2025屆高考化學一輪總復習第11章化學綜合實驗第56講性質原理探究型綜合實驗課件

第56講性質、原理探究型綜合實驗1．能根據物質性質、反應原理選取實驗裝置、進行實驗驗證等。2．能根據實驗現象進行分析和推理，得出合理的結論。01考點梳理高效演練考點一物質性質的探究型實驗

1．物質性質探究型實驗的類型(1)根據物質的性質設計實驗方案。(2)根據物質的結構(或官能團)設計實驗方案。2．探究實驗中常見操作及其目的或原因操作目的或原因沉淀水洗除去××(可溶于水)雜質沉淀用乙醇洗滌(1)減小固體的溶解度；(2)除去固體表面吸附的雜質；(3)乙醇揮發(fā)帶走水分，使固體快速干燥冷凝回流(1)防止××蒸氣逸出脫離反應體系；(2)提高××物質的轉化率控制溶液pH(1)防止××離子水解；(2)防止××離子沉淀；(3)確?！痢岭x子沉淀完全；(4)防止××溶解等操作目的或原因“趁熱過濾”后，有時先向濾液中加入少量水，加熱至沸騰，然后再“冷卻結晶”稀釋溶液，防止降溫過程中雜質析出，提高產品的純度加過量A試劑使B物質反應完全(或提高B物質的轉化率等)溫度不高于××℃溫度過高，××物質分解(如H2O2、濃硝酸、NH4HCO3等)或××物質揮發(fā)(如濃硝酸、濃鹽酸)或××物質被氧化(如Na2SO3等)或促進××物質水解(如AlCl3等)操作目的或原因減壓蒸餾(減壓蒸發(fā))減小壓強，使液體沸點降低，防止××物質受熱分解(如H2O2、濃硝酸、NH4HCO3等)蒸發(fā)、反應時的氣體氛圍抑制××離子的水解(如加熱蒸發(fā)AlCl3溶液時需在HCl氣流中進行，加熱MgCl2·6H2O制MgCl2時需在HCl氣流中進行等)配制某溶液前先煮沸水除去溶解在水中的氧氣，防止××物質被氧化反應容器中用玻璃管和大氣相通指示容器中壓強大小，避免反應容器中壓強過大或平衡氣壓1．FeCl3易潮解，加熱易升華，常用于金屬蝕刻、污水處理、印染工業(yè)。某化學研究性學習小組模擬工業(yè)生產制備氯化鐵并對產物進行探究(部分夾持裝置省略)的裝置如下圖所示。(1)盛放MnO2的儀器名稱為_________________________________。(2)裝置A中制取氯氣的離子方程式為_________________________。(3)若缺少裝置E，對本實驗造成的影響是____________________________。(4)將鐵粉分散到石棉絨中的優(yōu)點是____________________________。當硬質玻璃管中__________________________時，開始點燃D處酒精燈。(5)實驗結束并冷卻后，將收集器中的固體物質轉移至錐形瓶中，進行如下實驗：

查閱資料可知：SCN－能被氧化劑氧化。該小組對紅色褪去的原因進行如下探究。假設1：O2將SCN－氧化；假設2：H2O2將SCN－氧化。通過設計如下實驗得出假設2成立，請在下表空格中填寫現象：

實驗操作現象實驗Ⅰ(取褪色后的溶液兩等份)第1份滴加FeCl3溶液無明顯變化第2份滴加過量KSCN溶液_________實驗Ⅱ向實驗Ⅰ的第2份溶液中再通入O2________________2．(2024·江門聯(lián)考)NaHSO3是常見的亞硫酸鹽，在潮濕的空氣中易被氧化，在工業(yè)生產和實驗室都有著廣泛的應用。為探究NaHSO3溶液的性質，甲同學配制了100mL0.1mol·L－1NaHSO3溶液。(1)配制溶液需用到的玻璃儀器有玻璃棒、量筒、燒杯、__________、__________。解析：配制一定物質的量濃度的溶液，所需步驟有計算、稱量、溶解(冷卻)、轉移、洗滌、定容、搖勻、裝瓶貼簽，配制100mL0.1mol·L－1NaHSO3溶液需用到的玻璃儀器有玻璃棒、量筒、燒杯、膠頭滴管、100mL容量瓶。答案：膠頭滴管100mL容量瓶答案：①在白瓷板或玻璃片上放一小塊pH試紙，用玻璃棒蘸取0.1mol·L－1NaHSO3溶液，點在pH試紙中部，待其變色后，與標準比色卡對照，讀出pH

②＞(3)將0.1mol·L－1NaHSO3溶液與0.1mol·L－1Ba(OH)2溶液等體積混合，產生白色沉淀，寫出等物質的量的NaHSO3與Ba(OH)2在溶液中發(fā)生反應的離子方程式：______________________________________________________。探究白色沉淀的成分：提出猜想：a.只有BaSO3；b.只有BaSO4；c.____________。驗證猜想：乙同學認為猜想b不正確，原因為_________________________。將白色沉淀加入足量鹽酸中，若有氣泡生成，且沉淀全部溶解，則證明猜想a正確；若_________________________________，則證明猜想c正確。(4)將0.1mol·L－1NaHSO3溶液和Na2S溶液混合，再滴入適量稀硫酸，有淡黃色渾濁物出現。寫出該反應的離子方程式：_____________________。該現象說明NaHSO3溶液具有____________(填“氧化性”“還原性”或“氧化性和還原性”)?？键c二反應產物、反應機理的探究型實驗

1．確定產物問題的思路分析由性質確定反應產物是解此類題目的根本思路，而題目中所涉及的物質，一般分為兩類，見下表：第一類常見的熟悉物質要注意物質的特殊性質，如顏色、狀態(tài)、氣味、溶解性等物理性質，或能與哪些物質反應生成特殊的沉淀、氣體等化學性質第二類能類比遷移的陌生物質雖然平時接觸不多，但其某種組成成分的結構(如離子、原子團、官能團等)必然學過，可以考慮與其結構相似的物質的性質，進而推斷其具體組成2.探究反應機理實驗的解題流程3．文字表述題的各種答題規(guī)范(1)實驗操作的原因、目的及作用的答題要素。答題要素明確實驗目的：做什么明確操作目的：為什么這樣做明確結論：這樣做會有什么結果，理由是什么得分點及關鍵詞操作：怎么做，為什么這樣做作用：須有明確的結論、判斷、理由(2)實驗現象的準確、全面描述。答題要素現象描述要全面：看到的、聽到的、觸摸到的、聞到的現象描述要準確：如A試管中……，B處有……描述現象時，忌現象結論不分、由結論推現象、指出具體生成物的名稱等得分點及關鍵詞溶液中：顏色由……變成……，液面上升或下降(形成液面差)，溶液變渾濁，生成(產生)……沉淀，溶液發(fā)生倒吸，產生大量氣泡(或有氣體從溶液中逸出)，有液體溢出等固體：表面產生大量氣泡，逐漸溶解，體積逐漸變小，顏色由……變成……等氣體：生成……色(味)氣體，氣體由……色變成……色，先變……后……(加深、變淺、褪色)等(3)試劑作用的答題模板。答題要素試劑的作用是什么，要達到的目的是什么得分點及關鍵詞作用類：“除去”“防止”“抑制”“使……”等，回答要準確作用—目的類：“作用是……”“目的是……”，回答要準確全面1．(2024·廣州第65中學開學考試)某實驗小組進行金屬的電化學腐蝕實驗探究。(1)回答下列問題。實驗序號實驗一實驗裝置

實驗操作ⅰ.將0.5g瓊脂加入250mL燒杯中，再加入25mL飽和食鹽水和75mL水。攪拌、加熱煮沸，使瓊脂溶解，轉入培養(yǎng)皿中。滴入5～6滴酚酞溶液和0.1mol·L－1K3[Fe(CN)6]溶液ⅱ.將一個鐵釘用砂紙打磨光滑，一端纏有銅絲，放入培養(yǎng)皿中一段時間實驗現象銅絲的區(qū)域溶液變紅色；鐵釘區(qū)域出現藍色沉淀①請解釋銅絲區(qū)域溶液變紅的原因是____________________(用電極反應式并結合文字解釋)。②寫出生成藍色沉淀的離子方程式：

___________________________。解析：鐵與銅絲連接，在氯化鈉溶液中形成原電池裝置，其中銅為正極，電極反應為O2＋2H2O＋4e－===4OH－，反應生成OH－，使銅絲附近溶液顯堿性，遇酚酞變紅色；鐵為負極，失電子生成Fe2＋，Fe2＋與K3[Fe(CN)6]反應生成KFe[Fe(CN)6]藍色沉淀。答案：①銅絲發(fā)生電極反應：O2＋2H2O＋4e－===4OH－，反應生成OH－，使銅絲附近溶液顯堿性，遇酚酞變紅色②Fe2＋＋[Fe(CN)6]3－＋K＋===KFe[Fe(CN)6]↓(2)回答下列問題。實驗序號實驗操作實驗現象實驗二取2mL飽和KI溶液于試管中，滴加幾滴淀粉，振蕩。繼續(xù)滴加5～6滴0.1mol·L－1K3[Fe(CN)6]溶液，振蕩溶液變藍色根據實驗二的現象，推測K3[Fe(CN)6]可能具有___________(填“氧化性”或“還原性”)。解析：加入0.1mol·L－1K3[Fe(CN)6]溶液后溶液變藍，可知KI被氧化生成碘單質，故K3[Fe(CN)6]具有氧化性。答案：氧化性(3)依據實驗二的現象，甲同學認為實驗一不一定能說明Fe發(fā)生了電化學腐蝕，設計如下實驗證明其結論。實驗序號實驗裝置實驗操作實驗現象實驗三

ⅰ.取2mL煮沸過的0.1mol·L－1K3[Fe(CN)6]溶液于試管中，向試管中加入一小段鐵片，再加入1mL煤油液封溶液無明顯變化ⅱ.繼續(xù)向試管中加入少許NaCl固體一段時間后，鐵片表面產生大量藍色沉淀根據實驗現象推出實驗三的結論：在NaCl溶液中，________________________________________________________________________________________________________________________________。解析：由實驗三現象可知，未加氯化鈉時，沒有明顯現象，加入氯化鈉后鐵片與K3[Fe(CN)6]發(fā)生氧化還原反應生成Fe2＋，Fe2＋與K3[Fe(CN)6]反應生成KFe[Fe(CN)6]藍色沉淀。答案：K3[Fe(CN)6]可將Fe氧化為Fe2＋

(4)結合實驗一～實驗三，乙同學設計如下裝置進行實驗四，證明金屬可以發(fā)生電化學腐蝕，當電極X為Fe時，實驗四的兩個實驗方案均可以證明Fe發(fā)生電化學腐蝕。①補全實驗方案ⅱ中的空格部分。實驗序號實驗裝置實驗方案實驗現象實驗四

方案一：按圖連接好裝置，準確讀取電流表讀數電流表指針偏轉，讀數為I方案二：取____________于試管中，加入____________溶液，振蕩產生藍色沉淀②思考：若電極X為Mg時，電流表讀數為1.5I，推測電極X為Zn時電流表讀數的范圍是____________。解析：①驗證產物是否有Fe2＋，應取少量反應后燒杯中溶液于試管中，滴加0.1mol·L－1K3[Fe(CN)6]溶液，觀察是否生成KFe[Fe(CN)6]藍色沉淀。②該裝置中鐵為負極時電流表讀數為I，換成比鐵活潑的鎂時電流表讀數增大到1.5I，故電流表讀數隨金屬的活潑性增強而增大，Zn的活潑性介于Fe和Mg之間，故Zn為負極時電流表讀數應介于I和1.5I之間。答案：①少量燒杯中溶液0.1mol·L－1K3[Fe(CN)6]②I～1.5I2．(2021·新高考北京卷)某小組探究鹵素參與的氧化還原反應，從電極反應角度分析物質氧化性和還原性的變化規(guī)律。(1)濃鹽酸與MnO2混合加熱生成氯氣。氯氣不再逸出時，固液混合物A中仍存在鹽酸和MnO2。①反應的離子方程式是___________________________________________。②電極反應式：i．還原反應：MnO2＋2e－＋4H＋===Mn2＋＋2H2O；ii.氧化反應：_______________________________________________。③根據電極反應式，分析A中仍存在鹽酸和MnO2的原因。i.隨c(H＋)降低或c(Mn2＋)升高，MnO2氧化性減弱。ii.隨c(Cl－)降低，____________________________________________。④補充實驗證實了③中的分析。

a是________，b是________。編號實驗操作試劑產物Ⅰ

較濃H2SO4有氯氣Ⅱa有氯氣Ⅲa＋b無氯氣(2)利用c(H＋)對MnO2氧化性的影響，探究鹵素離子的還原性。相同濃度的KCl、KBr和KI溶液，能與MnO2反應所需的最低c(H＋)由大到小的順序是______________，從原子結構角度說明理由：_________________________。(3)根據(1)中結論推測：酸性條件下，加入某種化合物可以提高溴的氧化性，將Mn2＋氧化為MnO2。經實驗證實了推測，該化合物是________。(4)Ag分別與1mol·L－1的鹽酸、氫溴酸和氫碘酸混合，Ag只與氫碘酸發(fā)生置換反應，試解釋原因：_____________________________________。(5)總結：物質氧化性和還原性變化的一般規(guī)律是________________________________________________________________。02真題研做高考通關1．(2023·新高考湖南卷)金屬Ni對H2有強吸附作用，被廣泛用于硝基或羰基等不飽和基團的催化氫化反應。將塊狀Ni轉化成多孔型雷尼Ni后，其催化活性顯著提高。已知：①雷尼Ni暴露在空氣中可以自燃，在制備和使用時，需用水或有機溶劑保持其表面“濕潤”；②鄰硝基苯胺在極性有機溶劑中更有利于反應的進行。某實驗小組制備雷尼Ni并探究其催化氫化性能的實驗如下：步驟1：雷尼Ni的制備步驟2：鄰硝基苯胺的催化氫化反應反應的原理和實驗裝置圖如下(夾持裝置和攪拌裝置略)。裝置Ⅰ用于儲存H2和監(jiān)測反應過程?；卮鹣铝袉栴}：(1)操作(a)中，反應的離子方程式是_________________________________。解析：結合圖示流程可知，操作(a)為用NaOH溶液處理Ni/Al合金，Al和NaOH溶液反應生成Na[Al(OH)4]和H2，離子方程式為2Al＋2OH－＋6H2O===2[Al(OH)4]－＋3H2↑。答案：2Al＋2OH－＋6H2O===2[Al(OH)4]－＋3H2↑(2)操作(d)中，判斷雷尼Ni被水洗凈的方法是__________________________。解析：水洗的上一步是堿洗，若雷尼Ni被水洗凈，則最后一次水洗液中不含堿，加入酚酞溶液不變紅。答案：向最后一次水洗液中加入酚酞，溶液不變紅(3)操作(e)中，下列溶劑中最有利于步驟2中氫化反應的是________。A．丙酮 B．四氯化碳C．乙醇 D．正己烷解析：根據題中信息可知，雷尼Ni被廣泛用于硝基或羰基等不飽和基團的催化氫化反應，故不能選丙酮，否則會發(fā)生副反應，又因為鄰硝基苯胺在極性有機溶劑中更有利于反應進行，而CCl4、正己烷均為非極性分子，乙醇為極性分子，所以應選乙醇。答案：C(4)向集氣管中充入H2時，三通閥的孔路位置如下圖所示；發(fā)生氫化反應時，集氣管向裝置Ⅱ供氣，此時孔路位置需調節(jié)為________。解析：根據向集氣管中通入H2時三通閥的孔路位置，可確定集氣管向裝置Ⅱ中供氣時，應保證下側、右側孔路通氣，故B正確。答案：B

(5)儀器M的名稱是________。解析：為了排除裝置中空氣產生的干擾，反應前應向裝置Ⅱ中通入一段時間N2。答案：恒壓滴液漏斗(6)反應前應向裝置Ⅱ中通入N2一段時間，目的是_________________________________________________________________________________________________________________________________。解析：三頸瓶N中為雷尼Ni的懸浮液，若將導氣管插入液面以下，雷尼Ni會堵塞導管。答案：排除空氣產生的干擾(7)如果將三頸瓶N中的導氣管口插入液面以下，可能導致的后果是_____________________________________________________________。解析：氫化反應完全時，裝置Ⅱ中不再消耗H2，裝置Ⅰ中水準瓶的液面不再發(fā)生變化。答案：雷尼Ni堵塞導管(8)判斷氫化反應完全的現象是__________________________________。答案：水準瓶中液面不再發(fā)生變化2．(2023·新高考廣東卷)化學反應常伴隨熱效應。某些反應(如中和反應)的熱量變化，其數值Q可通過量熱裝置測量反應前后體系溫度變化，用公式Q＝CρV總·ΔT計算獲得。(1)鹽酸濃度的測定：移取20.00mL待測液，加入指示劑，用0.5000mol·L－1NaOH溶液滴定至終點，消耗NaOH溶液22.00mL。①上述滴定操作用到的儀器有__________________________________。②該鹽酸濃度為________mol·L－1。答案：①AD

②0.5500

(2)熱量的測定：取上述NaOH溶液和鹽酸各50mL進行反應，測得反應前后體系的溫度值(℃)分別為T0、T1，則該過程放出的熱量為____________J(C和ρ分別取4.18J·g－1·℃－1和1.0g·mL－1，忽略水以外各物質吸收的熱量，下同)。解析：由Q＝CρV總·ΔT可知，題述過程放出的熱量為4.18J·g－1·℃－1×1.0g·mL－1×(50mL＋50mL)×(T1－T0)℃＝418(T1－T0)J。答案：418(T1－T0)(3)借鑒(2)的方法，甲同學測量放熱反應Fe(s)＋CuSO4(aq)===FeSO4(aq)＋Cu(s)的焓變ΔH(忽略溫度對焓變的影響，下同)。實驗結果見下表。序號反應試劑體系溫度/℃反應前反應后i100mL0.20mol·L－1CuSO4溶液1．20gFe粉abii0．56gFe粉ac①溫度：b________c(填“>”“<”或“＝”)。②ΔH＝______________(選擇表中一組數據計算)，結果表明，該方法可行。答案：①>

②－20.9(b－a)kJ·mol－1[或－41.8(c－a)kJ·mol－1](4)乙同學也借鑒(2)的方法，測量反應A：Fe(s)＋Fe2(SO4)3(aq)===3FeSO4(aq)的焓變。解析：Fe3＋易水解，為抑制Fe3＋水解，在配制Fe2(SO4)3溶液時需加入酸；用pH試紙測得Fe2(SO4)3溶液的pH不大于1，說明溶液呈強酸性，向少量Fe2(SO4)3溶液中加入Fe粉，溶液顏色變淺的同時有氣泡產生，說明溶液中還存在Fe與酸的反應，離子方程式為Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑；乙同學根據相關原理，重新設計優(yōu)化的實驗方案的重點在于如何防止Fe與酸反應產生的影響，可以借助蓋斯定律，設計分步反應來實現Fe2(SO4)3溶液與Fe的反應，故可將一定量的Cu粉加入一定濃度的Fe2(SO4)3溶液中反應，測量反應熱，計算得到反應Cu(s)＋Fe2(SO4)3(aq)===CuSO4(aq)＋2FeSO4(aq)的焓變ΔH1；根據(3)中實驗計算得到反應Fe(s)＋CuSO4(aq)===Cu(s)＋FeSO4(aq)的焓變ΔH2；根據蓋斯定律計算得到