高考化学实验专题复习

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高考化学实验专题复习

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1、 设计背景
1、 高中化学课本中实验知识的构成
2、高考对化学实验的考察
⑴考试大纲的要求(黑体字为05年大纲新增要求)
①了解化学实验常用仪器的主要用途和使用方法。
②掌握化学实验的基本操作。了解实验室一般事故的预防和处理方法。
③掌握常见气体的实验室制法(包括所用试剂、仪器、反应原理和收集方法)
④综合运用化学知识对常见物质(包括气体物质、无机离子)进行分离、提纯和鉴别。
⑤掌握化学实验的记录方法和运用化学知识设计一些基本实验
A根据实验现象,观察、记录、分析或处理数据,得出正确结论。
B根据实验试题要求,设计或评价实验方案。
C能绘制和识别典型的实验仪器装置图。
⑥以上各部分知识与技能的综合应用。
⑵近几年高考实验题的变化
近几年高考实验试题基本从基础实验知识和综合实验两个方面考察。常用仪器和基本操作作为化学实验基础知识是必考的。在基础知识的考察中,考点往往是基本操作中的细节,或者是某一常用仪器的基本原理和使用方法。综合实验的考察从前几年的重创新慢慢向读懂、理解试题中的实验设计,并在此基础上会补全、评价实验设计或会处理实验数据的方向发展。但是细究综合实验试题,仍能发现基础的元素化合物的性质和基本操作及常用仪器是解题的关键,试题注重考察学生运用化学基础知识(元素化合物知识和化学实验知识)的能力;注重考察对比、归纳等学科方法;注重考察推理、判断等分析问题的能力。这和理综全卷以能力立意的指导思想是相符的。
二、专题设计的原则和思路
基于上的背景分析,本专题设计有以下设计原则和思路。
1、设计原则
⑴重基础 重细节
重视常用仪器的构造原理,使用细节;重视基本操作的操作要点以及背后的原理。重视课本的基本实验。不做无源之水、无本之木。
⑵重思想 重过程
在基础知识的复习中融入化学学科思想(自然科学的学科思想)的培养和应用,在得出结果时重视知识和能力形成的过程。
⑶重学法
主要采用范例式教学,在范例教学过程中强调策略性知识的学与用,如重视学生的分类、归纳、对比等学法的指导,在综合型试题的讲解中重视解题策略的指导。
2、 设计思路
将化学实验理解为是所有高中化学知识的运用,所有元素化合物的知识,所有基础理论和基本概念知识都可以是化学实验的背景和载体,所以化学实验专题对应的知识决不仅仅是化学实验知识。考虑到化学实验知识的广和细的特点(如前所述)以及高三学生的具体实际(已经过一个多学期的高考复习),本人设计有限的实验复习,因此主要采用范例式教学,部分基础知识下放为学生自主学习和课后习题。 综合实验的复习时,在有限的试题讲解中,着重体现思维和方法。
授课分4课时(不包含习题校对):
第1课时:化学实验基础知识。主要内容为常用仪器的构造和使用;常用试剂的贮存和取用;典型课本实验的回顾。在授课时以点带面,强调培养学生的理性思维。
第2课时:基本化学实验。主要内容为气体制备的完整过程和定量实验。利用范例式教学法,重视知识的脉络,强调知识的归纳和整理。
第3课时:物质的分离、提纯和鉴别。在范例的分析中重视知识的归纳、总结和应用。
第4课时:综合实验。主要内容为对实验设计的评价、对实验结果的处理和完成缺少步骤的实验设计。强调解题的策略性知识。
第1课时
考试大纲的要求 ①了解化学实验常用仪器的主要用途和使用方法。
课题:化学实验基础知识。主要内容为常用仪器的构造和使用;常用试剂的贮存和取用;典型课本实验的回顾。在授课时以点带面,强调培养学生的理性思维。
试剂保存
例1:实验员在课前临时准备了一套乙醛性质实验的药品:氢氧化钠溶液、氨水、硫酸铜溶液、乙醛溶液和硝酸银溶液。只在乙醛溶液的试剂瓶上贴上了标签。试问你能否根据以上试剂的保存特点和其他信息(不需要通过化学反应来判断),判断其余的四瓶试剂分别是什么?
答案:展示题中所用试剂
给出答案
用橡胶塞的是氢氧化钠溶液、溶液为蓝色的是硫酸铜溶液、用棕色试剂瓶的是硝酸银溶液、剩余的是氨水。
【讲解】
氢氧化钠溶液、硫酸铜溶液、氨水均用细口瓶。
试剂的保存从根本上讲是避免试剂和新鲜的空气和阳光——自然界接触。
比如,碱会吸收空气中的二氧化碳,有些物质会吸收空气中的水蒸汽,许多还原性物质会被空气中的氧气氧化,阳光会使很多物质发生反应(分解)。
所以最佳的保存方式是用完全封闭的不透光容器隔绝和外界的联系。
比如中空的铁球——如果这种试剂不用的话!
所以试剂瓶的瓶口应该越小越好,所以氢氧化钠溶液、硫酸铜溶液、氨水均用细口瓶。但是固体物质却不用细口瓶。因为:
【演示】从细口瓶中倒出溶液,从广口瓶中用钥匙取出硫酸钠粉末,用镊子取出试剂瓶中的钠。
习题1:以下试剂应如何保存较合理?思考理由。
1浓硝酸2氢氟酸3氢氧化钠溶液4亚硫酸钠固体5氯水6液溴7钠8铝片
【归纳】
1、 状态:固体存放在广口瓶,液体存放在细口瓶。
酸碱性:强碱性如氢氧化钠不用玻璃塞
光:棕色瓶如氯水、硝酸银、浓硝酸等。
不宜久置:随用随配如硫酸亚铁、氯水、氢硫酸、银氨溶液等。
2、药品的取用
取用药品 固体药品 液体药品
粉末 块状 定量 少量 多量 定量
使用仪器 钥匙 镊子 托盘天平 胶头滴管 倾倒 量筒、滴定管
基本仪器
例2:试画出试管和圆底烧瓶并找出试管和圆底烧瓶在构造上的联系和区别,回答试管可直接用酒精灯加热而圆底烧瓶不能的理由。(思考1分钟)
学生回答后归纳引导:
【讲解】
联系:常用反应器、底部均圆形、质地好玻璃厚度均匀,可加热
区别:底部面积不同、容量不同、试管可直接用酒精灯加热而圆底烧瓶不能。
可将圆底烧瓶看作是试管的放大。
引导学生仪器的构造可从材质、形状研究,仪器的质地和形状可决定其用途,试管常用作量少的反应,而圆底烧瓶则可增加反应物的用量。
【演示】点燃酒精灯,将试管和圆底烧瓶分别靠近火焰。
【讲解】
试管可直接用酒精灯加热而圆底烧瓶不能直接加热的理由:火焰面积和仪器受热面的面积的大小关系决定的。所以,圆底烧瓶可以隔着石棉网、或者水浴、油浴、沙浴加热,是因为它们都间接放大了火焰的面积,避免了局部受热不均的危险。
习题2:试找出以下几组仪器的联系。
1、 试管、圆底烧瓶、锥形瓶、烧杯。
2、 三角漏斗、长颈漏斗、球形分液漏斗和梨形分液漏斗。
3、 量筒、容量瓶、滴定管(酸式和碱式)
【讲解】
1、 试管底部均匀面积小用于少量溶液反应,可直接加热;
圆底烧瓶可看作试管底部的均匀放大用于较大量的溶液反应,可间接加热;
锥形瓶是圆底烧瓶的变形保持了量大的优点还有底盘大重心低非常稳的特点;
烧杯是锥形瓶将上口变大的结果,这样有加入和取出试剂方便、便于搅拌、利于蒸发等优点。
2、三角漏斗口大便于加入物质(如过滤时的悬浊液);
长颈漏斗口小减少挥发,颈长便于液封(如实验室制氢气);
球形分液漏斗是长颈漏斗的进一步改良上口和下口的密封性更好,便于加试剂又不怕气体漏出;梨形分液漏斗容量大活塞处细小的优点有利于其进行萃取和分液。
2、 量筒、容量瓶、滴定管(酸式和碱式)均为量器,其精确度有仪器的粗细决定(因为人眼的灵敏度是确定的, 定量液体在量器中的长度大小是量器精确度的决定因素)。
回顾课本实验
例3:试回忆高一实验基本操作中氧化铜的制取,按实验步骤写出使用的仪器并思考该仪器的使用特点。
【讲解】按使用顺序用到天平、研钵、烧杯、量筒、玻璃棒、胶头滴管、蒸发皿、酒精灯、过滤装置等。
引导学生回忆每种仪器的构造原理和使用特点,并对每种仪器在其他常见实验中的使用情况进行归纳和回忆。如:
天平——杠杆原理,游码设置为右边。感量为0.1克。
研钵——用于研碎固体小颗粒,不能敲打,用研杵压磨。
量筒——粗略量器,精确度约为容量的百分之一,无0刻度(因为0刻度无用)
玻璃棒——用于加速溶解的搅拌;用于均匀受热的搅拌;测溶液的蘸取溶液;使气体和试纸反应时粘住试纸的作用;过滤时的引流(浸润原理),固体转移时的用途等。
胶头滴管——滴入少量反应液;溶液配制时的定容;制氢氧化亚铁时伸入溶液等。
蒸发皿——可直接加热(由材质决定);液体体积不可超过容积的三分之二;要一边加热一边用玻璃棒搅拌;在氧化铜的制备和皂化反应中有使用。
酒精灯——讲解火焰的构造;酒精的加入量;点火的注意点;熄灭的注意点等。
过滤装置——一贴、二低、三靠,有时要洗涤;动力是重力。原理是颗粒大小不同,用能否穿过某大小孔径分离物质,和渗析原理类似。
【学法】
同学们可以用类似的方式对课本实验进行深入细致的再学习。
【小结】略
【作业】
1回顾并研究三册课本的学生实验,回忆实验步骤,理出每个实验用到的仪器。2课时习题
第2课时
考试大纲的要求(黑体字为05年大纲新增要求)
②掌握化学实验的基本操作。了解实验室一般事故的预防和处理方法。
③掌握常见气体的实验室制法(包括所用试剂、仪器、反应原理和收集方法)
课题:基本化学实验。主要内容为气体制备和定量实验。利用范例式教学法,重视知识的脉络,强调知识的归纳和整理。
定量实验
例1、下面请同学们研究硫酸铜晶体中结晶水的含量的测定实验来运用上节课的学习方法。
【讲解】
仪器重点讲解坩埚和干燥器的构造和使用特点,并讲解干燥器并非用于干燥物质的事实。
操作上重点讲解两次加热和称量,到连续两次称量的质量差不超过0.1g为止的定量思想。并联想在中和滴定中滴定2-3次取平均值进行计算也是这一思想的体现。定量实验是定性试验发展的必然结果,是中学化学实验的重要组成部分。应用范例式学习的学习方法,研究定量实验
气体制备
例2
中学常见气体:氢气、二氧化碳、氧气、氯气、二氧化硫、氯化氢、硫化氢、氨气、甲烷、乙烯、乙炔等气体。由发生装置对其进行归纳。
气体发生装置
启普发生器——块状固体和液体:氢气、二氧化碳、硫化氢
圆底烧瓶——固体和液体加热:氯气、二氧化硫、氯化氢、氧气
试管——固体加热:氧气、氨气、甲烷
*需要温度计的乙烯发生装置
*不同于启普发生器的乙炔发生装置
【讲解】
完整的气体的实验室制法有发生、净化、收集和尾气处理的装置。开始制备操作前应先连接好装置并作气密性检查。
例2、下图是某学生利用氯酸钾分解制氧气的反应装置,如何检查该装置的气密性?
分析中要讲清检查装置的气密性的具体操作,不同的装置特定,不同的容积大小要具体情况具体分析。更要分析隐藏在操作背后的原理(气体定律)
检查气密性的原理:将装置构成一个密封体系,使其内外产生压强差(通常是增大内部压强),从而产生可观察到的现象,以此来说明是否漏气。
检查气密性的方法:除了常用方法之外,针对启普发生器或其简易装置的情况,正确的方法是塞紧橡皮塞,夹紧弹簧夹后,往漏斗内注入一定量的水,使漏斗内的水面高于试管内的水面(这段水柱的压强就是装置内外的压强差),停止加水后,若漏斗中与试管中的液面差保持不变,则说明装置不漏气。
高考考操作要体现可操作性(很细),操作背后的原理(常常是物理知识)也是高考试题的热点。
其收集方法和尾气处理方法也可进行类似归纳,让学生归纳。
收集方法:
1、按密度大小(以空气密度为标准)
向上排空气法
向下排空气法
2、在水(溶液)中的溶解度不同
排水法
排饱和食盐水法等
尾气处理:
1、 吸收
碱液
酸碱性
酸液
氧化剂
(还原性)氧化性
还原剂
2、 燃烧
3、 收集等
在尾气处理中,讲倒吸问题,扩展讲解实验安全问题。
习题1、用水吸收HCl气体时,为了防止倒吸,要使用倒扣漏斗。如果不使用漏斗,但利用类似原理,可以采用其它装置或其它方法吗?试画出你设计的方案的装置图。
习题2、以下突发事故的处理方法正确的是( )
A.钠燃烧时,用水扑灭
B.酒精在桌面燃烧,用水扑灭
C.水银洒在地上,用硫粉处理
D. 浓硫酸溅到手上,用水洗去
气体的干燥(净化)
例3
试选择合适的干燥剂干燥以下气体。
氢气、二氧化碳、氧气、氯气、二氧化硫、氯化氢、硫化氢、氨气、甲烷
【讲解】
干燥剂的分类:
酸性干燥剂、碱性干燥剂和中性干燥剂
其中浓硫酸有强氧化性。
气体分类:
酸性气体、碱性气体和中性气体;
其中硫化氢有强还原性,氨气能和氯化钙作用。
相互不发生反应即可使用。
小结
【作业】
1、基本实验习题 2、精读课本实验
第3课时
考试大纲的要求(黑体字为05年大纲新增要求)
①了解化学实验常用仪器的主要用途和使用方法。
②掌握化学实验的基本操作。了解实验室一般事故的预防和处理方法。
④综合运用化学知识对常见物质(包括气体物质、无机离子)进行分离、提纯和鉴别。
课题:物质的分离、提纯和鉴别。内容:物质的分离、提纯和鉴别。在范例的分析中重视策略性知识的总结和应用。题目选择源于课本实验,高于课本实验,不盲目提高难度。
一、物质的分离
物质的分离关注的是混合物中的每种组分。是将混合物分离,分别得到对应物质的过程。
物质分离的操作和气体的干燥已在前面课时已提过。
从较根本的角度归纳和分类。
过滤、渗析——颗粒大小
物质分离 蒸馏(分馏)、蒸发、升华——沸点不同
分液、萃取、结晶、盐析——溶解度不同
如升华法分离氯化钠和碘、过滤法分离沉淀和滤液、重结晶分离氯化钠和硝酸钾等。
习题1、(上海高考题改编)由三组混合液:乙酸乙酯和乙酸钠溶液、乙醇和丁醇、溴化钠和单质溴的水溶液。分离以上混合液的正确方法依次是分液、蒸馏和萃取。
解题策略:
物质分离是利用混合物中各组分性质(物理性质和化学性质)的不同,比如上题中溶解性、沸点的不同。利用对应的装置进行分离操作。所以在掌握物质分离的原理和基本操作后,解题的关键是掌握元素化合物的重要性质。
二、物质的提纯
提纯是关注混合物中的某一组分,为了获得该组分的纯净物而除去其它组分的过程。是一个净化的过程。象气体的干燥就是除去混合气中的水蒸气,提纯气体。
1、举一个常见气体的除杂。
例1:上面是一个学生设计的制取氯气并除去氯气中杂质的实验装置图。
(1)这个装置中有哪些错误?

(2)改正后的装置图中,洗气瓶中的饱和食盐水起的作用是 ;洗气瓶中的浓H2SO4起的作用是 ;
烧杯中的NaOH溶液的作用是 。
习题2:(自拟)实验室制取乙烯时,常因温度过高而发生副反应,生成二氧化碳、二氧化硫、水蒸气和碳黑。若用三种试剂分别洗气除去二氧化碳、二氧化硫、水蒸气,这三种试剂是什么?顺序怎样?若只用两种试剂呢?
解题策略:气体的提纯(除杂)最根本的要点是掌握这些常见气体和常用试剂的性质,比如二氧化硫既有还原性又具有酸性氧化物的性质。
2、举一个经典的离子除杂。
例2:(上海高考题部分)氯碱厂电解饱和食盐水制取NaOH的工艺流程示意图如下:
粗盐 H2O NaOH Na2CO3 Cl2 H2
10%NaOH 、16%NaCl溶液
沉渣 NaCl晶体
50%NaOH溶液
依据上图,完成下列填空:
(1)工业食盐含Ca2+、Mg2+等杂质。精制过程发生反应的离子方程式为 ,
(2)如果粗盐中SO含量较高,必须添加钡式剂除去SO,该钡试剂可以是 (选填a、b、c,多选扣分) a Ba(OH)2 b Ba(NO3)2 C BaCl2
(3)为有效除去Ca2+、Mg2+、SO,加入试剂的合理顺序为 (选填a,b,c多选扣分)。试说明理由 。
a 先加NaOH,后加Na2CO3,再加钡试剂 b 先加NaOH,后加钡试剂,再加Na2CO3
c 先加钡试剂,后加NaOH,再加Na2CO3
讲解:(2)在除杂时尽量不引入新的杂质离子,在此题中原料是氯化钠,产物是氢氧化钠,所以氯离子和氢氧根离子均非杂质离子。
(3)为了用沉淀法除去溶液中的杂质离子,为了保证杂质离子完全除去,加入的沉淀剂一般是过量的,前一步过量的离子要在后续操作中除去。
习题3、(江苏高考题)除去KCl溶液中的SO42-离子,依次加入的溶液为(填溶质的化学式): 。
习题4、(自拟)用含有少量硫酸铁的硫酸钠粉末,如何制得硫酸钠晶体?
参考答案:
习题3、BaCl2[或Ba(OH)2]、K2CO3、HCl
习题4、1、溶解2、加过量氢氧化钠溶液3、过滤 4、加适量硫酸溶液 5结晶
解题策略:无机离子的提纯(除杂)主要采用沉淀法,常见离子的化学性质是解题的基础。从策略上讲,多步沉淀要注意“除杂试剂要过量,过量试剂需除净”
三、物质的鉴别
物质的鉴别关注的是“是什么”,是对两种或两种以上的物质或离子,根据其性质的不同,选用适当的试剂和方法,由对应的现象加以区分的过程。
1、离子鉴别
例1、(自拟)下列三组溶液,分析其离子组成的特点,选择一种合适试剂加以鉴别。
1、 HCl、BaCl2、KCl、AlCl3
2、 NaHCO3、Na2SO3、Na2SiO3、NaCl
3、 KCl、Pb(NO3)2、NaHCO3、Ba(OH)2
讲解:
1 阴离子是相同的,所以考虑阳离子的不同特点,选用碳酸根离子。若将其中的阴离子作一定的改变,如硝酸根、硫酸根,并无本质的不同。
2 阳离子是相同的,所以考虑阴离子的不同特点,选用酸(常用盐酸)。若将其中的阳离子作一定的改变,如钾离子,并无本质的不同。
3 是阴阳离子均有不同的类型,所以要综合考虑每种离子的常用检验方式,分别用氢离子和硫酸根较合理,所以选用硫酸溶液。
2、气体鉴别(推断)
例2、有一瓶无色气体,它可能含有二氧化碳、硫化氢、溴化氢、二氧化硫中的一种或几种。将无色气体通人稀氯水,得到无色溶液,再向此溶液中滴加硝酸钡溶液,产生白色沉淀。原气体中肯定有 二氧化硫 ;肯定没有硫化氢、溴化氢; 二氧化碳 不能确定其存在与否。
讲解:该题考查了硫化氢、溴化氢和二氧化硫的还原性,氯水的氧化性,单质硫和溴的物理性质,硫酸根离子的检验。所以熟知物质的性质是做对这类试题的根本。
习题1、(浙江高考题)有A、B、C、D、E、F、G 7瓶不同物质的溶液,它们各是和溶液中的一种。为了鉴别,各取少量溶液进行两两混合,实验结果如表所示。表中“↓”表示生成沉淀或微溶化合物,“—”表示观察不到明显变化。试回答下面问题:
(1)A的化学式是 ,G的化学式是 。判断理由是 。
(2)写出其余几种物质的化学式。B C D E F 。
习题2、. 有一种由CO、CO2、H2、水蒸气四种气体组成的混合气体,要证明其中含有CO和 H2,可选用的仪器及药品如下:
(1)实验时,连接装置的顺序是 ;导管接口的顺序是 。
(2)装置①内发生反应的化学方程式是 。
(3)证明混合气体中含有氢气的实验现象是 。
参考答案:习题1、(1)KCl,AgNO3。混合时只生成一种沉淀的是KCl,生成的是AgCl,所以A是KCl,G是AgNO3。(2)B:Na2SO4 C:MgCl2 D:Na2CO3 E:Ca(NO3)2 F:Ba(OH)2
习题2、⑴ ③②①⑤④,f e d c a b j i h g
⑵ CO + CuO ═ Cu + CO2 ; H2 + CuO ═ Cu + H2O
⑶ ⑤中的无水硫酸铜变蓝
解题策略:
元素化合物的性质和基本实验操作的综合运用常常在这些类型的试题中进行综合考察。除了基础知识还要考察推理判断的能力。相关重视能力考查的综合实验试题在下节课作专门研究。
小节:
物质的分离、提纯和鉴别虽然从实验目的上讲角度不同,但是从解题的角度上看,它们都可看作对混合物(气体或离子)中各组分的性质的综合考察。
第4课时
考试大纲的要求(黑体字为05年大纲新增要求)
⑤掌握化学实验的记录方法和运用化学知识设计一些基本实验
A根据实验现象,观察、记录、分析或处理数据,得出正确结论。
B根据实验试题要求,设计或评价实验方案。
C能绘制和识别典型的实验仪器装置图。
⑥以上各部分知识与技能的综合应用。
课题:综合实验。主要内容为对实验设计的评价、对实验结果的处理和完成缺少步骤的实验设计。强调解题的策略性知识。
1、 读懂实验设计
例题略
讲解:综合实验试题解题的第一要素是读懂实验。就是在明确实验目的的前提下,理解该实验设计的实验原理,并了解该设计是如何根据实验原理选择合适的仪器装置和试剂,利用合理的步骤规划实验的。所以解综合实验题需要程序性知识较完整,并有较高水平的策略性知识。如知识的综合运用能力(迁移能力)和推理判断等能力。
二、补全实验设计
例2、(全国高考题)将氯气用导管通入较浓的NaOH和H2O2的混和液中,在导管口与混和液的接触处有闪烁的红光出现.这是因为通气后混和液中产生的ClO-被H2O2还原,发生激烈反应,产生能量较高的氧分子,它立即转变为普通氧分子,将多余的能量以红光放出.
进行此实验,所用的仪器及导管如图.
根据要求填写下列空白:
(1)组装氯气发生器时,应选用的仪器及导管(填写图中编号)是 .
(2)实验进行中,按气流方向从左到右的顺序,气体流经的各仪器及导管的编号依次是 .
(3)仪器①的橡皮塞上应有 个孔,原因是 .
(4)实验时,仪器①中除观察到红光外还有 现象.
讲解:补全实验设计,常见的是补全缺少的步骤或连接装置。要能顺利完成此类试题,首先能读懂原实验设计(上题只给出仪器和原理就是一种不完全的试验设计),然后是了解一般的实验设计的程序——根据实验目的确定实验原理,再根据实验原理选择合适的试剂和仪器,并对仪器和试剂作合理的规划得到合理的步骤。
2、 实验结果的处理
例3、(上海高考题)某种含有少量氧化钠的过氧化钠试样(已知试样质量为1.560g、锥形瓶和水的质量190.720g),利用下图装置测定混合物中Na2O2的质量分数,每隔相同时间读得电子天平的数据如表:
(1)写出Na2O2和H2O反应的化学方程式
(2)计算过氧化钠质量分数时,必需的数据是
不必作第6次读数的原因是
(3)测定上述样品(1.560g)中Na2O2质量分数的另一种方案,其操作流程如下:
①操作Ⅱ的名称是
②需直接测定的物理量是
③测定过程中需要的仪器有电子天平、蒸发皿、酒精灯,还需要 、
(固定、夹持仪器除外)
④在转移溶液时,如溶液转移不完全,则Na2O2质量分数的测定结果
(填偏大、偏小或不变)。
参考答案:
(1)2Na2O2+2H2O → 4NaOH+O2↑
(2)试样质量 锥形瓶加水的质量 第4(或5)次读数(或用具体数值表示)锥形瓶内质量已达恒重
(3)①蒸发 ②NaCl的质量 ③烧杯 玻璃棒 ④偏大
讲解:定量实验是定性实验发展的必然结果,对实验结果的定量处理是在对实验方案深入理解基础上的定量计算,要求对实验的目的、原理、过程和仪器操作特点均有较深的理解,具备定量实验的基本思想,同时还要有一定的数学处理能力,是实验知识的高级考察形式。
四、评价实验设计
例4、(江苏高考试题)有两个实验小组的同学为探究过氧化钠与二氧化硫的反应,都用如下图所示的装置进行实验。通入SO2气体,将带余烬的木条插入试管C中,木条复燃。
请回答下列问题:
(1)第1小组同学认为Na2O2与SO2反应生成了Na2SO3和O2,该反应的化学方程式是:
(2)请设计一种实验方案证明Na2O2与SO2反应生成的白色固体中含有Na2SO3。
(3)第2小组同学认为Na2O2与SO2反应除了生成Na2SO3和O2外,还有Na2SO4生成。为检验是否有Na2SO4生成,他们设计了如下方案:
上述方案是否合理 。请简要说明两点理由:
① ;② 。
讲解:对实验方案的评价不但要读懂原设计者的设计意图,同时学生还要能根据实验目的有自己的设计思路,并能在多种设计中通过对比等方法,了解各种设计的优劣。主要是对实验原理和实验装置的深层次考察。
五、以上类型综合
例5、(上海高考题)某课外活动小组加热炭粉(过量)和氧化铜的混合物,再用右图装置,对获得的铜粉(含炭)样品进行实验。图中铁架台等装置已略去。请你帮助他们完成下列实验报告。
(1) 实验目的:___________________________。
(2) 实验用品:仪器:天平、分液漏斗、锥形瓶、硬玻璃管、干燥管、酒精灯、洗气瓶等
药品:红褐色铜粉(含炭)样品、过氧化氢溶液、二氧化锰、碱石灰、浓硫酸等
(三)实验内容:
实验过程 实验现象 有关化学方程式
在C中加入样品标本W克,D中装入样品后并称量为m1克。连接好仪器后,检查气密性
打开A的活塞,慢慢滴加溶液。
对G进行加热。当G中药品充分反应后。关闭A的活塞。停止加热:
冷却后,称量D的质量为m2克。
(四)计算:样品中铜的质量分数=___________________(用含W、m1、m2的代数式表示)
(五)问题和讨论:
实验完成后,老师评议说:按上述实验设计,即使G中反应完全、D中吸收完全,也不会得出正确的结果。经讨论,有同学提出在B与G之间加入一个装置。再次实验后,得到了较正确的结果。那么,原来实验所测得的钢的质量分数偏小的原因可能是_______________,在B与G之间加入的装置可以是____________________,其中盛放的药品是__________________。
当然设计一个完整的实验方案比以上的五类试题更难,考虑到目前中学教学的实际,目前还不会考这种类型的实验试题。
小结:综合实验题一般是理科综合能力测试卷中化学题中的难题,但是为了有较好的区分度,往往分几个小题,有明显的梯度。考察面从实验基础知识到深层次的能力,一般只有一两个小题会考察深层次的能力,所以还是基础知识最重要!
第一课时习题:
1.下列水溶液中,能盛放在带磨口塞试剂瓶中的是()
A氢氟酸 B苛性钾 C硝酸钾 D火碱
2.某学生交给教师的实验报告上有以下四个数据:
1 用量筒量取5.13mL盐酸
2 在托盘天平称取11.7g氯化钠
3 用pH试纸测得某溶液的pH为2.2
4 在滴定时,用去氢氧化钠溶液21.80mL
其中测量数据合理的是()
A ①② B ②④ C ①③ D ①④
3.欲在铁架台上用蒸发皿加热蒸发氯化钠溶液,下列操作中应最先进行的是()
A固定铁圈 B将蒸发皿放在铁圈上 C放置酒精灯 D点燃酒精灯
4.某同学用托盘天平称取铁粉20.6克(1克以下用游码),但砝码和铁粉的位置放反了.当天平平衡时,称得的铁粉的实际质量为( )
A21.2克 B20.6克 C19.4克 D19.6克
5. 实验室贮存以下物质的方法正确的是( )
A少量液溴贮存在煤油中 B水玻璃贮存在带玻璃塞的玻璃瓶中
C少量碘晶体贮存在酒精中 D 浓硝酸贮存在棕色的玻璃瓶中
6.下列实验操作可能发生的不良后果中不正确的是( )
A.试管中的液体超过容积1/3时,加热,液体容易溅出
B.只有很少酒精的酒精灯不容易点燃,因而不可用
C.用量程为100℃的温度计测定浓硫酸的沸点,温度计会胀裂
D. 用碱式滴定管盛装高锰酸钾溶液,滴定管的橡皮管易被腐蚀
7.下列操作正确的是 ( )
A.把pH试纸浸入溶液中测定溶液的pH
B.称量NaOH固体时,把NaOH固体放在有滤纸的托盘上称量
C.苯酚沾在皮肤上立即用酒精擦洗
D.用水清洗做过碘升华实验的试管
8.实验台上有下列仪器或用品:铁架台、铁圈、铁夹、三角架、石棉网、滤纸、烧杯、漏斗、分液漏斗、酒精灯、玻璃棒、量筒、蒸发皿、圆底烧瓶、火柴。只用上述仪器或用品,不能进行的实验操作是 ( )
A.蒸发 B.萃取 C.过滤 D.蒸馏
9、(1)图I表示10mL量筒中液面的位置,A与B、B与C刻度间相差1mL,如果刻度A为4,量筒中液体的体积是 ________mL。
(2)图II表示50mL滴定管中液面的位置,如果液面处的读数是a,则滴定管中液体的体积是( ) A.是amL B.是(50-a)mL C.一定大于是amL D.一定大于(50-a)mL
(3)实验室里将粗盐制成精盐的过程中,在溶解、过滤、蒸发三个步骤的操作中都要用到玻璃棒,分别说明在这三种情况下使用玻璃棒的目的;
溶解时: 。
过滤时: 。
蒸发时: 。
10、 下面①-⑧是中学化学实验中常见的仪器:①量筒②烧杯③容量瓶④蒸馏烧瓶⑤试管⑥锥形瓶⑦滴定管⑧温度计
⑴其中标有具体使用温度的是 。
⑵其中可用于组装气体发生装置且加热时应垫石棉网的是 。
⑶下面实验需要用到温度计的是 。
⑷有0刻度且在仪器靠下部分的是 。
11、指出使用下列仪器或用品的第一步操作:
①托盘天平
②酸式滴定管
③红色石蕊试纸
④容量瓶
第二课时:
1.下列各种试纸,在使用时预先不能用蒸馏水润湿的是( )
A 红色石蕊试纸 B 蓝色石蕊试纸
C 淀粉碘化钾试纸 D pH试纸
2.实验室配制250mL1mol/L的NaOH溶液要用到的一组仪器是( )
A 托盘天平、容量瓶、量筒、玻璃棒
B 托盘天平、容量瓶、胶头滴管、玻璃棒、烧杯
C 容量瓶、烧杯、漏斗、玻璃棒
D 容量瓶、烧杯、铁架台、玻璃棒
3.实验室有下列药品:a浓硫酸、b NaCl固体、c稀硫酸、d MnO2。欲制取Cl2,应选用的药品是( )
A a、d B b、c C b、c、d D a、b、d
4.在实验室里制取下列气体,能用启普发生器制取的是()
A H2S(FeS+HCl) B C2H2(CaC2+H2O) C SO2(Na2SO3+H2SO4) D Cl2(MnO2+HCl)
5.下列实验操作中错误的是()
A分液时,分液漏斗中下层液体从下口放出,上层液体从上口倒出
B 蒸馏时,应使温度计水银球靠近蒸馏烧瓶支管口
C 滴定时,左手控制滴定管活塞,右手握持锥形瓶,边滴边振荡,眼睛注视滴定管中的液面
D 称量时,称量物放在称量纸上,置于托盘天平的左盘,砝码放在托盘天平的右盘中
6.下列除去杂质的方法正确的是 ( )
A.除去甲烷中的乙烯:通过盛有溴的四氯化碳溶液的洗气瓶
B.除去甲苯中的苯酚:加入足量的溴水再过滤
C.除去乙醇中少量的水和氯化钠:加生石灰再加热蒸馏
D.除去氨气中的水蒸气:通过装有五氧化二磷的U型管
7.下列实验操作会引起最后实验结果偏高的是( )
A.在配制溶液时,容量瓶中有少量水
B.中和滴定用的锥形瓶加入待测液后,再加入少量蒸馏水
C.硫酸铜晶体中结晶水含量测定时,加热至有黑色物质生成
D.在中和滴定实验中取待测液的取待测液的滴定管中原来有气泡,后来无气泡
8.“若在宇宙飞船的太空实验室(失重条件下)进行以下实验,其中最难完成的是( )
A 将金粉和铜粉混合 B 将牛奶加入水中混合
C 蒸发食盐水制取食盐晶体 D 用漏斗、滤纸过滤除去水中的泥沙
9.请写出两条不同装置的实验室制氧气的化学方程式。并写出检查装置气密性的第一步操作。


10、下图中A、B、C是常见的化学实验装置,请回答下列问题:
(1)利用A装置,当不加热时,可制取的一种气态单质是 ;当加热时,可制取的一种气态化合物是 。
(2)实验里用A装置加热制取氯气,有关化学方程式为 ,若没有浓盐酸,可以用 ________来代替;若没有二氧化锰,可以用 来代替;为得到纯净干燥的氯气,可让A中出来的气体在进入收集装置前依次通过分别装有 和 的两个洗气瓶B。
(3)实验室制取氯气和二氧化碳都可用向上排空气法收集,具体操作有何不同 为什么?
(4)C装置中圆底烧瓶里充满了纯净、干燥的氯气,现用该装置做喷泉实验,如何操作才能形成喷泉
11. 有关测定硫酸铜晶体(CuSO4·5H2O)里结晶水的含量试题,略 04年西北高考实验题
第三课时:
1. 要检验亚硫酸钠溶液中是否混有硫酸钠,可用的试剂是()
1 氯化钡溶液②硝酸钡溶液③氯化钡和盐酸的混合液④硝酸钡和硫酸的混合液
A ③ B ③④ C ①②③ D ①②③④
2. 生石灰中往往含有CaCO3和SiO2杂质,若检验是否存在这两种杂质,最适宜的试剂是( )
A 酒精 B 浓硫酸 C 盐酸 D 苛性钠
3.对某酸性溶液(可能含有Br-、SO42-、H2SO3、NH4+)分别进行如下实验;
①加热时放出的气体可以使品红溶液褪色;
2 加碱调至碱性后,加热时放出的气体可以使湿润的红色石蕊试纸变蓝
3 加入氯水时,溶液略显黄色,再加入氯化钡溶液,产生的白色沉淀不溶于稀硝酸。
对于下列物质不能确定其在原溶液中是否存在的是( )
A Br- B SO42- C H2SO3 D NH4+
4.下列各组混合物的分离或提纯的方法正确的是( )
A.用过滤的方法分离Fe(OH)3胶体和FeCl3溶液的混合物
B. 用加热法分离NaCl和碘的混合物
C.用分液的方法分离苯和苯酚的混合物
D. 用蒸馏的方法获得无水乙醇
5.只用水不能鉴别的一组物质是( )
A 苯、乙酸、四氯化碳 B 乙醇、乙醛、乙酸
C 硝酸铵、氢氧化钠、 氯化钠 D 无水硫酸铜、碳酸钙粉末、无水碳酸钠粉末
6.有一瓶无色澄清的溶液,欲确定是否含有下列离子: Na+、Mg2+、Ba2+、Al3+、Fe2+、SO42-、HCO3-、NO3-、Cl-和I-,取该溶液实验如下:
实验步骤 实验现象
①取少量该溶液,加几滴甲基橙 溶液变红色
②取少量该溶液,浓缩,加铜片和浓硫酸,加热 有无色气体产生,后又在空气中变成红棕色
③取少量该溶液,加氯化钡溶液 有白色沉淀生成
④取③中上层清夜,加硝酸银溶液 有有白色沉淀生成,且不溶于硝酸
⑤取少量该溶液,加氢氧化钠溶液 有白色沉淀生成,当氢氧化钠过量时沉淀部分溶解
根据上述实验事实确定,在该溶液中肯定存在的离子是 ;
肯定不存在的离子是 ;为进一步确定其他离子,应该补充的实验是 ;
第四课时:
1.有六瓶白色固体,它们是Al2O3、NaNO3、Ba(OH)2、MgCl2、无水CuSO4、(NH4)2SO4。现仅用蒸馏水和已被检出的物质对它们作出鉴别,实验步骤如下:
第一步:待检物+水-----检出物质是 。
第二步:待检溶液+ ------检出物质是 。
第三步:待检溶液+ ------检出物质是 。
2.实验室可用如图装置进行CO与CO2的分离与干燥,
(1)丙容器中盛 溶液;乙容器中盛 溶液;甲容器中盛 溶液。
(2)实验时关闭 (a、b),打开 (a、b),发生反应的化学方程式是 ,这样得到的气体是 。
(3)当分离完一种气体后,关闭 ,打开 ,发生反应的化学方程式是 ,这样得到的气体是 。
3..红热的炭与浓硫酸可发生反应。
(1)写出该化学反应方程式
(2)现欲设计一个实验以验证此反应所生成的各种产物。实验中可供使用的试剂有:浓硫酸、稀硫酸、澄清石灰水、NaOH溶液、品红溶液、酸性高锰酸钾溶液、无水硫酸铜固体和碱石灰。有一个同学按气体的流动方向设计了一个实验过程,其所使用的试剂次序可表示为:
气体产物→试剂Ⅰ→试剂Ⅱ→试剂Ⅲ→试剂Ⅱ→试剂Ⅳ
①试剂Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ分别为__________,__________,_________,________;
②说出试剂Ⅱ使用两次的作用分别是
_____________________________,__________________________________;
③写出气体产物通过试剂Ⅳ时的离子方程式
以下为近年高考实验题 略去
课本中的元素化合物知识
实验基础知识
课本各章节的基本实验
下位感性材料积累
第三册实验方案的设计
策略性知识
归纳升华
化 盐
精 制
电 解
脱 盐
A B C D E F G
A ― ― ― ― ― ― ↓
B ― ― ― ― ↓ ↓ ↓
C ― ― ― ↓ ― ↓ ↓
D ― ― ↓ ― ↓ ↓ ↓
E ― ↓ ― ↓ ― ↓ ―
F ― ↓ ↓ ↓ ↓ ― ↓
G ↓ ↓ ↓ ↓ ― ↓ ―
白色
沉淀
将B中反应后的固体溶解于水
BaCl2溶液
稀硝酸
仍有部分白色沉淀不溶解,证明有Na2SO4生成
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