2023届高三化学二轮复习 02 物质性质、实验原理的探究型综合实验

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物质性质、实验原理的探究型综合实验

【方法与技巧】

1．探究物质性质的基本方法和程序

2．性质、原理探究类实验的设计角度分析

(1)酸性强弱比较：可通过强酸制弱酸、对应盐溶液的碱性、同浓度溶液导电能力或 pH 等方法来比较

探究盐酸、碳酸、

硅酸的酸性强弱

利用“强酸制弱酸”的原理探究：盐酸与碳酸盐反应制取 CO2，气体净化后通入

硅酸钠溶液中生成硅酸沉淀

利用盐的水解原理探究：用 pH 试纸(或pH 计)测定同浓度的 NaCl 溶液、NaHCO3

溶液、Na2SiO3溶液的 pH，pH 越大，则对应酸的酸性越弱

探究

HCOOH、CH3COO

H电离能力的强弱

用pH 试纸(或pH 计)分别测定同浓度的 HCOOH 溶液、CH3COOH 溶液的 pH

用pH 试纸(或pH 计)分别测定同浓度的 HCOONa 溶液、CH3COONa 溶液的 pH，

盐溶液的 pH 越大，则对应酸的酸性越弱

(2)金属性强弱比较：可通过与水或酸反应置换氢的能力、最高价氧化物对应水化物的碱性、置换反应、原电池

的正负极、电解池中阴极阳离子的放电顺序等方法来比较

(3)非金属性强弱比较：可通过最高价氧化物对应水化物的酸性、气态氢化物的稳定性、与 H2化合的难易程度、

相互之间的置换、对应阴离子的还原性等方法来比较

探究 Cl2、Fe3＋、I2

的氧化性强弱

利用“氧化剂的氧化性强于氧化产物的氧化性”原理探究：将氯气通入 FeCl2溶液

中，氯气将 Fe2＋氧化成 Fe3＋，将 FeCl3溶液滴入淀粉－KI 溶液中，Fe3＋将I－氧化成

(4)弱酸酸式盐的电离程度与水解程度比较：可通过测定溶液的酸碱性的方法来比较

(5)Ksp 的大小比较

探究 AgCl、AgI 的溶

度积大小

向少量的 AgNO3溶液中滴加 NaCl 溶液至不再有白色沉淀生成，再向其中滴加

KI 溶液，产生黄色沉淀

向浓度均为 0.1 mol·L－1的NaCl、NaI 混合溶液中滴加 0.1 mol·L－1 AgNO3溶液，

先产生黄色沉淀

探究 CuS、ZnS 的溶

度积大小

向浓度相同的 CuSO4、ZnSO4的混合液中滴入 Na2S溶液，若先生成黑色沉淀

CuS、后生成白色沉淀 ZnS，则说明 Ksp(ZnS)>Ksp(CuS)

(6)一元酸、二元酸判断：可用 NaOH 溶液进行中和滴定测定消耗 V(NaOH)来确定

(7)羟基的数目判断：可通过取一定量试剂与足量 Na 反应测定放出氢气的量来确定

(8)羧基的数目判断：可通过取一定量试剂与足量 NaHCO3反应测定放出 CO2的量来确定

3．解性质、原理探究类试题的思维流程

(1)第一步，明确实验目的，知道该实验要干什么

(2)第二步，逆推实验原理，依据目的联系所学知识，再结合提给信息设想探究方案

(3)第三步，回归题干寻找对应的情境信息与实验装置，迁移运用所学知识，锁定探究方案

(4)第四步，整体验证分析，定答案

【题组训练】

1．某实验小组研究溶液中 AgNO3和Na2S的反应。

实验试剂现象

试管滴管

出现黑色沉淀

0.1 mol·L－1 AgNO3溶液(pH＝4) 0.1 mol·L－1 Na2S溶液(pH＝9)

(1)用离子方程式解释 AgNO3溶液 pH<7 的原因是_________________________________________________

(2)实验小组同学认为黑色沉淀中可能含有 Ag2O、Ag2S或Ag，设计实验验证

已知：ⅰ.浓硝酸能将 Ag2S转化为 Ag＋和SO(Ag2SO4可溶于硝酸)；

ⅱ.Ag2O能溶解在浓氨水中形成银氨溶液[Ag(NH3)2OH]，而 Ag2S和Ag 均不能。

①设计并实施如下实验，证实沉淀中含有 Ag2S，试剂 1和试剂 2分别是________、________

现象 1中出现的现象是_________________________________________________________

②设计并实施如下实验，证实沉淀中不含有 Ag2O，将实验操作补充完整。

实验操作实验现象

步骤ⅰ 取少量银氨溶液，向其中滴加盐酸出现白色沉淀

步骤ⅱ 取少量洗涤后的黑色沉淀，________ 没有沉淀出现

写出步骤ⅰ中反应的化学方程式：_____________________________________________________

③经检验，沉淀中不含有 Ag

(3)实验小组同学认为 AgNO3溶液具有氧化性，在一定条件下能够氧化 Na2S，设计实验进行研究(实验装置如图

所示)，测得电压为 a(a>0)。对 AgNO3溶液中氧化 S2－的物质进行推测：

假设 1：0.1 mol·L－1 AgNO3溶液(pH＝4)中的 Ag＋氧化了 S2－

假设 2：0.1 mol·L－1 AgNO3溶液(pH＝4)中的 NO 氧化了 S2－

利用如图装置继续研究(已知：电压大小反映了物质氧化性与还原性强弱的差异；物质氧化性与还原性强弱的

差异越大，电压越大)

①将 pH＝4的0.1 mol·L－1 AgNO3溶液替换为____________溶液，记录电压为 b(b>0)

②上述实验证实了氧化 S2－的物质中一定包含了 Ag＋，其证据是________________

实验结论：AgNO3溶液与 Na2S溶液的反应类型与反应条件有关。

2．某探究学习小组用如图所示装置进行 SO2、Fe2＋和Cl－还原性强弱比较实验，实验过程如下：

Ⅰ．先向 B中的 FeCl2溶液(约10 mL)中通入 Cl2，当B中溶液变黄时，停止通气

Ⅱ．打开活塞 b，使约 2 mL 的溶液流入D试管中，检验取出溶液中的离子

Ⅲ．接着再向 B中通入一定量的 SO2气体

Ⅳ．更新试管 D，重复过程Ⅱ，检验取出溶液中的离子

(1)棉花中浸润的溶液为________，目的是________

(2)过程Ⅲ中一定发生反应的离子方程式为____________________________________，过程Ⅳ中检验取出溶液中

是否含有 Fe2＋的操作是__________________________________________________

(3)该小组对 SO2、Fe2＋和Cl－还原性强弱比较期望达到的结论是________________

(4)甲、乙、丙三同学分别完成了上述实验，下表是他们的检测结果，他们的检测结果一定能够证明 SO2、Fe2＋

和Cl－还原性强弱关系的是________

过程Ⅱ中检出离子过程Ⅳ中检出离子

甲有Fe3＋无Fe2＋有SO

乙既有Fe3＋又有Fe2＋有SO

丙有Fe3＋无Fe2＋有Fe2＋

3．某同学在实验室进行铁盐与亚铁盐相互转化实验

实验Ⅰ：将 Fe3＋转化为 Fe2＋

(1)Fe3＋与Cu 粉发生反应的离子方程式为________________________

(2)探究白色沉淀产生的原因，请填写实验方案：

实验方案现象结论

步骤 1：取 4 mL________mol·L－1 CuSO4溶液，

向其中滴加 3滴0.1 mol·L－1 KSCN 溶液产生白色沉淀 CuSO4溶液与 KSCN 溶

液反应产生了白色沉淀

步骤 2：取__________________ 无明显现象

查阅资料：① SCN－的化学性质与 I－相似；② 2Cu2＋＋4I－===2CuI↓＋I2

Cu2＋与SCN－反应的离子方程式为___________________________________________________

实验Ⅱ：将 Fe2＋转化为 Fe3＋

实验方案现象

向3 mL 0.1 mol·L－1 FeSO4溶液中加入 1 mL

稀硝酸

溶液变为棕色，放置一段时间后，棕色消

失，溶液变为黄色

探究上述现象出现的原因：

查阅资料：Fe2＋＋NO Fe(NO) 2＋(棕色)

(3)用离子方程式解释 NO 产生的原因：________________________________

(4)从化学反应速率与限度的角度对体系中存在的反应进行分析：

反应Ⅰ：Fe2＋与HNO3反应；反应Ⅱ：Fe2＋与NO 反应。

①依据实验现象，可推知反应Ⅰ的速率比反应Ⅱ的________(填“快”或“慢”)

②反应Ⅰ是一个不可逆反应，设计实验方案加以证明：______________________________________________

_________________________________________________________________________________

③请用化学平衡移动原理解释溶液由棕色变为黄色的原因：__________________________________________

_________________________________________________________________________________

4．焦亚硫酸钠(Na2S2O5)是一种可溶于水的白色或淡黄色小晶体，食品级焦亚硫酸钠可作为贮存水果的保鲜剂等。

某化学研究兴趣小组欲自制焦亚硫酸钠并探究其部分化学性质等

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