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第04 讲 综合实验题型探究
目录
一、题型精
讲
题型01 物质含量的测定...........................................................................................................................................1
题型02 物质组成的测定...........................................................................................................................................4
题型03 物质性质的探究...........................................................................................................................................6
题型04 反应产物、反应原理的探究.......................................................................................................................9
题型05 实验方案的设计.........................................................................................................................................12
题型06 实验方案的评价.........................................................................................................................................16
二、靶向突破
题型01 物质含量的测定
【解题通法】
1.重量分析法
(1)在重量分析中，一般首先采用适当的方法，使被测组分以单质或化合物的形式从试样中与其他组分分
离。
(2)重量分析法不需要指示剂，实验的关键是准确判断反应是否完全，以及反应前后固体(或液体)质量的变
化。
(3)重量分析法包括分离和称量两个过程。根据分离的方法不同，重量分析法又可分为沉淀法、挥发法、萃
取法等。
(4)计算方法
采用重量分析法进行定量计算时，可根据实验中发生反应的化学方程式或原子守恒确定相关物质之间的定
量关系，再结合实验数据列出关系式，并进行相关计算。
2.滴定分析法
(1)滴定分析法是将已知准确浓度的标准溶液，滴加到待测溶液中(或者将待测溶液滴加到标准溶液中)，直
到所加的标准溶液与待测溶液按化学计量关系定量反应完全为止，然后测量标准溶液消耗的体积，根据标
准溶液的浓度和所消耗的体积，计算出待测物质的含量。
(2)实验的关键是准确量取待测溶液，根据指示剂的颜色变化确定滴定终点。
(3)根据标准溶液和待测溶液间反应类型的不同，可将滴定分析法分为四大类：中和滴定、氧化还原滴定、
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络合滴定和沉淀滴定。
3.气体体积法
(1)通过测量反应生成气体的体积进行定量分析的方法，实验的关键是准确测量生成气体的体积。
(2)测气体体积的方法分为直接测量法和间接测量法
直接测量法
将气体通入带有刻度的容器中，直接读取气体的体积。根据所用测量仪器的不同，直接
测量法可分为倒置量筒法和滴定管法两种
间接测量法
利用气体将液体(通常为水)排出，通过测量所排出液体的体积从而得到气体体积。常用
的测量装置为用导管连接的装满液体的广口瓶和空量筒。排水法收集气体时，要保证
“短进长出”
【例1】过氧化钠常作漂白剂、杀菌剂、消毒剂。过氧化钠保存不当容易吸收空气中CO2而变质。某课外
活动小组为了粗略测定过氧化钠的纯度，他们称取a g 样品，并设计用如图装置来测定过氧化钠的质量分
数。
(1)将仪器连接好以后，必须进行的第一步操作是 。
(2)B 装置出来的气体是否需要干燥 (填“是”或“否”)。写出装置B 中溶液的作用：
。
(3)D 中NaOH 溶液的作用是 。
(4)实验结束，读取实验中生成气体的体积时，下列叙述不合理的是 (填字母)。
a.直接读取气体体积，不需冷却到室温
b.上下移动量筒，使得E、F 中液面高度相同
c.视线与凹液面的最低点相平读取量筒中水的体积
(5)读出量筒内水的体积后，折算成标准状况下氧气的体积为V mL，则样品中过氧化钠的质量百分数为
。
【变式1-1】 CO(NH2)2·H2O2(俗称过氧化脲)是一种消毒剂，实验室中可用尿素与过氧化氢制取，反应方程
式如下：CO(NH2)2＋H2O2
CO(NH2)2·H2O2。
(一)过氧化脲的合成
烧杯中分别加入25 mL 30％H2O2(ρ＝1.11 g·cm－3)、40 mL 蒸馏水和12.0 g 尿素，搅拌溶解。30 ℃下反应40
min，冷却结晶、过滤、干燥，得白色针状晶体9.4 g。
(二)过氧化脲性质检测
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Ⅰ.过氧化脲溶液用稀H2SO4酸化后，滴加KMnO4溶液，紫红色消失。
Ⅱ.过氧化脲溶液用稀H2SO4酸化后，加入KI 溶液和四氯化碳，振荡，静置。
(三)产品纯度测定
溶液配制：称取一定量产品，用蒸馏水溶解后配制成100 mL 溶液。
滴定分析：量取25.00 mL 过氧化脲溶液至锥形瓶中，加入一定量稀H2SO4，用准确浓度的KMnO4溶液滴
定至微红色，记录滴定体积，计算纯度。
回答下列问题：
(1)过滤中使用到的玻璃仪器有 (写出两种即可)。
(2)过氧化脲的产率为 。
(3)性质检测Ⅱ中的现象为 。性质检则Ⅰ和Ⅱ分别说明过氧化脲具有的
性质是 。
(4)“滴定分析”步骤中，下列操作错误的是 (填标号)。
A.KMnO4溶液置于酸式滴定管中
B.用量筒量取25.00 mL 过氧化脲溶液
C.滴定近终点时，用洗瓶冲洗锥形瓶内壁
D.锥形瓶内溶液变色后，立即记录滴定管液面刻度
(5)以下操作导致过氧化脲纯度测定结果偏低的是 (填标号)。
A.容量瓶中液面超过刻度线
B.滴定管水洗后未用KMnO4溶液润洗
C.摇动锥形瓶时KMnO4溶液滴到锥形瓶外
D.滴定前滴定管尖嘴处有气泡，滴定后气泡消失
【变式1-2】 市售的溴(纯度99％)中含有少量的Cl2和I2，某化学兴趣小组利用氧化还原反应原理，设计实
验制备高纯度的溴。回答下列问题：
(1)装置如图(夹持装置等略)，将市售的溴滴入盛有浓CaBr2溶液的B 中，水浴加热至不再有红棕色液体馏
出。仪器C 的名称为 ；CaBr2溶液的作用为 ；
D 中发生的主要反应的化学方程式为 。
(2)将D 中溶液转移至 (填仪器名称)中，边加热边向其中滴加酸化的KMnO4溶液至出现红棕色气体，
继续加热将溶液蒸干得固体R。该过程中生成I2的离子方程式为 。
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(3)利用图示相同装置，将R 和K2Cr2O7固体混合均匀放入B 中，D 中加入冷的蒸馏水。由A 向B 中滴加适
量浓H2SO4，水浴加热蒸馏。然后将D 中的液体分液、干燥、蒸馏，得到高纯度的溴。D 中蒸馏水的作用
为 和 。
(4)为保证溴的纯度，步骤(3)中K2Cr2O7固体的用量按理论所需量的3
4 计算，若固体R 质量为m 克(以KBr
计)，则需称取 g K2Cr2O7(M＝294 g·mol－1)(用含m 的代数式表示)。
(5)本实验所用钾盐试剂均经重结晶的方法纯化。其中趁热过滤的具体操作为漏斗下端管口尖嘴处紧靠烧杯
内壁，转移溶液时用 ，
滤液沿烧杯壁流下。
题型02 物质组成的测定
【解题通法】
确定物质组成的注意事项
(1)测定实验中要有消除干扰气体的意识
如用惰性气体将干扰气体排出，或用溶液吸收干扰气体等。
(2)测定实验中要有被测量气体全部被测量的意识
如可采取反应结束后继续向装置中通入惰性气体以使被测量气体全部被吸收剂吸收的方法。
(3)测定实验中要有“数据”的采集处理意识
①称量固体质量时，中学一般用托盘天平，可估读到0.1 g，精确度要求高的实验中可以用分析天平或电子
天平。
②测量液体体积时，一般实验中选用适当规格的量筒，可估读到0.1 mL，准确度要求高的定量实验如中和
滴定中选用滴定管，可估读到0.01 mL。
③气体除了量取外，还可以称量。称气体的质量时一般有两种方法：一种方法是称反应装置在放出气体前
后的质量减小值；另一种方法是称吸收装置前后的质量增大值。
④用pH 试纸(测得整数值)或pH 计(精确到0.01)直接测出溶液的pH，经过计算可以得到溶液中H＋或OH－
的物质的量浓度。
【例2】某学习小组在实验室中利用如图装置(夹持装置略去)测定某铁硫化物(FexSy)的组成，并探究反应后
D 装置所得溶液中含硫化合物的组成。
实验步骤：
步骤Ⅰ：如图连接装置，检查装置气密性，装入试剂；
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步骤Ⅱ：旋开分液漏斗活塞与旋塞，并点燃酒精喷灯；
步骤Ⅲ：足够长时间后，D 中产生气泡速率变快时，停止加热，继续向烧瓶中滴水一段时间；
步骤Ⅳ：实验结束后，将D 中所得溶液加水配制成250 mL 溶液。
请回答：
(1)有同学认为D 中应设置防倒吸装置，你认为是否有必要？ (填“是”或“否”)，说明理由：
。
(2)步骤Ⅳ需要的玻璃仪器除250 mL 容量瓶、烧杯、玻璃棒外，还需要 ，步骤Ⅳ所得溶液的主要
溶质为 。
(3)取25.00 mL 步骤Ⅳ中所配溶液，加入足量的双氧水，再加入足量盐酸酸化的BaCl2溶液，将所得沉淀过
滤、洗涤、干燥，称其质量为4.66 g。写出FexSy与O2反应的化学方程式： 。
设计实验方案检验FexSy与O2反应后产物的金属阳离子： 。
(4)若步骤Ⅳ配制溶液时俯视容量瓶的刻度线，则测得铁硫化物的x∶y 的值 (填“偏大”“不影响”
或“偏小”)。
【变式2-1】 元素分析是有机化合物的表征手段之一。按下图实验装置(部分装置略)对有机化合物进行
C、H 元素分析。
回答下列问题：
(1)将装有样品的Pt 坩埚和CuO 放入石英管中，先 ，而后将已称重的U 型管c、d 与石英管连
接，检查 。依次点燃煤气灯 ，进行实验。
(2)O2的作用有 ，CuO 的作用是 (举1 例，用化学方程式表示)。
(3)c 和d 中的试剂分别是 、 ( 填标号) 。c 和d 中的试剂不可调换，理由是
。
A.CaCl2
B.NaCl
C.碱石灰(CaO＋NaOH)
D.Na2SO3
(4)Pt 坩埚中样品CxHyOz反应完全后，应进行操作： 。
取下c 和d 管称重。
(5)若样品CxHyOz为0.023 6 g，实验结束后，c 管增重0.010 8 g，d 管增重0.035 2 g。质谱测得该有机物的
相对分子质量为118，其分子式为 。
【变式2-2】 学习小组探究了铜的氧化过程及铜的氧化物的组成。回答下列问题：
(1)铜与浓硝酸反应的装置如下图，仪器A 的名称为 ，装置B 的作用为 。
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(2)铜与过量H2O2反应的探究如下：
实验②中Cu 溶解的离子方程式为 ；
产生的气体为 。比较实验①和②，从氧化还原角度说明H＋的作用是
。
(3)用足量NaOH 处理实验②新制的溶液得到沉淀X，元素分析表明X 为铜的氧化物，提纯干燥后的X 在惰
性氛围下加热，m g X 完全分解为n g 黑色氧化物Y，n
m＝5
6。X 的化学式为 。
(4)取X 粗品0.050 0 g(杂质不参加反应)与过量的酸性KI 完全反应后，调节溶液至弱酸性。以淀粉为指示剂，
用0.100 0 mol·L－1 Na2S2O3标准溶液滴定，滴定终点时消耗Na2S2O3标准溶液15.00 mL。(已知：2Cu2＋＋4I
－
2CuI↓＋I2，I2＋2S2O3
2－
2I－＋S4O6
2－)标志滴定终点的现象是
，
粗品中X 的相对含量为 。
题型03 物质性质的探究
【解题通法】
1.物质性质探究类实验的类型
(1)根据物质性质设计实验方案
(2)根据物质的结构(或官能团)设计实验方案
2.物质性质探究类实验的常见操作及原因
操作
目的或原因
沉淀水洗
除去××(可溶于水)杂质
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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)
操作
目的或原因
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；平衡气体压强避免反应容器中压强过大
【例3】某研究性学习小组通过下列实验验证AgI 沉淀的生成会使I2的氧化能力增强，可将Fe2＋氧化。
回答下列问题：
(1)由AgNO3固体配制0.1 mol·L－1的AgNO3溶液50 mL，下列仪器中不需要使用的有
(填名称)，配制好的溶液应转移到 (填试剂瓶的名称)中保存。
(2)步骤1 的实验现象是 ；
步骤2 无明显现象；步骤3 最终的实验现象是溶液中生成黄色沉淀， 。由此可知，步
骤3 反应的离子方程式为 。
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(3)为了确证AgI 的生成使I2的氧化能力增强而将Fe2＋氧化，学习小组在上述实验基础上进行补充实验：分
别取少量的 和步骤3 试管中的上层清液于试管a 和试管b 中，向两支试管中加入适量的
，观察到的现象为 。
【变式3-1】某小组用如图所示装置进行实验(夹持仪器和A 中加热装置已略)，以验证Fe3＋、Cl2、SO2氧化
性的强弱。根据题目要求回答下列问题：
(1)检查装置气密性后，关闭K1、K3、K4，打开K2，旋开旋塞a，加热A，则B 中发生反应的离子方程式为
。
(2)B 中溶液变黄时，停止加热A，关闭K2。打开旋塞b，使约2 mL 的溶液流入试管D 中，关闭旋塞b，检
验B 中生成离子的方法是 。
(3)若要继续证明Fe3＋和SO2氧化性的强弱，需要进行的操作是 。
(4)甲、乙、丙三位同学分别完成了上述实验，结论如表所示，他们的检测结果一定能够证明氧化性强弱顺
序为Cl2＞Fe3＋＞SO2的有 (填“甲”“乙”或“丙”)。
过程(2)B 中溶液含有的离子
过程(3)B 中溶液
含有的离子
甲
既有Fe3＋又有Fe2＋
有SO4
2－
乙
有Fe3＋无Fe2＋
有SO4
2－
丙
有Fe3＋无Fe2＋
有Fe2＋
(5)验证结束后，将D 换成盛有NaOH 溶液的烧杯，打开K1、K2、K3和K4，关闭旋塞a、c，打开旋塞b，
从两端鼓入N2，这样做的目的是 。
【变式3-2】硫代硫酸钠(Na2S2O3)可用作分析试剂及还原剂，受热、遇酸易分解。某学习小组用如图装置
模拟古法制硫酸，同时利用生成的SO2气体制备硫代硫酸钠。
已知：①绿矾化学式为FeSO4·7H2O，2FeSO4·7H2O 高温
Fe2O3＋SO2↑＋SO3↑＋14H2O；
SO
②
3的沸点为44.8 ℃；
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Na
③
2S2O3中S 元素的化合价分别为－2 价和＋6 价。
回答下列问题：
Ⅰ.硫代硫酸钠的制备
(1)检查装置气密性，加入药品。Na2S 和Na2CO3 混合溶液用煮沸过的蒸馏水配制，煮沸的目的是
；
B 装置的作用是 。
(2)从锥形瓶中得到Na2S2O3 晶体需水浴加热浓缩至液体表面出现结晶为止，使用水浴加热的原因是
。
Ⅱ.硫代硫酸钠性质的探究
①取Na2S2O3晶体，溶解，配成0.2 mol·L－1的溶液。
②取4 mL 所配溶液，向其中加入1 mL 饱和氯水(pH＝2.4)，溶液立即出现浑浊，经检验浑浊物为S。
实验小组研究S 产生的原因，提出了以下假设：
假设1：Cl2等含氯的氧化性微粒氧化了－2 价硫元素。
假设2：酸性条件下，Na2S2O3分解产生S(不考虑空气中氧气氧化)。
依据假设设计实验方案：
所加试剂
现象
第①组
1 mL 饱和氯水＋4 mL Na2S2O3溶液
立即出现浑浊
第②组
1 mL 某试剂＋4 mL Na2S2O3溶液
一段时间后出现浑浊，且浑浊度比第①组小
(3)第②组实验中的某试剂是 。
(4)依据现象，S 产生的主要原因是 (用离子方程式表示)。
题型04 反应产物、反应原理的探究
【解题通法】
1.解答产物确定题的思路分析
由性质确定反应产物是解此类题目的根本思路，而题目中所涉及的物质，一般分为两类。
第一类
常见的熟悉物质
要注意物质的特殊性质，比如颜色、状态、气味、溶解性等物理
性质，或能与哪些物质反应生成特殊的沉淀、气体等化学性质
第二类
能类比迁移的陌生物质
虽然平时接触不多，但其某种组成成分、结构成分(如离子、原
子团、官能团等)必然学过，则可以考虑与其结构相似的物质的
性质，进而推断其具体组成
2.寻求反应机理类探究性实验解题流程
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【例4】实验小组探究酸对Fe3＋＋3SCN－⇌Fe(SCN)3平衡的影响。将0.005 mol/L FeCl3溶液(接近无色)和
0.01 mol/L KSCN 溶液等体积混合，得到红色溶液。取两等份红色溶液，进行如下操作并记录现象。
(1)FeCl3水解显酸性的原因是 (用方程式表示)。
(2)甲同学认为加入酸后，会使Fe3＋＋3SCN－⇌Fe(SCN)3体系中 浓度改变，导致该平衡正向移动，
溶液颜色加深。
[设计并实施实验]
[查阅资料]
ⅰ.Fe3＋和Cl－、SO4
2－均能发生络合反应：
Fe3＋＋4Cl－⥫
⥬[FeCl4]－(黄色)；
Fe3＋＋2SO4
2－⥫⥬ [Fe(SO4)2]－(无色)。
ⅱ.浓度为0.005 mol/L 时，Fe3＋显无色。
实验Ⅰ.探究现象a 中溶液颜色变化的原因
编号
操作
现象
①
向2 mL 红色溶液中滴加5 滴水
溶液颜色无明显变化
②
向2 mL 红色溶液中滴加5 滴3 mol/L
KCl 溶液
溶液颜色变浅，呈橙色
(3)实验①的目的是 。
(4)根据实验①和实验②的结果，从平衡移动角度解释现象a：
。
实验Ⅱ.探究现象b 中溶液呈浅黄色的原因
编号
操作
现象
③
取1 mL 0.002 5 mol/L Fe2(SO4)3 溶液(无色)，加入1 溶液先变红，加硫酸后变为浅黄色
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mL 0.01 mol/L KSCN 溶液，再加入5 滴1.5 mol/L
H2SO4溶液
④
取1 mL 0.005 mol/L FeCl3溶液，
(5)结合实验③可推测现象b 中使溶液呈浅黄色的微粒可能有两种，分别是[FeCl4]－和 。
(6)乙同学进一步补充了实验④，确证了现象b 中使溶液呈浅黄色的微粒不是[FeCl4]－，请将实验④的操作
及现象补充完整： 、 。
【变式4-1】某小组为探究Mg 与NH4Cl 溶液的反应机理，常温下进行以下实验。实验中所取镁粉质量均
为0.5 g，分别加入选取的实验试剂中，资料：①CH3COONH4溶液呈中性。②Cl－对该反应几乎无影响。
实验
实验试剂
实验现象
1
5 mL 蒸馏水
反应缓慢，有少量气泡产生(经检验为H2)
2
5 mL 1.0 mol·L－1 NH4Cl 溶液(pH＝
4.6)
剧烈反应，产生刺激性气味气体和灰白色难溶固体
(1)经检验实验2 中刺激性气味气体为NH3，检验方法是 。
再用排水法收集一小试管产生的气体，经检验小试管中气体为H2。
(2)已知灰白色沉淀中含有Mg2＋、OH－。为研究固体成分，进行实验：将生成的灰白色固体洗涤数次，至
洗涤液中滴加AgNO3溶液后无明显浑浊。将洗涤后的固体溶于稀HNO3，再滴加AgNO3溶液，出现白色沉
淀。推测沉淀中含有 ，灰白色固体可能是 (填化学式)。
(3)甲同学认为实验2 比实验1 反应剧烈的原因是NH4Cl 溶液中c(H＋)大，与Mg 反应快。用化学用语解释
NH4Cl 溶液显酸性的原因是 。
(4)乙同学通过实验3 证明甲同学的说法不合理。
实验
实验装置
3
X
①
是 。
②由实验3 获取的证据为 。
(5)为进一步探究实验2 反应剧烈的原因，进行实验4。
实验
实验试剂
实验现象
4
5 mL NH4Cl 乙醇溶液
有无色无味气体产生(经检验为H2)
依据上述实验，可以得出Mg 能与NH 4
＋反应生成H2。乙同学认为该方案不严谨，需要补充的实验方案是
。
(6)由以上实验可以得出的结论是 。
【变式4-2】学习小组为探究Co2＋、Co3＋能否催化H2O2的分解及相关性质，室温下进行了实验Ⅰ～Ⅳ。
实验Ⅰ
实验Ⅱ
实验Ⅲ
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无明显变化
溶液变为红色，伴有气泡产
生
溶液变为墨绿色，并持续产生能使带火星木条
复燃的气体
已知：[Co(H2O)6]2＋为粉红色、[Co(H2O)6]3＋为蓝色、[Co(CO3)2]2－为红色、[Co(CO3)3]3－为墨绿色。回答下列
问题：
(1)实验Ⅰ表明[Co(H2O)6]2＋ (填“能”或“不能”)催化H2O2的分解。实验Ⅱ中HCO3
－大大过量的
原因是 。
实验Ⅲ初步表明[Co(CO3)3]3－能催化H2O2的分解，写出H2O2在实验Ⅲ中所发生反应的离子方程式：
、 。
(2)实验Ⅰ表明，反应2[Co(H2O)6]2＋＋H2O2＋2H＋⇌2[Co(H2O)6]3＋＋2H2O 难以正向进行，利用化学平衡移
动原理，分析Co3＋、Co2＋分别与CO3
2－配位后，正向反应能够进行的原因：
。
实验Ⅳ：
(3)实验Ⅳ中，A 到B 溶液变为蓝色，并产生气体；B 到C 溶液变为粉红色，并产生气体。从A 到C 所产生
的气体的分子式分别为 、 。
题型05 实验方案的设计
【解题通法】
1.实验方案设计的基本原则
2.实验方案设计步骤
步骤
要求
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【例5】某小组利用H2C2O4溶液和酸性KMnO4溶液反应来探究“条件对化学反应速率的影响”。实验时
先分别量取两种溶液，然后倒入试管中迅速振荡混合均匀，开始计时，通过测定褪色所需时间来判断反应
的快慢。该小组设计了如下的方案：
编号
H2C2O4溶液
酸性KMnO4溶液
温度/℃
浓度/(mol·L－1)
体积/mL
浓度/(mol·L－1)
体积/mL
①
0.10
2.0
0.010
4.0
25
②
0.20
2.0
0.010
4.0
25
③
0.20
2.0
0.010
4.0
50
(1)已知反应后H2C2O4转化为CO2逸出，KMnO4转化为MnSO4。为了观察到紫色褪去，H2C2O4与KMnO4初
始的物质的量需要满足的关系为n(H2C2O4)∶n(KMnO4)≥ 。
(2)探究温度对化学反应速率影响的实验编号是 (填编号，下同)，可探究反应物浓度对化学反应速
率影响的实验编号是 。
(3)实验①测得KMnO4溶液的褪色时间为40 s，忽略混合前后溶液体积的微小变化，0～40 s 这段时间内平
均反应速率v(KMnO4)＝ 。
(4)该小组的同学发现实验开始时反应产生气泡非常慢，一段时间后反应产生气泡速率明显加快。其原因可
能是 (填字母)。
A.反应放热导致温度升高
B.压强增大
C.生成物的催化作用
D.反应物接触面积增大
该小组测定了实验①反应过程中不同时间溶液的温度，结果如表：
时间/s
0
5
10
15
20
25
35
40
50
温度/℃
25
26
26
26
26
26
26.5
27
27
结合实验目的和表中数据，你得出的结论是： 。
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
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，是否腐蚀仪器、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
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
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
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
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【变式5-1】某小组在做铜与浓硫酸(装置如下图)的反应实验时，发现有如下的反应现象：
序号
操作
现象
①
加热
铜丝表面变黑
②
继续加热
有大量气泡产生，溶液变为墨绿色浊液，试管底部开始有灰白
色沉淀生成。品红溶液褪色
③
再加热
试管中出现“白雾”，浊液逐渐变澄清，溶液颜色慢慢变为浅
蓝色，试管底部灰白色沉淀增多
④
冷却，将灰白色固体倒
入水中
形成蓝色溶液
[查阅资料] 聚氯乙烯受热分解产生氯化氢，[CuCl4]2－呈黄色，[Cu(H2O)4]2＋呈蓝色，两者混合则成绿色，
铜的化合物中CuO、CuS、Cu2S 都为黑色，其中CuO 溶于盐酸；CuS、Cu2S 不溶于稀盐酸，但溶于浓盐酸。
(1)铜丝与浓硫酸反应的化学方程式为 。
(2)试管中品红溶液褪色，体现SO2的 性，浸NaOH 溶液的棉团的作用是
。
(3)甲组同学对实验中形成的墨绿色浊液进行探究，进行下列实验：
操作
现象
Ⅰ组
直接取铜丝(表面有聚氯乙烯薄膜)做实验
溶液变成墨绿色
Ⅱ组
实验前，先将铜丝进行灼烧处理
溶液变蓝
请解释形成墨绿色的原因： 。
(4)乙组同学经检验确定白雾的成分为H2SO4，请设计实验证明该白雾为硫酸：
。
(5)丙组同学取灰白色沉淀加水溶解、过滤，最后沉淀为黑色，取黑色沉淀，进行成分探究：滴加适量稀盐
酸，发现黑色沉淀几乎不溶解，溶液也不变蓝，则说明黑色沉淀中不含有 。滴加适量浓盐酸，振
荡，加热，观察到黑色沉淀几乎完全溶解，生成略呈黄色的[CuCln]2－n(n＝1～4)。写出CuS 与浓盐酸反应
的离子方程式：
。
(6)某工厂将热空气通入稀硫酸中来溶解废铜屑制备CuSO4·5H2O，消耗含铜元素80％的废铜屑240 kg 时，
得到500 kg 产品，产率为 (结果保留四位有效数字)。
【变式5-2】同学们研究化学反应速率时设计了如下系列实验。
Ⅰ.甲同学用量气法测量化学反应的速率
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(1)图2 与图1 相比的优点是 。
(2)也可以将图1 中的注射器改为连通器如图3，为了准确地测量H2的体积，在读取反应后甲管中液面的读
数时，应注意 (填字母)。
a.视线与凹液面最低处相平
b.等待片刻，待乙管液面不再上升时读数
c.读数时应上、下移动乙管，使甲、乙两管液面相平
d.反应结束立即读数
(3) 若想用图3 测定二氧化碳的体积，结合平衡移动理论，为了减小误差，甲管中应盛放
(填试剂名称，已知：CO2＋H2O⇌H2CO3，H2CO3⇌H＋＋HCO3
－)。
Ⅱ.乙同学测定室温下H2C2O4溶液与用硫酸酸化的KMnO4溶液的反应速率。实验时，先分别量取两种溶液
然后倒入试管中迅速振荡混合均匀，开始计时。该小组设计了如下的方案：
H2C2O4溶液
酸性KMnO4溶液
浓度/(mol·L－1)
体积/mL
浓度/(mol·L－1)
体积/mL
5.0
6.0
2.0
4.0
(4)写出H2C2O4与KMnO4(H＋)反应的离子方程式： 。
(5)实验测得酸性KMnO4溶液褪色所用的时间为10 s，忽略混合前后溶液体积的微小变化，这段时间内平
均反应速率v(H2C2O4)＝ 。
题型06 实验方案的评价
【解题通法】
1.实验方案评价题的解题要点
(1)理论上要科学。
(2)操作上要简单可行。
(3)原料用量要节约。
(4)要环保，符合绿色化学原则。
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2.实验评价题的常见考查角度
(1)可行性方面。
①分析实验方案是否科学可行；②实验操作是否安全合理；③实验步骤是否简单方便；④实验现象是否明
显。
(2)绿色化学方面。
①实验过程中是否造成环境污染；②原料是否无毒、安全、易得；③原料利用率是否较高；④反应速率是
否较大。
(3)安全性方面。
化学实验从安全角度常考虑的主要因素如下：①净化、吸收气体及实验结束熄灭酒精灯时要防止液体倒
吸；②进行某些易燃、易爆实验时要防爆炸；③防氧化；④污染性的气体要进行尾气处理；有粉末状物质
参加的反应，要注意防止导气管堵塞。
(4)规范性方面。
①冷凝回流：有些反应中，为减少易挥发液体反应物的损耗和充分利用原料，需在反应装置上加装冷凝回
流装置，如长玻璃管、冷凝管等；②易挥发液体产物(导出时可为蒸气)的及时冷却；③仪器拆卸顺序与组
装顺序相反，按照从右向左、从高到低的顺序；④其他，如实验操作顺序、试剂加入顺序等。
(5)最佳方案的选择。
几个实验方案都能达到目的，选出一个最佳方案。所谓最佳，就是装置最简单，药品容易取得、价格低
廉，现象明显，干扰小，无污染。
【例6】碱式碳酸镁可用于生产牙膏、医药和化妆品等，化学式为4MgCO3·Mg(OH)2·5H2O，某碱式碳酸镁
样品中含有SiO2杂质，为测定其纯度，某兴趣小组设计了如下几个方案：
方案Ⅰ 取一定质量的样品，与稀硫酸充分反应，通过测定生成CO2的质量计算纯度。
(1)乙中发生反应的化学方程式为 。
(2)仪器接口的连接顺序为(装置可以重复使用)a→ ，丁的作用是
。
(3)当样品充分反应后，缓慢通入空气的目的是 。
方案Ⅱ ①称取碱式碳酸镁样品m g；②将样品充分高温煅烧，冷却后称量；③重复操作②，测得剩余固
体质量为m1 g。
(4)下列仪器中，该方案不会用到的是 (填标号)。
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(5)判断样品完全分解的方法是 。
(6)有同学认为方案Ⅱ高温煅烧的过程中会发生MgCO3＋SiO2 高温
MgSiO3＋CO2↑，会导致测定
结果有误，你认为这位同学的观点正确吗？ (填“正确”或“错误”)。请说明理由：
。
【变式6-1】某兴趣小组设计了利用MnO2和H2SO3反应生成MnS2O6，再与Na2CO3反应制备Na2S2O6·2H2O
的方案：
(1)采用右图所示装置制备SO2，仪器a 的名称为 ；步骤Ⅰ中采用冰水浴是为了
；
(2)步骤Ⅱ应分数次加入MnO2，原因是 ；
(3)步骤Ⅲ滴加饱和Ba(OH)2溶液的目的是 ；
(4)步骤Ⅳ生成MnCO3沉淀，判断Mn2＋已沉淀完全的操作是 ；
(5)将步骤Ⅴ中正确操作或现象的标号填入相应括号中。
将滤液倒入蒸发皿中 ⃗
用酒精灯加热 ⃗
( ) ⃗
( )
⃗
停止加热 ⃗
( ) ⃗
过滤
A.蒸发皿中出现少量晶体
B.使用漏斗趁热过滤
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C.利用蒸发皿余热使溶液蒸干
D.用玻璃棒不断搅拌
E.等待蒸发皿冷却
【变式6-2】胆矾(CuSO4·5H2O)是一种重要化工原料，某研究小组以生锈的铜屑为原料[主要成分是Cu，含
有少量的油污、CuO、CuCO3、Cu(OH)2]制备胆矾。流程如下。
回答问题：
(1)步骤①的目的是 。
(2)步骤②中，若仅用浓H2SO4溶解固体B，将生成 (填化学式)污染环境。
(3)步骤②中，在H2O2存在下Cu 溶于稀H2SO4，反应的化学方程式为 。
(4)经步骤④得到的胆矾，不能用水洗涤的主要原因是 。
(5)实验证明，滤液D 能将I－氧化为I2。
ⅰ.甲同学认为不可能是步骤②中过量H2O2将I－氧化为I2，理由是 。
ⅱ.乙同学通过实验证实，只能是Cu2＋将I－氧化为I2，写出乙同学的实验方案及结果：
(不要求写具体操作过程)。
1.（2025·广东·模拟预测）铁在生活生产中应用广泛。
(1)①铁能与过量稀硝酸反应。用14 mol⋅L
−1浓硝酸配制500 mL 4 mol⋅L
−1硝酸溶液，需要的仪器有玻璃
棒、烧杯和下列仪器中的 （写出选用仪器的名称）等。
②铁与稀硝酸反应产生的NO可用酸性KMnO4溶液吸收，反应会生成Mn
2+、NO3
−等。将NO通入酸性KMnO4溶
液中，溶液颜色变化为 ，反应的离子方程式为 。
常温下，铁遇浓硝酸会发生钝化。实验发现铁和浓硝酸发生钝化后溶液显黄色。设计实验探究铁和浓硝酸
钝化后溶液显黄色的原因。
(2)实验探究 进行实验a、b、c，实验操作和实验现象记录如表。
编号
实验操作和现象
a
取少量钝化后的黄色溶液，滴入几滴KSCN溶液，溶液变为红色，振荡后红色逐
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渐褪去，产生红棕色气体。向褪色后的溶液中加入NaOH溶液，产生红褐色沉淀
b
取少量Fe(NO3)3固体溶解于水中，溶液为黄色
C
取少量Fe(NO3)3固体溶解于稀硝酸中，溶液几乎无色
①实验a 中溶液红色褪去的原因可能是 。
25℃
②
时，Fe
3+在水溶液中存在平衡：[Fe(H2O)6]
3++ H2O⇌[Fe(H2O)5(OH)]
2++ H3O
+ K =8.89×10
−4。
实验室在配制Fe(NO3)3溶液时，常将Fe(NO3)3固体先溶于较浓的硝酸中，然后再用蒸馏水稀释到所需的浓
度，这样做的目的是 。铁和浓硝酸发生钝化后的溶液中c(H3O
+)=14 mol⋅L
−1，则钝化后溶液中
c{[Fe(H2O)5(OH)]
2+}
c{[Fe(H2O)6]
3+}
= （列出计算式即可）。
(3)实验探究进行实验d、e，实验操作和实验现象记录如表。
编号
实验装置
操作
现象
d
通入CO2
溶液颜色变浅
e
通入O2
溶液颜色变为无色
①实验e 中通入O2也能使溶液颜色变浅，且褪色速率更快，原因是O2不仅带走部分NO2(g)，同时发生反应
（只用一个化学方程式表示原因）。
②甲同学认为NO2是铁和浓硝酸发生钝化后溶液显黄色的唯一原因，乙同学认为证据不足，并提出如下假
设：
假设1 NO2部分溶解，自身颜色导致溶液呈黄色。
假设2 NO2与钝化后溶液中的某些物质共同作用导致溶液呈黄色。
验证假设 进行实验f、g、h，实验操作和实验现象记录如表。
编号
实验装置
X 溶液
现象
f
0.1mol⋅L
−1Fe(NO3)
溶液
无色溶液变为黄色
g
0.05 mol⋅L
−1____
溶液
无色溶液变为黄色
h
0.3 mol⋅L
−1NaNO3
溶液
无色溶液变为蓝色
已知：2NO2+ H2O⇌HNO3+ HNO2，2HNO2⇌N2O3（浅蓝色）+ H2O。
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i.实验g 中，X溶液为0.05 mol⋅L
−1 （填化学式）溶液。
ii.结合平衡移动原理和以上信息，分析铁和浓硝酸发生钝化后溶液未出现蓝色的原因： 。
实验结论：假设2 成立。
2.（2025·湖北宜昌·模拟预测）为探究金属铁和铝的钝化现象，某小组同学做了如下探究实验。
序号
实验操作及现象
i
将光亮的铁钉放入冷的浓硫酸中，铁钉表面逐渐聚集白色固体，直至无明显现象。
将铁钉取出用蒸馏水冲洗后再次放入浓硫酸中，又开始重复以上现象。反复几次后
酸液呈淡黄色浑浊。
ii
将光亮的铝钉放入冷的浓硫酸中，铝钉变暗。将铝钉取出用蒸馏水冲洗后再次放入
浓硫酸中，无明显现象。
(1)研究证实铝在浓硫酸中其表面生成了致密的氧化物膜，此过程体现了浓硫酸的 性。
(2)为探究铁在浓硫酸中的作用与铝不同，将实验①中覆盖白色固体的铁钉用蒸馏水冲洗，向收集的冲洗液
中加入 (填名称)溶液，无明显现象，再滴加几滴酸化的H2O2溶液，溶液变红，说明溶液中存在
Fe
2+，因此铁在浓硫酸中生成了FeSO4。
(3)经检验实验中淡黄色浑浊为硫，写出铁与浓硫酸作用的化学方程式 。
(4)若向FeSO4溶液中滴加未经酸化的H2O2溶液，溶液的pH变化如图所示。
已知：a．未经酸化的H2O2溶液pH为4.4，FeSO4溶液的起始pH为3.4；Fe
3+沉淀的pH范围为1.9~3.2；
用化学方程式解释滴定过程中pH变小的原因 。
(5)探究试剂A(被浓硫酸处理后的铝钉或铁钉)与试剂B 的反应：
序号
试剂A
试剂B
溶液体积
实验现象
I
铁钉
0.1 mol⋅L
-1CuSO4溶液
10 mL
很快有大量红色固体析出
Ⅱ
铝钉
0.1 mol⋅L
-1CuSO4溶液
10 mL
无明显现象
Ⅲ
铝钉
0.1 mol⋅L
-1CuCl2溶液
10 mL
短时间内有较多红色固体析出
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Ⅳ
铝钉
0.06 mol L
-1CuCl2溶液
+试剂a
10 mL
有红色固体析出，速率比Ⅲ慢
①实验I 和实验Ⅱ现象不同的原因 。
②对比实验Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ，实验Ⅲ反应速率最快，文献研究表明，C l
−是该反应速率的关键影响因素。则实
验Ⅳ中试剂a 为 。C l
−加快反应速率的原因可能是 。(写出一条即可)
3.（2025·四川绵阳·三模）硝酸锰可用于制备电子元件和金属表面磷化处理，学习小组用下列装置和试剂
制备Mn(NO3)2并测定其纯度。已知：Ksp[Mn(OH)2]=1.9×10
−13、Ksp[Fe(OH)2]= 4.9×10
−17、
Ksp[Fe(OH)3]=2.8×10
−39。回答下列问题：
(1)制备Mn(NO3)2。
①装置B 中反应需控制温度为60~80℃。实验时向装置B 的 (填仪器名称)中通入水蒸气，通入
水蒸气的作用为 。
②硝酸与Mn反应时生成NO和NO2，NO和NO2的物质的量之比为1:1，该反应的化学方程式为 。
③尾气处理时，欲使氮氧化物均转化为NaNO3，可采取的措施为 。
④实验结束后，向装置C 所得混合液中加入MnO，充分反应后，过滤、洗涤、将滤液和洗涤液合并，
， 、过滤、洗涤、干燥，得到产品。
(2)测定产品的纯度：准确称量mg产品，配成100mL 溶液，取25.00mL 所配溶液加入滴定管中，取
25.00 mLc mol⋅L
−1 KMnO4标准溶液于洁净的锥形瓶中，用所配产品溶液进行滴定，达到滴定终点时消耗
产品溶液17.90mL。
①滴定反应原理为 (用离子方程式表示，滴定反应中生成MnO2)。
②达到滴定终点的标志是 。
③产品中Mn(NO3)2的质量分数为 (用含c、m 的代数式表示)。
4.（2025·江西·模拟预测）某研究小组利用酸性高锰酸钾溶液探究某些有机官能团的化学性质，以及官能
团对反应活性的影响。
【实验一】在10 mL 试剂Y 中滴加2mL 酸性KMnO4溶液并振荡，实验现象记录如下表所示：
实验
试剂Y
实验现象
a
乙酸乙酯
溶液始终显紫红色，溶液pH 几乎不变
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b
乙醛
振荡后紫红色溶液迅速褪色，之后溶液不再恢复紫红色，溶液pH 增大
c
乙醇
振荡后紫红色溶液颜色变浅，0.5 h 后溶液变为浅紫红色，1h 后溶液浅紫红色完
全褪去，溶液pH 增大
d
丙酮
振荡后紫红色溶液颜色变浅，但比c 中的深，1 h 后溶液仍为浅紫红色，溶液
pH 增大
(1)KMnO4具有 (填“强氧化性”或“强还原性”)。KMnO4的这一性质可能会对实验中溶液颜色
的变化带来影响，由实验a 可推断：乙酸乙酯中加入酸性KMnO4溶液时 (填“受”或“不受”)
此性质的影响。
Ⅰ．探究实验b 中乙醛和酸性KMnO4溶液发生的反应。
(2)假设①：醛基使乙醛邻位碳上的C—H 键极性明显增大，因此邻位碳上所连的氢(即α−H)具有较大的
活性，能与酸性KMnO4溶液发生取代反应。
假设②：乙醛具有还原性，能被酸性KMnO4溶液氧化，对应的化学方程式为 。
【实验二】设计实验验证假设的合理性。
步骤
操作
现象
ⅰ
分别向2 个小烧杯中加入20 mL 酸性KMnO4溶液
溶液为紫红色，pH =0.8
ⅱ
向其中一个烧杯中加入10 mL 甲苯
溶液中紫红色迅速褪去，pH =3.2
ⅲ
向另一烧杯中加入xmL 乙醛水溶液
溶液中紫红色迅速褪去，pH = 4.2
(3)
x=
①
。
②ⅱ中溶液pH 大于ⅰ中的原因是 。
③通过对比上述溶液的pH，甲同学得出结论：假设①不合理。判断甲同学的结论是否合理并写出你的分
析依据： 。
Ⅱ．探究实验c 中乙醇使酸性KMnO4溶液褪色的原因，并定量分析c 中乙醇与酸性KMnO4溶液反应的反应类
型。
【实验三】向试管中加入10 mL0.2mol⋅L
−1酸性KMnO4溶液(含0.001molH2SO4)和5 mL乙醇(足量)，塞住
试管口充分振荡。待溶液完全褪色后，向其中加入过量BaCl2溶液[Ba(MnO4)2难溶于水]，充分反应后析出
沉淀。将沉淀经离心沉降、过滤、充分洗涤、干燥后，称得质量为m。
(4)甲同学认为m=0.608g，乙同学认为m= g。实际数据与乙同学的结果相符。结论：乙醇使
酸性KMnO4溶液褪色是因为发生了氧化还原反应。
Ⅲ．针对实验d 中的现象，查阅资料，分析原因。
资料：丙酮不能被酸性KMnO4溶液氧化，且与水混溶。
(5)产生d 中实验现象的原因是 。
5.（2025·广西南宁·模拟预测）硫脲[CS(NH2)2]是一种白色晶体，熔点180℃，易溶于水和乙醇，受热时部
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分发生异构化反应生成硫氰化铵，可用于制造药物，也可用作橡胶的硫化促进剂以及金属矿物的浮选剂
等。回答下列问题：
Ⅰ．硫脲的制备：
已知：将石灰氮(CaCN2)和水的混合物加热至80℃时，通入硫化氢气体反应可生成硫脲溶液和石灰乳，实
验装置如图所示。
(1)装置B 中的试剂X 和试剂Y 的最佳组合是 (填下列序号)。
A．FeS 固体+浓硫酸 B．FeS 固体+稀硝酸 C．FeS 固体+稀盐酸
(2)装置D 中直立的球形干燥管的作用是 。
(3)仪器M 的名称为 。根据(1)中所选试剂组合，按气流从左到右的方向，上述装置的合理连接
顺序为c→ (填仪器接口的小写字母)。
(4)装置C 中反应温度控制在80℃，温度不宜过高或过低的原因是 。
Ⅱ．硫脲的分离及产品含量的测定：
(5)装置C 反应后的液体过滤后，将滤液减压蒸发浓缩，之后冷却结晶，离心分离，烘干即可得到产品。称
取mg 产品，加水溶解配成500mL 溶液，量取25.00mL 于锥形瓶中，滴加一定量的稀硫酸使溶液显酸性，
用cmol⋅L
-1KMnO4标准溶液滴定，滴定至终点时消耗KMnO4标准溶液VmL。滴定时，硫脲转化为
CO2、N2、SO4
2−。滴定至终点时的现象是 ，则样品中硫脲的质量分数为 (用含
m、c、V 的式子表示)。滴定前平视KMnO4溶液液面，刻度为amL，滴定后俯视刻度为bmL，则根据
(b−a)mL计算得到的硫脲质量分数，比实际质量分数 (填“大”或“小”)。
6.（2025·江西·模拟预测）某学习小组利用如图所示装置探究亚硫酸与次氯酸的酸性强弱。回答下列问
题：
(1)仪器a 的名称为 。
(2)装置A 中发生反应的离子方程式为 。
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(3)装置C 的作用是 。
(4)装置D 中盛放的试剂是 (填“酸性KMnO4溶液”、“Na2CO3溶液”或“NaOH 溶液”)，该
装置的作用是 ，发生反应的离子方程式为 。
(5)装置E 中品红溶液不褪色，装置F 中出现白色沉淀，可证明酸性：H2SO3 (填“>”或
“<”)HClO。
(6)探究 H2SO3、HClO 的酸性强弱，不能直接将SO2通入F 中，是因为 。
7.（2025·江西·模拟预测）ClO2是一种无毒的绿色消毒剂(极易溶于水，体积分数大于10%时，易发生爆
炸)。回答下列问题：
(1)实验室利用如图所示装置(夹持仪器已省略)制备ClO2水溶液。
①在整个实验过程中持续通入N2的目的是 。
②装置甲的反应产物中n(ClO2):n(Cl2)=2:1，则发生反应的离子方程式为 。
③装置乙中盛放的试剂可能是 (填字母)。
A．饱和食盐水 B．浓硫酸 C．饱和NaClO2溶液 D．酸性KMnO4溶液
(2)ClO2不仅可消毒杀菌，还可脱除水体中的CN
−，S
2−等还原性物质。
①向含CN
−的溶液中通入ClO2产生大量无色气体，该气体能使澄清石灰水变浑浊；向反应后的溶液中滴入
硝酸酸化的AgNO3溶液，产生白色沉淀。写出NaCN 与ClO2溶液反应的离子方程式： 。
②ClO2能将水体中的S
2−氧化成SO4
2−，同时本身被还原为Cl
−，该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为
。
(3)碘量法测定二氧化氯水溶液(含少量Cl2)中ClO2和Cl2的浓度的实验步骤如下：
步骤①：向锥形瓶中加入50mL 蒸馏水、25 mL100g⋅L
−1KI 溶液(过量)，再向其中加入5.00 mL 某二氧化
氯水溶液(2ClO2+2KI=2KClO2+I2)。
步骤②：用0.1000 mol⋅L
−1的Na2S2O3标准溶液滴定(2Na2S2O3+I2=2NaI+ Na2S4O6)至浅黄色，再加入
1 mL 淀粉溶液，继续滴定至蓝色刚好消失，消耗Na2S2O3标准溶液6.00 mL。
步骤③：向步骤②的溶液中加入5 mL2mol⋅L
−1硫酸溶液酸化，发生反应：KClO2+ 4 KI+2H2SO4
= KCl+2K2SO4+2I2+2H2O。
步骤④：重复步骤②操作，第二次滴定又消耗0.1000 mol⋅L
−1的Na2S2O3溶液20.00mL。
由上述数据可计算出该二氧化氯水溶液中ClO2的浓度为 g⋅L
−1，Cl2的物质的量浓度为
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。
8.（2025·安徽阜阳·一模）由于实验室盛放氢氧化钠的试剂瓶瓶口出现了大量的白色蘑菇云状固体，如下
图。同学们对此很好奇，想知道白色固体的成分，纷纷提出假设并进行相关实验验证猜想。
查阅资料可知，常温下，饱和NaHCO3溶液的pH 约为8.3，饱和Na2CO3溶液的pH 约为12.3。
Ⅰ.甲同学猜想固体成分可能有以下几种情况
猜想一：NaOH
猜想二：NaOH、NaHCO3
猜想三：NaOH、Na2CO3
猜想四：Na2CO3
猜想五：Na2CO3、NaHCO3
猜想六：NaHCO3
(1)不用实验验证就知道猜想 是错误的，理由是 （用化学方程式表示说明）。
Ⅱ.实验验证
(2)定性实验
①取白色固体于试管中加热，将产生的气体通入澄清石灰水，实验现象为试管内壁有水珠，澄清石灰水变
浑浊。则说明固体中含有 。
②用蒸馏水配制饱和样品溶液，用精密pH 试纸测其pH 为10.3。则证明猜想 正确。
(3)定量测定
称量8.700 g 样品溶于水，配制成1000 mL 溶液，每次取40.00 mL 于锥形瓶中，滴加指示剂1，用1.000
mol/L 盐酸标准液滴定，控制滴速1 d/s，观察溶液颜色变化，当达到滴定终点，记录消耗盐酸体积V 1，改
用指示剂2，当再次达到滴定终点，记录消耗盐酸体积V 2。数据记录如下表：
组别
V 1（mL）
V 2（mL）
第一组
1.70
3.40
第二组
1.72
3.39
第三组
1.68
3.41
①指示剂2 为 。
②根据测定数据判断，该固体样品中各成分的化学式和物质的量分别为 、 mol；
、 mol。
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③根据以上数据计算出固体质量为8.075 g，与样品质量存在差异，可能原因为 。
9.（2025·云南文山·模拟预测）碱式碳酸铜[Cu2(OH)2CO3, M r=222]可用于农业中作黑穗病的防止剂和种
子的杀虫剂，实验室可通过如下反应制备：2CuSO4+2Na2CO3+ H2O=Cu2(OH)2CO3↓+CO2↑+2Na2SO4。
部分装置如图所示，具体步骤如下：
①分别配制100 mL0.5 mol⋅L
−1CuSO4溶液和100 mL0.5 mol⋅L
−1Na2CO3溶液备用。
②取50 mL0.5 mol⋅L
−1⋅CuSO4溶液加入盛有60 mL0.5 mol⋅L
−1Na2CO3溶液的三颈烧瓶中，加热并搅拌
(温度控制在70℃左右)。
③用0.05 mol⋅L
−1NaOH溶液调节pH为8.5∼8.88之间，搅拌至体系颜色转变为绿色，静置。
④待沉淀完全后，抽滤，洗涤沉淀。
⑤将产品置于烘箱中烘干，待冷却至室温称量，得2.56g 产品。
已知：碱式碳酸铜[Cu2(OH)2CO3]温度过高易分解生成三种氧化物。
回答下列问题：
(1)步骤①中用到的玻璃仪器除了烧杯、玻璃棒、量筒，还需要 ，如果定容时仰视刻度线，所配溶
液浓度会 (填“偏低”“偏高”“无影响”)，要控制温度在70℃左右应采用的加热方式为
。
(2)步骤③中pH不能过高的原因是 。
(3)步骤④中“洗涤沉淀”的实验操作为 。
(4)当反应温度过高时，会产生氧化铜，这是由于 (用化学方程式表示)。
(5)该产品的产率为 (保留两位有效数字)。
(6)碱式碳酸铜是孔雀石的主要成分，以二甲酚橙(用XO 表示)为指示剂，用EDTA 二钠盐(用H2Y
2−表示)进
行孔雀石中碱式碳酸铜质量分数的测定，取mg样品配制成250 mL溶液，取25.00 mL置于锥形瓶中，加入过
量0.1mol⋅L
−1EDTA二钠盐V 1mL后滴入XO指示剂，再用含Zn
2+0.1mol⋅L
−1标准液滴定剩余的EDTA 二
钠盐，消耗Zn
2+标准液V 2mL。
已知：Cu
2++ H2Y
2−=CuY
2−+2H
+ Zn
2++ H2Y
2−=ZnY
2−+2H
+
滴定管盛装溶液前应检查是否漏液、洗涤、 (填操作)；样品中碱式碳酸铜的质量分数为 。
(用含m、V 1、V 2式子表示)
10.（2025·甘肃白银·模拟预测）亚硝酰硫酸(NOSO4 H)可以用在重氮化反应中，是白色片状、多孔或粒状晶
体，遇水分解为硫酸、硝酸和NO，溶于浓硫酸而不分解。制备亚硝酰硫酸的原理为
SO2+ HNO3=SO3+ HNO2，SO3+ HNO2= NOSO4 H。
实验室用如图所示装置(部分夹持仪器略)制备少量亚硝酰硫酸，并测定产品纯度。
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回答下列问题：
(1)仪器X 的名称为 。
(2)按照气流从左到右的方向，上述仪器的连接顺序为a→ (填仪器接口的字母，部分仪器可以
重复使用)→f。
(3)B 装置中浓硫酸的作用为 。
(4)开始时反应缓慢，但某时刻反应速率明显加快，其原因可能是 。
(5)测定亚硝酰硫酸的纯度
步骤I：准确称取20.00 g 产品，在特定条件下配制成250 mL 溶液。
步骤II：取25.00 mL I 中溶液于250 mL 烧瓶中，加入60.00 mL 未知浓度的KMnO4溶液(过量)和
10.00 mL25 % H2SO4溶液，摇匀。
步骤III：向II 反应后的溶液中加0.2500 mol⋅L
−1Na2C2O4标准溶液进行滴定，消耗Na2C2O4溶液20.00
mL。
步骤IV：把II 中亚硝酰硫酸溶液换为蒸馏水(空白实验)，重复上述步骤，消耗Na2C2O4溶液的体积为60.00
mL。
①步骤II 中发生反应的化学方程式为 (产物中有硝酸)。
②滴定终点时的现象为 。亚硝酰硫酸的纯度为 (结果精确到0.1%)。
11.（2025·陕西西安·模拟预测）二氧化氯(ClO2)常用作饮用水消毒杀菌剂，其沸点为11.0℃，浓度过高时
易爆炸分解。实验室常用干燥的氯气与亚氯酸钠(NaClO2)固体反应制备ClO2。制备ClO2及验证其氧化性的
装置如图所示(部分夹持装置已省略)：
已知：实验室可用稳定剂吸收ClO2，生成ClO2
−，使用时加酸只释放ClO2一种气体。回答下列问题：
(1)盛装亚氯酸钠固体的仪器名称为 。
(2)装置A 中发生的反应中只表现酸性和表现还原性的HCl 的质量之比为 。
(3)装置B 中盛放的试剂是 ，其作用是 。
(4)向装置D 中通入N2的目的是 ，装置D 中发生反应的化学方程式为 。
(5)装置F 中能观察到溶液显红色，则发生反应的离子方程式为 、Fe3++3SCN-=Fe(SCN)3。
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(6)ClO2和Cl2均可作为水处理剂。如果以单位质量的氧化剂所得到的电子数来表示消毒效率(η)，则ClO2和
Cl2的消毒效率之比
η(ClO2)
η(Cl2)
= (保留2 位小数)。
(7)测定某ClO2溶液中ClO2的浓度，进行如下实验：准确量取10.00 mL ClO2溶液，酸化后加入过量的KI
溶液，充分反应，加入几滴淀粉溶液，用0.2000 mol·L-1 Na2S2O3溶液滴定至终点。重复上述操作2～3
次，平均消耗Na2S2O3溶液28.50 mL。
已知：2S2O3
2−+I2=S4O6
2−+2I
−。
该ClO2溶液中，c(ClO2)= mol·L-1(保留3 位小数)。
12.（2025·黑龙江哈尔滨·模拟预测）羟基磷灰石化学式为Ca5(PO4)3OH，是构成人体骨骼和牙齿的主要成
分。设计实验制备高纯度的羟基磷灰石并测定产品中磷的含量。
Ⅰ．制备高纯度Ca5(PO4)3OH
步骤i．用纯净蒸馏水分别配制(NH4)2HPO4、Ca(NO3)2和CH3COONH4溶液，并用NH3调节各溶液pH 均为
8-9 之间。
步骤ii．如图装置连接仪器，检查气密性并添加实验药品，通入一段时间N2。
步骤iii．向四颈瓶中同时缓慢滴加图示两种溶液，并通入NH3，煮沸2h，静置、过滤、洗涤、干燥、得到
产品。
(1)实验室存放的蒸馏水往往不符合配制要求，为获得步骤i 中纯净蒸馏水我们的常用做法是 ，
若选用浓氨水和生石灰制备中所需NH3，用到的玻璃仪器除导管、圆底烧瓶外，还要有 (填仪
器名称)。
(2)步骤iii 中生成Ca5(PO4)3OH 的离子方程式为 。
已知常温下Ca3(PO4)2的溶度积为Ksp1，Ca(OH)2的溶度积为Ksp2，请写出Ca5(PO4)3OH(s)⇌5Ca2+(aq)+
3PO4
3-(aq)+OH-(aq)平衡常数的计算表达式 (用Ksp1和Ksp2表示)。
(3)实验中CH3COONH4溶液的作用是 。使用pH 试纸测定溶液pH 的操作为：将pH 试纸放在
上， ，将变色后的pH 试纸与标准比色卡对比，确定pH。
(4)为了防止空气中CO2影响产品的纯度，实验中采取的措施有 (任写一条)。
Ⅱ．测定产品中磷的含量
(5)准确称取mg 样品，经一系列操作将其转化为(C9H7N)3·H3PO4·12MoO3沉淀：用c1 mol-L-1 V1 mL NaOH
标准液溶解沉淀，加入混合指示剂：用c2 mol-L-1 HCl 标准液(稍过量)滴定过量碱，消耗体积为V2mL；再
用c1 mol-L-1 NaOH 标准液滴定过量酸，消耗体积为V3 mL。涉及反应如下：
(C9H7N)3·H3PO4·12MoO3+26NaOH=3C9H7N+Na2HPO4+12Na2MoO4+14H2O，据此计算样品中磷元素的质量分
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数为 (用含字母的代数式表示)。
13.（2025·广东深圳·二模）Na2CO3和NaHCO3有很广泛的用途。某实验小组同学围绕它们的性质开展如下
实验活动。
I．溶液配制与基本性质
(1)配制500 mL0.10 mol⋅L
−1的Na2CO3溶液，上述配制溶液的过程中，下列仪器中无需使用的有
(填名称)。
(2)请写出0.1mol/LNaHCO3溶液的物料守恒式 。
II．实验探究
20° C时，常压下加热0.1mol/LNaHCO3溶液(忽略水的挥发)，测得该溶液的pH发生如下变化：
温度(℃)
20
30
40
50
60
70
pH
A1
A2
A3
A4
A5
A6
实验结果：A1=8.3，A1>A2>A3，A3<A4<A5<A6且温度高于45° C时，实验过程中观察到有气泡产生。
(3)NaHCO3溶液显碱性的原因是 (用离子方程式表示)。
(4)解释A1>A2>A3的原因 。
(5)针对(4)中A3<A4<A5实验结果，小组同学继续开展探究。
查阅资料：NaHCO3溶液中存在平衡：2HCO3
−⇌H2O+CO2+CO3
2−。
提出猜想：对于0.1mol/LNaHCO3溶液，当温度小于40° C时，该反应进行程度很小；当温度大于45° C
时，该反应进行程度明显增大。
实验验证：该小组同学设计如下方案进行实验，进一步验证猜想。
①向20° C的0.1mol/LNaHCO3溶液加入BaCl2溶液，无明显现象；将加热到70° C的溶液冷却到20° C，取
少量冷却液放入试管中，加入BaCl2溶液，产生 ，证明该冷却液中含有 离子，能
初步证明存在2HCO3⇌H2O+CO2+CO3
2−这种反应。
继续进行下列实验：
实验序号
操作
测试温度
pH
1
采用水浴加热，② ，然后冷却至20° C，并记录溶液pH
20° C
B1
2
采用水浴加热，将0.1mol/LNaHCO3溶液从20° C升温至70° C，然后
冷却至20° C，并记录溶液pH
20° C
B2
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实验结论：③根据实验1～2 的结果，小组同学认为猜想成立，其判断依据是 。
拓展总结：当温度升高到一定温度时，H2CO3分解，CO2从体系逸出，促进了NaHCO3在溶液中的分解。
(6)写出Na2CO3在生产或生活中的一种应用 。
14.（2025·湖北黄冈·三模）电子工业上常用FeCl3溶液腐蚀覆铜板制作印刷电路板，发生的反应为
2Fe
3++Cu=2Fe
2++Cu
2+。某小组同学欲通过FeCl3溶液与Cu反应的现象验证Fe
3+的氧化性及所得产物。
已知：CuCl为不溶于水的白色固体；[CuCl2]
−在水溶液中呈褐色。
回答下列问题：
I．现象预测
(1)同学们认为Fe
3+具有较强的氧化性，与Cu反应后会得到蓝绿色溶液。即使铜有剩余也不会置换出单质
铁，原因是 。
Ⅱ．实验探究
编号
1
2
3
4
操作
现象
溶液呈褐色，试管
底部出现大量褐色
沉淀
溶液呈浅绿色，试管底
部出现大量白色沉淀
溶液呈蓝色，试管底
部出现少量白色沉淀
溶液呈褐色，试管底部未
见白色沉淀和褐色沉淀
(2)实验1 中甲同学不用铜片而用铜粉，目的是 ；甲认为褐色沉淀是Fe(OH)3，则产生该沉淀的离子
方程式为 。
(3)为排除实验1 中沉淀对实验现象的干扰，乙同学设计并完成了实验2，并认为盐酸酸化后，c(Cl
−)增
大，促使Cu
2+与铜反应生成白色沉淀，发生反应的离子方程式为 。
(4)为了验证乙的观点，丙同学设计并完成了实验3，则乙的观点 (填“正确”或“错误”)。
(5)为了分析实验1 中溶液呈褐色的原因，丁同学查阅资料后认为是溶液中大量的Cl
−与CuCl反应生成了
[CuCl2]
−所致，于是设计并完成了实验4，从而证明丁的推测是正确的，试剂X 为 (填试剂名称)。
Ⅲ．实验结论
(6)根据上述实验说明FeCl3溶液与Cu反应的产物受到 (填标号)等因素的影响。
a.溶液的温度 b.溶液的pH c.Cl
−的浓度 d.催化剂
15.（2025·河北衡水·二模）焦硫酸钠(Na2S2O7)常用于金属表面除锈、作酸性催化剂等。某小组设计方案制
备焦硫酸钠并探究其性质：
制备原理：2NaHSO4
250~300℃
¿ Na2S2O7+ H2O
¿
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注意：350℃以上，Na2S2O7会分解为Na2SO4和SO3。
实验步骤(简易流程)：
回答下列问题：
(1)“混合”时需要使用下列哪些仪器 (填字母)。
“混合”操作时需佩戴耐酸手套和护目镜，其目的是 。
(2)制备Na2S2O7时，选择瓷坩埚，不能选用Al2O3坩埚，其原因是 。当坩埚壁 (填实验现象)时停
止加热。
(3)“快速洗涤”用少量冰水冲洗粗产品且冲洗时间不超过2 秒，其目的是 。
(4)“过滤干燥”中，选择硅胶(SiO2⋅nH2O)，不选用碱石灰，其原因是 。
(5)设计如下实验探究焦硫酸钠的性质：
实验
操作及现象
a
取少量产品溶于蒸馏水中，滴加紫色石蕊溶液，溶液变红色
b
取少量产品于试管中，加热至350℃以上，用镊子夹一块湿润的品红试纸接近试管口，试纸变
黑；加热至不再产生气体为止，冷却，向试管中加入水，滴加BaCl2溶液，产生白色沉淀
实验a 发生的化学反应方程式为 。实验b 中“白色沉淀”是 (填化学式)。
(6)产品保存的方法是 。
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