2019年5月南阳市五中高三化学探究实验专题审题及答题思路.docx

‎2019年高三化学考前理综化学实验·探究实验专题审题及答题思路2019-5‎ 一．2019考试说明样题及能力培养样题再回顾 ‎【能力培养·例8】【2008广东】1.某种催化剂为铁的氧化物。化学兴趣小组在实验室对该催化剂中铁元素的价态进行探究：将适量稀硝酸加入少许样品中，加热溶解；取少许溶液，滴加KSCN溶液后出现红色。一位同学由此得出该催化剂中铁元素价态为+3的结论。‎ ‎（1）请指出该结论是否合理并说明理由 。‎ ‎（2）请完成对铁元素价态的探究：‎ 限选实验仪器与试剂：烧杯、试管、玻璃棒、药匙、滴管、酒精灯、试管夹；3 mol·L-1H2SO4、3% H2O2、6 mol·L-1HNO3、0.01 mol·L-1KMnO4、NaOH稀溶液、0.1 mol·L-1KI、20% KSCN、蒸馏水。‎ ‎①提出合理假设 假设1： ；‎ 假设2： ；‎ 假设3： 。‎ ‎②设计实验方案证明你的假设（不要在答题卡上作答）‎ ‎③实验过程 根据②的实验方案，进行实验。请在答题卡上按下表格式写出实验操作步骤、预期现象与结论。‎ 实验操作 预期现象与结论 步骤1：‎ 步骤2：‎ 步骤3：‎ ‎……‎ 探究实验专题审题及答题思路第 13 页 共 13 页 ‎【例10】【2015年全国I-26】(3)设计实验证明：‎ ‎①草酸的酸性比碳酸的强____________________。②草酸为二元酸____________________________。‎ ‎【答案】　(3)①向盛有少量NaHCO3的试管里滴加草酸溶液，有气泡产生 ‎②用NaOH标准溶液滴定草酸，消耗NaOH的物质的量为草酸的2倍 ‎【知识归纳1】物质性质探究的常见方法 ‎(1)证明酸性：①pH试纸或酸碱指示剂；②与Na2CO3溶液反应；③与锌反应等。‎ ‎(2)证明弱酸或弱碱：①证明存在电离平衡；②测定对应盐溶液的酸碱性；③测量稀释前后的pH变化。‎ ‎(3)证明氧化性：与还原剂(如KI、SO2、H2S等)反应，产生明显现象。‎ ‎(4)证明还原性：与氧化剂(如酸性KMnO4溶液、溴水、浓HNO3等)反应，产生明显现象。‎ ‎(5)证明某分散系为胶体：丁达尔效应。‎ ‎(6)证明碳碳双键(或三键)：使酸性KMnO4溶液或溴水褪色。‎ ‎(7)证明酚羟基：①与浓溴水反应产生白色沉淀；②与FeCl3溶液发生显色反应。‎ ‎(8)证明醇羟基：与酸发生酯化反应，其产物不溶于水，有果香味。‎ ‎(9)证明醛基：①与银氨溶液作用产生银镜；②与新制Cu(OH)2悬浊液共热产生砖红色沉淀。‎ ‎(10)比较金属的活动性：①与水反应；②与酸反应；③置换反应；④原电池；⑤电解放电顺序；⑥最高价氧化物的水化物的碱性强弱；⑦同种强酸的对应盐的酸性强弱。‎ ‎(11)比较非金属的活动性：①置换反应；②与氢气反应的难易；③气态氢化物的稳定性、还原性；④最高价氧化物的水化物的酸性强弱。‎ ‎(12)比较酸(碱)的酸(碱)性强弱：较强的酸(碱)制得较弱的酸(碱)。‎ 探究实验专题审题及答题思路第 13 页 共 13 页 ‎【知识归纳2】探究型综合实验题的解题方法 ‎(1)审题 明确综合实验探究题的解题思路和问题的落点及解答方法。‎ ‎(2)析题——正确解题的关键 明确分析问题的思路和方法，构建解决该类问题的思维模型。分析已知条件和目标问题之间的关系，还有哪些中间条件需要推断。‎ ‎(3)解题——正确解题的步骤 该过程实际上就是写出解题过程的结论。以上问题可能是已知的，也可能是未知的，也可能是所求问题，要根据具体情况进行分析。可按以下几点对照分析：‎ ‎①实验方案：操作是否简单易行。‎ ‎②实验顺序：是否科学，是否减少了副反应的发生和避免实验步骤间的干扰。‎ ‎③实验现象：是否直观明显。‎ ‎④实验结论：是否可靠，要反复推敲实验步骤和多方论证实验结果。‎ ‎(4)检查——正确解题的保证 最后要对照试题进行认真的检查核对，避免失误。关键是注意规范答题。‎ ‎①规范书写试剂名称。‎ ‎②规范书写装置中试剂的用途。如 除杂装置：除去(或吸收)××杂质，防止干扰(影响)；除去××中的杂质，以免影响测量结果。‎ ‎③物质检验、鉴别题的描述。‎ 取样，加入××试剂，若有××现象，则有××物质；否则，没有××物质。‎ ‎④规范书写实验现象描述。如“颜色由××变成××”“液面上升或下降(形成液面差)”“溶液变浑浊”等。‎ ‎⑤规范书写实验方法。‎ 用试管取(收集)少量(适量)××滴加(放、伸)××，若××则××(或出现××现象，证明××)。‎ ‎【引申】性质验证型实验 ‎1．实验方案的设计思路 →→→ ‎ ‎2．成分确定中常用的定量方法 ‎ (1)沉淀法 ‎ (2)测气体体积法 ‎ (3)测气体质量法 ‎ (4)滴定法(酸碱中和滴定、沉淀滴定和氧化还原反应滴定) ‎ 探究实验专题审题及答题思路第 13 页 共 13 页 二.近年真题回顾 ‎【例1】【2018新课标1卷】醋酸亚铬[(CH3COO)2Cr·H2O］为砖红色晶体，难溶于冷水，易溶于酸，在气体分析中用作氧气吸收剂。一般制备方法是先在封闭体系中利用金属锌作还原剂，将三价铬还原为二价铬；二价铬再与醋酸钠溶液作用即可制得醋酸亚铬。实验装置如图所示，回答下列问题：‎ ‎（1）实验中所用蒸馏水均需经煮沸后迅速冷却，目的是_________，仪器a的名称是_______。‎ ‎（2）将过量锌粒和氯化铬固体置于c中，加入少量蒸馏水，按图连接好装置，打开K1、K2，关闭K3。‎ ‎①c中溶液由绿色逐渐变为亮蓝色，该反应的离子方程式为_________。‎ ‎②同时c中有气体产生，该气体的作用是_____________。 ‎ ‎（3）打开K3，关闭K1和K2。c中亮蓝色溶液流入d，其原因是________；d中析出砖红色沉淀，为使沉淀充分析出并分离，需采用的操作是___________、_________、洗涤、干燥。‎ ‎（4）指出装置d可能存在的缺点______________。‎ ‎【答案】（1）去除水中溶解氧； 分液（或滴液）漏斗 ；（2）① Zn+2Cr3＋＝Zn2＋+2Cr2＋ ；②排除c中空气 ；（3）c中产生H2使压强大于大气压 ；（冰浴）冷却 ； 过滤 ；（4）敞开体系，可能使醋酸亚铬与空气接触 ‎【例2】【2018新课标2卷】K3[Fe(C2O4)3]·3H2O（三草酸合铁酸钾）为亮绿色晶体，可用于晒制蓝图。回答下列问题：‎ ‎（1）晒制蓝图时，用K3[Fe(C2O4)3]·3H2O作感光剂，以K3[Fe(CN)6]溶液为显色剂。其光解反应的化学方程式为：2K3[Fe(C2O4)3]2FeC2O4+3K2C2O4+2CO2↑；显色反应的化学方程式为______________。‎ ‎（2）某小组为探究三草酸合铁酸钾的热分解产物，按下图所示装置进行实验。‎ ‎①通入氮气的目的是________________________________________。‎ ‎②实验中观察到装置B、F中澄清石灰水均变浑浊，装置E中固体变为红色，由此判断热分解产物中一定含有___________、___________。‎ 探究实验专题审题及答题思路第 13 页 共 13 页 ‎③为防止倒吸，停止实验时应进行的操作是_____________________________。‎ ‎④样品完全分解后，装置A中的残留物含有FeO和Fe2O3，检验Fe2O3存在的方法是：________________。‎ ‎（3）测定三草酸合铁酸钾中铁的含量。‎ ‎①称量m g样品于锥形瓶中，溶解后加稀H2SO4酸化，用c mol·L-1 KMnO4溶液滴定至终点。滴定终点的现象是___________________________。‎ ‎②向上述溶液中加入过量锌粉至反应完全后，过滤、洗涤，将滤液及洗涤液全部收集到锥形瓶中。加稀H2SO4酸化，用c mol·L-1 KMnO4溶液滴定至终点，消耗KMnO4溶液V mL。该晶体中铁的质量分数的表达式为________________________________。‎ ‎【答案】（1） 3FeC2O4+2K3[Fe(CN)6]Fe3[Fe(CN)6]2+3K2C2O4 （2）① 隔绝空气、使反应产生的气体全部进入后续装置 ②CO2 ；CO ③先熄灭装置A、E的酒精灯，冷却后停止通入氮气 ④取少许固体粉末于试管中，加稀硫酸溶解，滴入1~2滴KSCN溶液，溶液变红色，证明含有Fe2O3 （3）①粉红色出现 ② ‎‎5cV×56‎m×1000‎‎×100％‎ ‎【例3】【例1】2018新课标3卷】硫代硫酸钠晶体（Na2S2O3·5H2O，M=248 g·mol−1）可用作定影剂、还原剂。回答下列问题：‎ ‎（1）已知：Ksp(BaSO4)=1.1×10−10，Ksp(BaS2O3)=4.1×10−5。市售硫代硫酸钠中常含有硫酸根杂质，选用下列试剂设计实验方案进行检验：‎ 试剂：稀盐酸、稀H2SO4、BaCl2溶液、Na2CO3溶液、H2O2溶液 实验步骤 现象 ‎①取少量样品，加入除氧蒸馏水 ‎②固体完全溶解得无色澄清溶液 ‎③___________‎ ‎④___________，有刺激性气体产生 ‎⑤静置，___________‎ ‎⑥___________‎ ‎（2）利用K2Cr2O7标准溶液定量测定硫代硫酸钠的纯度。测定步骤如下：‎ ‎①溶液配制：称取1.2000 g某硫代硫酸钠晶体样品，用新煮沸并冷却的蒸馏水在__________中溶解，完全溶解后，全部转移至100 mL的_________中，加蒸馏水至____________。‎ ‎②滴定：取0.00950 mol·L−1的K2Cr2O7标准溶液20.00 mL，硫酸酸化后加入过量KI，发生反应： Cr2O72−+6I−+14H+3I2+2Cr3++7H2O。然后用硫代硫酸钠样品溶液滴定至淡黄绿色，发生反应：I2+2S2O32−S4O62−+2I−。加入淀粉溶液作为指示剂，继续滴定，当溶液__________，即为终点。平行滴定3次，样品溶液的平均用量为24.80 mL，则样品纯度为_________%（保留1位小数）。‎ ‎【答案】 （1） ③加入过量稀盐酸； ④出现乳黄色浑浊 ； ⑤（吸）取上层清液，滴入BaCl2溶液 ； ⑥产生白色沉淀 （2）① 烧杯 ； 容量瓶 ； 刻度 ②蓝色褪去 ； 95.0‎ 例4【2018天津卷】烟道气中的NOx是主要的大气污染物之一，为了监测其含量，选用如下采样和检测方法。回答下列问题：‎ 探究实验专题审题及答题思路第 13 页 共 13 页 Ⅰ.采样 采样步骤：‎ ‎①检验系统气密性；②加热器将烟道气加热至140℃；③打开抽气泵置换系统内空气；④采集无尘、干燥的气样；⑤关闭系统，停止采样。‎ ‎（1）A中装有无碱玻璃棉，其作用是___________。‎ ‎（2）C中填充的干燥剂是（填序号）___________。‎ A．碱石灰 B．无水CuSO4 C．P2O5‎ ‎（3）用实验室常用仪器组装一套装置，其作用是与D（装有碱液）相同，在虚线框中画出该装置的示意图，标明气体的流向及试剂。‎ ‎（4）采样步骤②加热烟道气的目的是___________。‎ Ⅱ.NOx含量的测定 将v L气样通入适量酸化的H2O2溶液中，使NOx完全被氧化为NO3−，加水稀释至100.00 mL。量取20.00 mL该溶液，加入v1 mL c1 mol·L−1 FeSO4标准溶液（过量），充分反应后，用c2 mol·L−1 K2Cr2O7标准溶液滴定剩余的Fe2+，终点时消耗v2 mL。‎ ‎（5）NO被H2O2氧化为NO3−的离子方程式是___________。‎ ‎（6）滴定操作使用的玻璃仪器主要有___________。‎ ‎（7）滴定过程中发生下列反应：3Fe2++NO3−+4H+NO↑+3Fe3++2H2O Cr2O72− + 6Fe2+ +14H+ 2Cr3+ +6Fe3++7H2O 则气样中NOx折合成NO2的含量为_________mg·m−3。‎ ‎（8）判断下列情况对NOx含量测定结果的影响（填“偏高” 、“偏低”或“无影响 ”）‎ 若缺少采样步骤③，会使测试结果___________。‎ 若FeSO4标准溶液部分变质，会使测定结果___________。‎ ‎【答案】 除尘 c 防止NOx溶于冷凝水 2NO+3H2O2=2H++2NO3–+2H2O 锥形瓶、酸式滴定管 ‎23(c‎1‎V‎1‎-6c‎2‎V‎2‎)‎‎3V‎×‎‎10‎‎4‎ 偏低 偏高 探究实验专题审题及答题思路第 13 页 共 13 页 例5【2017·北京高考】某小组在验证反应“Fe＋2Ag＋===Fe2＋＋2Ag”的实验中检测到Fe3＋，发现和探究过程如下。‎ 向硝酸酸化的0.05 mol·L－1硝酸银溶液(pH≈2)中加入过量铁粉，搅拌后静置，烧杯底部有黑色固体，溶液呈黄色。‎ ‎(1)检验产物 ‎①取出少量黑色固体，洗涤后，__________________________________(填操作和现象)，证明黑色固体中含有Ag。‎ ‎②取上层清液，滴加K3[Fe(CN)6]溶液，产生蓝色沉淀，说明溶液中含有________。‎ ‎(2)针对“溶液呈黄色”，甲认为溶液中有Fe3＋，乙认为铁粉过量时不可能有Fe3＋，乙依据的原理是____________________________(用离子方程式表示)。针对两种观点继续实验：‎ ‎①取上层清液，滴加KSCN溶液，溶液变红，证实了甲的猜测。同时发现有白色沉淀产生，且溶液颜色深浅、沉淀量多少与取样时间有关，对比实验记录如下：(资料：Ag＋与SCN－生成白色沉淀AgSCN)‎ ‎②对Fe3＋产生的原因作出如下假设：‎ 假设a：可能是铁粉表面有氧化层，能产生Fe3＋；‎ 假设b：空气中存在O2，由于________________(用离子方程式表示)，可产生Fe3＋；‎ 假设c：酸性溶液中的NO具有氧化性，可产生Fe3＋；‎ 假设d：根据________现象，判断溶液中存在Ag＋，可产生Fe3＋。‎ ‎③下述实验Ⅰ可证实假设a、b、c不是产生Fe3＋的主要原因。实验Ⅱ可证实假设d成立。‎ 实验Ⅰ：向硝酸酸化的________溶液(pH≈2)中加入过量铁粉，搅拌后静置，不同时间取上层清液滴加KSCN溶液。3 min时溶液呈浅红色，30 min后溶液几乎无色。‎ 实验Ⅱ：装置如下图。其中甲溶液是____________，操作及现象是__________________ _______________。‎ ‎(3)根据实验现象，结合方程式推测实验ⅰ～ⅲ中Fe3＋浓度变化的原因：__________________________。‎ ‎【答案】　(1)①加硝酸加热溶解固体，再滴加稀盐酸，产生白色沉淀　②Fe2＋‎ ‎(2)2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋　②4Fe2＋＋O2＋4H＋===4Fe3＋＋2H2O　加入KSCN溶液后产生白色沉淀　③0.05 mol·L－1 NaNO3　FeSO4溶液　分别取电池工作前与工作一段时间后左侧烧杯中溶液，同时滴加KSCN溶液，后者红色更深 ‎(3)溶液中存在反应：①2Ag＋＋Fe===Fe2＋＋2Ag，②Ag＋＋Fe2＋===Fe3＋＋Ag，③Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋。反应开始时，c(Ag＋)大，以反应①、②为主，c(Fe3＋)增大。约30 min后，c(Ag＋)小，以反应③为主，c(Fe3＋)减小 ‎【牛刀小试1】‎ ‎1.甲酸(HCOOH)易挥发，熔点为8.6 ℃，电离常数K＝1.8×10－4。某化学兴趣小组进行以下实验。‎ Ⅰ.制取一氧化碳 ‎(1)用A图所示装置进行实验。利用浓硫酸的脱水性，将甲酸与浓硫酸混合，甲酸发生分解反应生成CO，反应的化学方程式是______________________________；实验时，不需加热也能产生CO，其原因是________________。‎ ‎(2)欲收集CO气体，连接上图中的装置，其连接顺序为：‎ a→_________________(按气流方向，用小写字母表示)。‎ 探究实验专题审题及答题思路第 13 页 共 13 页 Ⅱ.一氧化碳性质的探究 ‎ 资料：ⅰ.常温下，CO与PdCl2溶液反应，有金属Pd和CO2生成，可用于检验CO；‎ ⅱ.一定条件下，CO能与NaOH固体发生反应：CO＋NaOHHCOONa 利用下列装置进行实验，验证CO具有上述两个性质。‎ ‎(3)打开k2，F装置中发生反应的化学方程式为_____________；为了使气囊收集到纯净的CO，以便循环使用，G装置的作用是__________________，H装置中盛放的试剂是____________。‎ ‎(4)某同学为了证明E装置中CO与NaOH固体发生了反应，设计下列实验方案：取固体产物，配成溶液，常温下测溶液的pH，若pH>7，证明CO与NaOH固体发生了反应。‎ 经小组讨论，该方案不可行，理由是________________________________________。‎ ‎(5)某同学为了测定产物中甲酸钠(HCOONa)的纯度，设计如下实验方案：准确称取固体产物m g配成100 mL溶液，取20.00 mL溶液，加入指示剂，用c mol·L－1的盐酸标准溶液平行滴定剩余的NaOH三次，平均消耗的体积为V mL。‎ 已知：三种指示剂的变色范围如下所示。‎ 则指示剂应选用__________________；产物中甲酸钠的纯度为__________________(用含m、c、V的代数式表示)。‎ ‎【答案】　(1)HCOOHCO↑＋H2O　浓硫酸与甲酸混合时放出大量的热 ‎(2)c→b→e→d→f ‎(3)PdCl2＋CO＋H2O===Pd↓＋CO2＋2HCl　除去酸性气体　浓硫酸 ‎(4)无论CO与NaOH固体是否发生反应，溶液的pH均大于7(或其他合理答案)‎ ‎(5)酚酞　×100%或×100%、1－等合理答案 ‎2.已知硫酸亚铁铵[(NH4)2SO4·FeSO4·6H2O]俗称莫尔盐，其摩尔质量为392 g/mol，可溶于水，在100℃~ 110 ℃时分解。为探究其化学组成，甲乙两同学设计了如下实验。‎ Ⅰ.探究莫尔盐晶体加热时的分解产物。‎ ‎（1）甲同学设计如下图所示的装置进行实验，装置C中可观察到的现象是溶液变红，由此可知分解产物中有_____________。‎ 探究实验专题审题及答题思路第 13 页 共 13 页 ‎（2）乙同学认为莫尔盐晶体分解的产物中还含有SO3(g)、SO2(g)及N2(g)。为验证产物的存在，用下列装置进行实验：‎ ‎①乙组同学的实验中，装置依次连接的合理顺序为A→H→__________________________→G ‎②证明含有SO3的实验现象是_______________。‎ II.为测硫酸亚铁铵纯度,称取m g 莫尔盐样品，配成500 mL溶液。甲、乙两同学设计了如下两个实验方案。‎ 甲方案：取25.00mL硫酸亚铁铵溶液用0.1000mol•L-1的酸性K2Cr2O7溶液分三次进行滴定。‎ 乙方案：(通过NH4+测定)设计装置如下图所示。取25.00 mL样品溶液进行该实验。‎ ‎（1）滴定过程中，酸性K2Cr2O7溶液应装在_____________滴定管中。甲方案中的离子方程式为_________________________________。‎ ‎（2）乙方案中量气管中最佳试剂是______（填字母）。‎ A．水 B．饱和NaHCO3溶液 C．CC14‎ ‎（3）乙方案中收集完气体并恢复至室温，读数前应进行的操作是______________________________。‎ ‎（4）若测得NH3(已折算为标准状况下)为VL，则硫酸亚铁铵纯度为___________。(用含V、m的式子表示)‎ ‎【答案】 NH3 F→D→E F中出现白色沉淀 酸式 Cr2O72-+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O c 上下移动量气管（滴定管），使左右两边液面相平 175 V/m×100%或‎392V×20‎‎44.8m×100%‎ 三.选择型探究题 ‎【例6·表格推理】 【2018北京卷】测定0.1 mol·L-1 Na2SO3溶液先升温再降温过程中的pH，数据如下。‎ 时刻 ‎①‎ ‎②‎ ‎③‎ ‎④‎ 温度/℃‎ ‎25‎ ‎30‎ ‎40‎ ‎25‎ pH ‎9.66‎ ‎9.52‎ ‎9.37‎ ‎9.25‎ 实验过程中，取①④时刻的溶液，加入盐酸酸化的BaCl2溶液做对比实验，④产生白色沉淀多。‎ 下列说法不正确的是 A．Na2SO3溶液中存在水解平衡：SO‎3‎‎2-‎+H2OHSO‎3‎‎-‎+OH− B．④的pH与①不同，是由于SO‎3‎‎2-‎浓度减小造成的 探究实验专题审题及答题思路第 13 页 共 13 页 C．①→③的过程中，温度和浓度对水解平衡移动方向的影响一致 D．①与④的Kw值相等 ‎【答案】C ‎【牛刀小试2】‎ ‎1.【2018北京卷】验证牺牲阳极的阴极保护法，实验如下（烧杯内均为经过酸化的3%NaCl溶液）。‎ ‎①‎ ‎②‎ ‎③‎ 在Fe表面生成蓝色沉淀 试管内无明显变化 试管内生成蓝色沉淀 下列说法不正确的是 A．对比②③，可以判定Zn保护了Fe B．对比①②，K3[Fe(CN)6]可能将Fe氧化 C．验证Zn保护Fe时不能用①的方法 D．将Zn换成Cu，用①的方法可判断Fe比Cu活泼 ‎【答案】D ‎2.2017北京卷】下述实验中均有红棕色气体产生，对比分析所得结论不正确的是 ‎①‎ ‎②‎ ‎③‎ A．由①中的红棕色气体，推断产生的气体一定是混合气体 B．红棕色气体不能表明②中木炭与浓硝酸发生了反应 C．由③说明浓硝酸具有挥发性，生成的红棕色气体为还原产物 D．③的气体产物中检测出CO2，由此说明木炭一定与浓硝酸发生了反应 ‎【答案】D ‎【模拟训练】‎ ‎1.‎ 探究实验专题审题及答题思路第 13 页 共 13 页 ‎【答案】C ‎ ‎2.‎ ‎3.‎ 探究实验专题审题及答题思路第 13 页 共 13 页 ‎4.‎ 探究实验专题审题及答题思路第 13 页 共 13 页 探究实验专题审题及答题思路第 13 页 共 13 页