主题13 第三讲 探究类综合实验（学生讲义）-【新高考方案】2026年高考化学一轮总复习（江苏专版）

第三讲　探究类综合实验 　　探究实验以其创新、灵活的特点成为每年高考的热点题型,试题将元素化合物知识与化学实验知识巧妙地融合在一起,增加了题目的新颖度和难度,能充分考查学生的发散思维能力和分析问题的能力。实验探究过程中往往通过对化学实验进行比较甄别,从而揭示反应原理、解释产生某些现象的原因等。学生只有灵活运用已有元素化合物的知识,深刻理解化学基本理论,才能使复杂问题简单化。 题型突破(1)——物质性质探究类综合实验 1.探究物质性质的基本方法和程序 2.物质性质探究、验证实验的考查角度 热分解产物的性质探究、判断 ①难溶性碳酸盐氧化物+CO2 ②碳酸的酸式盐碳酸的正盐+CO2+H2O ③铵盐NH3+相应的酸(或酸性氧化物+H2O)(NH4NO3除外) ④硝酸盐金属(或金属氧化物、亚硝酸盐)+氮氧化物(NO或NO2)+O2 ⑤草酸晶体CO2+CO+H2O 物质氧化性、还原性的判断 如探究SO2具有还原性的方法是将气体通入酸性KMnO4溶液中,通过观察酸性KMnO4溶液是否褪色来说明; 如探究Fe3+的氧化性强于I2时,可利用FeCl3与淀粉⁃KI溶液反应,通过溶液变蓝色来说明Fe3+的氧化性强于I2 验证同周期、同主族元素性质的递变规律 一般通过设计比较元素金属性、非金属性强弱的实验来完成。如通过比较Mg、Al与同浓度盐酸反应产生H2的快慢来说明Mg、Al的活泼性顺序 电解质强弱的判断 如探究一元酸HA是弱酸的方法是常温下配制NaA溶液,测pH,若pH>7,则说明HA为弱酸 酸性强弱的判断 可通过强酸制弱酸、对应盐溶液的碱性、同浓度溶液导电能力或pH等方法来比较 钢铁发生电化学腐蚀的规律探究 可以通过控制钢铁是否与空气接触、所接触的电解质溶液的酸碱度、钢铁在腐蚀过程中体系内的气压变化等设计实验,找出规律 Ksp的大小比较(以AgCl、AgI为例) ①向少量的AgNO3溶液中滴加NaCl溶液至不再有白色沉淀生成,再向其中滴加KI溶液,产生黄色沉淀; ②向浓度均为0.1 mol·L-1的NaCl、NaI混合溶液中滴加0.1 mol·L-1 AgNO3溶液,先产生黄色沉淀 一元酸、 二元酸判断 可用NaOH溶液进行中和滴定测定消耗V(NaOH)来确定 　　[例1]　(2024·湖北卷)学习小组为探究Co2+、Co3+能否催化H2O2的分解及相关性质,室温下进行了实验Ⅰ~Ⅳ。 已知:[Co(H2O)6]2+为粉红色、[Co(H2O)6]3+为蓝色、[Co(CO3)2]2-为红色、[Co(CO3)3]3-为墨绿色。 回答下列问题: (1)配制1.00 mol·L-1的CoSO4溶液,需要用到下列仪器中的　　　　(填标号)。  实验Ⅰ 实验Ⅱ 实验Ⅲ 无明显变化 溶液变为红色,伴有气泡产生 溶液变为墨绿色,并持续产生能使带火星木条复燃的气体 (2)实验Ⅰ表明[Co(H2O)6]2+　　　　(填“能”或“不能”)催化H2O2的分解。实验Ⅱ中HC大大过量的原因是 　。  实验Ⅲ初步表明[Co(CO3)3]3-能催化H2O2的分解,写出H2O2在实验Ⅲ中所发生反应的离子方程式: 　、 　 。  (3)实验Ⅰ表明,反应2[Co(H2O)6]2++H2O2+2H+2[Co(H2O)6]3++2H2O难以正向进行,利用化学平衡移动原理分析Co3+、Co2+分别与C配位后,正向反应能够进行的原因 　。  实验Ⅳ (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　　　　　　　、　　　　　。  听课随笔: 　　 [对点训练] 1.实验小组同学为探究Fe2+的性质,进行如下实验。 [实验Ⅰ]　向2 mL 0.1 mol·L-1 FeSO4溶液中滴加几滴0.1 mol·L-1KSCN溶液,无明显现象,再滴加几滴3% H2O2溶液(用H2SO4酸化至pH=1),溶液颜色变红。 (1)甲同学通过上述实验分析Fe2+具有　　　　(填“氧化”或“还原”)性。  乙同学查阅资料发现Fe2+与SCN-也可发生反应,生成无色的配合物。为证实该性质,利用FeCO3进行如下实验。 (2)FeCO3的制备:用过量NH4HCO3溶液与FeSO4溶液反应得到FeCO3,离子方程式为 　。  [实验Ⅱ]　验证Fe2+与SCN-发生反应 (3)通过实验b排除了　　　　 　　　　的干扰。  (4)从沉淀溶解平衡角度解释实验a和b最终溶液颜色不同的原因是 　。  丙同学设计实验进一步证明Fe2+可与SCN-反应 [实验Ⅲ] (5)上述实验中,d为c的对照实验。 ①X为　　　　　　　　　　　　　。  ②实验能够证实Fe2+可与SCN-反应,则应观察到的现象是 　。  (6)实验Ⅲ中若未加适量水稀释,则无法通过现象得出结论。推测加水稀释的目的可能有:使后续实验颜色变化易于观察;降低c(Fe3+), 　。  题型突破(2)——探索化学反应类综合实验 　　[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-1Na2CO3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: 　。  听课随笔: |思维建模|解化学反应类实验的五步骤 　　[对点训练] 2.草酸(H2C2O4)又称为乙二酸,是一种二元中强酸,主要用作还原剂和漂白剂。将用硫酸酸化的0.2 mol·L-1 KMnO4 溶液与0.5 mol·L-1草酸溶液混合,发现开始一段时间反应速率较慢,溶液褪色不明显,半分钟后,反应速度加快,溶液快速褪色。 (1)已知酸性溶液中KMnO4的还原产物是Mn2+,H2C2O4的氧化产物是CO2。写出上述反应的化学方程式 。  (2)某研究小组欲对产生上述实验现象的影响因素进行探究。 ①提出合理假设。 假设1:草酸反应时先电离出C2,再与Mn反应,硫酸对草酸的电离起抑制作用; 假设2: 　; 假设3: 　。 ②结合上述假设,设计实验方案进行探究。请在下表中写出对应的实验方案。限选试剂:浓硫酸、MnSO4溶液、石蕊溶液、NaOH溶液、蒸馏水。 实验方案 预期现象与结论 方案1:　　  若反应速率减慢,则假设1成立 方案2:　　  若反应速率加快,则假设2成立 方案3:　　  若反应速率加快,则假设3成立 (3)草酸晶体的组成可用H2C2O4·xH2O表示。为了测定x的值,首先称取W g草酸晶体,配成100.00 mL水溶液。取25.00 mL所配制的草酸溶液,置于锥形瓶内,加入适量稀H2SO4后,用浓度为a mol·L-1的KMnO4溶液滴定。 ①滴定过程中高锰酸钾溶液应放在　　　　(填“酸式”或“碱式”)滴定管中。  ②若滴定时消耗V mL KMnO4溶液,则草酸溶液的物质的量浓度是　　　　mol·L-1。  ③x=　　　　(用含a、V、W的代数式表示)。  (4)已知20 ℃时H2C2O4·2H2O的溶解度是9.5 g。该温度下用H2C2O4·2H2O　　　　(填“能”或“不能”)配制1.0 mol·L-1草酸溶液(忽略溶解过程中溶液体积的变化)。  课下请完成课时跟踪检测(七十二) 1 / 7 学科网（北京）股份有限公司 $$