2020屆高考化學提分攻略 題型20探究型綜合實驗(含解析)

1、 2020 屆高考化學提分攻略題型 20 探究型綜合實驗一、解題策略1化學實驗探究的基本環(huán)節(jié)（1）發(fā)現(xiàn)問題：就是在學習和實驗的過程中所遇到的值得探究的問題和異?，F(xiàn)象等。（2）提出猜想：就是根據已有的知識對所發(fā)現(xiàn)的問題的解決提出的幾種可能的情況。（3）設計驗證方案：就是根據猜想，結合實驗條件設計科學、合理、安全的實驗方案，對各種猜想進行驗證。（4）具體實施實驗：就是根據實驗方案選擇儀器、組裝儀器、按步驟進行操作實驗的過程。（5）觀察現(xiàn)象分析數(shù)據，得出結論：就是認真全面觀察實驗中出現(xiàn)的現(xiàn)象并及時記錄所得數(shù)據，然后進行推理分析和數(shù)據分析，通過對比歸納得出結論。2探究實驗設計的四個要求二、題型分類（一

2、）物質性質的探究1題型特點主要是從物質的結構特點或從所屬類型的典型代表物去推測物質可能具有的一系列性質，然后據此設計出合理的實驗方案，去探究它所可能具有的性質。2基本思路和方法 根據物質的組成(或成分)提出各物質(或離子)性質的假設根據這些性質找到可能存在的反應確定檢驗的試劑和儀器確定實驗的順序敘述實驗的操作和預期的現(xiàn)象，得出結論。3常見物質的熱分解反應規(guī)律（1）難溶性碳酸鹽氧化物co ；2（2）碳酸的酸式鹽碳酸的正鹽co h o；22（3）銨鹽n h 相應的酸(或酸性氧化物h o)(nh no 除外)；3243（4）硝酸鹽金屬(或金屬氧化物、亞硝酸鹽)氮氧化物(no 或 no )o ；22（

3、5）草酸晶體c o coh o。224氧化性、還原性與所含元素化合價的關系（1）元素處于最高價時，只具有氧化性，如fe 、h ；3（2）元素處于最低價時，只具有還原性，如cl ；（3）元素處于中間價時，既具有氧化性又具有還原性，如cl 。2（二）反應原理探究型1變量探究實驗題的解題策略解答變量探究類試題的關鍵是在其他條件相同的前提下，只改變一個條件對研究對象的影響規(guī)律。注意：選擇數(shù)據要有效，且變量統(tǒng)一，否則無法作出正確判斷。思路總結2規(guī)律探究實驗題的解題策略物質性質遞變規(guī)律的探究也是中學化學實驗探究的一個重要內容。研究同周期、同主族元素性質的遞變規(guī)律，物質的氧化還原反應(如置換反應)規(guī)律，物質

4、的酸(堿)性強弱規(guī)律，電解質溶液的導電規(guī)律等，都是開展有關規(guī)律探究的重要素材，也是高考命題的經典情境。解決有關規(guī)律探究問題的實驗設計，其常用方法示例如下：（1）同周期、同主族元素性質的遞變規(guī)律，一般通過設計判斷元素金屬性、非金屬性的強弱實驗來完成，如通過讓金屬單質與相同濃度的非氧化性酸反應產生h 的速率快慢來判斷金屬單質的還原性強弱，推2斷元素金屬性強弱，從而找出相應的性質遞變規(guī)律。（2）物質的酸(堿)性強弱的判斷。（3）鋼鐵發(fā)生電化學腐蝕的規(guī)律探究。可以通過控制所含的雜質是否與空氣接觸、所接觸的電解質溶液的酸堿度、鋼鐵在腐蝕過程中體系內的氣壓變化等角度設計實驗，找出規(guī)律。 【典例 1】【20

5、19北京理綜，28】化學小組實驗探究 so 與 agno 溶液的反應。23（1）實驗一：用如下裝置(夾持、加熱儀器略)制備 so ，將足量 so 通入 agno 溶液中，迅速反應，得到223無色溶液 a 和白色沉淀 b。濃 h so 與 cu 反應的化學方程式是_。24試劑 a 是_。（2）對體系中有關物質性質分析得出：沉淀b 可能為 ag so 、ag so 或二者混合物。2324(資料：ag so 微溶于水；ag so 難溶于水)2423實驗二：驗證 b 的成分寫出 ag so 溶于氨水的離子方程式：_。23加入鹽酸后沉淀d大部分溶解，剩余少量沉淀f。推斷d中主要是baso ，進而推斷b中

6、含有ag so 。323向濾液 e 中加入一種試劑，可進一步證實 b 中含有 ag so 。所用試劑及現(xiàn)象是_。23（3）根據沉淀 f 的存在，推測 so 的產生有兩個途徑：24途徑 1：實驗一中，so 在 agno 溶液中被氧化生成 ag so ，隨沉淀 b 進入 d。2324途徑 2：實驗二中，so 被氧化為 so 進入 d。2234實驗三：探究 so 的產生途徑24向溶液 a 中滴入過量鹽酸，產生白色沉淀，證明溶液中含有_；取上層清液繼續(xù)滴加 bacl2溶液，未出現(xiàn)白色沉淀，可判斷 b 中不含 ag so 。做出判斷的理由：_。24實驗三的結論：_。（4）實驗一中 so 與 agno 溶

7、液反應的離子方程式是_。23（5）根據物質性質分析，so 與 agno 溶液應該可以發(fā)生氧化還原反應。將實驗一所得混合物放置一段時23間，有 ag 和 so 生成。24（6）根據上述實驗所得結論：_。 【答案】（1）cu2h so (濃)=cuso so 2h o 飽和 nahso 溶液244223（2）ag so 4nh h o=2ag(nh ) so 4h o h o 溶液，產生白色沉淀223323 23222（3）ag ag so 溶解度大于 baso ，沒有 baso 沉淀時，必定沒有 ag so 途徑 1 不產生 so ，22444244途徑 2 產生 so24（4）2ag so h

8、 o=ag so 2h2223（6）實驗條件下：so 與 agno 溶液生成 ag so 的速率大于生成 ag 和 so 的速率；堿性溶液中so 更22232343易被氧化為 so24【解析】（1）cu 與濃 h so 在加熱條件下發(fā)生反應生成 cuso 、so 、h o，反應的化學方程式為 cu244222h so (濃)=cuso so 2h o。試劑 a 為飽和 nahso 溶液，用于吸收 so 中其他雜質氣體，2442232防止對后續(xù)實驗產生干擾。（2）難溶于水的 ag so 與 nh h o 反應生成可溶性的ag(nh ) so 、h o，反應的離子方程式為23323 2 232ag

9、 so 4nh h o=2ag(nh ) so 4h o。加入鹽酸后沉淀 d 大部分溶解，溶解的物質為223323 232baso ，沒有溶解的物質為：baso ，baso 與鹽酸反應生成 bacl 、so ，只要證明濾液 e 中含有 ba234322和溶解的 so 即可證明 b 中含有 ag so ，所以選用的試劑為 h o 溶液。22322（3）向溶液 a 中滴入過量鹽酸，只有 ag 能與 cl 反應生成白色沉淀 agcl，所以溶液 a 中含有 ag ；取上層清液繼續(xù)加入 bacl 溶液，沒有白色沉淀出現(xiàn)，說明 a 中沒有 so ，因為 ag so 微溶于水，22424若 b 中含有 ag

10、 so ，溶液 a 中則含有少許 so ，加入 bacl 溶液能生成更難溶的 baso 沉淀。so22244243具有還原性，在實驗二中，so 被空氣中的 o 氧化為 so 。22324（4）so 與 agno 溶液反應的離子方程式為 2ag so h o=ag so 2h 。（6）由題給信息可知，232223實驗條件下，so 與 agno 溶液生成 ag so 的速率大于生成 ag 和 so 的速率；堿性溶液中 so 更22232343易被氧化為 so 。242【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。

11、回答下列問題：（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 k 和 k ）（設為裝置 a）稱重，記為 m g。121將樣品裝入石英玻璃管中，再次將裝置 a 稱重，記為 m g。按下圖連接好裝置進行實驗。2 儀器 b 的名稱是_。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 m g。3a點燃酒精燈，加熱b熄滅酒精燈e稱量 ac關閉 k 和 k21d打開 k 和 k ，緩緩通入 nf冷卻到室溫122根據實驗記錄，計算綠礬化

12、學式中結晶水數(shù)目 x=_（列式表示）。若實驗時按 a、d 次序操作，則使 x_（填“偏大”“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k 和 k ，12緩緩通入 n ，加熱。實驗后反應管中殘留固體為紅色粉末。2c、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(xiàn)象分別為_。a品紅bnaohcbacl2dba(no )e濃 h so423 2寫出硫酸亞鐵高溫分解反應的化學方程式_?！敬鸢浮浚?）樣品中沒有 fe3+fe 易被氧氣氧化為 fe2+3+76(m - m )（2）干燥管 dabfce偏小239(m -

13、 m )31（3）c、a生成白色沉淀、褪色 2feso4fe o +so +so 2323【解析】（1）樣品溶于水滴加 kscn 溶液，溶液顏色無明顯變化，說明樣品中無 fe ；再向試管中通入空3+氣，溶液逐漸變紅，這說明有鐵離子產生，即硫酸亞鐵易被空氣氧化為硫酸鐵，鐵離子遇 kscn 溶液顯紅色。（2）根據儀器構造可知 b 是干燥管。 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k 和 k ，最后稱量，即正確的12排序是 dabfce。樣品的質量是（m m ）g，加熱后剩余固體是硫酸亞鐵

14、，質量為（m m ）g，生成水的質量為（m21312m ）g，3feso xh ofeso4152+xh o42218x（m m ）g（m m ）g312315218x76(m - m )=x =則：，解得：；23(m - m )g (m - m )g9(m - m )312331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m 增加，使測得生3成的水偏小，生成的硫酸亞鐵偏大，因此x 偏小。（3）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 so 生成，這說明硫酸亞鐵分解生成氧化鐵、so 和三氧化硫。三氧化硫溶于水生

15、成硫酸，硫22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 so ，所以應該用氯2化鋇，檢驗 so 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(xiàn)象是 c 中溶液2變渾濁，產生白色沉淀，d 中品紅溶液褪色。根據以上分析可知硫酸亞鐵高溫分解生成氧化鐵、so 和 so ，根據電子守恒和原子守恒得此反應的23方程式為 2feso4fe o +so +so 。23231某同學在實驗室進行鐵鹽與亞鐵鹽相互轉化實驗。實驗：將 fe 轉化為 fe23 實驗方案現(xiàn)象結論產生白色沉淀4cuso 溶液與 kscn 溶液反應產滴 0.1 moll kscn 溶液4生了

16、白色沉淀無明顯現(xiàn)象2溶液變?yōu)樽厣?，放置一段時間后，棕色消失，溶液變?yōu)辄S色43（2）0.1 4 ml 0.2 moll=2cuscn(scn)2feso 溶液，向其中滴加 3 滴 0.1 moll4232（4）慢 取少量反應的溶液于試管中，向其中加入幾滴k fe(cn) 溶液，溶液無明顯變化，說明反36應是一個不可逆反應3 【解析】（1）fe 與 cu 反應的離子方程式為 2fe cu=2fe cu 。3322（2）由反應 2fe cu=2fe cu ，可知得到的溶液中 fe 濃度為 0.2 moll ，cu 為 0.1 moll ，3222121分別取相同濃度的硫酸銅溶液、硫酸亞鐵溶液，滴入k

17、scn 溶液進行對照實驗；由題目信息可知，cu2與 scn 反應生成 cuscn 沉淀，同時生成(scn) ，反應的離子方程式為 2cu 4scn =2cuscn22(scn) 。2（3）fe 具有還原性，酸性條件下 no 具有強氧化性，二者反應生成 fe 、no 與水，反應的離子方程式233為 3fe 4h no =3fe no2h o。2332（4）溶液先變?yōu)樽厣?，放置一段時間后，棕色消失，溶液變?yōu)辄S色，反應速率快的反應現(xiàn)象最先表現(xiàn)，反應的速率比反應的慢。2草酸(h c o )是一種二元弱酸，部分性質如下：224能溶于 水，易溶于乙 醇； 在 100 開始升華 (189.5 分解生 成 h

18、 o 、 co 和 co)；h c o 22224ca(oh) =cac o 2h o?，F(xiàn)用 h c o 進行如下實驗：2242224(一)探究草酸的不穩(wěn)定性通過如圖實驗裝置驗證草酸受熱分解產物中的 co 和 co，a、b、c 中所加入的試劑分別是：a乙醇、2b_溶液、cnaoh 溶液。（1）b 中盛裝的試劑是_(填化學式)。（2）a 中加入乙醇的目的是_。(二)探究草酸的酸性將 0.01 mol 草酸晶體(h c o 2h o)加入到 100 ml 0.2 moll 的 naoh 溶液中充分反應，測得反應后溶液12242呈堿性，其原因是_(用離子方程式表示)。(三)用酸性 kmno 溶液與

19、h c o 溶液反應來探究影響化學反應速率的因素4224實驗前先用酸性 kmno 標準溶液滴定未知濃度的草酸，反應原理：4mno h c o _=mn co h o4222422（1）配平上述離子方程式。（2）滴定時 kmno 溶液應盛裝于_(填“酸式”或“堿式”)滴定管中。4【答案】(一)（1）ca(oh) 或 ba(oh)22 22422422【解析】(一)草酸受熱分解生成co 、co、h o，所得混合氣體中還有草酸蒸氣，故a中盛裝乙醇，目的是除去h c o ，222242222(二)0.01 mol草酸晶體(h c o 2h o)與100 ml 0.2 moll 的naoh溶液恰好完全反

20、應，得到na c o 溶液，2242224242422(三)（1）由 mno mn 得 5e ，h c o 2co 失 2e ，根據得失電子守恒、電荷守恒和原子守恒，配平224222422（2）kmno 溶液具有強氧化性，能氧化堿式滴定管中的橡膠管，因此 kmno 溶液應盛裝在酸式滴定管中。443工業(yè)上制hno 的最后一步反應是no 被水吸收。某興趣小組在實驗室中探究no 盡可能多地被水吸收。3222裝置設計：用 d 裝置收集 no ，選擇圖 1 中裝置，儀器連接順序為_(按氣流方向，用小寫字2 實驗現(xiàn)象化學方程式反應的化學方程式1為_最后 y 中氣體幾乎完全被吸收，水充滿 y 管（3）優(yōu)化操

21、作：利用圖 2 裝置，提出一條比（2）中操作更簡便且安全性高，又能讓水充滿干燥管的方案_。【答案】（1）cu2no 4h =cu 2no 2h o bdegf3222（2）液面逐漸上升，氣體體積逐漸減小，氣體顏色由紅棕色逐漸變成無色 氣體由無色變成紅棕色，后又變成無色，氣體體積減小，液面上升但未充滿 2noo =2no 、3no h o=2hno no(合理即可) 待液面不再上升，打開 k ，從注射器充入 5 ml o ，關閉 k22223121（3）打開 k ，再打開 k ，從注射器中注入 15 ml o ，關閉 k (或先打開 k ，然后打開 k ，直到水充滿干312131燥管后關閉 k

22、)1【解析】（1）銅和濃硝酸反應生成cu(no ) 、no 和水，離子方程式為：cu2no 4h =cu 2no 2h o。323 2222銅和濃硝酸反應制 no 無需加熱，選用 b 裝置制 no 。no 的密度比空氣大，用向上排空氣法收集，222因此 no 從 d 口進 e 口出。no 有毒，要進行尾氣吸收，氣體從 e 裝置的長導管進短導管出，故儀器22連接順序為 bdegf。（2）打開 k ，no 與水發(fā)生反應：3no h o=2hno no，因此 y 中液面逐漸上升，氣體體積逐32223漸減小，氣體顏色由紅棕色逐漸變成無色。從注射器充入氧氣后，生成的no 與 o 發(fā)生反應：2 2noo

23、=2no ，氣體顏色又變?yōu)榧t棕色，生成的 no 與水反應，氣體體積減小，剩余氣體為無色222的 no，液面上升但未充滿。根據 4no o 2h o=4hno ，要使 y 中 60 ml no 完全被吸收，22232管中充滿水，所需 o 的體積為 15 ml，因此還需充入 5 ml 氧氣。2（3）要使 no 完全被吸收，y 中充滿水，可以先打開 k ，再打開 k ，從注射器中注入 15 ml 氧氣，之后231關閉 k 。14某化學小組同學用下列裝置和試劑進行實驗，探究o 與 ki 溶液發(fā)生反應的條件。2供選試劑：30%h o 溶液、0.1 mol/l h so 溶液、mno 固體、kmno 固體

24、222424（1）小組同學設計甲、乙、丙三組實驗，記錄如下操作向的錐形瓶中加入_，向的 中產生無色氣體并伴隨大量甲乙丙_中加入 30%h o 溶液，連白霧；中有氣泡冒出，溶液迅速變藍224中有氣泡冒出，溶液不變藍向中加入 kmno 固體，中加入適量40.1 mol/l h so 溶液，連接、， 中有氣泡冒出，溶液變藍24點燃酒精燈（2）丙實驗中 o 與 ki 溶液反應的離子方程式是_。2（3）對比乙、丙實驗可知，o 與 ki 溶液發(fā)生反應的適宜條件是_2為進一步探究該條件對反應速率的影響，可采取的實驗措施是_。（4）由甲、乙、丙三實驗推測，甲實驗可能是 i 中的白霧使溶液變藍。學生將 i 中產

25、生的氣體直接通入下列_(填字母)溶液，證明了白霧中含有 h o 。22a酸性 kmno4bfecl2d品紅cna s2（5）資料顯示：ki 溶液在空氣中久置過程中會被緩慢氧化：4kio 2h o=2i 4koh。該小組同學222 取 20 ml 久置的 ki 溶液，向其中加入幾滴淀粉溶液，結果沒有觀察到溶液顏色變藍，他們猜想可能是發(fā)生了反應， 3i 6oh =5i io 3h o 造成的。請設計實驗證明他們的猜想是否正確：322_?！敬鸢浮浚?） mno 固體 分液漏斗2（2） o 4i 4h =2i 2h o222（3）酸性環(huán)境 使用不同濃度的稀硫酸作對比實驗（4）ad（5）向上述未變藍的溶液中滴入 0.1 mol/l h so 溶液，觀察現(xiàn)象