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1、突破高考大題之三:實驗綜合題,一、題型分析 仔細分析近幾年來的高考化學(xué)實驗試題,不難看出許多綜合性實驗命題的素材直接來源于教材實驗的改進和整合,命題人要求考生能運用已學(xué)知識去理解實驗原理和實驗裝置的意圖,或者是設(shè)計新的實驗過程或?qū)嶒炑b置來考查我們的實驗探究能力。我們對這類考題并不陌生,但要準確回答仍需要有積極思考的習(xí)慣、熟練的化學(xué)實驗操作技能和綜合考慮問題的能力。因此在備考復(fù)習(xí)過程中,要對教材上的實驗進行落實和鞏固,尤其是對一些物質(zhì)的制備實驗和物質(zhì)的性質(zhì)實驗應(yīng)進行深入的研究,對實驗中所涉及的重要的化學(xué)方程式和重要的實驗現(xiàn)象均應(yīng)做到熟練掌握。展望2018年高考,將延續(xù)近幾年的命題模式,應(yīng)特別需要
2、關(guān)注以下各類背景的實驗:(1)以物質(zhì)制備為背景的實驗題;(2)以實驗探究為背景的實驗題;(3)以實驗方案設(shè)計為背景的實驗題;(4)以定性、定量分析為背景的實驗題。,二、解題技巧 1.化學(xué)探究性實驗題的解題模式 在解題時,首先要對題目中給出的信息進行處理,弄清是對實驗的哪一方面進行探究,然后深入分析實驗,依據(jù)題目中提出的實驗假設(shè)或自行提出的實驗假設(shè),合理運用化學(xué)知識,巧妙設(shè)計實驗方案,通過實驗現(xiàn)象的客觀事實對實驗進行探究性驗證。 2.化學(xué)實驗設(shè)計的要求 (1)原理正確;(2)方法簡單;(3)操作方便;(4)現(xiàn)象明顯;(5)產(chǎn)率高;(6)誤差小;(7)安全防污。,3.化學(xué)實驗設(shè)計程序 (1)根據(jù)實
3、驗的目的,闡明實驗原理,選擇合適的儀器和藥品; (2)根據(jù)實驗的特點,設(shè)計實驗裝置,畫出實驗裝置圖; (3)根據(jù)實驗的要求,設(shè)計可行的操作步驟和觀察重點,分析實驗中應(yīng)注意的事項; (4)實驗結(jié)束后應(yīng)寫出完整的實驗報告。,4.設(shè)計實驗方案時注意的問題 (1)實驗方案要可行。要盡量避免使用高壓和特殊催化劑等實驗室難以達到的條件,實驗方案要簡單易行。 (2)實驗順序要科學(xué)。要對各個實驗步驟進行統(tǒng)一的規(guī)劃和安排,保證實驗準確且高效。同時要減少副反應(yīng)的發(fā)生和避免實驗步驟間的干擾。 (3)實驗現(xiàn)象要直觀。如“證明醋酸是弱電解質(zhì)”的實驗,可配制一定濃度的CH3COONa溶液,用pH試紙測溶液的pH,通過測定
4、的結(jié)果pH7從而得出結(jié)論,既操作簡便又現(xiàn)象明顯。 (4)實驗結(jié)論要可靠。要反復(fù)推敲實驗步驟和多方論證實驗結(jié)果,保證實驗結(jié)論準確可靠。,5.實驗方案的評價 對給出的實驗方案作出選擇、評價或找出最佳方案,包含的知識點很多,能考查學(xué)生的分析問題和解決問題的能力。 (1)從試劑、儀器和裝置的合理性上評價。 (2)從實驗原理上評價,實驗方案要符合實驗原理,保證達到實驗?zāi)康摹?(3)從操作步驟、實驗現(xiàn)象上評價,實驗方案要步驟簡單,現(xiàn)象明顯。 (4)從環(huán)境保護上評價,實驗方案的設(shè)計要充分體現(xiàn)環(huán)保意識。 (5)從節(jié)能、安全可靠上評價,實驗方案的設(shè)計要節(jié)約能源,節(jié)省原料且安全可靠。,6.實驗結(jié)果的分析 實驗是手
5、段,要達到目的還需對實驗現(xiàn)象、實驗數(shù)據(jù)進行科學(xué)的分析、處理,去偽存真,由表及里,剝?nèi)ゼ傧蠓侥茏R得廬山真面目。實驗是培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)品質(zhì)與各種能力的有效手段和途徑。一般從以下四方面考慮: (1)方案是否合理,這是決定實驗成敗的關(guān)鍵。 (2)操作不當引起的誤差。 (3)反應(yīng)條件不足可導(dǎo)致反應(yīng)不能發(fā)生或反應(yīng)速率過慢引起實驗誤差。 (4)所用試劑不純,雜質(zhì)甚至參與反應(yīng),均可導(dǎo)致實驗誤差等。,一、氮化鋁的制備,(1)實驗室中使用的裝置如圖所示,請按照氮氣氣流方向?qū)⒏鱾€儀器接口連接完整:ecd(根據(jù)實驗需要,上述裝置可使用多次)。 (2)B裝置內(nèi)的X液體可能是;E裝置內(nèi)氯化鈀溶液的作用可能是。,二、氮化鋁純度
6、的測定 【方案】甲同學(xué)用下圖裝置測定AlN的純度(部分夾持裝置已略去)。,(3)為準確測定生成氣體的體積,量氣裝置(虛線框內(nèi))中的X液體可以是。 A.CCl4B.H2O C.NH4Cl飽和溶液D.植物油 (4)若裝置中分液漏斗與導(dǎo)氣管之間沒有導(dǎo)管A連通,對所測AlN純度的影響是(填“偏大”“偏小”或“不變”)。 (5)用下列儀器也能組裝一套量氣裝置,其中必選的儀器有(選下列儀器的編號)。 a.單孔塞b.雙孔塞c.廣口瓶d.容量瓶e.量筒f.燒杯,【方案】乙同學(xué)按以下步驟測定樣品中AlN的純度。,(6)步驟的操作是。 (7)實驗室里煅燒濾渣使其分解,除了必要的熱源和三腳架以外,還需要的儀器有等。
7、 (8)樣品中AlN的純度是 (用m1、m2、m3表示)。,答案:(1)abf(g)g(f)a(c)b(d)i (2)濃硫酸吸收CO防污染 (3)AD(4)偏大(5)bce (6)通入過量CO2氣體 (7)坩堝、泥三角、坩堝鉗(玻璃棒寫與不寫都對),解析:(1)制備氮氣從e開始,因為氮化鋁在高溫下能水解,氯化銨可能分解成氨氣和氯化氫,因此裝置B除去氮氣中的水蒸氣和氨氣,然后連接裝置A,除去氮氣中的HCl,要防止裝置E中的水蒸氣進入D中,D裝置后再加一個干燥裝置,最后用裝置E吸收尾氣CO,因此順序是ecdabf(g)g(f)a(c)b(d)i。(2)根據(jù)(1)的分析,裝置B中的X為濃硫酸,CO有
8、毒,不能直接排放到空氣中,因此必須除去,裝置E的作用是吸收CO,防止污染空氣。(3)因為氮化鋁與氫氧化鈉飽和溶液反應(yīng)生成氨氣,氨氣極易溶于水,因此測量氨氣體積時,不能用含水的物質(zhì),即A、D正確。(4)如果沒有導(dǎo)管A,產(chǎn)生的氨氣會把裝置中空氣排出,所測氣體體積增大,即氮化鋁的純度會偏大。,2. 某研究性學(xué)習(xí)小組查閱資料收集到如下信息:鐵鹽能蝕刻銀而用來制作液晶顯示器的銀線路板。他們對蝕刻銀的過程進行了探究。 【實驗1】制備銀鏡: (1).配制銀氨溶液,需要的試劑是。并取等量銀氨溶液于多支試管中。 .向銀氨溶液中加入等量的葡萄糖溶液,水浴加熱。產(chǎn)生銀鏡,洗凈,備用。 【實驗2】溶解銀鏡:分別向兩支
9、試管中加入5 mL Fe(NO3)3、Fe2(SO4)3溶液。,(2)選用Fe2(SO4)3溶液的濃度為0.05 molL-1,目的是保證相等。 (3)從a、b中均檢出了Fe2+,說明Fe3+具有氧化性。a中Fe3+氧化Ag的離子方程式是。 (4)確認b中沉淀為Ag2SO4(微溶),檢驗Ag2SO4固體中 的方法是。 (5)推測在a中的酸性條件下 氧化了銀,證據(jù)是。 通過如下實驗驗證了推測是合理的: .測pH:測定實驗a中所用Fe(NO3)3溶液的pH=2; .配制溶液:。取5 mL此溶液加入有銀鏡的試管,現(xiàn)象是。 請將步驟補充完整。,(6)分析a中白色沉淀的成分,提出假設(shè)。 假設(shè)1:F
10、e(OH)2;假設(shè)2:AgNO2;假設(shè)3: 設(shè)計實驗方案驗證假設(shè)1:取少量沉淀置于空氣中,未變色。假設(shè)1不成立。 設(shè)計實驗方案驗證假設(shè)2(已知:亞硝酸鹽能與酸化的KI溶液反應(yīng))。,【實驗結(jié)論與討論】鐵鹽能蝕刻銀; 能提高鐵鹽的蝕刻能力。推測硝酸鐵溶液如果保持足夠的酸性,可以避免產(chǎn)生沉淀。,解析:(1)硝酸銀溶液中加氨水,至生成的沉淀恰好溶解可得到銀氨溶液,所以配制銀氨溶液,需要的試劑是AgNO3溶液、稀氨水。(2)分別向兩支試管中加入5 mL Fe(NO3)3、Fe2(SO4)3溶液,在保證鐵離子濃度相等的前提下,來判斷銀鏡溶解的速度。(3)Fe3+具有氧化性,金屬銀具有還原性,Fe3+氧
11、化Ag得到亞鐵離子和銀離子,即Fe3++Ag==Fe2++Ag+。(4)硫酸根離子可以與鋇離子反應(yīng)生成白色不溶于硝酸的沉淀硫酸鋇,檢驗硫酸銀中硫酸根離子的方法:取少量Ag2SO4固體于試管中,加入適量蒸餾水,振蕩、靜置,取上層清液,滴加Ba(NO3)2溶液,出現(xiàn)白色沉淀。,3.(2017天津理綜,9)用沉淀滴定法快速測定NaI等碘化物溶液中c(I-),實驗過程包括準備標準溶液和滴定待測溶液。 .準備標準溶液 a.準確稱取AgNO3基準物4.246 8 g (0.025 0 mol)后,配制成250 mL標準溶液,放在棕色試劑瓶中避光保存,備用。 b.配制并標定100 mL 0.100 0 mo
12、lL-1 NH4SCN標準溶液,備用。 .滴定的主要步驟 a.取待測NaI溶液25.00 mL于錐形瓶中。 b.加入25.00 mL 0.100 0 molL-1 AgNO3溶液(過量),使I-完全轉(zhuǎn)化為AgI沉淀。 c.加入NH4Fe(SO4)2溶液作指示劑。 d.用0.100 0 molL-1 NH4SCN溶液滴定過量的Ag+,使其恰好完全轉(zhuǎn)化為AgSCN沉淀后,體系出現(xiàn)淡紅色,停止滴定。,e.重復(fù)上述操作兩次。三次測定數(shù)據(jù)如下表:,f.數(shù)據(jù)處理。 回答下列問題: (1)將稱得的AgNO3配制成標準溶液,所使用的儀器除燒杯和玻璃棒外還有。 (2)AgNO3標準溶液放在棕色試劑瓶中避光保存的
13、原因是。 (3)滴定應(yīng)在pH<0.5的條件下進行,其原因是。 (4)b和c兩步操作是否可以顛倒,說明理由。,(5)所消耗的NH4SCN標準溶液平均體積為 mL,測得c(I-)= molL-1。 (6)在滴定管中裝入NH4SCN標準溶液的前一步,應(yīng)進行的操作為。 (7)判斷下列操作對c(I-)測定結(jié)果的影響(填“偏高”“偏低”或“無影響”)。 若在配制AgNO3標準溶液時,燒杯中的溶液有少量濺出,則測定結(jié)果。 若在滴定終點讀取滴定管刻度時,俯視標準液液面,則測定結(jié)果。,答案:(1)250 mL(棕色)容量瓶、膠頭滴管 (2)避免AgNO3見光分解 (3)防止因Fe3+的水解而影響滴定終點的判斷(
14、或抑制Fe3+的水解) (4)否(或不能)若顛倒,Fe3+與I-反應(yīng),指示劑耗盡,無法判斷滴定終點 (5)10.000.060 0 (6)用NH4SCN標準溶液進行潤洗 (7)偏高偏高,解析:(1)配制溶液所用的玻璃儀器有250 mL(棕色)容量瓶、燒杯、玻璃棒、膠頭滴管。 (2)AgNO3受熱或光照易分解,故存放在棕色試劑瓶中。 (3)Fe3+易水解,若pH過大,會促進Fe3+水解,影響終點判斷。 (4)NH4Fe(SO4)2中Fe3+有氧化性,可以將I-氧化,本身被還原為Fe2+,失去指示劑的作用,同時會影響AgNO3溶液的用量。 (5)第一次實驗數(shù)據(jù)與第二、三次實驗數(shù)據(jù)相差過大,不能使用
15、。取第二、三次實驗數(shù)據(jù)的平均值,所消耗NH4SCN標準溶液平均體積為10.00 mL。c(I-)= molL-1=0.060 0 molL-1。 (6)滴定管使用前要水洗、潤洗。潤洗是為了防止滴定管內(nèi)殘留的水將滴定管內(nèi)所裝溶液稀釋。,(7)c(I-)= ,使配制AgNO3標準溶液濃度偏小,則消耗NH4SCN溶液的體積偏小,V(NH4SCN)偏小,結(jié)果偏高;俯視讀數(shù)會使V(NH4SCN)偏小,結(jié)果偏高。,4.硼是第A族元素,單質(zhì)硼在加熱條件下能與多種非金屬反應(yīng)。某同學(xué)欲利用氯氣和單質(zhì)硼反應(yīng)制備三氯化硼。已知BCl3的沸點為12.5 ,熔點為-107.
16、3 ,遇水劇烈反應(yīng)。 (1)選用下圖所示的裝置(可以重復(fù)選用)進行實驗,裝置依次連接的合理順序為。,(2)圖中g(shù)管的作用是,裝置E的作用是。 (3)開始實驗時,先點燃(填“A”或“B”)處的酒精燈。 (4)請寫出BCl3遇水變質(zhì)的化學(xué)方程式:。 (5)硼酸是一元弱酸,其鈉鹽化學(xué)式為NaB(OH)4,則硼酸在水中的電離方程式是。,答案:(1)ABDCEDF (2)保持氣壓平衡,便于分液漏斗中的液體流入蒸餾燒瓶冷凝并收集BCl3 (3)A(4)BCl3+3H2O==H3BO3+3HCl (5)H3BO3+H2O B(OH)4-+H+,解析:(1)因為BCl3遇水劇烈反應(yīng),必須防水。A為制取氯氣
17、裝置,然后通過B裝置除去HCl,再通過D裝置干燥,氯氣進入C裝置與硼反應(yīng),產(chǎn)生的三氯化硼氣體進入E裝置冷卻收集起來,再連接D裝置干燥防止外界水蒸氣進入,最后連接F進行尾氣處理。因此連接的順序為ABDCEDF。(2)圖中g(shù)管的作用是保持氣壓平衡,便于分液漏斗中的液體流入蒸餾燒瓶;裝置E的作用是冷凝并收集BCl3。(3)開始實驗時,先點燃A處的酒精燈制取氯氣,使后面反應(yīng)裝置中充滿干燥的氯氣。(4)BCl3遇水水解生成H3BO3和HCl,其化學(xué)方程式為BCl3+3H2O==H3BO3+3HCl。(5)硼酸是一元弱酸,其鈉鹽化學(xué)式為NaB(OH)4,則硼酸在水中電離方程式是H3BO3+H2O B(OH)4-+H+。,
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