第75講以物質(zhì)為主的探究類綜合實(shí)驗(yàn)2024高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)高頻考點(diǎn)精講精練1.能根據(jù)不同情景、不同類型實(shí)驗(yàn)特點(diǎn)評價(jià)或設(shè)計(jì)解決問題的簡單方案。2.建立解答探究類綜合實(shí)驗(yàn)的思維模型。復(fù)習(xí)目標(biāo)物質(zhì)性質(zhì)的探究考點(diǎn)一必備知識1.物質(zhì)性質(zhì)探究類實(shí)驗(yàn)的類型(1)根據(jù)物質(zhì)性質(zhì)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案(2)根據(jù)物質(zhì)的結(jié)構(gòu)(或官能團(tuán))設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案專項(xiàng)突破2.探究實(shí)驗(yàn)中常見操作及原因操作目的或原因沉淀水洗除去××(可溶于水)雜質(zhì)沉淀用乙醇洗滌a.減小固體的溶解度；b.除去固體表面吸附的雜質(zhì)；c.乙醇揮發(fā)帶走水分，使固體快速干燥冷凝回流防止××蒸氣逸出脫離反應(yīng)體系；提高××物質(zhì)的轉(zhuǎn)化率控制溶液pH防止××離子水解；防止××離子沉淀；確?！痢岭x子沉淀完全；防止××溶解等“趁熱過濾”后，有時(shí)先向?yàn)V液中加入少量水，加熱至沸騰，然后再“冷卻結(jié)晶”稀釋溶液，防止降溫過程中雜質(zhì)析出，提高產(chǎn)品的純度加過量A試劑使B物質(zhì)反應(yīng)完全(或提高B物質(zhì)的轉(zhuǎn)化率等)溫度不高于××℃溫度過高××物質(zhì)分解(如H2O2、濃硝酸、NH4HCO3等)或××物質(zhì)揮發(fā)(如濃硝酸、濃鹽酸)或××物質(zhì)氧化(如Na2SO3等)或促進(jìn)××物質(zhì)水解(如AlCl3等)減壓蒸餾(減壓蒸發(fā))減小壓強(qiáng)，使液體沸點(diǎn)降低，防止××物質(zhì)受熱分解(如H2O2、濃硝酸、NH4HCO3等)蒸發(fā)、反應(yīng)時(shí)的氣體氛圍抑制××離子的水解(如加熱蒸發(fā)AlCl3溶液時(shí)需在HCl氣流中進(jìn)行，加熱MgCl2·6H2O制MgCl2時(shí)需在HCl氣流中進(jìn)行等)配制某溶液前先煮沸水除去溶解在水中的氧氣，防止××物質(zhì)被氧化反應(yīng)容器中用玻璃管和大氣相通指示容器中壓強(qiáng)大小，避免反應(yīng)容器中壓強(qiáng)過大1.某小組用如圖所示裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)(夾持儀器和A中加熱裝置已略)，以驗(yàn)證Fe3＋、Cl2、SO2氧化性的強(qiáng)弱。根據(jù)題目要求回答下列問題：(1)檢查裝置氣密性后，關(guān)閉K1、K3、K4，打開K2，旋開旋塞a，加熱A，則B中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為___________________________。(2)B中溶液變黃時(shí)，停止加熱A，關(guān)閉K2。打開旋塞b，使約2mL的溶液流入試管D中，關(guān)閉旋塞b，檢驗(yàn)B中生成離子的方法是_______________________________________________。Cl2＋2Fe2＋===2Fe3＋＋2Cl－向試管D中滴加KSCN溶液，試管D中溶液變紅色(3)若要繼續(xù)證明Fe3＋和SO2氧化性的強(qiáng)弱，需要進(jìn)行的操作是______________________________________________________________________________________________________________________________。打開K3，打開旋塞c，向C中加入70%硫酸，一段時(shí)間后關(guān)閉K3。更換試管D，打開旋塞b，使少量溶液流入D中，檢驗(yàn)D溶液中的

和Fe2＋

過程(2)B中溶液含有的離子過程(3)B中溶液含有的離子甲既有Fe3＋又有Fe2＋

乙有Fe3＋無Fe2＋

丙有Fe3＋無Fe2＋有Fe2＋(4)甲、乙、丙三位同學(xué)分別完成了上述實(shí)驗(yàn)，結(jié)論如表所示，他們的檢測結(jié)果一定能夠證明氧化性強(qiáng)弱順序：Cl2>Fe3＋>SO2的是________(填“甲”“乙”或“丙”)。甲、丙(5)驗(yàn)證結(jié)束后，將D換成盛有NaOH溶液的燒杯，打開K1、K2、K3和K4，關(guān)閉旋塞a、c，打開旋塞b，從兩端鼓入N2，這樣做的目的是____________________________________________________。除去A和C中分別產(chǎn)生的氯氣和二氧化硫，防止污染大氣A中二氧化錳和濃鹽酸在加熱條件下反應(yīng)制取氯氣，C中亞硫酸鈉與70%硫酸反應(yīng)生成二氧化硫，通過控制止水夾可以實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)探究：將氯氣通入B中可以驗(yàn)證Fe3＋、Cl2的氧化性；將氯氣通入C中可以驗(yàn)證Cl2、SO2的氧化性，將二氧化硫通入B中可以驗(yàn)證Fe3＋、SO2的氧化性。解析2.某研究性學(xué)習(xí)小組通過下列實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證AgI沉淀的生成會使I2的氧化能力增強(qiáng)，可將Fe2＋氧化。回答下列問題：(1)由AgNO3固體配制0.1mol·L－1的AgNO3溶液50mL，下列儀器中不需要使用的有___________________(填名稱)，配制好的溶液應(yīng)轉(zhuǎn)移到____________(填試劑瓶的名稱)中保存。蒸餾燒瓶、分液漏斗棕色細(xì)口瓶(2)步驟1的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是___________；步驟2無明顯現(xiàn)象；步驟3最終的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是溶液中生成黃色沉淀，______________。由此可知，步驟3反應(yīng)的離子方程式為__________________________________。溶液變藍(lán)溶液藍(lán)色褪去I2＋2Fe2＋＋2Ag＋===2AgI↓＋2Fe3＋(3)為了確證AgI的生成使I2的氧化能力增強(qiáng)而將Fe2＋氧化，學(xué)習(xí)小組在上述實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上進(jìn)行補(bǔ)充實(shí)驗(yàn)：分別取少量的_______________和步驟3試管中的上層清液于試管a和試管b中，向兩支試管中加入過量的___________，觀察到的現(xiàn)象為________________________________________________________________________________________________________________。步驟2中的溶液NaOH溶液試管a中藍(lán)色褪去、先出現(xiàn)白色沉淀、迅速變成灰綠色最后變成紅褐色，試管b中有白色沉淀(轉(zhuǎn)變?yōu)楹稚恋?和紅褐色沉淀由于步驟2的溶液中有亞鐵離子而沒有鐵離子，要確證AgI的生成使I2的氧化能力增強(qiáng)而將Fe2＋氧化，只要證明步驟3的溶液中存在氧化產(chǎn)物鐵離子即可，由實(shí)驗(yàn)知，步驟2溶液中有碘與淀粉混合液和亞鐵離子，步驟3中加入了過量的硝酸銀溶液，則上層清液中銀離子與鐵離子共存。解析反應(yīng)產(chǎn)物、反應(yīng)機(jī)理的探究考點(diǎn)二1.解答產(chǎn)物確定題的思路分析由性質(zhì)確定反應(yīng)產(chǎn)物是解此類題目的根本思路，而題目中所涉及的物質(zhì)，一般分為兩類。第一類常見的熟悉物質(zhì)要注意物質(zhì)的特殊性質(zhì)，比如顏色、狀態(tài)、氣味、溶解性等物理性質(zhì)，或能與哪些物質(zhì)反應(yīng)生成特殊的沉淀、氣體等化學(xué)性質(zhì)第二類能類比遷移的陌生物質(zhì)雖然平時(shí)接觸不多，但其某種組成成分、結(jié)構(gòu)成分(如離子、原子團(tuán)、官能團(tuán)等)必然學(xué)過，則可以考慮與其結(jié)構(gòu)相似的物質(zhì)的性質(zhì)，進(jìn)而推斷其具體組成必備知識2.尋求反應(yīng)機(jī)理類探究性實(shí)驗(yàn)解題流程3.文字表述題的各種答題規(guī)范(1)沉淀洗滌是否完全的檢驗(yàn)答題模板取少許最后一次洗滌液，滴入少量……溶液(試劑)，若……(現(xiàn)象)，表示已經(jīng)洗滌完全。解答此類題目要注意四個(gè)得分點(diǎn)：取樣＋試劑＋現(xiàn)象＋結(jié)論。取樣要取“少許最后一次”洗滌液試劑選擇合理的試劑現(xiàn)象須有明顯的現(xiàn)象描述結(jié)論根據(jù)現(xiàn)象得出結(jié)論(2)實(shí)驗(yàn)操作的原因、目的、作用的答題要點(diǎn)答題要素明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康模鹤鍪裁疵鞔_操作目的：為什么這樣做明確結(jié)論：這樣做會有什么結(jié)果？理由是什么得分點(diǎn)及關(guān)鍵詞操作：怎么“做”，為什么這樣“做”作用：須有明確的結(jié)論、判斷、理由(3)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的準(zhǔn)確、全面描述答題要素現(xiàn)象描述要全面：看到的、聽到的、觸摸到的、聞到的現(xiàn)象描述要準(zhǔn)確：如A試管中……B處有……按“現(xiàn)象＋結(jié)論”格式描述，忌現(xiàn)象結(jié)論不分、由理論推現(xiàn)象、指出具體生成物的名稱得分點(diǎn)及關(guān)鍵詞溶液中：顏色由……變成……，液面上升或下降(形成液面差)，溶液變渾濁，生成(產(chǎn)生)……沉淀，溶液發(fā)生倒吸，產(chǎn)生大量氣泡(或有氣體從溶液中逸出)，有液體溢出等固體：表面產(chǎn)生大量氣泡，逐漸溶解，體積逐漸變小，顏色由……變成……等氣體：生成……色(味)氣體，氣體由……色變成……色，先變……后……(加深、變淺、褪色)等(4)試劑的作用的答題模板答題要素試劑的作用是什么？要達(dá)到的目的是什么得分點(diǎn)及關(guān)鍵詞作用類：“除去”“防止”“抑制”“使……”等，回答要準(zhǔn)確作用—目的類：“作用”是“……”，“目的”是“……”，回答要準(zhǔn)確全面1.某實(shí)驗(yàn)小組利用如圖裝置(部分固定裝置略)進(jìn)行氮?dú)馀c鈣的反應(yīng)，并探究其產(chǎn)物的性質(zhì)及化學(xué)式。請回答下列問題。(1)儀器B的名稱是_________，B中固體物質(zhì)為__________________________________________。(2)反應(yīng)過程中導(dǎo)管末端必須插入試管C的水中，目的是________(填字母)。A.吸收反應(yīng)剩余的氮?dú)釨.控制通入氣體的流速C.防止空氣中的氧氣倒流進(jìn)入反應(yīng)裝置，干擾反應(yīng)干燥管堿石灰(或無水氯化鈣，其他合理答案均可)BC專項(xiàng)突破(3)將下列操作步驟補(bǔ)充完整：①打開活塞K并通入N2；②點(diǎn)燃酒精燈，進(jìn)行反應(yīng)；③反應(yīng)結(jié)束后，__________________________________________________。先熄滅酒精燈，待A冷卻至室溫后，再停止通入氮?dú)?4)該小組同學(xué)認(rèn)為根據(jù)相應(yīng)的質(zhì)量關(guān)系可以求出生成物的化學(xué)式，數(shù)據(jù)記錄如下：①通過計(jì)算得到化學(xué)式CaxN2，其中x＝________。A的質(zhì)量m0/gA與鈣的質(zhì)量m1/gA與產(chǎn)物的質(zhì)量m2/g14.8015.0815.15參加反應(yīng)的鈣的質(zhì)量為15.08g－14.80g＝0.28g，參加反應(yīng)的N2的質(zhì)量為15.15g－15.08g＝0.07g，則40xg

28g0.28g

0.07g解得x＝。A的質(zhì)量m0/gA與鈣的質(zhì)量m1/gA與產(chǎn)物的質(zhì)量m2/g14.8015.0815.15解析②小組同學(xué)查閱資料得知產(chǎn)物為Ca3N2，能與水強(qiáng)烈反應(yīng)，請寫出Ca3N2與水反應(yīng)的化學(xué)方程式：__________________________________，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)Ca3N2與水反應(yīng)的產(chǎn)物(寫出必要的操作及現(xiàn)象)：___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。Ca3N2＋6H2O===3Ca(OH)2＋2NH3↑

取少量氮化鈣于一潔凈試管中，加入適量水，將濕潤的紅色石蕊試紙放在試管口，若變藍(lán)，則證明有氨氣生成，反應(yīng)一段時(shí)間后，再向試管中滴加碳酸鈉溶液，若有白色沉淀出現(xiàn)則證明有氫氧化鈣生成(或其他合理答案均可)A的質(zhì)量m0/gA與鈣的質(zhì)量m1/gA與產(chǎn)物的質(zhì)量m2/g14.8015.0815.15Ca3N2與水反應(yīng)屬于非氧化還原反應(yīng)，生成Ca(OH)2和NH3；用濕潤的紅色石蕊試紙檢驗(yàn)NH3，用Na2CO3溶液檢驗(yàn)Ca(OH)2。解析2.(2022·海口高三模擬)實(shí)驗(yàn)室以濃硫酸、銅與NaOH溶液為原料制取少量NaHSO3并探究其性質(zhì)，已知CuCl為白色難溶于水的化合物。Ⅰ.制備NaHSO3(裝置如圖所示)。(1)儀器a的名稱是__________。(2)裝置丙的作用是__________________。分液漏斗防倒吸、尾氣處理Ⅱ.探究：NaHSO3與Cu2＋的反應(yīng)，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)：向2mL1mol·L－1NaHSO3溶液中加入2mL1mol·L－1CuSO4溶液，得到綠色溶液，3min內(nèi)無明顯變化。將所得混合液分為兩等份。①第一份加入適量Na2SO4固體，瞬間無明顯變化，30s時(shí)也無明顯變化。②另一份加入適量NaCl固體，瞬間無明顯變化，30s時(shí)有無色氣體和白色沉淀生成，上層溶液顏色變淺。(3)推測實(shí)驗(yàn)②產(chǎn)生的無色氣體為SO2，用新制的氯水檢驗(yàn)該無色氣體，可觀察到淡黃綠色消失，滴加BaCl2溶液有白色沉淀生成。寫出SO2與氯氣反應(yīng)的離子方程式：___________________________________。(4)對實(shí)驗(yàn)Ⅱ產(chǎn)生SO2的原因進(jìn)行分析，提出兩種假設(shè)：假設(shè)1：Cu2＋水解使溶液中c(H＋)增大。假設(shè)2：Cl－存在時(shí)，Cu2＋與

反應(yīng)生成CuCl白色沉淀，溶液中c(H＋)增大。①假設(shè)1不合理，實(shí)驗(yàn)證據(jù)是____________________。②實(shí)驗(yàn)證實(shí)假設(shè)2合理，實(shí)驗(yàn)Ⅱ中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式有____________________________________________________和H＋＋

===SO2↑＋H2O。實(shí)驗(yàn)①無氣體放出甲中濃硫酸和銅在加熱條件下反應(yīng)生成二氧化硫，乙中過量二氧化硫和氫氧化鈉反應(yīng)生成亞硫酸氫鈉，二氧化硫有毒，用丙中的高錳酸鉀氧化二氧化硫，防止污染。解析3.某小組為探究Mg與NH4Cl溶液的反應(yīng)機(jī)理，常溫下進(jìn)行以下實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)中所取鎂粉質(zhì)量均為0.5g，分別加入選取的實(shí)驗(yàn)試劑中，資料：①CH3COONH4溶液呈中性。②Cl－對該反應(yīng)幾乎無影響。將濕潤的紅色石蕊試紙放在試管口，試紙變藍(lán)實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)試劑實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象15mL蒸餾水反應(yīng)緩慢，有少量氣泡產(chǎn)生(經(jīng)檢驗(yàn)為H2)25mL1.0mol·L－1NH4Cl溶液(pH＝4.6)劇烈反應(yīng)，產(chǎn)生刺激性氣味氣體和灰白色難溶固體(2)已知灰白色沉淀中含有Mg2＋、OH－。為研究固體成分，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)：將生成的灰白色固體洗滌數(shù)次，至洗滌液中滴加AgNO3溶液后無明顯渾濁。將洗滌后的固體溶于稀HNO3，再滴加AgNO3溶液，出現(xiàn)白色沉淀。推測沉淀中含有________，灰白色固體可能是___________(填化學(xué)式)。Cl－Mg(OH)Cl實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)試劑實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象15mL蒸餾水反應(yīng)緩慢，有少量氣泡產(chǎn)生(經(jīng)檢驗(yàn)為H2)25mL1.0mol·L－1NH4Cl溶液(pH＝4.6)劇烈反應(yīng)，產(chǎn)生刺激性氣味氣體和灰白色難溶固體將洗滌后的固體溶于稀HNO3，再滴加AgNO3溶液，出現(xiàn)白色沉淀，說明灰白色沉淀含有Cl－，結(jié)合已知灰白色沉淀中含有Mg2＋、OH－和化合物中各元素化合價(jià)代數(shù)和為0，可推測灰白色固體可能是Mg(OH)Cl。解析(3)甲同學(xué)認(rèn)為實(shí)驗(yàn)2比實(shí)驗(yàn)1反應(yīng)劇烈的原因是NH4Cl溶液中c(H＋)大，與Mg反應(yīng)快。用化學(xué)用語解釋NH4Cl溶液顯酸性的原因是____________________