高考化学课件：第30讲-探究性综合实验题

第十章化学实验综合题型第十章化学实验综合题型【考纲要求】

1.了解化学实验是科学探究过程中的一种重要方法。2.掌握常见气体的实验室制法(包括所用试剂、反应原理、仪器和收集方法)。3.掌握常见物质检验、分离和提纯的方法。掌握溶液的配制方法。4.根据化学实验的目的和要求,能做到:(1)设计实验方案;(2)正确选用实验装置;(3)掌握控制实验条件的方法;(4)预测或描述实验现象、分析或处理实验数据,得出合理结论;(5)评价或改进实验方案。5.以上各部分知识与技能的综合应用。【考纲要求】1.了解化学实验是科学探究过程中的一种重要方第30讲探究性综合实验题第30讲探究性综合实验题题型突破真题体验题型突破真题体验题型突破梳理、讲解、训练一站式突破要点讲解题型一物质成分、性质探究型实验题1.物质成分的探究同一化学反应,可能会由于条件的不同、反应物用量不同等生成不同的产物,或生成几种产物的混合物。通过化学反应原理猜测可能生成哪些物质,对这些物质逐一利用学过的物质检验、鉴别等实验方法进行检验来确定究竟含有哪些成分,这就是物质成分的探究。题型突破梳理、讲解、训练一站式2.物质性质的探究(1)性质实验探究的角度与方法物质性质实验探究是中学化学实验探究的重要内容。设计实验探究时,要求原理准确、步骤简便、现象明显、结论易得,且不对环境造成污染,中学化学性质实验探究的主要角度有:①物质氧化性、还原性的判断。如探究SO2具有还原性的方法是将气体通入酸性KMnO4溶液中,通过KMnO4溶液是否褪色来说明。②物质氧化性强弱、还原性强弱的判断。如探究Fe3+的氧化性强于I2时,可利用FeCl3与KI淀粉溶液反应,通过溶液是否变蓝色来说明Fe3+的氧化性强于I2。③同周期、同主族元素性质的递变规律一般通过设计元素金属性、非金属性的强弱实验来完成,如通过Mg、Al与同浓度盐酸反应产生H2的快慢来说明Mg的活泼性强于Al。2.物质性质的探究(1)性质实验探究的角度与方法④电解质强弱的判断。如探究一元酸HA是弱酸的方法是常温下配制NaA的溶液,测pH,若pH>7,则说明HA为弱酸。⑤物质酸性强弱的判断。如探究碳酸和硅酸的酸性强弱,可利用相对强的酸制备相对弱的酸的反应原理,将CO2气体通入Na2SiO3溶液,看是否有白色胶状沉淀生成来判断。⑥钢铁发生电化学腐蚀的规律探究。可以通过控制所含的杂质以及是否与空气接触、所接触的电解质溶液的酸碱度、钢铁在腐蚀过程中体系内的气压变化等角度设计实验,找出规律。(2)物质实验探究设计组要注意的问题①有水蒸气生成时,先检验水蒸气再检验其他成分。②对于需要进行转化才能检测的成分要注意排除干扰。如CO的检验,要先检测CO中是否含有CO2,如果有CO2,先除去CO2后才能对CO实施转化,最后再检测转化生成的CO2。④电解质强弱的判断。如探究一元酸HA是弱酸的方法是常温下配制③若试题只给出部分药品和装置,则应给出必要的补充;若给出多余的试剂品种,则应进行筛选。④注重答题的规范性,有些题目要求指出试剂的名称。如无水硫酸铜、澄清石灰水、酸性高锰酸钾溶液、饱和NaHCO3溶液等。③若试题只给出部分药品和装置,则应给出必要的补充;若给出多余【示例】(2015·全国Ⅰ卷)草酸(乙二酸)存在于自然界的植物中,其K1=5.4×10-2,K2=5.4×10-5。草酸的钠盐和钾盐易溶于水,而其钙盐难溶于水。草酸晶体(H2C2O4·2H2O)无色,熔点为101℃,易溶于水,受热脱水、升华,170℃以上分解。【示例】(2015·全国Ⅰ卷)草酸(乙二酸)存在于自然界的回答下列问题:(1)甲组同学按照如图所示的装置,通过实验检验草酸晶体的分解产物。装置C中可观察到的现象是________________________________________________________________

,由此可知草酸晶体分解的产物中有

。装置B的主要作用是

。

示例分析:第(1)问考查CO2的检验方法CO2能使澄清石灰水变浑浊。最后一空考查草酸的物理性质草酸的熔点为101℃,故草酸蒸气遇冷后会冷凝为非气态物质,故装置B的作用是冷凝。冷凝的目的是防止草酸蒸气对CO2的检验造成干扰。【标准答案】(1)有气泡逸出、澄清石灰水变浑浊CO2冷凝(水蒸气、草酸等),防止草酸进入装置C反应生成沉淀,干扰CO2的检验回答下列问题:示例分析:【标准答案】(1)有气泡逸出、澄清石(2)乙组同学认为草酸晶体分解产物中还有CO,为进行验证,选用甲组实验中的装置A、B和如图所示的部分装置(可以重复选用)进行实验。(2)乙组同学认为草酸晶体分解产物中还有CO,为进行验证,选①乙组同学的实验装置中,依次连接的合理顺序为A、B、

。装置H反应管中盛有的物质是

。

示例分析:第(2)①问考查实验方案的设计先分析如何排除CO2对CO检验的干扰:检验CO气体,应先在H装置中进行CO还原CuO的反应,气体进入H装置前需除去CO中的CO2气体,从H装置中导出的气体需用澄清石灰水检验CO2气体的存在。①乙组同学的实验装置中,依次连接的合理顺序为A、B、【标准答案】(2)①F、D、G、H、D、I

CuO【标准答案】(2)①F、D、G、H、D、ICuO(2)②能证明草酸晶体分解产物中有CO的现象是________________________

。

示例分析:第(2)②考查CO的检验方法CO还原CuO时,黑色的CuO变成红色的单质Cu,且CO的氧化产物是CO2。故证明草酸晶体分解产物中有CO的现象是H中的黑色粉末变成红色,其后的D中澄清石灰水变浑浊。【标准答案】②H中黑色粉末变为红色,其后的D中澄清石灰水变浑浊(2)②能证明草酸晶体分解产物中有CO的现象是_______(3)设计实验证明:①草酸的酸性比碳酸的强___________________________________________

。

②草酸为二元酸

。

示例分析:第(3)问考查一元酸、二元酸的证明方法向NaHCO3溶液中加入草酸,若有CO2生成,即可证明草酸的酸性强于碳酸,当1mol草酸与NaOH完全中和时,需要消耗2molNaOH溶液,即可证明草酸为二元酸。【标准答案】(3)①向盛有少量NaHCO3的试管里滴加草酸溶液,有气泡产生②用NaOH标准溶液滴定草酸溶液,消耗NaOH的物质的量为草酸的2倍(3)设计实验证明:示例分析:【标准答案】(3)①向盛有少量题型演练1.(2016·全国Ⅱ卷)某班同学用如下实验探究Fe2+、Fe3+的性质。回答下列问题:(1)分别取一定量氯化铁、氯化亚铁固体,均配制成0.1mol·L-1的溶液。在FeCl2溶液中需加入少量铁屑,其目的是

。

答案:(1)防止Fe2+被氧化题型演练1.(2016·全国Ⅱ卷)某班同学用如下实验探究Fe(2)甲组同学取2mLFeCl2溶液,加入几滴氯水,再加入1滴KSCN溶液,溶液变红,说明Cl2可将Fe2+氧化。FeCl2溶液与氯水反应的离子方程式为___________

。(2)甲组同学取2mLFeCl2溶液,加入几滴氯水,再加(3)乙组同学认为甲组的实验不够严谨,该组同学在2mLFeCl2溶液中先加入0.5mL煤油,再于液面下依次加入几滴氯水和1滴KSCN溶液,溶液变红,煤油的作用是

。

解析:(3)乙组同学在FeCl2溶液中先加入煤油,再加入氯水和KSCN溶液,这样做是因为煤油可隔绝空气,防止空气中的氧气将Fe2+氧化,干扰实验。答案:(3)隔绝空气(排除氧气对实验的影响)(3)乙组同学认为甲组的实验不够严谨,该组同学在2mLF(4)丙组同学取10mL0.1mol·L-1KI溶液,加入6mL0.1mol·L-1FeCl3溶液混合。分别取2mL此溶液于3支试管中进行如下实验:①第一支试管中加入1mLCCl4充分振荡、静置,CCl4层显紫色;②第二支试管中加入1滴K3[Fe(CN)6]溶液,生成蓝色沉淀;③第三支试管中加入1滴KSCN溶液,溶液变红。实验②检验的离子是

(填离子符号);实验①和③说明:在I-过量的情况下,溶液中仍含有

(填离子符号),由此可以证明该氧化还原反应为

。

解析:(4)丙组同学的三组实验中,②加入K3[Fe(CN)6]是为了检验Fe2+的存在,有蓝色沉淀生成,说明有Fe2+,①实验说明有I2存在,③实验说明溶液中有Fe3+存在,在I-过量的情况下,溶液中仍含有Fe3+,由此可证明FeCl3溶液与KI溶液发生的氧化还原反应是可逆反应。答案:(4)Fe2+Fe3+可逆反应(4)丙组同学取10mL0.1mol·L-1KI溶液(5)丁组同学向盛有H2O2溶液的试管中加入几滴酸化的FeCl2溶液,溶液变成棕黄色,发生反应的离子方程式为

;一段时间后,溶液中有气泡出现,并放热,随后有红褐色沉淀生成。产生气泡的原因是

;

生成沉淀的原因是__________________________________________________________

(用平衡移动原理解释)。

(5)丁组同学向盛有H2O2溶液的试管中加入几滴酸化的FeC2.(2018·江西赣州中学模拟)三草酸合铁(Ⅲ)酸钾晶体(K3[Fe(C2O4)3]·3H2O)可用于摄影和蓝色印刷,其在110℃可完全失去结晶水,继续升高温度可发生分解反应。某化学研究小组对K3[Fe(C2O4)3]·3H2O受热分解生成的气体产物和固体产物进行探究。2.(2018·江西赣州中学模拟)三草酸合铁(Ⅲ)酸钾晶体((1)烧瓶M中盛有饱和NH4Cl与饱和NaNO2的混合液,常用于实验室制N2,则该反应的化学方程式为________________________________________________________

。

(1)烧瓶M中盛有饱和NH4Cl与饱和NaNO2的混合液,常(2)实验所需的仪器装置如图所示,各装置的连接顺序为:a接

、

接

、

接

、

接

。

解析:(2)验证气体产物,先验证水蒸气、再验证CO2并除去CO2、最后验证CO气体。答案:(2)b

c

f

g

d

e

h(2)实验所需的仪器装置如图所示,各装置的连接顺序为:a接(3)装置检查气密性后,先通一段时间N2,其目的是_______________________

。结束实验时先熄灭B、D两装置中的酒精灯再通入N2至常温,其目的是

。

解析:(3)先通一段时间N2,排出装置中的空气,防止空气中的CO2干扰实验结果。结束实验时先熄灭B、D两装置中的酒精灯,再通入N2至常温,目的是防止压强减小,E、F装置中的溶液倒吸。答案:(3)排出装置中的空气,防止空气中的CO2干扰实验结果防止E、F装置中的溶液倒吸(3)装置检查气密性后,先通一段时间N2,其目的是_____(4)E装置中澄清石灰水的作用是

。

解析:(4)检验气体产物中是否含有CO,需先除净CO2,E装置中的澄清石灰水用来检验CO2是否除尽。答案:(4)检验CO2是否除尽(4)E装置中澄清石灰水的作用是(5)探究分解后的固体产物①取B中充分反应后所得固体于试管中,加入足量蒸馏水,过滤、洗涤、干燥得到黑色粉末,取4.4g黑色粉末溶于足量稀硝酸中,收集到标准状况下NO气体1.12L。通过计算判断,黑色粉末的成分为

(写化学式)。请设计实验方案验证:

。

(5)探究分解后的固体产物高考化学ppt课件：第30讲-探究性综合实验题答案:(5)①FeO和Fe取少量固体于试管中,加入足量的硫酸铜溶液,若出现红色固体,则说明有Fe;取经过滤、洗涤至洗涤液无色后的固体于另一支试管中,加过量盐酸,静置,取上层清液,滴加几滴KSCN溶液无红色出现,再滴加1～2滴H2O2溶液,若溶液呈红色,则说明有FeO(其他合理答案也可以)

答案:(5)①FeO和Fe取少量固体于试管中,加入足量的(5)②9.82g三草酸合铁(Ⅲ)酸钾晶体在以上装置中加热分解,所得固体的质量为5.42g,同时得到密度为1.647g·L-1(已折合成标准状况下)的含碳气体,写出该分解反应的化学方程式:______________________________________

。

(5)②9.82g三草酸合铁(Ⅲ)酸钾晶体在以上装置中加热高考化学ppt课件：第30讲-探究性综合实验题高考化学ppt课件：第30讲-探究性综合实验题题型二反应规律、原理探究型实验题要点讲解1.规律、原理探究型实验题探究方向对于学过的反应规律,化学反应原理通过实验进行探究验证。在进行试题分析时,需要结合所学的知识规律,把掌握的化学反应原理落实到各种实验装置、实验现象上,主要的探究类型包括:(1)元素金属性、非金属性的比较。(2)物质氧化性、还原性的比较。(3)影响化学反应速率、化学平衡的因素的探究。(4)金属腐蚀与防护的探究。题型二反应规律、原理探究型实验题要点讲解1.规律、原理探究2.规律、原理探究型实验题注意事项(1)对于题中的异常现象要根据自己原有的知识进行大胆的排查、推测。(2)推测的正确性要靠实验的验证,若题中已给出验证实验,要仔细分析其是否合理,若题中没给出验证实验,自己要设计合理的实验验证。2.规律、原理探究型实验题注意事项(1)对于题中的异常现象要实验编号实验温度/℃c(Na2S2O3)/(mol·L-1)c(H2SO4)/(mol·L-1)①250.10.1②250.20.1③250.10.2④500.20.1⑤500.10.1实验实验c(Na2S2O3)c(H2SO4)①250.10.其他条件不变时,探究温度对化学反应速率的影响,应选择

(填实验编号);探究浓度对化学反应速率的影响,应选择

(填实验编号);若同时选择①②③溶液比较变浑浊的时间,为探究

对化学反应速率的影响。

示例分析:(1)探究温度对反应速率的影响,应控制Na2S2O3、H2SO4的浓度相同,所以应选择①⑤或②④组;探究浓度对化学反应速率的影响,应控制温度相同,所以应选择①②或①③或④⑤;在①②③中,温度相同,改变的是不同反应物的浓度。【标准答案】(1)①⑤或②④①②或①③或④⑤不同反应物的浓度其他条件不变时,探究温度对化学反应速率的影响,应选择(2)已知Na2S2O3溶液与Cl2反应时,1molNa2S2O3转移8mol电子。该反应的离子方程式是_______________________________________________________

,

甲同学设计如下实验流程探究Na2S2O3的化学性质。(2)已知Na2S2O3溶液与Cl2反应时,1molNa①甲同学设计实验流程的目的是证明Na2S2O3溶液具有碱性和

性。

②加入BaCl2溶液生成白色沉淀B的离子方程式是_______________________

。

③乙同学认为应将上述流程中②③所加试剂顺序颠倒,你认为甲、乙两同学的设计更合理的是

(填“甲”或“乙”),理由是

。

①甲同学设计实验流程的目的是证明Na2S2O3溶液具有碱性和题型演练1.(2018·甘肃天水第一中学高三模拟)某小组同学利用如图装置对电解氯化铜实验进行了研究。装置现象电解一段时间时,阳极石墨表面产生气体,阴极石墨上附着红色物质,溶液由蓝色变为绿色题型演练1.(2018·甘肃天水第一中学高三模拟)某小组同学(1)甲认为电解过程中阳极产生的

是溶液变绿的原因,写出产生该物质的电极反应式:

。

解析:(1)电解过程中阳极发生氧化反应,溶液中的氯离子放电生成氯气,氯气溶于水,溶液可能呈现绿色。(1)甲认为电解过程中阳极产生的是溶液变绿的原因,写(2)乙改用下图装置,在相同条件下电解CuCl2溶液,对溶液变色现象继续探究。装置现象电解相同时间时,阳极石墨表面产生气泡,溶液仍为蓝色;阴极石墨上附着红色物质,溶液由蓝色变为绿色乙通过对现象分析证实了甲的观点不是溶液变绿的主要原因。乙否定甲的依据是

。

(2)乙改用下图装置,在相同条件下电解CuCl2溶液,对溶液解析:(2)阳极生成了氯气,但阳极附近溶液仍为蓝色,说明不是生成氯气的缘故。答案:(2)阳极附近溶液仍为蓝色解析:(2)阳极生成了氯气,但阳极附近溶液仍为蓝色,说明不是(3)乙继续查阅资料:ⅰ.电解CuCl2溶液时可能产生[CuCl2]-,[CuCl2]-掺杂Cu2+后呈黄色。ⅱ.稀释含[CuCl2]-的溶液生成CuCl白色沉淀,据此乙认为:电解过程中,产生[CuCl2]-掺杂Cu2+后呈黄色,与CuCl2蓝色溶液混合呈绿色。乙进行如下实验:a.取电解后绿色溶液2mL,加20mL水稀释,静置5分钟后溶液中产生白色沉淀。b.另取少量氯化铜晶体和铜粉,向其中加2mL浓盐酸,加热获得含[CuCl2]-的黄色溶液。c.冷却后向上述溶液……d.取c中2mL溶液,加20mL水稀释,静置5分钟后溶液中产生白色沉淀。(3)乙继续查阅资料:①a的目的是

。

解析:(3)①根据信息,取电解后绿色溶液2mL,加20mL水稀释,静置5分钟后溶液中产生白色沉淀,说明电解后的绿色溶液中存在[CuCl2]-;答案:(3)①证明在上述实验条件下,电解后的绿色溶液中存在[CuCl2]-①a的目的是(3)②写出b中生成[CuCl2]-的离子方程式:_______________________________

。

(3)②写出b中生成[CuCl2]-的离子方程式:_____(3)③补充c中必要的操作及现象:

。

乙据此得出结论:电解时阴极附近生成[CuCl2]-是导致溶液变绿的原因。解析:(3)③c的步骤就是证明电解时阴极附近生成[CuCl2]-是导致溶液变绿的原因,因此操作及现象为加入CuCl2蓝色溶液,直至溶液颜色与电解后绿色溶液基本相同。答案:(3)③加入CuCl2蓝色溶液,直至溶液颜色与电解后绿色溶液基本相同(3)③补充c中必要的操作及现象:2.[2018·高考信息卷(四)]某校化学兴趣小组探究SO2与FeCl3溶液的反应,所用装置如图所示(夹持装置已略去)。(1)该小组同学预测SO2与FeCl3溶液反应的现象为溶液由棕黄色变为浅绿色,然后开始实验。FeCl3溶液显酸性的原因是______________________________________________

(用化学用语解释)。若用浓硫酸与Cu反应产生SO2,则该反应的化学方程式为

。

2.[2018·高考信息卷(四)]某校化学兴趣小组探究SO高考化学ppt课件：第30讲-探究性综合实验题(2)当SO2通入FeCl3溶液至饱和时,该小组同学观察到的现象是溶液由棕黄色变为红棕色,没有观察到丁达尔现象。将混合液放置12小时,溶液才变成浅绿色。【查阅资料】Fe(HSO3)2+为红棕色,它可以将还原为Fe2+;生成Fe(HSO3)2+的反应为可逆反应。解释SO2与FeCl3溶液反应生成红棕色Fe(HSO3)2+的原因:____________________

(用化学用语解释)。

写出溶液中Fe(HSO3)2+与反应的离子方程式:

。(2)当SO2通入FeCl3溶液至饱和时,该小组同学观察到的高考化学ppt课件：第30讲-探究性综合实验题(3)为了探究如何缩短红棕色变为浅绿色的时间,该小组同学进行了步骤②和步骤③的实验。步骤②往5mL1mol·L-1FeCl3溶液中通入SO2气体,溶液立即变为红棕色。微热3min,溶液颜色变为浅绿色步骤③往5mL重新配制的1mol·L-1FeCl3溶液(用浓盐酸酸化)中通入SO2气体,溶液立即变为红棕色。几分钟后,发现溶液颜色变成浅绿色用铁氰化钾溶液检验步骤②和步骤③所得溶液中的Fe2+,其现象为

。

(3)为了探究如何缩短红棕色变为浅绿色的时间,该小组同学进行解析:(3)用铁氰化钾溶液检验Fe2+时,生成的Fe3[Fe(CN)6]2为蓝色沉淀。答案:(3)生成蓝色沉淀解析:(3)用铁氰化钾溶液检验Fe2+时,生成的Fe3[Fe(4)综合上述实验探究过程,可以获得如下实验结论:a.SO2与FeCl3溶液反应生成红棕色中间产物Fe(HSO3)2+;b.红棕色中间产物转变成浅绿色溶液是一个较慢的过程;c.________________________________________________________________

。

解析:(4)根据步骤②和步骤③的实验探究过程,还可以得出的结论是加热、提高FeCl3溶液的酸性会缩短浅绿色出现的时间。答案:(4)加热、提高FeCl3溶液的酸性会缩短浅绿色出现的时间(4)综合上述实验探究过程,可以获得如下实验结论:解析:(4真题体验考题、考向、考法感悟中升华1.(2017·全国Ⅲ卷,26)绿矾是含有一定量结晶水的硫酸亚铁,在工农业生产中具有重要的用途。某化学兴趣小组对绿矾的一些性质进行探究。回答下列问题:(1)在试管中加入少量绿矾样品,加水溶解,滴加KSCN溶液,溶液颜色无明显变化。再向试管中通入空气,溶液逐渐变红。由此可知:

、

。

真题体验考题、考向、考法感悟中升解析:(1)绿矾溶于水,滴加KSCN溶液无明显变化,说明样品中没有Fe3+。再通入空气,溶液逐渐变红,说明空气中的O2能把Fe2+氧化成Fe3+。答案:(1)样品中没有Fe(Ⅲ)

Fe(Ⅱ)易被氧气氧化为Fe(Ⅲ)解析:(1)绿矾溶于水,滴加KSCN溶液无明显变化,说明样品(2)为测定绿矾中结晶水含量,将石英玻璃管(带两端开关K1和K2)(设为装置A)称重,记为m1g。将样品装入石英玻璃管中,再次将装置A称重,记为m2g。按下图连接好装置进行实验。①仪器B的名称是

。

解析:(2)①B为干燥管。答案:(2)①干燥管

(2)为测定绿矾中结晶水含量,将石英玻璃管(带两端开关K1和(2)

②将下列实验操作步骤正确排序

(填标号);重复上述操作步骤,直至A恒重,记为m3g。

a.点燃酒精灯,加热b.熄灭酒精灯c.关闭K1和K2d.打开K1和K2,缓缓通入N2e.称量Af.冷却到室温解析:(2)②防止在加热过程中FeSO4被空气中的O2氧化,所以在加热前及过程中都通入N2,因此步骤顺序为d、a、b、f、c、e。答案:(2)②dabfce

(2)②将下列实验操作步骤正确排序(填标号);重复(2)

③根据实验记录,计算绿矾化学式中结晶水数目x=

(列式表示)。若实验时按a、d次序操作,则使x

(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。

(2)③根据实验记录,计算绿矾化学式中结晶水数目x=(3)为探究硫酸亚铁的分解产物,将(2)中已恒重的装置A接入下图所示的装置中,打开K1和K2,缓缓通入N2,加热。实验后反应管中残留固体为红色粉末。(3)为探究硫酸亚铁的分解产物,将(2)中已恒重的装置A接入解析:(3)FeSO4在分解时生成红色粉末即为Fe2O3、Fe的化合价升高,则S元素的化合价降低,有SO2生成,据原子守恒还应有SO3生成,所以检验产物SO3用BaCl2溶液,SO2用品红检验,故①依次为c、a,现象为生成白色沉淀、褪色。①C、D中的溶液依次为

(填标号)。C、D中有气泡冒出,并可观察到的现象分别为

。

a.品红b.NaOH

c.BaCl2

d.Ba(NO3)2e.浓H2SO4答案:(3)①c、a产生白色沉淀、褪色解析:(3)FeSO4在分解时生成红色粉末即为Fe2O3、F(3)②写出硫酸亚铁高温分解反应的化学方程式:________________________

。(3)②写出硫酸亚铁高温分解反应的化学方程式:_______(1)检验产物①取出少量黑色固体,洗涤后,___________________