高考化学实验专题精品复习化学实验综合 Word版.docx
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高考化学实验专题精品复习化学实验综合Word版
化学实验综合
【重点知识梳理】
一、评价型实验题
评价型实验题包括的题型很多,其中比较典型的有物质性质探究型、化学现象探究型、物质制备和应用探究型等,该类试题一般以实验装置图的形式给出实验的流程,其实验流程与考查内容一般为
1.气体制备装置的选择及注意事项
装置选择
注意事项
固体与固体加热装置
①试管口应稍向下倾斜,防止产生的水蒸气在试管口冷凝后倒流而引起试管炸裂;②铁夹应夹在距试管口约1/3处;③胶塞中的导管伸入试管里面不能太长,否则会阻碍气体的导出
固体与液体不加热装置
①块状固体与液体在常温下反应制备气体时可用启普发生器,如图甲,当制取气体的量不多时,也可采用简易装置,如图乙;②装置乙、丁、戊、己中长颈漏斗的下端应伸入液面以下,否则起不到液封的作用;③加入的液体反应物(如酸)要适当;④粉末状固体与液体反应或产物为糊状物时常采用装置丙
固体与液体液体与液体加热装置
①先把固体药品加入烧瓶中,然后滴加液体药品,要注意液体滴加的速度,保证产气速率平稳,易于收集;②若使用分液漏斗,则需要在滴液的过程中,打开漏斗活塞,以保证液体能够顺利滴下;③分液漏斗中的液体滴完后,要关闭漏斗活塞,防止气体经漏斗逸出;④装置乙中的温度计必须插在反应液中;⑤烧瓶加热需要垫石棉网
2.气体的干燥方法与干燥装置
气体
的干
燥方
法
气体干燥选择
干燥剂的原则
不减原则:
即通过干燥操作之后,目标气体的量不能减少;
不反应原则:
干燥剂不能与目标气体反应
酸性干燥剂
浓H2SO4
可以干燥H2、O2、N2、CO2、CO、Cl2、HCl、SO2、CH4和C2H4等气体
碱性干燥剂
碱石灰
主要用于干燥NH3,但也可干燥H2、O2、N2、CO和CH4等
中性干燥剂
CaCl2
可以干燥H2、O2、N2、CO2、Cl2、HCl和H2S等,但不能干燥NH3
气体的干燥装置
盛装液态干燥剂,用于干燥气体;也可以盛装其他液体试剂,用来对酸性或中性气体进行除杂
盛装碱石灰和CaCl2等固体干燥剂
甲装置可以盛装液体干燥剂或固体干燥剂,乙和丙装置只能盛装固体干燥剂
3.气体的收集装置及方法
排水法
①难溶或微溶于水,且与水不发生化学反应的气体,都可用排水集气法收集;②用排水集气法收集气体时,导管不伸入试管(或集气瓶)底部
向上排空气法
①比空气密度大的气体可用向上排空气法收集;②用排空气法收集气体时,导管一定要伸入集气瓶(或试管)底部,目的是把集气瓶(或试管)中的空气尽量排出;③为防止外界空气向集气瓶内扩散,集气瓶口可盖上毛玻璃片,若用试管收集时,可在试管口塞上一小团疏松的棉花
向下排空气法
比空气密度小的气体可用向下排空气法收集,如H2、NH3和CH4等气体
排特殊溶液法
①氯气可用排饱和食盐水的方法收集;②二氧化碳可用排饱和碳酸氢钠溶液的方法收集
4.常见尾气处理装置及方法
液体吸收法
点燃法
收集法
处理
装置
适用
气体
装置A适用于吸收溶解度小的气体,如Cl2、CO2等;装置B、C可吸收溶解度大的气体,如HCl、HBr、NH3等
CH4、CH2==CH2、H2、CO等
CO、NH3、H2S等
二、定量测定型实验题
1.气体体积的测量是考查的重点和难点
(1)量气装置
(2)量气时应注意的问题
①量气时应保持装置处于室温状态。
②读数时要特别注意消除“压强差”,保持液面相平还要注意视线与液面最低处相平。
2.测定实验中要有消除干扰气体的意识
如用“惰性”气体将干扰气体排出,或用溶液吸收干扰气体等。
3.测定实验中要有被测量气体全部被测量的意识
如可采取反应结束后继续向装置中通入“惰性”气体以使被测量气体全部被吸收剂吸收的方法。
4.测定实验中要有“数据”的采集处理意识
实验数据的采集是化学计算的基础,一般来讲,固体试剂称质量,而液体试剂和气体试剂则测量体积。
(1)称量固体质量时,一般用托盘天平,可估读到0.1g,精确度要求高的实验中可以用分析天平或电子天平,可精确到0.0001g。
(2)测量液体体积时,一般实验中选用适当规格的量筒,可估读到0.1mL,准确度要求高的定量实验如中和滴定中选用滴定管(酸式或碱式),可估读到0.01mL。
容量瓶作为精密的定容仪器,用于配制一定物质的量浓度的溶液,一般不用于量取液体的体积。
(3)气体除了量取外,还可以称量。
称气体的质量时一般有两种方法:
一种方法是称反应装置在放出气体前后的质量减小值;另一种方法是称吸收装置前后的质量增大值。
考点一 制备实验方案的设计与评价
例1.(2015·广东理综,33,17分)NH3及其盐都是重要的化工原料。
.
(1)用NH4Cl和Ca(OH)2制备NH3,反应发生、气体收集和尾气处理装置依次为________。
(2)按下图装置进行NH3性质实验。
①先打开旋塞1,B瓶中的现象是________,原因是________,稳定后,关闭旋塞1。
②再打开旋塞2,B瓶中的现象是______________________________________。
(3)设计实验,探究某一种因素对溶液中NH4Cl水解程度的影响。
限选试剂与仪器:
固体NH4Cl、蒸馏水、100mL容量瓶、烧杯、胶头滴管、玻璃棒、药匙、天平、pH计、温度计、恒温水浴槽(可控制温度)
①实验目的:
探究________对溶液中NH4Cl水解程度的影响。
②设计实验方案,拟定实验表格,完整体现实验方案(列出能直接读取数据的相关物理量及需拟定的数据,数据用字母表示;表中“V(溶液)”表示所配制溶液的体积)。
物理量
实验序号
V(溶液)/mL
……
1
100
……
2
100
……
③按实验序号1所拟数据进行实验,若读取的待测物理量的数值为Y,则NH4Cl水解反应的平衡转化率为________(只列出算式,忽略水自身电离的影响)。
答案
(1)A C G
(2)①产生白色的烟 氯化氢与氨气反应生成了氯化铵小颗粒,氯化铵小颗粒形成白烟 ②烧杯中的石蕊溶液会倒流进入到B瓶中且呈红色 (3)①温度②
物理量
实验序号
V(溶液)/mL
NH4Cl质量(g)
pH
温度(℃)
……
1
100
m
Y
T1
……
2
100
m
Z
T2
……
③
【变式训练1】(2015·江苏化学,19,15分)实验室用下图所示装置制备KClO溶液,并通过KClO溶液与Fe(NO3)3溶液的反应制备高效水处理剂K2FeO4。
已知K2FeO4具有下列性质:
①可溶于水、微溶于浓KOH溶液,②在0℃~5℃、强碱性溶液中比较稳定,③在Fe3+和Fe(OH)3催化作用下发生分解,④在酸性至弱碱性条件下,能与水反应生成Fe(OH)3和O2。
(1)装置A中KMnO4与盐酸反应生成MnCl2和Cl2,其离子方程式为_____________________________,
将制备的Cl2通过装置B可除去________________(填化学式)。
(2)Cl2与KOH在较高温度下反应生成KClO3。
在不改变KOH溶液的浓度和体积的条件下,控制反应在0℃~5℃进行,实验中可采取的措施是________、________。
(3)制备K2FeO4时,KClO饱和溶液与Fe(NO3)3饱和溶液的混合方式为________。
(4)提纯K2FeO4粗产品含有Fe(OH)3、KCl等杂质]的实验方案为:
将一定量的K2FeO4粗产品溶于冷的3mol·L-1KOH溶液中,________________________________________(实验中须使用的试剂有:
饱和KOH溶液,乙醇;除常用仪器外须使用的仪器有:
砂芯漏斗,真空干燥箱)。
答案
(1)2MnO
+16H++10Cl-===2Mn2++5Cl2↑+8H2O HCl
(2)缓慢滴加盐酸 装置C加冰水浴(3)在搅拌下,将Fe(NO3)3饱和溶液缓慢滴加到KClO饱和溶液中
(4)用砂芯漏斗过滤,将滤液置于冰水浴中,向滤液中加入饱和KOH溶液,搅拌、静置,再用砂芯漏斗过滤,晶体用适量乙醇洗涤2~3次后,在真空干燥箱中干燥
考点二 探究物质组成、性质的实验方案的设计与评价
例2.(2015·广东理综,22,6分)下列实验操作、现象和结论均正确的是(双选)( )
选项
实验操作
现象
结论
A
分别加热Na2CO3和NaHCO3固体
试管内壁均有水珠
两种物质均受热分解
B
向稀的苯酚水溶液中滴加饱和溴水
生成白色沉淀
产物三溴苯酚不溶于水
C
向含I-的无色溶液中滴加少量新制氯水,再滴加淀粉溶液
加入淀粉后溶液变成蓝色
氧化性:
Cl2>I2
D
向FeSO4溶液中先滴入KSCN溶液,再滴加H2O2溶液
加入H2O2后溶液变成血红色
Fe2+既有氧化性又有还原性
解析 A项,Na2CO3固体加热不会分解,试管内壁没有水珠,错误;B项,苯酚可与饱和溴水中的溴单质发生取代反应,生成三溴苯酚白色沉淀,正确;C项,少量氯水与I-发生氧化还原反应:
Cl2+2I-===2Cl-+I2,淀粉遇I2变蓝色,正确;D项,H2O2能把Fe2+氧化为Fe3+,说明Fe2+具有还原性,不能说明Fe2+具有氧化性,错误。
答案 BC
【变式训练2】(2014·课标全国卷Ⅰ,13,6分)利用如图所示装置进行下列实验,能得出相应实验结论的是( )
选项
①
②
③
实验结论
A
稀硫酸
Na2S
AgNO3与AgCl的浊液
Ksp(AgCl)>Ksp(Ag2S)
B
浓硫酸
蔗糖
溴水
浓硫酸具有脱水性、氧化性
C
稀盐酸
Na2SO3
Ba(NO3)2溶液
SO2与可溶性钡盐均可生成白色沉淀
D
浓硝酸
Na2CO3
Na2SiO3溶液
酸性:
硝酸>碳酸>硅酸
答案 B
【经典考题精析】
1.(2015·课标全国卷Ⅰ,26,14分)草酸(乙二酸)存在于自然界的植物中,其K1=5.4×10-2,K2=5.4×10-5。
草酸的钠盐和钾盐易溶于水,而其钙盐难溶于水。
草酸晶体(H2C2O4·2H2O)无色,熔点为101℃,易溶于水,受热脱水、升华,170℃以上分解。
回答下列问题:
(1)甲组同学按照如图所示的装置,通过实验检验草酸晶体的分解产物。
装置C中可观察到的现象是_________________________________________________________________,
由此可知草酸晶体分解的产物中有________。
装置B的主要作用是__________________________________________________________________。
(2)乙组同学认为草酸晶体分解的产物中还有CO,为进行验证,选用甲组实验中的装置A、B和下图所示的部分装置(可以重复选用)进行实验。
①乙组同学的实验装置中,依次连接的合理顺序为A、B、________。
装置H反应管中盛有的物质是________。
②能证明草酸晶体分解产物中有CO的现象是______________________________________________________________________________。
(3)设计实验证明:
①草酸的酸性比碳酸的强____________________________________________。
②草酸为二元酸____________________________________________________。
答案
(1)有气泡逸出,澄清石灰水变浑浊 CO2 冷凝(水蒸气、草酸等),防止草酸进入装置C反应生成沉淀,干扰CO2的检验
(2)①F、D、G、H、D、I CuO(氧化铜)
②前面澄清石灰水无现象,H中黑色粉末变红色,其后的D中澄清石灰水变浑浊
(3)①向盛有少量NaHCO3的试管里滴加草酸溶液,有气泡产生
②用NaOH标准溶液滴定草酸,消耗NaOH的物质的量为草酸的2倍
2.【2014年高考新课标Ⅰ卷第26题】(13分)乙酸异戊酯是组成蜜蜂信息素质的成分之一,具有香蕉的香味,实验室制备乙酸异戊酯的反应装置示意图和有关数据如下:
实验步骤:
在A中加入4.4g的异戊醇,6.0g的乙酸、数滴浓硫酸和2~3片碎瓷片,开始缓慢加热A,回流50分钟,反应液冷至室温后,倒入分液漏斗中,分别用少量水,饱和碳酸氢钠溶液和水洗涤,分出的产物加入少量无水硫酸镁固体,静置片刻,过滤除去硫酸镁固体,,进行蒸馏纯化,收集140~143℃馏分,得乙酸异戊酯3.9g。
回答下列问题:
(1)装置B的名称是:
(2)在洗涤操作中,第一次水洗的主要目的是:
;第二次水洗的主要目的是:
。
(3)在洗涤、分液操作中,应充分振荡,然后静置,待分层后(填标号),
A.直接将乙酸异戊酯从分液漏斗上口倒出
B.直接将乙酸异戊酯从分液漏斗下口放出
C.先将水层从分液漏斗的下口放出,再将乙酸异戊酯从下口放出
D.先将水层从分液漏斗的下口放出,再将乙酸异戊酯从上口放出
(4)本实验中加入过量乙酸的目的是:
(5)实验中加入少量无水硫酸镁的目的是:
(6)在蒸馏操作中,仪器选择及安装都正确的是:
(填标号)
(7)本实验的产率是:
A、30℅B、40℅C、50℅D、60℅
(8)在进行蒸馏操作时,若从130℃开始收集馏分,产率偏(填高或者低)原因是
【答案】
(1)球形冷凝管;
(2)洗掉大部分硫酸和醋酸;洗掉碳酸氢钠;(3)D;(4)提高醇的转化率;(5)干燥;(6)b;(7)D;(8)高;会收集少量的未反应的异戊醇。
3.【2014年高考新课标Ⅱ卷第26题】(15分)某小组以CoCl2·6H2O、NH4Cl、H2O2、浓氨水为原料,在活性炭催化下,合成了橙黄色晶体X。
为测定其组成,进行如下实验。
①氨的测定:
精确称取wgX,加适量水溶解,注入如图所示的三颈瓶中,然后逐滴加入足量10%NaOH溶液,通入水蒸气,将样品液中的氨全部蒸出,用V1mLc1mol·L—1的盐酸标准溶液吸收。
蒸氨结束后取下接收瓶,用c2mol·L—1NaOH标准溶液滴定过剩的HCl,到终点时消耗V2mLNaOH溶液。
②氯的测定:
准确称取样品X,配成溶液后用AgNO3标准溶液滴定,K2CrO4溶液为指示剂,至出现淡红色沉淀不再消失为终点(Ag2CrO4为砖红色)。
回答下列问题:
(1)装置中安全管的作用原理是。
(2)用NaOH标准溶液滴定过剩的HCl时,应使用式滴定管,可使用的指示剂为。
(3)样品中氨的质量分数表达式为。
(4)测定氨前应该对装置进行气密性检验,若气密性不好测定结果将(填“偏高”或“偏低”)。
(5)测定氯的过程中,使用棕色滴定管的原因是;滴定终点时,若溶液中c(Ag+)=2.0×10—5mol·L—1,c(CrO42—)为mol·L—1。
(已知:
Ksp(Ag2CrO4)=1.12×10—12)
(6)经测定,样品X中钴.氨.氯的物质的量之比为1:
6:
3,钴的化合价为,制备X的化学方程式为;X的制备过程中温度不能过高的原因是。
【答案】
(1)当A中压力过大时,安全管中液面上升,使A瓶中压力稳定
(2)碱酚酞(或甲基红)(3)
(4)偏低(5)防止硝酸银见光分解2.8×10—3
(6)+32CoCl2+2NH4Cl+10NH3+H2O2
2Co(NH3)6]Cl3+2H2O温度过高过氧化氢分解、氨气逸出
4.【2014年高考江苏卷第19题】(15分)实验室从含碘废液(除H2O外,含有CCl4、I2、I-等)中回收碘,其实验过程如下:
(1)向含碘废液中加入稍过量的Na2SO3溶液,将废液中的I2还原为I-,其离子方程式为;该操作将I2还原为I-的目的是。
(2)操作X的名称为。
(3)氧化时,在三颈烧瓶中将含I-的水溶液用盐酸调至pH约为2,缓慢通入Cl2,在400C左右反应(实验装置如图所示)。
实验控制在较低温度下进行的原因是;锥形瓶里盛放的溶液为。
(4)已知:
5SO32—+2IO3—+2H+
I2+5SO42—+H2O
某含碘废水(pH约为8)中一定存在I2,可能存在I-、IO3—中的一种或两种。
请补充完整检验含碘废水中是否含有I-、IO3—的实验方案:
取适量含碘废水用CCl4多次萃取、分液,直到水层用淀粉溶液检验不出碘单质存在;。
实验中可供选择的试剂:
稀盐酸、淀粉溶液、FeCl3溶液、Na2SO3溶液
【答案】
(1)SO32-+I2+H2O=2I-+SO42-+2H+使四氯化碳中碘进入水层
(2)分液(3)使氯气在溶液中有较大的溶解度氢氧化钠溶液
从水层取少量的溶液,加入1——2mL淀粉溶液,加热盐酸酸化,滴加氯化铁溶液,若溶液变蓝,说明废水中含有碘离子;若溶液不变蓝,说明废水中不含有碘离子。
另从水层取少量溶液,加入1——2mL淀粉溶液,加热盐酸酸化,滴加亚硫酸钠溶液,若溶液变蓝,说明废水中含有碘酸根离子,否则不含有。
5.【2014年高考四川卷第9题】(13分)硫代硫酸钠是一种重要的化工产品。
某兴趣小组拟制备硫代硫酸钠晶体(Na2S2O3·5H2O)。
I.查阅资料]
(1)Na2S2O3·5H2O是无色透明晶体,易溶于水。
其稀溶液与BaCl2溶液混合无沉淀生成。
(2)向Na2CO3和Na2S混合液中通入SO2可制得Na2S2O3,所得产品中常含有少量Na2SO3和Na2SO4。
(3)Na2SO3易被氧化;BaSO3难溶于水,可溶于稀HCl。
Ⅱ.制备产品]
实验装置如图所示(省略夹持装置)
实验步骤:
(1)检查装置气密性,按图示加入试剂。
仪器a的名称是____;E中的试剂是___(选填下列字母编号)。
A.稀H2SO4B.NaOH溶液C.饱和NaHSO3溶液
(2)先向C中烧瓶加入Na2S和Na2CO3混合溶液,再向A中烧瓶滴加浓H2SO4。
(3)待Na2S和Na2CO3完全消耗后,结束反应。
过滤C中混合液,滤液经____(填写操作名称)、结晶、过滤、洗涤、干燥、得到产品。
Ⅲ.探究与反思]
(1)为验证产品中含有Na2SO3和Na2SO4,该小组设计了以下实验方案,请将方案补充完整。
(所需试剂从稀HNO3、稀H2SO4、稀HCl、蒸馏水中选择)
取适量产品配成稀溶液,滴加足量BaCl2溶液,有白色沉淀生成,_____,若沉淀未完全溶解,并有刺激性气味的气体产生,则可确定产品中含有Na2SO3和Na2SO4。
(2)为减少装置C中生成的Na2SO4的量,在不改变原有装置的基础上对原有实验步骤
(2)进行了改进,改进后的操作是_______。
(3)Na2S2O3·5H2O的溶解度随温度升高显著增大,所得产品通过_____方法提纯。
【答案】Ⅱ.
(1)分液漏斗;B(3)蒸发Ⅲ.
(1)过滤,用蒸馏水洗涤沉淀,向沉淀中加入足量稀HCl。
(2)先向A中烧瓶滴加浓硫酸,产生的气体将装置中空气排尽后,再向C中烧瓶加入Na2S和Na2CO3混合溶液。
(3)重结晶