易错专题19 化学实验综合题解题策略（原卷版）-2024年高考化学考前易错聚焦

这是一份易错专题19 化学实验综合题解题策略（原卷版）-2024年高考化学考前易错聚焦，共25页。试卷主要包含了物质的性质与探究，实验方案设计与评价等内容，欢迎下载使用。
一、物质的性质与探究
1.物质性质综合性实验设计与评价题的基本流程:原理→反应物质→实验装置→现象→结论→作用意义→联想。
(1)实验是根据什么性质和原理设计的?实验的目的是什么?
(2)所用各物质名称、状态、代替物(根据实验目的和相关的化学反应原理进行全面的分析比较和推理,并合理选择)。
(3)有关装置:性能、使用方法、适用范围、注意问题、是否有替代装置可用、仪器规格等。
(4)有关操作:技能、操作顺序、注意事项或操作错误的结果。
(5)实验现象:自下而上,自左而右,全面观察。
(6)实验结论:直接结论或导出结论。
2.探究实验的一般思路：
虽然探究性实验主要考查学生的探究能力,但在问题的设置上常常包含了对实验基础知识的考查,如:①常见物质分离提纯的方法:结晶法、蒸馏法、过滤法、升华法、萃取分液法、渗析法等。②常见气体的制备、净化、干燥、收集方法。③熟悉重点操作:a.气密性检查;b.量气操作;c.防倒吸、防污染操作;d.蒸发、灼烧操作……
(1)性质探究类：该类题型以探究物质未知的性质、可能发生的反应为主要目的。在性质探究实验中主要考查试剂的选择、装置仪器的规范、步骤优化、实验设计、现象的探究和结论的评价等综合分析能力。
(2)假设探究类：此类试题通常是根据所学知识,结合题给信息或条件,对实验现象进行科学的分析,提出合理的假设,然后设计实验探究假设是否合理。假设探究类实验解题的核心是实验设计部分,假设探究型实验方案的设计要点如下:①在探究实验的设计过程中往往可以通过对比实验,即设计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机理等。②无论是对无机物还是有机物性质的探究实验设计,都必须建立在牢牢掌握元素化合物知识的基础上,大胆猜想,细心论证,脱离了元素化合物的知识基础,孤立地看实验问题是不科学的。只有灵活运用已有的元素化合物知识,才能使探究性实验变为验证性实验,使复杂问题简单化。
3.实验条件控制
4.实验操作目的
4.实验操作目的
二、实验方案设计与评价
1.解题策略
实验完整的化学实验方案包括“四大环节”，即：实验原理、实验装置和药品(其中包括：装置类型、仪器的组装等)、实验步骤(其中包括：加装药品、气密性检查、除杂干燥、主体实验、安全措施等)、实验现象的观察、记录及实验数据的分析处理等。设计合理的实验方案必须掌握比较全面的实验基本原理和基本技能，要做到：设计原理正确、实验程序合理、操作步骤简便、现象明显、相关结论正确。实验设计的解答策略如下：
（1）明确目的原理：首先必须认真审题，明确实验的目的要求，弄清题目有哪些新的信息，综合已学过的知识，通过类比、迁移、分析，从而明确实验原理。
（2）选择仪器药品：根据实验的目的和原理，以及反应物和生成物的性质、反应条件，如反应物和生成物的状态，能否腐蚀仪器和橡皮、反应是否加热及温度是否控制在一定的范围等，从而选择合理的化学仪器和药品。
（3）设计装置步骤：根据上述实验目的和原理，以及所选用的仪器和药品，设计出合理的实验装置和实验操作步骤。学生应具备识别和绘制典型的实验仪器装置图的能力，实验步骤应完整而又简明。
（4）记录现象数据：根据观察，全面而准确地记录实验过程中的现象和数据。
（5）分析得出结论：根据实验观察的现象和记录的数据，通过分析、计算、图表、推理等处理，得出正确的结论。
2.答题模板
考点精练
1．（2024·陕西铜川·三模）钛在医疗领域的应用非常广泛，如：制人造关节、主动心瓣等。实验室利用含杂质的二氧化钛做原料制取高纯度的二氧化钛，装置如图(夹持装置已略去)。
已知：①；
②为无色或淡黄色液体，熔点为-30℃，沸点为136.4℃，极易与水反应，能溶于有机溶剂，易挥发，与HCl不发生反应；
③的盐酸溶液可吸收CO而生成黑色颗粒Pd；
④在盐酸溶液中的存在形式为。
a．制备
(1)对于实验过程的控制，开始的操作和实验结束的操作分别为 (填序号)。
①先给陶瓷管通电加热，一段时间后，再打开分液漏斗活塞
②先打开分液漏斗活塞，一段时间后，再给陶瓷管通电加热
③先将陶瓷管断电停止加热，一段时间后，再关闭分液漏斗活塞
④先关闭分液漏斗活塞，一段时间后，再将陶瓷管断电停止加热
(2)装置B中盛放的试剂是 (填名称)。
(3)该实验设计存在的缺陷是 、
(4)用的盐酸溶液吸收CO的离子方程式为 。
(5)所得的可用Mg制Ti，该过程可在 (填序号)氛围保护下进行。
①氮气 ②氩气 ③水蒸气 ④氧气
b．气相氧化法制备
(6)装置丁中仪器a的名称为 。
(7)实验装置按从左到右的连接顺序为 。
(8)写出装置甲三颈烧瓶内发生反应的化学方程式 。
2．（2024·陕西西安·模拟预测）硫脲是一种杀菌剂。某小组设计实验制备硫脲并探究其性质。
实验（一）：制备硫脲。装置如图1所示（加热装置已省略）。
已知：①；
②25℃时硫脲溶解度为14.2 g/100 g水；
③实验室常用FeS与稀H2SO4在常温下制H2S。
(1)盛放石灰乳的仪器的名称是 ，B的加热方式宜选择 （填标号）。
a．直接用酒精灯加热
b．油浴加热（100~250℃）
c．热水浴加热
(2)当C装置中出现 （填实验现象）时表明B中生成了。
(3)实验发现，硫脲产率与投料比{}的关系如图2所示。
最佳投料比为 。
实验（二）：探究硫脲的性质。
资料显示：①150℃时转化成NH4SCN。
②酸性KMnO4溶液和硫脲反应，还原产物为，氧化产物为N2和。
(4)取少量溶于水，加热至150℃，一段时间后再冷却至室温时，滴加 ，可检验是否有生成。
(5)取少量溶于NaOH溶液，加入CuSO4溶液，过滤、洗涤，得到黑色固体，由此推知，在碱性条件下会生成 （填离子符号）。
(6)甲同学取少量溶于水，滴加几滴酸性KMnO4溶液，振荡，溶液褪色；再滴加BaCl2和盐酸溶液，产生白色沉淀。
①乙同学认为甲同学的实验不能证明生成了，理由是 。
②乙同学设计如图3装置验证氧化产物中含有。
关闭K，发现电流计指针偏转。一段时间后，左烧杯中酸性高锰酸钾溶液褪色。铂电极上的反应式为 ，经检验石墨电极附近还有N2和CO2生成，每生成1 ml N2，电路中转移的电子数为 。
3．（2024·辽宁·二模）碘被称为“智力元素”，科学合理地补充碘可防止碘缺乏病。碘酸钾是常用的食盐加碘剂，可采用如下方法进行制备。
已知：①为无色或白色颗粒或粉末状结晶，是一种较强的氧化剂，其水溶液呈中性。
②加热至开始分解，不溶于乙醇。
方法一：采用如图所示装置用氯气氧化碘化钾得到碘酸钾溶液，再经一系列操作得到碘酸钾产品。
(1)装置B中盛装的试剂为 ，仪器的名称为 。
(2)装置C中多孔球泡的作用是 ；C中反应生成碘酸钾的总化学方程式为 。
(3)一系列操作包括蒸发浓缩、冷却结晶、抽滤、洗涤、干燥等多步操作。下列说法正确的是______(填序号)。
A．蒸发浓缩过程中需要使用三脚架、泥三角、坩埚等仪器
B．抽滤可以加快过滤速率，获得较为干燥的产品
C．产品可用乙醇洗涤以减少溶解损失
D．干燥时高温烘干比低温烘干效果更好
方法二：采用如图实验流程，用碘单质制取碘酸钾产品。
(4)步骤①需控制温度在左右，原因是 。
(5)步骤②中生成气体的反应的离子方程式为 。
(6)产品碘酸钾纯度的测定：准确称产品配成溶液，取该溶液于碘量瓶中，加入稍过量的碘化钾溶液，用适量硫酸酸化。用的硫代硫酸钠标准溶液滴定，滴定至淡黄色，加入少许淀粉溶液。平行滴定三次，平均消耗硫代硫酸钠标准溶液。已知，产品的纯度为 (用含、、的代数式表示)。
4．（2024·贵州·模拟预测）硫酸四氨合铜晶体常作杀虫剂、媒染剂。某小组设计实验制备硫酸四氨合铜晶体并测定其纯度。
实验(一)制备，装置如图所示。
(1)A装置中发生反应的化学方程式为 。该反应中浓硫酸表现出的性质有 。
(2)持续反应一段时间后C装置中的现象为 。
(3)将A装置中混合物缓慢倒人装有水的烧杯中，再加入过量的，充分反应后，过滤。将滤液蒸发浓缩、降温结晶、过滤，得到晶体。
①不能向A装置的混合物中加入水，其原因是 。
②的作用是 。
实验(二)制备硫酸四氨合铜晶体。
(4)步骤中蓝色沉淀溶解得到深蓝色的透明溶液，其原因是 (写出离子方程式)。
(5)相对普通过滤，利用图2装置分离晶体，其突出优点有 (答一条即可)。
实验(三)测定硫酸四氨合铜晶体纯度。
取样品溶于蒸馏水配制成溶液，准确量取配制溶液，滴加适量的稀硫酸，充分反应。加入过量溶液，滴加3滴淀粉溶液，用 溶液滴定，边滴边摇动锥形瓶至滴定终点，消耗溶液。相关反应：，，。
(6)产品的纯度为 。若①摇动锥形瓶时间过长，空气进入较多；②滴加稀硫酸过多，则上述两种情况可能会导致测得结果 (填字母)。(已知：在酸性条件下不稳定，会发生歧化反应)
A．①偏高 ②偏低 B．①偏低 ②偏高 C．①偏高 ②偏高 D．①偏低 ②偏低
（2024·广东·二模）
5．滴定法是用于测定溶液中微粒浓度的重要方法。某实验小组利用滴定法测定碘酒中碘的含量。
6．配制稀碘液：移取10.00mL碘酒，准确配制100mL稀碘液。需要的玻璃仪器有：烧杯、玻璃棒、（从下列图中选择，填选项） 。
A． B． C． D．
(1)测定碘含量：每次取25.00mL稀碘液于锥形瓶中，滴加几滴淀粉溶液，加入适量稀后，用浓度为0.1000 标准溶液滴定，实验数据如下表所示。
已知：
①第1次实验溶液的用量明显多于后两次，原因可能是
A．盛装标准溶液的滴定管用蒸馏水洗净后，未润洗
B．滴入半滴标准溶液，溶液变色，即判定达滴定终点
C．滴定达终点时发现滴定管尖嘴内有气泡产生
D．滴定终点读取滴定管刻度时，俯视标准液液面
②该碘酒中碘的含量为 。（已知）
(2)借鉴（2）的方法，用图所示的流程测定海带中的碘含量。
①加入发生的离子反应方程式是 。
②预测达到滴定终点的实验现象为 ，在实验时却发现溶液变色片刻后，恢复滴定前的颜色。继续滴加，溶液变色片刻后再一次恢复原色。
(3)探究异常现象产生的原因。
该学习小组通过设计对照实验，发现空气中的氧气并不能较快地氧化待测液中的。
提出猜想：过量的 将生成的重新氧化成碘单质。
验证猜想：将2mL待测液、2滴0.1 溶液、2滴淀粉溶液和 混合，用溶液滴定，若待测液变为无色后又反复变色，则证明猜想不成立。
提出疑问：什么物质反复氧化碘离子。
寻找证据：按图中的流程，用量改为少量，氧化后的待测液静置半小时，利用氧化还原电势传感器测定滴定过程中电势的变化，待溶液变色后停止滴定，溶液恢复原色后继续滴加至溶液变色，循环往复，得到图所示的曲线。
已知：
ⅰ氧化性物质的电势值高于还原性物质：
ⅱ一定条件下，氧化性物质的浓度越高，电势越高，还原性物质浓度越高，电势越低。
a-b段电势升高的原因是 （填化学式）被氧化。由a-b段电势变化的斜率小于b-c段可推测溶液反复变色的原因是 。
优化流程：将用氧化后的待测液 ，再进行滴定，到达滴定终点时待测液变色后不会恢复原色。
7．（2024·山东潍坊·二模）在工业上常作催化剂和刻蚀剂。实验室中，先合成，再与反应制备无水，装置如图所示（加热及夹持仪器略）。
已知：①实验室合成的原理为；
②的熔点为-101℃，沸点为75.6℃，遇水剧烈分解为两种酸性气体；沸点为105℃。忽略共沸。
回答下列问题：
(1)仪器甲的名称为 ，仪器乙中所装的最佳试剂为 （填序号）。
a．98% b．70% c．36.5%盐酸 d．70%
(2)打开，将三通阀调至，接下来进行的操作是 ，一段时间后，加热装置C至60℃。仪器丙的作用为 。
(3)当C中出现较多液体后，关闭、。制得的操作为：①调节三通阀的位置为 （填序号）；②……；③加热E处硬质玻璃管。②的操作为 。
(4)该化学学习小组探究在溶液中的颜色变化，进行以下实验。
已知：水溶液中，几乎无色，为黄色；水解生成（棕黄色）。
①从影响平衡移动因素的角度分析，加热前后，实验I中溶液颜色无明显变化的原因为 。
②设计实验证明实验Ⅲ中溶液呈黄色的原因是： 。
8．（2024·辽宁鞍山·二模）12-钨磷酸(，分子量：2880)是杂多化合物的代表物之一，实验室可通过乙醚萃取法合成。涉及的部分物质性质见下表：
【制备步骤】
Ⅰ.12-钨磷酸钠()溶液的制备
取(分子量：330)和(分子量：178)于烧杯中，溶于80mL热水，边加热边搅拌下，向溶液中以细流加入14 mL浓盐酸，继续加热30 s。
Ⅱ.12-钨磷酸的制备
将烧杯中液体一并转移至分液漏斗中，加入205 mL乙醚及6 mL 6 ml/L的盐酸(均过量)，振荡后静置，液体分三层，分出最下层液体于仪器X中，在通风橱内，置于热水浴中加热蒸除少量乙醚，得白色12-钨磷酸固体8.64 g。
请回答下列问题：
(1)请用离子方程式表示步骤Ⅰ中12-钨磷酸钠的制备原理 ；
(2)“仪器X”为 ；
(3)步骤Ⅱ中，振荡分液漏斗制备12-钨磷酸时，需不时拧开分液漏斗活塞进行放气，这样操作的目的是 ；
(4)步骤Ⅱ中“液体分为三层”，最上层液体的主要成分为 (填代号)；
a．乙醚 b．12-钨磷酸钠溶液 c．水 d．NaCl溶液
(5)步骤Ⅱ蒸除乙醚时，采用水浴加热而不采用明火加热的目的是 ；
(6)制备出的12-钨磷酸常因有灰尘、纸屑等有机纤维杂质落入而形成蓝色的“杂多蓝”，出现这一现象时，加入适量过氧化氢或溴水可使其恢复。上述实验现象可体现出12-钨磷酸常温下具有较强的 (填“氧化性”或“还原性”)；
(7)根据上述实验数据计算，该实验的产率为 (设所得白色固体均为无水12-钨磷酸，结果保留两位有效数字)；
(8)通过对X-射线衍射结果分析，得到12-钨磷酸根离子结构如下图，请回答：
①W原子的配位数为 ；
②12-钨磷酸根离子中存在 种处于不同化学环境的氧原子。
9．（2024·广东汕头·二模）某科学小组进行浓硫酸性质的相关实验如下：
(1)Cu与浓硫酸加热条件下反应装置如图：
①Cu与浓硫酸反应的化学方程式为 ；
②U型管中品红试纸的作用为 ，蓝色石蕊试纸出现的现象为 。
(2)实验（1）反应完成后，试管中看到大量白色固体生成，初步推测是因为浓硫酸吸水产生水合硫酸，导致分散系中水的量减少，生成的较难溶解在水中，以白色固体析出。设计实验进一步探究浓硫酸吸水性实验如下：
①室温下，利用如图所示数字化装置进行浓硫酸吸水性的探究实验，测定数据如下表。
实验结束时湿度：10.1% c（填“>”、“a)；
3.向左侧烧杯中加入_____，指针继续向右偏转，检流计读数cmA(c>b)，有_____生成。