《3年高考2年模拟》2022课标版高中化学一轮复习 第4讲 化学实验热点题型(2).pptx
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1、必备知识 整合 关键能力 突破 第第4 4讲化学实验热点题型讲化学实验热点题型 必备知识 整合 关键能力 突破 1.无机物质的制备综合实验探究无机物质的制备综合实验探究 解答物质制备实验题的一般程序 (1)认真阅读题干,提取有用信息。 (2)仔细观察装置图(或框图),联想熟悉的实验,找出每个仪器(或步骤)与熟悉 的某一实验相似的地方,分析每个仪器中所装药品的作用。 (3)通读问题,把所有的问题进行综合分析,运用题给信息和所学化学知识得 出正确答案。 必备知识 整合 必备知识 整合 关键能力 突破 2.有机物制备综合实验探究有机物制备综合实验探究 把握三个关键,突破有机物制备实验 (1)把握制备
2、过程 必备知识 整合 关键能力 突破 (2)典型装置 反应装置 必备知识 整合 关键能力 突破 蒸馏装置 必备知识 整合 关键能力 突破 (3)熟悉常考问题 有机物易挥发,因此在反应中通常采用冷凝回流装置,以减少有机物的挥 发,提高原料的利用率和产物的产率。 有机反应通常是可逆反应,且易发生副反应,因此常使价格较低的反应物过 量,以提高其他反应物的转化率和产物的产率,同时在实验中需要控制反应条 件,以减少副反应的发生。 根据产品与杂质的性质特点选择合适的分离提纯方法,如蒸馏、分液等。 温度计水银球的位置:若要控制反应温度,则应插入反应液中;若要选择收 集某温度下的馏分,则应放在蒸馏烧瓶的支管口
3、处。 必备知识 整合 关键能力 突破 冷凝管的选择:球形冷凝管一般只用于冷凝回流,直形冷凝管能用于冷凝和 收集馏分。 冷凝管的进出水方向:下进上出。 加热方法的选择:a.酒精灯加热,需要温度不太高的实验都可用酒精灯加热; b.水浴加热,水浴加热的温度不超过100 。 防暴沸:加碎瓷片或沸石,防止液体暴沸,若开始忘加,需冷却后补加。 必备知识 整合 关键能力 突破 3.物质性质的验证综合实验探究物质性质的验证综合实验探究 (1)题型特点 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,然后据此设计出合理的实验方案,去探究物质可能具有的性质。 (2)基本思路和方法
4、根据物质的组成(或成分)提出各物质(或离子)性质的假设根据这些性质 找到可能存在的反应确定检验的试剂和仪器确定实验的顺序叙述实 验的操作和预期的现象,得出结论。 必备知识 整合 关键能力 突破 (3)常见物质的热分解反应规律 难溶性碳酸盐 氧化物+CO2; 碳酸的酸式盐 碳酸的正盐+CO2+H2O; 铵盐 NH3+相应的酸(或酸性氧化物+H2O)(NH4NO3除外); 必备知识 整合 关键能力 突破 草酸晶体 CO2+CO+H2O。 (4)氧化性、还原性与所含元素化合价的关系 元素处于最高价时,只具有氧化性,如H+; 元素处于最低价时,只具有还原性,如Cl-; 元素处于中间价时,既具有氧化性又
5、具有还原性,如Cl2。 必备知识 整合 关键能力 突破 4.定量综合实验探究定量综合实验探究 (1)定量测定的常用方法 沉淀法 先将某种成分转化为沉淀,然后称量纯净、干燥的沉淀的质量,再进行相关计算。 测气体体积法 对于产生气体的反应,可以通过测定气体体积的方法测定样品纯度。 测气体质量法 将生成的气体通入足量的吸收剂中,通过称量实验前、后吸收剂的质量,求得 必备知识 整合 关键能力 突破 所吸收气体的质量,然后进行相关计算。 滴定法 利用滴定操作原理,通过酸碱中和滴定、沉淀滴定和氧化还原滴定等获得相 应数据后再进行相关计算。 热重法 只要物质受热时发生质量变化,都可以用热重法来研究物质的组成
6、。热重法 是在控制温度的条件下,测量物质的质量与温度关系的方法。通过分析热重 曲线,可以知道样品及其可能产生的中间产物的组成、热稳定性、热分解情 况及生成产物等与质量相联系的信息。 必备知识 整合 关键能力 突破 (2)定量测定实验中常用的计算方法关系式法 关系式法是表示两种或多种物质之间“物质的量”关系的一种方法。在多 步反应中,它可以把始态的反应物与终态的生成物之间“物质的量”的关系 表示出来,把多步计算简化成一步计算。 正确找出关系式的关键: 根据化学方程式,找出作为中介的物质,并确定最初反应物、中间物质、最终 生成物之间物质的量的关系。 如用Na2S2O3滴定法测水中溶氧量,经过如下三
7、步反应: O2+2Mn(OH)2 2MnO(OH)2; 必备知识 整合 关键能力 突破 MnO(OH)2+2I-+4H+ Mn2+I2+3H2O; 2Na2S2O3+I2 Na2S4O6+2NaI。 因此水中溶氧量与Na2S2O3之间的关系为 O22MnO(OH)22I24Na2S2O3。 (中介)(中介) 必备知识 整合 关键能力 突破 5.化学实验方案的设计和评价化学实验方案的设计和评价 (1)解答实验方案设计题的思路 必备知识 整合 关键能力 突破 (2)实验评价题的考查角度 可行性方面 a.分析实验方案是否科学可行;b.实验操作是否安全合理;c.实验步骤是否简 单方便;d.实验效果是否
8、明显等。 绿色化学方面 a.实验过程中是否造成环境污染;b.原料是否无毒、安全、易得;c.原料利用 率是否较高;d.反应速率是否较快等。 安全性方面 a.净化、吸收气体及熄灭酒精灯时要防止液体倒吸;b.进行某些易燃、易爆 必备知识 整合 关键能力 突破 实验时要预防爆炸;c.防氧化;d.污染性的气体要进行尾气处理;e.有粉末状物质参 加的反应,要注意防止导气管堵塞;f.防吸水等。 规范性方面 a.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、冷凝管等;b.易挥发液体产物 (导出时可为蒸气)的及时冷却;c.仪器拆卸顺序与组装顺序相
9、反,按照从右向 左,从高到低的顺序;d.其他方面,如实验操作顺序(仪器洗涤仪器组装气 密性检查加入试剂仪器拆卸)、试剂加入顺序(先固后液)、实验方法使 用顺序等。 必备知识 整合 关键能力 突破 最佳方案的选择 几个实验方案都能达到目的,选出一个最佳方案。所谓最佳,就是装置最简 单,药品容易取得、价格低廉,现象明显,干扰小,无污染等。 必备知识 整合 关键能力 突破 热点题型一无机物质的制备综合实验探究热点题型一无机物质的制备综合实验探究 关键能力 突破 题组一以题组一以“模拟化工生产模拟化工生产”为载体的综合实验探究为载体的综合实验探究 1.(2020天津,15,17分)为测定CuSO4溶液
10、的浓度,甲、乙两同学设计了两个方 案。回答下列问题: .甲方案 实验原理:CuSO4+BaCl2 BaSO4+CuCl2 必备知识 整合 关键能力 突破 实验步骤: (1)判断S沉淀完全的操作为向上层清液中继续滴加BaCl2溶液,无白色 沉淀生成,则沉淀完全 。 (2)步骤判断沉淀是否洗净所选用的试剂为AgNO3溶液 。 (3)步骤灼烧时盛装样品的仪器名称为坩埚 。 2 4 O 必备知识 整合 关键能力 突破 (4)固体质量为w g,则c(CuSO4)= molL-1。 (5)若步骤从烧杯中转移沉淀时未洗涤烧杯,则测得c(CuSO4)偏低 (填 “偏高”“偏低”或“无影响”)。 .乙方案 实验
11、原理:Zn+CuSO4 ZnSO4+Cu Zn+H2SO4 ZnSO4+H2 40 233 w 必备知识 整合 关键能力 突破 实验步骤: 按下图安装装置(夹持仪器略去) 必备知识 整合 关键能力 突破 在仪器A、B、C、D、E中加入图示的试剂 调整D、E中两液面相平,使D中液面保持在0或略低于0刻度位置,读数并 记录 将CuSO4溶液滴入A中并搅拌,反应完成后,再滴加稀硫酸至体系不再有气 体产生 待体系恢复到室温,移动E管,保持D、E中两液面相平,读数并记录 处理数据 (6)步骤为检查装置气密性 。 必备知识 整合 关键能力 突破 (7)步骤需保证体系恢复到室温的原因是b (填序号)。 a.
12、反应热受温度影响 b.气体密度受温度影响 c.反应速率受温度影响 (8)Zn粉质量为a g,若测得H2体积为b mL,已知实验条件下(H2)=d gL-1,则c (CuSO4)= molL-1(列出计算表达式)。 3 3 10 652 25 10 abd 必备知识 整合 关键能力 突破 (9)若步骤E管液面高于D管,未调液面即读数,则测得c(CuSO4)偏高 (填“偏高”“偏低”或“无影响”)。 (10)是否能用同样的装置和方法测定MgSO4溶液的浓度:否 (填“是” 或“否”)。 必备知识 整合 关键能力 突破 解析解析(1)Ba2+S BaSO4,向上层清液中继续滴加BaCl2溶液,若不再
13、 有白色沉淀生成,则证明溶液中的S已经沉淀完全。(2)沉淀反应是CuSO4+ BaCl2 BaSO4+CuCl2,且BaCl2足量,BaSO4固体表面附着的杂质离子一定 有Cl-、Cu2+,可能有Ba2+,由于溶液呈电中性,若最后一次洗涤液中不存在Cl-,就 不存在Cu2+或Ba2+,故只要向最后一次洗涤液中加入AgNO3溶液,若没有白色 沉淀生成,则证明洗净。(3)灼烧固体时应选择的仪器是坩埚。(4)根据关系 式:CuSO4BaSO4,可知c(CuSO4)= molL-1。(5)步骤从烧杯 中转移沉淀时未洗涤烧杯,会损失部分BaSO4,则计算出的BaSO4的物质的量 2 4 O 2 4 O
14、3 233 25.00 10 w mol L 40 233 w 必备知识 整合 关键能力 突破 偏低,即CuSO4的物质的量偏低,从而导致测得c(CuSO4)偏低。(6)本实验要测量 生成H2的体积,在安装好装置后,加入试剂前,需要检查装置的气密性。(7)一定 量的气体的体积受温度和压强的影响,压强保持恒定时,温度会影响气体的体 积,从而影响气体密度,故选b项。(8)三颈瓶内发生两个反应:Zn+CuSO4 ZnSO4+Cu、Zn+H2SO4 ZnSO4+H2,可知等量关系:n(Zn)=n(CuSO4)+n(H2), n(CuSO4)=n(Zn)-n(H2)=(-)mol,所以测得c(CuSO4
15、)= molL-1。(9)步骤E管液面高于D管,未调液面即读数,D管中H2的压强大于外界 气压,测得的H2体积偏小,则测得c(CuSO4)偏高。(10)由于比Mg活泼的金属K、 65 a 3 10 2 bd 3 3 10 652 25.00 10 abd 必备知识 整合 关键能力 突破 Ca、Na 等遇水剧烈反应,不能在溶液中与MgSO4发生置换反应,故不能用同 样的装置和方法测定MgSO4溶液的浓度。 必备知识 整合 关键能力 突破 2.(2019课标,27,15分)硫酸铁铵NH4Fe(SO4)2xH2O是一种重要铁盐。为充 分利用资源,变废为宝,在实验室中探究采用废铁屑来制备硫酸铁铵,具体
16、流 程如下: 回答下列问题: (1)步骤的目的是去除废铁屑表面的油污,方法是碱煮水洗 。 必备知识 整合 关键能力 突破 (2)步骤需要加热的目的是加快反应 ,温度保持8095 ,采用的合适加 热方式是热水浴 。铁屑中含有少量硫化物,反应产生的气体需要净化处 理,合适的装置为C (填标号)。 必备知识 整合 关键能力 突破 (3)步骤中选用足量的H2O2,理由是将Fe2+全部氧化为Fe3+;不引入杂质 。 分批加入H2O2,同时为了防止Fe3+水解 ,溶液要保持pH小于0.5。 (4)步骤的具体实验操作有加热浓缩、冷却结晶、过滤(洗涤) ,经干燥 得到硫酸铁铵晶体样品。 (5)采用热重分析法测
17、定硫酸铁铵晶体样品所含结晶水数,将样品加热到150 时失掉1.5个结晶水,失重5.6%。硫酸铁铵晶体的化学式为NH4Fe(SO4)2 12H2O 。 必备知识 整合 关键能力 突破 解析解析(1)用热纯碱溶液洗去铁屑表面的油污后,再用水洗涤铁屑表面附着 物。(2)加热可以加快化学反应速率,进而加快铁屑的溶解。为便于控制温度 在8095 ,可采取水浴加热方式。铁屑中硫化物与稀H2SO4反应生成酸性气 体H2S,可用碱液吸收,并用倒扣漏斗,既能充分吸收又能防止倒吸。(3)步骤 利用H2O2的强氧化性将Fe2+全部氧化为Fe3+。为防止Fe3+水解,需控制溶液的 pH小于0.5。(4)从溶液中得到产
18、品硫酸铁铵晶体,先加热浓缩、冷却结晶,然后 过滤、洗涤、干燥即可。(5)设硫酸铁铵晶体的物质的量为1 mol,加热到150 , 失去1.5 mol(即27 g)水,质量减轻5.6%,则硫酸铁铵晶体的相对分子质量为 482,NH4Fe(SO4)2的相对分子质量为266,则剩余部分为水,= 27 5.6% 482266 18 12,故硫酸铁铵晶体的化学式为NH4Fe(SO4)212H2O。 必备知识 整合 关键能力 突破 题组二实验室制备无机物质题组二实验室制备无机物质 3.(2020浙江7月选考,30,10分)硫代硫酸钠在纺织业等领域有广泛应用。某兴 趣小组用下图装置制备Na2S2O35H2O。
19、 必备知识 整合 关键能力 突破 合成反应:SO2+Na2CO3 Na2SO3+CO22Na2S+3SO2 2Na2SO3+3SNa2 SO3+S Na2S2O3 滴定反应:I2+2Na2S2O3 2NaI+Na2S4O6 已知:Na2S2O35H2O易溶于水,难溶于乙醇,50 开始失结晶水。 实验步骤: Na2S2O3制备:装置A制备的SO2经过单向阀通入装置C中的混合溶液,加 热、搅拌,至溶液pH约为7时,停止通入SO2气体,得产品混合溶液。 产品分离提纯:产品混合溶液经蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干 燥,得到Na2S2O35H2O产品。 必备知识 整合 关键能力 突破 产品纯度测定:
20、以淀粉作指示剂,用Na2S2O35H2O产品配制的溶液滴定碘 标准溶液至滴定终点,计算Na2S2O35H2O含量。 请回答: (1)步骤单向阀的作用是防止倒吸 ;装置C中的反应混合溶液pH过高 或过低将导致产率降低,原因是pH过高,Na2CO3、Na2S反应不充分;pH过低, 导致Na2S2O3转化为S和 SO2 。 (2)步骤下列说法正确的是BC 。 A.快速蒸发溶液中水分,可得较大晶体颗粒 B.蒸发浓缩至溶液表面出现晶膜时,停止加热 必备知识 整合 关键能力 突破 C.冷却结晶后的固液混合物中加入乙醇可提高产率 D.可选用冷的Na2CO3溶液作洗涤剂 (3)步骤 滴定前,有关滴定管的正确操
21、作为(选出正确操作并按序排列): 检漏蒸馏水洗涤()()()()()开始滴定。 A.烘干 B.装入滴定液至零刻度以上 C.调整滴定液液面至零刻度或零刻度以下 FBECG 必备知识 整合 关键能力 突破 D.用洗耳球吹出润洗液 E.排除气泡 F.用滴定液润洗2至3次 G.记录起始读数 装标准碘溶液的碘量瓶(带瓶塞的锥形瓶)在滴定前应盖上瓶塞,目的是 防止碘挥发损失 。 滴定法测得产品中Na2S2O35H2O含量为100.5%,则Na2S2O35H2O产品中可 能混有的物质是Na2SO3;失去部分结晶水的Na2S2O35H2O 。 必备知识 整合 关键能力 突破 解析解析(1)单向阀的作用是防止A
22、中产生的SO2被C中溶液吸收时C中溶液被 倒吸入A中。若C中溶液pH过低,Na2S2O3会转化为S和SO2;若C中溶液pH过高, Na2CO3、Na2S反应不充分,均会导致产率降低。(2)快速蒸发溶液中水分,得 到的晶体颗粒较小,A错误;为防止Na2S2O35H2O失去结晶水,将溶液蒸发浓缩 至表面出现晶膜时即停止加热,B正确;因Na2S2O35H2O难溶于乙醇,故在冷却 结晶后的固液混合物中加入乙醇,可析出更多的Na2S2O35H2O晶体,C正确;用 Na2CO3溶液作洗涤剂,会使产品中混入杂质,D错误。(3)为防止I2挥发导致 碘溶液浓度降低,碘量瓶在滴定前应盖上瓶塞。产品中Na2S2O3
23、5H2O的含量 偏高,可能是产品中混有失去部分结晶水的Na2S2O35H2O或者是混有Na2SO3 杂质(Na2SO3+I2+H2O Na2SO4+2HI)。 必备知识 整合 关键能力 突破 4.葡萄糖酸亚铁(C6H11O7)2Fe是常用的补铁剂,易溶于水,几乎不溶于乙醇。 用下图装置制备FeCO3,并利用FeCO3与葡萄糖酸反应可得葡萄糖酸亚铁。回 答下列问题: 必备知识 整合 关键能力 突破 (1)a的名称为恒压滴液漏斗 。 (2)打开K1、K3,关闭K2,一段时间后,关闭K3,打开K2。在c (填仪器标号)中 制得碳酸亚铁。实验过程中产生的H2作用有排出装置内空气,防止生成的 FeCO3
24、被氧化 、将b中溶液压入c中 。(写2条) (3)将制得的碳酸亚铁浊液过滤、洗涤。如过滤时间过长会发现产品部分变 为红褐色。用化学方程式说明原因:4FeCO3+6H2O+O2 4Fe(OH)3+4CO2 。 (4)将葡萄糖酸与碳酸亚铁混合,加入乙醇、过滤、洗涤、干燥。加入乙醇的 目的是降低葡萄糖酸亚铁在水中的溶解度 。 必备知识 整合 关键能力 突破 (5)用NaHCO3溶液代替Na2CO3溶液制备碳酸亚铁,同时有气体产生,离子方 程式为Fe2+2HC FeCO3+CO2+H2O ,此法产品纯度更高,原因是 降低溶液的pH,以免产生氢氧化亚铁 。 3 O 必备知识 整合 关键能力 突破 解析解
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