第16讲　化学综合实验-【精准备考】2026年高考化学一轮复习·知识清单（新高考通用）

大单元四　化学实验 第16讲　化学综合实验 学习导航站 核心知识库：重难考点总结，梳理必背知识、归纳重点 考点1 结晶方法★★★☆☆ 考点2 试剂选择的顺序★★★☆☆ 考点3实验操作目的 ★★★☆☆ 考点4实验方案补写 ★★★☆☆ （星级越高，重要程度越高） 真题挑战场：感知真题，检验成果，考点追溯 考点1　结晶方法★★★☆☆ 知识点一 降温结晶与蒸发结晶 1. 要点分析 (1)“陡升型”溶解度曲线，从溶液中获得晶体的方法：蒸发浓缩、降温结晶、过滤。 (2)“缓升型”“下降型”溶解度曲线，从溶液中获得晶体的方法：蒸发结晶、趁热过滤。 2. 典型操作方法 (1)KNO3溶液中混有少量NaCl，获得KNO3的方法：蒸发浓缩、降温结晶、过滤，分离出KNO3，NaCl残留在母液中。 (2)NaCl溶液中混有少量KNO3，获得NaCl的方法：蒸发结晶、趁热过滤，分离出NaCl，KNO3残留在母液中。 知识点二 结合溶解度曲线图分析 制备物质 溶解度曲线 分析 实验操作方法 KCl KCl的溶解度随温度升高变化不大 蒸发结晶、趁热过滤(洗涤、干燥) KNO3 KNO3的溶解度随温度升高变化大 蒸发浓缩、冷却结晶(过滤、洗涤、干燥) FeSO4·7H2O 晶体 ①60 ℃时形成拐点，FeSO4的溶解度最大； ②浓缩后，低于60 ℃，FeSO4·7H2O会结晶析出 蒸发浓缩得到60 ℃饱和溶液，冷却至0 ℃结晶，过滤(用少量冰水洗涤，低温干燥) MnSO4·H2O 晶体 溶解度曲线在40 ℃时形成拐点 滴加稀硫酸酸化，在温度高于40 ℃条件下，蒸发结晶、趁热过滤(用酒精洗涤，低温干燥) 无水Na2SO3 ①在34 ℃形成拐点，浓缩后，低于34 ℃，Na2SO3·7H2O会结晶析出； ②浓缩后，高于34 ℃，Na2SO3会结晶析出 在温度高于34 ℃条件下，蒸发结晶，趁热过滤(洗涤、干燥) 考点2　试剂选择的顺序★★★☆☆ 知识点试剂加料顺序的思维模型 考点3　实验操作目的★★★☆☆ 知识点一 强弱比较的实验方案与结论 实验操作及现象 结论 判断 (填“√”或“×”) 原因解释 ①向Na2CO3溶液中加入冰醋酸，将产生的气体直接通入苯酚钠溶液中，溶液浑浊 酸性： 醋酸>碳酸>苯酚 × 醋酸具有挥发性，挥发的CH3COOH也能使苯酚钠溶液变浑浊，无法比较碳酸与苯酚的酸性强弱 ②向Na2CO3溶液中加入盐酸，将产生的气体通入硅酸钠溶液中，溶液变浑浊 酸性： 盐酸>碳酸>硅酸 × 盐酸具有挥发性，挥发的HCl也能使Na2SiO3溶液变浑浊，无法比较碳酸与硅酸的酸性强弱 ③向Na[Al(OH)4]溶液中滴入NaHCO3溶液，产生白色沉淀 结合H＋的能力： [Al(OH)4]－>CO √ 发生反应：HCO＋[Al(OH)4]－===Al(OH)3↓＋CO＋H2O　 ④测定同浓度的Na2CO3、Na2SO3溶液的pH，Na2CO3溶液的pH较大 结合H＋的能力： CO>SO √ 根据“越弱越水解”知，Na2CO3溶液的碱性强，则CO结合H＋的能力强 ⑤测定同浓度的CH3COONa与HCOONa溶液的pH，CH3COONa溶液的pH较大 酸性： 乙酸>甲酸 × 根据“越弱越水解”知，CH3COONa溶液的碱性强，则CH3COOH的酸性较弱 ⑥测定同浓度的HCOOH与CH3COOH溶液的pH，HCOOH溶液的pH较小 电离能力： 乙酸>甲酸 × pH越小，酸性越强，电离出H＋的能力越强，故HCOOH的电离能力较强 ⑦向硅酸钠溶液中滴加1滴酚酞，然后逐滴加入稀盐酸至红色褪去，2 min后，试管里出现凝胶 非金属性： Cl>Si × 盐酸不是氯元素的最高价含氧酸，盐酸的酸性强于H2SiO3，并不能说明非金属性：Cl>Si 知识点二 重要有机物的实验方案与结论 实验操作及现象 结论 判断 (填“√”或“×”) 原因解释 ①在淀粉溶液中加入稀硫酸微热，向水解后的溶液中加入新制Cu(OH)2并加热，无红色沉淀生成 淀粉未水解 × 新制Cu(OH)2会直接与H2SO4反应得不到砖红色沉淀，应向水解后的溶液中先加氢氧化钠溶液中和硫酸，再加入新制Cu(OH)2 ②溴乙烷与NaOH溶液共热后，滴加AgNO3溶液，未出现淡黄色沉淀 溴乙烷未发生水解 × NaOH与AgNO3反应生成的AgOH极不稳定，易分解生成棕褐色的Ag2O，干扰溴离子的检验，应该先加稀硝酸中和NaOH，再加入AgNO3溶液 ③向CH2===CHCHO中滴入酸性KMnO4溶液，溶液褪色 该有机物中含有 碳碳双键 × 醛基也能使酸性高锰酸钾溶液褪色，故无法证明该分子中含有碳碳双键 ④向苯酚溶液中滴加少量浓溴水、振荡，无白色沉淀生成 苯酚浓度小 × 苯酚与少量浓溴水反应生成的少量2,4,6-三溴苯酚可溶于过量的苯酚中，观察不到白色沉淀 ⑤向两份蛋白质溶液中分别滴加饱和NaCl溶液和CuSO4溶液，均有固体析出 蛋白质均发生变性 × 氯化钠不能使蛋白质发生变性，只能使蛋白质发生盐析 ⑥从煤油中取出一小块钠，用滤纸擦净表面的煤油，放入无水乙醇中，产生气泡 Na能置换出醇 羟基中的氢 √ 煤油的主要成分是烃，钠保存在煤油中，说明钠不能和烃基中的氢反应，钠能和乙醇反应，说明Na能和羟基中的氢反应 知识点三 化学反应原理的实验方案与结论 实验操作及现象 结论 判断 (填“√”或“×”) 原因解释 ①向NaHS溶液中滴入酚酞，溶液变红色 HS－的水解程度 大于电离程度 √ HS－水解生成OH－，电离生成H＋，溶液呈碱性，说明水解程度大于电离程度 ②向盛有KI3溶液的两支试管中分别加入淀粉溶液和AgNO3溶液，前者溶液变蓝色，后者有黄色沉淀生成 KI3溶液中存在平衡： II2＋I－ √ 使淀粉溶液显蓝色的是I2，与AgNO3反应成黄色沉淀的是I－，故KI3溶液中含有I2和I－，故可推知存在平衡：II2＋I－ ③向滴有甲基橙的AgNO3溶液中滴加KCl溶液，溶液由红色变为黄色 KCl溶液具有碱性 × 滴有甲基橙的AgNO3溶液显红色，是因为Ag＋水解使溶液呈酸性，加入Cl－可沉淀Ag＋，Ag＋的水解平衡逆向移动，c(H＋)减小 ④向Ag2CO3白色悬浊液中加入Na2S溶液，沉淀变为黑色 Ksp(Ag2S)＞Ksp(Ag2CO3) × 发生反应：Ag2CO3(s)＋S2－(aq)===Ag2S(s)＋CO(aq)，说明Ag2S的溶度积更小 ⑤向浓度均为0.1 mol/L MgCl2、CuCl2的混合溶液中逐滴加入氨水，先出现蓝色沉淀 Ksp[Mg(OH)2]＞ Ksp[Cu(OH)2] √ Mg2＋、Cu2＋的浓度相同，沉淀类型相同，Ksp小的先沉淀 考点4　实验方案补写★★★☆☆ 知识点一 定性实验方案补写 1. 化学实验设计(补充实验步骤)的思维模型 (1)明确实验目标 、依据实验目标分析实验原理。 (2)依据实验原理选择实验试剂与仪器。 (3)选择实验条件、试剂加入顺序、分离提纯。 (4)规范表述实验操作、优化方案、精准表达。 2. 答题模板 边搅拌下，边滴加足量的B试剂：至固体恰好完全溶解(或充分反应至不再产生气体或溶液的pH至××或产生大量沉淀，静置，在上层清液中再滴加B试剂，不再产生沉淀)，再进行下一步操作。 3. 示例 以焙烧过的铜精炼炉渣(主要成分为CuO、SiO2和少量Fe2O3)为原料制备CuSO4·5H2O晶体时，请补充完整相应的实验方案：取一定量焙烧过的精炼炉渣，__________，加热浓缩、冷却结晶、过滤、晾干，得到CuSO4·5H2O晶体。已知：该实验中pH＝3.2时，Fe3＋完全沉淀；pH＝4.7时，Cu2＋开始沉淀。实验中可选用的试剂：1.0 mol/L H2SO4溶液、1.0 mol/L HCl溶液、1.0 mol/L NaOH溶液。 (1)图示流程、搭建框架 (2)规范表达：加入稍过量1.0 mol/L H2SO4溶液，加热并搅拌，至固体不再溶解，停止加热，边搅拌边滴加1.0 mol/L NaOH溶液调节溶液pH在3.2≤pH＜4.7范围内，过滤。 知识点二定量实验方案补写 1. 滴定分析法是将已知准确浓度的标准溶液，滴加到待测溶液中(或者将待测溶液滴加到标准溶液中)，直到所加的标准溶液与待测溶液按化学计量关系定量反应完全为止，然后测量标准溶液消耗的体积，根据标准溶液的浓度和所消耗的体积，计算出待测物质的含量。 2. 实验的关键是准确量取待测溶液，根据指示剂的颜色变化确定滴定终点。 3. 根据标准溶液和待测溶液间反应类型的不同，可将滴定分析法分为四大类：中和滴定、氧化还原滴定、络合滴定和沉淀滴定。 【真题挑战】 一、单选题 1．（2024·广西·高考真题）《天工开物》记载：软浆车榨蔗汁，一石(dàn)汁下石灰五合，取汁煎糖，冷凝成黑沙，黄泥水淋下成白糖。下列说法错误的是 A．石灰可中和蔗汁中的酸性物质 B．“冷凝成黑沙”是结晶过程 C．“黄泥水淋下”的目的是脱色 D．“白糖”的主要成分是葡萄糖 【答案】D 【分析】这段话意思即用软浆车榨取甘蔗汁，每石蔗糖汁加半升的石灰，取过滤后的甘蔗汁加热冷却，得到黑色晶体，用黄泥水淋洗可得到白糖。 【详解】A．石灰为碱性物质，可与蔗糖中的酸性物质发生中和反应，A正确； B．“冷凝成黑沙”即将热蔗糖水冷却结晶，是结晶过程，B正确； C．“黄泥水淋下”可将黑色晶体变成白色，即实现脱色目的，C正确； D．“白糖”是由蔗糖制得，故其主要成分为蔗糖，D错误； 本题选D。 2．（2024·贵州·高考真题）贵州重晶石矿(主要成分)储量占全国以上。某研究小组对重晶石矿进行“富矿精开”研究，开发了制备高纯纳米钛酸钡工艺。部分流程如下： 下列说法正确的是 A．“气体”主要成分是，“溶液1”的主要溶质是 B．“系列操作”可为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥 C．“合成反应”中生成的反应是氧化还原反应 D．“洗涤”时可用稀去除残留的碱，以提高纯度 【答案】B 【分析】重晶石矿（主要成分为）通过一系列反应，转化为溶液；加盐酸酸化，生成和气体；在溶液中加入过量的NaOH，通过蒸发浓缩，冷却结晶、过滤、洗涤、干燥，得到；过滤得到的溶液1的溶质主要含NaCl及过量的NaOH；加水溶解后，加入，进行合成反应，得到粗品，最后洗涤得到最终产品。 【详解】A．由分析可知，“气体”主要成分为气体，“溶液1”的溶质主要含NaCl及过量的NaOH，A项错误； B．由分析可知，“系列操作”得到的是晶体，故“系列操作”可以是蒸发浓缩，冷却结晶、过滤、洗涤、干燥，B项正确； C．“合成反应”是和反应生成，该反应中元素化合价未发生变化，不是氧化还原反应，C项错误； D．“洗涤”时，若使用稀，会部分转化为难溶的，故不能使用稀，D项错误； 故选B。 3．（2024·湖南·高考真题）为达到下列实验目的，操作方法合理的是 实验目的 操作方法 A 从含有的NaCl固体中提取 用CCl4溶解、萃取、分液 B 提纯实验室制备的乙酸乙酯 依次用溶液洗涤、水洗、分液、干燥 C 用标准溶液滴定未知浓度的溶液 用甲基橙作指示剂进行滴定 D 从明矾过饱和溶液中快速析出晶体 用玻璃棒摩擦烧杯内壁 A．A B．B C．C D．D 【答案】D 【详解】A．从含有I2的NaCl固体中提取I2，用CCl4溶解、萃取、分液后，I2仍然溶在四氯化碳中，没有提取出来，A错误； B．乙酸乙酯在氢氧化钠碱性条件下可以发生水解反应，故提纯乙酸乙酯不能用氢氧化钠溶液洗涤，B错误； C．用NaOH标准溶液滴定未知浓度的CH3COOH溶液，反应到达终点时生成CH3COONa，是碱性，而甲基橙变色范围pH值较小，故不能用甲基橙作指示剂进行滴定，否则误差较大，应用酚酞作指示剂，C错误； D．从明矾过饱和溶液中快速析出晶体，可以用玻璃棒摩擦烧杯内壁，在烧杯内壁产生微小的玻璃微晶来充当晶核，D正确； 本题选D。 4．（2024·湖南·高考真题）中和法生产的工艺流程如下： 已知：①的电离常数：，， ②易风化。 下列说法错误的是 A．“中和”工序若在铁质容器中进行，应先加入溶液 B．“调pH”工序中X为或 C．“结晶”工序中溶液显酸性 D．“干燥”工序需在低温下进行 【答案】C 【分析】和先发生反应，通过加入X调节pH，使产物完全转化为，通过结晶、过滤、干燥，最终得到成品。 【详解】A．铁是较活泼金属，可与反应生成氢气，故“中和”工序若在铁质容器中进行，应先加入溶液，A项正确； B．若“中和”工序加入过量，则需要加入酸性物质来调节pH，为了不引入新杂质，可加入；若“中和”工序加入过量，则需要加入碱性物质来调节pH，为了不引入新杂质，可加入NaOH，所以“调pH”工序中X为NaOH或，B项正确； C．“结晶”工序中的溶液为饱和溶液，由已知可知的，，则的水解常数，由于，则的水解程度大于电离程度，溶液显碱性，C项错误； D．由于易风化失去结晶水，故“干燥”工序需要在低温下进行，D项正确； 故选C。 二、解答题 5．（2024·甘肃·高考真题）某兴趣小组设计了利用和生成，再与反应制备的方案： (1)采用下图所示装置制备，仪器a的名称为 ；步骤I中采用冰水浴是为了 ； (2)步骤Ⅱ应分数次加入，原因是 ； (3)步骤Ⅲ滴加饱和溶液的目的是 ； (4)步骤Ⅳ生成沉淀，判断已沉淀完全的操作是 ； (5)将步骤Ⅴ中正确操作或现象的标号填入相应括号中 。 A．蒸发皿中出现少量晶体 B．使用漏斗趁热过滤 C．利用蒸发皿余热使溶液蒸干 D．用玻璃棒不断搅拌 E．等待蒸发皿冷却 【答案】(1) 恒压滴液漏斗 增大SO2的溶解度、增大H2SO3的浓度，同时为步骤Ⅱ提供低温 (2)防止过多的MnO2与H2SO3反应生成MnSO4，同时防止反应太快、放热太多、不利于控制温度低于10℃ (3)除去过量的SO2（或H2SO3） (4)静置，向上层清液中继续滴加几滴饱和Na2CO3溶液，若不再产生沉淀，说明Mn2+已沉淀完全 (5)D、A、E 【分析】步骤Ⅱ中MnO2与H2SO3在低于10℃时反应生成MnS2O6，反应的化学方程式为MnO2+2H2SO3=MnS2O6+2H2O，步骤Ⅲ中滴加饱和Ba(OH)2除去过量的SO2（或H2SO3），步骤Ⅳ中滴入饱和Na2CO3溶液发生反应MnS2O6+Na2CO3=MnCO3↓+Na2S2O6，经过滤得到Na2S2O6溶液，步骤Ⅴ中Na2S2O6溶液经蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥得到Na2S2O6∙2H2O。 【详解】（1）根据仪器a的特点知，仪器a为恒压滴液漏斗；步骤Ⅰ中采用冰水浴是为了增大SO2的溶解度、增大H2SO3的浓度，同时为步骤Ⅱ提供低温； （2）由于MnO2具有氧化性、SO2（或H2SO3）具有还原性，步骤Ⅱ应分数次加入MnO2，原因是：防止过多的MnO2与H2SO3反应生成MnSO4，同时防止反应太快、放热太多、不利于控制温度低于10℃； （3）步骤Ⅲ中滴加饱和Ba(OH)2溶液的目的是除去过量的SO2（或H2SO3），防止后续反应中SO2与Na2CO3溶液反应，增加饱和Na2CO3溶液的用量、并使产品中混有杂质； （4）步骤Ⅳ中生成MnCO3沉淀，判断Mn2+已沉淀完全的操作是：静置，向上层清液中继续滴加几滴饱和Na2CO3溶液，若不再产生沉淀，说明Mn2+已沉淀完全； （5）步骤Ⅴ的正确操作或现象为：将滤液倒入蒸发皿中→用酒精灯加热→用玻璃棒不断搅拌→蒸发皿中出现少量晶体→停止加热→等待蒸发皿冷却→过滤、洗涤、干燥得到Na2S2O6∙2H2O，依次填入D、A、E。 6．（2024·湖南·高考真题）亚铜配合物广泛用作催化剂。实验室制备的反应原理如下： 实验步骤如下： 分别称取和粉置于乙腈()中充分反应，回流装置图和蒸馏装置图(加热、夹持等装置略)如下： 已知：①乙腈是一种易挥发的强极性配位溶剂； ②相关物质的信息如下： 化合物 相对分子质量 327.5 371 在乙腈中颜色 无色 蓝色 回答下列问题： (1)下列与实验有关的图标表示排风的是 (填标号)； A．    B．    C．    D．    E． (2)装置Ⅰ中仪器M的名称为 ； (3)装置Ⅰ中反应完全的现象是 ； (4)装置Ⅰ和Ⅱ中气球的作用是 ； (5)不能由步骤c直接获得，而是先蒸馏至接近饱和，再经步骤d冷却结晶获得。这样处理的目的是 (6)为了使母液中的结晶，步骤e中向母液中加入的最佳溶剂是 (填标号)； A．水    B．乙醇    C．乙醚 (7)合并步骤d和e所得的产物，总质量为，则总收率为 (用百分数表示，保留一位小数)。 【答案】(1)D (2)球形冷凝管 (3)溶液蓝色褪去变为无色 (4)排出装置内空气，防止制备的产品被氧化；防止乙腈挥发 (5)冷却过程中降低在水中的溶解度；防止乙腈挥发造成配合物解配分解 (6)C (7)81.2% 【分析】将和粉以及乙腈()加入两颈烧瓶中，经水浴加热并回流进行充分反应，反应结束后过滤除去未反应完全的Cu，然后利用乙腈的挥发性进行蒸馏除去乙腈，将剩余溶液进行冷却结晶分离出。 【详解】（1） 表示需佩戴护目镜，表示当心火灾，表示注意烫伤，表示排风，表示必须洗手，故答案为D。 （2）装置Ⅰ中仪器M的名称为球形冷凝管。 （3）在乙腈中为蓝色，在乙腈中为无色，因此装置Ⅰ中反应完全的现象是溶液蓝色褪去变为无色，可证明已充分反应完全。 （4）由于制备的中Cu元素为+1价，具有较强的还原性，容易被空气中氧气氧化，且乙腈是一种易挥发的强极性配位溶剂，因此装置Ⅰ和Ⅱ中气球的作用是排出装置内空气，防止制备的产品被氧化，同时防止乙腈挥发。 （5）为离子化合物，具有强极性，在水中溶解度较大，在温度较高的环境下蒸馏难以分离，同时乙腈是一种易挥发的强极性配位溶剂，乙腈挥发造成配合物解配分解，若直接将水蒸干难以获得晶体状固体，因此需先蒸馏至接近饱和，再经步骤d冷却结晶，从而获得晶体。 （6）根据已知条件，题中的溶剂乙腈为强极性溶剂。为了降低[Cu(CH3CN) ]ClO 的溶解度，应加入极性较小的溶剂促使其结晶析出。乙醚是选项中极性最小的溶剂，故答案为 C。 （7）的物质的量为，理论制得的质量为，总收率为。 7．（2024·全国甲卷·高考真题）钴在新能源、新材料领域具有重要用途。某炼锌废渣含有锌、铅、铜、铁、钴、锰的价氧化物及锌和铜的单质。从该废渣中提取钴的一种流程如下。 注：加沉淀剂使一种金属离子浓度小于等于，其他金属离子不沉淀，即认为完全分离。 已知：①。 ②以氢氧化物形式沉淀时，和溶液的关系如图所示。 回答下列问题： (1)“酸浸”前，需将废渣磨碎，其目的是 。 (2)“酸浸”步骤中，发生反应的化学方程式是 。 (3)假设“沉铜”后得到的滤液中和均为，向其中加入至沉淀完全，此时溶液中 ，据此判断能否实现和的完全分离 (填“能”或“不能”)。 (4)“沉锰”步骤中，生成，产生的物质的量为 。 (5)“沉淀”步骤中，用调，分离出的滤渣是 。 (6)“沉钴”步骤中，控制溶液，加入适量的氧化，其反应的离子方程式为 。 (7)根据题中给出的信息，从“沉钴”后的滤液中回收氢氧化锌的方法是 。 【答案】(1)增大固体与酸反应的接触面积，提高钴元素的浸出效率 (2) (3) 不能 (4) (5) (6) (7)向滤液中滴加溶液，边加边搅拌，控制溶液的pH为8.2到12.0之间，使锌离子沉淀完全，静置后过滤、洗涤、干燥 【分析】炼锌废渣含有锌、铅、铜、铁、钴、锰的价氧化物及锌和铜的单质，经稀硫酸酸浸时，铜不溶解，Zn及其他价氧化物除铅元素转化为硫酸铅沉淀外，其他均转化为相应的+2价阳离子进入溶液；然后通入硫化氢沉铜生成CuS沉淀；过滤后，滤液中加入Na2S2O8将锰离子氧化为二氧化锰除去，同时亚铁离子也被氧化为铁离子；再次过滤后，用氢氧化钠调节pH=4，铁离子完全转化为氢氧化铁沉淀除去；第三次过滤后的滤液中加入次氯酸钠沉钴，得到Co(OH)3。 【详解】（1）“酸浸”前，需将废渣磨碎，其目的是增大固体与酸反应的接触面积，提高钴元素的浸出效率。 （2）“酸浸”步骤中，Cu不溶解，Zn单质及其他价氧化物除铅元素转化为硫酸铅沉淀外，其他均转化为相应的+2价阳离子进入溶液，即为转化为CoSO4，反应的化学方程式为。 （3）假设“沉铜”后得到的滤液中和均为，向其中加入至沉淀完全，此时溶液中，则，小于，说明大部分也转化为硫化物沉淀，据此判断不能实现Zn2+和Co2+的完全分离。 （4）“沉锰”步骤中，Na2S2O8将Mn2+氧化为二氧化锰除去，发生的反应为，因此，生成，产生的物质的量为。 （5）“沉锰”步骤中，同时将氧化为，“沉淀”步骤中用调pH=4，可以完全沉淀为，因此，分离出的滤渣是。 （6）“沉钴”步骤中，控制溶液pH=5.0~5.5，加入适量的NaClO氧化，其反应的离子方程式为。 （7）根据题中给出的信息，“沉钴”后的滤液中有元素以形式存在，当pH＞12后氢氧化锌会溶解转化为，因此，从“沉钴”后的滤液中回收氢氧化锌的方法是：向滤液中滴加溶液，边加边搅拌，控制溶液的pH为8.2到12.0之间，使锌离子沉淀完全，静置后过滤、洗涤、干燥。 学科网（北京）股份有限公司 $$ 大单元四　化学实验 第16讲　化学综合实验 学习导航站 核心知识库：重难考点总结，梳理必背知识、归纳重点 考点1 结晶方法★★★☆☆ 考点2 试剂选择的顺序★★★☆☆ 考点3实验操作目的 ★★★☆☆ 考点4实验方案补写 ★★★☆☆ （星级越高，重要程度越高） 真题挑战场：感知真题，检验成果，考点追溯 考点1　结晶方法★★★☆☆ 知识点一 降温结晶与蒸发结晶 1. 要点分析 (1)“陡升型”溶解度曲线，从溶液中获得晶体的方法：蒸发浓缩、降温结晶、过滤。 (2)“缓升型”“下降型”溶解度曲线，从溶液中获得晶体的方法：蒸发结晶、趁热过滤。 2. 典型操作方法 (1)KNO3溶液中混有少量NaCl，获得KNO3的方法：蒸发浓缩、降温结晶、过滤，分离出KNO3，NaCl残留在母液中。 (2)NaCl溶液中混有少量KNO3，获得NaCl的方法：蒸发结晶、趁热过滤，分离出NaCl，KNO3残留在母液中。 知识点二 结合溶解度曲线图分析 制备物质 溶解度曲线 分析 实验操作方法 KCl KCl的溶解度随温度升高变化不大 蒸发结晶、趁热过滤(洗涤、干燥) KNO3 KNO3的溶解度随温度升高变化大 蒸发浓缩、冷却结晶(过滤、洗涤、干燥) FeSO4·7H2O 晶体 ①60 ℃时形成拐点，FeSO4的溶解度最大； ②浓缩后，低于60 ℃，FeSO4·7H2O会结晶析出 蒸发浓缩得到60 ℃饱和溶液，冷却至0 ℃结晶，过滤(用少量冰水洗涤，低温干燥) MnSO4·H2O 晶体 溶解度曲线在40 ℃时形成拐点 滴加稀硫酸酸化，在温度高于40 ℃条件下，蒸发结晶、趁热过滤(用酒精洗涤，低温干燥) 无水Na2SO3 ①在34 ℃形成拐点，浓缩后，低于34 ℃，Na2SO3·7H2O会结晶析出； ②浓缩后，高于34 ℃，Na2SO3会结晶析出 在温度高于34 ℃条件下，蒸发结晶，趁热过滤(洗涤、干燥) 考点2　试剂选择的顺序★★★☆☆ 知识点试剂加料顺序的思维模型 考点3　实验操作目的★★★☆☆ 知识点一 强弱比较的实验方案与结论 实验操作及现象 结论 判断 (填“√”或“×”) 原因解释 ①向Na2CO3溶液中加入冰醋酸，将产生的气体直接通入苯酚钠溶液中，溶液浑浊 酸性： 醋酸>碳酸>苯酚 × 醋酸具有挥发性，挥发的CH3COOH也能使苯酚钠溶液变浑浊，无法比较碳酸与苯酚的酸性强弱 ②向Na2CO3溶液中加入盐酸，将产生的气体通入硅酸钠溶液中，溶液变浑浊 酸性： 盐酸>碳酸>硅酸 × 盐酸具有挥发性，挥发的HCl也能使Na2SiO3溶液变浑浊，无法比较碳酸与硅酸的酸性强弱 ③向Na[Al(OH)4]溶液中滴入NaHCO3溶液，产生白色沉淀 结合H＋的能力： [Al(OH)4]－>CO √ 发生反应：HCO＋[Al(OH)4]－===Al(OH)3↓＋CO＋H2O　 ④测定同浓度的Na2CO3、Na2SO3溶液的pH，Na2CO3溶液的pH较大 结合H＋的能力： CO>SO √ 根据“越弱越水解”知，Na2CO3溶液的碱性强，则CO结合H＋的能力强 ⑤测定同浓度的CH3COONa与HCOONa溶液的pH，CH3COONa溶液的pH较大 酸性： 乙酸>甲酸 × 根据“越弱越水解”知，CH3COONa溶液的碱性强，则CH3COOH的酸性较弱 ⑥测定同浓度的HCOOH与CH3COOH溶液的pH，HCOOH溶液的pH较小 电离能力： 乙酸>甲酸 × pH越小，酸性越强，电离出H＋的能力越强，故HCOOH的电离能力较强 ⑦向硅酸钠溶液中滴加1滴酚酞，然后逐滴加入稀盐酸至红色褪去，2 min后，试管里出现凝胶 非金属性： Cl>Si × 盐酸不是氯元素的最高价含氧酸，盐酸的酸性强于H2SiO3，并不能说明非金属性：Cl>Si 知识点二 重要有机物的实验方案与结论 实验操作及现象 结论 判断 (填“√”或“×”) 原因解释 ①在淀粉溶液中加入稀硫酸微热，向水解后的溶液中加入新制Cu(OH)2并加热，无红色沉淀生成 淀粉未水解 × 新制Cu(OH)2会直接与H2SO4反应得不到砖红色沉淀，应向水解后的溶液中先加氢氧化钠溶液中和硫酸，再加入新制Cu(OH)2 ②溴乙烷与NaOH溶液共热后，滴加AgNO3溶液，未出现淡黄色沉淀 溴乙烷未发生水解 × NaOH与AgNO3反应生成的AgOH极不稳定，易分解生成棕褐色的Ag2O，干扰溴离子的检验，应该先加稀硝酸中和NaOH，再加入AgNO3溶液 ③向CH2===CHCHO中滴入酸性KMnO4溶液，溶液褪色 该有机物中含有 碳碳双键 × 醛基也能使酸性高锰酸钾溶液褪色，故无法证明该分子中含有碳碳双键 ④向苯酚溶液中滴加少量浓溴水、振荡，无白色沉淀生成 苯酚浓度小 × 苯酚与少量浓溴水反应生成的少量2,4,6-三溴苯酚可溶于过量的苯酚中，观察不到白色沉淀 ⑤向两份蛋白质溶液中分别滴加饱和NaCl溶液和CuSO4溶液，均有固体析出 蛋白质均发生变性 × 氯化钠不能使蛋白质发生变性，只能使蛋白质发生盐析 ⑥从煤油中取出一小块钠，用滤纸擦净表面的煤油，放入无水乙醇中，产生气泡 Na能置换出醇 羟基中的氢 √ 煤油的主要成分是烃，钠保存在煤油中，说明钠不能和烃基中的氢反应，钠能和乙醇反应，说明Na能和羟基中的氢反应 知识点三 化学反应原理的实验方案与结论 实验操作及现象 结论 判断 (填“√”或“×”) 原因解释 ①向NaHS溶液中滴入酚酞，溶液变红色 HS－的水解程度 大于电离程度 √ HS－水解生成OH－，电离生成H＋，溶液呈碱性，说明水解程度大于电离程度 ②向盛有KI3溶液的两支试管中分别加入淀粉溶液和AgNO3溶液，前者溶液变蓝色，后者有黄色沉淀生成 KI3溶液中存在平衡： II2＋I－ √ 使淀粉溶液显蓝色的是I2，与AgNO3反应成黄色沉淀的是I－，故KI3溶液中含有I2和I－，故可推知存在平衡：II2＋I－ ③向滴有甲基橙的AgNO3溶液中滴加KCl溶液，溶液由红色变为黄色 KCl溶液具有碱性 × 滴有甲基橙的AgNO3溶液显红色，是因为Ag＋水解使溶液呈酸性，加入Cl－可沉淀Ag＋，Ag＋的水解平衡逆向移动，c(H＋)减小 ④向Ag2CO3白色悬浊液中加入Na2S溶液，沉淀变为黑色 Ksp(Ag2S)＞Ksp(Ag2CO3) × 发生反应：Ag2CO3(s)＋S2－(aq)===Ag2S(s)＋CO(aq)，说明Ag2S的溶度积更小 ⑤向浓度均为0.1 mol/L MgCl2、CuCl2的混合溶液中逐滴加入氨水，先出现蓝色沉淀 Ksp[Mg(OH)2]＞ Ksp[Cu(OH)2] √ Mg2＋、Cu2＋的浓度相同，沉淀类型相同，Ksp小的先沉淀 考点4　实验方案补写★★★☆☆ 知识点一 定性实验方案补写 1. 化学实验设计(补充实验步骤)的思维模型 (1)明确实验目标 、依据实验目标分析实验原理。 (2)依据实验原理选择实验试剂与仪器。 (3)选择实验条件、试剂加入顺序、分离提纯。 (4)规范表述实验操作、优化方案、精准表达。 2. 答题模板 边搅拌下，边滴加足量的B试剂：至固体恰好完全溶解(或充分反应至不再产生气体或溶液的pH至××或产生大量沉淀，静置，在上层清液中再滴加B试剂，不再产生沉淀)，再进行下一步操作。 3. 示例 以焙烧过的铜精炼炉渣(主要成分为CuO、SiO2和少量Fe2O3)为原料制备CuSO4·5H2O晶体时，请补充完整相应的实验方案：取一定量焙烧过的精炼炉渣，__________，加热浓缩、冷却结晶、过滤、晾干，得到CuSO4·5H2O晶体。已知：该实验中pH＝3.2时，Fe3＋完全沉淀；pH＝4.7时，Cu2＋开始沉淀。实验中可选用的试剂：1.0 mol/L H2SO4溶液、1.0 mol/L HCl溶液、1.0 mol/L NaOH溶液。 (1)图示流程、搭建框架 (2)规范表达：加入稍过量1.0 mol/L H2SO4溶液，加热并搅拌，至固体不再溶解，停止加热，边搅拌边滴加1.0 mol/L NaOH溶液调节溶液pH在3.2≤pH＜4.7范围内，过滤。 知识点二定量实验方案补写 1. 滴定分析法是将已知准确浓度的标准溶液，滴加到待测溶液中(或者将待测溶液滴加到标准溶液中)，直到所加的标准溶液与待测溶液按化学计量关系定量反应完全为止，然后测量标准溶液消耗的体积，根据标准溶液的浓度和所消耗的体积，计算出待测物质的含量。 2. 实验的关键是准确量取待测溶液，根据指示剂的颜色变化确定滴定终点。 3. 根据标准溶液和待测溶液间反应类型的不同，可将滴定分析法分为四大类：中和滴定、氧化还原滴定、络合滴定和沉淀滴定。 【真题挑战】 一、单选题 1．（2024·广西·高考真题）《天工开物》记载：软浆车榨蔗汁，一石(dàn)汁下石灰五合，取汁煎糖，冷凝成黑沙，黄泥水淋下成白糖。下列说法错误的是 A．石灰可中和蔗汁中的酸性物质 B．“冷凝成黑沙”是结晶过程 C．“黄泥水淋下”的目的是脱色 D．“白糖”的主要成分是葡萄糖 2．（2024·贵州·高考真题）贵州重晶石矿(主要成分)储量占全国以上。某研究小组对重晶石矿进行“富矿精开”研究，开发了制备高纯纳米钛酸钡工艺。部分流程如下： 下列说法正确的是 A．“气体”主要成分是，“溶液1”的主要溶质是 B．“系列操作”可为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥 C．“合成反应”中生成的反应是氧化还原反应 D．“洗涤”时可用稀去除残留的碱，以提高纯度 3．（2024·湖南·高考真题）为达到下列实验目的，操作方法合理的是 实验目的 操作方法 A 从含有的NaCl固体中提取 用CCl4溶解、萃取、分液 B 提纯实验室制备的乙酸乙酯 依次用溶液洗涤、水洗、分液、干燥 C 用标准溶液滴定未知浓度的溶液 用甲基橙作指示剂进行滴定 D 从明矾过饱和溶液中快速析出晶体 用玻璃棒摩擦烧杯内壁 A．A B．B C．C D．D 4．（2024·湖南·高考真题）中和法生产的工艺流程如下： 已知：①的电离常数：，， ②易风化。 下列说法错误的是 A．“中和”工序若在铁质容器中进行，应先加入溶液 B．“调pH”工序中X为或 C．“结晶”工序中溶液显酸性 D．“干燥”工序需在低温下进行 二、解答题 5．（2024·甘肃·高考真题）某兴趣小组设计了利用和生成，再与反应制备的方案： (1)采用下图所示装置制备，仪器a的名称为 ；步骤I中采用冰水浴是为了 ； (2)步骤Ⅱ应分数次加入，原因是 ； (3)步骤Ⅲ滴加饱和溶液的目的是 ； (4)步骤Ⅳ生成沉淀，判断已沉淀完全的操作是 ； (5)将步骤Ⅴ中正确操作或现象的标号填入相应括号中 。 A．蒸发皿中出现少量晶体 B．使用漏斗趁热过滤 C．利用蒸发皿余热使溶液蒸干 D．用玻璃棒不断搅拌 E．等待蒸发皿冷却 6．（2024·湖南·高考真题）亚铜配合物广泛用作催化剂。实验室制备的反应原理如下： 实验步骤如下： 分别称取和粉置于乙腈()中充分反应，回流装置图和蒸馏装置图(加热、夹持等装置略)如下： 已知：①乙腈是一种易挥发的强极性配位溶剂； ②相关物质的信息如下： 化合物 相对分子质量 327.5 371 在乙腈中颜色 无色 蓝色 回答下列问题： (1)下列与实验有关的图标表示排风的是 (填标号)； A．    B．    C．    D．    E． (2)装置Ⅰ中仪器M的名称为 ； (3)装置Ⅰ中反应完全的现象是 ； (4)装置Ⅰ和Ⅱ中气球的作用是 ； (5)不能由步骤c直接获得，而是先蒸馏至接近饱和，再经步骤d冷却结晶获得。这样处理的目的是 (6)为了使母液中的结晶，步骤e中向母液中加入的最佳溶剂是 (填标号)； A．水    B．乙醇    C．乙醚 (7)合并步骤d和e所得的产物，总质量为，则总收率为 (用百分数表示，保留一位小数)。 7．（2024·全国甲卷·高考真题）钴在新能源、新材料领域具有重要用途。某炼锌废渣含有锌、铅、铜、铁、钴、锰的价氧化物及锌和铜的单质。从该废渣中提取钴的一种流程如下。 注：加沉淀剂使一种金属离子浓度小于等于，其他金属离子不沉淀，即认为完全分离。 已知：①。 ②以氢氧化物形式沉淀时，和溶液的关系如图所示。 回答下列问题： (1)“酸浸”前，需将废渣磨碎，其目的是 。 (2)“酸浸”步骤中，发生反应的化学方程式是 。 (3)假设“沉铜”后得到的滤液中和均为，向其中加入至沉淀完全，此时溶液中 ，据此判断能否实现和的完全分离 (填“能”或“不能”)。 (4)“沉锰”步骤中，生成，产生的物质的量为 。 (5)“沉淀”步骤中，用调，分离出的滤渣是 。 (6)“沉钴”步骤中，控制溶液，加入适量的氧化，其反应的离子方程式为 。 (7)根据题中给出的信息，从“沉钴”后的滤液中回收氢氧化锌的方法是 。 学科网（北京）股份有限公司 $$