2020届高考化学二轮复习综合实验探究课件（126张）

2020届高考化学二轮复习综合实验探究课件（126张）

第 13 讲　综合实验探究 - 2 - - 3 - 考点 一 考点 二 考点三 考点四 性质探究型综合实验 真题示例 (2019 北京理综 ,28) 化学小组实验探究 SO 2 与 AgNO 3 溶液的反应。 (1) 实验一 : 用如下装置 ( 夹持、加热仪器略 ) 制备 SO 2 , 将足量 SO 2 通入 AgNO 3 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 　　　　 。   - 4 - 考点 一 考点 二 考点三 考点四 (2) 对体系中有关物质性质分析得出 : 沉淀 B 可能为 Ag 2 SO 3 、 Ag 2 SO 4 或二者混合物。 ( 资料 :Ag 2 SO 4 微溶于水 ;Ag 2 SO 3 难溶于水 ) 实验二 : 验证 B 的 成分 ① 写出 AgNO 3 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 BaSO 3 , 进而推断 B 中含有 Ag 2 SO 3 。向滤液 E 中加入一种试剂 , 可进一步证实 B 中含有 Ag 2 SO 3 。所用试剂及现象是 　 。   - 5 - 考点 一 考点 二 考点三 考点四 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 BaCl 2 溶液 , 未出现白色沉淀 , 可判断 B 中不含 Ag 2 SO 4 。做出判断的理由 : 　　　　 。   ② 实验三的结论 : 　　　　 。   (4) 实验一中 SO 2 与 AgNO 3 溶液反应的离子方程式是 　　　　 。   (5) 根据物质性质分析 ,SO 2 与 AgNO 3 溶液应该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 : 　　　　　　　　 。   - 6 - 考点 一 考点 二 考点三 考点四 - 7 - 考点 一 考点 二 考点三 考点四 - 8 - 考点 一 考点 二 考点三 考点四 - 9 - 考点 一 考点 二 考点三 考点四 方法技巧 气体的制取与性质实验题解题思路 (1) 实验流程。 - 10 - 考点 一 考点 二 考点三 考点四 (2) 装置连接顺序。 ① 分析各装置的作用 , 按实验流程连接 ; 填接口连接顺序时还应注意 : 洗气或干燥气体时导气管应长进短出 , 干燥管大口进小口出。 ② 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。 ③ 检验混合气体时 , 先检验水蒸气 , 再检验并除去性质较活泼的气体 , 最后检验其他气体。如蔗糖与浓硫酸反应时混有少量 SO 2 、 CO 2 及水蒸气 , 应先用无水 CuSO 4 检验水蒸气 , 再用品红检验 SO 2 , 用酸性高锰酸钾溶液除去 SO 2 , 然后用澄清石灰水检验 CO 2 。 - 11 - 考点 一 考点 二 考点三 考点四 考点突破 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原因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、按步骤进行实验操作的过程。 (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处理 , 通过对比归纳得出结论。 - 12 - 考点 一 考点 二 考点三 考点四 2 . 探究物质性质的注意事项 (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 CO 2 , 如果有 CO 2 , 应先除去 CO 2 , 接着对 CO 进行转化 , 最后再检测转化产物 CO 2 。 (3) 若试题只给出部分药品和装置 , 则应根据需要进行必要的补充 ; 若有剩余 , 则应进行筛选。 (4) 如采用最合理的实验步骤 , 题目一般对反应原理、选择药品和装置、确定操作步骤都做了限定 , 必须高度重视。 - 13 - 考点 一 考点 二 考点三 考点四 应考训练 考向 1 　 物质组成的实验探究 1 .(2019 北师大附中模拟 ) 某同学在做浓硫酸与铜反应的实验过程中 , 观察到铜片表面变黑 , 于是对黑色物质的组成进行实验探究。 (1) 用如图所示装置进行实验 1( 加热和夹持仪器已略去 ) 。 - 14 - 考点 一 考点 二 考点三 考点四 实验 1: 铜片与浓硫酸 反应 ① 装置 B 的作用是 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。装置 C 中盛放的试剂是 　　　　　 。   ② 为证明 A 装置中灰白色沉淀的主要成分为硫酸铜 , 实验操作及现象是 　　　　　　　 。   (2) 探究实验 1 中 120~250 ℃ 时所得黑色固体的成分。 - 15 - 考点 一 考点 二 考点三 考点四 【提出猜想】黑色固体中可能含有 CuO 、 CuS 、 Cu 2 S 中的一种或几种。 【查阅资料】 资料 1: 亚铁氰化钾 [K 4 Fe(CN) 6 ] 是 Cu 2+ 的灵敏检测剂 , 向含有 Cu 2+ 的溶液中滴加亚铁氰化钾溶液 , 生成红棕色沉淀。 资料 2: - 16 - 考点 一 考点 二 考点三 考点四 【设计并实施实验】 实验 2: 探究黑色固体中是否含 CuO ① 试剂 A 是 　　　　　　　　　　　　 。   ② 甲认为 ⅱ 中溶液无色有可能是 Cu 2+ 浓度太小 , 于是补充实验确认了溶液中不含 Cu 2+ , 补充的实验操作及现象是 　　　　　　　　　　　　　 。   - 17 - 考点 一 考点 二 考点三 考点四 实验 3: 探究黑色固体中是否含 CuS 、 Cu 2 S (3) 获得结论 : 由实验 2 和实验 3 可得到的结论是实验 1 中 ,120~250 ℃ 时所得黑色固体中 　　　　 。   (4) 实验反思 : 分析实验 1 中 338 ℃ 时产生现象的原因 , 同学们认为是较低温度时产生的黑色固体与热的浓硫酸进一步反应造成。已知反应的含硫产物除无水硫酸铜外还有二氧化硫 , 则黑色固体消失时可能发生的所有反应的化学方程式为 　　　　　　　　　　 。   - 18 - 考点 一 考点 二 考点三 考点四 答案 (1) ① 防止 C 中溶液倒吸入 A 中　 NaOH 溶液 ② 冷却后将浊液倒入盛水的小烧杯中 , 得到蓝色溶液 ( 或冷却后 , 将上层浓硫酸倒出 , 向瓶中加入少量水 , 得到蓝色溶液 ) (2) ① 一定浓度的稀硫酸　 ② 向上层清液中滴加 2 滴亚铁氰化钾溶液 , 没有明显现象 ( 或无红棕色沉淀生成 ) (3) 不含 CuO, 一定含有 CuS, 可能含有 Cu 2 S - 19 - 考点 一 考点 二 考点三 考点四 解析 (1) ① 反应生成的二氧化硫易溶于水 , 容易造成倒吸现象 , 装置 B 可以防止 C 中溶液倒吸入 A 中。二氧化硫会污染空气 , 且二氧化硫属于酸性氧化物 , 装置 C 中可以用 NaOH 溶液吸收二氧化硫。 ② 硫酸铜溶液显蓝色 , 为证明 A 装置中灰白色沉淀的主要成分为硫酸铜 , 可以将冷却后的浊液倒入盛水的小烧杯中 , 得到蓝色溶液即可证明。 (2) ① 根据 CuS 、 Cu 2 S 的性质可知 , 二者均难溶于稀硫酸 , 可溶于硝酸 , 因此试剂 A 应该选择稀硫酸。 ② 根据题意 , 亚铁氰化钾 [K 4 Fe(CN) 6 ] 是 Cu 2+ 的灵敏检测剂 , 向含有 Cu 2+ 的溶液中滴加亚铁氰化钾溶液 , 可以生成红棕色沉淀。因此只要向反应后的溶液中加入亚铁氰化钾即可检验溶液中是否存在 Cu 2+ 。 - 20 - 考点 一 考点 二 考点三 考点四 (3) 获得结论。根据实验 2 可知 , 黑色固体中不含 CuO, 根据实验 3 可知 , 加入适量浓氨水 , 固液分界线附近的溶液呈浅蓝色 ; 加入适量浓盐酸 , 微热后静置 , 溶液变成浅绿色 , 因为 CuS 微溶于浓氨水或热的浓盐酸 ,Cu 2 S 难溶于浓盐酸 , 说明含有 CuS 、可能含有 Cu 2 S 。 (4) 实验反思。黑色固体中含有 CuS 、可能含有 Cu 2 S, 根据反应的含硫产物除无水硫酸铜外还有二氧化硫 ,CuS 、 Cu 2 S 与浓硫酸 - 21 - 考点 一 考点 二 考点三 考点四 考向 2 　 物质性质的实验探究 2 .(2019 北京海淀一模 ) 某小组同学对 FeCl 3 与 KI 的反应进行探究。 【初步探究】室温下进行下表所列实验 。 (1) 证明实验 Ⅰ 中有 I 2 生成 , 加入的试剂为 　　　　　　　 。   (2) 写出实验 Ⅰ 反应的离子方程式 　　　　 。   (3) 结合上述实验现象可以证明 Fe 3+ 与 I - 发生可逆反应 , 原因是 　　　　　　　　　　　　 。   - 22 - 考点 一 考点 二 考点三 考点四 【深入探究】 20 min 后继续观察实验现象 , 实验 Ⅰ 溶液棕黄色变深 , 实验 Ⅱ 溶液红色变浅。 (4) 已知在酸性较强的条件下 ,I - 可被空气氧化为 I 2 , 故甲同学提出假设 : 该反应条件下空气将 I - 氧化为 I 2 , 使实验 Ⅰ 中溶液棕黄色变深。甲同学设计实验 : 　　　　　　　　　 ,20 min 内溶液不变蓝 , 证明该假设不成立 , 导致溶液不变蓝的因素可能 是 　　　 ( 写出两条 ) 。   (5) 乙同学查阅资料可知 ,FeCl 3 与 KI 的反应体系中还 存在 呈 棕褐色。依据资料从平衡移动原理解释实验 Ⅱ 中 20 min 后溶液红色变浅的原因是 　　　　　　　　 。   (6) 丙同学针对 20 min 后的实验现象继续提出假设 :FeCl 3 与 KI 的反应、 I - 与 I 2 的反应达到平衡需要一段时间 , 有可能 20 min 之前并未达到平衡。为验证该假设 , 丙同学用 4 支试管进行实验 , 得到了颜色由浅到深的四个红色溶液体系 , 具体实验方案为 　　　 。   - 23 - 考点 一 考点 二 考点三 考点四 - 24 - 考点 一 考点 二 考点三 考点四 解析 (1) 取 5 mL 0.1 mol · L -1 KI 溶液 , 滴加 0.1 mol · L -1 FeCl 3 溶液 5~6 滴 ( 混合溶液 pH=5), 溶液变为棕黄色 , 证明实验 Ⅰ 中有 I 2 生成 , 检验碘单质可以选用淀粉溶液 , 溶液变蓝色说明生成了碘单质。 (2) 实验 Ⅰ 中 Fe 3+ 与 I - 发生氧化还原反应生成碘单质和亚铁离子 , 反应的离子方程式为 2Fe 3+ + 2I - 2Fe 2 + +I 2 。 (3) 实验 Ⅱ 取 2 mL 实验 Ⅰ 反应后的溶液 , 滴加 2 滴 0.1 mol · L -1 KSCN 溶液 , 溶液变红色 , 说明 KI 过量的前提下仍有 Fe 3+ 存在 , 说明反应不能进行彻底 , 证明该反应为可逆反应。 (4) 已知在酸性较强的条件下 ,I - 可被空气氧化为 I 2 , 故甲同学提出假设 : 该反应条件下空气将 I - 氧化为 I 2 , 使实验 Ⅰ 中溶液棕黄色变深。甲同学可以设计如下实验 : 向试管中加入 5 mL 0.1 mol KI 溶液和 2 滴淀粉溶液 , 加酸调至 pH=5,20 min 内溶液不变蓝 , 证明该假设不成立。导致溶液不变蓝的因素可能是 c (I - ) 低 , c (H + ) 低。 - 25 - 考点 一 考点 二 考点三 考点四 (6) 丙同学针对 20 min 后的实验现象继续提出假设 :FeCl 3 与 KI 的反应、 I - 与 I 2 的反应达到平衡需要一段时间 , 有可能 20 min 之前并未达到平衡。为验证该假设 , 丙同学用 4 支试管进行实验 , 得到了颜色由浅到深的四个红色溶液体系 , 具体实验方案是向 1 支试管中加入 2 mL 0.1 mol · L -1 KI 溶液 , 再滴入 0.1 mol · L -1 的 FeCl 3 溶液 2~3 滴 , 滴加 2 滴 KSCN 溶液 , 之后每间隔 5 min 另取 1 支试管重复上述实验 , 观察 4 支试管中溶液颜色的变化。 - 26 - 考点一 考点二 考点三 考点四 定量测定型实验题 真题示例 (2019 天津理综 ,9) 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 　　　　　　　　　 。   - 27 - 考点一 考点二 考点三 考点四 (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 FeCl 3 ·6H 2 O 而不用浓硫酸的原因 为 　　 ( 填序号 ) 。   a. 浓硫酸易使原料炭化并产生 SO 2 b.FeCl 3 ·6H 2 O 污染小、可循环使用 , 符合绿色化学 理念 c. 同等条件下 , 用 FeCl 3 ·6H 2 O 比浓硫酸的平衡转化率高 ② 仪器 B 的作用为 　　　　　 。   (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。   - 28 - 考点一 考点二 考点三 考点四 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 Br 2 , 与环己烯充分反应后 , 剩余的 Br 2 与足量 KI 作用生成 I 2 , 用 c mol·L -1 的 Na 2 S 2 O 3 标准溶液滴定 , 终点时消耗 Na 2 S 2 O 3 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 : - 29 - 考点一 考点二 考点三 考点四 (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 ) 。   (6) 下列情况会导致测定结果偏低的是 　　　　 ( 填序号 ) 。   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.Na 2 S 2 O 3 标准溶液部分被氧化 - 30 - 考点一 考点二 考点三 考点四 - 31 - 考点一 考点二 考点三 考点四 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 SO 2 ;b 项 ,FeCl 3 · 6H 2 O 不会污染环境 , 而且可循环使用 ,ab 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 错误 ; ② 仪器 B 可冷凝回流环己醇 , 从而减少环己醇的蒸出。 (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。 - 32 - 考点一 考点二 考点三 考点四 Ⅱ . 环己烯含量的测定 (5) 由 Na 2 S 2 O 3 溶液滴定 I 2 , 常用淀粉溶液作指示剂 , 滴入最后一滴 Na 2 S 2 O 3 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 , 耗 Na 2 S 2 O 3 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 , 耗 Na 2 S 2 O 3 溶液体积大 , 导致测定结果偏低 ;c 项 ,Na 2 S 2 O 3 标准溶液部分被氧化 , 造成消耗 Na 2 S 2 O 3 溶液体积大 , 导致测定结果偏低。 - 33 - 考点一 考点二 考点三 考点四 答题模板 定量测定型实验题答题模板 - 34 - 考点一 考点二 考点三 考点四 考点突破 1 . 测定实验中 “ 数据 ” 的采集及处理 实验数据的采集是化学计算的基础 , 一般来讲 , 固体试剂称质量 , 而液体试剂和气体试剂测量体积。 (1) 称量固体质量时 , 中学一般用托盘天平 , 可精确到 0.1 g, 精确度要求高的实验中可以用分析天平或电子天平 , 可精确到 0.000 1 g 。 (2) 测量液体体积时 , 一般实验中选用适当规格的量筒 , 可精确到 0.1 mL, 准确度要求高的定量实验如中和滴定中选用滴定管 ( 酸式或碱式 ), 可精确到 0.01 mL 。容量瓶作为精密的定容仪器 , 用于配制一定物质的量浓度的溶液 , 一般不用于量取液体的体积 。 - 35 - 考点一 考点二 考点三 考点四 (3) 气体除了可以测量体积外 , 还可以称量质量。称气体的质量时一般有两种方法 : 一种方法是称反应装置在放出气体前后的质量 ; 另一种方法是称吸收装置吸收气体前后的质量。 (4) 用广范 pH 试纸 ( 测得整数值 ) 或 pH 计 ( 可精确到 0.01) 直接测出溶液的 pH, 经过计算可以得到溶液中 H + 或 OH - 的物质的量浓度。 (5) 为了数据的准确性 , 实验中要采取必要的措施 , 确保离子完全沉淀、气体完全被吸收等 , 必要时可以进行平行实验 , 重复测定 , 然后取其平均值进行计算。如中和滴定实验中测量酸或碱的体积要平行做 2~3 次滴定 , 取体积的平均值求算未知溶液的浓度 , 但对于 “ 离群 ” 数据 ( 指与其他数据有很大差异的数据 ) 要舍弃 , 因为数据 “ 离群 ” 的原因可能是操作中出现了较大的误差。 - 36 - 考点一 考点二 考点三 考点四 2 . 实验题中涉及的计算 实验题中涉及的计算主要有样品的质量分数或纯度的计算 , 物质的转化率或产率、物质的量浓度、物质的质量的计算。 (1) 计算公式。 - 37 - 考点一 考点二 考点三 考点四 (2) 计算方法 —— 关系式法。 关系式法常应用于一步反应或分多步进行的连续反应中 , 利用该法可以节省不必要的中间运算过程 , 避免计算错误 , 并能迅速准确地获得结果。一步反应中可以直接找出反应物与目标产物的关系 ; 在多步反应中 , 若第一步反应的产物是下一步反应的反应物 , 可以根据化学方程式将某中间物质作为 “ 中介 ”, 找出已知物质和所求物质之间的量的关系 。 - 38 - 考点一 考点二 考点三 考点四 如水中溶氧量 (DO) 的测定 : - 39 - 考点一 考点二 考点三 考点四 应考训练 考向 1 　 以测定化学式 ( 组成元素 ) 为实验目的的定量测定实验 1 .(2019 重庆南开中学一模 ) 氯化铵俗称卤砂 , 主要用于干电池、化肥等。某化学研究小组设计如下实验制备卤砂并进行元素测定。 Ⅰ . 实验室用 NH 3 和 HCl 气体在 A 中制备卤砂 , 所需装置如下。 - 40 - 考点一 考点二 考点三 考点四 (1) 装置接口连接顺序是 　　　　　　　　 →a; 　　　　　　　　 →b 。 ( 装置可重复选用 )   (2)C 装置的作用是 　　　　　　　　 ,D 装置盛装的物质是 　　　　　　 。   (3) 写出用上述装置制备氨气的一组试剂 : 　　　　　 。   - 41 - 考点一 考点二 考点三 考点四 Ⅱ . 测定卤砂中氯元素和氮元素的质量之比。 该研究小组准确称取 a g 卤砂 , 与足量氧化铜混合加热 , 充分反应后把气体产物按下图装置进行实验。收集装置收集到的气体为空气中含量最多的气体 , 其体积换算成标准状况下的体积为 V L, 碱石灰增重 b g 。 - 42 - 考点一 考点二 考点三 考点四 (4)E 装置内的试剂为 　　　　　　 , 卤砂与氧化铜混合加热反应的化学方程式为 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。   (5) 卤砂中氯元素和氮元素的质量之比为 　　　　　　　　 ( 用含 b 、 V 的式子表示 ) 。   (6) 为了测定卤砂中氯元素的质量 , 他们设计的实验方案是将 a g 卤砂完全溶解于水 , 加入过量 AgNO 3 溶液 , 然后测定生成沉淀的质量。请你通过分析评价该方案是否合理 :    　 。   - 43 - 考点一 考点二 考点三 考点四 答案 (1)c→f→g 　 c→d→e 　 (2) 干燥氨气　浓硫酸 (3) 浓氨水和碱石灰 ( 或其他合理答案 ) (6) 若氯化铵纯净 , 其电离出的氯离子全部沉淀 , 故通过沉淀质量可求得氯离子质量 , 该方案合理。若氯化铵不纯 , 杂质离子也发生了沉淀反应 , 则该方案不合理 - 44 - 考点一 考点二 考点三 考点四 解析 Ⅰ .(1) 制取氯化铵 , 可以由氨气和氯化氢反应制备 , 应该选用 B 装置分别制备氨气和氯化氢 , 干燥除杂后通入 A 中反应 , 根据氨气的密度小于氯化氢 , 应该由 b 口通入氨气 ,a 口通入氯化氢 , 因此装置接口连接顺序是 c→f→g→a,c→d→e→b 。 (2) 根据上述分析 ,C 装置中装入碱石灰可以干燥氨气 ,D 装置盛装浓硫酸可以干燥氯化氢。 (3) 根据装置图 , 可以选用浓氨水和碱石灰制备氨气。 Ⅱ .(4) 氯化铵与氧化铜混合加热 , 发生反应的化学方程式为 2NH 4 Cl+3CuO 3Cu+N 2 ↑+2HCl↑+3H 2 O,F 装置中的碱石灰可以吸收氯化氢 , 则 E 装置内可以装入浓硫酸 , 吸收反应过程中生成的水蒸气 ,G 装置用于收集氮气。 - 45 - 考点一 考点二 考点三 考点四 (6) 若氯化铵纯净 , 其电离出的氯离子全部沉淀 , 故通过沉淀质量可求得氯离子质量 , 因此该方案合理。若氯化铵不纯 , 杂质离子也发生了沉淀反应 , 则该方案不合理。 - 46 - 考点一 考点二 考点三 考点四 考向 2 　 以测定物质含量 ( 纯度 ) 为实验目的的定量测定实验 2 .(2019 山东济南模拟 ) 辉铜矿与铜蓝矿都是天然含硫铜矿 , 在地壳中二者常伴生存在。现取一份该伴生矿样品 , 经检测后确定仅含 Cu 2 S 、 CuS 及惰性杂质。为进一步确定其中 Cu 2 S 、 CuS 的含量 , 某同学进行了如下实验 : ① 取 2.6 g 样品 , 加入 200.0 mL 0.200 0 mol·L -1 酸性 KMnO 4 溶液 , 加热 ( 硫元素全部转化 为 ), 滤去不溶杂质。 ② 收集滤液至 250 mL 容量瓶中 , 定容。 ③ 取 25.00 mL 溶液 , 用 0.100 0 mol·L -1 FeSO 4 溶液滴定 , 消耗 20.00 mL 。 - 47 - 考点一 考点二 考点三 考点四 - 48 - 考点一 考点二 考点三 考点四 回答下列问题 : (1) 写出 Cu 2 S 溶于酸性 KMnO 4 溶液的离子方程式 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。   (2) 配制 0.100 0 mol·L -1 FeSO 4 溶液时要用煮沸过的稀硫酸 , 原因是 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 , 配制过程中所需玻璃仪器除了烧杯、玻璃棒、容量瓶外还有 　　　　　　　 。   (3) ③ 中取 25.00 mL 待测溶液所用的仪器是 　　　　　　　　 。   (4) ⑤ 中滴定至终点时的现象为 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。   (5) 混合样品中 Cu 2 S 和 CuS 的含量分别为 　　　　 、 　　　　　 ( 结果均保留 1 位小数 ) 。   - 49 - 考点一 考点二 考点三 考点四 (2) 配制 0.100 0 mol · L -1 FeSO 4 溶液所用稀硫酸要煮沸 , 目的是除去水中溶解的氧气 , 防止 Fe 2+ 被氧化 ; 配制过程中所需玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、容量瓶、胶头滴管。 (3) 步骤 ③ 中取 25.00 mL 待测溶液 ( 有未反应的酸性 KMnO 4 溶液 ), 所用仪器的精度应为 0.01 mL, 故选酸式滴定管或移液管 。 (4) 步骤 ⑤ 用标准 Na 2 S 2 O 3 溶液滴定反应生成的 I 2 , 使用淀粉作指示剂 , 终点时溶液由蓝色变为无色 , 且半分钟内不恢复原色 。 - 50 - 考点一 考点二 考点三 考点四 - 51 - 考点一 考点 二 考点三 考点四 物质制备型实验题 真题示例 (2019 全国 1,27) 硫酸铁铵 [NH 4 Fe(SO 4 ) 2 · x H 2 O] 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 , 具体流程如右 : - 52 - 考点一 考点 二 考点三 考点四 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 　　　　 。   (2) 步骤 ② 需要加热的目的是 　　　　　 , 温度保持 89~95 ℃ , 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 ) 。   - 53 - 考点一 考点 二 考点三 考点四 (3) 步骤 ③ 中选用足量的 H 2 O 2 , 理由是 　　　　　 。分批加入 H 2 O 2 , 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 　　　　　 。   - 54 - 考点一 考点 二 考点三 考点四 答案 (1) 碱煮水洗　 (2) 加快反应　热水浴　 C (3) 将 Fe 2+ 全部氧化为 Fe 3+ ; 不引入杂质　抑制 Fe 3+ 水解 (4) 加热浓缩、冷却结晶、过滤 ( 洗涤 ) (5)NH 4 Fe(SO 4 ) 2 ·12H 2 O 解析 (1) 油污在碱性溶液中发生水解反应生成可溶于水的物质 , 因此可使用碱煮水洗的方法去除废铁屑表面的油污。 (2) 加热可以增大溶解速率 ; 所需温度低于 100 ℃ , 因此可用水浴加热 ; 铁屑中的硫化物与硫酸反应可产生硫化氢 , 硫化氢可与碱反应 , 因此可用碱溶液来吸收 , 为了防止倒吸 , 应选用的装置为 C 。 - 55 - 考点一 考点 二 考点三 考点四 (3) 为了将 Fe 2+ 全部转化为 Fe 3+ , 应加入足量的 H 2 O 2 ; 生成的 Fe 3+ 能发生水解反应 ,H 2 O 2 与 Fe 2+ 反应消耗 H + , 为了抑制 Fe 3+ 发生水解反应 , 应保持溶液的 pH 小于 0.5 。 (4) 由溶液得到晶体的操作为加热浓缩、冷却结晶、过滤 ( 洗涤 ) 。 (5) 设硫酸铁铵晶体的物质的量为 1 mol, 则失去水的物质的量为 1.5 mol, 质量为 27 g, 由此可知 , 硫酸铁铵晶体的相对分子质量 为 - 56 - 考点一 考点 二 考点三 考点四 特别提醒 物质制备型实验题的思维方法 - 57 - 考点一 考点 二 考点三 考点四 考点突破 1 . 制备型实验方案设计的基本思路 制备一种物质 , 应根据目标产品的组成来确定原料及反应原理 , 设计反应路径 , 选择合适的仪器和装置。最后 , 根据生成物的性质将产品分离、提纯出来。整个过程如图所示 : 目标产品 → 选择原料 → 设计反应路径 → 设计反应装置 → 控制反应条件 → 分离、提纯产品 - 58 - 考点一 考点 二 考点三 考点四 2 . 高考中常见实验条件的控制及操作 目的 - 59 - 考点一 考点 二 考点三 考点四 - 60 - 考点一 考点 二 考点三 考点四 - 61 - 考点一 考点 二 考点三 考点四 - 62 - 考点一 考点 二 考点三 考点四 应考训练 考向 1 　 气体制备实验 1 .(2019 山西运城质检 ) 实验室研究不同价态元素的转化 , 对于物质的制备和应用至关重要。 (1) 实验室可以用如图所示装置研究 S(+6)→S(+4) 。 - 63 - 考点一 考点 二 考点三 考点四 ① 装置 C 的作用是 　　　　　　 。   ② B 、 D 盛放的试剂分别应为 　　　　 、 　　　　 ( 填字母标号 ) 。   a.BaCl 2 溶液 b.KI 淀粉溶液 c.FeSO 4 溶液 d.NaOH 溶液 e. 品红溶液 ③ 实验结束后 , 发现 A 中溶液几乎为无色 , 且试管中有较多的白色固体。试管中溶液显无色 , 体现了浓硫酸 　　　　　　 的性质。   ④ 实验结束后 , 若要证明 A 中白色固体为 CuSO 4 , 需要采取的操作是 　　　　　　　　　 。   - 64 - 考点一 考点 二 考点三 考点四 (2) 硫代硫酸钠 (Na 2 S 2 O 3 ) 是用途广泛的化工产品。某同学欲探究其能否用做脱氯剂 ( 除去游离氯 ), 设计如图所示的实验。 - 65 - 考点一 考点 二 考点三 考点四 ① 烧瓶中发生反应的化学方程式为 　　　　　　 。   ② 若要判断 Na 2 S 2 O 3 能否作脱氯剂 , 该同学还需要进行的实验是 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。   ③ I 2 标准溶液是测定硫代硫酸钠纯度的重要试剂 , 其浓度可以通过基准物质 As 2 O 3 来标定 : 称取 a g As 2 O 3 置于锥形瓶中 , 加入适量 NaOH 恰好将 As 2 O 3 转化成 Na 3 AsO 3 , 加入淀粉溶液做指示剂 , 再用 I 2 溶液进行滴定 , 消耗 I 2 标准溶液体积为 V mL 。 i. 滴定反应 ( 产物之一 是 ) 的离子方程式为 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 ;   ⅱ .I 2 标准溶液的物质的量浓度为 　　　　　　　　 。 ( 用含 a 、 V 的代数式表示 ) 。   - 66 - 考点一 考点 二 考点三 考点四 答案 (1) ① 防倒吸　 ② e 　 d 　 ③ 吸水性　 ④ 将冷却后的 A 中混合物缓缓加到适量水中 , 并搅拌 ( 或将 A 中的剩余溶液倒出后 , 往 A 中缓缓加入适量水 ) ② 取反应后 F 中溶液适量 , 加入足量盐酸并静置 , 再取上层清液加入氯化钡溶液 , 若有白色沉淀生成 , 证明氯气可被硫代硫酸钠还原脱除 - 67 - 考点一 考点 二 考点三 考点四 解析 (1)A 装置中铜和浓硫酸反应制备二氧化硫气体。 B 装置验证二氧化硫的漂白性。因为二氧化硫易溶于水 , 所以 C 装置为安全瓶 , 可防倒吸。 D 为尾气吸收装置 , 可吸收未反应的二氧化硫。 ① 因为二氧化硫易溶于水 , 所以 C 装置为安全瓶 , 可防倒吸。 ② B 装置验证二氧化硫的漂白性 ,D 装置为尾气吸收装置 , 二氧化硫为酸性氧化物 , 可用碱液吸收法吸收未反应的二氧化硫。 ③ 由于浓硫酸的吸水性 , 所以试管中有较多的白色固体为硫酸铜固体。 ④ 将白色固体溶于水通过观察溶液颜色的变化 , 确定硫酸铜的存在。即将冷却后的 A 中混合物缓缓加到适量水中 , 并搅拌 ( 或将 A 中的剩余溶液倒出后 , 往 A 中缓缓加入适量水 ) 。 - 68 - 考点一 考点 二 考点三 考点四 (2) 反应装置是用来制取氯气 ,E 装置用来除去挥发过来的酸 , 防止干扰后续实验 ;F 装置氯气与硫代硫酸钠发生脱氯反应 ,G 装置是尾气处理装置。 ① 烧瓶中发生反应的化学方程式 为 ② 若要判断 Na 2 S 2 O 3 能否做脱氯剂 , 该同学还需要进行的实验是证明硫代硫酸根离子被氧化为硫酸根离子 , 方法是取适量反应后 F 中的溶液 , 加入足量盐酸并静置 , 再取上层清液加入氯化钡溶液 , 若有白色沉淀生成 , 证明氯气可被硫代硫酸钠还原脱除 。 - 69 - 考点一 考点 二 考点三 考点四 - 70 - 考点一 考点 二 考点三 考点四 考向 2 　 其他无机制备实验 2 .(2019 山东菏泽一模 ) 氮化铬 (CrN) 是一种良好的耐磨材料 , 实验室可用无水氯化铬 (CrCl 3 ) 与氨气在高温下反应制备 , 反应原理为 CrCl 3 +NH 3 CrN+3HCl 。无水氯化钙对氨气具有突出的吸附能力 , 其吸附过程中容易膨胀、结块。回答下列问题 : (1) 制备无水氯化铬。氯化铬有很强的吸水性 , 通常以氯化铬晶体 (CrCl 3 ·6H 2 O) 的形式存在。直接加热脱水往往得到 Cr 2 O 3 , 有关反应的化学方程式为 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。以氯化铬晶体制备无水氯化铬的方法是 　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。   - 71 - 考点一 考点 二 考点三 考点四 (2) 制备氮化铬。某实验小组设计制备氮化铬的装置如下图所示 ( 夹持与加热装置省略 ) 。 ① 装置 A 中发生反应的化学方程式为 　　　　　　　 。   ② 实验开始时 , 要先打开装置 A 中活塞 , 后加热装置 C, 目的是 　　　　　 。   ③ 装置 B 中盛放的试剂是 　　　 , 装置 D 的作用是 　　　　 。   ④ 有同学认为该装置有一个缺陷 , 该缺陷是 　　　　　 。   - 72 - 考点一 考点 二 考点三 考点四 (3) 氮化铬的纯度测定。制得的 CrN 中含有 Cr 2 N 杂质 , 取样品 14.38 g 在空气中充分加热 , 得固体残渣 (Cr 2 O 3 ) 的质量为 16.72 g, 则样品中 CrN 与 Cr 2 N 的物质的量之比为 　　　　　 。   (4) 工业上也可用 Cr 2 O 3 与 NH 3 在高温下反应制备 CrN, 相关反应的化学方程式为 　　　　　　　　　　　　　　　　 , 提出一条能降低粗产品中氧含量的措施 : 　　　　　　　　　　　　　　 。   - 73 - 考点一 考点 二 考点三 考点四 - 74 - 考点一 考点 二 考点三 考点四 - 75 - 考点一 考点 二 考点三 考点四 - 76 - 考点一 考点 二 考点三 考点四 有机制备实验 真题示例 (2019 全国 3,27) 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 : - 77 - 考点一 考点 二 考点三 考点四 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 。 回答下列问题 : (1) 该合成反应中应采用 　　　 加热。 ( 填标号 )   A. 热水浴 B. 酒精灯 C. 煤气灯 D. 电炉 - 78 - 考点一 考点 二 考点三 考点四 (2) 下列玻璃仪器中 , ① 中需使用的有 　　　 ( 填标号 ), 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 　　　　　 % 。   - 79 - 考点一 考点 二 考点三 考点四 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 解析 (1) 由于反应温度需维持在 70 ℃ 左右 , 所以应采用热水浴加热法。 (2) 根据步骤 ① 的实验描述可知 , 其中涉及了溶液 ( 催化剂浓硫酸 ) 稀释、冷却结晶 ( 倒入冷水中乙酰水杨酸结晶析出 ) 、过滤等操作 , 所以用到备选仪器中的漏斗、烧杯 , 不需用的是分液漏斗、容量瓶。 (3) 由于乙酰水杨酸的熔点为 135~138 ℃ , 故将反应后的混合液倒入冷水中 , 便于乙酰水杨酸的结晶析出。 - 80 - 考点一 考点 二 考点三 考点四 (4) 步骤 ② 中饱和碳酸氢钠溶液可与乙酰水杨酸反应生成乙酰水杨酸钠溶液 , 以方便除去不溶性杂质。 (5) 提纯乙酰水杨酸的实验方法为重结晶 。 - 81 - 考点一 考点 二 考点三 考点四 方法技巧 有机制备实验题解题思路 - 82 - 考点一 考点 二 考点三 考点四 - 83 - 考点一 考点 二 考点三 考点四 考点突破 1 . 熟悉有机物制取中的典型装置图 (1) 反应装置。 - 84 - 考点一 考点 二 考点三 考点四 (2) 蒸馏装置 。 2 . 条件控制 (1) 试剂加入顺序。 (2) 温度控制 : 主要考虑副反应 , 改变反应速率和平衡移动。 3 . 产率计算 公式 - 85 - 考点一 考点 二 考点三 考点四 4 . 解题 流程 - 86 - 考点一 考点 二 考点三 考点四 应考训练 考向 　 有机制备实验 (2019 福建龙海二中一模 ) 实验室制备三氯乙醛 (CCl 3 CHO) 的反应原理为 C 2 H 5 OH+4Cl 2 → CCl 3 CHO+5HCl, 可能发生的副反应是 C 2 H 5 OH+HCl → C 2 H 5 Cl+H 2 O 。某探究小组模拟制备三氯乙醛的实验装置如图所示 ( 夹持、加热装置均略去 ) 。 - 87 - 考点一 考点 二 考点三 考点四 回答下列问题 : (1) 用仪器 a 代替普通分液漏斗的目的是 　　　　　　　　　　　　　　　　　 。   (2) 装置 A 中 MnO 2 可以用 KMnO 4 代替 , 反应可以在常温下进行 , 试写出反应的离子方程式 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。   (3) 仪器 b 中冷凝水应从 　　　　 ( 填 “p” 或 “q”) 口进。   (4) 若撤去装置 B, 对实验的影响是 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。   - 88 - 考点一 考点 二 考点三 考点四 称 取 0.40 g 产品 , 配成待测溶液 , 加入 20.00 mL 0.100 mol·L -1 碘标准溶液 , 再加入适量 Na 2 CO 3 溶液 , 反应完全后 , 加盐酸调节溶液的 pH, 并立即用 0.020 mol·L -1 的 Na 2 S 2 O 3 溶液滴定至终点。重复上述操作 3 次 , 平均消耗 Na 2 S 2 O 3 溶液 20.00 mL 。滴定时所用指示剂是 　　　　　　 , 达到滴定终点时的现象是 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 , 测得该产品的纯度为 　　　　　 。若滴定管用蒸馏水洗净后没有用 Na 2 S 2 O 3 溶液润洗 , 则测定结果将 　　　　 ( 填 “ 偏大 ”“ 偏小 ” 或 “ 不变 ”) 。   - 89 - 考点一 考点 二 考点三 考点四 答案 (1) 平衡气压 , 便于液体顺利滴 下 (3)p (4)Cl 2 中的氯化氢杂质与乙醇反应 , 生成氯乙烷 , 导致三氯乙醛的纯度降低 (5) 淀粉溶液　滴入最后一滴 Na 2 S 2 O 3 溶液 , 锥形瓶中的溶液由蓝色变为无色 , 且半分钟内不变色　 66.4% 　偏小 - 90 - 考点一 考点 二 考点三 考点四 解析 A 装置利用二氧化锰与浓盐酸反应制备氯气 ,B 装置用饱和食盐水除去 HCl,C 装置盛放浓硫酸干燥氯气 ,D 中反应制备 CCl 3 CHO,E 装置盛放氢氧化钠溶液吸收尾气中氯气、 HCl, 防止污染空气。 (1) 仪器 a 为恒压分液漏斗可以使浓盐酸的液面上下气体压强一致 , 漏斗中的液体在重力作用下就可以顺利滴下。 (2) 装置 A 中 MnO 2 可以用 KMnO 4 代替 , 反应可以在常温下进行 ,KMnO 4 将 HCl 氧化为 Cl 2 , 它本身被还原变为 Mn 2+ , 根据得失电子守恒、电荷守恒及原子守恒 , 可得反应的离子方程式 为 (3) 为了增强冷凝效果 , 根据逆流原理 , 冷凝管中冷却水流方向为低进高出 , 即 p 进 q 出。 - 91 - 考点一 考点 二 考点三 考点四 - 92 - 热点 ( 九 ) 　 综合实验探究题解题策略 综合实验探究题是近几年高考实验大题的热点题型。命题类型有物质性质实验探究 , 物质制备实验探究 , 定量测定实验探究 , 或者是上述三种类型的部分综合。主要以化学实验基础知识、元素及其化合物性质为载体 , 考查实验仪器的使用、基本实验操作、物质的分离提纯和检验方法、实验方案的设计与评价、实验条件的控制、实验数据的分析处理等。 - 93 - ( 一 ) 审题关注什么 1 . 审题的关键点 (1) 题型特点 。 规律 : 明确实验目的 → 找出实验原理 → 分析装置作用 → 得出正确答案 - 94 - (2) 审题、破题秘诀。 ① 审信息 : 题目中一般会告诉若干条信息 , 这些信息一定会应用在解题中。 ② 看步骤 : 明确实验设计中有哪些步骤。 ③ 判原理 : 找出实现实验目的的原理。 ④ 找作用 : 判断各个装置在实验中的作用。 ⑤ 关注量 : 在计算时要关注题目中有哪些已知量 , 要计算哪些量 。 - 95 - (3) 方法、考场支招。 ① 巧审题 , 明确实验的目的和原理。实验原理是解答实验题的核心 , 是实验设计的依据和起点。实验原理可从题给的化学情境 ( 或题首所给实验目的 ) 并结合元素化合物等有关知识获取。 ② 想过程 , 理清实验操作的先后顺序。根据实验原理所确定的实验方案中的实验过程 , 确定实验操作的方法步骤 , 把握各步实验操作的要点 , 理清实验操作的先后顺序。 ③ 看准图 , 分析各项实验装置的作用。有许多综合实验题图文结合 , 思考容量大。在分析解答过程中 , 要认真细致地分析图中所示的各项装置 , 并结合实验目的和原理 , 确定它们在该实验中的作用。 ④ 细分析 , 得出正确的实验结论。实验现象 ( 或数据 ) 是化学原理的外在表现。 - 96 - 2 . 防范失分点 (1) 气体制备实验的操作原则。 ① “ 从下往上 ” 原则。 ② “ 从左到右 ” 原则。 装配复杂装置应遵循从左到右顺序。 ③ 先 “ 塞 ” 后 “ 定 ” 原则。 ④ “ 固体先放 ” 原则。 ⑤ “ 液体后加 ” 原则。 ⑥ “ 先验气密性 ” 原则。 ⑦ “ 后点酒精灯 ” 原则 。 - 97 - (2) 实验方案设计中几个易忽视的问题。 ① 净化、吸收气体及熄灭酒精灯时要防止液体倒吸。 ② 进行某些易燃、易爆实验时 , 要防止爆炸。 ③ 防止氧化。 ④ 防止吸水。 ⑤ 易挥发液体产物 ( 导出时可为蒸气 ) 的及时冷却。 ⑥ 仪器拆卸的科学性与安全性。 (3) 性质实验探究设计需要注意的问题。 ① 有水蒸气生成时 , 先检验水蒸气再检验其他成分。 ② 对于需要进行转化才能检测的成分要注意排除干扰。 ③ 若试题只给出部分药品和装置 , 则应给出必要的补充 ; 若给出多余的试剂品种 , 则应进行筛选。 ④ 注重答题的规范性 , 有些题目要求指出试剂的名称。 - 98 - (4) 固体成分检测实验方案设计的一般方法。 方法一 : 取少量固体试样 → 溶于水配成溶液 → 检测溶液中存在的阴、阳离子 → 得出实验结论。 方法二 : 取少量固体试样 → 在氧气流等中反应 → 检测所产生的物质 ( 如气体 )→ 得出实验结论。 方法三 : 取少量固体试样 → 加酸 ( 或碱 ) 溶液产生气体 → 检测气体产物的成分 → 得出实验结论。 (5) 化学实验方案的评价角度。 ① 分析实验方案是否科学可行。 ② 实验操作是否安全合理。 ③ 实验过程中是否造成环境污染。 ④ 原料是否无毒、安全、易得。 ⑤ 从安全性方面对实验方案做出评价。 - 99 - ( 二 ) 题目考什么 1 . 综合实验中的常考点 (1) 实验装置的组合顺序。 一般为 : 气体发生 → 除杂 → 干燥 → 主体实验 → 尾气处理。 (2) 接口的连接原则。 总体上遵循装置的排列顺序 , 但对于吸收装置应 “ 长 ” 进 “ 短 ” 出 ; 量气装置应 “ 短 ” 进 “ 长 ” 出 ; 洗气装置应 “ 长 ” 进 “ 短 ” 出 ; 干燥管应 “ 大 ” 进 “ 小 ” 出。 (3) 实验操作顺序。 气体发生一般按 : 装置选择与连接 → 气密性检査一装固体药品 → 加液体药品 → 开始实验 ( 按程序 )→ 拆卸仪器 → 其他处理等 。 - 100 - (4) 加热操作注意事项。 主体实验加热前一般应先通原料气赶走空气后再点燃酒精灯 , 其目的一是防止爆炸 , 如 H 2 还原 CuO 、 CO 还原 Fe 2 O 3 ; 二是保证产品纯度 , 如制 Mg 3 N 2 、 CuCl 2 等。反应结束时 , 应先熄灭酒精灯 , 继续通原料气直到冷却为止。 (5) 尾气处理。 有毒气体常采用溶液 ( 或固体 ) 吸收或将其点燃 , 无毒气体直接排放。 - 101 - 2 . 高考实验 “ 十大目的 ” 及答题方向 (1) 加入某一物质的目的 , 一般可从洗涤、除杂、溶解、沉淀等方面考虑。 (2) 反应前后通入某一气体的目的 , 一般可从排除气体、提供反应物等方面考虑。 (3) 酸 ( 碱 ) 浸的目的 , 一般可从某些元素从矿物中溶解出来方面考虑。 (4) 物质洗涤 ( 水洗、有机物洗 ) 的目的 , 一般可从洗去杂质离子方面考虑。 (5) 趁热过滤的目的 , 一般可从 “ 过滤 ” 和 “ 趁热 ” 两个方面考虑。 (6) 控制温度的目的 , 一般可从反应速率、平衡移动、溶解度、稳定性、挥发、升华等方面考虑。 - 102 - (7) 控制 pH 的目的 , 一般可从酸、碱性对反应的影响方面考虑。 (8) 某一实验操作的目的 , 一般可从除杂、检验、收集、尾气处理、防倒吸、改变反应速率、保证实验安全等方面考虑。 (9) 使用某一仪器的目的 , 一般可从仪器的用途方面考虑 , 注意一些组合仪器的使用如安全瓶 , 量气瓶。 (10) 控制加入量的目的 , 一般可从加入的物质与反应体系中的其他物质发生的反应方面考虑。如为了防止发生反应消耗产物或生成其他物质 , 从而影响产品的产率或纯度。 - 103 - 应考训练 1 .(2019 广东广州外国语学校一模 ) 草酸是植物 ( 特别是草本植物 ) 常含有的成分 , 具有广泛的用途。草酸晶体 (H 2 C 2 O 4 ·2H 2 O) 无色 , 熔点为 101 ℃ , 易溶于水 , 受热易脱水、升华 ,170 ℃ 以上分解。常温下它的电离常数 K 1 =5.4×10 -2 、 K 2 =5.4×10 -5 。回答下列问题 : (1) 拟用下列装置分解草酸制备少量纯净的 CO, 其合理的连接顺序为 　　　　　　　 ( 填字母序号 ) 。   - 104 - (2) 相同温度条件下 , 分别用 3 支试管按下列要求完成实验 : - 105 - 写出试管 B 中发生反应的离子方程式 : 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。上述实验 　　　　 ( 选填 “ 能 ” 或 “ 不能 ”) 说明 “ 相同条件下 , 反应物浓度越大 , 反应速率越快 ” 。简述你的理由 : 　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。   (3) 设计实验证明草酸为弱酸的方案及其现象均正确的有 　　　　 。   A. 室温下 , 取 0.010 mol·L -1 的 H 2 C 2 O 4 溶液 , 测其 pH=2 B. 室温下 , 取 0.010 mol·L -1 的 NaHC 2 O 4 溶液 , 测其 pH>7 C. 室温下 , 取 pH= a ( a <3) 的 H 2 C 2 O 4 溶液稀释 100 倍后 , 测其 pH< a +2 D. 标况下 , 取 0.10 mol·L -1 的 H 2 C 2 O 4 溶液 100 mL 与足量锌粉反应 , 收集到 H 2 体积为 224 mL - 106 - (4) 为测定某 H 2 C 2 O 4 溶液的浓度 , 取 20.00 mL H 2 C 2 O 4 溶液置于锥形瓶中 , 滴入 2~3 滴指示剂 , 用 0.10 mol·L -1 的 NaOH 溶液进行滴定 , 并进行 3 次平行实验 , 所用 NaOH 溶液的体积分别为 19.98 mL 、 20.02 mL 和 22.02 mL 。 ① 所用指示剂为 　　　　　　　 , 滴定终点时的现象为 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。   ② H 2 C 2 O 4 溶液物质的量浓度为 　　　　　　 。   ③ 下列操作会引起测定结果偏高的是 　　　　　 ( 填序号 ) 。   A. 滴定管在盛装 NaOH 溶液前未润洗 B. 滴定过程中 , 锥形瓶振荡的太剧烈 , 以致部分液体溅出 C. 滴定前读数正确 , 滴定终点时俯视读数 D. 滴定前读数正确 , 滴定终点时仰视读数 - 107 - 答案 (1)B→E→D 　 　能　实验中 KMnO 4 的浓度 c B > c A , 且其反应速率 v B > v A 　 (3)AC (4) ① 酚酞溶液　锥形瓶内溶液由无色变成 ( 粉 ) 红色 , 且半分钟内不变化　 ② 0.050 mol·L -1 　 ③ AD 解析 (1) 由题给信息可知 , 草酸受热分解时熔化为液态 , 故选用装置 B 加热草酸晶体。草酸晶体分解生成二氧化碳、一氧化碳和水 , 则气体通过装置 E 吸收二氧化碳 , 利用排水法收集一氧化碳 , 其合理的连接顺序为 B→E→D 。 (2) 在酸性溶液中高锰酸钾氧化草酸生成二氧化碳 , 反应的离子方程式 为 。 保持硫酸、草酸浓度相同 , 改变高锰酸钾溶液浓度分析反应速率变化 , 高锰酸钾溶液浓度越大 , 反应速率越快 , 实验中 KMnO 4 的浓度 c B > c A , 且其反应速率 v B > v A , 则实验能说明相同条件下 , 反应物浓度越大 , 反应速率越快 。 - 108 - (3) 草酸为二元酸 , 若为强酸 , 则 0.010 mol · L -1 H 2 C 2 O 4 电离出氢离子浓度为 0.02 mol · L -1 ,pH 小于 2, 室温下 , 取 0.010 mol · L -1 的 H 2 C 2 O 4 溶液 , 测其 pH=2, 说明 H 2 C 2 O 4 存在电离平衡 , 证明 H 2 C 2 O 4 为弱酸 , 故 A 正确 ; 室温下 ,0.010 mol · L -1 的 NaHC 2 O 4 溶液中草酸氢根电离大于水解 , 溶液呈酸性 ,pH 小于 7, 故 B 错误 ; 室温下 , 取 pH= a ( a <3) 的 H 2 C 2 O 4 溶液稀释 100 倍后 , 测其 pH< a +2, 说明稀释促进电离 , 溶液中存在电离平衡 ,H 2 C 2 O 4 为弱酸 , 故 C 正确 ; 标准状况下 , 取 0.10 mol · L -1 的 H 2 C 2 O 4 溶液 100 mL 与足量锌粉反应 , 无论是强酸还是弱酸都收集到标准状况下 H 2 体积为 224 mL, 故 D 错误。 - 109 - (4) ① 强碱滴定弱酸到反应终点生成草酸钠 , 生成的为强碱弱酸盐 , 溶液显碱性 , 所以选择酚酞作指示剂 , 滴入最后一滴 NaOH 溶液 , 锥形瓶内溶液由无色变成 ( 粉 ) 红色 , 且半分钟内不变化。 ② 取 20.00 mL H 2 C 2 O 4 溶液置于锥形瓶中 , 滴入 2~3 滴指示剂 , 用 0.100 0 mol · L -1 的 NaOH 溶液进行滴定 , 并进行 3 次平行实验 , 所用 NaOH 溶液体积分别为 19.98 mL 、 20.02 mL 和 22.02 mL, 其中 22.02 mL 误差太大应舍去 , 则消耗平均体积为 20 mL, 由 H 2 C 2 O 4 ~2NaOH 可得 0.020 L× c ×2=0.10 mol · L -1 ×0.020 L, 解得 c =0.050 mol · L -1 。 ③ 滴定管在盛装 NaOH 溶液前未润洗 , 导致溶液浓度减小 , 消耗标准溶液体积增大 , 测定结果偏高 , 故正确 ; 滴定过程中 , 锥形瓶振荡的太剧烈 , 以致部分液体溅出 , 待测液减少 , 消耗标准溶液体积减少 , 测定结果偏低 , 故错误 ; 滴定前读数正确 , 滴定终点时俯视读数 , 读取的标准溶液体积减小 , 测定结果偏低 , 故错误 ; 滴定前读数正确 , 滴定终点时仰视读数 , 读取标准溶液体积增大 , 测定结果偏高 , 故 D 正确。 - 110 - 2 .(2019 湖北沙市中学月考 ) 锌锰干电池的负极是作为电池壳体的金属锌 , 正极是被二氧化锰和碳粉包围的石墨电极 , 电解质是氯化锌和氯化铵的糊状物 , 该电池放电过程中产生 MnOOH 。废旧电池中的 Zn 、 Mn 元素的回收 , 对环境保护有重要的意义。 Ⅰ . 回收锌元素 , 制备 ZnCl 2 步骤一 : 向除去壳体及石墨电极的黑色糊状物中加水、搅拌、充分溶解 , 经过滤分离得固体和滤液。 步骤二 : 处理滤液 , 得到 ZnCl 2 · x H 2 O 晶体。 步骤三 : 将 SOCl 2 与 ZnCl 2 · x H 2 O 晶体混合制取无水 ZnCl 2 。 制取无水 ZnCl 2 , 回收剩余的 SOCl 2 并验证生成物中含有 SO 2 ( 夹持及加热装置略 ) 的装置如下 : - 111 - ( 已知 :SOCl 2 是一种常用的脱水剂 , 熔点是 -105 ℃ , 沸点是 79 ℃ ,140 ℃ 以上时易分解 , 遇水剧烈水解生成两种气体 ) (1) 写出 SOCl 2 与水反应的化学方程式 : 　　　　　　 。   (2) 接口的连接顺序为 a→ 　　　 → 　　　 →h→h→ 　　　 → 　　　 → 　　　 →e 。   - 112 - Ⅱ . 回收锰元素 , 制备 MnO 2 (3) 洗涤步骤一得到的固体 , 判断固体洗涤干净的方法是 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。   (4) 洗涤后的固体经初步蒸干后进行灼烧 , 灼烧的目的是 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。   - 113 - Ⅲ . 二氧化锰纯度的测定 称取 1.40 g 灼烧后的产品 , 加入 2.68 g 草酸钠 (Na 2 C 2 O 4 ) 固体 , 再加入足量的稀硫酸并加热 ( 杂质不参与反应 ), 充分反应后冷却 , 将所得溶液转移到 100 mL 容量瓶中用蒸馏水稀释至刻度线 , 从中取出 20.00 mL, 用 0.020 0 mol·L -1 高锰酸钾溶液进行滴定 , 滴定三次 , 消耗高锰酸钾溶液体积的平均值为 17.30 mL 。 (5) 写出 MnO 2 溶解反应的离子方程式 : 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。   ( 6) 产品的纯度为 　　　　　 。   (7) 若灼烧不充分 , 滴定时消耗高锰酸钾溶液的体积 　　　　 ( 填 “ 偏大 ”“ 偏小 ”“ 不变 ”) 。   - 114 - 答案 ( 1)SOCl 2 +H 2 O === SO 2 ↑+2HCl↑ (2)f→g→h→h→b→c→d→e (3) 取最后一次洗涤液 , 滴加 AgNO 3 溶液 , 若无白色沉淀生成 , 则说明固体洗涤干净 (4) 除去碳粉 , 并将 MnOOH 氧化为 MnO 2 (6)97.4% 　 (7) 偏大 - 115 - 解析 Ⅰ .(1)SOCl 2 与水反应生成 SO 2 和 HCl, 反应的化学方程式为 SOCl 2 +H 2 O === SO 2 ↑+2HCl↑ 。 (2) 三颈瓶中 SOCl 2 吸收结晶水得到 SO 2 与 HCl, 用冰水冷却收集 SOCl 2 , 用浓硫酸吸收水蒸气 , 防止溶液中水蒸气进入锥形瓶中 , 用品红溶液检验二氧化硫 , 用氢氧化钠溶液吸收尾气中的二氧化硫与 HCl, 防止污染环境 ,h 装置可防止倒吸 , 故接口的连接顺序为 a→f→g→h→h→b→c→d→e 。 Ⅱ .(3) 洗涤步骤一得到的固体 , 判断固体洗涤干净的方法是检验洗涤液中有没有氯离子 , 取最后一次洗液 , 滴加 AgNO 3 溶液 , 若无白色沉淀生成 , 则说明固体洗涤干净。 - 116 - (4) 洗涤后的固体经初步蒸干后进行灼烧 , 灼烧除去混在二氧化锰中的碳 , 并将 MnOOH 氧化为 MnO 2 。 根据 氧化还原反应中得失电子数相等得 n (MnO 2 )×2+0.001 730 mol×5=0.020 0 mol×2, 则 n (MnO 2 )=0.015 675 mol, 因此二氧化锰质量分数 =0.015 675 mol×87 g · mol -1 /1.40 g≈0.974, 即产品纯度为 97.4% 。 (7) 若灼烧不充分 , 杂质也会消耗高锰酸钾 , 滴定时消耗高锰酸钾溶液的体积将偏大。 - 117 - 3 .(2019 北京丰台一模 ) 某小组研究 FeCl 3 与 Na 2 S 的反应 , 设计了如下实验 : - 118 - Ⅰ . 探究黑色沉淀的成分 查阅资料 :Fe 2 S 3 ( 黑色 ) 在空气中能够稳定存在 ,FeS( 黑色 ) 在空气中易变质为 Fe(OH) 3 。 设计实验 : 分别取实验 a 、 b 、 c 中的沉淀放置于空气中 12 小时 ,a 中沉淀无明显变化。 b 、 c 中黑色沉淀部分变为红褐色。 (1) ① 同学甲认为实验 a 中黑色沉淀为 Fe 2 S 3 , 实验 b 、 c 的黑色沉淀物中既有 Fe 2 S 3 又有 FeS, 依据的实验现象是 　　　　　　　　　　　　　　　 。   ② 同学乙认为实验 b 的黑色沉淀物中有 FeS, 则一定混有 S, 理由是 　　　　　　　　　　　 。   - 119 - ③ 设计实验检验 b 的黑色沉淀物中混有硫 。 已知 : 硫在酒精溶液中的溶解度随乙醇质量分数的增大而增大。 实验证明了 b 中黑色沉淀混有 S, 试剂 a 是 　　　　 , 观察到的现象为 　　　　　　　 。   - 120 - Ⅱ . 探究实验 a 中 Fe 3+ 与 S 2- 没有发生氧化还原反应的原因 经查阅资料 , 可能的原因有两种。 原因 1:pH 影响了 Fe 3+ 与 S 2- 的 性 质 , 二者不能发生氧化还原反应。 原因 2: 沉淀反应先于氧化还原反应发生 , 导致反应物浓度下降 , 二者不能发生氧化还原反应。 设计实验 : 电极材料为石墨 - 121 - (2) ① 试剂 X 和 Y 分别是 　　　　　　　　　　　　 、 　　　　　　　　　　　　　 。 ② 甲认为若右侧溶液变浑浊 , 说明 Fe 3+ 与 S 2- 发生了氧化还原反应。是否合理 ? 说明理由 : 　　　　　　　　 。   ③ 乙进一步实验证明该装置中 Fe 3+ 与 S 2- 没有发生氧化还原反应 , 实验操作及现象是 　　　　　　　　　 。   ④ 由此得出的实验结论是 　　　　　　　　　　　　　　 。   - 122 - Ⅲ . 探究实验 c 随着 FeCl 3 溶液的增加 , 黑色沉淀溶解的 原因 - 123 - (3) ① 用离子方程式解释实验 1 中的现象 : 　　　　　　　　　　　　　　 、 　　　　　　　　　　　　　　 ( 写离子方程式 ) 。   ② 结合化学平衡等反应原理及规律解释实验 2 中现象相同与不同的原因 : 　　　　　　　　　 。   - 124 - 答案 (1) ① a 中沉淀无明显变化 ,b 、 c 中黑色沉淀部分变为红褐色 ② 依据得失电子守恒 , 铁元素化合价降低 , 硫元素化合价必然升高 ③ 水　溶液变浑浊 (2) ① 25 mL pH=12.2 NaOH 溶液　 5 mL 0.1 mol·L -1 FeCl 3 溶液　 ② 不合理。因为空气中的氧气也可能氧化 S 2- ③ 取左侧烧杯中的液体 , 加入 K 3 [Fe(CN) 6 ]( 铁氰化钾 ) 溶液 , 没有蓝色沉淀产生　 ④ 氧化还原反应不能发生的原因是 pH 影响了 Fe 3+ 和 S 2- 的性质 - 125 - 解析 Ⅰ .(1) ① 同学甲认为实验 a 中黑色沉淀为 Fe 2 S 3 , 实验 b 、 c 的黑色沉淀物中既有 Fe 2 S 3 又有 FeS, 依据的实验现象是 a 中沉淀无明显变化 ,b 、 c 中黑色沉淀部分变为红褐色。 ② 依据得失电子守恒 , 铁元素化合价降低 , 硫元素化合价必然升高 , 据此 , 同学乙认为实验 b 的黑色沉淀物中有 FeS, 则一定混有 S 。 ③ 实验证明了 b 中黑色沉淀混有 S, 则试剂 a 应是水 , 硫不溶于水 , 观察到的现象为溶液变浑浊。 Ⅱ .(2) ① 根据题意要提供含有铁离子的试剂 , 故试剂 X 和 Y 分别是 25 mL pH=12.2 的 NaOH 溶液、 5 mL 0.1 mol · L -1 的 FeCl 3 溶液。 ② 甲认为若右侧溶液变浑浊 , 说明 Fe 3+ 与 S 2- 发生了氧化还原反应 , 该说法不合理 , 因为空气中的氧气也可能氧化 S 2- 。 ③ 乙进一步实验证明该装置中 Fe 3+ 与 S 2- 没有发生氧化还原反应 , 取左侧烧杯中的液体 , 加入 K 3 [Fe(CN) 6 ]( 铁氰化钾 ) 溶液 , 没有蓝色沉淀产生 , 说明没有发生氧化还原反应生成亚铁离子。 ④ 由此得出实验结论 , 氧化还原反应不能发生的原因是 pH 影响了 Fe 3+ 和 S 2- 的性质。 - 126 -