高中化学综合实验探究专题

综合实验探究[考纲要求] 1.了解化学实验是科学探究过程中的一种重要方法。

2.掌握常见气体的实验室制法(包括所用试剂、仪器、反应原理和收集方法)。

3.能根据实验试题要求，做到：(1)设计、评价或改进实验方案；(2)了解控制实验条件的方法；(3)分析或处理实验数据，得出合理结论；(4)绘制和识别典型的实验装置图。

4.各部分实验基础知识与技能的综合应用。

考点一评价型实验题评价型实验题包括的题型很多，其中比较典型的有物质性质探究型、组成成分探究型、物质制备和应用探究型等，该类试题一般以实验装置图的形式给出实验的流程，其实验流程与考查内容一般为1固体与液体液体与液体加热装置2.3.4.题组一物质制备探究型1．[2013·山东理综，30(1)]TiO2既是制备其他含钛化合物的原料，又是一种性能优异的白色颜料。

实验室利用反应TiO 2(s)＋CCl 4(g)=====△TiCl 4(g)＋CO 2(g)，在无水无氧条件下制备TiCl 4，实验装置示意图如下：仪器A 的名称是________。

装置E 中的试剂是_______________________________。

反应开始前依次进行如下操作：组装仪器、________、加装药品、通N 2一段时间后点燃酒精灯。

反应结束后的操作包括：①停止通N 2 ②熄灭酒精灯 ③冷却至室温。

正确的顺序为________(填序号)。

欲分离D 中的液态混合物，所采用操作的名称是________。

答案 干燥管 浓H 2SO 4 检查气密性 ②③① 分馏(或蒸馏)解析 注意审题，该反应是在无水无氧条件下制备的；安装完装置，应首先检查气密性，然后装入药品。

根据反应条件，N 2必须进行干燥处理(干燥管)。

然后通过N 2排除装置内的空气(O 2)，点燃酒精灯，使反应发生。

为了防止倒吸，反应结束后，应先熄灭酒精灯，再冷却到室温，最后停止通N 2。

在D 中冷凝的液体有CCl 4和TiCl 4，根据沸点不同，可采用分馏的方法分离。

题组二 物质性质探究型2．某研究小组利用下图装置探究温度对氨气还原Fe 2O 3的影响(固定装置略)。

完成下列填空：(1)实验时中A 有大量紫红色的烟气，则NH 4I 的分解产物为____________________________ (至少填三种)，E 装置的作用是___________________________________________________。

(2)装置B 中的反应方程式：_______________________________________________， D 装置的作用____________________________________________________________。

某研究小组按上图装置进行对比实验，甲组用酒精灯、乙组用酒精喷灯对装置C 加热，反应(3)乙组得到的黑色粉末是______________________。

(4)甲组步骤1中反应的离子方程式为________________________________________。

(5)乙组步骤3中，溶液变红的原因为________________________________________。

溶液褪色可能的原因及其验证方法为________________________________________。

(6)若装置C 中Fe 2O 3反应后的产物是两种氧化物组成的混合物，为研究氧化物的组成，研究小组取样品7.84g 在加热条件下通入氨气，完全反应后，停止加热，反应管中得到铁粉，冷却后，称得质量为5.6g ，则混合物的组成为____________________(填化学式)。

答案 (1)NH 3、H 2、I 2(HI) 吸收多余的氨气 (2)Zn ＋I 2=====△ZnI 2 作安全瓶 (3)Fe 粉(4)Fe 3O 4＋8H ＋===2Fe 3＋＋Fe 2＋＋4H 2O(5)Fe 2＋被氧化成Fe 3＋，Fe 3＋遇SCN －显血红色 假设SCN －被Cl 2氧化，向溶液中再加入KSCN 溶液，若出现红色，则假设成立(其他合理答案均可)(6)Fe 2O 3和FeO(或Fe 2O 3和Fe 3O 4)解析 根据A 中的现象，有I 2生成，其原理为NH 4I=====△NH 3↑＋HI↑，2HI△H 2＋I 2。

后续反应及装置作用依次为B ：Zn ＋I 2=====△ZnI 2，碱石灰可吸收NH 3中的HI ，在C 中发生NH 3还原Fe 2O 3的反应；由于NH 3污染空气，所以E 装置用来吸收NH 3，为了防止倒吸，D 起到安全瓶的作用。

根据甲组现象，C 中无Fe 生成，有＋3价和＋2价铁存在，根据乙组现象，C 中有Fe 生成，不存在Fe 3＋，仅有Fe 2＋，所以乙组得到的黑色粉末为Fe 粉。

而甲组得到的黑色粉末为Fe 3O 4，与盐酸反应的离子方程式为Fe 3O 4＋8H ＋===2Fe 3＋＋Fe 2＋＋4H 2O 。

(5)在乙组中，由于Fe 2＋被氯水氧化成Fe 3＋，Fe 3＋与SCN －反应生成血红色溶液，红色再褪去的原因可能是SCN －被Cl 2氧化。

可利用再加入KSCN ，观察红色是否恢复来证明。

(6)n (Fe)＝0.1mol ，n (O)＝7.84－5.6g16g·mol－1＝0.14mol n Fe n O ＝0.1mol 0.14mol ＝57因为23＜57＜1或23＜57＜34，所以两种铁的氧化物应该是Fe 2O 3和FeO 或Fe 2O 3和Fe 3O 4的混合物。

题组三 物质成分探究型3．铜与浓硫酸反应，实验装置如图所示。

(1)装置A 中发生反应的化学方程式为_______________________________________、 反应过程中试管B 中的现象是______________________________________________， 试管C 的作用是______________________。

(2)导管D 的下端(虚线段)应位于________(填“液面上”或“液面下”)，导管D 的作用有：①实验结束后排除装置中的SO 2，②________________________________________。

实验中发现试管内除了产生白色固体外，在铜丝表面还有黑色固体甲生成，甲中可能含有CuO 、Cu 2O 、CuS 、Cu 2S 。

为探究甲的成分，进行了以下的实验。

查阅资料可知：Cu 2O ＋2HCl===CuCl 2＋Cu ＋H 2O,2Cu 2O ＋O 2=====煅烧4CuO,2CuS ＋3O 2=====煅烧2CuO ＋2SO 2，Cu 2S ＋2O 2=====煅烧2CuO ＋SO 2。

CuS 、Cu 2S 和稀盐酸不反应。

(3)固体乙在空气中煅烧时，使用的实验仪器除了玻璃棒、三脚架、酒精灯外，还必须有：________________________________________________________________________。

(4)煅烧过程中，除上述反应外，还可能发生反应的方程式为____________________。

(5)结论：甲中有CuO ，还肯定含有的物质是____________________。

答案 (1)Cu ＋2H 2SO 4(浓)=====△CuSO 4＋SO 2↑＋2H 2O 品红溶液褪色 吸收多余的SO 2，防止污染空气(2)液面下 防倒吸 (3)泥三角、坩埚(坩埚钳) (4)2Cu ＋O 2=====△2CuO (5)CuS解析 (1)Cu 在加热的条件下被浓H 2SO 4氧化，浓H 2SO 4被还原成SO 2，SO 2能使品红溶液褪色，多余的SO 2被NaOH 溶液吸收，防止污染空气。

(2)为了防止SO 2从导管D 逸出，所以导管D 的下端应位于液面下，其作用一是为了防止倒吸，二是可以在实验结束后排除装置中的SO 2。

(3)煅烧固体应使用坩埚，还有泥三角、玻璃棒、酒精灯等仪器。

由方程式可推断，CuS ～CuO ，质量减小，Cu 2S ～2CuO 质量不变，所以根据m 2＜m 1，甲中除CuO 外，还一定含有CuS 。

若黑色固体中还含有Cu 2O ，在酸性条件下生成Cu ，所以在煅烧过程中，还可能发生2Cu ＋O 2=====△2CuO 。

题组四 反应原理探究型4．某些资料认为NO 、NO 2不能与Na 2O 2反应。

某小组学生提出质疑，他们从理论上分析过氧化钠和二氧化氮都有氧化性，根据化合价升降原则提出假设： 假设Ⅰ.过氧化钠氧化二氧化氮 假设Ⅱ.二氧化氮氧化过氧化钠(1)小组甲同学设计实验如下：①试管A中反应的化学方程式是___________________________________________。

②待试管B中收集满气体，向试管B中加入适量Na2O2粉末，塞紧塞子，轻轻振荡试管内粉末，观察到红棕色气体迅速消失；再将余烬木条迅速伸进试管内，看见木条复燃。

甲同学认为假设Ⅱ正确；乙同学认为该装置不能达到实验目的，为达到实验目的，在A、B之间增加一个装置，该装置的作用是____________________。

③乙同学用改进后装置，重复了甲同学的实验操作，观察到红棕色气体迅速消失；余烬木条未复燃。

得出结论：假设Ⅰ正确。

NO2和Na2O2反应的方程式是_______________________________________________________________________________________________。

(2)丙同学认为NO易与O2发生反应，应更易被Na2O2氧化。

查阅资料：①2NO＋Na2O2===2NaNO2②6NaNO2＋3H2SO4===3Na2SO4＋2HNO3＋4NO↑＋2H2O；③酸性条件下，NO或NO－2都能与MnO－4反应生成NO－3和Mn2＋丙同学用下图所示装置(部分夹持装置略)探究NO与Na2O2的反应。

①B中观察到的主要现象是________________________________________________，F装置的作用是__________________________________________________________。

②在反应前，打开弹簧夹，通入一段时间N2，目的是____________________________。

③充分反应后，检验D装置中发生反应的实验是_____________________________________。