2019届一轮复习苏教版专题10高考专题讲座6综合实验题解题策略学案

2019届一轮复习苏教版专题10高考专题讲座6综合实验题解题策略学案

‎ (六)　综合实验题解题策略 ‎(对应学生用书第204页)‎ ‎[构成要素]‎ ‎[解题策略]‎ ‎1．制备型实验题解题程序 ‎ (1)巧审题，明确实验目的和原理。实验原理可从题目所给实验目的结合有关知识获取，综合考虑，促进制备主反应，消除控制副反应。遵循可行、简捷、安全性原则，确定符合目的要求的制取、提纯方案。‎ ‎ (2)善思考，理清操作步骤的先后顺序。根据方案中方法步骤，把握各步操作的要领、目的和原理，理清制备后除杂提纯操作的先后关系与原理。‎ ‎ (3)看图表，认识各装置的作用，分析图中各项装置，并结合实验目的和原理，分析装置作用，举一反三，分析缺少装置的可能后果，表格中信息如何控制运用落实。‎ ‎ (4)悟规律，得出正确的结论，实验数据(现象)是化学原理的外在表现，分析现象(或数据)，找出影响实验成败的关键因素，产生误差的原因，进行必要的推导与计算。‎ ‎2．探究型实验的基本程序 ‎ (1)解答探究型实验题的基本程序可用以下流程图表示：‎ ‎ 提出问题→提出猜想→设计验证方案→观察实验发现特殊现象，提出新猜想现象→得出结论 ‎ ①提出问题 ‎ 要提出问题，首先得发现问题，对题给信息进行对比、质疑，通过思考提出值得探究的问题。此外，实验中出现的特殊现象也是发现问题、提出问题的重要契机。 ‎ ‎ ②提出猜想 ‎ 所谓猜想就是根据已有知识对问题的解决提出的几种可能的情况。有一些问题，结论有多种可能(这就是猜想)，只能通过实验进行验证。‎ ‎ ③设计验证方案 ‎ 提出猜想后，就要结合题给条件，设计出科学、合理、安全的实验方案，对可能的情况进行探究。实验设计中，关键点是对试剂的选择和实验条件的调控。‎ ‎ ④观察实验现象，得出结论 ‎ 根据设计的实验方案，根据实验现象进行推理分析或计算分析得出结论。‎ ‎ (2)整体思路 ‎ ①明确目标，根据题目要求，找出该题需要解决的最终目标。‎ ‎ ②分析问题，根据上述目标，结合题目所给信息，分析解决该问题可能涉及的所学知识，即利用所学知识，分析解决该问题。‎ ‎ ③注意细节，在解决该类问题时，注意分析实验原理是否正确可行，实验操作是否安全合理，实验步骤是否简单方便，实验现象是否突出明显。‎ ‎[典题导航]‎ ‎　(2018·重庆一中模拟)二价铬不稳定，极易被氧气氧化。醋酸亚铬水合物{[Cr(CH3COO)2]2·2H2O，相对分子质量为376}是一种深红色晶体，不溶于冷水和醚，易溶于盐酸，是常用的氧气吸收剂。实验室以锌粒、CrCl3溶液、醋酸钠溶液和盐酸为主要原料制备醋酸亚铬水合物，其装置如图所示： ‎ ‎【导学号：91720348】‎ ‎ 制备过程中发生的化学反应或离子反应：Zn＋2HCl===ZnCl2＋H2↑；2CrCl3＋Zn===2CrCl2＋ZnCl2；2Cr2＋＋4CH3COO－＋2H2O===[Cr(CH3COO)2]2·‎ ‎ 2H2O↓。‎ ‎ 请回答下列问题：‎ ‎ (1)仪器A的名称是______________，所盛装的试剂是______________。‎ ‎ (2)本实验中配制所用溶液的蒸馏水都需事先煮沸，原因是_______________________________________________________________。‎ ‎ (3)仪器D的主要作用是______________。‎ ‎ (4)实验生成H2后，为使生成的CrCl2溶液与CH3COONa溶液顺利混合，应________(填“打开”或“关闭”，后同)阀门1、________________阀门2。‎ ‎ (5)本实验中锌粒须过量，其原因是__________________________________，‎ ‎ _________________________________________________________________‎ ‎ ______________________________________________________________。‎ ‎ (6)已知其他反应物足量，实验时取用的CrCl3溶液中含溶质‎6.34 g，实验后得干燥纯净的[Cr(CH3COO)2]2·2H2O ‎5.64 g，所得产品的产率为________。‎ ‎ (7)若使用该装置制备Fe(OH)2，且能较长时间看到Fe(OH)2 白色沉淀现象。则在仪器A、B、C中应装入的试剂依次为________、________、________(填化学式)。‎ ‎ 【解题思路】　‎ ‎ [解析]　先向三颈烧瓶B中加入过量的Zn(产生足量的氢气将空气排出，且产生足够的压力把三颈烧瓶B中的液体压入三颈烧瓶C中；充分还原CrCl3)，关闭阀门1，打开阀门2，通过分液漏斗加入稀盐酸，产生的氢气排出三颈烧瓶B、三颈烧瓶C及导管中的空气。再滴入CrCl3溶液使其与Zn反应生成CrCl2；然后打开阀门1，关闭阀门2，三颈烧瓶B中的液体在氢气的压力下被压入三颈烧瓶C中，CrCl2与CH3 COONa反应生成[Cr(CH3COO)2]2·2H2O。(2)二价铬不稳定，极易被氧气氧化，故除用氢气排除装置中的空气(O2)外，配制盐酸、CrCl3溶液和醋酸钠溶液时所用的蒸馏水需要加热除去氧气。(3)‎ ‎ 为防止装置外的空气(O2)进入装置，右端烧杯盛水起液封作用。(6)根据关系式2CrCl3～[Cr(CH3COO)2]2·2H2O，理论产品质量为m{[Cr(CH3COO)2]2·2H2O}＝××‎376 g/mol＝‎7.52 g，产率为×100%＝75%。(7)若以相同原理制Fe(OH)2‎ ‎，分液漏斗中盛放稀硫酸、三颈烧瓶B中盛放铁粉、三颈烧瓶C中盛放氢氧化钠溶液，可制得Fe(OH)2。‎ ‎ [答案]　(1)分液漏斗　盐酸与CrCl3溶液　(2)去除水中溶解的氧气，防止二价铬被氧化　(3)盛水，防止空气(O2)进入装置　(4)打开　关闭　(5)与CrCl3充分反应得到CrCl2　产生足量的H2，将装置中的空气排尽，将CrCl2溶液压入三颈烧瓶C中，使其与CH3COONa溶液反应(混合)　(6)75%　(7)稀H2SO4　Fe　NaOH ‎ [对点训练]‎ ‎　 氮化铝(AlN)是一种新型无机材料，广泛应用于集成电路生产领域。某化学研究小组利用氮气、氧化铝和活性炭制取氮化铝，设计如图所示实验装置(部分夹持装置已略去)。‎ ‎ 请回答下列问题：‎ ‎ (1)实验中用饱和NaNO2溶液与NH4Cl溶液反应制取氮气的化学方程式为_______________________________________________________________。‎ ‎ (2)检查装置气密性的方法是________________________________________‎ ‎ ________________________________________________________________‎ ‎ _______________________________________________________________‎ ‎ ______________________________________________________________。‎ ‎ (3)装置C中发生反应的化学方程式为_____________________________‎ ‎ ______________________________________________________________，‎ ‎ 该反应的氧化剂为________________。‎ ‎ (4)上述装置存在严重问题，请说明改进的办法：_____________________‎ ‎ _______________________________________________________________。‎ ‎ (5)反应结束后，某同学用图Ⅰ所示装置测定氮化铝样品中氮化铝的质量分数(实验中导管体积忽略不计)。已知：氮化铝和NaOH溶液反应生成NaAlO2和氨气。‎ 图Ⅰ　　　　　　　　　图Ⅱ ‎ ①实验的正确操作步骤为________(填字母)。‎ ‎ a．向锥形瓶中加入适量的AlN样品 ‎ b．从分液漏斗中向锥形瓶中加入过量的NaOH溶液 ‎ c．检验装置的气密性 ‎ d．测定收集到的水的体积 ‎ ②广口瓶中的试剂X最好选用________(填字母)。‎ ‎ a．汽油 B．酒精 ‎ c．植物油 D．CCl4‎ ‎ ③广口瓶中的液体没有装满，则实验测得NH3的体积将________(填“偏大”、“偏小”或“不变”)。‎ ‎ ④若实验中测得样品的质量为w g，氨气的体积为a L(标准状况下)，则样品中AlN的质量分数为________(填表达式)。‎ ‎ ⑤有人用图Ⅱ装置进行同样的实验，通过测定烧杯中试剂的增重来确定样品中AlN的质量分数。你认为________(填“可行”或“不可行”)。原因是________________________________________________________________‎ ‎ _______________________________________________________________。‎ ‎ 改进的方法为____________________________________________________‎ ‎ ___________________________________(若认为“可行”，此空不需作答)。‎ ‎ [解析]　(1)饱和NaNO2溶液与NH4Cl溶液反应的化学方程式为NaNO2＋NH4ClNaCl＋N2↑＋2H2O。(3)在装置C中利用氮气、氧化铝和活性炭制取氮化铝，反应的化学方程式为Al2O3＋‎3C＋N2高温,2AlN＋3CO，该反应中氮元素由0价变为－3价，故氮气为氧化剂。(4)在装置末端必须添加对有毒气体进行尾气处理的装置，防止污染空气。(5)①常规操作步骤：检查装置气密性→装药品(先加入固体，后加入液体)→收集气体等。②试剂X起液封 ‎ 作用，要求不溶于水，密度比水小且难挥发，因为易挥发的试剂对测定氨气的体积有影响，则符合条件的为植物油。③温度相同时，利用排液法测量液体的体积，进而测定氨气的体积，所以广口瓶中有气体对测定氨气的体积无影响。④根据化学方程式AlN＋NaOH＋H2O===NaAlO2＋NH3↑知，氨气与AlN的物质的量相等，为mol，则样品中AlN的质量分数为%。⑤氨气极易溶于水，不能直接通入稀硫酸中，应接防倒吸装置。‎ ‎ [答案]　(1)NaNO2＋NH4Cl△,NaCl＋N2↑＋2H2O　(2)关闭分液漏斗的活塞，使装置处于密闭体系，在干燥管D的末端连接一导管，将导管插入装满水的烧杯中，用酒精灯微热蒸馏烧瓶，导管口有气泡冒出，撤掉酒精灯，导管内上升一段水柱，且一段时间内水柱不下降，证明气密性良好；否则，装置漏气　(3)Al2O3＋‎3C＋N2高温,2AlN＋3CO　N2　(4)在干燥管D的末端连接一个尾气处理装置　(5)①cabd　②c　③不变　④%‎ ‎ ⑤不可行　氨气极易溶于水，易发生倒吸现象，且锥形瓶中的氨气不能被硫酸完全吸收，导致误差较大　烧杯中导管的末端接一倒扣的漏斗来吸收氨气、增加一个向锥形瓶中鼓气的装置(或其他合理答案)‎