2025屆高考化學(xué)一輪總復(fù)習(xí)第11章化學(xué)綜合實驗第56講性質(zhì)原理探究型綜合實驗課件

第56講性質(zhì)、原理探究型綜合實驗1．能根據(jù)物質(zhì)性質(zhì)、反應(yīng)原理選取實驗裝置、進行實驗驗證等。2．能根據(jù)實驗現(xiàn)象進行分析和推理，得出合理的結(jié)論。01考點梳理高效演練考點一物質(zhì)性質(zhì)的探究型實驗

1．物質(zhì)性質(zhì)探究型實驗的類型(1)根據(jù)物質(zhì)的性質(zhì)設(shè)計實驗方案。(2)根據(jù)物質(zhì)的結(jié)構(gòu)(或官能團)設(shè)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(zhì)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(zhì)；(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(yīng)體系；(2)提高××物質(zhì)的轉(zhuǎn)化率控制溶液pH(1)防止××離子水解；(2)防止××離子沉淀；(3)確保××離子沉淀完全；(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(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)被氧化(如Na2SO3等)或促進××物質(zhì)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(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(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大小，避免反應(yīng)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(xué)研究性學(xué)習(xí)小組模擬工業(yè)生產(chǎn)制備氯化鐵并對產(chǎn)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(dāng)硬質(zhì)玻璃管中__________________________時，開始點燃D處酒精燈。(5)實驗結(jié)束并冷卻后，將收集器中的固體物質(zhì)轉(zhuǎn)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(shè)1：O2將SCN－氧化；假設(shè)2：H2O2將SCN－氧化。通過設(shè)計如下實驗得出假設(shè)2成立，請在下表空格中填寫現(xiàn)象：

實驗操作現(xiàn)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?qū)嶒灑竦牡?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(chǎn)和實驗室都有著廣泛的應(yīng)用。為探究NaHSO3溶液的性質(zhì)，甲同學(xué)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(zhì)的量濃度的溶液，所需步驟有計算、稱量、溶解(冷卻)、轉(zhuǎn)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(biāo)準(zhǔn)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(chǎn)生白色沉淀，寫出等物質(zhì)的量的NaHSO3與Ba(OH)2在溶液中發(fā)生反應(yīng)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(xué)認(rèn)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(xiàn)。寫出該反應(yīng)的離子方程式：_____________________。該現(xiàn)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(yīng)產(chǎn)物、反應(yīng)機理的探究型實驗

1．確定產(chǎn)物問題的思路分析由性質(zhì)確定反應(yīng)產(chǎn)物是解此類題目的根本思路，而題目中所涉及的物質(zhì)，一般分為兩類，見下表：第一類常見的熟悉物質(zhì)要注意物質(zhì)的特殊性質(zhì)，如顏色、狀態(tài)、氣味、溶解性等物理性質(zhì)，或能與哪些物質(zhì)反應(yīng)生成特殊的沉淀、氣體等化學(xué)性質(zhì)第二類能類比遷移的陌生物質(zhì)雖然平時接觸不多，但其某種組成成分的結(jié)構(gòu)(如離子、原子團、官能團等)必然學(xué)過，可以考慮與其結(jié)構(gòu)相似的物質(zhì)的性質(zhì)，進而推斷其具體組成2.探究反應(yīng)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?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(2)實驗現(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……描述現(xiàn)象時，忌現(xiàn)象結(jié)論不分、由結(jié)論推現(xiàn)象、指出具體生成物的名稱等得分點及關(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(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(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1．(2024·廣州第65中學(xué)開學(xué)考試)某實驗小組進行金屬的電化學(xué)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(zhuǎn)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(xiàn)象銅絲的區(qū)域溶液變紅色；鐵釘區(qū)域出現(xiàn)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(yīng)式并結(jié)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(yīng)為O2＋2H2O＋4e－===4OH－，反應(yīng)生成OH－，使銅絲附近溶液顯堿性，遇酚酞變紅色；鐵為負(fù)極，失電子生成Fe2＋，F(xiàn)e2＋與K3[Fe(CN)6]反應(yīng)生成KFe[Fe(CN)6]藍色沉淀。答案：①銅絲發(fā)生電極反應(yīng)：O2＋2H2O＋4e－===4OH－，反應(yīng)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(xiàn)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(jù)實驗二的現(xiàn)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(zhì)，故K3[Fe(CN)6]具有氧化性。答案：氧化性(3)依據(jù)實驗二的現(xiàn)象，甲同學(xué)認(rèn)為實驗一不一定能說明Fe發(fā)生了電化學(xué)腐蝕，設(shè)計如下實驗證明其結(jié)論。實驗序號實驗裝置實驗操作實驗現(xiàn)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(chǎn)生大量藍色沉淀根據(jù)實驗現(xiàn)象推出實驗三的結(jié)論：在NaCl溶液中，________________________________________________________________________________________________________________________________。解析：由實驗三現(xiàn)象可知，未加氯化鈉時，沒有明顯現(xiàn)象，加入氯化鈉后鐵片與K3[Fe(CN)6]發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成Fe2＋，F(xiàn)e2＋與K3[Fe(CN)6]反應(yīng)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(jié)合實驗一～實驗三，乙同學(xué)設(shè)計如下裝置進行實驗四，證明金屬可以發(fā)生電化學(xué)腐蝕，當(dāng)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(xué)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(xiàn)象實驗四

方案一：按圖連接好裝置，準(zhǔn)確讀取電流表讀數(shù)電流表指針偏轉(zhuǎn)，讀數(shù)為I方案二：取____________于試管中，加入____________溶液，振蕩產(chǎn)生藍色沉淀②思考：若電極X為Mg時，電流表讀數(shù)為1.5I，推測電極X為Zn時電流表讀數(shù)的范圍是____________。解析：①驗證產(chǎn)物是否有Fe2＋，應(yīng)取少量反應(yīng)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(fù)極時電流表讀數(shù)為I，換成比鐵活潑的鎂時電流表讀數(shù)增大到1.5I，故電流表讀數(shù)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(fù)極時電流表讀數(shù)應(yīng)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(yīng)，從電極反應(yīng)角度分析物質(zhì)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(yīng)的離子方程式是___________________________________________。②電極反應(yīng)式：i．還原反應(yīng)：MnO2＋2e－＋4H＋===Mn2＋＋2H2O；ii.氧化反應(yīng)：_______________________________________________。③根據(jù)電極反應(yīng)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(chǎn)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(yīng)所需的最低c(H＋)由大到小的順序是______________，從原子結(jié)構(gòu)角度說明理由：_________________________。(3)根據(jù)(1)中結(jié)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(jīng)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(yīng)，試解釋原因：_____________________________________。(5)總結(jié)：物質(zhì)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(guān)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(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(yīng)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(yīng)反應(yīng)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(yīng)過程?；卮鹣铝袉栴}：(1)操作(a)中，反應(yīng)的離子方程式是_________________________________。解析：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↑。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(yīng)的是________。A．丙酮 B．四氯化碳C．乙醇 D．正己烷解析：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)，又因為鄰硝基苯胺在極性有機溶劑中更有利于反應(yīng)進行，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。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(yīng)時，集氣管向裝置Ⅱ供氣，此時孔路位置需調(diào)節(jié)為________。解析：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。答案：B

(5)儀器M的名稱是________。解析：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。答案：恒壓滴液漏斗(6)反應(yīng)前應(yīng)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(dǎo)氣管插入液面以下，雷尼Ni會堵塞導(dǎo)管。答案：排除空氣產(chǎn)生的干擾(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_____________________________________________________________。解析：氫化反應(yīng)完全時，裝置Ⅱ中不再消耗H2，裝置Ⅰ中水準(zhǔn)瓶的液面不再發(fā)生變化。答案：雷尼Ni堵塞導(dǎo)管(8)判斷氫化反應(yīng)完全的現(xiàn)象是__________________________________。答案：水準(zhǔn)瓶中液面不再發(fā)生變化2．(2023·新高考廣東卷)化學(xué)反應(yīng)常伴隨熱效應(yīng)。某些反應(yīng)(如中和反應(yīng))的熱量變化，其數(shù)值Q可通過量熱裝置測量反應(yīng)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(yīng)，測得反應(yīng)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(zhì)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(xué)測量放熱反應(yīng)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(jié)果見下表。序號反應(yīng)試劑體系溫度/℃反應(yīng)前反應(yīng)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(shù)據(jù)計算)，結(jié)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(xué)也借鑒(2)的方法，測量反應(yīng)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(chǎn)生，說明溶液中還存在Fe與酸的反應(yīng)，離子方程式為Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑；乙同學(xué)根據(jù)相關(guān)原理，重新設(shè)計優(yōu)化的實驗方案的重點在于如何防止Fe與酸反應(yīng)產(chǎn)生的影響，可以借助蓋斯定律，設(shè)計分步反應(yīng)來實現(xiàn)Fe2(SO4)3溶液與Fe的反應(yīng)，故可將一定量的Cu粉加入一定濃度的Fe2(SO4)3溶液中反應(yīng)，測量反應(yīng)熱，計算得到反應(yīng)Cu(s)＋Fe2(SO4)3(aq)===CuSO4(aq)＋2FeSO4(aq)的焓變ΔH1；根據(jù)(3)中實驗計算得到反應(yīng)Fe(s)＋CuSO4(aq)===Cu(s)＋FeSO4(aq)的焓變ΔH2；根據(jù)蓋斯定律計算得到