2020年高考化学二轮专题复习《主题8-化学实验》课件.pptx
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- 主题8-化学实验 2020 年高 化学 二轮 专题 复习 主题 实验 课件
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1、12020题型分类第二篇非选择题2化 学 实 验PART 023考情分析全国卷考情分析全国卷考情分析 高考年份2019年全国2018年全国卷卷卷卷卷卷命题角度以流程的形式考查制备实验以流程的形式考查制备实验性质实验和制备实验制备实验性质实验、定量实验、探究实验的组合定量实验命题规律实验大题为全国卷的必考题,分值一般在1415分,常见的考查角度有:(1)物质的制备实验;(2)物质的性质实验;(3)探究实验;(4)定量实验等4题型分析命题角度一物质的制备实验 制备、合成类实验通常以制备某种物质为目的,考查物质的制备、分离、提纯、检验等。在制备实验中通常考查仪器的选择、药品的使用、装置的连接等;在提
2、纯、检验中通常考查药品的选择、实验操作、实验现象的分析等。【真题示例】【真题示例】例1.(2019年全国卷,28)咖啡因是一种生物碱(易溶于水及乙醇,熔点234.5,100 以上开始升华),有兴奋大脑神经和利尿等作用。茶叶中含咖啡因约1%5%、单宁酸(Ka约为10-6,易溶于水及乙醇)约3%10%,还含有色素、纤维素等。实验室从茶叶中提取咖啡因的流程如图所示。5题型分析6题型分析索氏提取装置如图所示。实验时烧瓶中溶剂受热蒸发,蒸汽沿蒸汽导管2上升至球形冷凝管,冷凝后滴入滤纸套筒1中,与茶叶末接触,进行萃取。萃取液液面达到虹吸管3顶端时,经虹吸管3返回烧瓶,从而实现对茶叶末的连续萃取。回答下列问
3、题:(1)实验时需将茶叶研细,放入滤纸套筒1中,研细的目的是 ,圆底烧瓶中加入95%乙醇为溶剂,加热前还要加几粒。(2)提取过程不可选用明火直接加热,原因是,与常规的萃取相比,采用索氏提取器的优点是 。增加固液接触面积,使提取充分沸石乙醇易挥发,易燃使用溶剂量少,可连续萃取(萃取效率高)7题型分析(3)提取液需经“蒸馏浓缩”除去大部分溶剂,与水相比,乙醇作为萃取剂的优点是 。“蒸馏浓缩”需选用的仪器除了圆底烧瓶、蒸馏头、温度计、接收管之外,还有(填标号)。A.直形冷凝管B.球形冷凝管C.接收瓶 D.烧杯(4)浓缩液加生石灰的作用是中和和吸收。(5)可采用如图所示的简易装置分离提纯咖啡因。将粉状
4、物放入蒸发皿中并小火加热,咖啡因在扎有小孔的滤纸上凝结,该分离提纯方法的名称是。乙醇沸点低,易浓缩AC单宁酸水升华8题型分析【解析】【解析】(1)萃取时将茶叶研细可以增加固液接触面积,从而使提取更充分;由于需要加热,为防止液体暴沸,加热前还要加入几粒沸石。(2)由于乙醇易挥发且易燃烧,为防止温度过高使挥发出的乙醇燃烧,提取过程中不可选用明火直接加热;根据题干中的已知信息可判断与常规的萃取相比较,采用索式提取器的优点是使用溶剂量少,可连续萃取(萃取效率高)。(3)乙醇是有机溶剂,沸点低,因此与水相比,乙醇作为萃取剂的优点是沸点低,易浓缩;蒸馏浓缩时需要冷凝管,为防止液体残留在冷凝管中,应该选用直
5、形冷凝管,而不需要球形冷凝管,A项正确,B项错误;为防止液体挥发,冷凝后得到的馏分需要有接收瓶接收,而不需要烧杯,C项正确,D项错误。(4)由于茶叶中还含有单宁酸,且单宁酸也易溶于水和乙醇,因此浓缩液中加入氧化钙的作用是中和单宁酸,同时吸收水。(5)根据已知信息可知咖啡因在100 以上时开始升华,因此该分离提纯方法的名称是升华。9题型分析【关键能力】【关键能力】1.1.物质制备流程物质制备流程 10题型分析2.2.实验操作流程实验操作流程 仪器连接检查装置气密性填装药品防倒吸、防氧化措施实验过程仪器拆卸。3.3.操作先后流程操作先后流程 (1)连接仪器时:先下后上,先左后右。(2)加入试剂时:
6、先固后液。(3)实验开始时:先检查装置气密性,再加药品,后点精灯。(4)净化气体时:一般先除去有毒、有刺激性气味的气体,后除去无毒、无味的气体,最后除水蒸气。(5)防倒吸实验:往往是最后停止加热或停止通气。(6)防氧化实验:往往是最后停止通气。11题型分析【针对训练】【针对训练】1.无水MgBr2可用作催化剂,实验室采用镁屑与液溴为原料制备无水MgBr2,装置如图所示(夹持装置省略)。12题型分析已知:Mg和Br2反应剧烈且放热;MgBr2具有强吸水性。MgBr2+3C2H5OC2H5 MgBr23C2H5OC2H5。主要步骤如下:步骤1:三颈烧瓶中装入10 g镁屑和150 mL无水乙醚;装置
7、C中加入15 mL液溴;步骤2:缓慢通入干燥的氩气,直至溴完全导入三颈烧瓶中;步骤3:反应完毕后恢复至室温,过滤除去镁,滤液转移至另一干燥的烧瓶中,冷却至0,析出晶体,再过滤得三乙醚合溴化镁粗品;步骤4:常温下用CCl4溶解粗品,冷却至0,析岀晶体,过滤,洗涤得三乙醚合溴化镁,加热至160 分解得无水MgBr2产品。13题型分析请回答下列问题:(1)仪器A的名称是 ,B的作用为。(2)下列有关步骤4的说法正确的是(填字母)。A.可用75%的乙醇代替CCl4溶解粗品B.加热至160 的主要目的是除去CCl4C.洗涤晶体可选用0 的CCl4D.该步骤只除去了可能残留的溴(3)若将装置C改为装置D,
8、可能会导致的后果是。球形干燥管冷凝回流溴和乙醚C会将液溴快速压入三颈烧瓶,反应过快,大量放热而存在安全隐患14题型分析(4)为测定产品的纯度,可用EDTA(简写为)标准溶液滴定,以铬黑T(简写为In)为指示剂。已知Mg2+与铬黑T和EDTA均能形成配合物,且EDTA与Mg2+形成的配合物更稳定。物质颜色物质颜色Y4-无色MgY2-无色In纯蓝色MgIn2+酒红色反应的离子方程式为Mg2+Y4-MgY2-滴定终点的标志为 。测定前,先称取0.2500 g无水MgBr2产品,溶解后,加入2滴铬黑T试液作指示剂,用0.0500 molL-1的EDTA标准溶液滴定至终点,消耗EDTA标准溶液25.00
9、 mL,则测得无水MgBr2产品的纯度是(用质量分数表示)。滴入最后一滴EDTA标准液时,溶液由酒红色变为纯蓝色,且半分钟内颜色保持不变92%15题型分析【解析】【解析】(1)根据装置图可知,仪器A的名称是球形干燥管。溴、乙醚易挥发,所以冷凝管B的作用是冷凝回流溴和乙醚,提高原料利用率。(2)MgBr2具有强吸水性,不能用75%的乙醇代替CCl4溶解粗品,A项错误;加热至160 的主要目的是分解三乙醚合溴化镁,B项错误;乙醚和溴能溶于CCl4,0 的CCl4可减少三乙醚合溴化镁的溶解,C项正确;该步骤除去了可能残留的溴和乙醚,D项错误。(4)滴定终点时MgIn2+完全转化为In,滴定终点的标志
10、为滴入最后一滴EDTA标准液时,溶液由酒红色变为纯蓝色,且半分钟内颜色保持不变。设样品中MgBr2的物质的量为xMg2+Y4-MgY2-11 x0.05 molL-10.025 Lx=0.00125 molMgBr2产品的纯度是 100%=92%。16题型分析2.草酸是一种二元弱酸,可用作还原剂、沉淀剂等。某校课外小组的同学设计利用C2H2气体制取H2C2O42H2O。请回答下列问题:图1图217题型分析(1)甲组的同学以电石(主要成分CaC2,含少量CaS及Ca3P2杂质等)为原料,并用图1装置制取C2H2。装置A中用饱和食盐水代替水的目的是。装置B中,NaClO将H2S、PH3 氧化为硫酸
11、及磷酸,本身被还原为NaCl,其中PH3被氧化的离子方程式为 。该过程中,可能产生新的杂质气体Cl2,其原因是(用离子方程式回答)。(2)乙组的同学用Hg(NO3)2作催化剂,浓硝酸氧化C2H2制取H2C2O42H2O。制备装置如图2所示:装置D中多孔球泡的作用是 。装置D中生成H2C2O4的化学方程式为。从装置D反应后的溶液中得到产品,还需经过 (填操作名称)、过滤、洗涤及干燥。(3)丙组的同学设计了测定乙组产品中H2C2O42H2O的质量分数实验。他们的实验步骤如下:准确称取m g产品于锥形瓶中,加入适量的蒸馏水溶解,再加入少量稀硫酸,然后用c molL-1酸性KMnO4标准溶液进行滴定至
12、终点,共消耗标准溶液V mL。产品中H2C2O42H2O的质量分数为 (列出含m、c、V的表达式)。减缓反应速率PH3+4ClO-H3PO4+4Cl-Cl-+ClO-+2H+Cl2+H2O增大气体和溶液的接触面积,加快反应速率,使反应充分进行C2H2+8HNO3(浓)H2C2O4+8NO2+4H2O蒸发浓缩、冷却结晶18题型分析【解析】【解析】(1)电石与水反应非常剧烈,为了减慢反应速率,平缓地产生乙炔,可用饱和食盐水代替水与电石反应。装置B中,NaClO将H2S、PH3 氧化为硫酸及磷酸,本身被还原为NaCl,即P元素从-3价转化成+5价,离子方程式为PH3+4ClO-H3PO4+4Cl-,
13、由于该过程中生成磷酸,为反应过程提供了H+,则可发生反应Cl-+ClO-+2H+Cl2+H2O而产生氯气。(2)装置D多孔球泡的作用是增大乙炔气体与浓硝酸的接触面积,使反应充分。根据装置图,D中Hg(NO3)2作催化剂,浓硝酸氧化乙炔反应生成H2C2O4和NO2,反应的化学方程式为C2H2+8HNO3(浓)H2C2O4+8NO2+4H2O。(3)根据反应的化学计量数关系可知,2 5H2C2O4,则n(H2C2O42H2O)=n(H2C2O4)=n()=cV10-3mol,产品中H2C2O42H2O的质量分数为19题型分析命题角度二物质的性质实验主要以探究物质的组成、性质为线索,综合考查化学常用
14、仪器的名称,物质的检验、分离,装置气密性以及对某处实验设计的评价及改进等知识。【典型示例典型示例】例2(2018年北京理综,28)实验小组制备高铁酸钾(K2FeO4)并探究其性质。资料:K2FeO4为紫色固体,微溶于KOH溶液;具有强氧化性,在酸性或中性溶液中快速产生O2,在碱性溶液中较稳定。20题型分析A为氯气发生装置。A中反应的化学方程式是 (锰被还原为Mn2+)。将除杂装置B补充完整并标明所用试剂。C中得到紫色固体和溶液。C中Cl2发生的反应有3Cl2+2Fe(OH)3+10KOH 2K2FeO4+6KCl+8H2O,另外还有 。(1)制备K2FeO4(夹持装置略)2KMnO4+16HC
15、l 2MnCl2+2KCl+5Cl2+8H2OCl2+2OH-Cl-+ClO-+H2O21题型分析(2)探究K2FeO4的性质取C中紫色溶液,加入稀硫酸,产生黄绿色气体,得溶液a,经检验气体中含有Cl2。为证明是否为K2FeO4氧化了Cl-而产生Cl2,设计以下方案:方案取少量a,滴加KSCN溶液至过量,溶液呈红色方案用KOH溶液充分洗涤C中所得固体,再用KOH溶液将K2FeO4溶出,得到紫色溶液b。取少量b,滴加盐酸,有Cl2产生 22题型分析.由方案中溶液变红可知a中含有的离子是,但该离子的产生不能判断一定是K2FeO4将Cl-氧化,还可能由 (用离子方程式表示)产生。.方案可证明K2Fe
16、O4氧化了Cl-。用KOH溶液洗涤的目的是。根据K2FeO4的制备实验得出:氧化性Cl2(填“”或“MnO4-,验证实验如下:将溶液b滴入MnSO4和足量H2SO4的混合溶液中,振荡后溶液呈浅紫色,该现象能否证明氧化性FeO42-MnO4-。若能,请说明理由;若不能,进一步设计实验方案。理由或方案:。Fe3+4FeO42-+20H+4Fe3+3O2+10H2O排除ClO-的干扰溶液的酸碱性不同理由理由:FeO42-在过量酸的作用下完全转化为在过量酸的作用下完全转化为Fe3+和和O2,溶液呈浅紫溶液呈浅紫色一定是色一定是MnO4-的颜色的颜色(方案方案:向紫色溶液向紫色溶液b中滴加过量稀中滴加过
17、量稀H2SO4,观察溶液紫色是快速褪去还是显浅紫色观察溶液紫色是快速褪去还是显浅紫色)23题型分析【解析】【解析】(1)A为氯气发生装置,KMnO4与浓盐酸反应时,Mn被还原为Mn2+,浓盐酸被氧化成Cl2,KMnO4与浓盐酸反应生成KCl、MnCl2、Cl2和H2O。由于盐酸具有挥发性,所得Cl2中混有HCl和H2O(g),用饱和食盐水除去HCl。装置C中Cl2除了可以与Fe(OH)3、KOH一起反应,还可以单独与KOH反应。(2)根据上述制备反应,C的紫色溶液中含有K2FeO4、KCl,还可能含有KClO等。.方案,根据题意,K2FeO4在酸性或中性溶液中快速产生O2,自身被还原成Fe3+
18、,根据得失电子守恒、原子守恒和电荷守恒进行配平。.产生Cl2还可能是ClO-+Cl-+2H+Cl2+H2O,即KClO的存在干扰判断;K2FeO4微溶于KOH溶液,用KOH溶液洗涤的目的是除去KClO,排除ClO-的干扰,同时保持K2FeO4稳定存在。24题型分析在制备实验中,Cl2将Fe(OH)3氧化成Fe,说明在碱性条件下,Cl2的氧化性强于Fe,而在酸性条件下,Fe又将Cl-氧化成Cl2,说明溶液的酸碱性可以影响物质的氧化性强弱。由于Fe和Mn的颜色相似,因此不能证明溶液变为浅紫色是因为生成Mn,同时溶液中溶解氧、Fe3+等是否能将Mn2+氧化均未排除。因此需设计空白实验进行排除,如向M
19、nSO4溶液中滴加硫酸和硫酸铁溶液,溶液不变浅紫色,证明在此条件下,溶解氧和Fe3+均不能将Mn2+氧化成Mn。25题型分析【关键能力关键能力】1.明确相关物质的性质和实验原理是答题的关键,注意掌握解答综合性实验设计与评价题的基本流程:原理反应物质实验装置现象结论作用意义联想。具体分析如下:(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)所用各物质名称、状态、代替物(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:技能、操作顺序、注意事项或操作错误的结果。(
20、5)实验现象:自下而上,自左而右,全面观察。(6)实验结论:直接结论或导出结论。26题型分析实验方案的设计要明确以下要点:题目有无特殊要求;题给的药品、装置的数量和种类;注意实验过程中的安全性操作;会画简单的实验装置图;注意仪器的规格;要防倒吸、防爆炸、防燃烧、防暴沸、防氧化、防吸水,冷凝、冷却、水浴加热时应采取相应措施;同一仪器在不同位置的相应作用等;要严格按照“操作(实验步骤)+现象+结论”的格式叙述。2.思维建模(1)根据物质性质设计实验方案的思维流程 物质的性质实验中的仪器实验中的试剂反应的条件实验步骤和操作方法结论 27题型分析(2)探究物质性质的基本程序 28题型分析【针对训练】【
21、针对训练】1.文献表明:工业上,可向炽热铁屑中通入氯化氢生产无水氯化亚铁;相同条件下,草酸根离子()的还原性强于Fe2+。为检验这一结论,某研究性小组进行以下实验:资料:.草酸(H2C2O4)为二元弱酸。.三水三草酸合铁酸钾K3Fe(C2O4)33H2O为翠绿色晶体,光照易分解。其水溶液中存在Fe(C2O4)33-Fe3+3 K=6.310-21。.FeC2O42H2O为黄色固体,可溶于水和强酸。29题型分析【实验1】用以下装置制取无水氯化亚铁。(1)仪器a的名称为。(2)欲制得纯净的FeCl2,实验过程中点燃A、C酒精灯的先后顺序是。(3)若用D的装置进行尾气处理,存在的问题是、。分液漏斗先
22、点燃A处酒精灯,再点燃C处酒精灯发生倒吸可燃性气体H2不能被吸收30题型分析【实验2】通过Fe3+和C2在溶液中的反应比较Fe2+和 的还原性强弱。操作现象在避光处,向10 mL 0.5 molL-1FeCl3溶液中缓慢加入0.5 molL-1K2C2O4溶液至过量,搅拌,充分反应后,用冰水浴冷却,过滤得到翠绿色溶液和翠绿色晶体(4)取实验2中少量晶体洗净,配成溶液,滴加KSCN溶液,不变红。继续加入硫酸,溶液变红,说明晶体中含有+3价的铁元素。加硫酸后溶液变红的原因是。溶液中存在平衡Fe(C2O4)33-Fe3+3 ,加入硫酸后,H+与 结合使平衡正向移动,c(Fe3+)增大,遇KSCN溶液
23、变红31题型分析【实验3】研究性小组又设计以下装置直接比较Fe2+和 的还原性强弱,并达到了预期的目的。(6)描述达到预期目的可能产生的现象:_。电流计的指针发生偏转,一段时间后,左侧溶液变为浅绿色,右侧电极上有气泡产生(5)经检验,翠绿色晶体为K3Fe(C2O4)33H2O。设计实验,确认实验2中没有发生氧化还原反应的操作和现象是。取少量实验2中的翠绿色溶液,滴加K3Fe(CN)6溶液,不出现蓝色沉淀32题型分析【解析】【解析】(2)为防止Fe与装置中的空气发生反应,制得纯净的FeCl2,实验过程中先点燃A处酒精灯,使装置充满HCl气体,然后给C处酒精灯加热。(3)若用D装置进行尾气处理,由
24、于HCl极易溶于水,HCl溶解导致导气管中气体压强减小而发生倒吸,而且可燃性气体H2不能被吸收。(4)在实验2中,向FeCl3溶液中加入K2C2O4溶液,发生复分解反应产生Fe2(C2O4)3和KCl,产生的翠绿色晶体为Fe2(C2O4)3的结晶水合物K3Fe(C2O4)33H2O,取实验2中少量晶体洗净,配成溶液,滴加KSCN溶液,不变红,继续加入硫酸,溶液变红,说明晶体中含有Fe3+。则加硫酸后溶液变红的原因是在溶液中存在电离平衡Fe(C2O4)33-Fe3+3 ,加入硫酸后,硫酸电离产生H+与溶液中的 结合生成弱酸H2C2O4,使平衡正向移动,导致溶液中c(Fe3+)增大,遇KSCN溶液
25、变红。33题型分析(5)若K3Fe(C2O4)33H2O发生氧化还原反应,则会产生Fe2+,检验方法是取少量实验2中的翠绿色溶液,滴加K3Fe(CN)6溶液,不出现蓝色沉淀,证明无Fe2+产生,K3Fe(C2O4)33H2O未发生氧化还原反应。(6)该装置构成了原电池,在左边Fe3+获得电子变为Fe2+,溶液变为浅绿色;在右边电极上,溶液中的 失去电子,发生氧化反应 -2e-2CO2,可看到电极上有气泡产生。34题型分析2.Na2S2O4俗称保险粉,常用作纺织工业的漂白剂、脱色剂等。某科研小组欲制备并探究其性质。资料:Na2S2O4易溶于水,具有极强的还原性,易被空气氧化,在碱性介质中稳定。.
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