届高考化学二轮提优导学案 专题十二 化学实验探究综合题型研究.docx
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届高考化学二轮提优导学案专题十二化学实验探究综合题型研究
能力展示
1.（2013·广东高考第33题）化学实验有助于理解化学知识,形成化学观念,提高探究与创新能力,提升科学素养。
（1）在实验室中用浓盐酸与MnO2共热制取Cl2并进行相关实验。
①下列收集Cl2的正确装置是 （填字母）。
②将Cl2通入水中,所得溶液中具有氧化性的含氯粒子是 。
③设计实验比较Cl2和Br2的氧化性,操作与现象是:
取少量新制氯水和CCl4于试管中,
。
（2）能量之间可以相互转化:
电解食盐水制备Cl2是将电能转化为化学能,而原电池可将化学能转化为电能。
设计两种类型的原电池,探究其能量转化效率。
限选材料:
ZnSO4（aq）,FeSO4（aq）,CuSO4（aq）;铜片,铁片,锌片和导线。
①完成原电池的甲装置示意图（见右图）,并作相应标注。
要求:
在同一烧杯中,电极与溶液含相同的金属元素。
②以铜片为电极之一,CuSO4（aq）为电解质溶液,只在一个烧杯中组装原电池乙,工作一段时间后,可观察到负极 。
③甲、乙两种原电池中可更有效地将化学能转化为电能的是 ,其原因是 。
（3）根据牺牲阳极的阴极保护法原理,为减缓电解质溶液中铁片的腐蚀,在
（2）的材料中应选 作阳极。
2.（2012·广东高考第33题）苯甲酸广泛应用于制药和化工行业,某同学尝试用甲苯的氧化反应制备苯甲酸,反应原理:
实验方法:
一定量的甲苯和KMnO4溶液在100℃反应一段时间后停止反应,按如下流程分离出苯甲酸和回收未反应的甲苯。
反应混合物
滤液
已知:
苯甲酸的相对分子质量为122,熔点为122.4℃,在25℃和95℃时溶解度分别为0.3g和6.9g;纯净固体有机物都有固定熔点。
（1）操作Ⅰ为 ,操作Ⅱ为 。
（2）无色液体A是 ,定性检验A的试剂是 ,现象是 。
（3）测定白色固体B的熔点,发现其在115℃开始熔化,达到130℃时仍有少量不熔,该同学推测白色固体B是苯甲酸与KCl的混合物,设计了如下方案进行提纯和检验,实验结果表明推测正确。
请完成表中内容。
序号
实验方案
实验现象
结论
①
将白色固体B加入水中,加热溶解,
得到白色晶体和无色溶液
②
取少量滤液于试管中,
生成白色沉淀
滤液含Cl-
③
干燥白色晶体,
白色晶体是苯甲酸
（4）纯度测定:
称取1.220g产品,配成100mL甲醇溶液,移取25.00mL溶液,滴定,消耗KOH的物质的量为2.40×10-3mol,产品中苯甲酸质量分数的计算表达式为 ,计算结果为 （保留两位有效数字）。
3.（2011·广东高考第33题）某同学进行实验研究时,欲配制1.0mol·L-1Ba（OH）2溶液,但只找到在空气中暴露已久的Ba（OH）2·8H2O试剂。
在室温下配制溶液时发现所取试剂在水中仅部分溶解,烧杯中存在大量未溶物。
为探究原因,该同学查得Ba（OH）2·8H2O在283K、293K和303K时的溶解度（g/100gH2O）分别为2.5、3.9和5.6。
（1）烧杯中未溶物可能仅为BaCO3,理由是 。
（2）假设试剂由大量Ba（OH）2·8H2O和少量BaCO3组成,设计实验方案,进行成分检验。
写出实验步骤、预期现象和结论。
（不考虑结晶水的检验;室温时BaCO3饱和溶液的pH=9.6）
限选试剂及仪器:
稀盐酸、稀硫酸、NaOH溶液、澄清石灰水、pH计、烧杯、试管、带塞导气管、滴管。
实验步骤
预期现象和结论
步骤1:
取适量试剂于洁净烧杯中,加入足量蒸馏水,充分搅拌,静置,过滤,得滤液和沉淀
步骤2:
取适量滤液于试管中,滴加稀硫酸
步骤3:
取适量步骤1中的沉淀于试管中,
步骤4:
（3）将试剂初步提纯后,准确测定其中Ba（OH）2·8H2O的含量。
实验如下:
①配制250mL约0.1mol·L-1Ba（OH）2溶液:
准确称取wg试样,置于烧杯中,加适量蒸馏水, ,将溶液转入 ,洗涤,定容,摇匀。
②滴定:
准确量取25.00mL所配制Ba（OH）2溶液于锥形瓶中,滴加指示剂,将 （填“0.020”、“0.05”、“0.1980”或“1.5”）mol·L-1盐酸装入50mL酸式滴定管,滴定至终点,记录数据。
重复滴定2次。
平均消耗盐酸VmL。
③计算Ba（OH）2·8H2O的质量分数= （只列出算式,不做运算）。
（4）室温下, （填“能”或“不能”）配制1.0mol·L-1Ba（OH）2溶液。
4.（2010·广东高考第33题）某科研小组用MnO2和浓盐酸制备Cl2时,利用刚吸收过少量SO2的NaOH溶液对其尾气进行吸收处理。
（1）请完成SO2与过量NaOH溶液反应的化学方程式:
SO2+2NaOH
。
（2）反应Cl2+Na2SO3+2NaOH
2NaCl+Na2SO4+H2O中的还原剂为 。
（3）吸收尾气一段时间后,吸收液（强碱性）中肯定存在Cl-、OH-和S
。
请设计实验,探究该吸收液中可能存在的其他阴离子（不考虑空气中CO2的影响）。
①提出合理假设
假设1:
只存在S
;
假设2:
既不存在S
也不存在ClO-;
假设3:
。
②设计实验方案,进行实验。
请写出实验步骤以及预期现象和结论。
限选实验试剂:
3mol·L-1H2SO4、1mol·L-1NaOH溶液、0.01mol·L-1KMnO4溶液、淀粉-KI溶液、紫色石蕊试液。
实验步骤
预期现象和结论
步骤1:
取少量吸收液于试管中,滴加3mol·L-1H2SO4至溶液呈酸性,然后将所得溶液分置于A、B试管中
步骤2:
步骤3:
1.（2013·广州一模）某铜矿石中铜元素含量较低,且含有铁、镁、钙等杂质离子。
某小组在实验室中用浸出-萃取法制备硫酸铜:
（1）操作Ⅰ为 。
操作Ⅱ用到的玻璃仪器有烧杯、 。
（2）操作Ⅱ、操作Ⅲ的主要目的是 、富集铜元素。
（3）某小组利用CuSO4溶液与Na2CO3溶液反应制备新型木材防腐剂Cu2（OH）2CO3。
多次实验发现所得蓝色悬浊液颜色略有差异,查阅资料表明,可能由于条件控制不同使其中混有较多杂质Cu（OH）2或Cu4（OH）6SO4。
已知:
Cu（OH）2、Cu2（OH）2CO3、Cu4（OH）6SO4均难溶于水,易溶于强酸;分解温度依次为80℃、200℃、300℃。
设计实验方案检验悬浊液成分,完成表中内容。
限选试剂:
2mol·
盐酸、1mol·
H2SO4溶液、0.1mol·
NaOH溶液、0.1mol·
BaCl2溶液、蒸馏水。
仪器和用品自选。
实验步骤
预期现象和结论
步骤1:
取少量悬浊液样品于试管中,过滤,充分洗涤后,取滤渣于试管中,
,说明产品中混有Cu4（OH）6SO4
步骤2:
另取少量悬浊液样品于试管中,牋
,说明产品中混有Cu（OH）2
（4）上述实验需要100mL0.5mol·L-1CuSO4溶液,配制时需称取 gCuSO4·5H2O。
2.（2013·深圳一模）工业上用异丙苯氧化法合成苯酚,其生产流程如下图:
液态混合物
有关物质的性质如下表:
物质
沸点
溶解性
主要化学性质
异丙苯
152.4℃
不溶于水,易溶于酒精
可被强氧化剂氧化
苯酚
181.8℃
微溶于冷水,易溶于热水和酒精等有机溶剂
易被氧化
丙酮
56.2℃
易溶于水和有机溶剂
不易被氧化
（1）检验有机相中是否含有水的方法是 。
（2）“操作2”的名称是 。
（3）丙酮中常含有苯酚和异丙苯中的一种或者两种有机物杂质,某同学做了如下检验:
检验项目
实验方案
检验丙酮中一定存在有机物杂质的方法是
A.酸性KMnO4溶液,加热
B.乙醇,溶解
C.NaOH溶液（酚酞）,加热
检验丙酮中是否含有苯酚
取少许待测液置于试管中,滴加12滴FeCl3溶液。
预期的实验现象和结论是
（4）某同学对该厂废水进行定量分析。
取20.00mL废水于锥形瓶中,水浴加热,用0.1000mol·L-1酸性KMnO4溶液滴定（假定只有苯酚与KMnO4反应）。
达到滴定终点时,消耗KMnO4溶液的体积为10.00mL。
有关反应的化学方程式如下:
5
+28KMnO4+42H2SO4
28MnSO4+14K2SO4+30CO2↑+57H2O
①滴定终点的现象为 。
②该废水中苯酚的含量为 mg·mL-1。
（保留两位有效数字）
1.实验方案设计一般包括哪几个方面
2.化学计算的常用方法有哪些
课堂评价
1.（2013·深圳二模）铁触媒（铁的氧化物）是硫酸工业的催化剂。
某同学设计了以下两种方案研究铁触媒的组成。
方案一:
用下列装置测定铁触媒的含铁量,确定其组成。
方案二:
用下列实验方法测定铁触媒的含铁量,确定其组成。
7.84g铁触媒
溶液A
溶液B
计算铁的含量
取25.00mL稀释后溶液
（1）步骤④中用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、胶头滴管和 。
（2）因为通入Cl2不足量,“溶液B”中还含有 会影响测定结果。
（3）因为通入Cl2过量且加热煮沸不充分,“溶液B”中可能含有Cl2。
请设计实验方案检验Cl2,完成下列实验报告。
限选试剂:
0.1mol·L-1酸性KMnO4溶液、紫色石蕊试液、品红稀溶液、淀粉-KI溶液、0.1mol·L-1KSCN溶液。
实验操作
实验现象与结论
（4）“干燥管C”的作用是 。
2.（2013·广州调研）大型钢铁企业酸洗钢材时产生的废液主要成分为Fe2+、H+、Cl-,可用下述方法处理该废液,回收盐酸,制备氧化铁涂料。
废液
过滤
氧化铁粉末
（1）单质X的化学式是 。
（2）氯化亚铁溶液经高温喷雾焙烧时转化为氯化氢气体和氧化铁粉末。
有关的化学方程式为 。
（3）某种铁红涂料的成分中,除含有Fe2O3外,还添加有CuO或FeO中的一种。
请设计实验探究该铁红涂料中添加的物质。
①提出合理假设
假设1:
添加了CuO。
假设2:
添加了FeO。
②基于假设 （填“1”或“2”）,设计实验方案,进行实验。
写出实验步骤、预期现象和结论。
限选实验试剂:
铁粉、3mol·L-1H2SO4溶液、0.01mol·L-1酸性KMnO4溶液、10%NaOH溶液、10%H2O2、KSCN溶液。
实验步骤
预期现象和结论
步骤1.取少量样品于试管中,
步骤2.
（4）用水吸收“高温喷雾焙烧”时产生的氯化氢气体可得到盐酸。
请计算:
用1000g水需吸收标准状况下多少升氯化氢气体可得到36.5%的浓盐酸（写出计算过程,结果可用数学表达式表示,不必化简）。
[问题思考]提示
1.实验路线的优选;仪器和药剂的选择;实验装置的组合;操作程序的编排及条件的控制;数据的测量等。
2.
方 法
规律与技巧
差量法
根据物质变化前后某种量发生变化的化学方程式或关系式,找出所谓“理论差量”,这个差量可以是质量差、气态物质的体积差、压强差,也可以是物质的量之差、反应过程中的热量差等。
该法适用于解答混合物间的反应,且反应前后存在上述差量的反应体系
守恒法
化学反应中存在一系列守恒现象,如质量守恒、元素守恒、电荷守恒、电子得失守恒等,利用这些守恒关系解题的方法叫做守恒法。
质量守恒就是化学反应前后各物质的质量总和不变,在配制或稀释溶液的过程中,溶质的质量不变。
元素守恒即反应前后各元素种类不变,各元素原子个数不变,其物质的量、质量也不变。
电荷守恒即对任一电中性的体系,如化合物、混合物、溶液等,正、负电荷的代数和为零,即正电荷总数和负电荷总数相等。
电子得失守恒是指在发生氧化还原反应时,氧化剂得到的电子数一定等于还原剂失去的电子数,无论是自发进行的氧化还原反应还是原电池或电解池中均如此
关系式法
对于多步反应体系,依据若干化学方程式,找出起始物质与最终物质的量的关系,并据此列比例式进行计算求解方法,称为“关系式”法。
用关系式解题的关键是建立关系式,建立关系式的方法主要有:
①利用微粒守恒关系建立关系式;②利用化学方程式中的化学计量数间的关系建立关系式;③利用化学方程式的加合建立关系式
平均值法
所谓平均值法是一种将数学平均原理应用于化学计算的解题方法。
它所依据的数学原理是:
两个数Mr和Mr'（Mr>Mr'）的算术平均值
r,一定介于两者之间。
常见方法有:
求平均相对原子质量、平均相对分子质量、平均摩尔质量、平均组成等
极端假设法
“极端假设法”是用数学方法解决化学问题的常用方法,一般解答有关混合物计算时采用,可分别假设原混合物是某一纯净物,进行计算,确定最大值、最小值,再进行分析、讨论、得出结论
讨论法
有一类化学计算题,由于某一条件的不确定,结果可能是两个或两个以上,也可能在某个范围内取值,这类题需要用讨论的方法求解。
常见的类型:
①讨论反应发生的程度;②讨论反应物是否过量;③讨论反应物或生成物的组成范围;④讨论不定方程式的解
趁热打铁,事半功倍。
请同学们及时完成《配套检测与评估》中的练习第187-190页。
专题十二 化学实验探究综合题型研究
【高考回眸】
1.
（1）①C
②Cl2、HClO、ClO-
③加入适量的NaBr溶液,充分振荡,静置。
溶液分层,下层液体为橙红色
（2）①见图示
②电极逐渐溶解
③甲 可以避免活泼金属如Zn和CuSO4的接触,从而提供稳定电流
（3）Zn
2.
（1）分液 蒸馏
（2）甲苯 酸性KMnO4溶液 紫色溶液褪色
（3）
序号
实验方案
实验现象
结论
①
将白色固体B加入水中,加热溶解,冷却、过滤
得到白色晶体和无色溶液
②
取少量滤液于试管中,滴入适量的硝酸酸化的AgNO3溶液
生成白色沉淀
滤液含Cl-
③
干燥白色晶体,加热使其熔化,测其熔点
熔点为122.4℃
白色晶体是苯甲酸
（4）
×100% 96%
3.
（1）由于Ba（OH）2·8H2O与空气中的CO2反应,所取试剂大部分已变质为BaCO3,未变质的Ba（OH）2·8H2O在配制溶液时能全部溶解
（2）
实验步骤
预期现象和结论
步骤1:
取适量试剂于洁净烧杯中,加入足量蒸馏水,充分搅拌,静置,过滤,得滤液和沉淀
步骤2:
取适量滤液于试管中,滴加稀硫酸
出现白色沉淀,说明该试剂中有Ba2+存在
步骤3:
取适量步骤1中的沉淀于是试管中,滴加稀盐酸,连接带塞导气管将产生的气体导入澄清石灰水中
澄清石灰水变浑浊,说明该试剂中含有BaCO3
步骤4:
取步骤1中的滤液于烧杯中,用pH计测定其pH
pH明显大于9.6,说明该试剂中含有Ba（OH）2
（3）①搅拌溶解、过滤 250mL容量瓶中 ②0.1980
③
×100%
（4）不能
4.
（1）Na2SO3+H2O
（2）Na2SO3 （3）①只存在ClO-
②
实验步骤
预期现象和结论
步骤1:
取少量吸收液于试管中,滴加3mol·L-1H2SO4至溶液呈酸性,然后将所得溶液分置于A、B试管中
步骤2:
向A试管中滴加12滴0.01mol·L-1KMnO4溶液
（1）若溶液褪色,则假设1成立;
（2）若溶液未褪色,则假设2或3成立
步骤3:
在B试管中滴加12滴淀粉-KI溶液
（1）若溶液变蓝色,则假设3成立;
（2）若溶液不变蓝色,结合步骤2中的
（2）,则假设2成立
【高考前沿】
1.
（1）过滤 分液漏斗
（2）除去杂质
（3）
实验步骤
预期现象和结论
步骤1:
加入过量2mol·L-1盐酸,充分振荡,再滴加几滴0.1mol·L-1BaCl2溶液
有白色沉淀生成
步骤2:
将试管放入装有沸水的小烧杯中水浴加热一段时间,取出试管观察
有黑色固体生成
（4）12.5
2.
（1）取适量有机相置于试管中,加入适量无水CuSO4固体观察,如果固体变蓝色,说明有机物中含水;如果固体不变色,说明有机相中不含水
（2）分馏（或蒸馏）
（3）
检验项目
实验方案
检验丙酮中一定存在有机杂质的方法是 A
A.酸性KMnO4溶液,加热
B.乙醇,溶解
C.NaOH溶液（酚酞）,加热
检验丙酮中是否含有苯酚
取少许待测液于试管中,滴加12滴FeCl3溶液。
预期的现象和结论是若试管中溶液变为紫色,则丙酮中含有苯酚;若试管中溶液不变为紫色,则丙酮中不含苯酚
（4）①当最后一滴KMnO4溶液滴入锥形瓶后,溶液由无色变为浅紫色且半分钟内不褪色
②0.84或0.85
【典题演示】
变式训练1
（1）防止溶液倒吸入装置Ⅰ 防止SO3液化或凝固
（2）
检验试剂
预期现象与结论
装置Ⅲ的试管中加入0.5mol·L-1BaCl2溶液
产生大量白色沉淀,证明气体产物中含有SO3
装置Ⅳ的试管中加入0.01mol·L-1酸性KMnO4溶液
若溶液紫色褪去,证明气体产物中含有SO2;若溶液紫色无明显变化,证明气体产物中不含SO2
（3）NaOH溶液（或其他合理答案）
变式训练2
（1）便于控制反应的发生和停止
（2）品红溶液褪色
（3）从D管口向A中大量鼓入空气
（4）①只含有Fe2+
②
实验步骤
预期现象和结论
步骤2:
滴加少量的淀粉
KI溶液
若溶液变蓝色,则原溶液中含有Fe3+
步骤3:
往试管Ⅱ中滴加少量的KMnO4溶液
若溶液褪色（浅红）,则原溶液中含有Fe2+,结合步骤2溶液变蓝,则假设3成立
变式训练3
（1）
实验步骤
预期现象与结论
步骤1:
取少量食盐样品于试管中,加适量蒸馏水使其完全溶解,加入几滴新制氯水,再加入12滴1%淀粉溶液,充分振荡
溶液不呈蓝色,则溶液中无I-,碘元素的存在形式不是I-
步骤2:
另取少量食盐样品于试管中,加适量蒸馏水使其完全溶解,加入几滴NaHSO3溶液,再加入12滴1%淀粉溶液,充分振荡
溶液呈蓝色,则溶液中存在I
碘元素的存在形式是I
（2）紫
（3）①I2+S
+H2O
2I-+S
+2H+
（4）①碱式 ②溶液由蓝色恰好变为无色,且半分钟内不变色
③1.0×10-5 能
【课堂评价】
1.
（1）250mL容量瓶
（2）FeCl2（或FeSO4或Fe2+）
（3）
实验操作
预期现象和结论
取适量溶液B于试管中,滴加23滴紫色石蕊试液,振荡,观察现象,放置一段时间后,再观察现象
若溶液显红色后,红色又褪去,则溶液B中含Cl2;若溶液不褪色,则溶液B中不含Cl2
（4）防止空气中的CO2和水蒸气进入B中
解析
（1）配制一定物质的量浓度的溶液需指明容量瓶的规格,故答案为250mL容量瓶。
（2）通入Cl2不足量,Fe2+可能未完全被氧化。
（3）验证Cl2的存在,可用紫色石蕊试液,Cl2能使紫色石蕊先变红后褪色。
（4）“干燥管C”的作用是防止空气中的CO2和水蒸气进入B中,影响实验结果。
2.
（1）Fe
（2）FeCl2+2H2O
Fe（OH）2+2HCl
4Fe（OH）2+O2+2H2O
4Fe（OH）3
2Fe（OH）3
Fe2O3+3H2O
（或4FeCl2+4H2O+O2
2Fe2O3+8HCl）
（3）假设1
实验操作
预期现象和结论
步骤1:
加入足量的3mol·L-1H2SO4,充分振荡
样品全部溶解
步骤2:
取少许溶液于试管中,加入足量铁粉,充分振荡;再加入足量3mol·L-1H2SO4溶液,充分振荡
试管中出现红色固体,说明试样中有CuO
假设2
实验操作
预期现象和结论
步骤1:
加入足量的3mol·L-1H2SO4,充分振荡
样品全部溶解
步骤2:
取少许溶液于试管中,逐滴加入0.01mol·L-1酸性KMnO4溶液
如果紫红色褪去,说明试样中有FeO
（4）设所需的HCl体积为VL,
×100%=36.5%
解得V=
。
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