第56讲 探究型、定量型综合实验素养-【红对勾讲与练·讲义】2026年高考化学大一轮复习全新方案通用版

第十一章化学实验综合应用 讲 (5)该实验乙酸乙酯的产率为 (精确至 0.1%)。 ② (6)若改用C2H,8OH作为反应物进行反应，质 谱检测目标产物分子离子峰的质荷比数值应为 (精确至1)。 4.(2024·新课标卷)吡咯类化合物在导电聚合 物、化学传感器及药物制剂上有着广泛应用。 回答下列问题： 一种合成1-(4甲氧基苯基)-2,5二甲基吡咯 (1)量取己-2,5-二酮应使用的仪器为 (用吡咯X表示)的反应和方法如下： (填名称)。 (2)仪器①用铁夹固定在③上，③的名称是 ;仪器②的名称是 (3)“搅拌”的作用是 (4)“加热”方式为 己-2,5-二酮 4-甲氧基苯胺 吡咯X (5)使用的“脱色剂”是 实验装置如图所示，将100mmol己-2,5-二酮 (6)“趁热过滤”的目的是 (熔点：-5.5℃，密度：0.737g·cm8)与 ;用 洗涤白色固体。 100mmol4-甲氧基苯胺（熔点：57℃）放入① (7)若需进一步提纯产品，可采用的方法是 中，搅拌。待反应完成后，加入50%的乙醇溶 339 液，析出浅棕色固体。加热至65℃，至固体溶 解，加入脱色剂，回流20min,趁热过滤。滤液 温馨提示) 静置至室温，冰水浴冷却，有大量白色固体析 学习至此，请完成课时作业55 出。经过滤、洗涤、干燥得到产品。 第56讲 探究型、定量型综合实验 考试要求 1.能预测物质的性质和在一定条件下可能发生的化学变化，能评估某种解释或预测的合理性。2.掌握物质 组成或含量测定的一般方法。3.掌握探究型实验和定量分析实验的分析思路和方法。 考点一探究型综合实验 (2)物质性质的探究 必备知识整合 啤强基础 观察外观 酸碱性 1.探究实验的常见类型 物理性质 (1)物质组成的探究 稳定性 定性研究 的 化学性质 定性研究 元素组成 质 氧化性、还原性 物质的组成 定量研究 →分子构成 定性研究， 物质类别 半定量研究， … 混合物组成 2勾·讲与练·高三化学 (3)影响因素的探究 (2)向圆底烧瓶中逐滴滴入NaOH、NaNO2的 无关变量 空白实验：实验变量 反应变量 实 混合溶液至过量，在140℃下处理15~90min。 (对照组)↓ 对照验 ①盛装混合溶液的仪器为 设计实验：操纵实验 控制无关检测反应 分析结 ②下列加热方法中，最合适的为 (填字母)。 (实验组) 变量 变量 变量 论 A.水浴 B.油浴 C.酒精灯 2.探究验证实验的注意事项 (3)用乙装置收集产生的气体，请在装置中补全 (1)在离子检验、气体成分检验的过程中，要严 仪器。 格掌握检验的先后顺序，防止各成分检验过程 (4)试剂X可以为 中的相互干扰。 (5)探究甲装置中固体产物（无铁单质剩余） (2)若有水蒸气生成，先检验水蒸气，再检验其 成分。 他成分，如C和浓硫酸的反应，产物有SO2、 取少量洗涤后的固体产物于试管中，滴入足量 CO2和HO(g),通过实验可检验三种气体物质 的稀硫酸，实验中固体全部溶解，无气体生成。 的存在，但SO2、CO2都要通过溶液进行检验， 将生成的溶液分成两份，分装于a、b两支试 对检验HO(g)有干扰。 管中。 (3)对于需要进行转化才能检验的成分，如 ①向a试管中滴入酸性高锰酸钾溶液，溶液紫 CO的检验，要注意先检验CO中是否含有 红色褪去，说明a试管中含有 (填离子 CO2,如果有CO2,应先除去CO2再对C0实 符号)。 施转化，最后再检验转化产物CO2,如 ②不用硝酸溶解固体的原因为 340 HOOC-COOH 浓硫酸C0,个十C0↑十 H,O个中CO的检验。 ③向b试管中滴入 (填化学式)溶液， 溶液变为红色，说明b试管中含有 (填 口对点题组突破 啤提能力 离子符号)。 1.(2024·河北邢台五岳联盟模拟)钢铁表面发黑 (6)根据以上信息，推测圆底烧瓶中进行发黑实 (在钢铁表面形成一层致密的氧化物膜)可提高 验时可能发生反应的化学方程式： 其耐磨、耐腐蚀性能。某实验小组欲利用下列 装置进行发黑实验，并探究氧化物成分。 2.(2024·辽宁葫芦岛一模)某实验小组从电极反 NaoH、NaNO 一的混合溶液 应角度探究银镜反应中物质氧化性和还原性的 变化 资料：i.[Ag(NH)2]+一[Ag(NH)]+十 NH。 K1=10381; [Ag(NH3)]+=Ag++NH3K2=10-a24 已知：实验过程中产生了一种能使湿润的红色 i.AgOH不稳定，极易分解为黑色AgO, 石蕊试纸变蓝的气体。 Ag2O溶于氨水。 (1)实验开始前需将铁粉依次放入热的碳酸钠 (1)实验发现：乙醛和AgNO3溶液水浴加热无 溶液和饱和氯化铵溶液中进行处理，其目的分 明显现象；银氨溶液水浴加热无明显现象；滴加 别是 和 乙醛的银氨溶液水浴加热，试管壁逐渐出现一 层光亮的银镜。 第十一章化学实验综合应用 进 ①有研究表明：配制银氨溶液时，AgNO3和氨水反 续表 应生成Ag(NH)2NO,写出生成Ag(NH)2NO 实验 实验操作 实验现象 的化学方程式： 往盛有银氨溶液的试管中滴 加较浓的NaOH溶液至pH 试管壁立即出 ②从氧化还原角度分析：发生银镜反应时，氧化 与实验Ⅳ相同，振荡，溶液变 现银镜 性粒子可能是Ag+ 浑浊，加人3滴乙醛，振荡， 0 水浴加热 (2)甲同学查阅资料：银镜反应时，Ag+被还原 成Ag。 ①乙同学认为通过实验N能证明“随c(Ag+)降 ①电极反应式： 低，Ag+氧化性减弱”，你认为是否合理并说明 i.还原反应：Ag十e一AgV 原因： .氧化反应： (碱性条件下)。 ②从电极反应角度分析物质氧化性和还原性的 变化： ②分析实验V中“立即出现银镜的原因”，提出 i.随c(Ag+)降低，Ag+氧化性减弱。 假设：随c(OH)增大，可能是N也参与了还原 ⅱ.随c(OH)增大，乙醛还原性增强。 ③补充实验验证②中的分析。 Ag。经检验该假设成立，实验方案及现象是 e 饱和硝酸 A 钾溶液 341 惰性电极 惰性电极 硝酸银 乙醛和硝 溶液 酸钾溶液 (4)总结：ⅰ.银氨溶液和乙醛发生银镜反应时， 棉花 氧化剂主要是Ag,还原剂主要是乙醛；ⅱ.银 实验操作及现象： 氨溶液中滴加较浓的NaOH溶液能促进银镜反 实验I.插人“饱和KNO,溶液”盐桥，电流表指针 应的发生，此法不适用于检验醛基，请解释原因： 偏转； 实验Ⅱ.电流稳定后向右侧烧杯滴加NaOH溶液， 指针偏转幅度增大； 实验Ⅲ.电流再次稳定后向左侧烧杯滴加氨水，指 针偏转幅度减小 乙同学认为实验Ⅲ不能证明“随c(Ag+)降低， 思维建模 探究物质性质的基本方法和程序 Ag+氧化性减弱”，理由是 :运用分类的方 观察外观特征 法，根据物质 预测物 所属的类别或 (3)设计实验进一步验证。 质性质 利用有关反应 验证预测，并作出 !规律预测物质 新的预测 实验 实验操作 实验现象 !的性质 进行进一步的研究 闻到刺激性气 实验和 发现特殊现象提出新 往盛有银氨溶液的试管中滴 对实验现象进 观察 味，溶液略显灰 :行分析、综合、 问题 加浓氨水，无明显现象，加人 色，试管壁未见 推理，概括出 解释及 运用比较的方法，归纳 3滴乙醛，振荡，水浴加热 结论 结论 出物质的通性及特性 银镜 2勾·讲与练·高三化学 考点二定量型综合实验 在放出气体前后的质量减小值；另一种方法是 必备知识整合 啤强基础 称吸收装置前后的质量增大值。 1.定量实验数据的测定方法 对点题组突破 (1)沉淀法 啤提能力 先将某种成分转化为沉淀，然后称量纯净、干燥1.(2024·安徽滁州一模)某校化学兴趣小组研究 的沉淀的质量，再进行相关计算。 学校附近的空气质量，遇到了下列问题，请你帮 (2)测气体体积法 助他们。 对于产生气体的反应，可以通过测定气体体积的 (1)甲组同学设计了如图所示的实验装置，对悬 方法测定样品纯度。常见量气装置如下： 浮颗粒物、空气中SO,含量进行测定。A装置 的名称为 气体流速管 抽气泵 悬浮颗粒吸附器 50 mL 5x10-mol-L 」碘溶液（滴有2~3滴 淀粉溶液) (3)测气体质量法 A 将生成的气体通入足量的吸收剂中，通过称量 注：气体流速管是用来测量单位时间内通过气 342 实验前后吸收剂的质量，求得所吸收气体的质 体的体积的装置。 量，然后进行相关计算。 ①用上述装置定量测定空气中的SO,和可吸入 2.确定物质组成的注意事项 颗粒的含量，除测定气体流速（单位：cm3·min1) (1)测定实验中要有消除干扰气体的意识 和反应所需时间外还需要的数据是 如用惰性气体将干扰气体排出，或用溶液吸收 干扰气体等。 ②已知：碘单质微溶于水，KI可以增大碘在水 (2)测定实验中要有被测量气体全部被测量的 中的溶解度。请你协助甲组同学完成100mL 意识 5×104mol·L1碘溶液的配制： 如可采取反应结束后继续向装置中通入惰性气 a.将1000mL容量瓶置于水平台面上，加入蒸 体以使被测量气体全部被吸收剂吸收的方法。 馏水至距容量瓶刻度线1~2cm时，改用胶头 (3)测定实验中要有“数据”的采集处理意识 滴管逐滴滴加，直至液体凹液面最低处与刻度 ①称量固体质量时，中学一般用托盘天平，可估 线相平。 读到0.1g,精确度要求高的实验中可以用分析 b.用电子天平准确称取1.27g碘单质加入烧杯 天平或电子天平。 中，同时加入少量碘化钾固体，加水溶解后转入 ②测量液体体积时，一般实验中选用适当规格 1000mL容量瓶中。 的量筒，可估读到0.1mL,准确度要求高的定 c.从上一步所得溶液中取出10.00mL溶液倒 量实验如中和滴定中选用滴定管，可估读到 入100mL容量瓶中，加水至刻度线，摇匀。 0.01mL。 d.用少量蒸馏水洗涤烧杯和玻璃棒2~3次，并 ③气体除了量取外，还可以称量。称气体的质 将洗涤液转入1000mL容量瓶中。 量时一般有两种方法：一种方法是称反应装置 合理的步骤顺序是 第十一章化学实验综合应用 (2)乙组同学拟用如图简易装置测定空气中 (两个小组所用装置和药 的SO2含量： 品均无问题) 玻璃导管 橡胶管 单向阀 2.(2024·九省联考河南卷)某实验小组对一种染 双孔 料废水进行处理，获得NaSO4并测定废水的总 橡胶塞 500mL注射器 有机碳（总有机碳是指单位体积水样中溶解或 试管 山H 悬浮的有机物碳元素质量总和，是水体评价的 综合指标之一)。实验步骤如下： ①检查该装置的气密性时，先在试管中装入适 ①取100mL废水（假定有机成分只有萘磺酸 量的水（保证玻璃导管的下端浸没在水中）。 钠)，在35℃下加入等体积甲醇，充分混合后， 然后 冷却、过滤，得到固体A和滤液B。 ②经检测，固体A主要成分为Na2SO4,并含有 少量NaSO3和萘磺酸钠；滤液B含2.3g萘磺 (填写操作方法及实验现象)，则证明该装置的 气密性良好。 酸钠(CoH,O3NaS,M=230g·mol-1)。 ②测定指定地点空气中的SO2含量时，准确移 ③一定温度下，从滤液B中回收甲醇；再蒸发浓 取1.00mL5×104mol·L1碘溶液，注入如 缩析出萘磺酸钠，过滤，得滤液C,向滤液C中 图所示试管中。用适量的蒸馏水稀释后，再加 加入适量的NaC1O溶液去除少量的NH 2~3滴淀粉溶液，配制成溶液A。甲、乙两组同 和NH3。 ④按下图实验装置（部分装置略）对固体A进行 343 学分别使用如图所示相同的实验装置和溶液 A,在同一地点、同时推拉注射器的活塞，反复抽 处理，完全反应后Pt坩埚中固体为Na2SO4 ,活塞1 气，直到溶液的蓝色褪尽为止停止抽气，记录抽 固体ACuO N或O2+ 气次数如下（假设每次抽气500mL)。 P坩坂 分组 甲组 乙组 酸性 品红试剂a KMnO,溶液溶液 碱右灰 抽气次数 110 145 简化的操作过程：先检查装置气密性，再打开或 实验时长/min 6.5 4 关闭活塞1和活塞2，通人N2一段时间。再次 打开或关闭活塞1和活塞2，改为通入O2,点燃 我国环境空气质量标准对空气质量测定中SO 煤气灯，一定时间后，停止加热，继续通O2一段 的最高浓度限值如下表： 时间。 最高浓度限值/(mg·m3) 回答下列问题： ·级标准 二级标准 三级标准 (1)实验步骤①中加入甲醇的目的为 0.15 0.50 0.70 经老师和同学们分析，甲组测定结果更为准确 (2)实验步骤③中回收甲醇的操作名称是 则该地点的空气中SO2的含量为 ,去除NH?生成N2反应的离子方程式 mg·m3(保留两位有效数字)，属于 为 (填汉字)级标准。请你分析乙组实验结果产生 (3)通人N2的目的是 较大偏差的原因是 2勾·讲与练·高三化学 (4)酸性KMnO4溶液的作用是 思维建模 ,试剂a是 定量实验的解题流程 (5)改为通入O2前，需 (填字母)。 明确目 分析实 运用计 求解目 标量 验方法 算方法 B.打开活塞2 标量 A.打开活塞1 确定所求物 明确实验 根据实验 利用已知 C.关闭活塞1 D.关闭活塞2 质的量，如 方法，如 过程确定 物质的具 (6)反应后U形管（含试剂）增重0.44g,该废水 产率、纯度 滴定法、 物质的量浓 气体测量 用关系式 体的量进 总有机碳= mg·L1(用科学计数 度、结晶水 法、热重 法或守恒 行计算求 法表示)。 数目等 分析法等 法 解 ·高考真题演练 明考向 1.(2024·北京卷)某小组同学向pH=1的 ②实验Ⅱ、Ⅲ都有红褐色沉淀生成，用平衡移动 0.5mol·L1的FeCl3溶液中分别加入过量的 原理解释原因： Cu粉、Zn粉和Mg粉，探究溶液中氧化剂的粒 子及其还原产物。 (1)理论分析 ③对实验Ⅱ未检测到Fe单质进行分析及探究。 依据金属活动性顺序，Cu、Zn、Mg中可将Fe3+ i.a.甲认为实验Ⅱ中，当Fe3+、H+浓度较大 344 还原为Fe的金属是 时，即使Zn与Fe2+反应置换出少量Fe,Fe也 (2)实验验证 会被Fe3+、H+消耗。写出Fe与Fe+、Ht反应 实验 金属 操作、现象及产物 的离子方程式： 过量 段时间后，溶液逐渐变为蓝绿色， b.乙认为在pH为3~4的溶液中即便生成Fe Cu 固体中未检测到Fe单质 也会被H+消耗。设计实验： 段时间后有气泡产生，反应缓慢； pH逐渐增大，产生了大量红褐色沉 (填实验操作和现象)。证实了此条件下可忽略 过量 淀后，无气泡冒出，此时溶液pH为 Zn H+对Fe的消耗。 3~4,取出固体，固体中未检测到Fe c.丙认为产生的红褐色沉淀包裹在Zn粉上，阻 单质 碍了Zn与Fe+的反应。实验证实了Zn粉被 包裹。 有大量气泡产生，反应剧烈，pH逐 i.查阅资料：0.5mol·L1Fe3+开始沉淀的 渐增大，产生了大量红褐色沉淀后， 过量 持续产生大量气泡，当溶液pH为 pH约为1.2，完全沉淀的pH约为3。 Mg 3~4时，取出固体，固体中检测到Fe 结合a、b和c,重新做实验Ⅱ，当溶液pH为 单质 3~4时，不取出固体，向固一液混合物中持续 加入盐酸，控制pH<1.2, ①分别取实验I、Ⅱ、Ⅲ中的少量溶液，滴加 (填实验操 K[Fe(CN)s]溶液，证明都有Fe2+生成，依据 作和现象)，待pH为3~4时，取出固体，固体 的现象是 中检测到Fe单质。 第十一章化学实验综合应用 讲 (3)对比实验Ⅱ和Ⅲ，解释实验Ⅲ的固体中检测 到Fe单质的原因： 2.(2024·湖北卷节选)学习小组为探究C0+、 Co+能否催化H2O2的分解及相关性质，室温 实验W 下进行了实验IN。 慢慢加入 稀硫酸酸化 稍长时间放置 实验I 实验Ⅱ 实验Ⅲ 新制1mo1·L- 实验I所 CsiCo(CO)B 1mL 6mL 30% 1 mol-L-1 得溶液 HO, CoSO (3)实验V中，A到B溶液变为蓝色，并产生气 6 mL 16 mL 16 mL 体；B到C溶液变为粉红色，并产生气体。从A 1 mol-L-1 4 mol-L-1 4 mol-L-i Coso, CsHCO, CsHCO 到C所产生的气体的分子式分别为 溶液变为墨绿 3.(2024·山东卷节选)利用“燃烧一碘酸钾滴定 溶液变为红色，伴 色，并持续产生 无明显变化 法”测定钢铁中硫含量的实验装置如下图所示 有气泡产生 能使带火星木 (夹持装置略)。 条复燃的气体 345 已知：[Co(H,O)6]+为粉红色、[Co(H,O)6]3+ 玻璃棉 为蓝色、[Co(CO3)2]2为红色、[Co(CO3)3]3 气孔 为墨绿色。回答下列问题： 放大图 (1)实验I表明[Co(H2O)6]+ (填 实验过程如下： “能”或“不能”)催化H2O2的分解。实验Ⅱ中 ①加样，将amg样品加入管式炉内瓷舟中（瓷 HCO大大过量的原因是 舟两端带有气孔且有盖)，聚四氟乙烯活塞滴定 管G内预装c(KIO3):c(KI)略小于1：5的 KIO,碱性标准溶液，吸收管F内盛有盐酸酸化 实验Ⅲ初步表明[Co(CO3)3]3-能催化HO2的 的淀粉水溶液。向F内滴入适量KIO?碱性标 分解，写出H2O2在实验Ⅲ中所发生反应的离 准溶液，发生反应：KIO3+5KI十6HCI一一 子方程式： 3L十6KC+3H2O,使溶液显浅蓝色。 ②燃烧：按一定流速通人O2,一段时间后，加热 并使样品燃烧。 ③滴定：当F内溶液浅蓝色消退时（发生反 (2)实验I表明，反应2[Co(HO)6]++ 应：SO2+L2+2H2O—H2SO4十2HI),立即用 H2O2+2H+一2[Co(H2O)6]3++2H2O难以 KIO碱性标准溶液滴定至浅蓝色复现。 正向进行，利用化学平衡移动原理分析Co3+、 随SO2不断进入F,滴定过程中溶液颜色“消 Co+分别与CO号配位后，正向反应能够进行 退一变蓝”不断变换，直至终点。 的原因： 回答下列问题： 2勾·讲与练·高三化学 (1)装置B和C的作用是充分干燥O2,B中的 已称重的U形管c、d与石英管连接，检查 试剂为 。 装置F中通气管末端多孔玻 依次点燃煤气灯 ,进行 璃泡内置一密度小于水的磨砂浮子（见放大 实验。 图)，目的是 (2)O2的作用有 (2)该滴定实验达终点的现象是 滴定消耗0.0020mol·L1KIO,碱性标准溶 液VmL,样品中硫的质量分数是 (用 CuO的作用是 代数式表示)。 (举1例，用化学方程式表示)。 (3)若装置D中瓷舟未加盖，会因燃烧时产生粉 (3)c和d中的试剂分别是 尘而促进SO3的生成，粉尘在该过程中的作用 (填标号)。c和d中的试剂不可调换，理由是 是 ;若装置E冷却气体不充分，可能导 致测定结果偏大，原因是 A.CaCl2 B.NaCl C.碱石灰(CaO+NaOH)D.Na2SO3 若滴定过程中，有少量IO?不经12直接将SO2 (4)Pt坩埚中样品C,HO反应完全后，应进 氧化成H,SO4,测定结果会 (填“偏大” 行操作： “偏小”或“不变”)。 346 4.(2023·全国乙卷)元素分析是有机化合物的表 取下c和d管称重。 征手段之一。按如图实验装置（部分装置略）对 (5)若样品C,HO为0.0236g,实验结束后， 有机化合物进行C、H元素分析。 c管增重0.0108g,d管增重0.0352g。质谱 CHO. Cuo 测得该有机物的相对分子质量为118，其分子式 0→ P坩埚 为 石英管 温馨提示0 回答下列问题： 学习至此，请完成课时作业56 (1)将装有样品的Pt坩埚和CuO放入石英管 中，先 ,而后将为40mLX0,88g/mL≈0.45m0l,5.1mL乙酸酥的物质的 78 g/mol 量为5.1mlX1,08g/mL=0.054m0l,根据 102 g/mol AICI C-CH CHC-OC -CH CH COOH,可知苯是过量的，故理论上生成的苯乙酮为 0.054mol,质量为0.054mol×120g/mol=6.48g,故产率 为4.8g×100%≈74.1%. 6.48g 高考真题演练·明考向… 1.(1)圆底烧瓶(2)ECD(3)BC (4)液封(5)ABC 解析：(2)制备气体的装置包括发生装置、除杂装置、收集装 置和尾气处理装置，产生的气体先通过NaHS溶液除去酸性 气体杂质，然后进行干燥，由于不能骤冷，要逐步冷却，所以 B连E,E连C,C连D,D连F。(3)H2S是酸性气体，不可以 用碱性干噪剂，所以不可以用氢氧化钾和碱石灰，故选BC。 (4)装置G中汞的两个作用是①平衡气压；②液封。(5)H,S 有毒，该实验操作领在通风橱中进行，故A正确；气体不能骤 冷，装置D的主要作用是预冷却H,S,故B正确；加入的 MgCl2固体，可使MgCL2溶液保持饱和，有利于平稳持续产 生HS,故C正确：该实验产生的尾气不可用硝酸吸收，硝酸 的氧化性虽然可以把H,S氧化为硫单质，但是稀硝酸产生 的NO或者浓硝酸产生的NO2会污染空气，故D错误。 2.(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H,SO3反应生成MnSO,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SO,(或H,SO3) (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M+已沉淀完全 (5)D A E 解析：步骤Ⅱ中MnO,与H,SO3在低于10℃时反应生成 MnSO6,反应的化学方程式为MnO2十2H2SO3 MnS2O。十2H2O,步骤Ⅲ中滴加饱和Ba(OH)2溶液除去过 量的SO,(或H2SO),步骤V中滴入饱和Na2CO3溶液发生 反应MnS,O。+Na2 CO3 MnCO:￥+Na2S,Os,经过滤 得到Na,S,O溶液，步骤V中Na,S,O。溶液经蒸发浓缩、冷 却结晶、过滤、洗涤、千燥得到NaS2O。·2HO。(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H,SO3的浓度，同时为步 骤Ⅱ提供低温。(2)由于MnO2具有氧化性，SO2(或 H,SO,)具有还原性，步骤Ⅱ应分数次加入MnO2,防止过多 的MnO,与H,SO,反应生成MnSO,,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SO,(或HSO,),防 止后续反应中SO2(或H2SO3)与Na,CO,溶液反应，增加饱 和NCO,溶液的用量，并使产品中混有杂质。(4)步骤W 中生成MnCO,沉淀，判断Mn+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NCO,溶液，若不再产生 沉淀，说明M+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、千燥得到NaSO。·2HO,依次填入D、A、E。 3.(1)催化剂、吸水剂不产生有毒气体二氧化硫（合理即可） (2)吸收生成的水，使平衡正向移动，提高乙酸乙酯的产率 (3)AD (4)分液漏斗(5)73.5%(6)90 解析：(1)该实验可实现乙酸乙酯的绿色制备及反应过程可 视化，用浓硫酸时，浓硫酸的作用是作催化剂和吸水剂，所以 Na HSO,在反应中起催化剂和吸水剂的作用；浓硫酸还具有 强氧化性和脱水性，用浓硫酸在加热条件下反应时，可能发 2对勾·讲与练·高三化学 -57 生副反应，且浓硫酸的还原产物二氧化硫是有毒气体，所以 用其代替浓硫酸的优，点是副产物少，可绿色制备乙酸乙酯， 不产生有毒气体二氧化硫等。(2)变色硅胶吸水，除指示反 应进程外，还可吸收反应时生成的水，使平衡正向移动，提高 乙酸乙酯的产率。(3)若向反应液中直接加入变色硅胶，则 反应后需要过滤出硅胶，而使用小孔冷凝柱承载则无须分 离，A正确；反应的平衡常数只与温度有关，使用小孔冷凝柱 承载不能增大该反应平衡常数，B错误；小孔冷凝柱并没有 投入溶液中，不能起到沸石作用，不能防止暴沸，C错误；由 步骤Ⅱ可知，若向反应液中直接加入变色硅胶，则变色硅胶 由蓝色变为粉红色，会影响观察反应液由蓝色变为紫色，所 以使用小孔冷凝柱承载不影响甲基紫指示反应进程，D正 确。(4)用水洗涤有机相，然后用分液法分离有机物和水，需使 NaHSO 用分液漏斗。(5)由反应CH COOH十CH,CH2OH △ CH,COOC2H十H2O可知，100mmol乙酸与150mmol乙 醇反应时，理论上可获得的乙酸乙酯的质量为0.1molX 88gmol=8.8g,则该实验乙酸乙酯的产率为6.60gX98.0必× 8.8g 100%=73.5%。(6)若改用C2H1OH作为反应物进行反应，则 CH,COOH+CH CH,OH= NaHSO CH,COOC:H. △ H2O,生成的乙酸乙酯的摩尔质量为90g/mol,所以质谱检 测目标产物分子离子峰的质荷比数值应为90。 4.(1)量简（合理即可） (2)铁架台球形冷凝管 (3)使固液充分接触，加快反应速率 (4)水浴加热(5)活性炭 (6)除去不溶性杂质，防止产品结晶损失，提高产率50%的 乙醇溶液 (7)重结晶 解析：(1)己-2,5-二酮的摩尔质量为114g·mol,根据题 中所给数据可知，所需己-2,5-二酮的体积为 100×10-3mol×114g·mol -≈15.5cm3=15.5mL,根据 0.737g·cm 实际体积选用对应规格的量筒。(2)仪器③为铁架台：仪器 ②用于冷凝回流，为球形冷凝管。(3)己-2,5-二酮的熔点 为一5.5℃，常温下为液体，4-甲氧基苯胺的熔点为57℃，常 温下为固体，搅拌可使固液反应物充分接触，加快反应速率。 (4)由题给信息“加热至65℃”可知，应用水浴加热，这样便 于控制温度，且受热更均匀。(5)“脱色剂”的作用是吸附反 应过程中产生的有色物质，结合题中信息，加入脱色剂后回 流，趁热过滤，保留滤液，即脱色剂为不溶于水和乙醇等溶剂 的固体，所以可以选用活性炭作脱色剂。(6)由题给信息可 知，产品吡咯X为白色固体，加热至65℃可溶解在50%的 乙醇溶液中，所以需趁热过滤，使产品尽可能多地进入滤液， 防止产品结晶损失，提高产率；由加入50%的乙醇溶液，析出 浅棕色固体（即含杂质的产品）可知，常温下产品不溶于50% 的乙醇溶液，所以为减少溶解损失，洗涤时可用50%的乙醇 溶液。(7)由产品的分离提纯过程可知，若需进一步提纯，可 采用的方法为重结晶。 第56讲探究型、定量型综合实验 考点一 探究型综合实验 对点题组突破·提能力 1.(1)处理铁粉表面的油脂 处理铁粉表面的铁锈 (2)①分液漏斗②B(3》 (4)稀硫酸（或H,O等合理答案） (5)①Fe+②硝酸具有强氧化性，会把固体中的Fe2+氧化 为Fe3+ ③KSCN Fe3+ (6)9Fe4NaNO,-8H,O= 40℃3Fe,O,十4NH,◆+4aOH 解析：(1)热的碳酸钠溶液水解显碱性，可以除去油脂，饱和 氯化铵溶液水解显酸性，可以除去铁锈。(2)①盛装混合溶 液的仪器为分液漏斗。②由于温度高于100℃，不能选择水 浴加热，酒精灯加热温度不易控制，故最合适的加热方法为 油浴，故选B。(3)实验过程中产生了一种能使湿润的红色 石蕊试纸变蓝的气体，为氨气，其密度小于空气，采用向下排 空气法收集气体，装置见答案。(5)①亚铁离子具有还原性， 可以被酸性高锰酸钾溶液氧化，使溶液紫红色褪去，则说明 试管中含有F+。②不用硝酸溶解固体的原因为硝酸具有 强氧化性，会把固体中的Fe2+氧化为Fe3+。③铁离子遇到 硫氛化钾溶液变红，故向b试管中滴入KSCN溶液，溶液变 为红色，说明b试管中含有Fe3+。(6)根据以上信息，反应后 的固体可以生成亚铁离子、铁离子，还生成氨气，推测圆底烧 瓶中进行发黑实验时可能发生反应的化学方程式：9Fe十 4NaNO2+8H:O140 C-3Fe O:+4NH,+4NaOH. 2.(1)①AgNO3+2NH2·H2O-Ag(NH)2NO+2H,O ②[Ag(NH)2]+、[Ag(NH:)] (2)OCH,CHO-2e+30H-CH,COO+2H,O ③可能是硝酸银溶液中的NO?或O,等粒子做氧化剂，其 氧化性随酸性减弱而减弱 (3)①合理，[Ag(NH)]+一Ag+NH,c(NH)增大，平 衡逆向移动，c(Ag)降低，Ag氧化性减弱，未发生银镜反 应（或不合理，灰色浑浊中可能有Ag,Ag得电子未在试管 壁析出，所以无法判断) ②不加乙醛重复实验V中的操作，试管壁出现银镜（或将氨 通入含NaOH的潮湿Ag2O固体中，水浴加热后出现银镜) (4)在氢氧化钠存在下，N也能还原Ag,不一定是醛基还 原Ag 解析：(1)①配制银氨溶液时，AgNO3和氨水反应生成 Ag(NH)2NO3,化学方程式为AgNO3十2NH3·H2O Ag(NH3)2NO3十2H2O。②根据已知信息可知，在银氨溶 液中存在的粒子有[Ag(NH)2]+、[Ag(NH)]+、Ag。 (2)①在碱性条件下，CH,CHO被氧化成CH,COO,电极 反应式为CH,CHO-2e+3OH=CH COO-+2H,O。 ③AgNO属于强酸弱碱盐，其水溶液呈酸性，AgNO,溶液 中的NO以及溶解的O,等粒子也具有氧化性，也可能作 为氧化剂将乙醛氧化，实验Ⅲ中向左侧烧杯中滴加氨水，随 着溶液酸性的减弱，这些粒子的氧化性也会减弱，从而使得指针 的偏转幅度减小，不能证明“随c(Ag)降低，Ag氧化性减弱”。 (3)①由于溶液中存在平衡：[Ag(NH)]+一Ag十NH,实 验V向银氨溶液中滴加浓氨水，c(NH,)增大，上述平衡逆向 移动，c(Ag)降低，Ag氧化性减弱，故未发生银镜反应：但 实验Ⅳ的现象中溶液略显灰色，该灰色浑浊中可能有Ag, Ag得电子未在试管壁析出，故无法判断。②分析实验V中 “立即出现银镜的原因”，提出假设：随c(OH)增大，可能是 N也参与了还原Ag,要检验该假设成立，可采用对比实验， 实验方案及现象为不加乙醛重复实验V中的操作，试管壁出 现银镜或将氨通入含NaOH的潮湿Ag2O固体（结合题给资 料川)中，水浴加热后出现银镜。(4)银氨溶液中滴加较浓的 NaOH溶液能促进银镜反应的发生，此法不适用于检验醛 基，原因是在氢氧化钠存在下，N也能还原Ag,不一定是醛 基还原Ag。 考点二定量型综合实验 对点题组突破·提能力… 1.(1)洗气瓶①悬浮颗粒吸附器吸收前、吸收后的质量 ②bdac (2)①向外轻轻拉动注射器的活塞，浸没在水中的玻璃导管 口有气泡冒出②0.58三抽气速度过快，二氧化硫没有 充分被吸收 -57 解析：(1)①除测定气体流速（单位：cm·min1)和溶液蓝 色恰好褪去所需的时间外，还要测量可吸入颗粒的质量，可 用悬浮颗粒吸附器来吸收，悬浮颗粒吸附器前后质量之差即 为可吸入颗粒的质量。②根据溶液配制的基本步骤可知，合 理的步骤顺序是bdac。(2)①根据题干装置图，检查该装置 的气密性时，先在试管中装入适量的水（保证玻璃导管的下 端浸没在水中)，然后向外轻轻拉动注射器的活塞，将会看到 浸没在水中的玻璃导管口有气泡冒出，则证明该装置的气密 性良好。②根据表格数据，甲组抽气110次，通过的气体总 体积为500mLX110=55000mL=55L,二氧化硫用碘溶 液来吸收，反应的化学方程式为SO2十I2十2HO一2HI十 H2SO1,则含有的二氧化硫的物质的量为1.00×103LX 5×104mol·L1=5×101mol,则该地点的空气中S02 的含量为5X107m0olX64g/m0≈5.8X104g·m 0.055m 0.58mg·m3,属于三级标准；乙组实验时抽气145次用时 4min,产生较大偏差的原因可能是抽气速度过快，二氧化硫 没有充分被吸收。 2.(1)使有机物充分溶解和减小NaSO,等无机物在水中的溶 解度，便于析出 (2)蒸馏2NH十3C1O—3C1+N2+3H,O (3)排除装置中的空气，防止其影响废水中总有机碳含量的 测定 (4)除去CO2中的SO2浓硫酸 (5)BC(6)1.32×10 解析：向100L废水中加入等体积的甲醇，使有机物充分溶 解和减小Na2SO,等无机物在水中的溶解度，便于析出，冷 却过滤后得到滤液B和固体A,用蒸馏的方法从滤液B中分 离出甲醇后，再蒸发浓缩析出萘磺酸钠，过滤，得滤液C,向 滤液C中加入适量的NaClO溶液去除少量的NH和 NH?,步骤④为对固体A进行处理，完全反应后Pt坩埚中固 体为Na2SO1,先关闭活塞2，打开活塞1，通入一段时间的 N2,以排除装置中的空气防止其影响废水中总有机碳含量的 测定，然后再关闭活塞1，打开活塞2，通入O2,点燃煤气灯 一定时间后，停止加热，继续通O2至固体A冷却，固体A中 Na2 SO?转化为Na2 SO1,有机物燃烧，未完全燃烧产生的 CO被CO继续氧化，酸性高锰酸钾溶液除去CO2中 的SO2,品红溶液检验SO,是否除千净，试剂a为浓硫酸，可 以干燥CO,和防止空气中的CO2和水蒸气进入U形管，影 响实验结果。(2)由于CHOH易挥发，实验步骤③中回收 甲醇的操作名称是蒸馏，去除NH,生成N2的反应即NH 和NaClO反应生成N2、NaCl和H2O,根据氧化还原反应配 平可得，该反应的离子方程式为2NH,十3C1O一3C1十 N2十3HO。(5)改为通入O2前，需关闭活塞1，打开活塞 2,故答案为BC。(6)反应后U形管（含试剂）增重0.44g,即 固体A与O2反应放出的CO2的质量为0.44g,即固体A 12 中含有的C的质量为0.44gX44 =0.12g,由题千信息可 知，滤液B含2.3g萘磺酸钠，该有机物中含有C的质量为 2.3g 230g/ma×10X12g/mol=1,2g,故该废水总有机碳= (0.12g+1.2g)×1000mg/8=1.32×10mg·L1。 0.1L …高考真题演练·明考向… 1.(1)Mg、Zn (2)①产生蓝色沉淀②Fe水解方程式为Fe+十3H,O 一Fe(OH):十3H,加入的Mg或Zn会消耗H,促进 Fe+水解平衡正向移动，使其转化为Fe(OH),沉淀 ③i.a.2Fe3++Fe-3Fe2+,2H++Fe—Fe+十H2↑ b.向pH为3~4的稀盐酸中加铁粉，一段时间后取出少量 溶液，滴加K,[Fe(CN)。]溶液，不产生蓝色沉淀i.加入几 滴KSCN溶液，待溶液红色消失后，停止加入盐酸 参考答案‘☑。 (3)加入镁粉后产生大量气泡，使镁粉不容易被Fe(OH)3沉 淀包裹 解析：(1)在金属活动性顺序中，Mg、Zn排在Fe之前，Cu排 在Fe之后，因此Mg、Zn可将Fe+还原为Fe。(2)①Fe+与 K[Fe(CN)6]反应生成蓝色沉淀。②Fe3+水解方程式为 Fe++3H,O-一Fe(OH),十+3H,加入的Mg或Zn会消耗 H+,促进Fe+水解平衡正向移动，使其转化为Fe(OH)3沉 淀。③i.aFe与Fe+、H反应的离子方程式为2Fe+十Fe —3Fe2+、2H十Fe—Fe+十H↑。b.要证实在pH为 3~4的溶液中可忽略H对Fe的消耗，可向pH为3~4的稀 盐酸中加铁粉，一段时间后取出少量溶液，滴加K,[Fe(CN)6] 溶液，不产生蓝色沉淀，即说明此条件下F未与H+反应生 成Fe+。i.结合a,b和c可知，实验Ⅱ未检测到Fe单质的 原因可能是Fe3+的干扰以及Fe(OH)?沉淀对锌粉的包襄， 因此可控制反应条件，在未生成Fe(OH)?沉淀时将Fe3+还 原，即可排除两个干扰因素，具体操作为重新做实验Ⅱ，当溶 液H为34时，不取出固体，向固一液混合物中持续加入 盐酸，控制pH<1.2,加入几滴KSCN溶液，待溶液红色消失 后，停止加入盐酸，待H为3~4时，取出固体，固体中检测 到Fe单质。(3)对比实验Ⅱ和Ⅲ，加入镁粉后产生大量气 泡，使镁粉不容易被Fe(OH)3沉淀包裹，实验Ⅲ的固体中检 测到Fe单质。 2.(1)不能提供过量的碳酸氢根离子，通过平衡移动促进水 合钴离子转化为碳酸合钴离子，同时防止碳酸钴生成 2Co2++10HCO3+H2O2=2[Co(CO3)3]3-+6H2O+ 4CO,个2H2O2 [co(c0)]-2H,0+0.◆ (2)Co+与CO配位，H浓度增大，平衡正向移动，Co+与 CO?配位，[Co(HO)]+浓度减小，平衡正向移动 (3)CO202 解析：(1)CoSO,溶液中存在大量的[C0(H2O)]+,向其中 加入30%的H2O2后无明显变化，因此，实验I表明 [Co(H2O):]+不能催化H2O2的分解。实验Ⅱ中发生反应 的离子方程式为4HCO?十C02+=一[C0(C0,)2]2-+ 2CO,◆十2H2O,大大过量的原因是提供过量的碳酸氢根离 子，通过平衡移动促进水合钻离子转化为碳酸合钻离子，同 时防止碳酸钻生成。实验Ⅲ的实验现象表明在H2O2的作 用下Co+能与HCO:反应生成[Co(CO,)]3-,然后 [Co(CO3)3]能催化H2O2的分解，因此，H2O2在实验Ⅲ 中所发生反应的离子方程式为2C0+十10HC0?十HO2 [Co(C03)3] 2[C0(CO3)3]3-+6H2O+4CO2↑、2H2O2 2HO十O↑。(2)Co+与CO配位，H浓度增大，平衡正向 移动，C03+与CO配位，[Co(H,O)]3+浓度减小，平衡正 向移动。(3)实验下中，A到B溶液变为蓝色，并产生气体， 说明发生了反应[Co(CO3)3]-+6H++3H2O [Co(HO)]3+十3CO2◆；B到C溶液变为粉红色，并产生 气体，说明发生了反应4[C0(H,O)6]3+十2H2O一 4[Co(H2O)]+十O2↑+4H+,因此从A到C所产生的气 体的分子式分别为CO2和O2。 3.(1)浓硫酸防止倒吸 (2)当加入最后半滴KIO3碱性标准溶液后，溶液由无色突 变为蓝色且30s内不变色19.20Y% (3)催化通入F的气体温度过高，导致部分I2升华，从而 消耗更多的KIO,碱性标准溶液不变 解析：(1)装置B和C的作用是充分干噪O2,浓硫酸具有吸水 性，常用于干燥某些气体，因此B中的试剂为浓硫酸。装置F 中通气管末端多孔玻璃泡内置一密度小于水的磨砂浮子，其 目的是防止倒吸，因为磨砂浮子的密度小于水，若球泡内水面 上升，磨砂浮子也随之上升，磨砂浮子可以作为一个磨砂玻璃 塞将导气管的出气口堵上，从而防止倒吸。(2)该滴定实验是 利用过量的半滴标准溶液来指示滴定终点的，因此，该滴定实 2对勾·讲与练·高三化学 -57 验达终，点的现象是当加入最后半滴KIO。碱性标准溶液后，溶 液由无色突变为蓝色且30$内不变色：由硫元素守恒及 SO,+I2+2H2 O-H2 SO+2HI,KIO+5KI+6HCI- 3L2十6KC十3H2O,可得关系式3S3SO23I2~KIO,若滴 定消耗KIO,碱性标准溶液VmL,则n(KIO3)=VX103LX 0.0020mol·L1=2.000X106Vmol,n(S)=3n(KI0,)= 3×2.000×10-6Vmol=6.000×10Vmol,样品中硫的质量 分教是6.00X10 V molx32gmal×100%=19.20y%。 ax10 g (3)若装置D中瓷舟未加盖，燃烧时产生粉尘中含有铁的氧 化物，铁的氧化物能催化SO2的氧化反应从而促进SO3的 生成，因此，粉尘在该过程中的作用是催化；若装置E冷却气 体不充分，则通入F的气体温度过高，可能导致部分I2升 华，这样就要消耗更多KIO碱性标准溶液，从而可能导致 测定结果偏大；若滴定过程中，有少量O不经2直接 将SO2氧化成H,SO1,从电子转移守恒的角度分析，IO3得 到6e被还原为I,仍能得到关系式3S~3SO2KIO3,测 定结果不变。 4.(1)通入O2排除石英管中的空气装置气密性b、a (2)排除装置中的空气，氧化有机物，将生成的CO2和H2O 赶人c和d装置中使其被完全吸收C0+CuO高温 =Cu+ C02 (3)AC碱石灰可以同时吸收水蒸气和二氧化碳 (4)先熄灭煤气灯，继续通入一定量O2,然后熄灭煤气灯 b,待装置冷却后停止通入O, (5)C HO 解析：利用题图所示的装置测定有机物中C、H两种元素的 含量，将样品装入Pt坩埚中，后面放置CuO,称量两U形管 的增重，计算有机物中C、H两种元素的含量，结合其他技术 手段，从而得到有机物的分子式。(1)实验前，应先通入O2 排除石英管中的空气，防止石英管中空气中含有的CO2和 水蒸气对实验产生干扰，而后将U形管c、d与石英管连接， 检查装置气密性，随后先，点燃b处煤气灯，后，点燃a处煤气 灯，保证当a处发生反应时产生的CO能被CuO氧化生成 CO2。(2)通入O2可排除装置中的空气，同时作为反应物氧 化有机物使其生成CO2和H,O,还可以将生成的CO,和 HO赶入c和d装置中使其被完全吸收。有机物燃烧不充 分时会生成CO,而CuO可将CO氧化为CO2,从而使有机 物中的碳元素完全被氧化；CuO的作用是氧化a处产生的 C0,使C0转化为C0,反应的化学方程式为C0+Cu0高温 Cu十CO2。(3)有机物燃烧后生成的CO2和H2O分别用碱 石灰和无水CaCl2吸收，其中c管中装有无水CaCl2,d管中 装有碱石灰，二者不可调换，因为碱石灰能同时吸收水蒸气 和二氧化碳，若调换会影响最后分子式的确定。(4)样品反 应完全后，先熄灭煤气灯，继续通入一定量的氧气，然后再 熄灭煤气灯b,待装置冷却后停止通入。，，保证石英管中的 气体产物完全吹入两U形管中。(5)c管装有无水CaCl2,用 来吸收生成的水蒸气，则增重量为水蒸气的质量，由此可以得到 有机物中n(D=2Xm(H,0-2X00108g=0.012m0l, M(H,O) 18g·mol d管装有碱石灰，用来吸收生成的CO2,则增重量为CO2的 .m(CO2) 质量，由此可以得到有机物中n(C)=MC0,) 44gm0l户=0.0008mol:有机物中氧元素的质量为 0.0352g_ m(O)=0.0236g-0.0012mol×1g·mol1-0.0008molX m(0)_0.0128g 12g·mol1=0.0128g,n(0)=M0=16g·mol 0.0008mol;该有机物中C、H、O三种元素的原子个数比等于 物质的量之比为0.0008mol:0.0012mol:0.0008mol= 2:3:2:质谱测得该有机物的相对分子质量为118，则其化 学式为C4HO4。