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(共89张PPT)
2023届高三化学实验专题复习
主要内容
01 新课标对化学实验的要求
新课标
“实验”——305
“化学”——867
“探究”——216
“学生”——413
“假设”——28
“证据”——48
“设计”——119
“解释”——61
“预测”——38
“探索”——19
“创新”——32
“模型”——81
“微观”——41
“宏观”——31
“推理”——24
“结构”——233
“变化”——142
“分析”——162
“性质”——226
“思想”——38
“观念”——55
“平衡”——73
“价值”——75
“反应”——262
“能力”——53
“规律”——52
“发展”——262
“认识”——240
“核心”——155
“情境”——63
“任务”——73
“应用”——130
“素养”——170
“研究”——105
“科学”——210
关键词
说明：学生是学习主体，化学实验在学习研究化学中的重要作用。
课程标准——主题1：化学科学与实验探究
学业要求（高考要求）(新授课时主要关注）
1.具有较强的问题意识，能提出化学探究问题，能做出预测和假设。能依据实验目的和假设，设计解决简单问题的实验方案，能对实验方案进行评价。
2.能运用实验基本操作实施实验方案，具有安全意识和环保意识。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。能与同学合作交流，对实验过程和结果进行反思，说明假设、论据和结论之间的关系，用恰当形式表达和展示实验结果。
3.能根据不同类型实验的特点，设计并实施实验。能预测物质的某些性质，并进行实验验证；能运用变量控制的方法初步探究反应规律；能根据物质性质的差异选择物质分离的实验方法；能根据物质的特征反应和干扰因素选取适当的检验试剂；能根据反应原理选取实验装置制取物质。
化学学科“科学探究与创新意识”核心素养的水平划分
——《高中化学课程标准（2017年版）》要gu
素养水平 素养4　科学探究与创新意识
水平1 能根据教材问题设计简单的实验方案，完成实验操作，观察物质及其变化的现象，客观地进行记录，对实验现象作出解释，发现和提出需要进一步研究的问题。
水平2 能对简单化学问题的解决提出可能的假设，依据假设设计实验方案，组装实验仪器，与同学合作完成实验操作，能运用多种方式收集实验证据，基于实验事实得出结论，提出自己的看法。
水平3 具有较强的问题意识，能在与同学讨论基础上提出探究的问题和假设，依据假设提出实验方案，独立完成实验，收集实验证据，基于现象和数据进行分析并得出结论，交流自己的探究成果。
水平4 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；对实验中的“异常现象”和已有结论能进行反思、提出质疑和新的实验设想，并进一步付诸实施。
高三复习时，要关注核心素养，三新背景下的新高考强调素养立意，考查学生素养的达成情况。
证据推理与
模型认知
变化观念与
平衡思想
思维核心
学科特征
2020年北京高考题
这些都是考查证据意识
实验证据、理论证据。
(x-1)Na2S+xS=Na2Sx
隐含考查平衡思想：任何反应都有一定的可逆性。
例：2011年顺义区二模题——19题探究题命题蓝图
要求：命制一实验探究题的题目，分值12——14分
知识点：涉及核心元素化合物知识、融合化学反应原理、实验设计。
核心元素：S、N、Cl、Na、Fe、Cu六核心元素（课标是5种，铜元素可以配位、价态也比较丰富）
考查能力：分析与推测能力、归纳与论证能力、探究与创新能力。
考查素养：宏观辨识与微观探析、证据推理与模型认知、变化观念与平衡思想 、科学精神与社会责任。
难度系数：0.55——0.6
我们老师命制的题
近10年北京高考探究题
高考时间 内容
2011年 探究SO2与可溶性钡
2012年 NH3还原Ag+(银镜)
2013年 SO2与漂粉精反应
2014年 电解FeCl2溶液
2015年 Fe3+与I-可逆反应
2016年 亚硫酸盐性质多样性
2017年 Fe+2Ag+ = Fe2++2Ag
2018年 K2FeO4的制备及性质
2019年 SO2与AgNO3溶液反应
2020年 Na2SO3的分解反应
北京市所有的探究实验的题目，都涉及到氧化还原反应的知识，而碳酸氢钠溶液的性质探究没有涉及氧化还原反应的考查，说明我们老师对高考的研究不够。
在中教参上看到一篇论文：电解氯化铜溶液，忘记将电极拿出，阴极析出的铜溶解了，我就想这是一个很好的出题素材，但是这个点，不太丰满，于是就在知网上查有关电解氯化溶液的论文。
例（2021年顺义二模19题）某化学小组同学利用下图装置对电解氯化铜实验进行探究。
宏观辨识与微观探析
证据推理与模型认知
变化观念与平衡思想
科学探究与创新意识
2021年北京高考16题
（2021年顺义二模19题）某化学小组同学利用下图装置对电解氯化铜实验进行探究。
与当年的高考题几乎一样。
实验室真实情境电解氯化铜溶液
阳极附近溶液的pH减小
阴极溶液颜色变为黄绿色
电极未取出，阴极上的铜消失
电极反应的书写
氯气和水的反应
实验设计注意问题
原电池的反应原理
宏观辨识与微观探析
证据推理与模型认知
变化观念与平衡思想
科学探究与创新意识
符合新课标：以核心素养为测试宗旨、真实情境为测试载体、以实际问题测试任务、以化学知识为解决问题的工具。
紫脲酸铵结构式
听课录像课
看微信朋友圈
微信公众号
我们化学教师：在日常的生活中，我们比别人要多一个视角，从化学的视角来观察我们的生活，如朋友圈、微信公众号，听课，化学方面的新闻，为自己积累素材，会让我们的课堂更加有趣，这样的化学课学生更加爱听，观察能力强是化学老师最重要的素养。
化学实验板块在高考中的地位
化学实验板块是高考化学必考内容，分值一般在20分左右，考查方式有基础性实验和综合性实验。
基础性实验包括仪器使用、基本操作、气体的制备、以及“操作—现象—结论一致性判断”等。基础性实验可以考查学生化学实验的基础知识和基本技能，还可以考查学生分析与推测、归纳与论证、探究与创新等方面的能力。
实验综合题主要有定量、制备、探究，定量主要是滴定的问题，探究实验主要性质探究和原理探究。综合性实验可以考查学生：综合考查学生化学学科核心素养以及学生分析问题和解决问题以及系统思维的能力。
02 高考化学实验命题特点及规律
2022高考海南工业流程题
工业流程中融入探究实验要素，提出猜想与假设、设计方案证实
海南则将“探究”实验融入其中，给出结论，要求补全实验方案，实验部分除去综合实验外，跟其它板块有融合，北京2022年有机融入实验。
03化学实验考查注意的几个热点问题
I.对照实验、
II.化学实验干扰因素的发现与排除
III.变量控制思想
IV.竞争与协同
I.对照实验
对照实验是化学实验常用一中常用的实验方法，也是高考的重点。
一般有三种方式：空白对照、条件对照、相互对照。
对照实验，就是通过两组比较，探索要（或研究）的影响因素或影响作用强度，或研究因素的分布状况的变化，只有参照物对比，才能说明变化。
1、空白对照实验：
是指不做任何实验处理的对照。其作用是易于对比观察实验现象，排除实验的环境（空气等)的影响，消除溶剂等的干扰
例１探究温度对Fe3+水解的影响
让实验现象更加清晰、
让实验结论更有说服力
例２研究麦明氧化亚铁硫杆菌存在时，Ag+对钴浸出率有影响，实验研究Ag+的作用。取LiCoO2粉末和氧化亚铁硫杆菌溶液于锥形瓶中，分别加入不同浓度的Ag+的溶液，钴的浸出率随时间变化如下。
如果没有空白对照实验，只能是随Ag+浓度增加，反应速率加快 ，加入空白对照实验，既是只加入很少的Ag+，反应速率也加快很多，猜测：Ag+可能起到了催化剂的作用。
例3.凯氏订氮法是经典测定样品中总氮含量的一中方法。某化学实验小组想通过“凯氏定氮法”实验测定某样品的含氮量。流程如下：
三次平均值：33.20ml
10.00ml蒸馏水、0.1g催化剂、20ml浓硫酸
消耗盐酸的真实值为：(33.20—x)ml
理由：消除其它试剂、实验操作等因素引起的误差
2、条件对照实验
对照实验需要做一定的处理，只是不加实验组的处理因素，或者说对于实验组而言，除实验变量外，别的处理与实验完全相同。
例4、Mg(OH)2溶解的问题
排除溶剂水对Mg(OH)2溶解的影响
例5、I2水能否氧化Fe2+的问题探究
2Fe2+ +I2=2Fe3++2I—
实验现象：试管1溶液变红，试管2溶液呈蓝色。
实验结论：I2能够氧化FeCl2。
①有的同学认为上述实验现象不足以得出上述结论，原因是 。
证明：有Fe3+
开放体系：O2可能参与氧化Fe2+
②欲证实实验结论，再次设计对比实验。
实验方案和相应的现象是 。
设计对比实验：
对比试管1和试管3中红色的深浅，如果加碘水的试管3红色更深，说明I2氧化了Fe2+
3、相互对照实验
相互对照是指不单独设对照组，而是几个实验组相互对比对照其中每一组既是实验组也是其他组的对照组，由此得出相应的实验结论。
例6：某学习小组深究浓、稀硝酸氧化性的相对强弱，按下图装置进行实验（夹持仪器已略去)。实验表明浓硝酸能将NO氧化成NO2,而稀硝酸不能氧化NO。由此得出的结论是浓硝酸的氧化性强于稀硝酸。
相互对比 ，我们只要看到气体通入浓硝酸的溶液能看到有红棕色气体，而气体通入稀硝酸没有红棕色气体，就说明浓硝酸能氧化NO，稀硝酸不能氧化NO。
2016年北京高考题28题实验探究
（3）已知：Al2(SO3)3在水溶液中不存在。
经检验，现象Ⅲ的白色沉淀中无SO42—，白色沉淀既能溶于强酸，又能溶于强碱，还可使酸性KMnO4溶液褪色。
①推测沉淀中含有亚硫酸根和________。
实验III
Ⅲ现象.开始无明显变化，继续滴加产生白色沉淀
Al3+、OH
②对于沉淀中亚硫酸根的存在形式提出两种假设：
i.被Al(OH)3所吸附；ii.存在于铝的碱式盐中。
对假设ii设计了对比实验，证实了假设ii成立。
a.将对比实验方案补充完整。
步骤二：_____________（按上图形式呈现）。
V1大于V2
b.假设ii成立的实验证据是_________。
Al(OH)3
Al(OH)x(SO3)y
NaAlO2
Al(OH)3
+2yNaOH
V1
NaOH
V2
+NaOH
II化学实验干扰因素的发现与排除
1.何为干扰因素
性质相似的物质（都有氧化性、都有还原性、都能沉淀、都有酸性、都有碱性）
2.干扰因素的产生
（1）反应物易挥发(浓盐酸、浓硝酸、醋酸、浓氨水）
（2）反应物不纯（实验室制备乙炔，电石含有硫化钙）
（3）副反应（乙醇和浓硫酸制备乙烯时，浓硫酸将乙醇氧化产生SO2）
（4）体系微粒具有氧化性或还原性（将SO2通入到AgNO3溶液中）
（4）是否接触存在平行竞争反应 （为了探究AgNO3溶液和KI溶液是否能发生氧化还原，但是因为溶液接触会直接先发生沉淀反应，沉淀反应干扰了氧化还原反应的发生）。
2018年北京高考题
3.干扰因素的排除
（1）直接排除干扰因素法：
①吸收或驱赶干扰物
②直接验证法：直接取试剂（或纯物质）进行单一因素的验证
必修4化学反应原理
例7（2017年北京）某小组在验证反应“Fe+2Ag+=Fe2++2Ag”的实验中检测到Fe3+，发现和探究过程如下。向硝酸酸化的0.05 mol/L硝酸银溶液（pH≈2）中加入过量铁粉，搅拌后静置，烧杯底部有黑色固体，溶液呈黄色。
② 对Fe3+产生的原因作出如下假设：
假设a：可能是铁粉表面有氧化层，能产生Fe3+；
假设b：空气中存在O2，可能氧化Fe2+产生Fe3+，可产生Fe3+；
假设c：酸性溶液中NO3-具有氧化性，可产生Fe3+；
假设d：溶液中存在Ag+，可能氧化Fe2+产生Fe3+。
③ 下列实验Ⅰ可证实假设a、b、c不是产生Fe3+的主要原因。
实验Ⅰ：向硝酸酸化的 溶液（pH≈2）中加入过量铁粉，搅拌后静置，不同时间取上层清液滴加KSCN溶液，3 min时溶液呈浅红色，30 min后溶液几乎无色。
0.05 mol/LNaNO3
（２）通过“设计对比实验”抵消干扰因素
思考路径：
配制与原溶液一样浓度的NO3—、H+溶液，但是不含有Ag+、同样也在空气中放置，一样的铁屑，进行对比实验。
例8：（2011年北京高考）甲、乙两同学为探究SO2与可溶性钡的强酸盐能否反应生成白色BaSO3沉淀，用下图所示装置进行实验(夹持装置和A中加热装置已略，气密性已检验)。
这道题很好的体现了高考的功能：服务选材，引导教学。这道题，打破常规，高中我们老师经常强调浓硫酸是不挥发性酸，真实的实验情境是怎样的呢？浓硫酸沸点338℃ ，超过这个温度就会挥发，实际上发挥高考对中学教学的引导作用，起到纠偏的作用。
教学启示：在我们平常的教学中，不要教的太死，要引导学生由相对“独立、割裂、静止、绝对化、碎片化”;向：“关联、融合、动态、相对化、系统化”转变。加强分析问题的逻辑性、全面性，强调自主学习能力的提高，注意学科思想方法的培养，使其在思考问题，解决问题种持续发挥作用，迁移到不同具体问题中，使学生终生收益。
重要的化学思想（哲学思想）
化学思想方法：比如“物质变化是有条件的，结构决定物质性质，化学与社会和谐发展，分类与比较，假说、模型与实验，以及定性与定量、宏观与微观、量变与质变、一般与特殊、分与合等相结合”的哲学方法始终贯穿于中学化学知识建立和应用的过程中，因此对化学思想方法的考查通常与化学知识的考查结合进行。
平均值的思想、极端假设的思想、守恒的思想、系统都有趋于稳定的思想（不是平衡状态要达到平衡状态、过饱和溶液不稳定、原子形成化学键）、任何反应有一定的可逆性（正反应容易逆反应困难），化学性质相反的物质容易起反应。
例9：某化学小组同学根据Ag+的氧化性与Fe3+氧化性接近，FeCl３溶液与KI溶液可以发生氧化还原反应的结论，推测Ag+也能与I—发生氧化还原反应：２Fe３＋＋２I—＝I２＋２Fe２＋
文献资料：
实验验证：
向装有硝酸银溶液的烧杯中滴加KI溶液，产生了黄色沉淀，向反应后的溶液中滴加淀粉溶液，溶液不变蓝色。
结论：
将两种溶液直接混合只发生了沉淀反应而没有发生氧化还原反应.
原因分析：
１、反应动力学（速率）分析：
依据碰撞理论，不同的化学反应所需的活化能差别很大，一些离子反应：如H＋和OH—，Ag＋和Cl—在水溶液中混合时，因为这些反应的活化能近似于０。反应几乎在瞬间就完成。Ag＋和I—的反应和“Ag＋和Cl—反应”类似。
研究发现：Ag＋和I—氧化还原反应的速率很小
通过实验和理论分析，证据都指向AgNO３溶液和KI溶液因为发生沉淀反应，而干扰了氧化还原反应的发生。如何设计实验证明AgNO３溶液和KI溶液确实可以发生氧化还原的发生呢？
我们想：可以采用设计双液体原电池，不让二者直接接触，沉淀反应的速率为０具体设计如下。（注意控制变量和干扰因素的排除）
结论：沉淀反应速率远大于氧化还原反应
２、设计双液体原电池证明氧化还原的发生。
实验操作：用石墨做电极，将KI溶液和AgNO３溶液组成双液原电池。
思考：是不是电压表的指正发生偏转或取后边烧杯中的溶液，滴入淀粉变蓝色，就一定证明二者发生了氧化还原呢、证据可靠吗？
最佳证据：
电流表的指针发生偏转，分别取电池工作前与工作一段时间后左侧烧杯中溶液，同时滴加淀粉溶液，后者蓝色更深；
或：电流表的指针发生偏转，右边烧杯石墨电极上有物质析出（银白色物质析出）。
３、实验现象（实验证据）
分别取电池工作前与工作一段时间后左侧烧杯中溶液，同时滴加淀粉溶液，后者蓝色更深。
反应趋势和反应速度
酸碱反应、沉淀反应和配合反应的反应速度一般都比较快，许多反应实际上是瞬时完成的。但在氧化还原反应中，尽管反应进行的趋势很大，有不少反应的速度却是比较慢。有许多氧化还原反应，尽管在理论上可以进行，但实际上往往因速度太慢，可以认为反应物之间并不发生反应。因而在判断氧化还原反应时，不能仅考虑其可能性，还应考虑它的现实性，就是说，除了考虑反应进行的方向和程度以外，还应考虑反应的速度问题。
竟争反应之观念转变
1.当相互竟争的几个平行反应的反应速率相差无几时，反应产物的多寡取决于反应平衡常数的大小，平衡常数越大则其产物的量越多；平衡常数差异非常显著时，反应才能近似看作有先后顺序，平衡常数大的化学过程首先发生。
2.当相互竟争的几个平行反应的反应速率相差较大时，发生的主反应并不一定是由热力学(平衡常数大小)决定，而是由动力学(反应速率)驱动。
——天津四中郑玉海老师的讲座
——吴文中,李文博.深刻理解体验相互竞争的平行反应[J].化学教学.2018(2)
高考真题（22年北京高考）利用如图所示装置（夹持装置略）进行实验，b 中现象不能证明 a 中产物生成的是 （ ）
A
4HNO3（浓）==4NO2↑+O2↑+2H2O
加热
NO2(HNO3、O2)
CH3CH=CH2(CH3CH2OH 、H2O）
教学启示：杂质产生的原因，杂质是否有干扰，注意证据的唯一性。
SO2（H2SO4）
高考模拟题（21年顺义二模）根据下列实验操作和现象所得到的结论正确的是（ ）
选项 实验操作和现象 结论
A 在Ca(ClO)2溶液中通入SO2气体，有沉淀生成 酸性：H2SO3＞HClO
B 钠在燃烧匙中点燃，迅速伸入盛满CO2的集气瓶中，产生大量白烟且瓶内有黑色颗粒产生 CO2有氧化性
C 将FeCl2溶液滴入酸性KMnO4溶液中，溶液紫红色褪去 证明Cl—有还原性
D 向淀粉溶液中加适量20%H2SO4溶液，加热，冷却后加NaOH溶液至中性，再滴加少量碘水，溶液变蓝 淀粉未水解
Ca(ClO)2+SO2+H2O=CaSO3↓+2HClO
Na2SiO3+CO2+H2O=H2SiO3↓ + Na 2CO3
（2018年北京高考）已知： 溶解度：Ca5(PO4)3(OH)（2）磷精矿粉酸浸时发生反应：
2Ca5(PO4)3(OH)+3H2O+10H2SO4 = 10CaSO4·0.5H2O+6H3PO4
①该反应体现出酸性关系：H3PO4__________H2SO4（填“>”或“<”）。
Ca(ClO)2+2SO2+2H2O=CaSO4↓+2HCl+H2SO4
KSP(CaSO3)=2.8X10-9
KSP(CaSO4)=9.1X10-6
高考模拟题（21年顺义二模）根据下列实验操作和现象所得到的结论正确的是（ ）
选项 实验操作和现象 结论
A 在Ca(ClO)2溶液中通入SO2气体，有沉淀生成 酸性：H2SO3＞HClO
B 钠在燃烧匙中点燃，迅速伸入盛满CO2的集气瓶中，产生大量白烟且瓶内有黑色颗粒产生 CO2有氧化性
C 将FeCl2溶液滴入酸性KMnO4溶液中，溶液紫红色褪去 证明Cl—有还原性
D 向淀粉溶液中加适量20%H2SO4溶液，加热，冷却后加NaOH溶液至中性，再滴加少量碘水，溶液变蓝 淀粉未水解
关注微粒,注意考虑问题的全面性，Cl—、Fe2+都有还原性
B
教学启示：表格实验要注意逻辑关系、注意干扰因素的排除、注意证据和结论之间的唯一性，尤其要注意多因一果的问题。
强调AgNO3必须少量
如果硝酸银过量，存在很多的Ag+，再加KI溶液时，Ag++I— =AgI↓会
干扰沉淀的转化AgCl+I— =AgI↓+Cl—。
能证明Ag2S比AgCl难溶解吗？
反应后的溶液中：AgCl和Ag+，再加入Na2S时
2Ag++S2—=Ag2S↓
会干扰：2AgCl+S2-=Ag2S↓+Cl—
高考模拟题（21年海淀一模）为研究沉淀的生成及转化，同学们进行如下图所示实验。
下列关于该实验的分析不正确的是（ ）
Ag+ 、NO3—、
K+、AgSCN、
滴加Fe(NO3)3
溶液不变红
说明溶液几乎没SCN—
滴加KI
产生黄色沉淀，且溶液变红，说明产生了SCN—
AgSCN+I—=AgI↓+SCN—
Ag++SCN— =AgSCN↓
教学启示：避免思维定势，要本质上理解化学原理和反应过程。
D
III、控制变量
1、“变量控制”思想方法的定义
当研究多个因素之间的关系时，往往先控制其他几个因素不变，集中研究其中一个因素的变化所产生的影响，这就是变量控制的思想方法。
2、“变量控制”思想方法的应用
首先要确定有几个因素影响探究主题，如果要研究某个因素，其它的因素应该不变。
例10.某同学在用稀硫酸与锌制取氢气的实验中，发现加入少量硫酸铜溶液可加快氢气的生成速率。为了进一步研究硫酸铜的量对氢气生成速率的影响，该同学设计了如下一系列实验。将表中所给的混合溶液分别加入到6个盛有过量Zn粒的反应瓶中，收集产生的气体，记录获得相同体积的气体所需时间。
混合溶液\实验 A B C D E F
4 mol·L-1 H2SO4 /mL 30 V1 V2 V3 V4 V5
饱和CuSO4溶液/mL 0 0.5 2.5 5 V6 20
H2O /mL V7 V8 V9 V10 10 0
Zn+2H+=Zn2++H2↑
影响反应速率的量：硫酸的浓度、金属锌的表面积、温度、催化剂、硫酸铜溶液的量
V1=30
V6=10
V9=17.5
30 30 30 30 30
（1）V1= ；V9= ；V6 .
IV 竞争、协同、互怼
复杂体系中化学反应之间的关系往往有竞争、协同、互怼三种方式，竞争与协同也是是化学实验中热点问题，互怼是北京高考近2年出现的。
例：向氯化铁溶液中通入SO2，有如下现象
A反应和B反应相互竞争，但是A反应快，B反应速率慢，限度大。
人与人交往：始于颜值,敬于才华,合于性格,久于善良,终于人品.
例11(2014年北京高考）用FeCl3酸性溶液脱除H2S后的废液，通过控制电压电解得以再生。某同学使用石墨电极，在不同电压（x）下电解pH=1的0.1mol/L的FeCl2溶液，研究废液再生机理。记录如下（a、b、c代表电压数值）：
（4）II中虽未检验出Cl2，但Cl—在阳极是否放电仍需进一步验证。电解pH=1的NaCl溶液
做对照实验，记录如下：
①NaCl的浓度是_________mol/L
③与II对比，得出的结论（写出两点）：_________。
思考
（1）竞争放电：Fe2+、Cl—都有还原性
（2）干扰因素：Fe2+的存在会干扰Cl—放电检验，产生氯气，但是体系中有还原性的Fe2+会很快被还原消耗掉。
0.2
1、电压大于bV ,Cl—能放电
2、Fe2+的还原性强于Cl—，Fe2+先于Cl—放电
分析：(1)b≤电压(2)C≤电压例14：相同浓度的FeCl3溶液和Fe(NO3)3溶液洗涤银镜的对比
【实验现象】相同浓度的FeCl3溶液和Fe(NO3)3溶液溶解Ag的速率前者更快些，FeCl3 溶液中有明显灰色沉淀
——矫可庆.基于真实情境培育核心素养[J],中学化学教学参考.2022（2）
【问题】试解释FeCl3溶液比Fe(NO3)3银镜消失快的原因
★例.我国自然界有许多Na2SO4-10H2O(芒硝),其中含钠、硫,以它为原料生产Na2S（Na2S俗名臭碱，广泛应用于冶金、染料、皮革、电镀等工业）有吸引力。
分析：Na2SO4=Na2S+2O2 ΔH=+1011kJ/mol ΔS=357J/(K·mol)
从ΔG=ΔH—TΔS（ΔG<0反应自发发生）看，这个反应几乎不可能进行，再则即使生成了Na2S和O2，O2还会氧化Na2S 。
Na2SO4=Na2S+2O2 ΔH=+1011kJ/mol， ΔS=357J/(K·mol)
思考：反应有O2生成。设加入碳，则可能发生。
① 2C+2O2=2CO2 ΔH=-787.0kJ/mol ΔS=3x2=6J/(K·mol)
② 4C+2 O2 = 2C0 ΔH=-442.0kJ/mol ΔS=358J/(K·mol)
若和1反应偶联得(主要从焓变角度降低原反应对能量的要求)
Na2SO4 + 2C= Na2S + 2CO2 ΔH= +357(kJ/mol)，ΔS=+363J/(K·mol)
ΔG=0的T=983K(710℃)。
若和2反应偶联得(从反应的焓变、熵变降低原反应对能量的要求)
Na2SO4 + 4C= Na2S + 4CO Δ H =569kJ/mol，ΔS=715J/(K·mol)
ΔG=0的T=796K(523℃)。两种情况都能使Na2SO4转化为Na2S 。
实际工业生产条件:把一定质量比的Na2SO4和C混合，在>900℃条件下加热，产物为Na2S和CO、CO2(生成的CO、CO2不仅不和Na2S反应，还起着保护Na2S的作用。)
化学工作者和化学家的工作：调控反应，让很难进行的反应发生，获得我们需要的物质或能量，这就是化学的价值。
(3)产品纯度测定 :
2FeOOH+3H2SO4=Fe2(SO4)3+4H2O
H2SO4~2H+~2NaOH
思考与交流
1.本道题测定的原理是什么呢？
2.为什么要加入Na2C2O4溶液.
3.加入Na2C2O4溶液后溶液有哪些变化？
4.加入NaOH溶液以酚酞为指示剂，哪些微粒会参加反应呢？
5.为什么要加过量的Na2C2O4溶液。
(1)溶液b的成分：Fe3+、H+、SO42—，如果不加Na2C2O4溶液.直接加NaOH溶液滴定，Fe3+会和OH—沉淀。加入Na2C2O4溶液的目的是将Fe3+固定起来。
(2)加Na2C2O4溶液后:C2O42—会和溶液中的H+结合成HC2O4—。得到的C溶液的成分主要是：Na+、SO42—、Fe(C2O4)32- HC2O4—、H+
(3)加入NaOH溶液以酚酞为指示剂， HC2O4—、H+可以和OH—反应。
★案例2：(21年北京高考题18题）
（3）产品纯度测定
由于Fe3++3C2O42- =Fe(C2O4)3 ，Fe(C2O4)3 不与稀碱溶液反应, 所以加入的Na2C2O4过量，则测定结果不受影响.
Fe3++3C2O42- =Fe(C2O4)3
C2O42-
OH-
互怼
Ksp[Fe(OH)3]＝＝10－39，
促进多
反应少
Fe3++3C2O42—=[Fe(C2O4)3]3+
Fe3++3OH—=Fe(OH)3↓
(2022年北京高考题19题）
某小组同学探究不同条件下氯气与二价锰化合物的反应
资料：
i．Mn2+在一定条件下被Cl2或ClO-氧化成MnO2(棕黑色)、MnO42-(绿色)、
MnO4—(紫色)。
ii．浓碱条件下，MnO4—可被OH— 还原为MnO42-。
iii．Cl2的氧化性与溶液的酸碱性无关，NaClO的氧化性随碱性增强而减弱。
MnO4—
MnO42—
OH—
还原反应：Cl2+2e— =2Cl—
还原反应：ClO—+2e— +H2O=Cl—+2OH—
实验目的
(22年北京高考题19题）某小组同学探究不同条件下氯气与二价锰化合物的反应
（1）B 中试剂是 。
饱和NaCl溶液
2Mn(OH)2+O2=2MnO2+2H2O
序号 物质a C中实验现象 通入Cl2前 通入Cl2后
I 水 得到无色溶液 产生棕黑色沉淀，且放置后不发生变化
II 5%NaOH溶液 产生白色沉淀，在空气中 缓慢变成棕黑色沉淀 棕黑色沉淀增多，放置后溶液变为紫色，仍有沉淀
III 40%NaOH溶液 产生白色沉淀，在空气中 缓慢变成棕黑色沉淀 棕黑色沉淀增多，放置后溶液变为紫色，仍有沉淀
（2）通入 Cl2 前，II、III 中沉淀由白色变为黑色的化学方程式为 。
（3）对比实验 I、II 通入 Cl2 后的实验现象， 对于二价锰化合物还原性的认识是 .
二价锰化合物在中性或弱酸性条件下只能被氧化到 MnO2，在碱性条件下可以被氧化到更高价态
Cl2（HCl）
Cl2+H2O H++Cl-+HClO
（4）根据资料 II，III 中应得到绿色溶液，实验中得到紫色溶液，分析现象与资料不符的原因：
原因一：可能是通入 Cl2导致溶液的碱性减弱。
原因二：可能是氧化剂过量，氧化剂将 MnO42—氧化为 MnO4—
① 用化学方程式表示可能导致溶液碱性减弱的原因 ，
但通过实验测定溶液的碱性变化很小。
Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O
19.某小组同学探究不同条件下氯气与二价锰化合物的反应
序号 物质a C中实验现象 通入Cl2前 通入Cl2后
I 水 得到无色溶液 产生棕黑色沉淀，且放置后不发生变化
II 5%NaOH 溶液 产生白色沉淀，在空气中缓慢变成棕黑色沉淀 棕黑色沉淀增多，放置后溶液变为紫色，仍有沉淀
III 40%NaOH溶液 产生白色沉淀，在空气中缓慢变成棕黑色沉淀 棕黑色沉淀增多，放置后溶液变为紫色，仍有沉淀
否定了原因一，间接的提示我们，实验II、III因该看见绿色，而没有看见绿色的原因是原因二造成的。
（4）根据资料 II，III 中应得到绿色溶液，实验中得到紫色溶液，分析现象与资料不符的原因：
原因二：可能是氧化剂过量，氧化剂将 MnO42—氧化为 MnO4—
19.某小组同学探究不同条件下氯气与二价锰化合物的反应
② 取 III 中放置后的 1mL 悬浊液，加入 4mL40%NaOH 溶液，溶液紫色迅速变为绿色，且绿色缓慢加深。溶液紫色变为绿色的离子方程式为 ，
溶液绿色缓慢加深，原因是 MnO2被 （填“化学式”）氧化，可证明 III 的悬浊液中氧化剂过量。
4MnO4—+4OH— =MnO42—+O2 ↑ +2H2O
III 中放置后的 1mL 悬浊液，
NaClO、MnO2
MnO4—、OH—
加入 4mL40%
NaOH 溶液
NaClO
绿色
紫色
互怼
基本不变
变小很多
19.某小组同学探究不同条件下氯气与二价锰化合物的反应
（4）根据资料II 、III 中应得到绿色溶液，实验中得到紫色溶液，分析现象与资料不符的
②取III中放置后的1 mL悬浊液，加入4 mL40%NaOH溶液，溶液紫色迅速变为绿色，且绿色缓慢加深。溶液紫色变为绿色的离子方程式为___________，
③取III中放置后的1 mL悬浊液，加入4 mL水，溶液紫色缓慢加深，
发生的反应是__。
2MnO2 + 3ClO-+2OH—=MnO4—+3Cl—+H2O
4MnO4—+4OH— =MnO42—+O2 ↑ +2H2O
减弱
增强
III 中放置后的 1mL 悬浊液，
NaClO、MnO2
MnO4—、OH—
加入 4mL水
iii．NaClO的氧化性随碱性增强而减弱。
绿色
紫色
互怼
19.某小组同学探究不同条件下氯气与二价锰化合物的反应
（4）根据资料II 、III 中应得到绿色溶液，实验中得到紫色溶液，分析现象与资料不符的
④从反应速率的角度，分析实验III未得到绿色溶液的可能原因___________。
溶液中存在反应：
i：4MnO4—+4OH— =MnO42—+O2 ↑ +2H2O
ii：2MnO42-+ClO— +H2O = 2MnO4—+Cl— +2OH—
在浓碱性条件下，c(OH-)和 c(ClO-)均很大时，反应 ii 速率快于反应 i
高中化学实验复习的策略
高三复习过程中，宜采取“分散+集中”的策略。分散：将实验思想、方法全程融入、循序渐进；集中：作为专题复习。
探究实验不应该被看成只是考试的一种题型，它应该成为一种意识和习惯“溶解”进日常教学中。
04 基础性实验（课本实验挖掘）
高考真题1（21年北京高考6）室温下，1体积的水能溶解约40体积的SO2。
用试管收集SO2后进行如下实验。对实验现象的分析正确的是（ ）
本题以教材中SO2的溶解实验为素材进行拓展和延伸，考查考生基于试题信息对实验现象进行分析解释的能力，将宏观现象和微观本质进行相互关联的能力，以及基于实验现象进行推理得出结论的能力。
教学启示：在教学中要充分挖掘课本实验在促进学生认识发展和能力提升方面的功能与价值，引导学生将宏观现象与微观本质相关联，提升在实验现象与结论之间相互推理的能力，发展“宏观辨识与微观探析”、“科学探究与创新意识”等化学学科核心素养。我们要改变简单动手实验现状，让探究性实验深入课堂。
C
1.课本实验要深入挖掘
NH3 + HCl =
NH4Cl
白烟
课本实验：可以怎样挖掘呢？
思考（可以怎样挖掘呢）
1.玻璃棒怎样放效果更好呢？（跨学科）
2.如果将浓盐酸改成浓硝酸，能否
有白烟，浓硝酸和浓氨水为啥不发生氧化还原呢？
3.将浓盐酸改成浓硫酸看不到白烟，如何证明二者确实发生了反应。
2020北京高考
酚酞溶液遇碱变红，但是如果碱的浓度过大会变成无色，这是怎么回事？遇到强氧化剂会被漂白，怎么回事？
高考真题3（18年北京高考改）验证牺牲阳极的阴极保护法，实验如下（烧杯内均为经过酸化的3%NaCl溶液）。
下列说法不正确的是（ ）
A . 对比①②，K3[Fe(CN)6]可能将Fe氧化
B. 对比②③，可以判定Zn保护了Fe　　　
C. 验证Zn保护Fe时不能用①的方法　　　
D. 将Zn换成Cu，用①的方法可判断Fe比Cu活泼
D
教学启示：探究实验要注意对比、排除干扰、控制变量、空白对照
电极上的Fe 干扰了Fe2+检验
选修四化学反应原理
人教版教师教学用书- p89
大家思考：是否科学？
Fe3++3H2O Fe(OH)3+3H+
Fe3++4Cl— FeCl4—
黄色
高考真题2（22年北京高考13）利用下图装置进行铁电极上电镀铜的实验探究。
下列说法不正确 ( )
C
C(Cu2+)减小是不对，因为是一个动态的过程，阴极析出铜，阳极也会生成铜离子，生成的铜离子和消耗的铜离子实际上是一样的。所以C这个答案不对？
真实情境具有复杂性，多因素，多反应，全面系统分析。
例：向FeCl3溶液中通入少量SO2气体，设计实验证明二者之间发生氧化还原反应。
物质性质类探究试题的问题解决思路
系统分析
微粒种类
微粒性质
微粒之间相互作用
预测实验现象
确定检验对象
获得结论
SO2+2H2O+2Fe3+=SO42-+2Fe2++4H+
干扰因素
选择试剂
2.在复习元素过程中渗透探究的思想和方法
思考：
检验SO42-还是Fe2+还是检验H+？
探究：FeCl3溶液为黄色的原因是什么？
已知：
i.Fe3+ 在水溶液中以[Fe(H2O)6]3+形式存在,几乎无色。
ii.Fe3+与Cl—形成配合物而呈黄色：Fe3+ + 4Cl－ [FeCl4]- (黄色)
猜想一：Fe3+水解；
猜想二：Fe3+与Cl-形成配合物[FeCl4]- (黄色)
如何设计实验证实或证伪？
反应原理类探究试题的问题解决思路
3.气体的制备这样的传统实验要引起重视
（2021北京高考5）实验室制备下列气体所选试剂、制备装置及收集方法均正确的是
本题考查的是中学化学常见气体的制备,其中O2、H2、CO2三种气体是初中化学的典型代表物，其性质和制备方法是初中化学的核心知识，属于学生“应知应会”的基础题，但是得分率不理想。
★气体制备的一般模型让学生要熟悉。
例：SO2的实验室制法
思考：为啥用70%的硫酸比用98%的硫酸反应速率更快？
思考：如果要证明试管反应中有Cu2+，正确的实验操作为？
将反应后的液体慢慢注入水中，边加边搅拌，而后观察颜色，如溶液呈蓝色，则证明有Cu2+生成。
因为反应本质是：H++HSO3—=SO2↑+H2O
70%的硫酸氢离子浓度更大，浓硫酸基本上以分子的形式存在。
4.物质的分离提纯是学生的薄弱环节
05 综合性实验（定量实验和探究实验）
I、定量实验
滴定分析是重要的化学分析方法，是发展学生定量思维的重要素材。 2014—2022年，北京高考连续以滴定分析为载体、突出考查定量思想理解与应用水平。
2014、2015年考查简单的直接滴定；2017—2020年在各种实际情境中考查学生对滴定分析的理解与应用；2021年则是更进一步，利用滴定分析解决平衡原理中的实际问题；2022年与有机合成融合。
以时间线为序梳理试题，可以明确感受到北京高考在滴定分析的考查上不断进阶，意图是通过考试引导教学重视真实状况下的化学计算。
例14(2020年北京高考）产品纯度测定：向a g产品中依次加入足量b g Na2C2O4和足量稀H2SO4，加热至充分反应，再用cmol/L KMnO4溶液滴定剩余Na2C2O4至终点，消耗KMnO4溶液的体积为d L。产品纯度为 （用质量分数表示）。
（已知：MnO2及MnO4—均被还原为Mn2+。相对分子质量：MnO2 86.94，Na2C2O4 134.0）
MnO2 + C2O42— + 4H+ =Mn2++2CO2↑+2H2O
2MnO4—+5C2O42—+ 16H+ =2Mn2++10CO2↑+8H2O
2 5
cd x=2.5cd
86.94 1
y a/134 －2.5cd
y=86.94(b/134.0 - 2.5cd)
86.94(b/134.0 - 2.5cd)
a
2022北京高考
反应：SO2+ I3— +2H2O=3I—+SO42—+4H+
阳极：3I— —3e— = I3—
6I—+O2 + 4H+=2I3—+2H2O
SO2 ~2e—~I3—~3I—
实验探究过程的核心要素
II、探究实验
近十二年北京高考的实验探究题
北京市所有的探究实验的题目，一般都涉及到氧化还原反应、物质检验、设计实验、对比、控制变量、实验设计、干扰因素的发现和排除，尤其是证据推理，变化观念平衡思想等核心素养的考查。
近十二年北京高考的实验探究题
高频考点
探究物质性质
硫及其化合物、铁及其化合物、硝酸银......
探究反应规律
复分解反应、氧还反应、络合反应......
探究物质性质
探究反应规律
主动预测
利用价态和类别通性对物质性质作出预测；利用电化学分析模型、氧还还原规律、平衡移动原理等对反应原理作出预测
合理推测
在陌生、复杂的情境中，结合预测和题给信息，依据实验现象和证据，在特定实验条件下，作出科学合理的推测（推理路径长、强调思维的有序性和连续性）
解决实验探究题的思路方法
例：该小组同学预测FeCl3溶液与NaHSO3溶液混合时，溶液颜色由棕黄色变成浅绿色，他们预测的理论依据为： 。
FeCl3有氧化性，NaHSO3有还原性，混合发生氧化还原反应，生成Fe2+呈浅绿色
核心物质：FeCl3 、FeCl2、Na2SO3、 NaHSO3、Na2S 、NaHS 、NaClO、 AgNO3 、CuSO4 、NaNO2 、KI、 Na2FeO4、 Na2CO3 、NaHCO3 、H2O2 、盐酸、 浓硫酸、硝酸 、Cl2 、NH3 、SO2
Cl—、Fe3+都易 形成配合物
水解呈
酸性
依据“类别和价态”预测可能发生的反应
①复分解反应： 酸碱反应、沉淀反应、生成弱电解质的反应等
②氧化还原反应：强氧化剂+强还原剂=弱氧化剂+弱还原剂（可逆）
*③络合物反应：一般过渡金属（或Al3+）做中心原子，
Cl-、SCN-、CN-、H2O、NH3、CO、NO、C2O42-等作为配体
分析预测的角度2——反应类型
举例说明——化学反应中的多面手FeCl3和Na2SO3
与反应原理有关的三个角度
反应方向（焓变、熵变、温度、光照、电解）
反应速率（温度、浓度、压强、催化剂、表面积、原电池、副反应）
反应限度（温度、浓度、压强、副反应…….）
这些影响因素之间是什么关系：
一致/相反、主要/次要…
分析预测的角度3——反应原理
发现问题 提出假设
设计实验　验证假设
收集证据　获取结论
试剂用量、操作设计
变量控制、排除干扰
合理预测、出现异常、
验证预测、及时改进、
目的
操作
现象
结论
化学实验探究题命题的一般思路及答题技巧
实验探究题的一般思路
2016年北京高考题28题
与其大量做题，不如抽出时间认真研究往年的试题， 往年的试题是精雕细琢的产物，它反映了对考试内容的深思熟虑、对设问和答案的准确拿捏、对学生水平的客观判断。研究这些试题，就如同和试题的制作者对话。
研究高考题，才能预测高考题，高考题就是最好的复习资料。认真研究历年高考试题不难找出命题轨迹，从而把握试题难度，把高考备考与高考无缝对接。
专 家 观 点
近10年的高考题要认真研究——导航模式

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