高三化學(xué)實(shí)驗(yàn)探究專項(xiàng)訓(xùn)練題庫(kù)引言實(shí)驗(yàn)探究是高考化學(xué)的核心模塊之一，約占15%-20%的分值，主要考查學(xué)生的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力、現(xiàn)象分析能力、數(shù)據(jù)處理能力及邏輯推理能力。從近年高考真題看，命題趨勢(shì)更注重“情境化”“綜合化”“探究化”，強(qiáng)調(diào)對(duì)實(shí)驗(yàn)本質(zhì)的理解而非機(jī)械記憶。本題庫(kù)圍繞高考核心考點(diǎn)，分專題設(shè)計(jì)訓(xùn)練題，旨在幫助學(xué)生夯實(shí)基礎(chǔ)、突破難點(diǎn)，提升實(shí)驗(yàn)探究的實(shí)戰(zhàn)能力。專題一：基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)操作與裝置分析考點(diǎn)解讀：本專題是實(shí)驗(yàn)探究的“基石”，考查內(nèi)容包括：1.常見儀器的識(shí)別與使用（如分液漏斗、容量瓶、冷凝管）；2.實(shí)驗(yàn)基本操作（如過濾、分液、蒸發(fā)、蒸餾）；3.裝置的選擇與連接（如氣體制備的發(fā)生裝置、收集裝置、尾氣處理）。典型例題選擇題（2023·全國(guó)卷Ⅰ改編）下列實(shí)驗(yàn)操作正確的是（）A.稀釋濃硫酸時(shí)，將水注入濃硫酸中并攪拌B.分液時(shí)，下層液體從分液漏斗下口放出，上層液體從上口倒出C.點(diǎn)燃酒精燈時(shí)，用燃著的酒精燈引燃另一只酒精燈D.用容量瓶定容時(shí)，俯視刻度線導(dǎo)致溶液濃度偏小答案：B解析：A錯(cuò)誤：稀釋濃硫酸時(shí)，應(yīng)將濃硫酸沿?zé)诰徛⑷胨?，并用玻璃棒攪拌（防止局部過熱）；B正確：分液時(shí)，下層液體從下口放出，上層液體從上口倒出（避免上下層液體混合）；C錯(cuò)誤：點(diǎn)燃酒精燈時(shí)，應(yīng)用火柴引燃（防止酒精灑出引發(fā)火災(zāi)）；D錯(cuò)誤：俯視刻度線會(huì)導(dǎo)致溶液體積偏小，根據(jù)\(c=n/V\)，濃度偏大。填空題（2022·浙江卷）實(shí)驗(yàn)室用MnO?和濃鹽酸制取Cl?，裝置如圖所示（部分夾持儀器省略）。（1）儀器a的名稱是__________；（2）檢查裝置氣密性的方法是__________。答案：（1）圓底燒瓶；（2）關(guān)閉分液漏斗活塞，將導(dǎo)管末端浸入水中，用手捂住圓底燒瓶，若導(dǎo)管口有氣泡冒出，松開手后導(dǎo)管內(nèi)形成一段穩(wěn)定的水柱，則氣密性良好。專題二：物質(zhì)性質(zhì)的探究實(shí)驗(yàn)考點(diǎn)解讀：本專題考查金屬（Fe、Cu）、非金屬（S、Cl、N）、有機(jī)物（乙醇、乙酸）的性質(zhì)探究，要求學(xué)生能設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案、描述實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、得出結(jié)論。核心是“性質(zhì)→實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)→現(xiàn)象→結(jié)論”的邏輯鏈。典型例題（2021·全國(guó)卷Ⅱ）某紅色固體可能是Cu、Cu?O或二者的混合物。請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究其成分（已知：Cu?O+2HCl=Cu+CuCl?+H?O）。實(shí)驗(yàn)?zāi)康模鹤C明紅色固體中是否含有Cu?O。實(shí)驗(yàn)原理：Cu?O與稀鹽酸反應(yīng)生成Cu2+（藍(lán)色溶液）和Cu（紅色固體），而Cu不與稀鹽酸反應(yīng)。實(shí)驗(yàn)方案：取少量紅色固體于試管中，加入足量稀鹽酸，振蕩，靜置。預(yù)期現(xiàn)象與結(jié)論：若溶液由無(wú)色變?yōu)樗{(lán)色，且有紅色固體剩余，則含有Cu?O和Cu；若溶液由無(wú)色變?yōu)樗{(lán)色，無(wú)紅色固體剩余，則只含有Cu?O；若溶液不變色，有紅色固體剩余，則只含有Cu。解析：選擇稀鹽酸而非濃硫酸：濃硫酸會(huì)與Cu反應(yīng)（\(Cu+2H?SO?(濃)\xlongequal{\Delta}CuSO?+SO?↑+2H?O\)），干擾Cu?O的檢驗(yàn)；現(xiàn)象描述要具體：“溶液變藍(lán)”說(shuō)明有Cu2+生成（來(lái)自Cu?O），“紅色固體剩余”說(shuō)明有Cu（可能是原固體中的Cu，或Cu?O反應(yīng)生成的Cu）。專題三：反應(yīng)原理的探究實(shí)驗(yàn)考點(diǎn)解讀：本專題考查化學(xué)反應(yīng)速率、化學(xué)平衡、電解質(zhì)溶液的探究，要求學(xué)生能處理數(shù)據(jù)、繪制曲線、分析原理。核心是“變量控制→數(shù)據(jù)采集→結(jié)論推導(dǎo)”。典型例題（2023·山東卷）探究濃度對(duì)反應(yīng)速率的影響，用草酸（H?C?O?）與高錳酸鉀（KMnO?）的反應(yīng)：\(2KMnO?+5H?C?O?+3H?SO?=K?SO?+2MnSO?+10CO?↑+8H?O\)實(shí)驗(yàn)中保持KMnO?和H?SO?的濃度不變，改變H?C?O?的濃度，記錄褪色時(shí)間（如下表）：H?C?O?濃度（mol/L）0.10.20.3褪色時(shí)間（s）1206040（1）計(jì)算0.2mol/LH?C?O?時(shí)，KMnO?的反應(yīng)速率（假設(shè)KMnO?初始濃度為0.01mol/L，溶液總體積為20mL）；（2）得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論。答案：（1）反應(yīng)速率\(v(KMnO?)=\Deltac/\Deltat\)，其中\(zhòng)(\Deltac=0.01mol/L\)（完全褪色，濃度變化量等于初始濃度），\(\Deltat=60s\)，故\(v=0.01/60≈1.67×10^{-4}mol/(L·s)\)；（2）在其他條件不變時(shí)，反應(yīng)物（H?C?O?）濃度越大，反應(yīng)速率越快。解析：變量控制：實(shí)驗(yàn)中僅改變H?C?O?濃度，保持KMnO?、H?SO?濃度及溫度不變，符合“單一變量”原則；數(shù)據(jù)處理：褪色時(shí)間越短，反應(yīng)速率越快，因此0.3mol/LH?C?O?的反應(yīng)速率最快；結(jié)論推導(dǎo)：濃度越大，單位體積內(nèi)活化分子數(shù)越多，有效碰撞頻率越高，反應(yīng)速率越快。專題四：實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)與評(píng)價(jià)考點(diǎn)解讀：本專題是高考難點(diǎn)，考查實(shí)驗(yàn)方案的合理性、可行性、安全性，要求學(xué)生能設(shè)計(jì)方案（如證明物質(zhì)成分）、評(píng)價(jià)方案（如指出優(yōu)缺點(diǎn)、改進(jìn)方法）。核心是“目的→原理→方案→評(píng)價(jià)”。典型例題（2022·全國(guó)卷Ⅲ）某同學(xué)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)測(cè)定純堿（含少量NaCl）中Na?CO?的純度，方案如下：取一定質(zhì)量的樣品，加入過量稀鹽酸，產(chǎn)生的氣體用NaOH溶液吸收，稱量NaOH溶液增加的質(zhì)量，計(jì)算Na?CO?的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。（1）該方案的缺點(diǎn)是什么？（2）如何改進(jìn)？答案：（1）缺點(diǎn)：NaOH溶液會(huì)吸收空氣中的CO?和水蒸氣，導(dǎo)致測(cè)量結(jié)果偏大；鹽酸揮發(fā)的HCl氣體也會(huì)被NaOH溶液吸收，導(dǎo)致結(jié)果偏大。（2）改進(jìn)：在NaOH溶液前增加兩個(gè)洗氣瓶：第一個(gè)洗氣瓶裝飽和NaCl溶液（吸收HCl氣體，因HCl易溶于水，而CO?在飽和NaCl溶液中溶解度小）；第二個(gè)洗氣瓶裝濃硫酸（吸收水蒸氣）；同時(shí)，NaOH溶液應(yīng)使用堿石灰干燥管（防止空氣中的CO?和水蒸氣進(jìn)入）。解析：評(píng)價(jià)方案的關(guān)鍵是識(shí)別干擾因素：HCl揮發(fā)、空氣中的CO?和水蒸氣都會(huì)影響CO?的測(cè)量結(jié)果；改進(jìn)方案的核心是排除干擾：通過洗氣瓶除去HCl和水蒸氣，用干燥管防止空氣中的雜質(zhì)進(jìn)入。解題技巧總結(jié)1.明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康模核胁僮鞫家獓@目的展開，避免偏離（如探究“Fe3+的氧化性”，需選擇還原劑如KI溶液）；2.控制變量：探究某因素影響時(shí)，其他因素保持不變（如探究溫度對(duì)平衡的影響，濃度、壓強(qiáng)要相同）；3.排除干擾：檢驗(yàn)離子時(shí)要先除雜（如檢驗(yàn)SO?2-，先加鹽酸排除Ag+、CO?2-干擾）；4.現(xiàn)象描述準(zhǔn)確：要說(shuō)明顏色、狀態(tài)、氣味的變化（如“無(wú)色氣體”“白色沉淀”“紫紅色褪去”）；5.結(jié)論與現(xiàn)象對(duì)應(yīng)：現(xiàn)象是“淀粉變藍(lán)”，結(jié)論是“有I?生成”；現(xiàn)象是“澄清石灰水變渾濁”，需進(jìn)一步驗(yàn)證（如通入品紅溶液不褪色）；6.實(shí)驗(yàn)安全：尾氣處理（如Cl?用NaOH溶液吸收）、防倒吸（如用倒扣漏斗吸收HCl）、防爆炸（如點(diǎn)燃H?前驗(yàn)純）。實(shí)戰(zhàn)演練練習(xí)1（物質(zhì)性質(zhì)探究）某白色固體可能是Na?SO?或Na?SO?，請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明其成分（已知：SO?2-能與H+反應(yīng)生成SO?，SO?能使品紅溶液褪色）。答案：取少量固體于試管中，加入足量稀鹽酸，將產(chǎn)生的氣體通入品紅溶液：若品紅溶液褪色，則固體是Na?SO?；若品紅溶液不褪色，則固體是Na?SO?。練習(xí)2（反應(yīng)原理探究）探究溫度對(duì)化學(xué)平衡的影響，用NO?和N?O?的平衡體系（\(2NO?(g)\rightleftharpoonsN?O?(g)\)ΔH<0）。實(shí)驗(yàn)步驟如下：（1）將盛有NO?氣體的燒瓶放入冷水和熱水中，觀察顏色變化；（2）記錄現(xiàn)象并得出結(jié)論。答案：冷水（降溫）：燒瓶?jī)?nèi)氣體顏色變淺（平衡正向移動(dòng)，N?O?濃度增大）；熱水（升溫）：燒瓶?jī)?nèi)氣體顏色變深（平衡逆向移動(dòng)，NO?濃度增大）；結(jié)論：降低溫度，平衡向放熱反應(yīng)方向移動(dòng)；升高溫度，平衡向吸熱反應(yīng)方向移動(dòng)。練習(xí)3（方案評(píng)價(jià)）某同學(xué)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明“醋酸是弱電解質(zhì)”，方案如下：取0.1mol/L醋酸溶液，測(cè)其pH，若pH>1，則證明醋酸是弱電解質(zhì)。問題：該方案是否合理？請(qǐng)說(shuō)明理由。答案：合理。理由：若醋酸是強(qiáng)電解質(zhì)，0.1mol/L醋酸溶液的pH=1（完全電離）；若pH>1（如pH=3），說(shuō)明醋酸部分電離（\(CH?COOH\rightleftharpoonsCH?COO