高考化学分类复习：综合实验探究课件-55张

(共55张PPT)
综合实验探究
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突破点1
突破点2
考点整合?筑基础
热点突破?悟方法
突破点3
迁移训练?提能力
探究型综合实验
1.化学实验探究的基本环节
(1)发现问题:就是在学习和实验的过程中所遇到的值得探究的问题和异常现象等。
(2)提出猜想:就是根据已有的知识对所发现的问题的解决提出的几种可能的情况。
(3)设计验证方案:就是根据猜想,结合实验条件设计科学、合理、安全的实验方案,对各种猜想进行验证。
(4)具体实施实验:就是根据实验方案选择仪器、组装仪器、按步骤进行操作实验的过程。
(5)观察现象,分析数据,得出结论:就是认真全面观察实验中出现的现象并及时记录所得数据,然后进行推理分析和数据分析,通过对比归纳得出结论。
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热点突破?悟方法
突破点3
迁移训练?提能力
2.物质性质探究的注意事项
(1)有水蒸气生成的,先检测水蒸气,再检测其他成分。
(2)对于需要进行转化才能检测的成分,如CO的检测,要注意先检测CO中是否含有CO2,如果有CO2,先除去CO2,接着对CO实施转化,最后再检测转化产物CO2。
(3)若试题只给出部分药品和装置,则应需要给出必要的补充;若有剩余,则应进行筛选。
(4)若要求采用最合理的实验步骤,则对考虑反应原理、选择药品和装置、确定操作步骤都做了限定,必须综合考虑。
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考点整合?筑基础
热点突破?悟方法
迁移训练?提能力
例1(2019天津海河中学高三月考)Ⅰ.某学习小组为了探究“SO2与Fe3+反应的产物”,将过量的SO2通入FeCl3溶液中后,各取10 mL反应液分别加入编号为A、B、C的试管中,并设计以下3种实验方案:
方案①:A中加入少量KMnO4溶液,溶液紫红色褪去。
方案②:B中加入KSCN溶液,溶液不变红色,再加入新制的氯水,溶液变红色。
方案③:C中加入稀盐酸酸化的BaCl2溶液,产生白色沉淀。
(1)上述实验方案中能证明该反应液中有Fe2+生成的是　　　　。
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迁移训练?提能力
Ⅱ.氨气具有还原性,在加热时与氧化铜发生反应的化学方程式为2NH3+3CuO N2+3Cu+3H2O。
某化学实验小组拟用下列仪器(可重复使用)证明氨气具有还原性,并检验生成的水。现提供浓氨水、氧化铜,若需其他试剂可自选。(连接和固定仪器用的橡胶管、铁夹、铁架台等装置均略去),请回答下列问题:
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迁移训练?提能力
(2)上述仪器从左到右的连接顺序是　　　　→D→　　　　→ D→　　　　(填字母)。
(3)烧瓶中加入的固体试剂可以是　　　　。?
①生石灰　②五氧化二磷　③硫酸铜　④氢氧化钠
(4)装置C中倒扣漏斗的作用是　 。?
(5)需重复使用的仪器D中所选用的固体药品依次是　　　　。?
(6)实验中证明有水生成的现象是　　　　　　　　　　　　。?
答案:(1)方案②　(2)B　A　C　(3)①④　(4)防止倒吸　
(5)生石灰或碱石灰、无水硫酸铜　(6)白色粉末变为蓝色
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迁移训练?提能力
解析:(1)方案①中SO2、Fe2+均能被酸性KMnO4溶液氧化,且SO2过量,不能说明反应产物中含Fe2+,不合理。
方案②中加入KSCN溶液,不变红色,说明不存在Fe3+,再加入新制的氯水,溶液变红色,说明存在Fe2+,方案合理。
方案③中因BaSO3能溶于盐酸,说明白色沉淀为BaSO4,可说明SO2被氧化为 ,但是不能证明产物中有Fe2+。上述实验方案中能证明该反应液中有Fe2+生成的是方案②。
(2)为证明氨气具有还原性,并检验生成物中有水生成;需先通过B中浓氨水反应制得氨气,然后除去氨气中的水,将干燥的氨气通入用酒精灯加热的试管中,再验证生成物中含有水,最后吸收尾气,故连接顺序为BDADC。
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迁移训练?提能力
(3)浓氨水可以与碱、碱性氧化物反应生成氨气,故可以选择的试剂是①④,不可以选用酸性物质。
(4)氨气极易溶于水,且酸碱中和速度快,易产生倒吸现象;因此装置C中倒扣漏斗的作用是防止倒吸。
(5)由于在制氨气时需要除去水,氨气发生氧化还原反应又需要验证水,故D需要重复使用。除去水时,可以选择不与氨气反应的碱性干燥剂,如生石灰或碱石灰;验证水需要用无水硫酸铜,若有水产生,白色的无水硫酸铜变蓝色。
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探究性实验题的答题模型
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1.(2019北京理综)化学小组实验探究SO2与AgNO3溶液的反应。
(1)实验一:用如下装置(夹持、加热仪器略)制备SO2,将足量SO2通入AgNO3溶液中,迅速反应,得到无色溶液A和白色沉淀B。
①浓硫酸与Cu反应的化学方程式是?　 。?
②试剂a是　　　　　　　　。?
(2)对体系中有关物质性质分析得出:沉淀B可能为Ag2SO3、Ag2SO4或两者的混合物。
(资料:Ag2SO4微溶于水;Ag2SO3难溶于水)
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实验二:验证B的成分。
①写出Ag2SO3溶于氨水的离子方程式:?　 。?
②加入盐酸后沉淀D大部分溶解,剩余少量沉淀F。推断D中主要是BaSO3,进而推断B中含有Ag2SO3。向滤液E中加入一种试剂,可进一步证实B中含有Ag2SO3。所用试剂及现象是　　　　　　　　。
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实验三:探究 的产生途径。
①向溶液A中滴入过量盐酸,产生白色沉淀,证明溶液中含有　　　;取上层清液继续滴加BaCl2溶液,未出现白色沉淀,可判断B中不含Ag2SO4。做出判断的理由:　?　 。?
②实验三的结论:　 。?
(4)实验一中SO2与AgNO3溶液反应的离子方程式是　 。
(5)根据物质性质分析,SO2与AgNO3溶液可以发生氧化还原反应。将实验一所得混合物放置一段时间,有Ag和 生成。
(6)根据上述实验所得结论:??　 。?
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2.(2019石家庄第二中学高三期中)某学习小组开展下列实验探究活动:
A
(1)装置A中反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　。
(2)设计实验:利用装置A中产生的气体证明+4价硫具有氧化性。
?　 。?
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(3)选用下面的装置和药品探究亚硫酸与次氯酸的酸性强弱:
装置连接顺序为A、C、　　　　、　　　　、D、F,其中装置C的作用是　　　　　　　,通过　　　　　　　　　　　　现象即可证明亚硫酸的酸性强于次氯酸。?
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(4)利用G装置可测定装置A残液中SO2的含量。量取1 mL残液放入烧瓶中,加适量的水稀释,加热使SO2全部逸出并与锥形瓶中H2O2完全反应(SO2+H2O2 H2SO4),然后用0.100 0 mol·L-1NaOH标准溶液进行滴定,至终点时消耗NaOH溶液20.00 mL。
G
①G中球形冷凝管的冷凝水进口为　　　　　(填“a”或“b”)。?
②残液中SO2含量为　　　　 g·L-1。?
③经多次测定发现,测定值始终高于实际值,则其原因是?　 。
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答案:(1)CaSO4+2HCl CaCl2+SO2↑+H2O
(2)将SO2通入H2S溶液或者Na2S(NaHS也可)溶液中,出现淡黄色沉淀(或溶液变浑浊)
(3)B　E　除去HCl气体　D中品红溶液不褪色,F中出现白色沉淀
(4)①b　②64.00　③残液中有剩余的盐酸(或过氧化氢),导致实验中消耗的氢氧化钠的量偏多
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定量测定型实验题
1.定量实验数据处理
如何用好、选好数据,是解决化学定量实验题的关键所在。解决化学定量实验题的一般方法为比较数据、转变物质、分析利弊、确定方案。
(1)对数据进行比较是解决问题的突破口,注意比较数据的交点与重合区。
(2)转变物质则是实现实验目标的重要途径,在一些物质提纯与制备的问题中,往往会提供一些物质沉淀的pH范围以及物质的沸点、密度、溶解性等呈现物质物理性质的数据。
(3)在实际生产、生活中,除了涉及是否能够通过相应反应来实现实验目标外,还涉及经济效益的问题,在原理、环保等方面没有大的差异时,选择廉价原料完成相应的实验成为首选。
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2.含量测定对实验数据筛选的一般方法和思路
(1)一看数据是否符合测量仪器的精度特点,如用托盘天平测得的质量的精确度为0.1 g,若数值超过了这个范围,说明所得数据是无效的;
(2)二看数据是否在误差允许范围内,若所得的数据明显超出误差允许范围,要舍去;
(3)三看反应是否完全,是不是在过量反应物作用下所得的数据,只有完全反应时所得的数据,才能进行有效处理和应用;
(4)四看所得数据的测试环境是否一致,特别是气体体积数据,只有在温度、压强一致的情况下才能进行比较、运算;
(5)五看数据测量过程是否规范、合理,错误和违反测量规则的数据需要舍去。
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3.“关系式法”在定量测定实验中的应用
关系式法是表示两种或多种物质之间“物质的量”关系的一种简化式子。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的“物质的量”的关系表示出来,把多步计算简化成一步计算。正确提取关系式是用关系式法解题的关键。其解题流程分以下三步:
第一步:写出题中各步发生反应的化学方程式。
第二步:根据化学方程式,找出作为中介的物质,并确定最初反应物、中介物质、最终生成物之间物质的量的关系。
第三步:根据已知条件及关系式列出比例式进行计算求解。
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例2(2019北京理综改编)化学小组用如下方法测定经处理后的废水中苯酚的含量(废水中不含干扰测定的物质)。
Ⅰ.用已准确称量的KBrO3固体配制一定体积的a mol·L-1 KBrO3标准溶液;
Ⅱ.取V1 mL上述溶液,加入过量KBr,加H2SO4酸化,溶液呈棕黄色;
Ⅲ.向Ⅱ所得溶液中加入V2 mL废水;
Ⅳ.向Ⅲ中加入过量KI;
Ⅴ.用b mol·L-1 Na2S2O3标准溶液滴定Ⅳ中溶液至浅黄色时,滴加2滴淀粉溶液,继续滴定至终点,共消耗Na2S2O3溶液V3 mL。
已知:I2+2Na2S2O3 2NaI+Na2S4O6,Na2S2O3和Na2S4O6溶液颜色均为无色。
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(1)Ⅰ中配制溶液用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、胶头滴管和 。?
(2)Ⅱ中发生反应的离子方程式是?　 。?
(3)Ⅲ中发生反应的化学方程式是?　 。?
(4)Ⅳ中加KI前,溶液必须为黄色,原因是?　 。?
(5)KI与KBrO3物质的量关系为n(KI)≥6n(KBrO3)时,KI一定过量,理由是??　 。?
(6)Ⅴ中滴定至终点的现象是　 。?
(7)废水中苯酚的含量为　　　　　　　　　 g·L-1(苯酚摩尔质量:94 g·mol-1)。?
(8)由于Br2具有　　　　　　的性质,Ⅱ~Ⅳ中反应须在密闭容器中进行,否则会造成测定结果偏高。?
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(4)Br2过量,保证苯酚完全反应
(5)反应物用量存在关系:KBrO3~3Br2~6KI,若无苯酚时,消耗KI的物质的量是KBrO3物质的量的6倍,因有苯酚消耗Br2,所以当n(KI)≥6n(KBrO3)时,KI一定过量
(6)溶液蓝色恰好消失
(8)易挥发
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解题模板
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1.(2019湖南永州高三二模)某学习小组根据高中知识设计如下测定室内甲醛含量的装置(夹持及尾气处理等装置已略)。
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Ⅰ.配制银氨溶液。
(1)关闭K2和K3,打开K1和分液漏斗活塞,将饱和食盐水滴入圆底烧瓶中,当观察到三颈烧瓶中最初生成的白色沉淀恰好完全溶解时,关闭K1和分液漏斗活塞。请写出三颈烧瓶中生成银氨溶液的化学方程式:　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　。?
Ⅱ.测定室内空气中甲醛含量。
(2)装置中毛细管的作用是　　　　　　　　　　　　　　　。?
(3)用热水浴加热三颈烧瓶,打开K3,将可移动隔板由最左端抽到最右端,吸入1 L室内空气,关闭K3,后续操作是　　　　　　　　　　。共计进行上述操作十次。?
(4)待甲醛充分被银氨溶液氧化为碳酸盐后,测得三颈烧瓶中共生成Ag 2.16 mg。则空气中甲醛的含量为　　　　　　 mg·L-1(假设空气中其他物质不与银氨溶液反应)。?
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(2)减小气体通入速率,使空气中甲醛气体被完全吸收
(3)打开K2,缓慢推动滑动隔板,将气体全部推出,再关闭K2
(4)0.015
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2.(2019安徽江南十校高三月考)已知铁粉与水蒸气在不同温度下反应,所得黑色固体产物的成分不同,某化学小组的同学为测定该固体产物的组成,称取168 mg纯铁粉,按下列步骤进行实验:
①按如图所示连接好装置,检查气密性并装入药品;
②打开K,加热某装置,一段时间后,再加热另一装置;
③反应完成后,关闭K,停止加热,冷却后读取收集到的气体的体积。
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回答下列问题:
(1)实验中先点燃　　　　处的酒精灯,该操作在将D中的导管伸入量筒中准备收集气体之　　　　(填“前”或“后”)。?
(2)请说明下列实验操作的目的。
①将铁粉和石棉绒混合均匀:　　　　　　　　　　　　　　。?
②关闭K:　 。?
(3)判断铁粉与水蒸气反应已经完成的现象是　　　　　　　　。
(4)有同学认为用D装置测量气体的体积时,伸入量筒中的导管应适当加长,该同学的理由是??　 。?
(5)用改进后的正确装置进行实验,收集到气体的体积为67.2 mL(已换算成标准状况),则固体产物的组成为　　　　。?
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答案:(1)A　后
(2)①增大铁粉与水蒸气的接触面积,以便充分反应　②防止冷却时,装置内的压强下降过快将空气吸入装置,影响H2体积的测定
(3)量筒内液面不再发生变化
(4)若导管过短,冷却时,气体不能回流,导致气体体积偏大;若导管过长,导管不易插入量筒中,也不易从量筒中取出
(5)FeO
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物质制备型实验题
制备型实验题的解题流程
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例3(2019天津理综)环己烯是重要的化工原料。其实验室制备流程如下:
回答下列问题:
Ⅰ.环己烯的制备与提纯。
(1)原料环己醇中若含苯酚杂质,检验试剂为　　　 　　,现象为　　　　　　　　　 。?
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(2)操作1的装置如图所示(加热和夹持装置已略去)。
①烧瓶A中进行的可逆反应化学方程式为　　　　　　　　　,浓硫酸也可作该反应的催化剂,选择FeCl3·6H2O而不用浓硫酸的原因为　　　　　(填字母)。?
A.浓硫酸易使原料炭化并产生SO2
B.FeCl3·6H2O污染小、可循环使用,符合绿色化学理念
C.同等条件下,用FeCl3·6H2O比浓硫酸的平衡转化率高
②仪器B的作用为　　　　　　　　　　。?
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(3)操作2用到的玻璃仪器是　　　　　　　　　。?
(4)将操作3 (蒸馏)的步骤补齐:安装蒸馏装置,加入待蒸馏的物质和沸石,　　　　　　　　　　　,弃去前馏分,收集83 ℃的馏分。?
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Ⅱ.环己烯含量的测定。
在一定条件下,向a g环己烯样品中加入定量制得的b mol Br2,与环己烯充分反应后,剩余的Br2与足量KI作用生成I2,用c mol·L-1的Na2S2O3标准溶液滴定,终点时消耗Na2S2O3标准溶液V mL(以上数据均已扣除干扰因素)。
测定过程中,发生的反应如下:
(5)滴定所用指示剂为　　　　 。样品中环己烯的质量分数为　　　　　　　　　　(用字母表示)。?
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(6)下列情况会导致测定结果偏低的是　　　(填字母)。?
A.样品中含有苯酚杂质
B.在测定过程中部分环己烯挥发
C.Na2S2O3标准溶液部分被氧化
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解析:Ⅰ.环己烯的制备与提纯。
(1)检验环己醇中是否含有苯酚,可滴加FeCl3溶液,通过溶液是否显紫色判断。
(2)①由环己醇制备环己烯的反应为
A项,浓硫酸具有脱水性,可使有机物炭化,然后发生氧化还原反应,产生污染性气体SO2;B项,FeCl3·6H2O不会污染环境,而且可循环使用,A、B两项正确。催化剂只能增大化学反应速率,不能提高平衡转化率,C项错误;②仪器B可冷凝回流环己醇,从而减少环己醇的蒸出。
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(3)操作2属于分液,用到的玻璃仪器有分液漏斗和烧杯。
(4)操作3属于蒸馏,加入待蒸馏物和沸石后,从下口通冷凝水,加热,收集83 ℃的馏分。
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Ⅱ.环己烯含量的测定。
(5)由Na2S2O3溶液滴定I2,常用淀粉溶液作指示剂,滴入最后一滴Na2S2O3溶液,溶液由蓝色到无色,且在30 s内不恢复蓝色证明到达滴定终点。
(6)A项,样品中含有苯酚,苯酚也与溴反应,导致剩余溴减少,消耗Na2S2O3溶液体积小,导致结果偏高;B项,环己烯挥发,导致剩余溴增大,消耗Na2S2O3溶液体积大,导致测定结果偏低;C项,Na2S2O3标准溶液部分被氧化,造成消耗Na2S2O3溶液体积大,导致测定结果偏低。
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1.(2019全国Ⅲ)乙酰水杨酸(阿司匹林)是目前常用药物之一。实验室通过水杨酸进行乙酰化制备阿司匹林的一种方法如下:
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实验过程:在100 mL锥形瓶中加入水杨酸6.9 g及醋酸酐10 mL,充分摇动使固体完全溶解。缓慢滴加0.5 mL浓硫酸后加热,维持瓶内温度在70 ℃左右,充分反应。稍冷后进行如下操作。
①在不断搅拌下将反应后的混合物倒入100 mL冷水中,析出固体,过滤。
②所得结晶粗品加入50 mL饱和碳酸氢钠溶液,溶解、过滤。
③滤液用浓盐酸酸化后冷却、过滤得固体。
④固体经纯化得白色的乙酰水杨酸晶体5.4 g。
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回答下列问题:
(1)该合成反应中应采用　　　加热。?
A.热水浴 B.酒精灯 C.煤气灯 D.电炉
(2)下列玻璃仪器中,①中需使用的有　　　(填字母),不需使用的有
　　　　　　　　　　　　(填名称)。?
(3)①中需使用冷水,目的是　　　　　　　　　　　　　　　　。
(4)②中饱和碳酸氢钠的作用是　　　　 ,以便过滤除去难溶杂质。
(5)④采用的纯化方法为　　　　　。?
(6)本实验的产率是　　　　　%。?
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答案:(1)A
(2)BD　分液漏斗、容量瓶
(3)充分析出乙酰水杨酸固体(结晶)
(4)生成可溶的乙酰水杨酸钠
(5)重结晶
(6)60
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2.(2019全国Ⅰ)硫酸铁铵[NH4Fe(SO4)2·xH2O]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,具体流程如下:
回答下列问题:
(1)步骤①的目的是去除废铁屑表面的油污,方法是　　　　　。?
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(2)步骤②需要加热的目的是　　　　　,温度保持80~95 ℃,采用的合适加热方式是　　　　　。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　　　　　(填标号)。?
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(3)步骤③中选用足量的H2O2,理由是?　 。?
分批加入H2O2,同时为了　　　　　,溶液要保持pH小于0.5。?
(4)步骤⑤的具体实验操作有　 ,经干燥得到硫酸铁铵晶体样品。
(5)采用热重分析法测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　 。?
答案:(1)碱煮水洗
(2)加快反应　热水浴　C
(3)将Fe2+全部氧化为Fe3+;不引入杂质　抑制Fe3+水解
(4)加热浓缩、冷却结晶、过滤(洗涤)
(5)NH4Fe(SO4)2·12H2O