2025版高考化學(xué)全程一輪復(fù)習(xí)第70講創(chuàng)新探究類綜合實(shí)驗(yàn)課件

第70講創(chuàng)新探究類綜合實(shí)驗(yàn)1.能根據(jù)不同情景、不同類型實(shí)驗(yàn)特點(diǎn)評價或設(shè)計解決問題的簡單方案。2．建立解答探究類綜合實(shí)驗(yàn)的思維模型?？键c(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)一1.物質(zhì)性質(zhì)探究類實(shí)驗(yàn)的類型(1)根據(jù)物質(zhì)性質(zhì)設(shè)計實(shí)驗(yàn)方案(2)根據(jù)物質(zhì)的結(jié)構(gòu)(或官能團(tuán))設(shè)計實(shí)驗(yàn)方案2．探究實(shí)驗(yàn)中常見操作及原因操作目的或原因沉淀水洗除去××(可溶于水)雜質(zhì)沉淀用乙醇洗滌a.減小固體的溶解度；b.除去固體表面吸附的雜質(zhì)；c.乙醇揮發(fā)帶走水分，使固體快速干燥冷凝回流防止××蒸氣逸出脫離反應(yīng)體系；提高××物質(zhì)的轉(zhuǎn)化率控制溶液pH防止××離子水解；防止××離子沉淀；確?！痢岭x子沉淀完全；防止××溶解等“趁熱過濾”后，有時先向?yàn)V液中加入少量水，加熱至沸騰，然后再“冷卻結(jié)晶”稀釋溶液，防止降溫過程中雜質(zhì)析出，提高產(chǎn)品的純度加過量A試劑使B物質(zhì)反應(yīng)完全(或提高B物質(zhì)的轉(zhuǎn)化率等)溫度不高于××℃溫度過高××物質(zhì)分解(如H2O2、濃硝酸、NH4HCO3等)或××物質(zhì)揮發(fā)(如濃硝酸、濃鹽酸)或××物質(zhì)氧化(如Na2SO3等)或促進(jìn)××物質(zhì)水解(如AlCl3等)減壓蒸餾(減壓蒸發(fā))減小壓強(qiáng)，使液體沸點(diǎn)降低，防止××物質(zhì)受熱分解(如H2O2、濃硝酸、NH4HCO3等)蒸發(fā)、反應(yīng)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(jìn)行，加熱MgCl2·6H2O制MgCl2時需在HCl氣流中進(jìn)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(zhì)被氧化反應(yīng)容器中用玻璃管和大氣相通指示容器中壓強(qiáng)大小，避免反應(yīng)容器中壓強(qiáng)過大【教考銜接】典例[2023·湖北卷，18]學(xué)習(xí)小組探究了銅的氧化過程及銅的氧化物的組成。回答下列問題：(1)銅與濃硝酸反應(yīng)的裝置如下圖，儀器A的名稱為________，裝置B的作用為________。具支試管防倒吸解析：由圖可知，儀器A的名稱為具支試管；銅和濃硝酸反應(yīng)生成硝酸銅和二氧化氮，其中二氧化氮易溶于水，需要防倒吸，則裝置B的作用為防倒吸；(2)銅與過量H2O2反應(yīng)的探究如下：實(shí)驗(yàn)②中Cu溶解的離子方程式為____________________________；產(chǎn)生的氣體為________。比較實(shí)驗(yàn)①和②，從氧化還原角度說明H＋的作用是_________________________________________________。Cu＋H2O2＋2H＋===Cu2＋＋2H2OO2增強(qiáng)H2O2的氧化性解析：根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，銅片溶解，溶液變藍(lán)，可知在酸性條件下銅和過氧化氫發(fā)生反應(yīng)，生成硫酸銅，離子方程式為：Cu＋H2O2＋2H＋===Cu2＋＋2H2O；硫酸銅可以催化過氧化氫分解生成氧氣，則產(chǎn)生的氣體為O2；在Na2SO4溶液中H2O2不能氧化Cu，在稀H2SO4中能氧化，說明H＋使H2O2的氧化性增強(qiáng)；

CuO2

【對點(diǎn)演練】1．[2024·河南開封二模]某小組根據(jù)硫元素的化合價，預(yù)測SO2既有還原性又有氧化性，并設(shè)計實(shí)驗(yàn)進(jìn)行探究。Ⅰ.探究SO2的還原性：向試管中通入足量SO2(尾氣處理裝置已略)，記錄如下。裝置編號試劑實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象a碘水溶液的棕黃色褪去bFe2(SO4)3溶液_______(1)a中反應(yīng)的離子方程式為_________________________。(2)b中的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象為______________________。將b所得溶液分成三份，進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)①向第一份溶液中加入K3[Fe(CN)6]溶液，產(chǎn)生藍(lán)色沉淀。實(shí)驗(yàn)②向第二份溶液中加入KSCN溶液，不變紅，再加入新制的氯水，溶液變紅。實(shí)驗(yàn)③向第三份溶液中先加入稀鹽酸酸化，再加入BaCl2溶液，產(chǎn)生白色沉淀。上述實(shí)驗(yàn)不能證明SO2與Fe3＋發(fā)生了氧化還原反應(yīng)的是________，原因是__________________________。

溶液變?yōu)闇\綠色實(shí)驗(yàn)③

Ⅱ.探究SO2的氧化性：向試管中通入足量SO2(尾氣處理裝置已略)，記錄如下。裝置編號試劑實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象c3mol·L－1稀硫酸始終無明顯變化d3mol·L－1稀鹽酸銅片表面變黑，溶液變?yōu)樽厣阎孩?水合Cu＋既易被氧化也易被還原，因此水溶液中無法生成水合Cu＋。ⅱ.CuCl為白色固體，難溶于水，可溶于c(Cl－)較大的溶液生成[CuCl3]2－。(3)證明d所得棕色溶液含有[CuCl3]2－：用滴管吸取少量棕色溶液，滴入蒸餾水中，出現(xiàn)白色沉淀。用平衡移動原理解釋產(chǎn)生該現(xiàn)象的原因是____________________________________________________________。(4)與c對比，d能發(fā)生反應(yīng)的原因是____________________________________________________________。棕色溶液滴入蒸餾水后離子濃度減小，使CuCl(s)＋2Cl－(aq)?[CuCl3]2－(aq)Q>K，反應(yīng)逆向移動，析出CuCl沉淀Cl－與Cu＋結(jié)合成[CuCl3]2－，其氧化性弱于SO2，使Cu能夠被SO2氧化解析：(3)溶液中存在反應(yīng)：CuCl(s)＋2Cl－(aq)?[CuCl3]2－(aq)，滴入蒸餾水后離子濃度減小，使得Q>K，反應(yīng)逆向移動，析出CuCl沉淀；(4)c和d的區(qū)別在于陰離子，硫酸根無明顯現(xiàn)象，氯離子產(chǎn)生明顯現(xiàn)象，所以從氯離子角度分析，Cl－與Cu＋結(jié)合成[CuCl3]2－，其氧化性弱于SO2，使Cu能夠被SO2氧化。2．堿式碳酸鈷[Cox(OH)y(CO3)2]可用作電子材料、磁性材料的添加劑，受熱時可分解生成三種氧化物。為了確定其組成，某化學(xué)興趣小組同學(xué)設(shè)計了如圖所示裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。(1)請完成下列實(shí)驗(yàn)步驟：①稱取3.65g樣品置于硬質(zhì)玻璃管內(nèi)，分別稱量乙、丙裝置的質(zhì)量；②按如圖所示裝置組裝好儀器，并檢查裝置氣密性；③加熱甲裝置中硬質(zhì)玻璃管，當(dāng)乙裝置中________________(填實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象)，停止加熱；④打開活塞K，緩緩?fù)ㄈ肟諝鈹?shù)分鐘后，稱量乙、丙裝置的質(zhì)量；⑤計算。(2)步驟④中緩緩?fù)ㄈ肟諝鈹?shù)分鐘的目的是__________________________________________________。不再有氣泡產(chǎn)生時將甲裝置中產(chǎn)生的CO2和水蒸氣全部趕入乙、丙裝置中(3)某同學(xué)認(rèn)為上述實(shí)驗(yàn)裝置中存在一個明顯缺陷，為解決這一問題，可選用下列裝置中的________(填字母)連接在__________________(填裝置連接位置)。D活塞K前(或甲裝置前)(4)若按正確裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，測得如下數(shù)據(jù)：則該堿式碳酸鈷的化學(xué)式為____________。

乙裝置的質(zhì)量/g丙裝置的質(zhì)量/g加熱前80.0062.00加熱后80.3662.88Co3(OH)4(CO3)2

(5)有人認(rèn)為用如圖所示裝置進(jìn)行兩次實(shí)驗(yàn)也可以確定堿式碳酸鈷的組成。實(shí)驗(yàn)Ⅰ：稱取一定質(zhì)量的樣品置于Y形管a處，加入一定體積一定物質(zhì)的量濃度的足量稀硫酸于Y形管b處，量氣管中盛放飽和碳酸氫鈉溶液，而不用蒸餾水，其原因是________________________________，然后通過_________________________(填操作)，引發(fā)反應(yīng)，測定產(chǎn)生的CO2的體積(假設(shè)實(shí)驗(yàn)條件是在室溫下)。飽和碳酸氫鈉溶液會降低CO2的溶解度將b向a傾斜，使稀硫酸流入a中實(shí)驗(yàn)Ⅱ：將實(shí)驗(yàn)Ⅰ中反應(yīng)后的液體和足量的鋅粒分別放置在另一個Y形管的a、b中，量氣管中盛裝蒸餾水，此時引發(fā)反應(yīng)的方式與實(shí)驗(yàn)Ⅰ________(填“相同”“不同”或“可相同也可不同”)，然后測定產(chǎn)生H2的體積(假設(shè)實(shí)驗(yàn)條件是在室溫下)。兩次實(shí)驗(yàn)結(jié)束時，讀數(shù)前，先___________，再調(diào)節(jié)量氣管兩側(cè)液面持平，然后平視讀數(shù)；下列實(shí)驗(yàn)操作有可能會使y的值偏大的是______(填字母)。A．實(shí)驗(yàn)Ⅰ讀數(shù)時量氣管左側(cè)液面高于右側(cè)液面B．實(shí)驗(yàn)Ⅱ?qū)嶒?yàn)結(jié)束時，迅速調(diào)整兩側(cè)液面持平，立即讀數(shù)C．實(shí)驗(yàn)Ⅱ引發(fā)反應(yīng)時將稀硫酸向鋅粒傾斜不同恢復(fù)至室溫C解析：實(shí)驗(yàn)Ⅰ中應(yīng)該讓樣品完全反應(yīng)，所以引發(fā)反應(yīng)時應(yīng)該將稀硫酸向樣品中傾斜；而實(shí)驗(yàn)Ⅱ中應(yīng)該讓稀硫酸完全反應(yīng)，所以引發(fā)反應(yīng)時應(yīng)該將鋅粒向稀硫酸中傾斜?？键c(diǎn)二1.解題流程2．文字表述題的各種答題規(guī)范(1)沉淀洗滌是否完全的檢驗(yàn)答題模板取少許最后一次洗滌液，滴入少量……溶液(試劑)，若……(現(xiàn)象)，表示已經(jīng)洗滌完全。解答此類題目要注意四個得分點(diǎn)：取樣＋試劑＋現(xiàn)象＋結(jié)論。取樣要取“少許最后一次”洗滌液試劑選擇合理的試劑現(xiàn)象須有明顯的現(xiàn)象描述結(jié)論根據(jù)現(xiàn)象得出結(jié)論(2)實(shí)驗(yàn)操作的原因、目的、作用的答題要點(diǎn)答題要素明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康模鹤鍪裁疵鞔_操作目的：為什么這樣做明確結(jié)論：這樣做會有什么結(jié)果？理由是什么得分點(diǎn)及關(guān)鍵詞操作：怎么“做”，為什么這樣“做”作用：須有明確的結(jié)論、判斷、理由(3)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的準(zhǔn)確、全面描述答題要素現(xiàn)象描述要全面：看到的、聽到的、觸摸到的、聞到的現(xiàn)象描述要準(zhǔn)確：如A試管中……B處有……按“現(xiàn)象＋結(jié)論”格式描述，忌現(xiàn)象結(jié)論不分、由理論推現(xiàn)象、指出具體生成物的名稱得分點(diǎn)及關(guān)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(chǎn)生)……沉淀，溶液發(fā)生倒吸，產(chǎn)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(chǎn)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(4)試劑的作用的答題模板答題要素試劑的作用是什么？要達(dá)到的目的是什么得分點(diǎn)及關(guān)鍵詞作用類：“除去”“防止”“抑制”“使……”等，回答要準(zhǔn)確作用—目的類：“作用”是“……”，“目的”是“……”，回答要準(zhǔn)確全面【教考銜接】典例1[2023·湖南卷，15]金屬Ni對H2有強(qiáng)吸附作用，被廣泛用于硝基或羰基等不飽和基團(tuán)的催化氫化反應(yīng)。將塊狀Ni轉(zhuǎn)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(jī)溶劑保持其表面“濕潤”；②鄰硝基苯胺在極性有機(jī)溶劑中更有利于反應(yīng)的進(jìn)行。某實(shí)驗(yàn)小組制備雷尼Ni并探究其催化氫化性能的實(shí)驗(yàn)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(yīng)反應(yīng)的原理和實(shí)驗(yàn)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(yīng)過程?；卮鹣铝袉栴}：(1)操作(a)中，反應(yīng)的離子方程式是___________________________________________________________；(2)操作(d)中，判斷雷尼Ni被水洗凈的方法是___________________________________________________________；(3)操作(e)中，下列溶劑中最有利于步驟2中氫化反應(yīng)的是________；A．丙酮B．四氯化碳C．乙醇D．正己烷2Al＋2OH－＋6H2O===2[Al(OH)4]－＋3H2↑取最后一次水洗液，加入酚酞，不變紅C解析：(1)結(jié)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(yīng)生成Na[Al(OH)4]和H2，離子方程式為2Al＋2OH－＋6H2O===2[Al(OH)4]－＋3H2↑。(2)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。(3)根據(jù)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(tuán)的催化氫化反應(yīng)，故不能選丙酮，否則會發(fā)生副反應(yīng)，又因?yàn)猷徬趸桨吩跇O性有機(jī)溶劑中更有利于反應(yīng)進(jìn)行，而CCl4、正己烷均為非極性分子，乙醇為極性分子，所以應(yīng)選乙醇。(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(yīng)時，集氣管向裝置Ⅱ供氣，此時孔路位置需調(diào)節(jié)為________；向集氣管中充入H2

集氣管向裝置Ⅱ供氣

(5)儀器M的名稱是________________；(6)反應(yīng)前應(yīng)向裝置Ⅱ中通入N2一段時間，目的是___________________________________________________________；(7)如果將三頸瓶N中的導(dǎo)氣管口插入液面以下，可能導(dǎo)致的后果是___________________________________________________________；(8)判斷氫化反應(yīng)完全的現(xiàn)象是___________________________________________________________。B恒壓滴液漏斗排除空氣產(chǎn)生的干擾，防止雷尼Ni自燃雷尼Ni堵塞導(dǎo)管水準(zhǔn)瓶中液面不再發(fā)生變化解析：(4)根據(jù)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(yīng)保證下側(cè)、右側(cè)孔路通氣，故B正確。(6)為了排除裝置中空氣產(chǎn)生的干擾，反應(yīng)前應(yīng)向裝置Ⅱ中通入一段時間N2。(7)三頸瓶N中為雷尼Ni的懸浮液，若將導(dǎo)氣管插入液面下，雷尼Ni會堵塞導(dǎo)管。(8)氫化反應(yīng)完全時，裝置Ⅱ中不再消耗H2，裝置Ⅰ中水準(zhǔn)瓶中液面不再發(fā)生變化。典例2[2022·廣東卷，17]食醋是烹飪美食的調(diào)味品，有效成分主要為醋酸(用HAc表示)。HAc的應(yīng)用與其電離平衡密切相關(guān)。25℃時，HAc的Ka＝1.75×10－5＝10－4.76。(1)配制250mL0.1mol·L－1的HAc溶液，需5mol·L－1HAc溶液的體積為________mL。(2)下列關(guān)于250mL容量瓶的操作，正確的是________。5.0C解析：(1)溶液稀釋過程中，溶質(zhì)的物質(zhì)的量不變，因此250mL×0.1mol·L－1＝V×5mol·L－1，解得V＝5.0mL。(2)容量瓶使用過程中，不能用手等觸碰瓶口，以免污染試劑，故A錯誤；定容時，視線應(yīng)與溶液凹液面和刻度線“三線相切”，不能仰視或俯視，故B錯誤；向容量瓶中轉(zhuǎn)移液體，需用玻璃棒引流，玻璃棒下端位于刻度線以下，同時玻璃棒不能接觸容量瓶瓶口，故C正確；定容完成后，蓋上瓶塞，將容量瓶來回顛倒，將溶液搖勻，顛倒過程中，左手食指抵住瓶塞，防止瓶塞脫落，右手扶住容量瓶底部，防止容量瓶從左手掉落，故D錯誤。(3)某小組研究25℃下HAc電離平衡的影響因素。提出假設(shè)稀釋HAc溶液或改變Ac－濃度，HAc電離平衡會發(fā)生移動。設(shè)計方案并完成實(shí)驗(yàn)用濃度均為0.1mol·L－1的HAc和NaAc溶液，按下表配制總體積相同的系列溶液；測定pH，記錄數(shù)據(jù)。序號V(HAc)/mLV(NaAc)/mLV(H2O)/mLn(NaAc)∶n(HAc)pHⅠ40.00//02.86Ⅱ4.00/36.0003.36…

Ⅶ4.00ab3∶44.53Ⅷ4.004.0032.001∶14.65①根據(jù)表中信息，補(bǔ)充數(shù)據(jù)：a＝________，b＝________。②由實(shí)驗(yàn)Ⅰ和Ⅱ可知，稀釋HAc溶液，電離平衡________(填“正”或“逆”)向移動；結(jié)合表中數(shù)據(jù)，給出判斷理由：____________________________________________________________。③由實(shí)驗(yàn)Ⅱ～Ⅷ可知，增大Ac－濃度，HAc電離平衡逆向移動。3.0033.00正實(shí)驗(yàn)Ⅱ相較于實(shí)驗(yàn)Ⅰ，醋酸溶液稀釋了10倍，而實(shí)驗(yàn)Ⅱ的pH增大值小于1

0.1104

因此滴定曲線如圖：(5)小組進(jìn)一步提出：如果只有濃度均約為0.1mol·L－1的HAc和NaOH溶液，如何準(zhǔn)確測定HAc的Ka？小組同學(xué)設(shè)計方案并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。請完成下表中Ⅱ的內(nèi)容。Ⅰ移取20.00mLHAc溶液，用NaOH溶液滴定至終點(diǎn)，消耗NaOH溶液V1mLⅡ___________________________________________，測得溶液的pH為4.76

實(shí)驗(yàn)總結(jié)得到的結(jié)果與資料數(shù)據(jù)相符，方案可行。(6)根據(jù)Ka可以判斷弱酸的酸性強(qiáng)弱。寫出一種無機(jī)弱酸及其用途____________________________________________________________。HClO：漂白劑和消毒液(或H2SO3：還原劑、防腐劑或H3PO4：食品添加劑、制藥、生產(chǎn)肥料)解析：不同的無機(jī)弱酸在生活中應(yīng)用廣泛，如HClO具有強(qiáng)氧化性，在生活中可用于漂白和消毒，H2SO3具有還原性，可用作還原劑，在葡萄酒中添加適量H2SO3可用作防腐劑，H3PO4具有中強(qiáng)酸性，可用作食品添加劑，同時在制藥、生產(chǎn)肥料等行業(yè)有廣泛用途，故答案為：HClO：漂白劑和消毒液(或H2SO3：還原劑、防腐劑或H3PO4：食品添加劑、制藥、生產(chǎn)肥料)。【對點(diǎn)演練】某小組為探究Mg與NH4Cl溶液的反應(yīng)機(jī)理，常溫