專題81 性質(zhì)原理探究性綜合實驗 十年（2015-2024）高考化學真題分類匯編(原卷版)

2015-2024年十年高考真題匯編PAGEPAGE1專題81性質(zhì)原理探究性綜合實驗考點十年考情(2015-2024)命題趨勢考點1探究物質(zhì)的性質(zhì)2024·湖北卷、2021?廣東選擇性、2022?北京卷、2021?北京卷、2019?北京卷、2018?海南卷、2017?北京、2016·北京理綜、2016·全國II卷試題往往以一個具體的化學問題或化學現(xiàn)象為背景，在實驗結果不知曉的情況下，由實驗者自行設計實驗方案進行探究，可以是物質(zhì)組成的探究、可以是物質(zhì)性質(zhì)的探究、也可以是化學反應原理和反應規(guī)律的探究。解答過程中,對于題中的異常現(xiàn)象要根據(jù)已有的知識進行大膽的猜想﹑推測,并仔細推敲其是否合理?？键c2探究反應的產(chǎn)物2024·北京卷、2023?湖北省選擇性考試、2023?北京卷、2020?北京卷考點1探究物質(zhì)的性質(zhì)1．(2024·湖北卷，18，14分)學習小組為探究Co2+、Co3+能否催化H2O2的分解及相關性質(zhì)，室溫下進行了實驗I~Ⅳ。實驗I實驗Ⅱ?qū)嶒灑鬅o明顯變化溶液變?yōu)榧t色，伴有氣泡產(chǎn)生溶液變?yōu)槟G色，并持續(xù)產(chǎn)生能使帶火星木條復燃的氣體已知：[Co(H2O)6]2+為粉紅色、[Co(H2O)6]3+為藍色、[Co(CO3)2]2-為紅色、[Co(CO3)2]3-為墨綠色。回答下列問題：(1)配制1.00mol·L-1的CoSO4溶液，需要用到下列儀器中的(填標號)。a．

b．

c．

d．(2)實驗I表明[Co(H2O)6]2+(填“能”或“不能”)催化H2O2的分解。實驗Ⅱ中HCO3-大大過量的原因是。實驗Ⅲ初步表明[Co(CO3)2]3-能催化H2O2的分解，寫出H2O2在實驗Ⅲ中所發(fā)生反應的離子方程式、。(3)實驗I表明，反應2[Co(H2O)6]2++H2O2+2H+2[Co(H2O)6]3++2H2O難以正向進行，利用化學平衡移動原理，分析Co3+、Co2+分別與CO32-配位后，正向反應能夠進行的原因。實驗Ⅳ：(4)實驗Ⅳ中，A到B溶液變?yōu)樗{色，并產(chǎn)生氣體；B到C溶液變?yōu)榉奂t色，并產(chǎn)生氣體。從A到C所產(chǎn)生的氣體的分子式分別為、。2．(2021?廣東選擇性，17)含氯物質(zhì)在生產(chǎn)生活中有重要作用。1774年，舍勒在研究軟錳礦(主要成分是MnO2)的過程中，將它與濃鹽酸混合加熱，產(chǎn)生了一種黃綠色氣體。1810年，戴維確認這是一種新元素組成的單質(zhì)，并命名為chlorine(中文命名“氯氣”)。(1)實驗室沿用舍勒的方法制取Cl2的化學方程式為_______。(2)實驗室制取干燥Cl2時，凈化與收集Cl2所需裝置的接口連接順序為_______。

(3)某氯水久置后不能使品紅溶液褪色，可推測氯水中_______已分解。檢驗此久置氯水中Cl-存在的操作及現(xiàn)象是_______。(4)某合作學習小組進行以下實驗探究。①實驗任務。通過測定溶液電導率，探究溫度對AgCl溶解度的影響。②查閱資料。電導率是表征電解質(zhì)溶液導電能力的物理量。溫度一定時，強電解質(zhì)稀溶液的電導率隨溶液中離子濃度的增大而增大；離子濃度一定時，稀溶液電導率隨溫度的升高而增大。25℃時，Ksp(AgCl)=1.8。③提出猜想。猜想a：較高溫度的AgCl飽和溶液的電導率較大。猜想b：AgCl在水中的溶解度s(45℃)s(35℃)s(25℃)。④設計實驗、驗證猜想。取試樣Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ(不同溫度下配制的AgCl飽和溶液)，在設定的測試溫度下，進行表中實驗1~3，記錄數(shù)據(jù)。實驗序號試樣測試溫度/℃電導率/1Ⅰ：25℃的AgCl飽和溶液25A12Ⅱ：35℃的AgCl飽和溶液35A23Ⅲ：45℃的AgCl飽和溶液45A3⑤數(shù)據(jù)分析、交流討論。25℃的AgCl飽和溶液中，c(Cl-)=______________mol·L－1。實驗結果為A3A2A1。小組同學認為，此結果可以證明③中的猜想成立，但不足以證明猜想成立。結合②中信息，猜想不足以成立的理由有_______。⑥優(yōu)化實驗。小組同學為進一步驗證猜想，在實驗1~3的基礎上完善方案，進行實驗4和5。請在答題卡上完成表中內(nèi)容。實驗序號試樣測試溫度/℃電導率/4Ⅰ_______B15______________B2⑦實驗總結。根據(jù)實驗1~5的結果，并結合②中信息，小組同學認為猜想也成立。猜想成立的判斷依據(jù)是_______。3．(2022?北京卷，19)(14分)某小組同學探究不同條件下氯氣與二價錳化合物的反應資料：i．Mn2+在一定條件下被Cl2或ClO-氧化成MnO2(棕黑色)、MnO42-(綠色)、MnO42(紫色)。ii．濃堿條件下，MnO4-可被OH-還原為MnO42-。iii．Cl2的氧化性與溶液的酸堿性無關，NaClO的氧化性隨堿性增強而減弱。實驗裝置如圖(夾持裝置略)序號物質(zhì)aC中實驗現(xiàn)象通入Cl2前通入Cl2后I水得到無色溶液產(chǎn)生棕黑色沉淀，且放置后不發(fā)生變化II5%NaOH溶液產(chǎn)生白色沉淀，在空氣中緩慢變成棕黑色沉淀棕黑色沉淀增多，放置后溶液變?yōu)樽仙杂谐恋鞩II40%NaOH溶液產(chǎn)生白色沉淀，在空氣中緩慢變成棕黑色沉淀棕黑色沉淀增多，放置后溶液變?yōu)樽仙?，仍有沉?1)B中試劑是___________。(2)通入Cl2前，II、III中沉淀由白色變?yōu)楹谏幕瘜W方程式為___________。(3)對比實驗I、II通入Cl2后的實驗現(xiàn)象，對于二價錳化合物還原性的認識是___________。(4)根據(jù)資料ii，III中應得到綠色溶液，實驗中得到紫色溶液，分析現(xiàn)象與資料不符的原因：原因一：可能是通入Cl2導致溶液的堿性減弱。原因二：可能是氧化劑過量，氧化劑將MnO42-氧化為MnO4-。①化學方程式表示可能導致溶液堿性減弱的原因___________，但通過實驗測定溶液的堿性變化很小。②取III中放置后的1mL懸濁液，加入4mL40%NaOH溶液，溶液紫色迅速變?yōu)榫G色，且綠色緩慢加深。溶液紫色變?yōu)榫G色的離子方程式為___________，溶液綠色緩慢加深，原因是MnO2被___________(填“化學式”)氧化，可證明III的懸濁液中氧化劑過量；③取II中放置后的1mL懸濁液，加入4mL水，溶液紫色緩慢加深，發(fā)生的反應是___________。④從反應速率的角度，分析實驗III未得到綠色溶液的可能原因___________。4．(2021?北京卷，17)某小組探究鹵素參與的氧化還原反應，從電極反應角度分析物質(zhì)氧化性和還原性的變化規(guī)律。(1)濃HCl與MnO2混合加熱生成Cl2，氯氣不再逸出時，固液混合物A中存在鹽酸和MnO2。①反應的離子方程式為_______。②電極反應式：i還原反應：MnO2+2e-+4H+=Mn2++2H2Oii氧化反應：_______。③根據(jù)電極反應式，分析A中仍存在鹽酸和MnO2的原因。i隨H+濃度降低或Mn2+濃度升高，MnO2氧化性減弱；ii隨Cl-濃度降低，_______。④補充實驗，證實了③中的分析，則a為_______，b為_______。實驗操作試劑產(chǎn)物I較濃H2SO4有Cl2IIa有Cl2IIIa+b無Cl2(2)利用H+濃度對MnO2氧化性的影響，探究鹵素離子的還原性，相同濃度的KCl、KBr、KI溶液，能與MnO2反應的最低H+濃度由大到小的順序是_______，從原子結構角度說明理由______________。(3)根據(jù)(1)中的結論推測，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·L1的鹽酸、氫溴酸、氫碘酸混合，Ag只與氫碘酸發(fā)生置換反應，試解釋原因_______。(5)總結：物質(zhì)氧化性、還原性變化的一般規(guī)律是_______。5．(2019?北京卷，10)化學小組實驗探究SO2與AgNO3溶液的反應。(1)實驗一：用如下裝置(夾持、加熱儀器略)制備SO2，將足量SO2通入AgNO3溶液中，迅速反應，得到無色溶液A和白色沉淀B。①濃H2SO4與Cu反應的化學方程式是____________________________________。②試劑a是____________。(2)對體系中有關物質(zhì)性質(zhì)分析得出：沉淀B可能為Ag2SO3、Ag2SO4或二者混合物。(資料：Ag2SO4微溶于水；Ag2SO3難溶于水)實驗二：驗證B的成分①寫出Ag2SO3溶于氨水的離子方程式：__________。②加入鹽酸后沉淀D大部分溶解，剩余少量沉淀F。推斷D中主要是BaSO3，進而推斷B中含有Ag2SO3。向濾液E中加入一種試劑，可進一步證實B中含有Ag2SO3。所用試劑及現(xiàn)象是__________。(3)根據(jù)沉淀F的存在，推測的產(chǎn)生有兩個途徑：途徑1：實驗一中，SO2在AgNO3溶液中被氧化生成Ag2SO4，隨沉淀B進入D。途徑2：實驗二中，被氧化為進入D。實驗三：探究的產(chǎn)生途徑①向溶液A中滴入過量鹽酸，產(chǎn)生白色沉淀，證明溶液中含有________：取上層清液繼續(xù)滴加BaCl2溶液，未出現(xiàn)白色沉淀，可判斷B中不含Ag2SO4。做出判斷的理由：_______。②實驗三的結論：__________。(4)實驗一中SO2與AgNO3溶液反應的離子方程式是_________________。(5)根據(jù)物質(zhì)性質(zhì)分析，SO2與AgNO3溶液應該可以發(fā)生氧化還原反應。將實驗一所得混合物放置一段時間，有Ag和生成。(6)根據(jù)上述實驗所得結論：__________________。6．(2018?海南卷，17)某小組在實驗室中探究金屬鈉與二氧化碳的反應?；卮鹣铝袉栴}：(1)選用如圖所示裝置及藥品制取CO2。打開彈簧夾，制取CO2。為了得到干燥．純凈的CO2，產(chǎn)生的氣流應依次通過盛有_________的洗氣瓶(填試劑名稱)。反應結束后，關閉彈簧夾，可觀察到的現(xiàn)象是__________________________。不能用稀硫酸代替稀鹽酸，其原因是__________________________。(2)金屬鈉與二氧化碳反應的實驗步驟及現(xiàn)象如下表：步驟現(xiàn)象將一小塊金屬鈉在燃燒匙中點燃，迅速伸入盛有CO2的集氣瓶中。充分反應，放置冷卻產(chǎn)生大量白煙，集氣瓶底部有黑色固體產(chǎn)生，瓶壁上有白色物質(zhì)產(chǎn)生在集氣瓶中加入適量蒸餾水，振蕩．過濾濾紙上留下黑色固體，濾液為無色溶液①為檢驗集氣瓶瓶壁上白色物質(zhì)的成分，取適量濾液于2支試管中，向一支試管中滴加1滴酚酞溶液，溶液變紅：向第二支試管中滴加澄清石灰水，溶液變渾濁。據(jù)此推斷，白色物質(zhì)的主要成分是________(填標號)。A．Na2OB．Na2O2C．NaOHD．Na2CO3②為檢驗黑色固體的成分，將其與濃硫酸反應，生成的氣體具有刺激性氣味。據(jù)此推斷黑色固體是________________。③本實驗中金屬鈉與二氧化碳反應的化學方程式為_______________________。7．(2017?北京，28)某小組在驗證反應“Fe+2Ag+=Fe2++2Ag”的實驗中檢測到Fe3+，發(fā)現(xiàn)和探究過程如下。向硝酸酸化的0.05mol·L-1硝酸銀溶液(pH≈2)中加入過量鐵粉，攪拌后靜置，燒杯底部有黑色固體，溶液呈黃色。(1)檢驗產(chǎn)物①取出少量黑色固體，洗滌后，_______(填操作和現(xiàn)象)，證明黑色固體中含有Ag。②取上層清液，滴加K3[Fe(CN)6]溶液，產(chǎn)生藍色沉淀，說明溶液中含有_______________。(2)針對“溶液呈黃色”，甲認為溶液中有Fe3+，乙認為鐵粉過量時不可能有Fe3+，乙依據(jù)的原理是___________________(用離子方程式表示)。針對兩種觀點繼續(xù)實驗：①取上層清液，滴加KSCN溶液，溶液變紅，證實了甲的猜測。同時發(fā)現(xiàn)有白色沉淀產(chǎn)生，且溶液顏色深淺、沉淀量多少與取樣時間有關，對比實驗記錄如下：序號取樣時間/min現(xiàn)象ⅰ3產(chǎn)生大量白色沉淀；溶液呈紅色ⅱ30產(chǎn)生白色沉淀；較3min時量少；溶液紅色較3min時加深ⅲ120產(chǎn)生白色沉淀；較30min時量少；溶液紅色較30min時變淺(資料：Ag+與SCN-生成白色沉淀AgSCN)②對Fe3+產(chǎn)生的原因作出如下假設：假設a：可能是鐵粉表面有氧化層，能產(chǎn)生Fe3+；假設b：空氣中存在O2，由于________(用離子方程式表示)，可產(chǎn)生Fe3+；假設c：酸性溶液中NO3-具有氧化性，可產(chǎn)生Fe3+；假設d：根據(jù)_______現(xiàn)象，判斷溶液中存在Ag+，可產(chǎn)生Fe3+。③下列實驗Ⅰ可證實假設a、b、c不是產(chǎn)生Fe3+的主要原因。實驗Ⅱ可證實假設d成立。實驗Ⅰ：向硝酸酸化的________溶液(pH≈2)中加入過量鐵粉，攪拌后靜置，不同時間取上層清液滴加KSCN溶液，3min時溶液呈淺紅色，30min后溶液幾乎無色。實驗Ⅱ：裝置如圖。其中甲溶液是________，操作及現(xiàn)象是________________。(3)根據(jù)實驗現(xiàn)象，結合方程式推測實驗ⅰ~ⅲ中Fe3+濃度變化的原因：______。8．(2016·北京理綜，28)以Na2SO3溶液和不同金屬的硫酸鹽溶液作為實驗對象，探究鹽的性質(zhì)和鹽溶液間反應的多樣性。實驗試劑現(xiàn)象滴管試管2mL0.2mol·L?1Na2SO3溶液飽和Ag2SO4溶液Ⅰ.產(chǎn)生白色沉淀0.2mol·L?1CuSO4Ⅱ.溶液變綠，繼續(xù)滴加產(chǎn)生棕黃色沉淀0.1mol·L?1Al2(SO4)3溶液Ⅲ.開始無明顯變化，繼續(xù)滴加產(chǎn)生白色沉淀(1)經(jīng)檢驗，現(xiàn)象Ⅰ中的白色沉淀是Ag2SO3。用離子方程式解釋現(xiàn)象Ⅰ：____________。(2)經(jīng)檢驗，現(xiàn)象Ⅱ的棕黃色沉淀中不含SO42?，含有Cu+、Cu2+和SO32?。已知：Cu+Cu+Cu2+，Cu2+CuI↓(白色)+I2。①用稀硫酸證實沉淀中含有Cu+的實驗現(xiàn)象是________________________。②通過下列實驗證實，沉淀中含有Cu2+和SO32?。a.白色沉淀A是BaSO4，試劑1是____________。b.證實沉淀中含有Cu+和SO32?的理由是___________。(3)已知：Al2(SO3)3在水溶液中不存在。經(jīng)檢驗，現(xiàn)象Ⅲ的白色沉淀中無SO42?，該白色沉淀既能溶于強酸，又能溶于強堿，還可使酸性KMnO4溶液褪色。①推測沉淀中含有亞硫酸根和________。②對于沉淀中亞硫酸根的存在形式提出兩種假設：i.唄Al(OH)3所吸附；ii.存在于鋁的堿式鹽中。對假設ii設計了對比實驗，證實了假設ii成立。a.將對比實驗方案補充完整。步驟二：_____________(按上圖形式呈現(xiàn))。(4)根據(jù)實驗，亞硫酸鹽的性質(zhì)有___________。鹽溶液間反應的多樣性與__________有關。9．(2016·全國II卷，28)某班同學用如下實驗探究Fe2+、Fe3+的性質(zhì)?；卮鹣铝袉栴}：(1)分別取一定量氯化鐵、氯化亞鐵固體，均配制成0.1mol/L的溶液．在FeCl2液中需加入少量鐵屬，其目的是______________________________。(2)甲組同學取2mlFeCl2溶液．加入幾滴氯水，再加入1滴KSCN溶液，溶液變紅，說明Cl2可將Fe2+氧化。FeCl2溶液與氯水反應的離子方程式為__________________。(3)乙組同學認為甲組的實驗不夠嚴謹，該組同學在2mLFeCl2溶液中先加入0.5ml煤油，再于液面下依次加入幾滴氯水和l滴KSCN溶液，溶液變紅，煤油的作用是______。(4)丙組同學取10mL0.1mol/LKI溶液，加入6mL0.1mol/LFeCl3溶液混合。分別取2mL此溶液于3支試管中進行如下實驗：①第一支試管中加入1mLCCl4充分振蕩、靜置，CCl4層呈紫色；②第二只試管中加入1滴K3[Fe(CN)6]溶液，生成藍色沉淀：③第三支試管中加入1滴KSCN溶液，溶液變紅。實驗②檢驗的離子是_____(填離子符號)；實驗①和③說明：在I-過量的情況下，溶液中仍含有______(填離子符號)，由此可以證明該氧化還原反應為_________________。(5)丁組同學向盛有H2O2溶液的試管中加入幾滴酸化的FeCl3溶液，溶液·變成棕黃色，發(fā)生反應的離子方程式為________；一段時間后．溶液中有氣泡出現(xiàn)，并放熱．隨后有紅褐色沉淀生成。產(chǎn)生氣泡的原因是____________________________；生成沉淀的原因是_______________________________________(用平衡移動原理解釋)。考點2探究反應的產(chǎn)物1．(2024·北京卷，19)某小組同學向pH=1的的溶液中分別加入過量的Cu粉、粉和粉，探究溶液中氧化劑的微粒及其還原產(chǎn)物。(1)理論分析依據(jù)金屬活動性順序，Cu、Zn、Mg中可將Fe3+還原為Fe的金屬是。(2)實驗驗證實驗金屬操作、現(xiàn)象及產(chǎn)物I過量Cu一段時間后，溶液逐漸變?yōu)樗{綠色，固體中未檢測到單質(zhì)Ⅱ過量Zn一段時間后有氣泡產(chǎn)生，反應緩慢，pH逐漸增大，產(chǎn)生了大量紅褐色沉淀后，無氣泡冒出，此時溶液為3~4，取出固體，固體中未檢測到單質(zhì)Ⅲ過量Mg有大量氣泡產(chǎn)生，反應劇烈，pH逐漸增大，產(chǎn)生了大量紅褐色沉淀后，持續(xù)產(chǎn)生大量氣泡，當溶液為3~4時，取出固體，固體中檢測到單質(zhì)①分別取實驗I、Ⅱ、Ⅲ中的少量溶液，滴加K3[Fe(CN)6]溶液，證明都有生成，依據(jù)的現(xiàn)象是。②實驗Ⅱ、Ⅲ都有紅褐色沉淀生成，用平衡移動原理解釋原因。③對實驗Ⅱ未檢測到Fe單質(zhì)進行分析及探究。i．a(chǎn)．甲認為實驗Ⅱ中，當Fe3+、H+濃度較大時，即使與Fe2+反應置換出少量Fe，F(xiàn)e也會被Fe3+、H+消耗。寫出Fe與Fe3+、H+反應的離子方程式____________________。b．乙認為在pH為3~4的溶液中即便生成Fe也會被H+消耗。設計實驗(填實驗操作和現(xiàn)象)。證實了此條件下可忽略H+對Fe的消耗。c．丙認為產(chǎn)生的紅褐色沉淀包裹在粉上，阻礙了與Fe2+的反應。實驗證實了粉被包裹。ii．查閱資料：0.5mol·L-1Fe3+開始沉淀的pH約為1.2，完全沉淀的pH約為3。結合a、b和c，重新做實驗Ⅱ，當溶液pH為3~4時，不取出固體，向固-液混合物中持續(xù)加入鹽酸，控制pH，(填實驗操作和現(xiàn)象)，待pH為3~4時，取出固體，固體中檢測到單質(zhì)。(3)對比實驗Ⅱ和Ⅲ，解釋實驗Ⅲ的固體中檢測到單質(zhì)的原因。2．(2023?湖北省選擇性考試，18)學習小組探究了銅的氧化過程及銅的氧化物的組成?；卮鹣铝袉栴}：(1)銅與濃硝酸反應的裝置如下圖，儀器A的名稱為_______，裝置B的作用為_______。(2)銅與過量H2O2反應的探究如下：實驗②中Cu溶解的離子方程式為_____________________；產(chǎn)生的氣體為_______。比較實驗①和②，從氧化還原角度說明的作用是_______。(3)用足量NaOH處理實驗②新制的溶液得到沉淀X，元素分析表明X為銅的氧化物，提純干燥后的X在惰性氛圍下加熱，mgX完全分解為ng黑色氧化物Y，。X的化學式為_______。(4)取含X粗品0.0500g(雜質(zhì)不參加反應)與過量的酸性KI完全反應后，調(diào)節(jié)溶液至弱酸性。以淀粉為指示劑，用0.1000mol·L-1Na2S2O3標準溶液滴定，滴定終點時消耗Na2S2O3標準溶液15.00mL。(已知：2Cu2++4I-=2CuI↓+I2，I2+2S2O32-=2I-+S4O62-)標志滴定終點的現(xiàn)象是_______，粗品中X的相對含量為_______。3．(2023?北京卷，19)資料顯示，I2可以將氧化為。某小組同學設計實驗探究被I2氧化的產(chǎn)物及銅元素的價態(tài)。已知：I2易溶于KI溶液，發(fā)生反應I2+I-I3-(紅棕色)；I2和I3-氧化性幾乎相同。I.將等體積的KI溶液加入到mmol銅粉和nmolI2(n＞m)的固體混合物中，振蕩。實驗記錄如下：c(KI)實驗現(xiàn)象實驗Ⅰ0.01mol·L-1極少量I2溶解，溶液為淡紅色；充分反應后，紅色的銅粉轉(zhuǎn)化為白色沉淀，溶液仍為淡紅色實驗Ⅱ0.1mol·L-1部分I2溶解，溶液為紅棕色；充分反應后，紅色的銅粉轉(zhuǎn)化為白色沉淀，溶液仍為紅棕色實驗Ⅲ4mol·L-1I2完全溶解，溶液為深紅棕色；充分反應后，紅色的銅粉完全溶解，溶液為深紅棕色(1)初始階段，被氧化的反應速率：實驗Ⅰ(填“>”“<”或“=”)實驗Ⅱ。(2)實驗Ⅲ所得溶液中，被氧化的銅元素的可能存在形式有[]2+(藍色)或[]-(無色)，進行以下實驗探究：步驟a．取實驗Ⅲ的深紅棕色溶液，加入C，多次萃取、分液。步驟b．取分液后的無色水溶液，滴入濃氨水。溶液顏色變淺藍色，并逐漸變深。?。襟Ea的目的是。ⅱ．查閱資料，-=2↓，[]+(無色)容易被空氣氧化。用離子方程式解釋步驟的溶液中發(fā)生的變化：。(3)結合實驗Ⅲ，推測實驗