【命题分析】高考综合实验题知识容量大、出题素材新、考查角度广、综合程度高，纵观近几年全国卷中的综合实验题涉及的题型有物质制备实验题、性质探究实验题、定量测定实验题等。考查的角度有仪器的识别与应用、物质的制备、除杂与分离、物质的性质探究与验证、实验现象的分析与描述、实验结论的评价与计算。试题呈现融合趋势，在制备或探究中也有定量计算，整个实验题拉开梯度。

1．化学实验方案的设计

(1)物质制备型实验方案的设计：应遵循'条件合适，操作方便；原理正确，步骤简单；原料丰富，价格低廉；产物纯净，污染物少'的原则。设计的基本流程为根据目标产物→确定可能原理→设计可能实验方案→优化实验方案→选择原料→设计反应装置(方法、仪器等)→实施实验(步骤、操作要点、控制反应条件等)→分离提纯产品。

(2)性质探究型实验方案的设计：主要是从物质的结构特点或从所属类型的典型代表物去推测物质可能具有的一系列性质，而后据此设计出合理的实验方案，去探索它所可能具有的性质。设计的基本流程为根据物质的组成、结构和类型→提出性质猜想→设计实验逐个验证→记录现象和数据→归纳分析→合理推断、得出结论。

(3)性质验证型实验方案的设计：主要是求证物质具备的性质，关键是设计出简捷的实验方案，要求操作简单，简便易行，现象明显，且安全可行。设计的基本流程为根据物质的性质→设计可能实验方案→优化实验方案→实施实验(原理、方法、步骤、仪器、药品、操作要点等)→观察现象、记录数据→综合分析、得出结论。

2.化学实验方案的评价

（1）'可行性'：实验原理是否正确、可行；实验操作是否安全、合理；实验步骤是否简单、方便；实验效果是否明显等。

（2）'绿色化学'：反应原料是否易得、安全、无毒；反应速率是否较快；原料利用率以及合成物质的产率是否较高；合成过程是否造成环境污染。

（3）'安全性'：净化、吸收气体及熄灭酒精灯时要防液体倒吸；进行某些易燃易爆实验时要防爆炸，如H2还原CuO应先通H2，气体点燃先验纯等；防氧化，如H2还原CuO后要'先灭灯再停氢'，白磷切割宜在水中等；防吸水，如实验中取用、制取易吸水、潮解、水解的物质宜采取必要的防吸水措施，以保证达到实验目的。

（4）'规范性'：有些反应中，为减少易挥发液体反应物的损耗和充分利用原料，需在反应装置上加装冷凝回流装置，如长玻璃管、竖装的干燥管及冷凝管等；易挥发液体产物(导出时可为蒸气)的及时冷却；仪器拆卸与组装顺序相反，按照从右向左，从高到低的顺序拆卸。

实验题中涉及的计算主要有：样品的质量分数或纯度的计算，物质的转化率或产率、物质的量浓度、物质的质量的计算。

（2）计算方法：关系式法常应用于一步反应或分多步进行的连续反应中，利用该法可以节省不必要的中间运算过程，避免计算错误，并能迅速准确地获得结果。一步反应中可以直接找出反应物与目标产物的关系；在多步反应中，若第一步反应的产物是下一步反应的反应物，可以根据化学方程式将某中间物质作为'中介'，找出已知物质和所求物质之间量的关系。

例题1实验室中以粗铜粉(含杂质Fe)为原料，制备铜的氯化物的流程如下：

请按要求回答下列问题：

(1)现用如图所示的实验仪器和药品来制备纯净、干燥的Cl2并与粗铜反应(铁架台和加热装置等省略)。

②反应时，盛放粗铜粉的硬质玻璃管中的现象是________________。

(2)上述流程中，所得固体Ⅰ需要加稀盐酸溶解，其目的是________________；溶液Ⅰ可加试剂X用于调节pH以除去杂质，X最好选用下列试剂中的______(填字母)。

大量棕黄色的烟。(2)上述流程中，所得固体Ⅰ是CuCl2和FeCl3的混合物，加稀盐酸而不加水溶解，是为了防止CuCl2和FeCl3水解；向溶液Ⅰ中加入试剂X用于调节溶液的pH以除去Fe3＋，故X最好是能与H＋反应，但不与Cu2＋反应且不引入新杂质的试剂，题给选项中符合要求的有CuO和Cu2(OH)2CO3。(3)向溶液Ⅱ(CuCl2溶液)中通入一定量的SO2，加热一段时间后生成CuCl白色沉淀，该过程中发生SO2还原Cu2＋的反应，其本身被氧化为SOeq

例题2三草酸合铁(Ⅲ)酸钾晶体K3[Fe(C2O4)3]·3H2O可用于摄影和蓝色印刷，其在110 ℃可完全失去结晶水，继续升高温度可发生分解反应。某化学研究小组对K3[Fe(C2O4)3]·3H2O受热分解生成的气体产物和固体产物进行探究。

(3)装置检查气密性后，先通一段时间N2，其目的是____________________。结束实验时先熄灭B、D两装置中的酒精灯再通入N2至常温，其目的是___________________。

(5)探究分解后的固体产物

①取B中充分反应后所得固体于试管中，加入足量蒸馏水，过滤、洗涤、干燥得到黑色粉末，取4.4 g黑色粉末溶于足量稀硝酸中，收集到标准状况下NO气体1.12 L。通过计算判断，黑色粉末的成分为________(写化学式)。请设计实验方案验证：__________________。

②9.82 g三草酸合铁(Ⅲ)酸钾晶体在以上装置中加热分解，所得固体的质量为5.42 g，同时得到密度为1.647 g·L－1(已折合成标准状况下)的含碳气体，写出该分解反应的化学方程式：

强减小，E、F装置中的溶液倒吸。(4)检验气体产物中是否含有CO，需先除净CO2，E装置中的澄清石灰水用来检验CO2是否除尽。(5)①NO的物质的量是0.05 mol，则转移电子是0.05 mol×3＝0.15 mol。如果黑色粉末是Fe，则Fe是0.05 mol，其质量是0.05 mol×56 g·mol－1＝2.8 g。如果黑色粉末是FeO，则其物质的量是0.15 g，所以黑色粉末应该是FeO和Fe的混合物。根据金属活动性顺序知Fe比Cu活泼，单质Fe与过量CuSO4溶液能发生置换反应，因此可选择CuSO4溶液检验固体产物是否含有单质Fe。FeO是碱性氧化物，不溶于CuSO4溶液，根据碱性氧化物能溶于盐酸，生成的Fe2＋在酸性条件下易被H2O2氧化为Fe3＋，Fe3＋遇KSCN溶液变红，由此可以检验固体产物中的FeO。②由题意可知，分解后所得含碳气体的摩尔质量为M＝1.647

mol＝2∶3∶1∶1∶5∶4∶6。故该分解反应的化学方程式是

(5)①FeO和Fe　取少量固体于试管中，加入足量的硫酸铜溶液，若出现红色固体，则说明有Fe；取经过滤、洗涤至洗涤液无色后的固体于另一支试管中，加过量盐酸，静置，取上层清液，滴加几滴KSCN溶液无红色出现，再滴加1～2滴H2O2溶液，若溶液呈红色，则说明有FeO(其他合理答案也可

例题3为了测定含氰废水中CN－的含量，某化学小组利用如图所示装置进行实验。关闭活塞a，将100 mL含氰废水与过量NaClO溶液置于装置B的圆底烧瓶中充分反应后，打开活塞b，滴入稀硫酸，然后关闭活塞b。

(3)待装置B中反应结束后，打开活塞a，缓慢通入一段时间的空气，目的是___________。

(5)对上述实验装置进行合理改进后，可通过直接测量装置C反应前后的质量变化，测定废水中CN－的含量。合理改进的实验方案为____________________。(仪器自选；可供选择的试剂：浓硫酸、NaOH溶液、饱和食盐水、饱和NaHCO3溶液、CCl4)

mol，c(CN－)＝3×10－3 mol·L－1。(5)由题给副反应可知有Cl2生成，为了除去Cl2，应在装置B、C之间增加盛CCl4的洗气瓶；因CO2和N2会带出水蒸气，还应在装置B、C之间增加盛浓硫酸的洗气瓶，吸收水蒸气。(6)由题给信息'CN－转化为C2Oeq \o\al(2－,4)和NHeq

例题4丙烯酸甲酯是一种重要的工业原料，某实验小组制取丙烯酸甲酯的装置如图所示：

①取10.0 g丙烯酸和6.0 g甲醇放置于三颈烧瓶中，连接好冷凝管，用搅拌棒搅拌，水浴加热。②充分反应后，冷却，向混合液中加入5% Na2CO3溶液洗至中性。③分液，取上层油状液体，再用无水Na2SO4干燥后蒸馏，收集70～90 ℃馏分。可能用到的信息：

为检验产率，设计如下实验：①将油状物质提纯后平均分成5份，取出1份置于锥形瓶中，加入2.5 mol·L－1的KOH溶液10.00 mL，加热使之完全水解。②用酚酞做指示剂，向冷却后的溶液中滴加0.5 mol·L－1的盐酸，滴到终点时共消耗盐酸20.00 mL。

【解析】(1)仪器c为分液漏斗。(2)混合液中有丙烯酸、甲醇和丙烯酸甲酯，由于丙烯酸能够与Na2CO3溶液反应，甲醇能够溶于Na2CO3溶液，且Na2CO3溶液能够降低丙烯酸甲酯的溶解度，因此混合溶液用5% Na2CO3溶液洗涤。(3)配制100 g 5% Na2CO3溶液所使用的玻璃仪器为烧杯、玻璃棒和量筒。(4)产品蒸馏时，温度计测的是蒸气的温度，因此温度计的水银球应该在蒸馏烧瓶的支管口处；尾接管与锥形瓶接口不能密封。(5)中和过量的KOH溶液需要的盐酸为n(HCl)＝0.5 mol·L－1×0.02 L＝0.01 mol，则用于丙烯酸甲酯水解的KOH为n(KOH)＝2.5

(6)丙烯酸与甲醇为易燃物，因此要防止明火；甲醇易挥发，且对人体有毒，因此需要在通风橱中进行。

【答案】(1)分液漏斗　(2)除去混合液中的丙烯酸和甲醇，降低丙烯酸甲酯的溶解度(答案合理即可)　(3)烧杯、玻璃棒、量筒　(4)温度计水银球位置　尾接管与锥形瓶接口密封　(5)54.0%　(6)在通风橱中实验、防止明火

1.某化学小组同学用下列装置和试剂进行实验，探究O2与KI溶液发生反应的条件。

该小组同学设计甲、乙、丙三组实验，记录如下：

(3)对比乙、丙实验可知，O2与KI溶液发生反应的适宜条件是________。为进一步探究该条件对反应速率的影响，可采取的实验措施是____________________。

(4)由甲、乙、丙三组实验推测，甲实验可能是Ⅰ中的白雾使溶液变蓝。学生将Ⅰ中产生的气体直接通入下列________溶液，证明了白雾中含有H2O2。

(5)资料显示，KI溶液在空气中久置过程中会被缓慢氧化：4KI＋O2＋2H2O===2I2＋4KOH。该小组同学取20 mL久置的KI溶液，向其中加入几滴淀粉溶液，结果没有观察到溶液颜色变蓝，他们猜想可能是发生了反应：___________________(写离子方程式)造成的，请设计实验证明他们的猜想是否正确：_________________________。

2.某同学设计如图装置，用过量浓硫酸与铜反应制取SO2，并探究SO2与Na2O2反应的产物。

Ⅱ.探究SO2与Na2O2反应后的固体产物

(6)老师指出该实验装置需做如下改进：________________(只答出一种即可)。

3.亚硝酸钠常用作食品防腐剂。现用如图所示仪器(夹持装置已省略)及药品，探究亚硝酸钠与硫酸的反应及生成气体产物的成分。已知气体液化的温度分别为NO2：21 ℃，NO：－152 ℃。

(1)为了检验装置A中生成的气体产物，仪器的连接顺序为(按从左到右连接)：

(3)关闭弹簧夹K1，打开分液漏斗活塞，滴入70%硫酸后，A中产生红棕色气体。确认A中产生的气体中含有NO，依据的现象是_________；装置E的作用是______________________。

4．醋酸亚铬水合物{[Cr(CH3COO)2]2·2H 2O，相对分子质量为376}是一种深红色晶体，不溶于冷水，是常用的氧气吸收剂。实验室中以锌粒、三氯化铬溶液、醋酸钠溶液和盐酸为主要原料制备醋酸亚铬水合物，其装置如图所示，且仪器2中预先加入锌粒。

已知二价铬不稳定，极易被氧气氧化，不与锌反应，制备过程中发生的相关反应如下：

(2)往仪器2中加盐酸和三氯化铬溶液的顺序最好是___(选下面的A、B或C)；目的是________。

A．盐酸和三氯化铬溶液同时加入

B．先加三氯化铬溶液，一段时间后再加盐酸

C．先加盐酸，一段时间后再加三氯化铬溶液

(4)本实验中锌粒要过量，其原因除了让产生的H2将CrCl2溶液压入装置3与CH3COONa溶液反应外，另一个作用是_______________。

(5)已知其他反应物足量，实验时取用的CrCl3溶液中含溶质9.51 g，取用的醋酸钠溶液为1.5 L 0.1 mol/L；实验后得干燥纯净的[Cr(CH3COO)2]2·2H2O 9.48 g，则该实验所得产品的产率为________(不考虑溶解的醋酸亚铬水合物)。

5．某实验小组设计如下流程，模拟将汽车尾气中的氮氧化合物(主要为NO和NO2的混合物)转化为工业用盐亚硝酸钠(NaNO2)，并对亚硝酸钠进行多角度探究：

Ⅰ.(1)配制20% NaOH溶液，除烧杯、玻璃棒外，还需要的玻璃仪器有____________(填仪器名称)。

(2)操作①中，实验小组同学将气体通入盛有NaOH溶液的烧杯中，部分同学认为存在缺陷，改用如图装置，玻璃管a的作用是_____________________。

(4)设计一个实验验证酸性条件下NaNO2具有氧化性：____________________。供选用的试剂：NaNO2溶液、FeSO4溶液、KI溶液、稀硫酸、淀粉溶液、KSCN溶液。

(1)操作Ⅰ的名称为________，操作Ⅱ的一系列操作包括蒸发浓缩、________、过滤。

(3)下列装置不能用于实验室制氨气的是________。

选择氨气的制取装置后，再用下列装置收集干燥的氨气，并制取硫酸铵溶液，连接的顺序是a接______，______接______，______接______，______接______。(用接口序号表示)

(4)要测定所制得的硫酸铵纯度，取10.0 g样品，完全溶于水，向溶液中滴加过量的氯化钡溶液，过滤、洗涤、干燥后称量固体的质量为13.98 g。所制得硫酸铵的纯度为________。

7．Na2SO3·7H2O是食品工业中常用的漂白剂、抗氧化剂和防腐剂。

Ⅰ.该小组同学用Na2SO3与浓硫酸制备SO2，并把SO2通入NaNO3溶液中，他们为了检验产生的气体是NO还是NO2，设计了如下实验装置：

(2)当(1)目的达到后，打开分液漏斗活塞，反应一段时间后，将注射器里的空气注入集气瓶D中，看到无色气体变为红棕色，写出SO2通入NaNO3溶液中发生反应的化学方程式：___________。

(1)一个小组同学将Na2SO3·7H2O隔绝空气加热至恒重，质量变化如图所示：

该小组同学分别取A、B两个温度下的等质量的固体溶于等量水并测量其水溶液的pH，发现B点溶液的pH大于A点溶液的pH。对此实验结果，该小组同学认为A、B两点对应温度下发生了不同反应，则A温度下发生的反应为________________________________，B温度下发生的反应为

(2)B点时，该物质完全反应，请选择最佳试剂并设计实验验证B温度下产物的成分。可选用的试剂：蒸馏水、盐酸、稀硫酸、BaCl2溶液、AgNO3溶液。____________________________。

8．一氯甲烷是一种重要的化工原料，常温下它是无色有毒气体，微溶于水，易溶于乙醇、CCl4等。

(1)甲组同学在实验室用如图所示装置模拟催化法制备和收集一氯甲烷。

①无水ZnCl2为催化剂，a瓶中发生反应的化学方程式为_______________________，如果实验时a瓶加热时间过长，最终在瓶底得到一种白色物质，该物质的化学式是____________。

③收集到的CH3Cl气体在氧气中充分燃烧，产物用过量的V1 mL c1 mol·L－1 NaOH溶液充分吸收，以甲基橙作指示剂，用c2 mol·L－1盐酸标准液对吸收液进行返滴定，最终消耗V2 mL盐酸。则所收集CH3Cl的物质的量为________mol。(已知：2CH3Cl＋3O2eq

(2)乙组同学选用甲组装置A、B和如图所示的部分装置检验CH3Cl中的氯元素(已知：一卤代烷一般要在加热条件下才能与氢氧化钠溶液反应)。

①乙组同学的实验装置中，依次连接的合理顺序为A、B、______________。

②通入一段时间的CH3Cl气体，打开装置D中分液漏斗的活塞，观察实验现象。分液漏斗中盛放的试剂是____________________。

(3)查阅资料可知：AgNO3的乙醇溶液可以检验CH3X中的卤素原子。相关数据如下表：

9.氮化铝(AlN)是一种新型无机材料，工业上由氧化铝与焦炭在氮气流中高温制得，产品中常含有Al4C3、C和Al2O3等杂质。某实验小组为测定a g工业氮化铝样品中AlN的质量及Al4C3的质量分数，设计了如下装置，已知装置B、C、D中的药品均足量。

(2)有下列操作步骤：①缓缓鼓入一定量的N2；②称量C和D(酒精灯和铁架台等除外)的质量，按顺序组装仪器，检查装置的气密性，将样品放入锥形瓶中；③点燃D处酒精灯；④再次称量C和D的质量；⑤从分液漏斗缓缓滴入水，直到不再产生气体时为止；⑥再次缓缓鼓入一定量的N2。正确的操作顺序是__________________。

(3)C的作用是吸收氨气，则C中所盛试剂的最佳选择是________(填代号)。

a．蒸馏水 B．浓硝酸c．浓盐酸 D．浓硫酸

(4)A中反应结束后，还要通入一段时间的N2至D中固体恢复到室温，其目的是_______(写两条)。

10.一氯化碘(沸点97.4 ℃)，是一种红棕色易挥发的液体，不溶于水，易溶于乙醇和乙酸。某校研究性学习小组的同学利用干燥、纯净的氯气与碘反应制备一氯化碘，其装置如下：

(4)将B装置得到的液态产物进一步提纯可得到较纯净的ICl，提纯采取的操作方法是____。

(5)测定ICl的纯度。实验过程如下(设杂质不参与反应)：步骤1：称取4.00 g ICl与冰醋酸配成500 mL标准液。步骤2：取上述标准液25.00 mL于锥形瓶中，加入足量KI溶液、100 mL蒸馏水，滴入几滴________作指示剂(填名称)，用0.100 0 mol·L－1

①步骤1配制标准液需要的玻璃仪器除烧杯、量筒及玻璃棒外，还需要___________(填仪器名称)。

3.(1)E　D　B(2)检查装置的气密性　赶走装置中的氧气，防止对NO的观察造成影响(3)D中通氧气后，出现红棕色气体　冷凝，使NO2完全液化(4)2NaNO2＋H2SO4(浓)===Na2SO4＋NO2↑＋NO↑＋H2O　水会与NO2反应生成NO，影响后面NO的检验(5)把装置中的气体全部赶入到B中被吸收，以防污染环境　4NO2＋O2＋4OH－===4NOeq

4.(1)分液漏斗(2)C　让锌粒与盐酸先反应产生H2，把装置2和3中的空气赶出，避免生成的亚铬离子被氧化(3)B　A(4)使锌与CrCl3充分反应得到CrCl2(5)84.0%

5.Ⅰ.(1)量筒、胶头滴管　(2)保持容器内压强稳定　(3)BDEⅡ.(4)取FeSO4溶液并滴加稀硫酸酸化，滴加几滴KSCN溶液，无明显变化；滴加少许NaNO2溶液，溶液变为红色，证明NaNO2具有氧化性(或取KI溶液并滴加稀硫酸酸化，滴加淀粉溶液，无明显现象；滴加少许NaNO2溶液，溶液变蓝，证明NaNO2具有氧化性)(5)5NOeq

\o(=====,\s\up7(>600℃))3Na2SO4＋Na2S(2)取B温度下的固体产物少许，加水溶解，向溶液中加入足量盐酸，有臭鸡蛋气味气体产生，再加BaCl2溶液，有白色沉淀生成，则证明产物为Na2SO4和Na2S

(3)d(4)使生成的甲烷充分反应或生成的氨气完全被吸收或防止高温下铜与空气中的氧气反应，重新生成氧化铜(5)eq \f(41n,17)　eq \f(3m,4a)

10.(1)＋1　(2)degjbcf　关闭分液漏斗的活塞，在a处连接长导管插入水中，加热烧瓶，在导管末端产生气泡，停止加热，导管中形成一段液柱，说明装置A气密性良好　(3)防止ICl挥发　Cl2＋2COeq \o\al(2－,3)＋H2O===Cl－＋ClO－＋2HCOeq \o\al(－,3)　(4)蒸馏　(5)淀粉溶液　①胶头滴管、500 mL容量瓶