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6-3 化学反应速率探究实验
该类题型属于“化学反应原理综合探究题”，重点考查“速率探究”部分，常以“变量控制法”为核
心方法，题型特征如下：
综合性：常将化学反应速率与化学平衡、实验操作、数据处理、图像分析等结合。
探究性：强调“提出问题—设计实验—分析数据—得出结论”的科学探究逻辑。
实验设计：常涉及实验装置图、操作步骤、试剂选择、变量控制等。
数据分析：常以表格、图像、数据计算等形式出现，要求学生提取信息、处理数据。
知识迁移：常结合真实情境（如工业处理、环境化学等）或教材外的反应，考查学生对基础知识
的迁移应用能力。
考查知识：
化学反应速率的影响因素（浓度、温度、催化剂、固体表面积等）
化学平衡的建立与判断
实验基本操作与仪器使用
化学计算（浓度、速率、Ksp、转化率等）
离子反应、氧化还原反应、沉淀溶解平衡等基本原理
考查能力：
实验设计与变量控制能力
信息提取与数据处理能力
逻辑推理与科学论证能力
知识迁移与综合应用能力
文字表达与规范书写能力
考查方式：
通过实验数据表、图像、装置图等设置情境
设置多步骤、多设问，层层递进
常设置“干扰项”或“多余信息”，考查信息筛选能力
最后设问常为开放性、总结性或优化性
1. 审题三读法
一读：通读全文，把握实验主题与流程。
二读：细读设问，明确每个小问的考查点。
三读：精读图表与数据，提取关键信息。
2. 答题四步法
步骤
内容
注意事项
明确实验目的
判断是“探究反应速率”“探究平衡”还是“验证假
设”
避免答非所问
理解实验原理
理清反应机理、平衡移动、速率影响因素
联系课本知识
分析数据与现象
从表格、图像中提取变化规律
注意单位与趋势
逻辑推理作答
结合原理与数据，逐步推理得出结论
语言简洁、逻辑清晰
3. 实验设计思维模型
假设→验证→结论→优化
提出假设：基于已有知识或现象提出合理假设。
设计验证：控制变量、对比实验、排除干扰。
得出结论：根据现象与数据得出结论。
优化方案：针对不足提出改进建议。
模块
核心知识点
常考形式
化学反应速率
速率计算、影响因素、速率方程
表格数据计算、对比分析
化学平衡
平衡移动、平衡常数、平衡判断
图像分析、条件优化
氧化还原反应
电子转移、氧化剂/还原剂判断
方程式配平、现象解释
沉淀溶解平衡
溶度积计算、沉淀转化、pH 变化
滴定计算、沉淀分析
实验操作与仪器
常用仪器、操作步骤、装置连接
仪器选择、操作排序
数据处理
浓度计算、速率比、图表分析
计算填空、趋势判断
实验设计
控制变量、对照实验、方案优化
开放型简答、方案补充
易错点
错误示例
正确思路
忽略单位换算
mL 与L 混用导致计算错误
统一单位再计算
未控制变量
设计实验时变量不唯一
明确变量，设置对照
信息提取不全
忽略图表中隐含信息
全面提取、系统分析
逻辑推理跳跃
结论与数据不匹配
逐步推理，步步为营
化学用语不规范
离子式、方程式书写错误
严格书写，检查配平
实验操作描述模糊
“加一点”“适量”等不准确
使用精确术语如“滴加”“至沉淀完全”
忽略反应条件
未考虑温度、pH、催化剂的影响
全面考虑反应环境
【典例】
【审题】
1．（2024·广东·高考真题）含硫物质种类繁多，在一定条件下可
相互转化。
（1）实验室中，浓硫酸与铜丝反应，所产生的尾气可用
(填化学式)溶液吸收。
（2）工业上，烟气中的
可在通空气条件下用石灰石的浆液吸
收，生成石膏。该过程中， (填元素符号)被氧化。
（3）工业锅炉需定期除水垢，其中的硫酸钙用纯碱溶液处理时，
发生反应：
(Ⅰ)。兴
趣小组在实验室探究
溶液的浓度对反应(Ⅰ)的反应速
率的影响。
①用
固体配制溶液，以滴定法测定其浓度。
通读全题：明确本题分为“含硫物质
转化”“速率探究”“平衡探究”三
部分。
定位考点：
（1）（2）为基础知识（尾气处理、
氧化还原）
（3）为速率探究，核心是“Na₂CO₃
浓度对反应速率的影响”
（4）为平衡探究，核心是“判断反
应是否建立平衡”
识别变量：
（3）中自变量是Na₂CO₃ 浓度，因变
i．该过程中用到的仪器有 。
ii．滴定数据及处理：
溶液
，消耗
盐酸
(滴定终点时，
转化为
)，则
。
②实验探究：取①中的
溶液，按下表配制总体积相同的
系列溶液，分别加入
硫酸钙固体，反应
后，过滤，
取
滤液，用
盐酸参照①进行滴定。记录的部
分数据如下表(忽略
水解的影响)。（V 的单位均为mL）
序号
a
100.0
0
b
80.0
x
则
，测得的平均反应速率之比
。
（4）兴趣小组继续探究反应(Ⅰ)平衡的建立，进行实验。
①初步实验 将
硫酸钙(
)加入
溶液中，在
和搅拌条件下，
利用
计测得体系的
随时间的变化曲线如图。
②分析讨论 甲同学根据
后
不改变，认为反应(Ⅰ)已达
到平衡；乙同学认为证据不足，并提出如下假设：
假设1 硫酸钙固体已完全消耗；
假设2 硫酸钙固体有剩余，但被碳酸钙沉淀包裹。
③验证假设，乙同学设计如下方案，进行实验。
量是反应速率（通过滴定测量Na₂CO₃
消耗量）
表格中总体积相同，故b 中x=20.0
mL
数据提取与处理：
根据滴定数据计算Na₂CO₃ 浓度变化
利用v = Δc / Δt 计算平均速率，注意
体积统一
平衡判断：
从“pH 不变”入手，结合假设验证
（沉淀成分检验）
优化方案需从“平衡移动”角度设计
（加入Na₂SO₄ 观察pH 变化）
审题要点：
注意“忽略CO₃²⁻水解”提示，简化
计算
“平均反应速率之比”无需具体数
值，只需比例关系
“假设验证”需结合沉淀溶解与离子
检验
步骤
现象
ⅰ．将①实验中的反应混合物进行
固液分离
/
ⅱ．取少量分离出的沉淀置于试管
中，滴加
，沉淀完全
溶解
ⅲ．继续向ⅱ的试管中滴加
无白色沉淀生成
④实验小结 假设1 成立，假设2 不成立。①实验中反应(Ⅰ)平
衡未建立。
⑤优化方案、建立平衡 写出优化的实验方案，并给出反应(Ⅰ)
平衡已建立的判断依据： 。
【答案】（1）NaOH（其他合理答案也可）
（2）S
（3） BD
20.0 6：5
（4） 过量稀盐酸 有气体产生 BaCl2溶液 将
最少
硫酸钙加入
溶液中，
在
和搅拌条件下，利用
计测得体系的
，当pH 不
变时，加入Na2SO4固体，若pH 值变大，说明反应Ⅰ平衡已
建立
【解析】探究反应
(Ⅰ)中
溶液的浓度对反应速率的影响，通过HCl 与Na2CO3
的滴定反应，来测量Na2CO3浓度的变化量，从而计算平均反
应速率；
探究反应
平衡的建立，
利用
水解呈碱性的性质，通过测定pH 来判断
离子
浓度的变化情况，从而判断反应是否平衡。
【解析】（1）浓硫酸与铜丝反应方程式为：
，所产生的尾气为
SO2，可用NaOH 溶液吸收（其他合理答案也可）；
（2）SO2生成石膏（主要成分CaSO4），S 元素的化合价由+4 价
上升到+6 价，失去电子，被氧化；
（3）①用Na2CO3固体配制溶液，以滴定法测定其浓度，该过程
用到下列仪器中的烧杯、酸式滴定管，故选BD；根据离子
方程式
可知，
；
②总体积应相同，x 为20.0mL；a 中消耗的盐酸体积为
，即
，同理可
得，b 中
，由于
，总体积相同时，
；
（4）由结论假设1 成立，假设2 不成立，说明①实验中的沉淀均
为CaCO3，要验证沉淀中无CaSO4，可酸溶后滴加BaCl2将①
实验中的反应混合物进行固液分离后，取少量分离出的沉淀
置于试管中，滴加过量稀盐酸，有气体产生，沉淀完全溶
解，继续滴加BaCl2溶液，无白色沉淀生成，说明沉淀均为
CaCO3，无CaSO4；由方程式
可知，假设正反应
100%进行，
，质量为
0.01mol×136g/mol=1.36g，实验方案为：将最少
硫酸钙
加入
溶液中，在
和搅拌条件
下，利用
计测得体系的
，当pH 不变时，加入Na2SO4
固体，若pH 值变大，说明反应Ⅰ平衡已建立。
1．（2021·广东·高考真题）含氯物质在生产生活中有重要作用。1774 年，舍勒在研究软锰矿(主要成分
是
)的过程中，将它与浓盐酸混合加热，产生了一种黄绿色气体。1810 年，戴维确认这是一
种新元素组成的单质，并命名为chlorine(中文命名“氯气”)。
（1）实验室沿用舍勒的方法制取
的化学方程式为 。
（2）实验室制取干燥
时，净化与收集
所需装置的接口连接顺序为 。
（3）某氯水久置后不能使品红溶液褪色，可推测氯水中 已分解。检验此久置氯水中
存在的
操作及现象是 。
（4）某合作学习小组进行以下实验探究。
①实验任务。通过测定溶液电导率，探究温度对
溶解度的影响。
②查阅资料。电导率是表征电解质溶液导电能力的物理量。温度一定时，强电解质稀溶液的电导率随溶
液中离子浓度的增大而增大；离子浓度一定时，稀溶液电导率随温度的升高而增大。25℃时，
。
③提出猜想。
猜想a：较高温度的
饱和溶液的电导率较大。
猜想b：
在水中的溶解度
。
④设计实验、验证猜想。取试样Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ(不同温度下配制的
饱和溶液)，在设定的测试温度下，
进行表中实验1~3，记录数据。
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
⑤数据分析、交流讨论。25℃的
饱和溶液中，
。
实验结果为
。小组同学认为，此结果可以证明③中的猜想
成立，但不足以证明猜想成
立。结合②中信息，猜想不足以成立的理由有 。
⑥优化实验。小组同学为进一步验证猜想，在实验1~3 的基础上完善方案，进行实验4 和5。请在答
题卡上完成表中内容。
实验序号
试样
测试温度/℃
电导率/
4
Ⅰ
5
⑦实验总结。根据实验1~5 的结果，并结合②中信息，小组同学认为猜想也成立。猜想成立的判断
依据是 。
【答案】 MnO2+4HCl(浓)
MnCl2+Cl2↑+2H2O c-d-b-a-e HClO 取少量溶液于试管
中，加入过量稀硝酸，防止溶液中含有C
、HC
等，再加入少量AgNO3溶液，若有白色沉淀
生成，则证明原溶液中含有Cl- 1.34 10-5 测试温度不同，根据电导率结果无法判断不同
温度下饱和溶液的溶解度 45℃ II 45℃ A3>B2>B1
【解析】（1）实验室通常采用浓盐酸和MnO2制取
，化学方程式为：MnO2+4HCl(浓)
MnCl2+Cl2↑+2H2O，故答案为：MnO2+4HCl(浓)
MnCl2+Cl2↑+2H2O；
（2）根据化学方程式可知，制取的氯气中混有氯化氢、水蒸气，氯气有毒，必须进行尾气处理，因此
使用饱和食盐水吸收氯化氢气体，浓硫酸除去水蒸气，最后用NaOH 溶液吸收尾气，因此接口连接
顺序为c-d-b-a-e，故答案为：c-d-b-a-e；
（3）久置后不能使品红溶液褪色，说明HClO 已分解；检验
的方法：取少量溶液于试管中，加入过
量稀硝酸，防止溶液中含有C
、HC
等，再加入少量AgNO3溶液，若有白色沉淀生成，则证
明原溶液中含有Cl-，故答案为：HClO；向溶液中加入过量稀硝酸，防止溶液中含有C
、HC
等，再加入少量AgNO3溶液，若有白色沉淀生成，则证明原溶液中含有Cl-；
（4）⑤25℃时，
，根据沉淀溶解平衡可知，饱和的
溶液中
，所以有
=
=1.34 10-5
；
实验1~3 中，不同的饱和溶液浓度不同且测试温度不同，根据资料显示离子浓度一定时，稀溶液电导率
随温度的升高而增大，所以根据实验1~3 无法判断温度较高的饱和溶液离子浓度大，进而不能得出
溶解度关系，故答案为：1.34 10-5；测试温度不同，根据电导率结果无法判断不同温度下饱和溶液
的溶解度；
⑥如果要判断AgCl 在水中的溶解度随温度的变化情况，可以设计不相同温度下的饱和溶液在相同温度
下测试，如果温度较高下的饱和溶液电导率比温度较低的饱和溶液电导率高，则可以得出温度升高
饱和溶液中离子浓度高。所以可以设计试样Ⅰ在45℃下测试与实验3 比较；设计试样II 在45℃下
测试与实验3 比较。故答案为：45℃；II；45℃；
⑦猜想成立的判断依据是A3>B2>B1，故答案为：A3>B2>B1。
2．（2021·福建·高考真题）
溶液和
溶液可发生反应：
。为探究反应速率与
的关系，利用下列装置(夹持仪器略去)进行实验。
实验步骤：往A 中加入一定体积(V)的
溶液、
溶液和水，充分搅拌。
控制体系温度，通过分液漏斗往A 中加入
醋酸。当导管口气泡均匀稳定冒出时，开始用
排水法收集气体。用秒表测量收集
所需的时间，重复多次取平均值(t)。
回答下列问题：
（1）仪器A 的名称为 。
（2）检验装置气密性的方法：关闭止水夹K， 。
（3）若需控制体系的温度为
，采取的合理加热方式为 。
（4）每组实验过程中，反应物浓度变化很小，忽略其对反应速率测定的影响。实验数据如下表所示。
实验编号
溶液
溶液
醋酸
水
1
4.0
4.0
8.0
334
2
4.0
4.0
150
3
8.0
4.0
4.0
4.0
83
4
12.0
4.0
4.0
0.0
38
①
，
。
②该反应的速率方程为
，k 为反应速率常数。利用实验数据计算得
(填整数)。
③醋酸的作用是 。
（5）如果用同浓度的盐酸代替醋酸进行实验1，
与盐酸反应生成
，
分解产生等物质
的量的两种气体.反应结束后，A 中红棕色气体逐渐变浅装置中还能观察到的现象有 。
分解的化学方程式为 。
【答案】（1）锥形瓶
（2）通过分液漏斗往A 中加水，一段时间后水难以滴入，则气密性良好
（3）水浴加热
（4） 4.0 6.0 2 加快反应速率
（5） 量筒中收集到无色气体导管里上升一段水柱
【解析】（1）仪器A 的名称为锥形瓶；
（2）气体发生装置要检验装置的气密性，检验装置气密性的方法关闭止水夹K，通过分液漏斗往A 中
加水，一段时间后水难以滴入，则气密性良好；
（3）若需控制体系的温度为
，采取水浴加热使温度均匀平稳；
（4）①为探究反应速率与
的关系，
浓度不变，根据数据3 和4 可知溶液总体积为
20mL，故
为4mL；根据变量单一可知
为6mL，
为6mL；
②浓度增大速率加快，根据1 和3 组数据分析，3 的
是1 的2 倍，1 和3 所用的时间比
，根据分析可知速率和浓度的平方成正比，故m=2；
③醋酸在反应前后没变，是催化剂的作用是加快反应速率；
（5）浓度的盐酸代替醋酸进行实验1，
与盐酸反应生成
，
分解产生等物质的量的两
种气体，根据氧化还原气化反应可知反应方程式为：
，反应结束后量
筒收集到NO，A 中红棕色气体逐渐变浅，因为NO2溶于水生成NO，颜色变浅，锥形瓶压强降低，
导管里上升一段水柱。
3．（2013·安徽·高考真题）某酸性工业废水中含有K2Cr2O7。光照下，草酸（H2C2O4）能将其中的
Cr2O7
2-转化为Cr3+。某课题组研究发现，少量铁明矾[Al2Fe(SO4)4·24H2O]即可对该反应起催化作用。
为进一步研究有关因素对该反应速率的影响，探究如下：
（1）在25°C 下，控制光照强度、废水样品初始浓度和催化剂用量相同，调节不同的初始pH 和一定浓
度草酸溶液用量，作对比实验，完成以下实验设计表（表中不要留空格）。
实验编
初始pH
废水样品体积mL
草酸溶液体积mL
蒸馏水体积mL
号
①
4
60
10
30
②
5
60
10
30
③
5
60
测得实验①和②溶液中的Cr2O7
2-浓度随时间变化关系如图所示。
（2）上述反应后草酸被氧化为 （填化学式）。
（3）实验①和②的结果表明 ；实验①中0~t1时间段反应速率v（Cr3+）= mol·L-1·min-1
(用代数式表示)。
（4）该课题组队铁明矾[Al2Fe(SO4)4·24H2O]中起催化作用的成分提出如下假设，请你完成假设二和假设
三：
假设一：Fe2+起催化作用；
假设二： ；
假设三： ；
……
（5）请你设计实验验证上述假设一，完成下表中内容。
（除了上述实验提供的试剂外，可供选择的药品有K2SO4、FeSO4、Al2Fe(SO4)4·24H2O、Al2(SO4)3等，溶
液中Cr2O7
2-的浓度可用仪器测定。）
实验方案（不要求写具体操作过程）
预期实验结果和结论
【答案】 20 20 CO2 pH 越大，反应的速率越慢
Al3+起催化作用
SO4
2-起催化作用
实验方案（不要求写具体操作过程）
预期实验结果和结论
用等物质的量的代替实验①中的铁明矾，
控制其他反应条件与①相同，进行对
比实验
反应进行相同时间后，若溶液中c(Cr2O7
2-)大于
实验①中的c(Cr2O7
2-)，则假设一成立；若
量溶液的c(Cr2O7
2-)相同，则假设一不成
立。
（其他答案合理即可）
【解析】该反应为探究重铬酸根与草酸反应过程中的催化作用，该反应为一比较熟悉的反应，草酸被氧
化后的产物为二氧化碳。
（3）考查了从图象中获取数据并分析的能力。图象越陡，反应速率越快
（4）对于假设可以从加入的物质铁明矾化学式中获取，故为Fe2+和Al3+，然后根据上面的过程，进行对
比实验，即可以得到答案。
实验方案（不要求写具体操作过程）
预期实验结果和结论
用等物质的量的代替实验①中的铁明矾，
控制其他反应条件与①相同，进行对
比实验
反应进行相同时间后，若溶液中c(Cr2O7
2-)大于
实验①中的c(Cr2O7
2-)，则假设一成立；若
量溶液的c(Cr2O7
2-)相同，则假设一不成
立。
