实验过程调控探究实验-2026年高考化学二轮复习

6-2实脸过程倜捏探究实验

..题型特征

>实验情境真实：以实际研究或工业应用为背景，突出化学与生活、环境的联系。

>信息结构复杂：常结合装卷图、数据表、曲线图、颜色变化、气体检测等多维度信息。

>设问层层递进：从现象描述、方程式书写，到原理分析、实险设计、误差分析等，逐步深入。

>考查综合能力：不仅考查基础知识，更侧重实脸设计、信息整合、推理与解释能力。

>答案开放性强：部分设问需学生基于证据提出假设、设计方案或解释异常现象。

考查维度具体内容考查方式示例

化学方程式、离子方程式书写；化学平衡、配位化写方程式、解释颜色变化、分

知识理解

学、氧化还原反应等基本原理析平衡移动

选择仪器、接口连接、除杂干

实验操作仪器识别、装组连接、试剂选择、条件控制

燥、防倒吸等

分析曲线变化、判断产物、计

信息提取从图表、现象、数据中提取有效信息

算转化率

基于现象推断反应机理、解释实脸设计意图、分析解释“为什么过量”、分析“浓度

推理与解释

异常现象变化原因”

设计步骤验证pH对反应速率

实验设计设计对比实验、控制变量、验证假设

的影响

计算氧化率、分析未通信气对

计算与误差基于实脸数据的定量计算、误差分析

结果的影响

I.粗读抓主题

O明确实脸目的：探究什么？脸证什么？

O识别关键物质：反应物、产物、催化剂、指示剂等。

2.细读抓细节

o逐段、逐图、逐表提取信息。

o标记颜色变化、气体产生、沉淀生成、pH变化筝现象。

o注意“已知”信息，常为解题关键。

3.联系原理分析

o将现象与化学原理（氧化还原、平衡移动、配位、水解等）对接。

o建立“现象一原理一结论”的逻辑链。

4.规范作答

o方程式配平、状态标注。

O解释类答案需条理清晰、因果明确。

O设计实验需控制变量、步骤具体、可操作。

.・知识清单

知识模块常考具体内容

溶液配制仪器选择（容量瓶、胶头滴管）、步骤、误差分析

价态判断、方程式配平、氧化剂/还原剂强弱比较、常见氧化还原体系（如co、

氧化还原反应

-等）

NO3

化学平衡平衡移动原理（勒夏特列原理）、浓度、温度、催化剂对平衡的影响

配位化学配离子形成、颜色变化、稳定性比较、配位平衡移动

实验装置气体制备与净化、收集方法、尾气处理、防倒吸、干燥装置

+

离子反应离子方程式书写、离子检脸、常见离子性质（如Fe2+、Fe3+、NH4等）

实验设计方法控制变量法、对比实验、空白实脸、平行实脸

易错清单

易错点说明与提醒

忽略反应条件写方程式时遗漏“酸性/碱性''”加芯”“催化剂”等条件

误读实验现象将“无明显变化'♦等同于“不反应”，忽略颜色变化的顺序和对应离子

配平错误尤其是氧化还原反应、离子方程式未配平电荷或原子数目

平衡移动原理应用错误混淆"浓度压强”“温度”对平衡的影响，或误用“促进/抑制”表述

装置连接顺序混乱未按“制备T净化T干燥-反应T收集/检脸”的逻辑顺序连接

设计实验时变量控制不当对比实验中未做到“单一变量”，或未说明“等量”“相同条件”

计算过程缺失单位或公式计算题未写公式、未带单位，或计算过程跳跃导致丢分

语言表述不严谨使用口语化表达，未用化学术语；结论表述绝对化（如“一定”“必然”）

J典例分析

【典例】【审题】

1.（2024.湖北.高考真题）学习小组为探究Co?*、Co"能否催化1.抓主题：探究Co?，、Ct?+能否催

化Hz。2分解，涉及配合物颜色

H202的分解及相关性质，室温下进行了实验口IV。

变化。

实验I实验n实验m

提取信息：

1mL30%]实验所得溶液n2+

6mL1molL'JIO已知颜色：CO（H2O）6

H2O21COSO4)

（粉红）、CO（H2O）63+

（篮），CoC03（幺T）,

6mL1molL1U16mL4molLdl16mL4moiL”

4FCSHCO

CSHCO3-------3Co（CO3）3（墨绿）。

CoSO4

o实验现象：

溶液变为墨绿色，并持

溶液变为红色，伴有•I:无变化-Co2+不催

无明显变化续产生能使带火星木条

气泡产生化。

复燃的气体

*II:变红+壬泡一生成

已知：仁0（也0）6厂为粉红色、仁0（也0）6厂为蓝色、-

CoCO3,HCO3过量。

[Co(COjJ为红色、[0(83)3『为墨绿色。回答下列问•in：墨绿+气体(。2)—>

Co3+配合物般化。

题：

3对接原理：

(1)配制LOOmolU的CoSO«溶液,需要用到下列仪器中的'

O颜色变化反映配体交换

(填标号)。

(H2O->CO32-)。

oHCO3-过量防止生成沉

淀，促进配合物形成。

o催化机理：Co3+配合物更

(2)实验I表明[Co(HQ)6T(填“能”或“不能”)催化H9

易与%02反应，推动

2+

的分解。实验H中HCO；大大过量的原因是o实验HI初Co氧化。

「-13-4・答题关键：

步表明[Co(COjJ能催化HQ的分解，写出H0在实验HI

o(2)中“HCO3-过量”需

中所发生反应的离子方程式、。

从平衡移动和防沉淀两个

(3)实验I表明，反应

角度回答。

2[CO(HO)J2++HO,+2H"12[CO(HO)J++2H,O难以正向

2226o(3)需用“生成物浓度减

进行，利用化学平衡移动原理，分析Co"、Q)2+分别与CO；-配小，平衡正向移动”解释。

位后,正向反应能够进行的原因_______。o(4)气体判断需结合氧化

还原反应(酸性条件下

慢慢加入nn

稀硫酸酸化稍长时间放置Co3+氧化er)o

----------------------------A------------------------------A

实验N：

新制1molL-1@目

Cs3[Co(CO3)3]D「

DC

(4)实验IV中，A到B溶液变为蓝色，并产生气体；B到C溶液

变为粉红色，并产生气体。从A到C所产生的气体的分子式分

别为、o

【答案】(1)be

(2)不能提供过量的碳酸氢根，通过平衡移动，促使水

合钻离子转化为碳酸合钻离子，同时防止碳酸钻生成

2+3

2[CO(H2O)6]+10HCO；+H2O2=2[CO(CO3)3]-+18H2O+4CC2T

rco(co.)小

2H、O,、“3」2HO+C、T

(3)实验Hl的现象表明，C(?+、C02+分别与CO；配位时，

[CoMO))更易与co；-反应生成[Co(COjJ(该反应为快

反应)，导致［(2。(也0)6「几乎不能转化为［Co(CO3)2『，这

样使得［Co(Hq)6y的浓度减小的幅度远远大于［Co(HQ)J‘

减小的幅度，根据化学平衡移动原理，减小生成物浓度能使化

学平衡向正反应方向移动，因此，上述反应能够正向进行

(4)CO2O2

【解析】本题探究C。"、Co"能否催化HQ2的分解及相关性质。

实验I中无明显变化，证明不能催化H?。？的分

解：实验II中溶液变为红色，证明他0(也0)6『易转化为

2

［CO(CO3)2］'；实验in中溶液变为墨绿色，说明仁。(也0订十

更易与co；-反应生成［Co(COj/，并且初步证明

2+

［CO(H2O)J在HCO；的作用下易被HQ,氧化为

3

［Co(CO?)J'：实验IV中溶液先变蓝后变红，并且前后均有气

体生成，证明在酸性条件下，［＜:。((203)3了易转化为

仁0(也0)6「，［Co(Hq)6『氧化性强，可以把Hn。氧化为

O2o

(1)配制LOOmolL-1的CoSO4溶液，需要用到容量瓶、胶头滴管

等等，因此选be。

(2)CoSO4溶液中存在大量的仁0(六0)丁，向其中加入30%的

Hq?后无明显变化，因此，实验I表明仁。(凡0)/"不能催化

凡。？的分解。实验I【中发生反应的离子方程式为

2+2

4HCO；+［CO(H2O)J=［CO(CO3),］+2CO,T+8H.O,因

此，HCO；大大过量的原因是：为保证［Co(Hq)/”转化为

［Co(CO?)3］\提供过量的碳酸氢根，通过平衡移动，促使水

合钻离子转化为碳酸合钻离子，同时防止碳酸钻生成。实验1【1

的实验现象表明在H。的作用下［Co(HQ)6r能与H8；反应

生成［Co(COj『，然后［Co(CO)『能催化H。的分解，因

此，也。2在实验HI中所发生反应的离子方程式为

2+3

2[CO(H2O)J+10HCO；+H2O2=2[CO(CO3)J+18H,O+4CC2T

2H2O2[©0(83)3]2H2。+O?T

(3)实验I表明，反应

2[<2。($0)6『+%。2+2丁.,2[0(g0)6『+2HQ难以正向

进行。实验HI的现象表明，3+、CV+分别与CO：配位时，

[CO(H]O)6「更易与CO)反应生成[Co(COj3y(该反应为快

反应)，导致仁。(％0)6『几乎不能转化为[Co(CO)『这

样使得[Co(H2O)J+的浓度减小的幅度远远大于仁。(也。工厂

减小的幅度，根据化学平衡移动原理，减小生成物浓度能使化

学平衡向正反应方向移动，因此，上述反应能够正向进行。

(4)实验N中，A到B溶液变为蓝色，并产生气体，说明发生了

+3+

[Co(CO3)J'+6H+3H2O=[CO(H2O)6]+3CO2T；B至JIC

溶液变为粉红色，并产生气体，说明发生了

3+2+

4[CO(H2O)J+2H2O=4[CO(H2O)6]+O2T+4H*,因此从

A到C所产生的气体的分子式分别为CQ和6。

突破特训

1.(2022.福建・高考真题)某兴趣小组设计实验探究Ce-MnO「催化空气氧化CO的效率。回答下列问

题：

步骤I制备CO

在通风橱中用下图装置制备CO(加热及夹持装置省略)，反应方程式：HCOOH*>COT+HQ

(1)装置A中盛放甲酸的仪器的名称是

（2）从B、C、D中选择合适的装置收集CO,正确的接口连接顺序为

a-»一_*_*一h（每空填一个接口标号）。

步骤II检验CO

将CO通入新制银氨溶液中，有黑色沉淀生成。

（3）该反应的化学方程式为o

步骤山探究Ce-MnO,催化空气氧化CO的效率

将一定量CO与空气混合.得到CO体积分数为1%的气体样品八使用下图装置（部分加热及夹持装置省

略），调节管式炉温度至120℃,按•定流速通入气体样品。（已知：kO,是白色固体，易吸水潮解:

（4）通入11.2L（己折算为标况）的气体样品后，继续向装置内通入一段时间氮气，最终测得U形管内生成

T0.1016gI2o

①能证明CO被空气氧化的现象是；

②co被催化氧化的百分率为；

③若未通入氮气，②的结果将（填“偏大”“偏小”或“无影响”）。

（5）探究气体与催化剂接触时长对催化氧化效率的影响时，米用方法可以缩短接触时长。

（6）步骤II【装置存在的不足之处是3

【答案】（1）分液漏斗

（2）a—>d—>e一c一b

（3）CO+2[Ag（NH3）2]OH=2AgI+（NH4）2CO3+2NH3

（4）石灰水变浑浊60%偏大

（5）增大气体样品流速

（6）尾气出口未加防潮装置（或其他相似表述）

【解析]在通风橱中用下图装置制备一氧化碳，用A装置制取一氧化碳，该气体中含有甲酸蒸气，故用水

除去甲酸，再用B装置排水收集一氧化碳气体，排出的水用E中的烧杯接收。根据气体样品通过氢氧

化钠吸收空气中的二氧化碳，浓硫酸吸水，一氧化碳在H口被氧气氧化生成二氧化碳，二氧化碳能被

石灰水吸收，J中的浓硫酸吸收气体中的水蒸气，干燥的一氧化碳和12。5,进而测定生成的碘的质

量，计算一氧化碳的被氧化的百分率。据此解答。

（1）装置A中盛放甲酸的仪器为分液漏斗。

（2）用C除去甲酸，B收集一氧化碳，E接收排出的水，故接口连接顺序为a-d-eTC-bTh。

（3）一氧化碳和银氨溶液反应生成黑色的银，同时生成碳酸镂和氨气，方程式为：

CO+2[Ag（NH、卜[OH=2AgJ+（NHJCO、+2NH3。

（4）•氧化碳被氧气氧化生成二氧化碳，能使澄清的石灰水变浑浊。碘的物质的量为

；：（）16go004m0〕,则结合方程式分析，还有0.002mol一氟化碳未被氧气氧化，11.2L气体为

254g/mol

0.5mol其中•氧化碳为0.005mol,则被氧化的•氧化碳为0.005-0.002=0.003moL则被氧化的百分率

n00?

为漆X1OO%=6O%,如果没有通入氮气则计算的未被氧化的一氧化碳的物质的量减少，则被氧化

的百分率增大。

（5）增大气流速率可以提高催化效率。

（6）：k0$是白色固体，易吸水渤解.，但该装置出气口未加防潮装置。

2.（2011・安徽•高考真题）地下水中硝酸盐造成的氮污染已成为一个世界性的环境问题。文献报道某课题

组模拟地下水脱氮过程，利用Fe粉和KNO?溶液反应，探究脱氮原理及相关因素对脱氮速率的影

响.

（1）实验前：①先用0.1molL1H2s04洗涤Fe粉，其目的是，然后用蒸储水洗涤至中性；②将

KNO3溶液的pH调至2.5：③为防止空气中的02对脱氮的影响，应向KNO3溶液中通入（写

化学式）。

（2）如图表示足量Fe粉还原上述KNO3溶液过程中，测出的溶液中相关离子浓度、pH随时间的变化关系

（部分副反应产物曲线略去）。请根据图中信息写出H时刻前该反应的离子方程式。ti

时刻后，若反应仍在进行，溶液中NH；的浓度在增大，Fe?+的浓度却没有增大，可能的原因

是<■

（3）该课题组对影响脱氮速率的因素提出了如下假设，请你完成假设二和假设三

假设一：溶液的pH；假设二：；假设三：：

（4）请你设计实验验证上述假设一，写出实验步骤及结论。（已知：溶液中的NO；浓度可用离子色谱仪测

定）。

【答案】（1）去除铁粉表面的氧化物等杂质N2

(2)4Fe+NO；+10H^=4Fe^+NH；+3H2O生成的Fe?+水解（或生成的Fe?+与溶液中的OI「结合）

（3）温度铁粉颗粒大小

（4）实验步骤：①分别取等体积、等浓度的KNO3溶液于不同的试管中；②调节溶液呈酸性且pH各不相

同，并通入N2；③分别向上述溶液中加入足量等质最的同种Fe粉；④用离子色谱仪测定相同反应时

间时各溶液中的NO；浓度。

结论：若pH不同的KNO3溶液中，测出的NO；浓度不同，表明pH对脱氢速率有影响，否则无影响。

【解析】本实脸的日的，利用卜e粉和KNO3溶液反应，探究脱氯原理及相关因素对脱氮速率的影响。从

图中可以看出，随着反应的进行，在时间H前，NO；不断减小，NH；不断增大，Fe2\pH都在不断

增大,则表明Fe、NO；、H+不断消耗,且不断生成Fe2+、NH；：在一至120min内,NO；浓度不断减

小、NH：浓度不断增大，表明反应继续进行，但Fe2+稳中略降，pH稳中略升，则表明在此期间生成

的Fe?+都发生反应转化为其它微粒，同时生成H+,且H+的生成量基本满足NO；还原为NH；的消耗

量。

（1）①Fe粉具有较强的还原性，易被空气中的Ch氧化，则实验前用O.lmolL旧2sO,洗涤Fe粉的目的

是：去除铁粉表面的氧化物等杂质；②将KNCh溶液的pH调至2.5；③为防止空气中的02对脱氮的

影响，应使用对NO；还原反应无影响的试剂排虚02,所以应向KN03溶液中通入N2。答案为：去除

铁粉表面的氧化物等杂质；N2；

（2）由分析可知，Fe、NO；、H•为反应物，Fe2\NH；为生成物，依据得失电子守恒原理及质量守恒定

律，可写出L时刻前该反应的离子方程式：4Fe+NO；+10H-=4Fe2++NH；+3H2（XU时刻后，溶液中

NH：的浓度仍在增大，而F6的浓度却没有增大，则表明生成的Fe2+发生了水解反应，所以可能的原

因是：生成的Fe2+水解（或生成的Fe?+与溶液中的0H-结合）。答案为：4Fc+NO；+10H+=4Fe2++NH：

+3H2O；生成的Fe?+水解（或生成的Fe?+与溶液中的OH结合）；

（3）从反应方程式可以看出，铁粉、H•浓度、温度是影响脱氮速率的外界因素，所以假设一：溶液的

pH；假设二：温度；假设三：铁粉颗粒大小。答案为：温度；铁粉颗粒大小；

（4）研究影响反应速率的因素时，通常需做对比实验，且只允许存在一个变量，所以实验中H+浓度不

同，其它微粒的量相同，通过测定溶液中NO；的浓度，确定pH对脱氢速率的影响，则实验步骤：①

分别取等体积、等浓度的KNO3溶液于不同的试管中；②调节溶液呈酸性且pH各不相同，并通入

N2；③分别向上述溶液中加入足量等质量的同种Fe粉；④用离子色谱仪测定相同反应时间时各溶液

中的NO；浓度。结论：若pH不同的KNQ?溶液中，测出的NO；浓度不同，表明pH对脱氢速率有影

响，否则无影响。答案为：实验步骤：①分别取等体积、等浓度的KNO3溶液于不同的试管中；②调

节溶液呈酸性且pH各不相同，并通入N2；③分别向上述溶液中加入足量等质量的同种Fe粉；④用

离子色谱仪测定相同反应时间时各溶液中的NO,浓度。结论：若pH不同的KNCh溶液中，测出的

NO；浓度不同，表明pH对脱氢速率有影响，否则无影响。

3.（2013.重庆•高考真题）某研究小组利用如图装置探究温度对CO还原Fe?O3的影响（固定装置略）

（1）MgCCh的分解产物为。

（2）装置C的作用是,处理尾气的方法为。

（3）将研究小组分为两组，按图装置进行对比实验，甲组用酒精灯、乙组用酒精喷灯对装置D加热，反

应产物均为黑色粉末（纯净物），两组分别用产物进行以下实验。（Fe2+遇K3[Fe（CN）（,]溶液会生成蓝色沉

淀）