2018高考化学实验题瓶颈突破

2018高考化学实验题瓶颈突破

学会实验题中信息与答案的“一对一”‎ 江苏 卢新发 目前，高考化学中“纯实验”题型，是许多学生感到头疼的题型，我们往往会做，但往往答不到点子上去。如何提高实验题的得分率，成为化学考试中能否获得高分的关键。撇开那些高深的理论不谈，我只想从做题的实战技术层面谈谈我的经验，供大家参考。大多数实验题都属于新情境给予，大量陌生的信息，有限的时间，相当于增加了试题的难度。其实，越是这样的信息类题目越好做，我们只要将题给反应新信息、性质新信息读懂理解，通过题给的限制条件的引导，“现学现卖”，一一对应地呈现在答案中即可。这时，我们需要的是只是细致、全面、严谨罢了。在整体做完实验题后，别忘了一定重新细细读题，将信息和答案一一对照核对检查，确保新信自全部用到，以使答案全面、细致、规范。‎ 一、新信息包括新反应、新性质、限制条件 现在的化学试题，早已没有了“冗余”信息，所有的给予信息都是有用的，必须用的，都要出现在答案中。给了题目里用不到的信息，在命题时是要坚决摒弃的。这种命题上的规范和严谨，实际上给我们答案的表述指了一条明确的道路。物质陌生了，性质就陌生了，怎么办？给！所以我们就知道了该物质的氧化性、还原性，知道了该物质在酸、碱性介质中的稳定情况或性质展示，知道了该物质在不同温度下的稳定性等。而这些正是考点的落实，答案也就“水落石出”。下面以净水剂相关几道题为例，让我们一起感悟。‎ 例1．实验室用下图所示装置制备KClO溶液，并通过KClO溶液与Fe(NO3)3溶液的反应制备高效水处理剂K2FeO4。已知K2FeO4具有下列性质①可溶于水、微溶于浓KOH溶液，②在0℃－5℃、强碱性溶液中比较稳定，③在Fe3＋和Fe(OH)3催化作用下发生分解，④在酸性至弱碱性条件下，能与水反应生成Fe(OH)3和O2。‎ ‎（1）装置A中KMnO4与盐酸反应生成MnCl2和Cl2，其离子方程式为_____________。将制备的Cl2通过装置B可除去______________（填化学式）。‎ ‎（2）Cl2和KOH在较高温度下反应生成KClO3。在不改变KOH溶液的浓度和体积的条件下，控制反应在0℃～5℃进行，实验中可采取的措施是_________。‎ ‎（3）制备K2FeO4时，KClO饱和溶液与Fe(NO3)3饱和溶液的混合方式为_______。‎ ‎（4）提纯K2FeO4粗产品[含有Fe(OH)3、KCl等杂质]的实验方案为：将一定量的K2FeO4粗产品溶于冷的3mol·L－1KOH溶液中，_____(实验中须使用的试剂有：饱和KOH溶液，乙醇；除常用仪器外须使用的仪器有：砂芯漏斗，真空干燥箱)。‎ ‎【解题导引】这是2015年江苏高考题。该题第（1）问，给出了明确的反应和生成物及介质条件，先配平得失电子数，后考虑酸性介质，用H+和H2O来调配电荷守恒，最后原子守恒配平即可。除去Cl2中的HCl会考虑用饱和食盐水。此反应式学生大多见过，但以信息方式给出，彰显命题的策略。第（2）问已提醒在较高温度下会发生副反应——那就是提醒要温度不能高；不能改变KOH浓度和体积——那浓度和体积方面可改的只能是HCl了； 提示反应在控制在0℃～5℃——其实是提示使用冰水浴。限制条件使答案昭然若揭啊。第（3）问，两种溶液还有混合方式？那就是要谈“谁加入谁”的意思啊——题给信息③在Fe3＋‎ 和Fe(OH)3催化作用下发生分解，这此处就派上了用场，我们要控制Fe3+不能过量，所以我们要慢慢地一点点加！题目中出现了两个“饱和”——那就是说回答“慢”的意思。第（4）问砂芯漏斗要用，要冰水浴，要利用信息④控制溶液不能是“酸性至弱碱性”——那就是碱性条件。答案的框架给出后，反复修饰比对可给出较完美的答案。‎ ‎【答案】（1）2MnO4－＋16H＋＋10Cl－=2Mn2＋5Cl2↑＋8H2O，HCl；（2）缓慢滴加盐酸、装置C加冰水浴；（3）在搅拌下，将Fe(NO3)3饱和溶液缓慢滴加到KClO饱和溶液中；（4）用砂芯漏斗过滤，将滤液置于冰水浴中，向滤液中加入饱和KOH溶液，搅拌、静置，再用砂芯漏斗过滤，晶体用适量乙醇洗涤2－3次后，在真空干燥箱中干燥。‎ 二、信息的给予方式早已实现多样化 答案就在题目中！不过信息给予的方式多种多样罢了。现在的信息给予题，更喜欢用图表、数据说话，喜欢图中用多条曲线，甚至热衷使用“双坐标系”。将题目信息从定性的引导，到定量的限制，以明确引导反应的方向。‎ 仍以“水处理剂”相关内容为例，看一下不同的信息给予方式和内容。‎ ‎[变式1，采用了题的部分]亚氯酸钠(NaClO2)是重要漂白剂，探究小组按下图装置进行NaClO2的制取。‎ 已知：NaClO2饱和溶液在低于38 ℃时析出NaClO2·3H2O，高于38℃时析出NaClO2，高于60 ℃时NaClO2分解成NaClO3和NaCl。‎ ‎（1）请补充从装置B反应后的溶液中获得NaClO2晶体的操作步骤。‎ ‎①减压，55℃蒸发结晶；②______________；③___________；④___________；得到成品。‎ ‎(2)如果撤去B中的冰水浴，可能导致产品中混有的______________杂质含量偏高。‎ ‎【解题导引】我们会从已有经验中定出答案的框架：从结晶→过滤→洗涤→干燥（烘干）。这样回答肯定得不到高分啊——我们要用题给的38 ℃和60 ℃的信息！而且你看人家题目给的第一步，要精确控制温度的主旋律这么明显！而题目的下一问，既引导我们利用信息中的60 ℃，又暗示了上一问的回答要精确控温！‎ ‎【答案】(1)趁热过滤　用38~60℃热水洗涤　低于60℃干燥(2)NaClO3和NaCl ‎ [变式2]ClO2气体是一种高效、广谱、安全的杀菌消毒剂，可用NaClO3和草酸(H2C2O4)反应制得。无水草酸100 ℃可以升华。某学习小组用下图装置模拟工业制取收集ClO2。‎ ‎(1)实验时装置A需在60 ℃～100 ℃进行的原因是_________， 控制所需温度的方法是_______。‎ ‎(2)电动搅拌棒的作用是____________________________________________。装置A中反应产物有Na2CO3、ClO2和CO2等，该反应的化学方程式为_____________________________。‎ ‎(3)在装置C中ClO2和NaOH反应生成等物质的量的两种盐，其中一种盐为NaClO2‎ ‎，写出反应的离子方程式_______________________。‎ ‎(4)用ClO2处理过的饮用水(pH为5.5～6.5)往往残留少量ClO2和一定量对人体不利的亚氯酸根离子(ClO)。‎ ‎①ClO2被I－还原为ClO、Cl－的转化率与溶液pH的关系如图所示 ‎②当pH≤2.0时，ClO也能被I－还原成Cl－‎ ‎③2Na2S2O3＋I2===Na2S4O6＋2NaI 根据上述信息，请补充完整测定饮用水中ClO含量的实验方案：‎ 取一定体积的饮用水，加入NaOH溶液调节pH为7.0～8.0；_________________________；‎ 再重复上述操作1～2次，计算得出结果。‎ ‎(实验中需使用的试剂：淀粉溶液、标准Na2S2O3溶液、KI溶液、稀硫酸)‎ ‎【解题导引】（1）100 ℃是个明显的提示信息，别忘了叙述60 ℃以下时（低温时）的速率影响。第（2）搅拌的作用都是使混合均匀，使物质充分接触，充分快速反应等。“电动”一词提示我们要回答“充分”，题给中“潮湿”提示我们是固体，更需要充分搅拌。（3）给出了“等物质的量”，就是限制确定了氧化产物为ClO3-；（4）题目的虚实两条线，明确了此反应分两个阶段；文字信息①②③进一步明确的分段进行的思想。而且，题目给了实验开始步骤，那个pH范围是很有提示意味的。‎ ‎【答案】(1)温度过低，化学反应速率较慢，温度过高草酸升华或分解　水浴加热(2)将反应物充分混合(或充分反应、或使反应物受热均匀)2NaClO3＋H2C2O4Na2CO3＋CO2↑＋2ClO2↑＋H2O (3)2ClO2＋2OH－===ClO＋ClO＋H2O(4)加入足量KI溶液，加2滴淀粉溶液；用标准Na2S2O3溶液滴定至终点(或蓝色褪去)，记录消耗标准Na2S2O3溶液的体积；加入稀硫酸调节溶液的pH≤2.0；继续用标准Na2S2O3溶液滴定至终点，记录消耗标准Na2S2O3溶液的体积 ‎ 二、从定量的图表数据中找到定性的结论，明确答案的清晰走向 结合所给物质已知相关反应知识，从题目的各种限制条件、实验步骤、条件控制中，推演出新反应，从而使命题者的思路凸显，解题快捷准确。‎ ‎【例3】焦亚硫酸钠(Na2S2O5)是一种食品添加剂。实验室用图1所示装置制备Na2S2O5，实验步骤如下：‎ Ⅰ. 在Na2CO3溶液中通入SO2至pH为4.1，生成NaHSO3溶液；Ⅱ. 加碳酸钠粉末调至pH为7~8；Ⅲ. 再通SO2至pH为4.1； Ⅳ. 从过饱和溶液中析出Na2S2O5晶体。‎ 图1‎ ‎(1)制备焦亚硫酸钠总反应的化学方程式为 。‎ ‎(2)Na2S2O5溶于水且与水能反应，所得溶液显酸性，其原因是 。步骤Ⅲ中测定溶液的pH的方法是 ；pH>4.1时，则产品中会有副产物，其化学式是　 。‎ ‎(3)利用碘量法可测定Na2S2O5产品中+4价硫的含量，实验方案：将一定量的Na2S2O5产品放入碘量瓶(带磨口塞的锥形瓶)中， ，重复如上步骤2次，记录数据。‎ ‎(实验中必须使用的试剂：c1 mol·L-1标准碘溶液、c2mol·L-1标准Na2S2O3溶液、冰醋酸、淀粉溶液、蒸馏水。已知：2Na2S2O3+I2＝Na2S4O6+2NaI。)‎ ‎(4)含铬废水中常含有六价铬[Cr(Ⅵ)]。利用Na2S2O5和FeSO4·7H2O先后分两个阶段处理含Cr2O72-的废水，实验结果见图。‎ 实验过程中溶液的pH不断升高的原因是 。‎ ‎【解题导引】实验步骤I涉及的反应为SO2+Na2CO3=Na2SO3+CO2，Na2SO3+SO2+H2O=NaHSO3，NaHSO3溶液呈酸性（pH=4.1），说明它的电离大于它的水解。实验步骤II实际是消耗NaHSO3中的H+；实验步骤Ⅲ再次生成了NaHSO3，与实验步骤I相比，大大提高了NaHSO3的量，使其达到过饱和；实验步骤Ⅳ，从过饱和NaHSO3溶液中析出r的却是Na2S2O5晶体，说明发生了反应：2NaHSO3=Na2S2O5+H2O（从化学式中原子个数易看出翻倍，从第2问的与水反应，且呈酸性，说明该反应可逆）（1）NaHSO3只是一个中间产物，总反应式从投料出发，产物为最终产物。（2）从上述反应转化中看出生成了NaHSO3，其溶液显酸性（题给的4.1可参考），pH>4.1，其实就是多方明确提示有Na2SO3。（3）“必须使用”一词实际是对方案的重要提示。（4）pH的变化总是考虑跟c(H+)或c(OH-)变化挂钩。‎ ‎【答案】(1)Na2CO3+2SO2＝Na2S2O5+CO2(2)Na2S2O5与水反应生成NaHSO3，NaHSO3在水中的电离程度大于水解程度，使溶液显酸性　用pH计测定　Na2SO3(3)加入一定体积的过量的c1 mol·L-1标准碘溶液，再加入适量的冰醋酸和蒸馏水，充分反应一段时间；加入淀粉溶液，用c2 mol·L-1标准Na2S2O3溶液滴定至溶液由蓝色恰好变为无色，且半分钟内不变色，读数(4)①Na2S2O5和FeSO4·7H2O与Cr2O72-反应时均消耗H+，使溶液的pH变大 学会了这种信息、限制条件与答案的“一对一”，我们用来做当前流行的“化学工艺流程图”题，也一样是得心顺手，同学们不妨一试，成就感自然爆棚。‎