通过实验3证明甲同学的说法不合理。

实验实验装置

3J5mL1.0mol∙LT

X、

ʃNHCI溶液

B1

①X是___________________________________________________________________________

②由实验3获取的证据为。

(5)为进一步探究实验2反应剧烈的原因，进行实验4。

实验实验试剂实验现象

45mLNHKl乙醇溶液有无色无味气体产生(经检验为H2)

依据上述实验，可以得出Mg能与NH；反应生成H2。乙同学认为该方案不严谨，需要补充的

实验方案是。

(6)由以上实验可以得出的结论是______________________________________________

真题演练明确考向

1.(2020•全国卷I,27)为验证不同化合价铁的氧化还原能力，利用下列电池装置进行实验。

铁电极司东-石墨电极

0.10mol-LL目色盘桥第k

l

mol∙L^Fe2(SO4)3

l

FeSo:0.05mol∙L-FeSO1

回答下列问题:

(1)由FeSO4VH2O固体配制0.10mol∙L~'FeSo4溶液，需要的仪器有药匙、玻璃棒、

_______________________________(从下列图中选择，写出名称)。

(2)电池装置中，盐桥连接两电极电解质溶液。盐桥中阴、阳离子不与溶液中的物质发生化学

反应，并且电迁移率(一)应尽可能地相近。根据下表数据，盐桥中应选择作为电解质。

阳离子t∕u×108∕(m2∙sl∙V')阴离子Me,×108∕(m2∙s-l∙V')

Li+4.07HC074.61

Na+5.19No37.40

Ca2+6.59CF7.91

K+7.62-S^Ξ-8.27

(3)电流表显示电子由铁电极流向石墨电极。可知，盐桥中的阳离子进入电极溶液中。

(4)电池反应一段时间后，测得铁电极溶液中c(Fe2+)增加了0.02mol∙LZ石墨电极上未见Fe

析出。可知，石墨电极溶液中,(Fe?+)=o

(5)根据(3)、(4)实验结果，可知石墨电极的电极反应式为,铁电极的电极

反应式为。因此，验证了Fe?+氧化性小于,还原性小于

(6)实验前需要对铁电极表面活化。在FeSo4溶液中加入几滴Fe2(SO4)3溶液，将铁电极浸泡

一段时间，铁电极表面被刻蚀活化。检验活化反应完成的方法是

2∙(2022∙广东，17)食醋是烹饪美食的调味品，有效成分主要为醋酸(用HAC表示)。HAC的

应用与其电离平衡密切相关。25℃时，HAC的Ka=I.75X1(Γ5moi.Lr%10-4.76mol.L%

⑴配制250mL0.1mol∙L-1的HAc溶液，需5mol∙LlHAc溶液的体积为mL。

(2)下列关于250mL容量瓶的操作，正确的是。

(3)某小组研究25°C下HAc电离平衡的影响因素。

提出假设稀释HAe溶液或改变AC-浓度，HAC电离平衡会发生移动。

设计方案并完成实验用浓度均为0.1mol∙L＞的HAc和NaAc溶液，按下表配制总体积相同

的系列溶液，测定pH,记录数据。

序号V(HAc)ZmLV(NaAc)ZmLV(H2O)ZmLn(NaAc):M(HAc)PH

ɪ40.00//02.86

II4.00/36.0003.36

…・•・…………

Vn4.00ab3：44.53

-viiΓ4.004.0032.001：14.65

①根据表中信息，补充数据：O=，b=.

②由实验I和∏可知，稀释HAC溶液，电离平衡(填“正”或“逆”)向移动；结合表

中数据，给出判断理由：«

③由实验∏〜Vlll可知，增大AC浓度，HAC电离平衡逆向移动。

实验结论假设成立。

(4)小组分析上表数据发现：随着虱黑冷)的增加,c(H+)的值逐渐接近HAC的Ka。

查阅资料获悉：一定条件下，按嘴誓=1配制的溶液中，C(H*)的值等于HAe的及。

"(HAc)

对比数据发现，实验Vlll中pH=4.65与资料数据Ka=Io4.76mo卜LI存在一定差异；推测可能

由物质浓度准确程度不够引起，故先准确测定HAc溶液的浓度再验证。

①移取20.0OmLHAC溶液，加入2滴酚献溶液，用0.100OmOl∙LNaOH溶液滴定至终点，

消耗体积为22.08mL,则该HAe溶液的浓度为mol∙L^'o画出上述过程的滴定曲线

示意图并标注滴定终点。

②用上述HAc溶液和0.1000mol∙LlNaOH溶液,配制等物质的量的HAc与NaAc混合溶液,

测定pH,结果与资料数据相符。

(5)小组进一步提出：如果只有浓度均约为0.1mol∙L-ι的HAC和NaOH溶液，如何准确测定

HAC的