2024届高考化学复习讲义第十章化学实验基础第六讲物质的性质化学反应原理综合实验探究考点一物质性质实验探究含答案

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考点1 物质性质实验探究
1.研究物质性质的基本方法和程序
（1）研究物质性质的基本方法：观察法、实验法、分类法、比较法等。
（2）研究物质性质的基本程序：
2.物质性质实验方案的设计思路
（1）验证物质性质实验方案的设计
对物质具备的性质去求证，关键是设计出简洁的实验方案，要求操作简单、现象明显、安全可行。
（2）探索物质性质实验方案的设计
分析物质结构特点或从所属类型的典型代表物去推测该物质可能具有的一系列性质，而后据此分别设计出合理的实验方案，去探索它可能具有的性质。
注意 （1）实验方案要可行。要尽量避免使用高压和特殊催化剂等实验室难以达到的条件，实验方案要简单易行。
（2）实验顺序要科学。要对各个实验步骤进行统一的规划和安排，保证实验准确高效，同时要减少副反应的发生和避免实验步骤间的相互干扰。
（3）实验现象要直观。如“证明CH3COOH是弱电解质”的实验，可配制一定浓度的CH3COONa溶液，用pH试纸测溶液的pH，通过测定的结果（常温下，pH＞7）得出结论，操作简便且现象明显。
（4）实验结论要可靠。要反复推敲实验步骤，多方验证实验结果，做到实验结论准确可靠。
研透高考 明确方向
命题点 物质性质实验探究
[验证物质性质][全国Ⅰ高考]为验证不同化合价铁的氧化还原能力，利用下列电池装置进行实验。
回答下列问题：
（1）由FeSO4·7H2O固体配制0.10 ml·L－1 FeSO4溶液，需要的仪器有药匙、玻璃棒、 烧杯、量筒、托盘天平 （从下列图中选择，写出名称）。
（2）电池装置中，盐桥连接两电极电解质溶液。盐桥中阴、阳离子不与溶液中的物质发生化学反应，并且电迁移率（u∞）应尽可能地相近。根据下表数据，盐桥中应选择 KCl 作为电解质。
（3）电流表显示电子由铁电极流向石墨电极。可知，盐桥中的阳离子进入 石墨 电极溶液中。
（4）电池反应一段时间后，测得铁电极溶液中c（Fe2＋）增加了0.02ml·L－1。石墨电极上未见Fe析出。可知，石墨电极溶液中c（Fe2＋）＝ 0.09ml·L－1 。
（5）根据（3）、（4）实验结果，可知石墨电极的电极反应式为 Fe3＋＋e－Fe2＋ ，铁电极的电极反应式为 Fe－2e－Fe2＋ 。因此，验证了Fe2＋氧化性小于 Fe3＋ 、还原性小于 Fe 。
（6）实验前需要对铁电极表面活化。在FeSO4溶液中加入几滴Fe2（SO4）3溶液，将铁电极浸泡一段时间，铁电极表面被刻蚀活化。检验活化反应完成的方法是 取少量溶液，滴入KSCN溶液，不出现红色 。
解析 （1）利用固体配制一定物质的量浓度的溶液时需要用托盘天平称量固体，用烧杯溶解固体，用量筒量取蒸馏水。（2）根据盐桥中阴、阳离子不能参与反应，及Fe3＋＋3HCO3－Fe（OH）3↓＋3CO2↑、Ca2＋＋SO42－CaSO4↓，可排除HCO3－、Ca2＋，再根据FeSO4溶液显酸性，而NO3－在酸性溶液中具有氧化性，可排除NO3－。最后根据阴、阳离子的电迁移率应尽可能地接近，知选择KCl作盐桥中电解质较合适。（3）电子由负极流向正极，结合电子由铁电极流向石墨电极，可知铁电极为负极，石墨电极为正极。盐桥中的阳离子流向正极（石墨电极）溶液中。（4）由题意知负极反应为Fe－2e－Fe2＋，正极反应为Fe3＋＋e－Fe2＋，则铁电极溶液中c（Fe2＋）增加0.02 ml·L－1时，石墨电极溶液中c（Fe2＋）增加0.04 ml·L－1，故此时石墨电极溶液中c（Fe2＋）＝0.09 ml·L－1。（5）石墨电极的电极反应式为Fe3＋＋e－Fe2＋，铁电极的电极反应式为Fe－2e－Fe2＋，故验证了氧化性Fe3＋＞Fe2＋，还原性Fe＞Fe2＋。（6）该活化反应为Fe＋2Fe3＋3Fe2＋，故通过检验Fe3＋可说明活化反应是否完成，具体操作为取少量活化后溶液，滴加几滴KSCN溶液，若溶液不变红，则说明活化反应已完成。
命题拓展
[变式拓展]实验室用FeSO4·7H2O固体和蒸馏水配制FeSO4溶液时，需要加入少量Fe粉和 稀硫酸 （填物质名称）。课标要求
核心考点
五年考情
核心素养对接
1.能预测物质的某些性质，并进行实验验证；能根据物质的特征反应和干扰因素选取适当的检验试剂。
2.能观察并如实记录实验现象和数据，进行分析和推理，得出合理的结论。能说明假设、证据和结论之间的关系，用恰当形式表达和展示实验成果
物质性质实验探究
2021湖北，T18；2020全国Ⅰ，T27；2020全国Ⅲ，T26
1.变化观念与平衡思想：能运用化学反应原理分析影响化学变化的因素，学会运用变量控制的方法研究化学反应。
2.证据推理与模型认知：能理解、描述和表示化学中常见的认知模型，指出模型表示的具体含义，并运用理论模型解释或推测物质的组成、结构、性质与变化。
3.科学探究与创新意识：能根据文献和实际需要提出综合性的探究课题，根据假设提出多种探究方案，评价和优化方案，能用数据、图表、符号等处理实验信息
化学反应原理实验探究
2023湖北，T18；2023北京，T19；2022广东，T17；2021北京，T16；2021广东，T17；2021福建，T12；2019北京，T28
命题分析预测
1.近年来高考中有关物质的性质、化学反应原理的综合探究类实验题不断增多，考查考生科学探究与创新意识化学学科核心素养，难度较大，对考生的能力要求较高。
2.预计在2025年高考中有可能还会出现有关物质的性质、化学反应原理的综合探究类实验题，该类试题可能是化学实验题的命题新方向
阳离子
u∞×108/（m2·s－1·V－1）
阴离子
u∞×108/（m2·s－1·V－1）
Li＋
4.07
HCO3－
4.61
Na＋
5.19
NO3－
7.40
Ca2＋
6.59
Cl－
7.91
K＋
7.62
SO42－
8.27