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考点一：物质性质的探究
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．探究实验中常见操作及原因
操作
目的或原因
沉淀水洗
除去××(可溶于水)杂质
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
第68 讲 以性质为主的探究类综合实验
01 能根据不同情景、不同类型实验特点评价或设计解决问题的简单方案。
02 建立解答探究类综合实验的思维模型。
重点·夯基易错
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
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：Cl2>Fe3＋>SO2的是________(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SO
乙
有Fe3＋无Fe2＋
有SO
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_______________________________________________。
2．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。
点拨·能力培养
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
________________________________________________________________________。
(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，向两支试管中加入过量的________，
观察到的现象为_______________________________________
_______________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________。
1．（2022·湖南·高考真题）为探究
的性质，进行了如下实验(
和
溶液浓度均为
)。
实
验
操作与现象
①
在
水中滴加2 滴
溶液，呈棕黄色；煮沸，溶液变红褐色。
②
在
溶液中滴加2 滴
溶液，变红褐色；
再滴加
溶液，产生蓝色沉淀。
③
在
溶液中滴加2 滴
溶液，变红褐色；
将上述混合液分成两份，一份滴加
溶液，无蓝色沉淀生成；
另一份煮沸，产生红褐色沉淀。
依据上述实验现象，结论不合理的是
真题·明考向
A．实验①说明加热促进
水解反应
B．实验②说明
既发生了水解反应，又发生了还原反应
C．实验③说明
发生了水解反应，但没有发生还原反应
D．整个实验说明
对
的水解反应无影响，但对还原反应有影响
2．（2022·北京·高考真题）利用下图装置进行铁上电镀铜的实验探究。
装置示意图
序
号
电解质溶液
实验现象
①
0.1mol/LCuSO4
+少量H2SO4
阴极表面有无色气体，一段时间后阴极表面有红色固体，气体
减少。经检验电解液中有
②
0.1mol/LCuSO4
+过量氨水
阴极表面未观察到气体，一段时间后阴极表面有致密红色固
体。经检验电解液中无
元素
下列说法不正确的是
A．①中气体减少，推测是由于溶液中
减少，且
覆盖铁电极，阻碍
与铁接触
B．①中检测到
，推测可能发生反应：
C．随阴极析出
，推测②中溶液
减少，
平衡逆移
D．②中
生成
，使得
比①中溶液的小，
缓慢析出，镀层更致密
3．（2024·湖北·高考真题）学习小组为探究
、
能否催化
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
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：
为粉红色、
为蓝色、
为红色、
为墨绿色。
回答下列问题：
(1)配制
的
溶液，需要用到下列仪器中的 (填标号)。
a．
b．
c．
d．
(2)实验I 表明
(填“能”或“不能”)催化
的分解。实验Ⅱ中
大大过量的
原因是 。实验Ⅲ初步表明
能催化
的分解，写出
在实验Ⅲ中所发生反应的
离子方程式 、 。
(3)实验I 表明，反应
难以正向进行，利用化学平衡
移动原理，分析
、
分别与
配位后，正向反应能够进行的原因 。
实验Ⅳ：
(4)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 、 。
考点二：反应产物、反应机理的探究
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
3．文字表述题的各种答题规范
(1)沉淀洗涤是否完全的检验答题模板
取少许最后一次洗涤液，滴入少量……溶液(试剂)，若……(现象)，表示已经洗涤完全。
解答此类题目要注意四个得分点：取样＋试剂＋现象＋结论。
取样
要取“少许最后一次”洗涤液
试剂
选择合理的试剂
现象
须有明显的现象描述
结论
根据现象得出结论
(2)实验操作的原因、目的、作用的答题要点
答题要素
明确实验目的：做什么
明确操作目的：为什么这样做
重点·夯基易错
明确结论：这样做会有什么结果？理由是什么
得分点及关键词
操作：怎么“做”，为什么这样“做”
作用：须有明确的结论、判断、理由
(3)实验现象的准确、全面描述
答题要素
现象描述要全面：看到的、听到的、触摸到的、闻到的
现象描述要准确：如A 试管中……B 处有……
按“现象＋结论”格式描述，忌现象结论不分、由理论推现象、
指出具体生成物的名称
得分点及
关键词
溶液中：颜色由……变成……，液面上升或下降(形成液面差)，
溶液变浑浊，生成(产生)……沉淀，溶液发生倒吸，产生大量气
泡(或有气体从溶液中逸出)，有液体溢出等
固体：表面产生大量气泡，逐渐溶解，体积逐渐变小，颜色
由……变成……等
气体：生成……色(味)气体，气体由……色变成……色，先
变……后……(加深、变浅、褪色)等
(4)试剂的作用的答题模板
答题要素
试剂的作用是什么？要达到的目的是什么
得分点及
关键词
作用类：“除去”“防止”“抑制”“使……”等，回答要准确
作用—目的类：“作用”是“……”，“目的”是“……”，回
答要准确全面
1．某实验小组利用如图装置(部分固定装置略)进行氮气与钙的反应，并探究其产物的性质及化学式。请回
答下列问题。
点拨·能力培养
(1)仪器B 的名称是________，B 中固体物质为________。
(2)反应过程中导管末端必须插入试管C 的水中，目的是________(填字母)。
A．吸收反应剩余的氮气
B．控制通入气体的流速
C．防止空气中的氧气倒流进入反应装置，干扰反应
(3)将下列操作步骤补充完整：
①打开活塞K 并通入N2；
②点燃酒精灯，进行反应；
③反应结束后， __________________________________________________________。
(4)该小组同学认为根据相应的质量关系可以求出生成物的化学式，数据记录如下：
A 的质量m0/g
A 与钙的质量
m1/g
A 与产物的质量m2/g
14.80
15.08
15.15
①通过计算得到化学式CaxN2，其中x＝________。
②小组同学查阅资料得知产物为Ca3N2，能与水强烈反应，请写出Ca3N2 与水反应的化学方程式：
__________________________________________________________________，设计实验检验Ca3N2 与水反
应的产物(写出必要的操作及现象)：______________________________
_______________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________。
2．实验室以浓硫酸、铜与NaOH 溶液为原料制取少量NaHSO3并探究其性质，已知CuCl 为白色难溶于水
的化合物。
Ⅰ.制备NaHSO3(装置如图所示)。
(1)仪器a 的名称是________。
(2)装置丙的作用是____________。
Ⅱ.探究：NaHSO3与Cu2＋的反应，设计实验：向2 mL 1 mol·L－1 NaHSO3溶液中加入2 mL
1 mol·L－1 CuSO4溶液，得到绿色溶液，3 min 内无明显变化。将所得混合液分为两等份。
①第一份加入适量Na2SO4固体，瞬间无明显变化，30 s 时也无明显变化。
②另一份加入适量NaCl 固体，瞬间无明显变化，30 s 时有无色气体和白色沉淀生成，上层溶液颜色变浅。
(3)推测实验②产生的无色气体为SO2，用新制的氯水检验该无色气体，可观察到淡黄绿色消失，滴加
BaCl2溶液有白色沉淀生成。写出SO2与氯气反应的离子方程式：__________________________。
(4)对实验Ⅱ产生SO2的原因进行分析，提出两种假设：
假设1：Cu2＋水解使溶液中c(H＋)增大。
假设2：Cl－存在时，Cu2＋与HSO 反应生成CuCl 白色沉淀，溶液中c(H＋)增大。
①假设1 不合理，实验证据是_____________________________________________________。
②实验证实假设2 合理，实验Ⅱ中发生反应的离子方程式有___________________________
和H＋＋HSO===SO2↑＋H2O。
1．（2021·湖北·高考真题）超酸是一类比纯硫酸更强的酸，在石油重整中用作高效催化剂。某实验小组对
超酸HSbF6的制备及性质进行了探究。由三氯化锑(SbCl3)制备HSbF6的反应如下：
、SbCl5+6HF=HSbF6+5HCl。制备SbCl5的初始实验装置如图(毛细管连通大
气，减压时可吸入极少量空气，防止液体暴沸；夹持、加热及搅拌装置略)：
相关性质如表：
物质
熔点
沸点
性质
SbCl3
73.4℃
220.3℃
极易水解
SbCl5
3.5℃
140℃分解79℃/2.9kPa
极易水解
回答下列问题：
(1)实验装置中两个冷凝管 (填“能”或“不能”)交换使用。
(2)试剂X 的作用为 、 。
(3)反应完成后，关闭活塞a、打开活塞b，减压转移 (填仪器名称)中生成的SbCl5至双口烧瓶中。用真空
泵抽气减压蒸馏前，必须关闭的活塞是 (填“a”或“b”)；用减压蒸馏而不用常压蒸馏的主要原因是 。
真题·明考向
(4)实验小组在由SbCl5制备HSbF6时，没有选择玻璃仪器，其原因为 。(写化学反应方程式)
(5)为更好地理解超酸的强酸性，实验小组查阅相关资料了解到：弱酸在强酸性溶剂中表现出碱的性质，如
冰醋酸与纯硫酸之间的化学反应方程式为CH3COOH+H2SO4=[CH3C(OH)2]+[HSO4]-。以此类推，H2SO4与
HSbF6之间的化学反应方程式为 。
(6)实验小组在探究实验中发现蜡烛可以溶解于HSbF6中，同时放出氢气。已知烷烃分子中碳氢键的活性大
小顺序为：甲基(—CH3)<亚甲基(—CH2—)<次甲基(
)。写出2—甲基丙烷与HSbF6反应的离子方程
式 。
1．（2025·广东·一模）化学兴趣小组采用次氯酸钙与稀盐酸反应制取氯气，并探究了氯气的性质。实验装
置如图所示，下列说法正确的是
A．湿润的pH 试纸先变红后褪色，说明
有酸性和漂白性
B．f 处出现红色沉淀是因为
被氧化为
，
遇
生成弱电解质
C．g 处变为橙色，h 处变为黄色，说明元素非金属性：
D．等量
分别单独缓慢通过g、h、i 试管时，生成的氧化产物的物质的量之比为1：1：1
2．（2024·北京·高考真题）某小组同学向
的
的
溶液中分别加入过量的
粉、
粉
和
粉，探究溶液中氧化剂的微粒及其还原产物。
演练·提能力
(1)理论分析
依据金属活动性顺序，
中可将
还原为
的金属是 。
(2)实验验证
实
验
金属
操作、现象及产物
I
过量
一段时间后，溶液逐渐变为蓝绿色，固体中未检测到
单质
Ⅱ
过量
一段时间后有气泡产生，反应缓慢，
逐渐增大，产生了大量红褐色沉淀后，无气泡冒
出，此时溶液
为3~4，取出固体，固体中未检测到
单质
Ⅲ
过量
有大量气泡产生，反应剧烈，
逐渐增大，产生了大量红褐色沉淀后，持续产生大量气
泡，当溶液
为3~4 时，取出固体，固体中检测到
单质
①分别取实验I、Ⅱ、Ⅲ中的少量溶液，滴加
溶液，证明都有
生成，依据的现象是
。
②实验Ⅱ、Ⅲ都有红褐色沉淀生成，用平衡移动原理解释原因 。
③对实验Ⅱ未检测到
单质进行分析及探究。
i．a．甲认为实验Ⅱ中，当
、
浓度较大时，即使
与
反应置换出少量
，
也会被
、
消耗。写出
与
、
反应的离子方程式 。
b．乙认为在
为3~4 的溶液中即便生成
也会被
消耗。设计实验 (填实验操作和现象)。
证实了此条件下可忽略
对
的消耗。
c．丙认为产生的红褐色沉淀包裹在
粉上，阻碍了
与
的反应。实验证实了
粉被包裹。
ii．查阅资料：
开始沉淀的
约为1.2，完全沉淀的
约为3。
结合a、b 和c，重新做实验Ⅱ，当溶液
为3~4 时，不取出固体，向固-液混合物中持续加入盐酸，控制
， (填实验操作和现象)，待
为3~4 时，取出固体，固体中检测到
单质。
(3)对比实验Ⅱ和Ⅲ，解释实验Ⅲ的固体中检测到
单质的原因 。
3．（23-24 高三下·广东江门·阶段练习）某小组对Cu 和
的反应进行相关实验探究。
【实验探究】实验ⅰ：向装有0.5gCu 的烧杯中加入20mL30%
溶液，一段时间内无明显现象，10 小
时后，溶液中有少量蓝色浑浊，Cu 片表面附着少量蓝色固体。
(1)写出该反应的化学方程式： 。
【继续探究】针对该反应速率较慢，小组同学查阅资料，设计并完成了下列实验。
装置
序
号
试剂a
现象
ⅱ
20mL30%
与4mL5mol/L
混合液
Cu 表面产生少量气泡，溶液逐渐变蓝，后产生
较多气泡
ⅲ
20mL30%
与4mL5mol/L 氨水
混合液
溶液立即变为深蓝色，产生大量气泡，Cu 表面
有少量蓝色不溶物
(2)实验ii 中：溶液变蓝的原因是 (用离子反应方程式表示)；经检验产生的气体为氧气，产生氧
气先慢后快的原因是 。(不考虑温度的影响)。
(3)对比实验ⅰ和ⅲ，为探究氨水对Cu 的还原性或
氧化性的影响，该同学利用如图装置继续实验。
已知：电压大小反映了物质氧化还原性强弱的差异；物质氧化性与还原性强弱差异越大，电压越大。
a．K 闭合时，电压为x。
b．向U 型管右侧溶液中滴加氨水后，电压不变
c．继续向U 型管左侧溶液中滴加氨水后，电压增大了y。
①解释步骤c 中电压增大的原因： 。
②若向U 型管左侧溶液中滴加硫酸后，电压不变，继续向U 型管右侧溶液中滴加硫酸后，电压增大了z。
则可以得出的结论是： ；加入硫酸后，石墨发生的电极反应式 。
(4)基于以上实验，影响Cu 与
反应的因素有 。(任写一条)
(5)结合上述实验，下列说法正确的是 。
A．电化学是研究物质氧化性、还原性的重要手段之一
B．实验ⅱ中发生的反应中，
只体现氧化性
C．在还原反应(氧化反应)中，增大反应物浓度或降低生成物浓度，氧化剂(还原剂)的氧化性(还原性)增强
4．（23-24 高三下·福建·阶段练习）实验小组欲探究NaHSO3溶液与
的反应。经查阅资料，设计了如
下实验，结合实验现象回答下列问题：
已知：Cu2SO4易溶于水；CuCl 为难溶于水的白色固体。
(1)若试管d 中发生了氧化还原反应，写出该反应的离子方程式： 。
(2)该实验小组对试管d 中加入NaCl 固体后产生白色沉淀的原因提出了如下猜想：
猜想1：
改变了
的还原性。
猜想2：
改变了
的氧化性。
为进一步证实上述猜想，该实验小组利用原电池原理设计了如下实验：
编号
实验1
实验2
实验
装置
实验
现象
闭合开关K，电流计指针发生微小偏转，烧杯中
闭合开关K，电流计指针发生微小偏转，烧杯
未见明显现象
中未见明显现象
通过分析表中对比实验现象可知 （填“猜想1”或“猜想2”）不合理。
(3)为证明猜想2 的合理性，对实验1 的装置做了如图改进：
①烧杯B 中的石墨电极是原电池的 极，电极反应式为 。
②闭合开关K，若 （描述实验现象），说明猜想2 合理。
③请从化学反应原理的角度解释
与
的反应能够进行完全原因为 。
5．（2024·湖北黄冈·模拟预测）某研究性学习小组为探究含
的盐溶液与
的反应，设计并进行了如
下实验。
实验装置
序
号
试剂
实验现象
Ⅰ
溶液
溶液逐渐变为蓝色。2 天后，
片有较大量
剩余，溶液仍为蓝色
Ⅱ
溶液
溶液逐渐变为蓝绿色，铜片表面覆盖有白色
固体（经检验为
）。2 天后，白色固体
消失，
片无剩余，溶液中产生大量红褐色
沉淀
Ⅲ
溶
液
溶液逐渐变为绿色，实验过程中未见气泡产
生。2 天后，
片少量剩余，溶液中产生大
量红褐色沉淀
已知：ⅰ.
、
是难溶于水的白色固体；
ⅱ.
（棕色）。
(1)Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ溶液
均约为1.3，溶液显酸性且
相近的原因 。
(2)小组同学取
实验Ⅰ中反应2 天后的溶液于试管中，加入2 滴
溶液，观察到溶液迅速
变红，产生大量白色沉淀。甲同学猜想：实验Ⅰ原溶液中
可能已反应完，
可能在该条件下被
氧化。并通过实验证实了其猜想，其实验方案是：向
（填化学式）和
的混合溶液中，加入2 滴
溶液，观察实验现象。该条件下
能被
氧化的原因可能是
增强了
的 。
(3)实验Ⅱ中
片无剩余，说明实验Ⅱ反应比实验Ⅰ快，实验Ⅱ中产生白色固体
的离子方程式为
，白色固体消失的离子方程式为 ，由此对比实验Ⅰ和实验Ⅱ，推测
在实验Ⅱ中的作用是
。产生大量红褐色沉淀的原因是
，导致
、
增大，形成
沉淀。
(4)实验Ⅲ所得溶液的颜色不是蓝色，小组同学猜测反应中生成了
，设计并实施了以下实验，验
证了其猜想。
步
骤
实验操作
实验现象
①
向盛有
金属
片的烧杯中加入
与
的混合溶
液[
与约为1.3、
]
2 天后溶液颜色无明显变化，铜
片表面有细小气泡附着
②
继续加入少量 （填化学式）固体
溶液迅速变为浅棕色
综合以上实验，
盐溶液与
反应的多样性与阴离子种类、生成物存在形式等有关。
6．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________________________________。
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
①X 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 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__________________________________________________。
