高考化學(xué)二輪復(fù)習(xí) 第2部分 應(yīng)試高分策略 第4關(guān) 綜合實驗題突破策略與技巧課件

應(yīng) 試 高 分 策 略第二部分第四關(guān)綜合實驗題突破策略與技巧 【例1】(1)(2016江蘇卷節(jié)選)焦亞硫酸鈉(Na2S2O5)是常用的抗氧化劑，在空氣中，受熱時均易分解。實驗室制備少量Na2S2O5的方法：在不斷攪拌下，控制反應(yīng)溫度在40左右，向Na2CO3過飽和溶液中通入SO2，實驗裝置如下圖所示。題型一探究物質(zhì)性質(zhì)型沖關(guān)題型 當(dāng)溶液pH約為4時，停止反應(yīng)。在20靜置結(jié)晶，生成Na2S2O5的化學(xué)方程式為2NaHSO3=Na2S2O5H2OSO2與Na2CO3溶液反應(yīng)生成NaHSO3和CO2，其離子方程式為_。裝置Y的作用是_。析出固體的反應(yīng)液經(jīng)減壓抽濾，洗滌，2530干燥，可獲得Na2S2O5固體。依次用飽和SO2水溶液、無水乙醇洗滌Na2S2O5固體，用飽和SO2水溶液洗滌的目的是_。實驗制得的Na 2S2O5固體中含有一定量的Na2SO3 和Na2SO4，其可能的原因是_。 (2)(2016浙江卷節(jié)選)無水MgBr2可用作催化劑。實驗室采用鎂屑與液溴為原料制備無水MgBr2，裝置如圖1，主要步驟如下： 【例2】(2014安徽卷) 某研究小組為探究弱酸性條件下鐵發(fā)生電化學(xué)腐蝕類型的影響因素，將混合均勻的新制鐵粉和碳粉置于錐形瓶底部，塞上瓶塞(如下圖所示)。從膠頭滴管中滴入幾滴醋酸溶液，同時測量容器中的壓強變化。 (1)請完成以下實驗設(shè)計表(表中不要留空格)：題型二探究反應(yīng)原理型編號實驗?zāi)康奶挤?g鐵粉/g醋酸/%為以下實驗作參照0.5 2.0 90.0醋酸濃度的影響0.5 36.00.2 2.0 90.0 【解析】(1)為得出影響規(guī)律，兩個對比實驗只能保留一個變量不同，實驗為探究醋酸濃度的影響，則所取碳粉質(zhì)量、鐵粉質(zhì)量需要和實驗相同；對比實驗、實驗，二者所取碳粉質(zhì)量不同，實驗的實驗?zāi)康氖翘骄刻挤酆繉嶒灥挠绊憽?2)容器內(nèi)氣體壓強變小，則容器內(nèi)氣體物質(zhì)的量減少，說明發(fā)生了吸氧腐蝕；發(fā)生腐蝕時形成原電池，因此電子由負(fù)極(Fe)流向正極(C)；在碳粉(正極)表面發(fā)生的反應(yīng)是溶解的O2得電子還原為OH(起始時，滴入醋酸，則電解質(zhì)溶液酸性強，O2得電子發(fā)生還原反應(yīng)，與H結(jié)合成H2O，因此正極電極反應(yīng)也可寫成4HO24e=2H2O)。(4)錐形瓶內(nèi)壓強開始時變大的原因有兩個：一是發(fā)生析氫腐蝕，二是反應(yīng)放熱，瓶內(nèi)溫度升高；為驗證發(fā)生析氫腐蝕，可另取一裝置，藥品用量和實驗操作與編號的實驗相同，根據(jù)需要可在橡皮塞上打孔，測量瓶內(nèi)壓強隨時間的變化、溶液中c(Fe 2)隨時間的變化等均可，利用測得的數(shù)據(jù)做出相應(yīng)判斷。 【答案】編號實驗?zāi)康奶挤?g鐵粉/g醋酸/%2.0碳粉含量的影響 題型三物質(zhì)制備或檢驗型 請回答下列問題： (1)儀器X的名稱是_。 (2)實驗操作的先后順序是a_e(填操作的編號)。 a檢查裝置的氣密性后加入藥品 b熄滅酒精燈，冷卻 c在“氣體入口”處通入干燥HCl d點燃酒精燈，加熱 e停止通入HCl，然后通入N2 (3)在實驗過程中，觀察到B中物質(zhì)由白色變?yōu)樗{(lán)色，C中試紙的顏色變化是_。 (4)裝置D中發(fā)生的氧化還原反應(yīng)的離子方程式是_。 【探究反思】 (5)反應(yīng)結(jié)束后，取出CuCl產(chǎn)品進(jìn)行實驗，發(fā)現(xiàn)其中含有少量的CuCl2或CuO雜質(zhì)，根據(jù)資料信息分析：若雜質(zhì)是CuCl2，則產(chǎn)生的原因是_。若雜質(zhì)是CuO，則產(chǎn)生的原因是_。【解析】(1)X盛放固體無水CuSO4，為干燥管。 (2)先通HCl，再加熱(防止加熱時生成Cu2(OH)2Cl2)，結(jié)束時應(yīng)先停止加熱，冷卻，再停止通HCl。順序為cdb。 【例4】(2016天津卷)水中溶氧量(DO)是衡量水體自凈能力的一個指標(biāo)，通常用每升水中溶解氧分子的質(zhì)量表示，單位mgL1，我國地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，生活飲用水源的DO不能低于5 mg/L。某化學(xué)小組同學(xué)設(shè)計了下列裝置(夾持裝置略)，測定某河水的DO。題型四定性與定量綜合分析型 回答下列問題： (1)配制以上無氧溶液時，除去所用溶劑水中氧的簡單操作為_。 (2)在橡膠塞處加入水樣及有關(guān)試劑應(yīng)選擇的儀器為_。滴定管注射器量筒 (3)攪拌的作用是_。 (4)步驟f為_。 (5)步驟e中達(dá)到滴定終點的標(biāo)志為_。若某次滴定消耗Na2S2O3溶液4.50 mL，水樣的DO_mgL1(保留一位小數(shù))。作為飲用水源，此次測得DO是否達(dá)標(biāo)：_(填是或否)。 【解析】(1)氣體在水中的溶解度隨著溫度升高而減小，將溶劑水煮沸可以除去所用溶劑水中氧氣。 (2)在橡膠塞處加入水樣及有關(guān)試劑，應(yīng)選擇注射器。 (3)攪拌可以使溶液混合均勻，加快反應(yīng)速率。 (4)為了減小實驗的誤差，滴定操作一般需要重復(fù)滴定操作23次，因此步驟f為重復(fù)步驟e的操作23次。 解答綜合實驗題的思維過程一般是：反應(yīng)原理反應(yīng)物的特點實驗裝置實驗現(xiàn)象實驗結(jié)論操作與裝置評價改進(jìn)思考。如：實驗?zāi)康氖鞘裁?？實驗是根?jù)什么原理和性質(zhì)來設(shè)計的？反應(yīng)物的名稱、狀態(tài)、性質(zhì)特點、替代物(根據(jù)實驗?zāi)康暮拖嚓P(guān)的化學(xué)反應(yīng)原理，進(jìn)行全面地分析、比較和推理，并合理選擇)。裝置主要儀器的名稱及規(guī)格、使用方法、適用范圍、注意事項、是否有替代裝置可使用、其他用途等。實驗操作技能、操作要點、操作順序、注意事項、錯誤操作的后果等。實驗現(xiàn)象自下而上、從左至右全面觀察，“固、液、氣”的現(xiàn)象描述。實驗直接結(jié)論或?qū)С鼋Y(jié)論。在分析思考的過程中，要注意主次先后的順序。沖關(guān)技巧 一是要圍繞主要問題來思考。如選擇實驗路線、方法是否恰當(dāng)；所用藥品是否合理；儀器選擇是否恰當(dāng)合理；實驗過程是否快速、安全、環(huán)保；實驗現(xiàn)象是否明顯(是否抗干擾)。二是要思考有關(guān)物質(zhì)的制備、凈化、吸收、存放、環(huán)保、安全，是否需要驅(qū)趕空氣？是否需要防止空氣中二氧化碳或水蒸氣進(jìn)入裝置？三是要思考儀器及裝置的連接順序。一般為：驅(qū)趕空氣或鼓入空氣發(fā)生裝置除雜裝置干燥裝置收集裝置性質(zhì)實驗裝置尾氣處理裝置。四是要思考實驗的操作順序。一般為：連接儀器氣密性檢查加固體藥品加液體藥品按程序開始實驗拆卸裝置其他處理等。 1對于有機物制備類綜合實驗題，分析破解題時要注意以下幾點： (1)制備原理。特別是來自于教材中的化學(xué)反應(yīng)、物質(zhì)的某一特性，或者題示的新信息反應(yīng)(一般會附上相關(guān)物質(zhì)的主要物理性質(zhì))。 (2)設(shè)計問題。裝置：冷凝管中的水流方向(下口進(jìn)水上口出水)、溫度計水銀球的位置、燒瓶或三頸瓶的容量大小、尾氣處理、加熱方式(水浴或油浴等)；制備操作：加入試劑的順序、試劑的相對用量、沸石、溫度控制與加熱時間等；產(chǎn)品分離：加入試劑除去雜質(zhì)、用蒸餾水洗滌、蒸餾(控制溫度收集餾分)；檢驗：檢驗產(chǎn)品中主要產(chǎn)物或雜質(zhì)成分、反應(yīng)是否進(jìn)行完全(或部分完成或完全未進(jìn)行)；計算：有機制備一般需要計算產(chǎn)率。 (3)特殊操作與裝置。若漏加“沸石或碎瓷片”，則應(yīng)停止加熱，待冷卻后補充加入碎瓷片；混合物分離方法的選擇要結(jié)合物質(zhì)的性質(zhì)特點及題給物質(zhì)的數(shù)據(jù)，如根據(jù)沸點數(shù)據(jù)來控制反應(yīng)的溫度或收集餾分的溫度范圍。 2探究型綜合實驗題的一般解題思路是：先通過對比找出實驗的不同之處(物質(zhì)、操作、現(xiàn)象等)，再揭示實驗現(xiàn)象不同的本質(zhì)原因，然后設(shè)計相應(yīng)的實驗來驗證。還有一些題目將基本理論與原理置于實驗探究活動之中，只要熟練掌握基礎(chǔ)知識，理解基本原理，此類題目一般容易上手。在探究過程中往往可以通過對比實驗(即設(shè)置幾組平行實驗)來對照、比較，從而研究和揭示某種規(guī)律，解釋某種現(xiàn)象形成的原因或證明某種反應(yīng)機理。無論是無機物還是有機物性質(zhì)的探究，都必須在牢牢掌握元素化合物知識的基礎(chǔ)上，大膽猜想、細(xì)心論證。只有靈活運用已有的元素化合物知識，才能變探究型實驗為驗證型實驗，使復(fù)雜問題簡單化。 3實驗方案設(shè)計與評價的解題思路是：制備實驗方案的設(shè)計遵循四項原則：條件合適，操作方便；原理正確，步驟簡單；原料易得，價格低廉；產(chǎn)物純凈，注重環(huán)保。性質(zhì)驗證型實驗的設(shè)計，求證物質(zhì)具備的性質(zhì)，關(guān)鍵是設(shè)計出簡捷的實驗方案，要求操作簡單、簡便易行、現(xiàn)象明顯、安全可行。在評價實驗方案是否合理時，應(yīng)主要從“合理選擇、排除干擾、操作準(zhǔn)確”等方面來考慮。其中，“合理選擇”是指儀器及連接方式、藥品、反應(yīng)條件、操作等方面的選擇要合理；“排除干擾”是指通過反應(yīng)條件的控制，盡可能排除對實驗的干擾，如防止空氣介入、避免副反應(yīng)、清除雜質(zhì)，防止或減少物質(zhì)的揮發(fā)、溶解，等等；“操作準(zhǔn)確”則要求熟悉主要儀器的性能、用途和基本實驗操作要領(lǐng)。 4定量實驗主要考查樣品純度的測定、某溶液濃度的測定、物質(zhì)組成的確定等，主要涉及酸堿中和滴定原理的遷移應(yīng)用。除了要熟練掌握相關(guān)的基本計算外，還應(yīng)關(guān)注氣體體積的測定方法及數(shù)據(jù)處理、滴定反應(yīng)計算關(guān)系式的確定以及誤差分析方法等。 5在規(guī)范回答綜合實驗題的相關(guān)問題時，應(yīng)注意文字表述，要在熟悉常見實驗問題的基礎(chǔ)上，抓住其中的要點與關(guān)鍵詞，具體問題具體分析。 (1)驅(qū)趕空氣：在需要驅(qū)趕空氣的實驗中，一般是用反應(yīng)產(chǎn)生的氣體來驅(qū)趕空氣，或者用不參與反應(yīng)的氣體來驅(qū)趕空氣。 (2)加熱操作先后順序的選擇：若氣體的發(fā)生需加熱且空氣能作為雜質(zhì)氣體參與體系內(nèi)的反應(yīng)，一般先用酒精燈加熱氣體發(fā)生裝置，等氣體充滿裝置后，再給實驗中需要加熱的固體物質(zhì)加熱。這樣做的目的，一是防止可能的爆炸，二是保證產(chǎn)品的純度和質(zhì)量。 (3)冷凝回流：若是易揮發(fā)的液體反應(yīng)物，為了避免或減少反應(yīng)物的損耗，充分利用原料，要在發(fā)生裝置中設(shè)計冷凝回流裝置。如在發(fā)生裝置中安裝長玻璃管或冷凝管。有的實驗為防止氣體冷凝不充分而受損失，需用冷凝管或冷水(或冰水)冷凝氣體(或物質(zhì)的蒸氣)，使物質(zhì)蒸氣冷凝為液態(tài)便于收集。 (4)點燃或加熱通有可燃性氣體的裝置前，必須檢查氣體的純度。如用CO、氫氣等氣體還原金屬氧化物時，不能先加熱后通入氣體，應(yīng)先通入氣體，將裝置內(nèi)的空氣排盡后，再驗純檢查氣體是否純凈，待純凈后，再點燃酒精燈加熱金屬氧化物。 (5)實驗儀器的拆卸一般應(yīng)從防爆炸、防氧化、防生成雜質(zhì)、防倒吸等角度，考慮停止加熱或停止通氣的時間、順序。如對有尾氣吸收裝置的實驗，一般必須將尾氣導(dǎo)管提出液面后才能熄滅酒精燈(避免溶液倒吸)；用氫氣還原氧化銅的實驗應(yīng)先熄滅加熱氧化銅的酒精燈，同時繼續(xù)通入氫氣，待加熱區(qū)冷卻后才停止通入氫氣(避免空氣倒吸入加熱區(qū)使銅氧化，或避免形成易爆的混合氣)； 有多個酒精燈的實驗，一般最后撤除產(chǎn)生氣體的酒精燈(以免內(nèi)部氣壓降低引起倒吸)；拆卸用排水法收集并需要加熱制取氣體的裝置時，應(yīng)先把導(dǎo)管從水槽中取出，再熄滅酒精燈(防止水槽中的水倒吸)；拆下的儀器要冷卻后再清洗、干燥和歸位。 (6)防止倒吸：某些實驗在溶解度大(或與液體反應(yīng)迅速)的氣體溶于液體后，可能會引起倒吸，從而影響實驗，一般需要加裝專門的防倒吸裝置。 (7)具有特殊作用的實驗改進(jìn)：為防止分液漏斗中的液體不能順利流出，用橡皮管連接成連通裝置；為防止氣體從長頸漏斗中逸出，可在發(fā)生裝置中的漏斗末端套住一個小試管形成液封等等。