1、【 精品教育资源文库 】 第 44讲 化学探究实验题考题类型及解题策略 题型特点 考情分析 命题趋势 化学实验探究题是新课标高考的热点题型，具有情境新颖、取材广泛、考查灵活的特点。试题集探究性与开放性于一体，以探究物质的性质、物质的组成等为主线，具有较好的考查学生思维能力及化学素养的功能。 2017，北京卷， 28T 2016，全国卷甲，28T 2016，北京卷， 28T 2016，浙江卷， 27T 探究实验题近几年逐渐成为一种热门的实验题型，预计 2019年高考会加大对探究实验题的考查力度。 分值： 4 10 分 1化学反 应原理的实验探究题 主要利用对比、归纳、分析等方法，在探究过程中常
2、可以通过对比实验，即设置几组平行实验来对照、比较，从而研究和揭示某种规律，解释某种现象形成的原因或证明某种反应原理。 解题策略 (1)变量探究实验题的解题策略 解答变量探究类试题关键是在其他条件相同的前提下，只改变一个条件对研究对象的影响规律。注意：选择数据要有效，且变量统一，否则无法作出正确判断。 (2)规律探究实验题的解题策略 物质性质递变规律的探究也是中学化学实验探究的一个重要内容。研究同周期、同主族元素性质的递变规律，物质的氧化还原反 应 (如置换反应 )规律，物质的酸 (碱 )性强弱规律，电解质溶液的导电规律等，都是开展有关规律探究的重要素材，也是高考命题的经典情境。 2物质组成的实
3、验探究题 通过化学反应原理猜测可能生成哪些物质 作出合理的假设 在假设的基础上应用化学反应原理设计实验步骤 进行实验操作 记录实验现象 得出实验结论。 定量测定数据的方法 (1)沉淀法：先将某种成分转化为沉淀，然后称量纯净、干燥的沉淀的质量，再进行相关计算。 (2)测气体体积法：对于产生气体的反应，可以通过测定气体体积的方法测定样品纯度。 (3)测气体质量法：将生 成的气体通入足量的吸收剂中，通过称量实验前后吸收剂的质量，求得所吸收气体的质量，然后进行相关计算。 (4)滴定法：即利用滴定操作原理，通过酸碱中和滴定、沉淀滴定和氧化还原反应滴定等【 精品教育资源文库 】 获得相应数据后再进行相关
4、计算。 (5)热重法：只要物质受热时发生质量变化，都可以用热重法来研究物质的组成，是在控制温度的条件下，测量物质的质量与温度关系的方法。通过分析热重曲线，我们可以知道样品及其可能产生的中间产物的组成、热稳定性、热分解情况及生成产物等与质量相联系的信息。 3物质性质的实验探究题 基本思路和方法 根据物质的组 成 (或成分 ) 提出各物质 (或离子 )性质的假设 根据这些性质找到可能存在的反应 确定检验的试剂和仪器 确定实验的顺序 叙述实验的操作和预期的现象，得出结论。 例 1(2016 北京卷 )以 Na2SO3溶液和不同金属的硫酸盐溶液作为实验对象，探究盐的性质和盐溶液间反应的多样性。 实验
5、试剂 现象 滴管 试管 0.2 molL 1 Na2SO3溶液 饱和 Ag2SO4溶液 . 产生白色沉淀 0.2 molL 1 CuSO4溶液 . 溶液变绿，继续滴加产生棕黄色沉淀 0.1 molL 1 Al2(SO4)3溶液 . 开始无明显变化，继续滴加产生白色沉淀 (1)经检验，现象 中的白色沉淀是 Ag2SO3。用离子方程式解释现象 ： _2Ag SO23=Ag2SO3 _。 (2)经检验，现象 的棕黄色沉淀中不含 SO24 ，含有 Cu 、 Cu2 和 SO23 。已知： Cu 稀 H2SO4Cu Cu2 ， Cu2 ICuI( 白色 ) I2。 用稀 H2SO4证实沉淀中含有 Cu
6、的实验现象是 _析出红色固体 _。 通过下列实验证实，沉淀中含有 Cu2 和 SO23 。 a白色沉淀 A是 BaSO4，试剂 1是 _HCl和 BaCl2溶液 _。 【 精品教育资源文库 】 b证实沉淀中含有 Cu2 和 SO23 的理由是 _在 I 的作用下， Cu2 转化为白色沉淀 CuI， SO23转化为 SO24 _。 (3)已知： Al2(SO3)3在水溶液中不存在。经检验，现象 的白色 沉淀中无 SO24 ，该白色沉淀既能溶于强酸，又能溶于强碱，还可使酸性 KMnO4溶液褪色。 推测沉淀中含有亚硫酸根和 _Al3 、 OH _。 对于沉淀中亚硫酸根的存在形式提出两种假设： .
7、被 Al(OH)3 所吸附； . 存在于铝的碱式盐中。对假设 设计了对比试验，证实了假设 成立。 a将对比实验方案补充完整。 步骤一： 步骤二： _ _(按如图形式呈现 )。 b假设 成立的实验证据是 _V1明显大于 V2_。 (4)根据实验，亚硫酸盐的性质有 _还原性、水解呈碱性 _。盐溶 液间反应的多样性与 _两种盐溶液中阴阳离子的性质和反应条件 _有关。 解析 (1)饱和溶液中的 Ag 与 Na2SO3反应会生成更难溶的 Ag2SO3。 (2) 根据现象 和已知信息知，取少量洗涤干净的棕黄色沉淀，滴加稀硫酸，若有红色固体析出，则证明有 Cu 。a. 根据沉淀 A是 BaSO4，知加入的试
8、剂 1含 Ba2 ，可以选用盐酸酸化的 BaCl2溶液。 b.由白色沉淀 A为 BaSO4可知原沉淀中的 SO23 被氧化为 SO24 ，则加入 KI 时反应生成了 I2，说明原沉淀中有 Cu2 ，即加入 KI时 Cu2 与 I 反应生成白色沉淀 CuI和 I2， I2又与 SO23 反应生成 SO24 与I ，所以加入淀粉无明显现象。 (3) 根据题意知，现象 的白色沉淀中无 SO24 ，该白色沉淀既能溶于强酸，又能溶于强碱，还可使酸性 KMnO4 溶液褪色，推测沉淀中含有亚硫酸根、Al3 和 OH 。 与 Al(OH)3相比，铝的碱式盐中每个铝离子所对应的氢氧根离子不足 3个，因此可设计定
9、量实验，记录数据 V1，设计对比实验，记录数据 V2，对比 V1与 V2即可得出结论。(4)I2被还原，酸性 KMnO4溶液褪色，均显示了亚硫酸盐的还原性，亚硫酸盐与 Al3 发生双水解反应生成氢氧化铝，证明了亚硫酸盐在水溶液中水解而显碱性，根据实验流程及现象可知，盐溶液间反应的多样性和盐的性质及反应条件有关。 1 (2017 北京卷 )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。 【 精品教育资源文库 】 向硝酸酸化的 0.05 molL 1 硝酸银溶液 (pH2) 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)
10、检验产物 取出少量黑色固体，洗涤后， _加硝酸加热溶解固体，再滴加稀盐酸，产生白色沉淀_ (填操作和现象 )，证明黑色固体中含有 Ag。 取上层清液，滴加 K3Fe(CN)6溶液，产生蓝色沉淀，说明溶液中含有 _Fe2 _。 (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 _2Fe3 Fe=3Fe2 _(用离子方程式表示 )。针对两种观点继续实验： 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： 序号 取样时间/min 现象 3 产生
11、大量白色沉淀；溶液呈红色 30 产生白色沉淀，较 3 min时量少；溶液红色较 3 min时加深 120 产生白色沉淀，较 30 min时量少；溶液红色较30 min时变浅 (资料： Ag 与 SCN 生成白色沉淀 AgSCN) 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 _4Fe2 O2 4H =4Fe3 2H2O_(用离子方程式表示 )，可产生 Fe3 ； 假设 c：酸性溶液中的 NO3 具有氧化性，可产生 Fe3 ； 假设 d：根据 _加入 KSCN溶液后产生白色沉淀 _现象，判断溶液中存在 Ag ，可产生
12、 Fe3 。 下述实验 可证实假设 a、 b、 c不是产生 Fe3 的主要原因。实验 可证实假设 d成立。 实验 ：向硝酸酸化的 _0.05_molL 1_NaNO3_溶液 (pH2) 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 ：装置如图，其中甲溶 液是 _FeSO4溶液 _，操作及现象是 _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 _。 【 精品教育资源文库 】 (3)根据实验现象，结合方程式推测实验 中 Fe3 浓度变化的原因： 溶液中存在反应： 2Ag
13、Fe=Fe2 2Ag， Ag Fe2 =Fe3 Ag， Fe 2Fe3 =3Fe2 。反应开始时， c(Ag )大，以反应 为主， c(Fe3 )增大。约 30 min 后， c(Ag )小，以反应 为主，c(Fe3 )减小 。 解析 (1) 黑色固体溶于热的硝酸 溶液后，向其中加入稀盐酸，产生白色沉淀，可证明黑色固体中含有 Ag。 可利用 K3 Fe(CN)6检验 Fe2 的存在。 (2)过量的铁粉会与 Fe3 反应。 空气中的 O2会与 Fe2 发生氧化还原反应，产生 Fe3 ；加入 KSCN 溶液后产生白色沉淀，说明溶液中存在 Ag ， Ag 可与 Fe2 反应产生 Fe3 。 实验 可
14、证实假设 a、 b、 c 不是产生 Fe3 的主要原因，只要将原实验反应体系中的 Ag 替换，其他微粒的种类及浓度保持不变，做对比实验即可，所以可选用 0.05 molL 1 NaNO3溶液 (pH2) ；实验 利用原电池装置证明反应 Ag Fe2 =Ag Fe3 能发生，所以甲溶液是 FeSO4溶液。操作和现象：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。 2为探讨化学平衡移动原理与氧化还原反应规律的联系，某同学通过改变浓度研究“2Fe 3 2I 2Fe2 I2” 反应中 Fe3 和 Fe2 的相互转化。实验如下： (1)待实验 溶液颜色不再改变时，再进行实验 ，目的是使实验 的反应达到 _化学平衡状态 _。 (2) 是 的对比实验，目的是排除 中 _溶液稀释对颜色 变化 _造成的影响。 (3) 和 的颜色变化表明平衡逆向移动， Fe2 向 Fe3 转化。用化学平衡移
