主题13 二、性质探究型综合实验（学生讲义）-【新高考方案】2026年高考化学Ⅱ一轮总复习

二、性质探究型综合实验 　　[例2]　(2024·广东卷)含硫物质种类繁多,在一定条件下可相互转化。 (1)实验室中,浓硫酸与铜丝反应,所产生的尾气可用　　　　(填化学式)溶液吸收。  (2)工业上,烟气中的SO2可在通空气条件下用石灰石的浆液吸收,生成石膏。该过程中,　　　　(填元素符号)被氧化。  (3)工业锅炉需定期除水垢,其中的硫酸钙用纯碱溶液处理时,发生反应:CaSO4(s)+C(aq)CaCO3(s)+S(aq)(Ⅰ)。兴趣小组在实验室探究Na2CO3溶液的浓度对反应(Ⅰ)的反应速率的影响。 ①用Na2CO3固体配制溶液,以滴定法测定其浓度。 ⅰ.该过程中用到的仪器有　　　　。  ⅱ.滴定数据及处理:Na2CO3溶液V0 mL,消耗c1 mol·L-1盐酸V1 mL(滴定终点时,C转化为HC),则c(Na2CO3)=　　　　　 mol·L-1。  ②实验探究:取①中的Na2CO3溶液,按下表配制总体积相同的系列溶液,分别加入m1 g硫酸钙固体,反应t1 min后,过滤,取V0 mL滤液,用c1 mol·L-1盐酸参照①进行滴定。记录的部分数据如下表(忽略C水解的影响)。 序号 V(Na2CO3) /mL V(H2O) /mL V(滤液) /mL V消耗(盐酸) /mL a 100.0 0 V0 2V1/5 b 80.0 x V0 3V1/10 则x=　　　　　,测得的平均反应速率之比va∶vb=　　　　。  (4)兴趣小组继续探究反应( Ⅰ )平衡的建立,进行实验。 ①初步实验　将1.00 g硫酸钙(M=136 g·mol-1)加入100.0 mL 0.100 mol·L-1 Na2CO3溶液中,在25 ℃和搅拌条件下,利用pH计测得体系的pH随时间的变化曲线如图。 ②分析讨论　甲同学根据t2 min后pH不改变,认为反应(Ⅰ)已达到平衡;乙同学认为证据不足,并提出如下假设: 假设1　硫酸钙固体已完全消耗; 假设2　硫酸钙固体有剩余,但被碳酸钙沉淀包裹。 ③验证假设　乙同学设计如下方案,进行实验。 步骤 现象 ⅰ.将①实验中的反应混合物进行固液分离 — ⅱ.取少量分离出的沉淀置于试管中,滴加　　　  　　　　,沉淀完全溶解  ⅲ.继续向ⅱ的试管中滴加　　　  无白色沉淀生成 ④实验小结　假设1成立,假设2不成立。①实验中反应(Ⅰ)平衡未建立。 ⑤优化方案、建立平衡　写出优化的实验方案,并给出反应(Ⅰ)平衡已建立的判断依据: _____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________　。  [思维路径] 　　第(1)问考查尾气的处理:做实验产生的尾气如果有毒或污染空气,就需处理。浓硫酸与铜丝反应产生的尾气为SO2,可污染空气,根据物质的性质进行分析,可用NaOH溶液吸收。 　　第(2)问可根据化合价变化分析:由题给信息知,SO2与空气中的O2、石灰浆中的CaCO3反应生成CaSO4,反应过程中S元素的化合价由+4价上升到+6价,失去电子,被氧化。 　　第(3)问①ⅰ考查仪器的选择:在选择量器时要根据需要量取液体的精确度选择量筒(误差较大)或滴定管(比较精准);在选择容器时根据实验需求选择合适的容器,如试管、烧杯、烧瓶、蒸发皿等,本实验是用Na2CO3固体配制溶液→用到所给仪器中的烧杯;以滴定法测定其浓度→该过程用到酸式滴定管。 　　第(3)问①ⅱ考查实验数据的处理:浓度的计算,根据离子方程式C+H+HC可知,c(Na2CO3)== mol·L-1。 　　第(3)问②由表格可知,应用的是变量控制思想,二者总体积应相同,所以x为20.0 mL;a中消耗的盐酸体积为,即Δc(Na2CO3)= mol·L-1,同理可得,b中Δc(Na2CO3)=×-=,由于v=,va∶vb=∶=6∶5。 　　第(4)问③验证假设:由④实验小结可知假设1成立,假设2不成立,推知①实验中的沉淀均为CaCO3,要验证沉淀中无CaSO4,可采用酸溶后滴加BaCl2。具体操作为将①实验中的反应混合物进行固液分离后,取少量分离出的沉淀置于试管中,滴加过量稀盐酸,有气体产生,沉淀完全溶解,继续滴加BaCl2溶液,无白色沉淀生成,说明沉淀均为CaCO3,无CaSO4。 　　第(4)问⑤优化方案、建立平衡:此问从化学平衡原理视角来考查验证实验。不仅是创新点,更是学生的失分点。需要学生利用“平衡体系中反应物与生成物共存”的思想,从改变反应物投料关系(加入过量硫酸钙或减小碳酸钠用量等)的定量角度,重新建立平衡,进一步检验过量物质是否存在、溶液pH是否改变等,进而说明反应(Ⅰ)平衡已经建立。本问实验设计为由方程式CaSO4(s)+C(aq)CaCO3(s)+S(aq)可知,假设正反应100%进行,n(CaSO4)=n(C)=0.100 mol·L-1×0.1 L=0.01 mol,质量为0.01 mol×136 g·mol-1=1.36 g,实验方案为将最少1.36 g硫酸钙加入100.0 mL 0.100 mol·L-1 Na2CO3溶液中,在25 ℃和搅拌条件下,利用pH计测得体系的pH,当pH不变时,加入Na2SO4固体,若pH变大,说明反应(Ⅰ)平衡已建立。 [迁移应用] 1.[对多个平行或对照实验的分析]某化学兴趣小组设计下列三组实验探究浓度、温度对化学反应速率的影响(表中两种溶液的浓度均为0.1 mol·L-1)。 实验 编号 反应 温度/℃ 液体体积/mL Na2S2O3溶液 稀硫酸 H2O ① T1 20 30 0 ② T1 V1 30 5 ③ T2 V2 30 0 若实验①②探究浓度对反应速率的影响,则V1=　　　。若V2=20,则实验①③探究的是  　(影响因素)对反应速率的影响。  2.[对物质的性质进行探究]氧化铜是一种黑色固体,可溶于稀硫酸。某同学想知道是稀硫酸中的哪种粒子 (H2O、H+、S)能使氧化铜溶解,请你和他一起通过如图Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ中三个实验完成这次探究活动。 (1)某同学提出的假设是H2O、H+、S中的某一种粒子能够使CuO溶解。通过实验Ⅰ可以证明 　。 (2)要证明另外两种粒子能否溶解氧化铜,还需要进行实验Ⅱ和Ⅲ,在Ⅱ中加入稀硫酸后氧化铜溶解,则进一步确认的实验操作是在Ⅲ中先加入　　　　　溶液,再加入　　　　　　。  (3)探究结果为　_____________________________________________________________________。  (4)资料显示: Cu2O是红色粉末,在酸性条件下发生反应: Cu2O+2H+Cu+Cu2++H2O。某同学提出: H2还原CuO所得的红色固体产物中可能含Cu2O。请你设计实验探究这位同学提出的假设: 　_____________________________________________________________________。  课下请完成课时跟踪检测(七十) 4 / 4 学科网（北京）股份有限公司 1111 $$