2019综合实验题的题型特点与一般解法语文

综合实验题的题型特点与一般解法
综合实验题是近几年的高考热点题型，这类试题是指给出整套实验装置图并就物质在装置中发生的反应、仪器的功用、实验操作等方面提出问题要求作答的试题。

综合实验题从内容上可分为研究物质性质型、设计实验方案制备和检验物质型、定性与定量结合解析型、研究反应原理型等四大类。

此类试题既能观察学生在中学阶段着手实验的情况，又能观察学生的基本实验操作技术，还能够观察学生设计实验、研究性质、解析办理数据并得出正确结论、正确表述实验过程和结论的研究性学习的能力。

因此，综合实验题素来以来是再现率较高、权重较大的高考题型，在近几年新课标高考中，更是频频出现，而且融化工流程、表格数据解析和图像表达于一体，表现出新特点。

一、综合实验题的种类和特点
1.研究物质性质型
例 1、某实验小组同学为了研究铜与浓硫酸的反应，进行了以下系列实验。

实验 1：铜与浓硫酸反应，实验装置以下列图：
实验步骤：
①先连接好装置，检验气密性，加入试剂;
②加热 A 试管直到 B 中品红褪色，熄灭酒精灯;
③将 Cu 丝上提走开液面。

(1)装置 A 中发生反应的化学方程式为。

(2)熄灭酒精灯后，由于有导管 D 的存在， B 中的液体不会倒吸，其原因是
(3)拆掉装置前，不需打开胶塞，即可使装置中残留气体完好被吸取，应当采用的操作是。

实验 2：实验中发现试管内除了产生白色固体外，在铜丝表面还产生黑色固体甲，其中可能含有氧化铜、硫化铜、硫化亚铜，以及被遮盖的氧化亚铜。

查阅资料：
①氧化亚铜在酸性环境下会发生自己氧化还原反应生成Cu2+和铜单质，在氧气流中煅烧，能够转变成氧化铜。

② 硫化铜和硫化亚铜常温下都不溶于稀盐酸，在氧气流中煅烧，硫化铜
和硫化亚铜都转变成氧化铜和二氧化硫。

为了研究甲的成分，该小组同学在收集到足够量的固体甲后，进行了以以
下列图的实验：
(4)②中检验滤渣可否冲洗干净的实验方法是。

(5)③中在煅烧过程中必然发生的反应的化学方程式为。

(6)以下对于固体甲的成分的判断中，正确的选项是(填字母选项 )。

A.固体甲中， CuS和 Cu2S不能够同时存在
B.固体甲中， CuO和 Cu2O最少有一种
C.固体甲中若没有Cu2O，则必然有 Cu2S
D.固体甲中若存在Cu2O，也可能有 Cu2S
【答案】 (1)2H2SO4(浓)+Cu
CuSO4+SO2↑+2H2O(2)试管 A 中气体压强减小，空气从D 导管进入试管A 中(3)从 D 管口向 A 中大量鼓气 (4)取最后一次冲洗后所得液体于试管中，滴加
硝酸银溶液，若无白色积淀产生，则说明积淀冲洗干净 ;若有白色积淀生成，则说明未洗干净 (5)2CuS+3O2
2CuO+2SO2 条(件也可为“煅烧” )(6)BCD
【解析】 (1)装置 A 中发生反应的化学方程式为
2H2SO4(浓)+Cu
CuSO4+SO2↑+2H2O。

(2)熄灭酒精灯后，由于有导管 D 的存在， B 中的液体不会倒吸，其原因是试管 A 中气体压强减小，空气从 D 导管进入试管 A
中。

(3)拆掉装置前，不需打开胶塞，即可使装置中残留气体完好被吸取，应当
采用的操作是从 D 管口向 A 中大量鼓气。

(4) ②中检验滤渣可否冲洗干净的实验
方法是取最后一次冲洗后所得液体少许于试管中，滴加硝酸银溶液，若无白色
积淀产生，则说明积淀冲洗干净;若有白色积淀生成，则说明未洗干净。

(5)经分析固体甲加入稀盐酸后，获得的蓝色溶液，说明固体甲的成分中 CuO和 Cu2O 最
少有一种。

解析反应： Cu + O2 = CuO增重 ;Cu2S+2O2= 2CuO+2SO2不
变;2CuS+3O2=2CuO+2SO2减重。

因题给“固体乙称取 2.00g，氧气流中煅烧、冷却称量至恒
重，得固体丙1.84g ”，即本质减重了，说明必有CuS，还要有其他物质。

谈论：①若有 Cu2O，Cu2S没关紧急 ; ②若无 Cu2O，必有 Cu2S。

故③中在煅烧过程中必然发生的反应的化学方程式为 2CuS+3O2
2CuO+2SO2 条(件也可为“煅烧”)。

(6)经上解析，对于固体甲的成分
的判断中，正确的选项是 BCD。

【特点与启示】该题整合和拓展了教材中的典型实验，测重基本实验操作
能力观察。

必然要弄清楚课本中的基本实验，要经过着手做实验去认识仪器的
构造、适用范围和工作原理，掌握常有气体的制备、除杂、收集、尾气办理等
基本操作，熟悉教材中的典型实验装置。

2.设计实验方案制备和检验物质型
例 2、实验室用铜制取硫酸铜，将合适硝酸分多次加入到铜粉与稀硫酸的混
杂物中，加热使之反应完好，经过蒸发、结晶获得硫酸铜晶体。

(1)为了节约原料，硫酸和硝酸的物质的量之比最正确为︰ ;以下四个容器中均盛有 NaOH溶液，为了吸取该反应中产生的尾气，请选择以下中合适的装置。

(2)为吻合绿色化学的要求，某研究性学习小组进行以下设计：
第一组：以空气为氧化剂法
方案 1：以空气为氧化剂。

将铜粉在仪器 B 中频频灼烧，
使铜与空气充分反应生成氧化铜，再将氧化铜与稀硫酸反应。

方案2：将空气或氧气直接通入到铜粉与稀硫酸的混杂物中，发现在常温下
几乎不反应。

向反应液中加少许FeSO4，即发生反应，生成硫酸铜。

反应完好后，加物质甲调治 pH，铁元素全部积淀 (一般认为铁离子的浓度下降到 10-
5mol·L-1 ，就认为积淀完好 )，尔后过滤、浓缩、结晶。

已知： Ksp[Cu((OH)2]≈10-22，
Ksp[Fe((OH)2]≈10-16 ,
Ksp[Fe((OH)3]≈10-38
请回答以下问题：
如开始加入的铜粉为 3.2 g，最后所得溶液为 500 mL,溶液中含有铁元素
0.005 mol。

①方案 1 中的 B 仪器名称是。

②为了使铁元素全部积淀，应调治pH 最少为 _________。

③方案 2 中甲物质可采用的是。

A、CaO
B、NaOH
C、CuCO3
D、Cu2(OH)2CO3
E、Fe2(SO4)3 ④反应中加入少许FeSO4可加速铜的氧化，用离子方程式讲解其。

第二组：过氧化氢为氧化剂法
将 3.2g 铜丝放到 45mL1.5mol·L-1 的稀硫酸中，
控温在 50℃。

加入 18mL10%的 H2O2，反应 0.5h，升温到 60℃，连续反应1h 后，过滤、蒸发浓缩、减压抽滤等，用少许 95%的酒精淋洗后晾干，得
CuSO4·5H2O 10.5g。

请回答以下问题：
⑤反应时温度控制在50℃~60℃不宜过高的原因是。

⑥本实验 CuSO4·5H2O的产率为。

【答案】 (1)3:2，B (2) ①坩埚②3 ③CD
④4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O; 2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+ 防⑤止双氧水分解⑥84%
【解析】 (1)因铜、硫酸、硝酸三者完好反应的化学方程式为
3Cu+3H2SO4+2HNO3=3CuSO4+2NO↑+4H2O，故硫酸和硝酸的物质的量之比最正确为 3︰2。

该反应中产生的尾气为 NO，由于 NO 与 NaOH溶液不反应，故应向溶液中通入空气 (氧气 )，显然合适的装置为 B。

(2) ①高温灼烧固体应在坩埚中进行，方案 1 将铜粉在仪器 B 中频频灼烧，因此 B 仪器应为坩埚。

②因铁离子的浓度下降到 10-5 mol·L-1，就认为积淀完好，即 c(Fe3+)=10-5
mol·L-1 ，又 Fe((OH)3的积淀溶解平衡为Fe((OH)3(s)
Fe3+(aq)+3OH-(aq)，则有
Ksp[Fe((OH)2]]=c(Fe3+)·c3(OH-)=10-16，解得 c(OH-)=10-
11mol·L-1 ，故 pH=3。

③由于溶液酸性较强，欲使 Fe3+积淀，需加入某种试剂降低 c(H+)浓度，但又
不能够引入新杂质，故合理选项为 C和 D。

④加入的 FeSO4可被氧气氧化，反应为 4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O，尔后 Fe3+可将 Cu 氧化，反应为
2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+。

⑤反应时温度控制在 50℃~60℃不宜过高的原因是防
范双氧水分解。

⑥ 用
3.2g 铜制取 CuSO4·5H2O，理论上应制得
CuSO4·5H2O为 3.2g/64g·mol-
1×250g·mol-1=12.5g，而得本质制得 CuSO4·5H2O为
10.5g，故产率为10.5g/12.5g×100%=84%。

【特点与启示】设计实验方案要解决以下问题：依如实验目的思虑实验原
理，依如实验原理中反应物的状态和反应条件确定试剂和装置，经过比较和谈
论优选最正的确验方案。

3.定性与定量结合解析型
例 3、单晶硅是信息产业中重要的基础资料。

平时用炭在高温下还原二氧化硅制得粗硅 (含铁、铝、硼、磷等杂质 )，粗硅与氯气反应生成四氯化硅 (反应温度450~500℃)，四氯化硅经提纯后用氢气还原可得高纯硅。

以下是实验室制备四氯
化硅的装置表示图。

相关信息以下：
①四氯化硅遇水极易水解;
②硼、铝、铁、磷在高温下均能与氯气直接反应生成相应的氯化物;
③ 相关物质的物理常数见下表：
物质 SiCl4BCl3AlCl3FeCl3PCl5
沸点 / ℃—315—
熔点 / ℃———
升华温度 / ℃——180300162
请回答以下问题：
(1)写出装置 A 中发生反应的离子方程式。

(2)装置 A 中 g 管的作用是 ;装置 C 中的试剂是 ;装置 E 中的 h 瓶需要冷却的原因是。

(3)装置 E 中 h 瓶收集到的粗产物可经过精馏(近似多次蒸馏 )获得高纯度四氯化硅，精馏后的残留物中，除铁元素外可能还含有的杂质元素是(填写元素符号)。

(4)为了解析残留物中铁元素的含量，先将残留物预办理，使铁元素还原成
Fe2+,再用 KMnO4 标准溶液在酸性条件下进行氧化还原滴定，反应的离子方程
式是：
5Fe2++MnO4-+8H+=5Fe3++Mn2++4H2O。

①滴定前可否要滴加指示剂 ?(填“是”或“否”)，请说明原因
②某同学称取 5.000g 残留物后，经预办理后在容量瓶中配制成100 mL 溶
液，移取 25.00 mL试样溶液，用
1.000×10-2mol/LKMnO4 标准溶液滴定。

达到滴定终点时，耗资标准
溶液 20.00mL，则残留物中铁元素的质量分数是。

【答案】(1)MnO2+4H++2Cl―
Mn2++Cl2↑+2H2O;(2)平衡压强，使液体顺利流出并防范漏气 ;浓硫酸 ;产物
SiCl4沸点低，需要冷凝收集 ;(3)Al、P、Cl;(4) ①否;KMnO4 溶液的紫红色可指示
反应终点 ; ②4.480%。

【解析】装置 A 是氯气发生装置，因浓盐酸有挥发性，故分液漏斗要加
盖，加盖后如没有 g 管，则盐酸就不易流下去。

A中的离子方程式为
MnO2+4H++2Cl― Mn2++Cl2↑+2H2O。

B 为除杂装置，内盛饱和氯化钠
溶液，既能除去 HCl，又不用耗 Cl2;C装置为干燥装置，内盛浓硫酸。

D 中氯气与
粗硅反应生成 SiCl4，h 瓶收集粗产物，精馏粗产品可得高纯度四氯化硅，由表中数据能够看出，蒸出 SiCl4气体时， BCl3早已成气体被蒸出，而 AlCl3、
FeCl3、PCl5升华温度均低于SiCl4，因此当 SiCl4蒸出后，而 AlCl3、FeCl3、PCl5
还为固体留在瓶里。

而检验残留物中铁元素则是经过氧化还原滴定来进行的，
最后结果则要依照题中所取样品的精确度取四位有效数字。

【特点与启示】解答此类题的基础是熟练掌握教材中的基本定量实验 (如酸碱中和滴定等 )，认识不相同仪器的精确度 (如台式天平的精确度为 0.1g，解析天平的精确度为
0.0001g，量筒的精确度为0.1mL，滴定管和移液管的精确度为0.01mL 等等)，对实验所测的数据要依照仪器的精确度进行四舍五入的办理，尔后再依照
反应的化学方程式进行计
算。

高考复习阶段不能够纸上谈兵式地读实验和背实验，要走进实验室亲
自观察计量仪器的构造和精确度。

4.研究反应原理型
例 4、某化学学习小组对铝与酸和碱的反应进行研究，过程以下。

实验 I：(1)取形状、大小均相同的铝丝分别与等体积的、 PH相同的盐酸、稀硫酸反应，随反应进行，盐酸中生成气体的速率显然比硫酸中生成气体的速率快，对此原因，你认为合理的猜想是以下的 (填写相应的字母 );
a.盐酸的物质的量浓度大于硫酸的物质的量浓度
b. Cl-能促进此反应的进行
c. SO42-能控制此反应的进行
d.硫酸使铝发生钝化
(2)为了研究反应速率不相同的原因，请你依照所供应的药品，填写实验方
案中的空白部分。

药品：氯化钠固体、硫酸钠固体、硫酸铜固体、氯化铜固体、6mol/L 盐酸、 3mol/L 硫酸、 18.4mol/L 硫酸、 5mol/L 硝酸。

方案：取两支试管，分别加入形状、大小均相同的铝丝和等体积的(填写相应的试剂，下同 )，再向其中的一支试管中加入合适的
固体并振荡使固体溶解，观察实验现象。

实验II：取足量的形状、质量均相同的铝丝分别与等体积的 6mol/L 的盐酸、 6mol/L 氢氧化钠溶液反应，待反应停
止后取出节余的铝丝洗净、干燥、称量
，节余铝丝的质量关系是前者后者 (填“大于”或“小于”或“等于”观);察反应后的液体，发现铝与盐酸反应后所得的液体是黑色浑浊的，试管底部有少许黑色积淀，对此现象，同学们进行了以下研究：
(1)提出猜想
同学们查找资料后获得以下信息：工业上用电解法冶炼铝所用的原料氧化
铝是从铝土矿中提取的，因此获得的氧化铝中可能还含有微量的氧化铁和二氧
化硅两种杂质，据此，同学们提出以下猜想：
猜想 1：此黑色固体是铁单质，可能是电解获得的铝与杂质反应生成的，相
应的化学反应方程式为 ;
猜想 2：此黑色固体是硅单质，是电解获得的铝与二氧化硅反应生成的。

猜想 3：此黑色固体是铝单质，是铝与盐酸反应时因反应过快而变成粉末分
别到溶液中 ;
猜想 4：此黑色固体可能是上述若干种单质组成的混杂物。

(2)设计实验方案并完成相关实验：
将反应后所得的液体进行过滤、冲洗，分别取少许固体置于两支试管中，
完成以下实验：
① 向其中的一支试管中加入足量的稀盐酸，观察固体可否溶解。

实验时
发现固体完好溶解，证明猜想必然不正确 (填“1、”“2、”“3、”“4”)。

② 向另一试管中加入足量的氢氧化钠溶液，观察固体可否溶解。

实验时
发现固体完好溶解，证明猜想必然不正确 (填“1、”“2、”“3、”“4”);
(3)得出结论：
综合实验①②的现象，可推知猜想 (填“1、”“2、”“3、”“4”)是正确的，固体溶解在氢氧化钠溶液中的离子方程式为。

【答案】实验 I：(1)bc;(2)3mol/LH2SO4、氯化钠固体 (或 6mol/LHCl、硫酸钠固体 )。

实验 II：大于 (2 分)(1)2Al+Fe2O3
2Fe + Al2O3;(2)① 2;② 1;(3)3，
2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑
【解析】此题取自于课堂实验和学生实验中观察到的现象，是学生经常询
问老师的问题，对此屡见不鲜的现象进行研究很有必要。

实验 I 主要观察学生在研究实验中解析和提出问题的能力，并学会用控制变量法和比较实验法设计简
单的研究方案。

实验 II 观察了化学方程式的简单计算、获得和运用信息的能
力、提出问题和解决问题的能力、书写化学方程式的能力、综合解析的能力
等。

实验 I：(1)两实验现象的差异原因应从反应物组成的不相同点去搜寻，此题中
其他条件均相同，不相同的是盐酸中含有 Cl-而硫酸中含有 SO42-，因此从这个方
面思虑即可得答案 ;(2)依照控制变量法和比较实验法，在控制其他条件相同时，
只让两实验中有一个变量不相同。

如：都用稀硫酸，但其中一份加入 Cl-而另一份
不加 Cl-，即可得出结论 (近似方法亦可 )。

实验 II：由化学方程式可知，等物质的量的 HCl与 NaOH对照， NaOH耗资的铝更多，因此留下的铝就少，故“前者大于后者”;(1)依照信息和相关物质的性质，能够看出黑色固体可能是铝、铁、硅三种单质中的一种或几种，从而提出
猜想。

猜想 1 中铁的生成是由于电解法时生成的铝能与氧化铁发生铝热反应，由
此可写出相应的化学反应方程式 ;猜想 2 的化学反应方程式依照题意即可直接写
出 ;(2) ①在盐酸中固体完好溶解，证明必然不含硅，因此猜想 2 必然不正
确; ②在氢氧化钠溶液中固体完好溶解，证明必然不含铁，因此猜想 1 必然不正确;(3)综合 (1)(2)中相应的结论，可知此固体只含有铝，故猜想 3 正确，猜想 4 不正确，固体是铝，铝与氢氧化钠溶液反应的离子方程式为
2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑。

【特点与启示】此类题型以研究反应原理为基本目的，重在观察实验研究
能力。

解此类题的一般程序为：依照物质类
别或物理性质展望化学性质，椐据装置图联想实验情况解析物质的流向和
变化，依照现象确定各级产物，解析实验数据得出定量关系，综合解析写出化
学方程式。

试题重在理解所给套装实验而不是设计实验，要修业生有综合解析
问题的能力和比较丰富的元素化合物知识。

二、解综合实验题的一般方法
综合实验题一般由题头、装置图、问题或数据办理等几部分组成。

题头描
述化学事实，点明实验目的 ;装置图给出实验设备 ;问题部分要求写出某部分装置
里发生反应的化学方程式或离子方程式，或说明某个仪器的功用，或回答某个
仪器所盛装的试剂，或描述实验操作方法和步骤，或进行实验数据办理，等
等。

解综合实验题一般经过以下步骤：
2019综合实验题的题型特点与一般解法语文
第一，要认真阅读题头，弄清实验目的，依照目的进一步弄清实验原理。

其次，弄清楚物质在整套装置中的流向及所到之处发生的反应和可能出现的现象。

这是解这类题的要点。

读懂了装置图及物质流经各部分仪器时发生的变化，就等于基本上解答了题目。

第三，结合上两步的阅读和解析，对题目提出的问题进行解答。

以上为解答综合实验题的一般方法，本质解题中应详尽问题详尽解析。

有些综合实验题涉及的内容不属于高中化学的知识，但这个陌生的知识其实不影响解答问题。

面对这类题目，
考生若是沿着上述步骤去解析，可能在第二步就被卡住了，要弄清整道题所涉及的反应原理和整套装置的工作原理将不能能，这时，能够先阅读一下整道试题，带着问题去读题头和装置图，只要问题能得已解决就行。

要熟练解答综合实验题，除需要熟练掌握上述知识、技术和方法外，还需要阅读必然数量的套装实验题。

教师可在备考复习阶段收集近五年的高考真题及高考模拟试题中的经典套装实验题，并按如上题型分门别类的整理成专题供学生训练，这样当学生面对高考试题时会有一种熟悉感，可使学生在该类题型的解答中减少失分。

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