A02+化学实验基础知识要点.docx

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A02+化学实验基础知识要点

压轴题型化学综合实验分类探究

一、化学实验仪器的连接与创新使用

●题型说明

有关化学实验仪器的连接与创新使用是近几年来高考化学实验的重要命题角度，该类试题能够很好地考查学生分析、解决问题的能力和创新应用能力，提高实验技能。

题目所涉及的仪器及装置一般都源于教材又不同于教材，其考查形式一般是根据实验目的或具体实验情景，一是选择需要的实验仪器，并对仪器进行改进和创新，如“一器多用”，“多器一用”等；二是对所给实验仪器或装置进行连接组装；三是对实验仪器或装置的作用进行分析和评价。

其解题关键是明确实验目的，理解实验原理，了解仪器的结构和用途，根据实验步骤选择、改进和连接实验装置。

有关该方面的考查在选择题和综合实验题中都有所涉及。

◆实验仪器的“一器多用”

1．球形干燥管的创新使用：

（1）A装置为尾气吸收装置，原理类似于倒置在水中的漏斗。

（2）B装置为简易的过滤器，可净化天然水。

如果去掉上边两层，可用于活性炭对液体中色素的吸附实验。

（3）C装置为一简易的启普发生器，可用于H2、CO2的制取，也可用于铜与硝酸的反应。

2．集气瓶的创新使用：

集气瓶除用于收集气体外（如图D）、还可用作测量气体体积（如图E）、洗气瓶（如图F）等。

◆实验仪器的“多器一用”

1．常见的防倒吸装置

2．符合启普发生器原理的制气装置

3．可以测量气体体积的装置

4．可作为冷凝或冷却的装置

5．可作为气体干燥或除杂的装置

二、气体的制备与性质检验实验

●题型说明

有关气体的制备及性质检验实验是中学化学实验的重要内容，同时又是高考考查的重点和热点，在高考试题中通常以常见的气体如O2、H2、CO2、NH3、Cl2、NO、NO2、SO2等的制备为载体，考查有关气体的制备原理、发生装置、除杂、干燥、收集和尾气处理，以及气体的性质检验等。

有时还会与物质的分离提纯和定量测定相结合进行考查。

该题型能够很好地考查学生的实验技能和检测对元素化合物知识的运用能力，在选择题和综合性实验中都有所涉及。

◆常见气体的制备与收集

1．实验室典型的气体发生装置

2．气体收集方法

收集方法

排水法

向上排空气法

向下排空气法

收集原理

收集的气体不与水反应且难溶于水

收集的气体密度比空气大，且与空气密度相差较大，不与空气中成分反应

收集的气体密度比空气小，且与空气密度相差较大，不与空气中的成分反应

收集装置

◆有关气体制备实验的分析思路

◆气体的净化与尾气处理

1．气体的净化

（1）常见净化装置

a装置为加热固态试剂以除去气体中杂质的装置，为防止固体进入两端导管，两端应用石棉或玻璃棉堵住，但要使气流通畅。

b装置一般盛液体试剂，用于洗气。

c装置一般盛固体试剂，用于气体的除杂和干燥。

（2）常见干燥剂：

液态干燥剂

固态干燥剂

装置

或

常见干燥剂

浓硫酸（酸性、强氧化性）

无水氯化钙（中性）

碱石灰（碱性）

不可干燥的气体

NH3、H2S、HBr、HI等

NH3

Cl2、H2S、HCl、SO2、CO2等

2．尾气的处理

（1）直接排空处理：

主要用于对无毒、无害气体的处理。

如N2、O2、CO2等。

（2）尾气处理装置：

①某些溶解度较小的有毒气体，多数可通入烧杯中的某种试剂中吸收除去（如图甲）。

如Cl2、NO2均可通入NaOH溶液中除去。

②对于溶解度很大的气体，吸收时应防止倒吸（如图乙）。

常见的防倒吸装置还有如下几种改进装置（以NH3的吸收为例，未注明的液体为水）。

③某些可燃性气体可用点燃或转化的方法除去（如图丙）。

如CO、H2可点燃或通过灼热的CuO除去。

④某些可燃性气体（如CH4、C2H4、H2、CO等）也可以采用收集的方法处理（如图丁）。

◆常见气体的检验

检验气体是根据气体的性质，一般从以下5方面考虑：

①气体的颜色和气味；②水溶液的酸碱性；③助燃、可燃及燃烧现象和产物；④遇空气的变化；⑤其他特性。

待检物

操作步骤

现象

O2

用试管或集气瓶取待检气体，然后向试管或集气瓶中插入带有火星的木条

带火星的木条复燃

H2

使待检气体通过尖嘴玻璃导气管并点燃，在火焰上方罩一个干而冷的烧杯

有浅蓝色火焰，烧杯里有水雾生成

NH3

①用湿润的红色石蕊试纸检验

变蓝

②把待检气体收集在集气瓶里，盖上玻璃片，用玻璃棒蘸取浓盐酸，开启玻璃片放在瓶口上方

生成白烟

SO2

在洁净试管里加入5mL品红溶液，再通入待检气体

品红溶液褪色，加热后又恢复红色

CO2

闻气味，并将其通入澄清石灰水中

无色无味，石灰水变浑浊，继续通入后变澄清

Cl2

用湿润的KI淀粉试纸靠近集气瓶口

变蓝

三、化学实验方案的设计与评价

●题型说明

化学实验方案的设计与评价是化学综合实验考查的一种重要形式。

一是考查化学实验方案的设计能力，包括完善实验步骤，设计简短的实验操作方案等，多在非选择题中呈现；

二是考查对实验方案的评价能力，包括实验方案的可行性，实验方案的优缺点及改进，在选择题中和填空题中都有所涉及。

该题型能够综合考查学生的分析问题和解决问题的能力，综合性强，难度稍大，区分度高，应引起重视。

◆化学实验方案的设计

1．实验方案设计的基本要求

2．化学实验设计的基本思路

（1）明确目的和原理：

首先必须认真审题，明确实验的目的要求，弄清题目有哪些新的信息，综合已学过的知识，通过类比、迁移、分析，从而明确实验原理。

（2）选择仪器和药品：

根据实验的目的和原理以及反应物和生成物的性质、反应条件，如反应物和生成物的状态、能否腐蚀仪器和橡皮塞、反应是否需要加热及温度是否需要控制在一定范围等，从而选择合理的化学仪器和药品。

（3）设计装置和步骤：

根据实验目的和原理，以及所选用的实验仪器和药品，设计出合理的实验装置和实验操作步骤，并能够识别和绘制典型的实验仪器装置图，实验步骤应完整而又简便。

（4）记录现象和数据：

根据观察，全面准确地记录实验过程中的现象和数据。

（5）分析得出结论：

根据实验中观察的现象和记录的数据，通过分析、计算、图表、推理等处理，得出正确的结论。

◆化学实验方案的评价与改进

对化学实验方案进行评价，主要从正确与错误、严密与不严密、准确与不准确、可行与不可行等方面作出判断。

另外有无干扰、是否经济、是否安全、有无污染等也是要考虑的方面。

1．可行性方面

（1）分析实验方案是否科学可行；

（2）实验操作是否安全合理；

（3）实验步骤是否简单方便；

（4）实验效果是否明显。

2．绿色化学方面

（1）实验过程中是否造成环境污染；

（2）原料是否无毒、安全、易得；

（3）原料利用率及反应速率是否较高；

（4）反应速率是否较快。

3．安全性方面

化学实验从安全角度常考虑的主要因素如下：

（1）净化、吸收气体及熄灭酒精灯时要防止液体倒吸；

（2）进行某些易燃易爆实验时要防爆炸（如H2还原CuO应先通H2，气体点燃前先验纯等）；

（3）防氧化（如H2还原CuO后要“先灭灯再停氢”，白磷切割宜在水中进行等）；

（4）污染性的气体要进行尾气处理；有粉末状物质参加的反应，要注意防止导气管堵塞；

（5）防吸水（如实验取用、制取易吸水、潮解、水解的物质时宜采取必要措施，以保证达到实验目的）。

4．规范性方面

（1）冷凝回流（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）；

（2）易挥发液体产物（导出时可为蒸气）的及时冷却；

（3）仪器拆卸与组装顺序相反，按照从右向左，从高到低的顺序；

（4）其他（如实验操作顺序、试剂加入顺序、实验方法使用顺序等）。

◆解答综合性实验设计与评价题的基本流程

原理→反应物质→反应条件→仪器装置→现象→结论→作用意义→联想。

具体分析为：

（1）实验是根据什么性质和原理设计的？

实验的目的是什么？

（2）反应物的性质、状态及发生反应时的条件（根据实验目的和相关的化学反应原理，进行全面的分析比较和推理，并合理选择）。

（3）有关装置：

性能、使用方法、适用范围、注意问题、是否有替代装置可用、仪器规格等。

（4）有关操作：

操作方法、操作顺序、注意事项或操作错误的后果。

（5）实验现象：

自下而上，自左而右全面观察。

（6）实验结论：

得出直接结论或导出间接结论。

四、探究型实验及有机综合实验

●题型说明

1．探究型化学实验常分为物质成分的探究、物质性质的探究、化学反应原理的探究、化学反应条件的探究、反应现象的探究等五个类型，该题型通常融合物质的制备、分离提纯、检验、条件控制、定量测定以及实验方案的设计与评价等方面，进行综合性考查学生分析问题、解决问题的能力和化学实验的能力。

常考题型为非选择题，难度较大，综合性较强，是高考的热点题，应引起足够的重视。

2．有机化学综合实验题是近三年全国新课标高考实验命题的热点，通常以有机物的制备和性质实验为载体，考查常见仪器的用途与基本操作，有机物的分离与提纯，反应条件的控制、有机物的性质及产率计算等，题目综合性较强，但难度不大，能够很好地考查学生分析问题的能力和实验技能。

◆探究型实验的常见类型

1．物质成分的探究

通过化学反应原理猜测可能生成哪些物质，对这些物质逐一进行检验来确定究竟含有哪些成分。

虽然探究型实验主要考查学生的探究能力，但在问题中常常包含了对实验基础知识的考查。

如：

（1）常见物质分离提纯的方法：

结晶法、蒸馏法、过滤法、升华法、萃取法、渗析法等。

（2）常见气体的制备、净化、干燥、收集等方法。

（3）熟悉重点的操作：

气密性检查、测量气体体积、防倒吸、防污染等。

2．物质性质的探究

（1）在探究过程中往往可以利用对比实验，即设置几组平行实验来进行对照和比较，从而研究和揭示某种规律，解释某种现象形成的原因或证明某种反应机理。

（2）无机物、有机物性质的探究，必须在牢牢掌握元素化合物知识的基础上，大胆猜想，细心论证。

脱离元素化合物知识，独立看待实验问题是不科学的，只有灵活运用已有的元素化合物知识，才能变探究型实验为验证型实验，使复杂问题简单化。

3．探究型实验题的一般解题思路

先通过对比找出实验的不同之处（操作、现象等），再揭示实验现象不同的本质，然后从本质上设计相应的实验来验证。

还有一些题目将基本的理论、原理置于实验探究活动之中，只要熟练掌握基础知识、理解其原理，此类题目就会迎刃而解。

◆反应原理、反应条件的探究及变量控制

1．解答探究型实验题的基本程序可用以下流程图表示：

（1）提出问题

要提出问题，首先得发现问题，对题给信息进行对比、质疑，通过思考提出值得探究的问题。

此外，实验中出现的特殊现象也是发现问题、提出问题的重要契机。

（2）提出猜想

所谓猜想就是根据已有知识对问题的解决提出的几种可能的情况。

有一些问题，结论有多种可能（这就是猜想），只能通过实验进行验证。

（3）设计验证方案

提出猜想后，就要结合题给条件，设计出科学、合理、安全的实验方案，对可能的情况进行探究。

实验设计中，关键点是对试剂的选择和实验条件的调控。

（4）观察实验现象，得出结论

根据设计的实验方案，根据实验现象进行推理分析或计算分析得出结论。

2．控制变量型实验题的解题思路

物质变化往往受到多个因素的影响，在研究化学反应与外界因素之间的关系时，对影响物质变化规律的因素或条件加以人为控制，使其他几个因素不变，集中研究其中一个因素的变化所产生的影响，以利于在研究过程中，迅速寻找到物质变化的规律。

◆有机综合实验

1．有机物制备的注意要点

（1）加热

①酒精灯加热。

酒精灯的火焰温度一般在400～500℃，所以需要温度不太高的实验都可用酒精灯加热。

教材中用酒精灯加热的有机实验有：

“乙酸乙酯的制取实验”、“石油的蒸馏实验”和“石蜡的催化裂化实验”。

②酒精喷灯加热。

酒精喷灯的火焰温度比酒精灯的火焰温度要高得多，所以需要较高温度的有机实验可采用酒精喷灯加热。

教材中用酒精喷灯加热的有机实验是“煤的干馏实验”。

③水浴加热。

水浴加热的温度不超过100℃。

（2）冷却

有机实验中的反应物和产物多为挥发性的有害物质，所以必须注意对挥发出的反应物和产物进行冷却。

①需要冷水（用冷凝管盛装）冷却的实验：

“蒸馏水的制取实验”和“石油的蒸馏实验”。

②用空气冷却（用长玻璃管连接反应装置）的实验：

“乙酸乙酯的制取实验”、“石蜡的催化裂化实验”。

这些实验需要冷却的目的是减少反应物或生成物的挥发，既保证了实验的顺利进行，又减少了这些挥发物对人的危害和对环境的污染。

2．常见有机物分离提纯的方法

（1）分液：

用于分离两种互不相溶（密度也不同）的液体。

（2）蒸馏：

用于分离沸点不同的液体。

分馏的原理与此相同。

（3）洗气：

用于除去气体混合物中的杂质，如乙烷中的乙烯可通过溴水洗气除去。

（4）萃取分液：

如分离溴水中的溴和水，可用四氯化碳或苯进行萃取然后分液。

五、化工流程型实验题

●题型说明

化工流程型实验题通常以元素化合物知识为依托，以反应原理、实验操作为考查重点。

重视实验技术在工业生产中的应用，意在引导考生关注化学的真实性和应用性，体现了能力立意和化学知识的应用，是今后高考命题的方向和热点，综合性强，但难度不大，能够很好地考查学生分析、解决问题的能力，培养实验技能。

◆常见的化工术语

关键词

释义

研磨、雾化

将块状或颗粒状的物质磨成粉末或将液体雾化，增大反应物接触面积，以加快反应速率或使反应更充分

灼烧（煅烧）

使固体在高温下充分分解、氧化或改变结构等。

如煅烧石灰石、高岭土、硫铁矿

浸取

向固体中加入适当溶剂或溶液，使其中可溶性的物质溶解，包括水浸取、酸溶、碱溶、醇溶等

浸出率

溶解的物质占原物质的百分含量

酸浸

在酸性溶液中使可溶性金属离子进入溶液，不溶物通过过滤除去的过程

水浸

与水充分反应或溶解

过滤

固体与液体的分离

滴定

可用于某种未知浓度物质的物质的量浓度的测定

蒸发结晶

蒸发溶剂，使溶液由不饱和变为饱和，继续蒸发，过剩的溶质就会以晶体析出

蒸发浓缩

蒸发除去部分溶剂，提高溶液的浓度

水洗

用水洗去可溶性杂质，类似的还有酸洗、醇洗等

酸作用

溶解、去氧化物（膜）、抑制某些金属离子的水解、除去杂质离子等

碱作用

去油污、去铝片氧化膜，溶解铝、二氧化硅，调节pH、促进水解（沉淀）

◆常见的操作与答题角度

常见的操作

答题要考虑的角度

加过量试剂

使反应完全进行（或增大转化率、产率）等

加氧化剂

氧化某物质，生成目标产物或除去某些离子

判断能否加其他物质

要考虑是否引入杂质（或影响产物的纯度）等

分离、提纯

过滤、蒸发、萃取、分液、蒸馏等常规操作

提高原子利用率

绿色化学（经济性或环保性）

在空气中或在其他气体中进行的反应或操作

要考虑O2、H2O、CO2或其他气体是否参与反应或能否达到隔绝空气，防氧化、水解、潮解等目的

判断沉淀是否洗涤干净

取最后洗涤液少量，检验其中是否还有某种离子存在等

控制溶液的pH

①调节溶液的酸碱性，抑制水解（或使其中某些金属离子形成氢氧化物沉淀）

②“酸作用”还可除去氧化物（膜）

③“碱作用”还可除去油污，除去铝片氧化膜，溶解铝、二氧化硅等

④特定的氧化还原反应需要的酸性条件（或碱性条件）

控制温度（常用水浴、冰浴或油浴）

①防止副反应的发生

②使化学平衡移动；控制化学反应的方向

③控制固体的溶解与结晶（如趁热过滤能防止某物质降温时析出）

④控制反应速率；使催化剂达到最大活性

⑤升温：

促进溶液中的气体逸出，使某物质达到沸点挥发

⑥加热煮沸：

促进水解，聚沉后利于过滤分离

⑦趁热过滤：

减少因降温而析出的溶质的量

⑧降温：

防止物质高温分解或挥发；降温（或减压）可以减少能源成本，降低对设备的要求

洗涤晶体

①水洗：

通常是为了除去晶体表面水溶性的杂质

②“冰水洗涤”：

能洗去晶体表面的杂质离子，且防止晶体在洗涤过程中的溶解损耗

③用特定有机试剂清洗晶体：

洗去晶体表面的杂质，降低晶体的溶解度、有利于析出，减少损耗等

表面处理

用水洗除去表面可溶性杂质，金属晶体可用机械法（打磨）或化学法除去表面氧化物、提高光洁度等

◆化工流程的模式及规律

模式：

规律：

主线主产品、分支副产品、回头为循环。

◆常见设问角度

（1）化学方程式或离子方程式的书写

（2）物质成分的判断

（3）除杂试剂的选择

（4）物质分离提纯操作

（5）反应条件的控制

（6）产率的计算、纯度的计算

◆解答无机化工流程试题的程序

1．审题步骤

2．解题思路

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