2021版高考化学一轮复习第10章综合实验热点题型第31讲综合实验热点题型学案新人教版.docx

第31讲综合实验热点题型【考情调研】综合实验题一般会综合实验基础知识与新素材、新信息进行命题，考查角度灵活，备受命题者的青睐。通常考查考生基本仪器的识别与应用能力，物质的制备、除杂与分离操作能力，实验设计能力，实验现象分析及语言描述能力，总结与评价及计算的能力等。此类试题可以从整体把握实验过程、准确提取试题信息、逐步解答试题设问等角度把握试题规律，掌握解题策略。【考情分析】实验类型考点锦集探究型(2019高考北京卷，T28)探究SO2与AgNO3溶液的反应；2018高考全国卷，T28(2)探究三草酸合铁酸钾的热分解产物；(2017高考全国卷，T26)探究绿矾的性质；(2016高考全国卷，T26)探究NH3和NO2的反应；(2016高考全国卷，T28)探究Fe2、Fe3的性质；(2015高考全国卷，T26)探究草酸晶体的分解产物。制备、测定型(2019高考全国卷，T27)利用废铁屑制备硫酸铁铵；(2019高考天津卷，T9)环己烯含量的测定；(2018高考全国卷，T26)醋酸亚铬的制备；(2018高考全国卷，T26)设计实验方案检验市售硫代硫酸钠中硫酸根杂质的存在；定量测定硫代硫酸钠的纯度；(2017高考全国卷，T26)利用凯氏定氮法测定蛋白质中的氮含量；(2017高考全国卷，T28)采用碘量法测定学校周边河水中的溶解氧；(2016高考全国卷，T26)过氧化钙的制备；(2015高考全国卷，T28)二氧化氯的制备及含量测定。有机物的提取、制备与纯化型(2019高考全国卷，T28)从茶叶中提取咖啡因；(2019高考全国卷，T27)阿司匹林的制备与纯化；(2019高考天津卷，T9)环己烯的制备与提纯。一、综合实验题的设计思路实验目的任何实验题均是为达到某些实验目的而设计的，故实验目的是统领全题的主线实验原理为达到实验目的，需要借助某些化学反应进行制备、除杂或性质检验等，设计实验的关键就是选择合适的实验原理实验步骤在确定实验原理的前提下，根据化学反应的先后顺序设计合理的实验步骤实验装置根据各实验步骤中反应物的状态、反应条件、制备产物的量等选择合适的仪器及规格。常考查：仪器的识别(名称)；仪器的用途；仪器使用的注意事项；仪器规格的选择；装置连接顺序；试剂的用途实验操作装置气密性检查、反应条件控制、仪器使用方法、装置拆卸、尾气处理等现象分析反应现象描述、分析，反应方程式书写等实验计算计算产品的产率、杂质的含量、某物质的物质的量或通过计算确定某物质的化学式等评价与设计评价某装置或某步骤的优缺点，提出改进措施，设计新的实验方案或步骤，验证物质的性质等无论是以无机化学反应为载体，还是以有机化学反应为载体，综合实验题大多数按此思路设计，只是考查的重点会有差异，但均以基本仪器、基本实验操作、现象描述或实验分析为重点进行考查。二、综合实验题的解题策略1审清实验目的实验目的一般在题干信息中，通过阅读比较容易审出。2明确实验原理实验原理一般可通过三条途径获知：(1)有的题目中会直接给出实验所涉及反应的化学方程式；(2)有的题目需要根据题意推测出反应的化学方程式；(3)设计实验时，需要根据实验目的，结合所学知识选择所需的化学方程式。3选择并组装实验装置(1)仪器的选择：依据实验原理(化学方程式)中反应物的状态、用量和反应条件选择合适的仪器。例如：固体与固体混合物，多盛放在大试管中；液体与液体混合物，多盛放在烧瓶中；固体与液体混合物，可盛放在大试管或烧瓶中；反应若需要加热，应根据反应所需温度选用酒精灯(可满足普通加热条件的反应)、水浴(可满足低于100 加热条件的反应)或酒精喷灯(可满足加热条件为高温的反应)；反应物易挥发或有副产物生成的反应，需要安装除杂装置，如洗气瓶(除气体杂质)、过滤装置、分液装置、分馏装置等；根据制备物质的量选择合适规格的仪器。(2)仪器的连接：实验仪器大多按物质制备纯化性质探究或验证尾气处理的顺序连接。制备的物质为液体时，一般按制备(蒸馏烧瓶)蒸馏(温度计测温)冷凝(冷凝管)接收(牛角管、锥形瓶)的思路连接仪器；制备的物质为气体时，可根据气体的流动方向，按制气除杂性质探究或验证尾气处理的思路连接仪器。4准确描述实验操作掌握以下常考的实验操作，并能准确描述：(1)检查装置气密性的操作；(2)仪器的使用：检查分液漏斗、滴定管是否漏液的操作，冷凝管中冷却水的流动方向等；(3)常见气体(如O2、H2、Cl2、NH3等)的检验操作；(4)常见离子(如SO、Cl、Fe3、Fe2等)的检验操作；(5)气体、液体的分离操作；(6)有害气体的尾气处理操作；(7)分析某实验操作的作用；(8)某些实验操作的先后顺序等。5准确描述实验现象及结论注意以下常考问题的答题要点：(1)描述实验现象时，一定要具体，要指明固体或溶液的颜色变化、沉淀的产生及溶解、气泡的产生等；描述滴定终点的现象时，一定要指出溶液由色变为色，且半分钟内不变色；(2)根据实验现象书写化学方程式时，要先分析发生的是什么类型的反应，然后依据相应的书写规则进行书写；(3)根据实验现象得出相关结论，一定要从现象入手推断结论，与现象无关的结论不要写。6实验计算部分实验题在实验操作的基础上会涉及计算，设问求物质的质量分数(或质量、物质的量浓度)或目标产物的产率等，一般难度较小。7规范科学评价、设计实验的评价通常会考查对某步骤的合理性、装置的优缺点进行评价，有时还有误差分析。实验的设计通常会考查设计实验方案验证物质的性质或设计实验方案验证某假设等。热点一以“无机物的制备”为载体的综合实验题 解题思路解答无机物制备型综合实验题的一般程序(1)认真阅读题干，提取有用信息。(2)仔细观察装置图(或框图)，联想熟悉的实验，找出每个仪器(或步骤)与熟悉的某一实验相似的地方，分析每个仪器(或步骤)中所装(用)药品的作用。(3)通读问题，整合信息，把所有的问题进行综合分析，运用题给信息和化学基础知识做出正确答案。典例剖析(2020衡阳三中模拟)氮化钙(Ca3N2) 是一种重要的化学试剂。某化学兴趣小组拟制备氮化钙并测定产品纯度。已知：氮化钙极易与水反应；实验室在加热条件下用饱和NaNO2 溶液和饱和(NH4)2SO4 溶液混合制备N2；焦性没食子酸溶液用于吸收少量O2。.制备氮化钙他们选择下列装置设计实验(装置可重复使用)：(1)实验室将钙保存在_中(填物质名称)。氮化钙中所含化学键类型是_。(2)气体从左至右，装置连接顺序为_(填字母代号)。(3)写出装置A中发生反应的化学方程式：_。(4)用化学方法检验氮化钙(Ca3N2)产品中是否混有Ca，设计实验方案：_。.测定产品纯度利用如图装置测定氮化钙产品纯度(杂质不产生气体，氨不溶于煤油)。(5)当产品与蒸馏水完全反应后，冷却至室温、调平液面、读数。调平液面操作是_。(6)取产品质量为w g，开始量气管读数为V1 mL，最终量气管读数为V2 mL(折合成标准状况)，则该样品纯度为_(用代数式表示)。如果开始仰视刻度线，终点时俯视刻度线，则测得结果_(填“偏高”“偏低”或“无影响”)。【解析】(1)钙的密度比煤油的大，钙是活泼金属能与氧气、水反应，所以实验室将钙保存在煤油中；氮化钙是活泼金属元素与活泼非金属元素形成的离子化合物，所以氮化钙含有离子键。(2)金属钙与氮气反应生成氮化钙，氮化钙能与水反应，所以装置B前后都应加装干燥剂，钙能与氧气反应，所以需要用焦性没食子酸溶液除掉氮气中的氧气，装置连接顺序为ADCBC。(3)装置A中饱和NaNO2 溶液和饱和(NH4)2SO4 溶液在加热条件下发生归中反应生成氮气，反应的化学方程式是2NaNO2(NH4)2SO4Na2SO42N24H2O。(4)氮化钙与水反应放出氨，钙与水反应生成氢气。检验氮化钙(Ca3N2)产品中是否混有Ca的方法是取少量产品溶于足量的蒸馏水中，将产生的气体依次通过足量的浓硫酸、炽热的氧化铜粉末，若黑色粉末变成红色，则原产品中含有钙，否则不含钙。(5)调平液面是将量气管和水准瓶中的液面保持相平，操作方法是上下移动水准瓶。(6)样品与水反应生成氨的体积是V2 mLV1 mL，设样品中Ca3N2 的质量为x g。Ca3N26H2O=3Ca(OH)22NH3148 g 44.8 Lx g (V2V1)103 L，解得x ；则该样品纯度为 gw g100%。如果开始仰视刻度线，终点时俯视刻度线，则测得氨的体积偏小，所以测得结果偏低。【答案】(1)煤油离子键(2)ADCBC(3)2NaNO2(NH4)2SO4Na2SO42N24H2O(4)取少量产品溶于足量的蒸馏水中，将产生的气体依次通过足量的浓硫酸、炽热的氧化铜粉末，若黑色粉末变成红色，则原产品中含有钙，否则不含钙(5)上下移动水准瓶(6)%偏低1(2020海南一联)三氯化硼的熔点为107.3 ，沸点为12.5 ，易水解生成硼酸和氯化氢，可用于制造高纯硼、有机合成催化剂等。实验室制取三氯化硼的原理为B2O33C3Cl22BCl33CO。(1)甲组同学拟用下列装置制取纯净干燥的氯气(不用收集)。装置B中盛放的试剂是_，装置C的作用是_。装置A中发生反应的离子方程式为_。(2)乙组同学选用甲组实验中的装置A、B、C和下列装置(装置可重复使用)制取BCl3并验证反应中有CO生成。乙组同学的实验装置中，依次连接的合理顺序为ABC_FDI。实验开始时，先通过干燥N2的目的是_。能证明反应中有CO生成的现象是_。答案：(1)饱和食盐水干燥氯气2MnO16H10Cl=2Mn25Cl28H2O(2)GEHJH排除装置中的空气装置F中黑色粉末变为红色，装置D中澄清石灰水变浑浊2锡及其化合物在生产、生活中有着重要的用途。已知：Sn的熔点为231 ；Sn2易水解、易被氧化；SnCl4极易水解，熔点为33 、沸点为114 。请按要求回答下列相关问题：(1)用于微电子器件生产的锡粉纯度测定：取1.19 g试样溶于稀硫酸中(杂质不参与反应)，使Sn完全转化为Sn2；加入过量的Fe2(SO4)3；用0.100 0 molL1 K2Cr2O7溶液滴定(产物中Cr呈3价)，消耗20.00 mL。步骤中加入过量Fe2(SO4)3的作用是_；此锡粉样品中锡的质量分数为_。(2)用于镀锡工业的硫酸亚锡(SnSO4)的制备路线如下：步骤加入Sn粉的作用：_及调节溶液pH。步骤用到的玻璃仪器有烧杯、_、_。步骤生成SnO的离子方程式：_。步骤中证明SnO已洗涤干净的操作是_。步骤中操作依次为_、_、过滤、洗涤、低温干燥。(3)SnCl4蒸气遇氨及水呈浓烟状，因而可制作烟幕弹，其反应的化学方程式为_。实验室欲用上图装置制备少量SnCl4(夹持装置省略)，该装置存在明显缺陷，改进方法是_。利用改进后的装置进行实验，当装置C中开始收集到SnCl4时即可熄灭B处酒精灯，反应仍可持续进行，其原因是_。解析：题干信息中Sn、Sn2、SnCl4的性质是解答设问的重要线索和依据。(1)根据氧化还原反应找出SnSn22Fe2Cr2O关系式，是解答Sn的质量分数的关键。(2)滤液B的主要成分是SnCl2，所以步骤中发生的反应是Sn2和HCO之间的反应，由于Sn2易水解，该反应实际为水解相互促进的反应，生成Sn(OH)2、CO2，根据信息可知，最后得到的是SnO，所以应是Sn(OH)2分解所致，据此可写出总反应的离子方程式。SnO表面附着有NaCl杂质，因此只需检验洗涤液中是否还含有Cl即可。(3)SnCl4极易水解，遇水会生成Sn(OH)4和HCl，当有NH3存在时，HCl与NH3又结合成NH4Cl，据此可写出总反应的化学方程式；由MnO2和浓盐酸反应制得的Cl2中混有HCl和H2O(g)杂质，HCl会与Sn粉反应，水蒸气会使生成的SnCl4发生水解，因此这两种杂质必须除去。答案：(1)将Sn2全部氧化为Sn460%(2)防止Sn2被氧化为Sn4(普通)漏斗玻璃棒Sn22HCO=SnO2CO2H2O取最后一次洗涤液少许于试管中，先加足量稀硝酸再加少量AgNO3溶液，无白色沉淀蒸发浓缩冷却结晶(3)SnCl44NH34H2O=Sn(OH)44NH4Cl在A、B装置间依次连接盛有饱和食盐水、浓硫酸的洗气瓶锡与氯气化合的反应是放热反应，且放出的热量足够使此反应持续进行热点二以“有机物的制备”为载体的综合实验题解题思路把握三个关键，突破有机物制备型综合实验题1把握制备过程 2盘点常用仪器3熟悉常考问题(1)有机物易挥发，因此在反应中通常采用冷凝回流装置，以减少有机物的挥发，提高原料的利用率和产物的产率。(2)有机反应通常都是可逆反应，且易发生副反应，因此常使某种价格较低的反应物过量，以提高另一反应物的转化率和产物的产率，同时在实验中需要控制反应条件，以减少副反应的发生。(3)根据产品与杂质的性质特点选择合适的分离提纯方法，如蒸馏、分液等。(4)温度计水银球的位置：若要控制反应温度，则应插入反应液中；若要收集某温度下的馏分，则应放在蒸馏烧瓶支管口处。(5)冷凝管的选择：球形冷凝管只能用于冷凝回流，应竖直放置，直形冷凝管既能用于冷凝回流，又能用于冷凝收集馏分。(6)冷凝管的进出水方向：下进上出。(7)加热方法的选择酒精灯加热。需要温度不太高的实验都可用酒精灯加热。水浴加热。水浴加热的温度不超过100 。(8)防暴沸：加碎瓷片或沸石，防止溶液暴沸，若开始忘加，需冷却后补加。(9)产率计算公式产率100%典例剖析(2019高考全国卷，27，14分)乙酰水杨酸(阿司匹林)是目前常用药物之一。实验室通过水杨酸进行乙酰化制备阿司匹林的一种方法如下：水杨酸醋酸酐乙酰水杨酸熔点/1571597274135138相对密度/(gcm3)1.441.101.35相对分子质量138102180实验过程：在100 mL锥形瓶中加入水杨酸6.9 g及醋酸酐10 mL，充分摇动使固体完全溶解。缓慢滴加0.5 mL浓硫酸后加热，维持瓶内温度在70 左右，充分反应。稍冷后进行如下操作。在不断搅拌下将反应后的混合物倒入100 mL冷水中，析出固体，过滤。所得结晶粗品加入50 mL饱和碳酸氢钠溶液，溶解、过滤。滤液用浓盐酸酸化后冷却、过滤得固体。固体经纯化得白色的乙酰水杨酸晶体5.4 g。回答下列问题：(1)该合成反应中应采用_加热(填标号)。A热水浴B酒精灯C煤气灯 D电炉(2)下列玻璃仪器中，中需使用的有_(填标号)，不需使用的有_(填名称)。(3)中需使用冷水，目的是_。(4)中饱和碳酸氢钠的作用是_，以便过滤除去难溶杂质。(5)采用的纯化方法为_。(6)本实验的产率是_%。【解析】(1)由题给信息“维持瓶内温度在70 左右”可知，该反应中应采用热水浴加热。(2)中涉及过滤操作，需要用到题给玻璃仪器中的烧杯、漏斗，不需要使用题给玻璃仪器中的分液漏斗和容量瓶。(3)乙酰水杨酸在低温下溶解度较小，使用冷水有利于充分析出乙酰水杨酸固体。(4)加入的饱和碳酸氢钠与乙酰水杨酸反应，生成可溶的乙酰水杨酸钠，易与难溶物质分离。(5)乙酰水杨酸的溶解度随温度变化改变较大，故可用重结晶的方法纯化。(6)由表中及题给数据分析可知，加入的水杨酸少量，6.9 g水杨酸的物质的量为0.05 mol，由化学方程式可知1 mol水杨酸与过量醋酸酐反应理论上生成1 mol 乙酰水杨酸，则0.05 mol水杨酸参与反应理论上得到0.05 mol 乙酰水杨酸，其质量为0.05 mol180 gmol19.0 g，产率为100%60%。【答案】(1)A(2)BD分液漏斗、容量瓶(3)充分析出乙酰水杨酸固体(结晶)(4)生成可溶的乙酰水杨酸钠(5)重结晶(6)601醇脱水是合成烯烃的常用方法，实验室合成环己烯的反应和实验装置(加热和夹持装置已省略)如下：可能用到的有关数据如下：相对分子质量密度/(gcm3)沸点/溶解性环己醇1000.961 8161微溶于水环己烯820.810 283难溶于水合成反应：在a中加入20 g环己醇和2小片碎瓷片，冷却搅动下慢慢加入1 mL浓硫酸。b中通入冷却水后，开始缓慢加热a，控制馏出物的温度不超过90 。分离提纯：反应粗产物倒入分液漏斗中，分别用少量5%碳酸钠溶液和水洗涤，分离后加入无水氯化钙颗粒，静置一段时间后弃去氯化钙。最终通过蒸馏得到纯净环己烯10 g。回答下列问题：(1)仪器b的名称是_。(2)加入碎瓷片的作用是_；如果加热一段时间后发现忘记加碎瓷片，应该采取的正确操作是_(填字母，下同)。A立即补加B冷却后补加C不需补加 D重新配料(3)本实验中最容易产生的副产物的结构简式为_。(4)分液漏斗在使用前须清洗干净并_；在本实验分离过程中，产物应该从分液漏斗的_(填“上口倒出”或“下口放出”)。(5)分离提纯过程中加入无水氯化钙的主要目的是_。(6)在环己烯粗产物蒸馏过程中，不可能用到的仪器有_。A圆底烧瓶B温度计C吸滤瓶D球形冷凝管E接收器(7)本实验所得到的环己烯产率是_。A41%B50%C61%D70%解析：(1)仪器b为直形冷凝管，可用于冷凝收集馏分。(2)加入碎瓷片的作用是防止有机物在加热时发生暴沸。如果在加热一段时间后发现忘记加碎瓷片，这时必须停止加热，待冷却后补加碎瓷片。(3)醇分子间最容易发生脱水反应生成醚类化合物。(4)分液漏斗在使用前必须要检漏。实验生成的环己烯的密度比水的小，所以环己烯应从分液漏斗的上口倒出。(5)加入无水氯化钙的目的是除去水(做干燥剂)。(6)观察题中实验装置图知蒸馏过程中不可能用到吸滤瓶和球形冷凝管。(7)20 g环己醇的物质的量为0.2 mol，理论上生成环己烯的物质的量为0.2 mol，质量为0.2 mol82 gmol116.4 g，实际得到环己烯的质量为10 g，则产率为100%61%。答案：(1)直形冷凝管(2)防止暴沸B(3) (4)检漏上口倒出(5)干燥(6)CD(7)C2(2020湘赣十四校联考)呋喃甲酸()俗名糠酸，其在塑料工业中可用作增塑剂、热固性树脂等，在食品工业中可用作防腐剂，也可用作涂料添加剂、医药等。呋喃甲酸可由呋喃甲醛制备，其制备原理如下所示：已知：.反应1是放热反应；.乙醚的沸点是34.5 ，易挥发，遇明火易燃，其蒸气可使人失去知觉；.呋喃甲酸的溶解度随温度的升高而增大，且升温过程中溶解度变化较大。【实验步骤】向三颈烧瓶中加入16.4 mL(0.2 mol)呋喃甲醛，控制温度在812 下滴加20 mL 40% NaOH溶液，并搅拌回流半小时。向反应混合物中加水使其恰好溶解，加入乙醚分离呋喃甲醇和呋喃甲酸盐，向水层中慢慢滴加浓盐酸至pH为23，使呋喃甲酸结晶析出，并通过进一步提纯得到精产品9.5 g。(1)若用如图所示装置作为反应1的发生装置，则图中明显错误的一处地方是_。(2)步骤中，为控制反应温度在812 ，可采取的措施有：_；_。(3)操作1的名称为_，该过程中需要用到的玻璃仪器有_。(4)对乙醚层进行分离时，用装置_(填字母)更好，与另一装置相比，该装置具有以下优点：_；_。(5)进一步提纯粗呋喃甲酸的操作为热水溶解活性炭脱色蒸发浓缩_抽滤洗涤干燥。(6)呋喃甲酸的产率为_(保留3位有效数字)。解析：实验目的由呋喃甲醛制备呋喃甲酸实验原理实验装置(1)反应1的温度需控制在812 ，图中温度计的液泡应插入液面以下，但不能触及瓶底实验操作(2)反应1为放热反应，但反应温度需控制在812 ，可采取的措施有冷水浴；缓慢加入NaOH溶液(或搅拌)。(3)乙醚微溶于水，所以操作1为萃取分液，需要用到的玻璃仪器有分液漏斗、烧杯。(5)呋喃甲酸的溶解度随温度变化的幅度较大，可用蒸发浓缩、趁热过滤、冷却结晶的方法提纯粗呋喃甲酸实验计算(6)由反应1、2可知，理论上2 mol呋喃甲醛可制得1 mol呋喃甲酸，故理论上0.2 mol呋喃甲醛可制得0.1 mol呋喃甲酸，则呋喃甲酸的产率为100%84.8%结论或评价(4)在对乙醚层进行分离时，选用装置B更好。与装置A相比，装置B的优点有及时排出乙醚，以免对人体造成危害；电磁加热无明火，防止引燃乙醚蒸气；水浴加热受热均匀等答案：(1)温度计的液泡应插入液面以下，但不能触及瓶底(2)冷水浴缓慢加入NaOH溶液(或搅拌，合理即可)(3)萃取分液分液漏斗、烧杯(4)B及时排出乙醚，以免对人体造成危害电磁加热无明火，防止引燃乙醚蒸气(或水浴加热受热均匀，合理即可)(5)趁热过滤冷却结晶(6)84.8%热点三以“探究物质性质及反应原理”为载体的综合实验题一、物质性质探究型1题型特点主要是从物质的结构特点或从所属类型的典型代表物去推测物质可能具有的一系列性质，然后据此设计出合理的实验方案，去探究它可能具有的性质。2基本思路和方法根据物质的组成(或成分)提出各物质(或离子)性质的假设根据这些性质找到可能存在的反应确定检验的试剂和仪器确定实验的顺序叙述实验的操作和预期的现象，得出结论。3常见物质的热分解反应规律(1)难溶性碳酸盐氧化物CO2；(2)碳酸的酸式盐碳酸的正盐CO2H2O；(3)铵盐NH3相应的酸(或酸性氧化物H2O)(NH4NO3除外)；(5)草酸晶体CO2COH2O。4氧化性、还原性与所含元素化合价的关系(1)元素处于最高价时，只具有氧化性，如SO(浓H2SO4)、H等；(2)元素处于最低价时，只具有还原性，如Cl、S2、I等；(3)元素处于中间价时，既具有氧化性又具有还原性，如Cl2、H2O2、Fe2、SO2等。二、反应原理探究型1变量探究型实验题的解题策略解答变量探究型实验题的关键是在其他条件相同的前提下，只改变一个条件探究其对研究对象的影响规律。注意：选择数据要有效，且变量统一，否则无法做出正确判断。思路总结2规律探究型实验题的解题策略物质性质递变规律的探究也是中学化学实验探究的一个重要内容。探究同周期、同主族元素性质的递变规律、物质的氧化还原反应(如置换反应)规律、物质的酸(碱)性强弱规律、电解质溶液的导电规律等，都是开展有关规律探究的重要素材，也是高考命题的经典情境。解决有关规律探究问题的实验设计，其常用方法示例如下：(1)同周期、同主族元素性质的递变规律，一般通过设计判断元素金属性、非金属性的强弱实验来完成，如通过比较金属单质与相同浓度的非氧化性酸反应产生H2的速率快慢来判断金属单质的还原性强弱，进而推断元素金属性强弱，从而找出相应的性质递变规律。(2)物质的酸碱性强弱的判断。(3)钢铁发生电化学腐蚀的规律探究。可以通过控制钢铁是否与空气接触、所接触的电解质溶液的酸碱度、腐蚀过程中体系内的气压大小等条件设计实验，找出规律。1(物质性质探究型)(2020南昌一模)某研究小组欲通过实验验证乙醇的还原性，装置如下：(1)乙醇被氧化的产物为_，1 mol乙醇失去_mol电子。(2)通入乙醇反应，试管A中的现象是_；反应结束后，如果对试管B进行加热，将会出现的现象是_。(3)研究小组发现，反应后期有不溶于水的气体出现，收集该气体证明是H2，为了进一步研究设计了如下装置(部分加热仪器已省略)：装置C盛有的物质是_，先加热装置_(填装置字母)，赶走装置内的空气。装置E用于收集液体产物，甲认为是乙酸，乙认为是乙醛，请你判断谁的推测更合理，并说明理由：_。解析：(1)乙醇被强氧化剂(如酸性KMnO4溶液)氧化能得到乙酸，但像Fe2O3这样的氧化剂只能把乙醇氧化为乙醛；乙醇(C2H6O)中C的化合价是2价，乙醛(C2H4O)中C的化合价是1价，所以1 mol乙醇被氧化为乙醛时失去2 mol电子。(2)联想乙醇与CuO的反应，可知试管A中发生下列反应：3CH3CH2OHFe2O33CH3CHO2Fe3H2O，所以A中可看到的现象是红棕色固体变黑。(3)反应后期，Fe2O3已大部分变为Fe，此时有H2生成，最大的可能是Fe做催化剂使乙醇发生了脱氢反应，为验证这一猜想，设计了题图所示实验，所以C中盛有的物质是乙醇；为了防止空气中的O2与Fe反应，需先赶走装置内的空气，因此应先加热装置C，使乙醇汽化。若E中收集的产物是乙酸，则反应的化学方程式是2C2H5OHCH3COOH2H2C2H4，生成的气体中除氢气外还有乙烯，这与实验事实不符；若E中收集的产物是乙醛，则反应的化学方程式是C2H5OHCH3CHOH2，符合实验事实，因此乙的推测合理。答案：(1)乙醛2(2)红棕色固体变黑出现砖红色沉淀(3)乙醇C乙合理，依据氧原子守恒和得失电子守恒，若生成乙酸则气体除了有氢气外还有乙烯，这与实验事实不符2(物质性质探究型)某化学实验小组为了探究氨的还原性和氧化性设计了如下实验方案。【实验一】探究氨的还原性已知：()Mg(OH)2可代替消石灰与氯化铵在加热条件下反应生成氨和碱式氯化镁Mg(OH)Cl；()Cu2O粉末呈红色，在酸性溶液中不稳定：Cu2OH2SO4=CuCuSO4H2O。(1)装置A中发生反应的化学方程式为_，装置D的作用是_。(2)反应结束后装置C中的氧化铜完全反应生成红色固体，为了探究红色固体成分，进行了如下实验：实验操作实验现象实验结论取10.4 g红色固体于烧杯中，加入足量稀硫酸，充分搅拌，静置若无现象红色固体为_若溶液变蓝红色固体中肯定含有_，可能含有_取上述反应后的混合物过滤、洗涤、干燥、称重固体的质量为6.4 g红色固体的成分及其物质的量为_【实验二】探究氨的氧化性已知：()铝可以与氨反应2Al2NH32AlN3H2；()氮化铝性质稳定，基本不与水、酸反应，在加热时溶于浓碱可产生氨。按如图所示连接好装置，检查装置气密性；在蒸馏烧瓶中加入生石灰，分液漏斗加入浓氨水，装置G中盛装碱石灰，装置H中加入铝粉，打开分液漏斗活塞，待装置中空气排尽后再点燃装置H处酒精灯。(3)用平衡移动原理解释装置F中产生氨的原因：_。(4)装置H处反应进行完全的实验现象为_。(5)为了得到纯净的氮化铝，可将装置H中固体冷却后转移至烧杯中，加入_溶解、_(填操作名称)、洗涤、干燥即可。(6)写出氮化铝与浓氢氧化钠溶液共热反应的离子方程式：_。解析：(1)由已知信息()可知，装置A中发生反应的化学方程式为Mg(OH)2NH4ClMg(OH)ClNH3H2O；装置E中的稀硫酸如果倒吸进入装置C中会引起实验安全问题，所以装置D做安全瓶，防止倒吸。(2)Cu不与稀硫酸反应；溶液变蓝，说明有CuSO4 生成，则红色固体中肯定含有Cu2O，不能确定是否含有单质Cu；所得固体为单质Cu，物质的量为0.1 mol，根据其质量变化可知，原红色固体中含有Cu和Cu2O，设10.4 g红色固体中含x mol Cu，y mol Cu2O，因为Cu2OH2SO4=CuCuSO4H2O，则有xy0.1，64x144y10.4，联立得xy0.05，则Cu2O与Cu的物质的量均为0.05 mol。(3)浓氨水中氨溶解度随温度升高而减小，且氨水中还存在溶解平衡和电离平衡：NH3H2ONH3H2O，NH3H2ONHOH，所以可以从溶解度及平衡移动等角度分析生石灰与浓氨水作用产生氨的原因。(4)对于反应2Al2NH32AlN3H2，由于氨极易溶于水，而氢气不溶于水，会产生气泡，所以反应进行完全时装置J中将不再产生气泡。(5)装置H中所得的固体中含有氮化铝和没有反应完全的铝，氮化铝不溶于酸，所以可以选用稀盐酸或稀硫酸除去其中的铝，然后过滤、洗涤、干燥即可。(6)根据题中信息并结合铝在强碱溶液中以偏铝酸根离子的形式存在，可以写出反应的离子方程式。答案：(1)Mg(OH)2NH4ClMg(OH)ClNH3H2O做安全瓶(2)铜氧化亚铜铜0.05 mol Cu、0.05 mol Cu2O(3)一方面，生石灰与水反应放热，降低了氨的溶解度；另一方面，生石灰与水反应将溶剂消耗，且生成了Ca(OH)2，增大了OH的浓度，使平衡NH3H2ONH3H2ONHOH逆向移动，使氨逸出(4)装置J中几乎不再有气泡冒出(5)稀盐酸(或稀硫酸等其他合理答案)过滤(6)AlNOHH2OAlONH33(反应原理探究型)为探讨化学平衡移动原理与氧化还原反应规律的联系，某同学通过改变浓度研究“2Fe32I2Fe2I2”反应中Fe3和Fe2的相互转化。实验如下：(1)待实验溶液颜色不再改变时，再进行实验，目的是使实验的反应达到_。(2)iii是ii的对比实验，目的是排除ii中_造成的影响。(3)i和ii的颜色变化表明平衡逆向移动，Fe2向Fe3转化。用化学平衡移动原理解释原因：_。(4)根据氧化还原反应的规律，该同学推测i中Fe2向Fe3转化的原因：外加Ag使c(I)降低，导致I的还原性弱于Fe2，用如图装置(a、b均为石墨电极)进行实验验证。K闭合时，指针向右偏转，b做_极。当指针归零(反应达到平衡)后，向U形管左管中滴加0.01 molL1 AgNO3溶液，产生的现象证实了其推测，该现象是_。(5)按照(4)的原理，该同学用上图装置进行实验，证实了ii中Fe2向Fe3转化的原因。转化原因是_。与(4)实验对比，不同的操作是_。(6)实验中，还原性：IFe2；而实验中，还原性Fe2I。将(3)和(4)、(5)做对比，得出的结论是_。答案：(1)化学平衡状态(2)溶液稀释对颜色变化(3)i中加入Ag发生反应：AgI=AgI，c(I)降低，ii中增大c(Fe2)，两者均使平衡逆向移动(4)正U形管左侧产生黄色沉淀，指针向左偏转(5)Fe2随浓度增大，还原性增强，使Fe2还原性强于I向右管中加入1 molL1 FeSO4溶液(6)该反应为可逆氧化还原反应，在平衡时，通过改变物质的浓度，可以改变物质的氧化、还原能力，并影响平衡移动方向热点四以“探究物质的组成”为载体的综合实验题一、定性分析型1核心知识必备(1)定性检验中常考的气体包括Cl2、NH3、SO2、HCl、CO2、NO等。(2)定性检验中常考的阳离子包括NH、Fe3、Fe2、Al3、Cu2、Ag等。(3)定性检验中常考的阴离子包括Cl、Br、I、SO、CO、SO等。2物质检验的一般思路根据物质性质，使被检验物质与加入的试剂作用，转变为某种已知物质，或产生某种特殊现象，从而确定该物质的存在(物质性质也是帮助检验的重要依据)。常见的特殊现象：(1)生成气体。能够生成气体的离子很多，生成的气体的性质也常有相似之处，判断时要注意排除干扰离子。(2)生成沉淀。许多金属阳离子或酸根阴离子都可生成具有特殊颜色、特殊性质的沉淀，但同时也应注意排除干扰离子。(3)显现特殊颜色。加入特殊试剂，特殊颜色出现或消失，这是鉴别物质的常见方法，如用KSCN检验Fe3、用淀粉检验I2等。3常见气体的检验气体物理性质初步检验化学检验方法或思路O2无色、无味用带火星的木条靠近，木条复燃NO无色在空气中立即变成红棕色CO无色、无味点燃时火焰呈淡蓝色，燃烧产物可使澄清石灰水变浑浊；将气体通过灼热的CuO，CuO由黑色变成红色，且气体产物可使澄清石灰水变浑浊CO2无色、无味使澄清石灰水变浑浊，继续通入又变澄清；使燃着的木条熄灭SO2无色、有刺激性气味使品红溶液褪色，加热后又恢复红色；使澄清石灰水变浑浊，继续通入又变澄清；使酸性高锰酸钾溶液褪色NO2红棕色、有刺激性气味通入水中生成无色溶液并产生气泡，液面上方有红棕色气体产生，水溶液显酸性；使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝Cl2黄绿色、有刺激性气味使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝HCl无色、有刺激性气味；在空气中可形成白雾使湿润的蓝色石蕊试纸变红；靠近浓氨水时冒白烟；将气体通入AgNO3溶液中有白色沉淀生成NH3无色、有刺激性气味使湿润的红色石蕊试纸变蓝；使酚酞溶液变红；靠近浓盐酸时冒白烟CH2=CH2无色、稍有气味点燃，有明亮的火焰，并冒黑烟，燃烧产物能使澄清石灰水变浑浊；能使酸性高锰酸钾溶液、溴水、溴的四氯化碳溶液褪色（1）能使品红溶液褪色的气体有SO2、Cl2和O3等，其中SO2只能使石蕊溶液变红，而不能使其褪色，Cl2、O3最终可使石蕊溶液褪色。（2）在中学化学中，氨是唯一能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体（碱性气体）。（3