2025年下學(xué)期高三化學(xué)探究性試題專練（一）一、物質(zhì)組成與含量測(cè)定類探究題（一）試題設(shè)計(jì)題目：某研究小組欲測(cè)定市售補(bǔ)鐵劑（主要成分為FeSO?·7H?O，含少量Fe3?雜質(zhì)）中Fe2?的含量，設(shè)計(jì)如下實(shí)驗(yàn)方案：實(shí)驗(yàn)步驟：稱取5.000g補(bǔ)鐵劑樣品，用煮沸冷卻后的蒸餾水溶解，轉(zhuǎn)移至250mL容量瓶中定容，搖勻得待測(cè)液。移取25.00mL待測(cè)液于錐形瓶中，加入10mL3mol/LH?SO?酸化，滴加2滴鄰二氮菲指示劑（pH=2~9時(shí)與Fe2?形成穩(wěn)定橙紅色配合物，F(xiàn)e3?不干擾）。用0.01000mol/LK?Cr?O?標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至終點(diǎn)，記錄消耗標(biāo)準(zhǔn)溶液體積。重復(fù)實(shí)驗(yàn)3次，數(shù)據(jù)如下：實(shí)驗(yàn)序號(hào)消耗K?Cr?O?體積（mL）119.98220.02320.00問題：（1）實(shí)驗(yàn)中“煮沸蒸餾水”的目的是______；若未進(jìn)行此操作，測(cè)定結(jié)果將______（填“偏高”“偏低”或“無(wú)影響”）。（2）計(jì)算樣品中FeSO?·7H?O的質(zhì)量分?jǐn)?shù)（寫出計(jì)算過(guò)程，保留四位有效數(shù)字）。（3）若用KMnO?標(biāo)準(zhǔn)溶液代替K?Cr?O?，能否省略H?SO?酸化步驟？請(qǐng)說(shuō)明理由。（二）解析與命題思路答案：（1）去除水中溶解氧，防止Fe2?被氧化；偏低。（2）由反應(yīng)Cr?O?2?+6Fe2?+14H?=2Cr3?+6Fe3?+7H?O可知，n(Fe2?)=6n(Cr?O?2?)。平均消耗K?Cr?O?體積為20.00mL，故n(Fe2?)=6×0.01000mol/L×0.02000L=1.2×10?3mol。樣品中FeSO?·7H?O的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：[\frac{1.2\times10^{-3}\\text{mol}\times\frac{250}{25}\times278\\text{g/mol}}{5.000\\text{g}}\times100%=66.72%]（3）不能；KMnO?在中性或堿性條件下會(huì)生成MnO?沉淀，無(wú)法與Fe2?定量反應(yīng)。命題思路：本題以補(bǔ)鐵劑含量測(cè)定為情境，融合氧化還原滴定原理與實(shí)驗(yàn)操作細(xì)節(jié)，體現(xiàn)高考“真實(shí)情境+定量分析”的命題趨勢(shì)。通過(guò)“煮沸蒸餾水”考查實(shí)驗(yàn)變量控制，通過(guò)誤差分析考查邏輯推理能力，計(jì)算過(guò)程強(qiáng)調(diào)有效數(shù)字與單位換算，全面覆蓋《高考評(píng)價(jià)體系》中“證據(jù)推理與模型認(rèn)知”“科學(xué)探究與創(chuàng)新意識(shí)”等核心素養(yǎng)。二、反應(yīng)機(jī)理與條件探究類試題（一）試題設(shè)計(jì)題目：某小組探究“酸性條件下K?S?O?氧化Fe2?的反應(yīng)機(jī)理”，查閱資料得知：S?O?2?的還原產(chǎn)物為SO?2?，可能存在兩種反應(yīng)路徑：路徑Ⅰ：S?O?2?+2Fe2?=2SO?2?+2Fe3?（慢反應(yīng)）路徑Ⅱ：S?O?2?+Fe2?=SO?2?+SO??·+Fe3?（快反應(yīng)）SO??·+Fe2?=SO?2?+Fe3?（快反應(yīng)）實(shí)驗(yàn)方案：向2mL0.1mol/LFeSO?溶液中加入1mL0.1mol/LH?SO?，再滴加0.1mol/LK?S?O?溶液，記錄溶液變?yōu)樽攸S色的時(shí)間。改變實(shí)驗(yàn)條件，數(shù)據(jù)如下：實(shí)驗(yàn)序號(hào)溫度（℃）FeSO?濃度（mol/L）K?S?O?濃度（mol/L）加入CuSO?（0.1mol/L）變色時(shí)間（s）1250.10.101202350.10.10603250.20.10604250.10.20605250.10.11滴30問題：（1）寫出路徑Ⅱ的總反應(yīng)方程式：。（2）對(duì)比實(shí)驗(yàn)1和2，可得出結(jié)論：；實(shí)驗(yàn)3、4的目的是______。（3）結(jié)合反應(yīng)機(jī)理，解釋實(shí)驗(yàn)5中加入CuSO?后變色時(shí)間縮短的原因。（二）解析與命題思路答案：（1）S?O?2?+2Fe2?=2SO?2?+2Fe3?。（2）升高溫度可加快反應(yīng)速率；探究反應(yīng)物濃度對(duì)反應(yīng)速率的影響。（3）Cu2?可能作為催化劑，與SO??·形成中間產(chǎn)物，降低路徑Ⅱ的活化能，加快反應(yīng)速率。命題思路：本題以自由基反應(yīng)機(jī)理為背景，通過(guò)多組對(duì)照實(shí)驗(yàn)考查“變量控制”思想，呼應(yīng)高考對(duì)“反應(yīng)機(jī)理可視化”的考查要求（如2025年全國(guó)卷第12題）。問題設(shè)計(jì)從“寫方程式”到“結(jié)論推理”再到“機(jī)理分析”，層層遞進(jìn)，既考查基礎(chǔ)反應(yīng)原理，又要求學(xué)生基于實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)構(gòu)建合理假設(shè)，體現(xiàn)“證據(jù)推理”的核心素養(yǎng)。三、工業(yè)流程與環(huán)保探究類試題（一）試題設(shè)計(jì)題目：蛇紋石（主要成分為Mg?Si?O?(OH)?，含F(xiàn)e?O?、Al?O?雜質(zhì)）是重要的鎂資源。某課題組以蛇紋石為原料制備MgSO?·7H?O，流程如下：[\text{蛇紋石}\xrightarrow[\text{80℃}]{\text{稀H?SO?}}\text{浸出液}\xrightarrow{\text{調(diào)pH=5}}\text{濾渣1}\xrightarrow{\text{蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶}}\text{產(chǎn)品}]已知：①金屬離子沉淀完全的pH：Fe3?(3.2)、Al3?(4.7)、Mg2?(11.1)；②25℃時(shí)，Ksp[Mg(OH)?]=5.6×10?12。問題：（1）浸出時(shí)適當(dāng)升溫至80℃的目的是______；若溫度超過(guò)90℃，浸出率反而下降，原因是______。（2）濾渣1的主要成分是______（寫化學(xué)式）；調(diào)pH時(shí)應(yīng)選擇的試劑是______（填序號(hào)）。A.NaOHB.MgOC.H?SO?D.NH?·H?O（3）計(jì)算25℃時(shí)，Mg2?沉淀完全（c(Mg2?)≤10??mol/L）所需的最小pH（寫出計(jì)算過(guò)程）。（二）解析與命題思路答案：（1）加快浸出速率；H?SO?揮發(fā)，導(dǎo)致溶液濃度降低。（2）Fe(OH)?、Al(OH)?；B。（3）由Ksp[Mg(OH)?]=c(Mg2?)·c2(OH?)=5.6×10?12，得：[c(\text{OH}^-)=\sqrt{\frac{5.6\times10^{-12}}{10^{-5}}}=\sqrt{5.6\times10^{-7}}\approx7.5\times10^{-4}\\text{mol/L}][\text{pH}=14-\text{pOH}=14-(-\lg7.5\times10^{-4})\approx10.88]命題思路：本題以蛇紋石資源綜合利用為情境（參考2025年全國(guó)卷第27題），將溶解平衡、pH調(diào)控與工業(yè)流程結(jié)合，體現(xiàn)化學(xué)在“碳中和”與資源循環(huán)中的應(yīng)用。問題（3）要求學(xué)生通過(guò)Ksp計(jì)算推導(dǎo)pH，考查“模型認(rèn)知”能力；試劑選擇（問題2）則強(qiáng)調(diào)經(jīng)濟(jì)成本與環(huán)保理念，呼應(yīng)高考對(duì)“綠色化學(xué)”的關(guān)注。四、實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)與評(píng)價(jià)類試題（一）試題設(shè)計(jì)題目：某同學(xué)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證“SO?與BaCl?溶液不反應(yīng)，但若加入特定試劑可產(chǎn)生白色沉淀”，實(shí)驗(yàn)步驟如下：實(shí)驗(yàn)序號(hào)操作現(xiàn)象1向BaCl?溶液中通入SO?無(wú)明顯現(xiàn)象2向BaCl?溶液中通入SO?，再滴加H?O?溶液產(chǎn)生白色沉淀3向BaCl?溶液中通入SO?，再滴加氨水產(chǎn)生白色沉淀問題：（1）實(shí)驗(yàn)1中“無(wú)明顯現(xiàn)象”的原因是______。（2）寫出實(shí)驗(yàn)2中生成沉淀的離子方程式：______。（3）有同學(xué)認(rèn)為實(shí)驗(yàn)3中沉淀可能是BaSO?或BaSO?，請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案驗(yàn)證沉淀成分（簡(jiǎn)述操作、現(xiàn)象及結(jié)論）。（二）解析與命題思路答案：（1）H?SO?酸性弱于HCl，SO?與BaCl?不發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)。（2）SO?+H?O?+Ba2?=BaSO?↓+2H?。（3）取少量沉淀于試管中，加入足量稀鹽酸，若沉淀完全溶解且產(chǎn)生刺激性氣味氣體，則為BaSO?；若沉淀不溶解，則為BaSO?。命題思路：本題通過(guò)對(duì)比實(shí)驗(yàn)考查SO?的氧化還原性質(zhì)與酸性，呼應(yīng)高考“實(shí)驗(yàn)精細(xì)化”趨勢(shì)（如2025年全國(guó)卷第26題）。問題（3）要求設(shè)計(jì)方案驗(yàn)證沉淀成分，既考查物質(zhì)性質(zhì)差