新高考化学二轮复习强化练习重难点14 性质探究型实验综合题（2份打包，原卷版+解析版）

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性质探究型实验是现在高考的一个趋势，主要考查学生的化学实验探究能力和科学表达能力。试题往往以一个具体的化学问题或化学现象为背景，在实验结果不知晓的情况下，由实验者自行设计实验方案进行探究，因此就会涉及结果假设、实验方案设计、现象预测、得出结果等不同的过程。性质探究型实验一般有以下几种命题形式：
（1）探究化学实验中的反常现象或反常结果；
（2）探究对经典问题或教材实验的质疑；
（3）探究未知物的成分；
（4）探究物质的性质及形成原因；
（5）探究化学反应的条件及现象；
（6）探究化学反应机理及历程；
预计2024年高考中，性质探究型实验综合题仍是出题的重点，在试题中穿插考查元素及化合物知识、实验基本操作、化学基本理论、化学计算等相关知识。
【策略1】熟悉探究物质性质的基本方法和程序
【策略2】回归教材——明确物质性质探究、验证的实验角度
（1）物质氧化性、还原性及其强弱的判断。
如探究SO2具有还原性的方法是将气体通入酸性KMnO4溶液中，通过观察酸性KMnO4溶液是否褪色来说明；如探究Fe3＋的氧化性强于I2时，可利用FeCl3与淀粉­KI溶液反应，通过溶液变蓝色来说明Fe3＋的氧化性强于I2。
（2）验证同周期、同主族元素性质的递变规律.
一般通过设计比较元素金属性、非金属性强弱的实验来完成。如通过比较Mg、Al与同浓度盐酸反应产生H2的快慢来说明Mg、Al的活泼性顺序。
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。
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。
（3）电解质强弱的判断。
如探究化合物HA是弱电解质的方法是常温下配制NaA溶液，测pH，若pH>7，则说明HA为弱电解质。
（4）物质酸性强弱的判断。
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。
（5）钢铁发生电化学腐蚀的规律探究。
可以通过控制钢铁是否与空气接触、所接触的电解质溶液的酸碱度、钢铁在腐蚀过程中体系内的气压变化等设计实验，找出规律。
（6）Ksp的大小比较
（7）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
（8）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
（9）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
（10）热分解产物的性质探究、判断。
①难溶性碳酸盐氧化物＋CO2；
②碳酸的酸式盐碳酸的正盐＋CO2＋H2O；
③铵盐(NH4NO3除外)NH3＋相应的酸(或酸性氧化物＋H2O)；
④硝酸盐金属(或金属氧化物、亚硝酸盐)＋氮氧化物(NO或NO2)＋O2；
⑤草酸晶体CO2＋CO＋H2O。
【策略3】掌握探究实验中常见操作及原因分析
考向一 探究化学反应的结果
1．（2023·北京·统考高考真题）资料显示，可以将氧化为。某小组同学设计实验探究被氧化的产物及铜元素的价态。
已知：易溶于溶液，发生反应(红棕色)；和氧化性几乎相同。
I.将等体积的溶液加入到铜粉和的固体混合物中，振荡。
实验记录如下：
(1)初始阶段，被氧化的反应速率：实验Ⅰ (填“>”“”或“”或“Ksp(CuS)；
操作
目的或原因
沉淀水洗
除去××(可溶于水)杂质
沉淀用乙醇洗涤
a.减小固体的溶解度；b.除去固体表面吸附的杂质；c.乙醇挥发带走水分，使固体快速干燥
冷凝回流
防止××蒸气逸出脱离反应体系；提高××物质的转化率
控制溶液pH
防止××离子水解；防止××离子沉淀；确保××离子沉淀完全；防止××溶解等
“趁热过滤”后，有时先向滤液中加入少量水，加热至沸腾，然后再“冷却结晶”
稀释溶液，防止降温过程中杂质析出，提高产品的纯度
加过量A试剂
使B物质反应完全(或提高B物质的转化率等)
温度不高于××℃
温度过高××物质分解(如H2O2、浓硝酸、NH4HCO3等)或××物质挥发(如浓硝酸、浓盐酸)或××物质氧化(如Na2SO3等)或促进××物质水解(如AlCl3等)
减压蒸馏(减压蒸发)
减小压强，使液体沸点降低，防止××物质受热分解(如H2O2、浓硝酸、NH4HCO3等)
蒸发、反应时的气体氛围
抑制××离子的水解(如加热蒸发AlCl3溶液时需在HCl气流中进行，加热MgCl2·6H2O制MgCl2时需在HCl气流中进行等)
配制某溶液前先煮沸水
除去溶解在水中的氧气，防止××物质被氧化
反应容器中用玻璃管和大气相通
指示容器中压强大小，避免反应容器中压强过大
实验现象
实验Ⅰ
极少量溶解，溶液为淡红色；充分反应后，红色的铜粉转化为白色沉淀，溶液仍为淡红色
实验Ⅱ
部分溶解，溶液为红棕色；充分反应后，红色的铜粉转化为白色沉淀，溶液仍为红棕色
实验Ⅲ
完全溶解，溶液为深红棕色；充分反应后，红色的铜粉完全溶解，溶液为深红棕色
实验
物质a
C中实验现象
通入Cl2前
通入Cl2后
Ⅰ
水
得到无色溶液
产生棕黑色沉淀，且放置后不发生变化
Ⅱ
5%NaOH溶液
产生白色沉淀，在空气中缓慢变成棕黑色沉淀
棕黑色沉淀增多，放置后溶液变为紫色，仍有沉淀
Ⅲ
40%NaOH溶液
产生白色沉淀，在空气中缓慢变成棕黑色沉淀
棕黑色沉淀增多，放置后溶液变为紫色，仍有沉淀
序号
Ⅰ
40.00
/
/
0
2.86
Ⅱ
4.00
/
36.00
0
3.36
…
Ⅶ
4.00
a
b
3：4
4.53
Ⅷ
4.00
4.00
32.00
1：1
4.65
Ⅰ
移取溶液，用溶液滴定至终点，消耗溶液
Ⅱ
，测得溶液的pH为4.76
实验序号
试样
测试温度/℃
电导率/
1
Ⅰ：25℃的饱和溶液
25
2
Ⅱ：35℃的饱和溶液
35
3
Ⅲ：45℃的饱和溶液
45
实验序号
试样
测试温度/℃
电导率/
4
Ⅰ
5
实验操作
试剂
产物
I
较浓H2SO4
有氯气
II
a
有氯气
III
a+b
无氯气
方案Ⅰ
取少量a，滴加KSCN溶液至过量，溶液呈红色。
方案Ⅱ
用KOH溶液充分洗涤C中所得固体，再用KOH溶液将K2FeO4溶出，得到紫色溶液b．取少量b，滴加盐酸，有Cl2产生。
序号
温度/℃
V(氯化铜)/mL
V(饱和硫酸铜)/mL
V(饱和_____)/mL
V(饱和氯化钠)/mL
V(水)
/mL
溶液颜色
1
25
4.0
无色
2
25
4.0
无色
3
25
4.0
蓝色
4
25
4.0
绿色
5
25
2.0
a
蓝绿色
6
25
2.0
2.0
蓝绿色
7
25
2.0
2.0
黄绿色
8
50
4.0
黄绿色
序号
温度/℃
V(NaClO溶液)/mL
V(NaOH溶液)/mL
V(HCl溶液)/mL
V()/mL
褪色时间/s
1
20
10.0
0
0
5.0
2
20
5.0
0
0
10.0
3
20
10.0
2.0
0
3.0
4
20
10.0
0
2.0
3.0
5
30
10.0
0
0
5.0
序号
实验内容
记录数据
6
取20.00mLNaClO溶液，用盐酸滴定至终点
消耗盐酸体积为VmL
7
测得30℃纯水的pH
a
8
_______
b
装置与操作
现象
溶液立即变红，继续滴加溶液，红色变浅并逐渐褪去
编号
①
②
③
④
⑤
铜粉质量/g
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
溶液颜色
绿色
草绿色
蓝绿色偏绿
蓝绿色偏蓝
蓝色
通入气体
氮气
空气
现象
液面上方出现明显的红棕色气体，25min后溶液变为蓝色
液面上方出现明显的红棕色气体，5min后溶液变为蓝色
加入物质
______固体
3滴30%H2O2溶液
3滴水
现象
溶液绿色变深
溶液迅速变为蓝色
溶液颜色几乎不变
实验序号
对比实验及试剂
实验步骤
实验现象
Ⅱ
A试管
2 mL 0.1 ml/LFeSO4溶液
加入1mL0.4ml·L-1KSCN溶液
开始时溶液的上方变为红色，一段时间后红色向下蔓延，最后充满整支试管
B试管
2mL0.1ml/LCuSO4溶液
加入1mL0.4ml·L-1KSCN溶液
溶液变成绿色
Ⅲ
C试管
2mL0.1ml/LFeSO4溶液
加入2mL0.1ml·L-1CuSO4溶液
溶液变为淡蓝色
再加1mL0.4ml·L-1KSCN溶液
溶液的上层变为红色，有白色沉淀产生，一段时间后整支试管溶液呈深红色
序号
物质a
C中实验现象
通入前
通入后
Ⅰ
溶液
产生蓝色絮状沉淀
开始时有砖红色沉淀出现，一段时间后，砖红色沉淀消失，静置，试管底部有少量紫红色固体，溶液呈绿色
Ⅱ
溶液
产生蓝色絮状沉淀
开始时有黄色沉淀出现，一段时间后，黄色沉淀消失，静置，生成大量白色沉淀，溶液呈绿色
试剂1
试剂2
蒸馏水
现象1
现象2