2022年高考化学第二轮复习课时讲义综合型实验.pdf

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1、 1 2022 年高考化学第二轮复习课时讲义 综合型实验 【明确考纲】1了解化学实验是科学探究过程中的一种重要方法。2掌握常见气体的实验室制法(包括所用试剂、反应原理、仪器和收集方法)。3根据化学实验的目的和要求，能做到：(1)设计实验方案；(2)正确选用实验装置；(3)掌握控制实验条件的方法；(4)预测或描述实验现象、分析或处理实验数据，得出合理结论；(5)评价或改进实验方案。【核心素养】1变化观念与平衡思想：认识化学实验是科学探究的重要形式，是研究物质及其变化的基本方法。2 证据推理与模型认知：能运用分析推理等方法认识研究对象的本质特征、构成要素及其相互关系，建立模型并运用模型解释化学现象

2、，揭示现象的本质和规律。3科学探究与创新意识：能根据物质的性质，探究反应规律，体会实验条件控制对完成科学实验及探究活动的作用。【课前真题】1(2018全国高考卷)醋酸亚铬(CH3COO)2Cr2H2O为砖红色晶体，难溶于冷水，易溶于酸，在气体分析中用作氧气吸收剂。一般制备方法是先在封闭体系中利用金属锌作还原剂，将三价铬还原为二价铬；二价铬再与醋酸钠溶液作用即可制得醋酸亚铬。实验装置如图所示。回答下列问题：(1)实验中所用蒸馏水均需经煮沸后迅速冷却，目的是_。仪器 a 的名称是_。(2)将过量锌粒和氯化铬固体置于 c 中，加入少量蒸馏水，按图连接好装置。打开 K1、K2，关闭 K3。c 中溶液由

3、绿色逐渐变为亮蓝色，该反应的离子方程式为_。同时 c 中有气体产生，该气体的作用是_。(3)打开K3，关闭K1和K2。c中亮蓝色溶液流入d，其原因是_；d 中析出砖红色沉淀。为使沉淀充分析出并分离，需采用的操作是_、_、洗涤、干燥。(4)指出装置 d 可能存在的缺点：_。解析：(1)由题给信息，(CH3COO)2Cr2H2O 在气体分析中用作 O2吸收剂，说明 Cr2具有强还原性，易被 O2氧化，故所用蒸馏水需经煮沸除去其中的 O2，以免影响(CH3COO)2Cr2H2O 的制备。由仪器的结构特点可知，a 为分液(或滴液)漏斗。(2)Zn 将 Cr3还原为 Cr2，离子方程式为 Zn2Cr3=

4、Zn22Cr2。Zn2H=Zn2H2，H2起到排除 c 中空气的作用，以防 Cr2被氧化。(3)过量的 Zn 与盐酸反应放出大量的 H2，使装置 c 中压强增大，关闭 K1和 K2，打开 K3时，溶液被压入装置 d。由题给信息知，(CH3COO)2Cr2H2O 难溶于冷水，因此应用冰浴冷却，以便于(CH3COO)2Cr2H2O析出，再将沉淀过滤、洗涤、干燥即可。(4)装置 d 的缺点是该装置与大气直接相通，空气中的 O2易将(CH3COO)2Cr2H2O 氧化。答案：(1)去除水中溶解氧 分液(或滴液)漏斗(2)Zn2Cr3=Zn22Cr2 排除c中空气(3)c中产生H2使压强大于大气压(冰浴

5、)冷却 过滤(4)敞开体系，可能使醋酸亚铬与空气接触 2 2.(2016全国卷)过氧化钙微溶于水，溶于酸，可用作分析试剂、医用防腐剂、消毒剂。以下是一种制备过氧化钙的实验方法。回答下列问题：(一)碳酸钙的制备 (1)步骤加入氨水的目的是_。小火煮沸的作用是使沉淀颗粒长大，有利于_。(2)右图是某学生的过滤操作示意图，其操作不规范的是_(填标号)。a漏斗末端颈尖未紧靠烧杯壁 b玻璃棒用作引流 c将滤纸湿润，使其紧贴漏斗壁 d滤纸边缘高出漏斗 e用玻璃棒在漏斗中轻轻搅动以加快过滤速度(二)过氧化钙的制备 CaCO3稀盐酸、煮沸、过滤滤液 氨水和双氧水冰浴过滤 白色结晶(3)步骤的具体操作为逐滴加入

6、稀盐酸，至溶液中尚存有少量固体，此时溶液呈_性(填“酸”“碱”或“中”)。将溶液煮沸，趁热过滤。将溶液煮沸的作用是_。(4)步骤中反应的化学方程式为_，该反应需要在冰浴下进行，原因是_。(5)将过滤得到的白色结晶依次使用蒸馏水、乙醇洗涤，使用乙醇洗涤的目的是_。(6)制备过氧化钙的另一种方法是：将石灰石煅烧后，直接加入双氧水反应，过滤后可得到过氧化钙产品。该工艺方法的优点是_，产品的缺点是_。【把脉考点】第(1)问 考查实验操作的目的 第(2)问 考查实验操作规范 第(3)问 考查实验原理及操作目的 第(4)问 考查化学方程式的书写、实验操作的原因 第(5)问 考查实验操作的目的 第(6)问

7、考查实验评价 解析：(1)石灰石中含少量铁的氧化物，加入盐酸后生成 CaCl2及铁的氯化物，加入双氧水可将 Fe2氧化成 Fe3，加入氨水的目的是中和剩余盐酸，调节溶液的 pH，使 Fe3转化为 Fe(OH)3沉淀，再通过过滤除去杂质。小火煮沸的作用是使沉淀颗粒长大，有利于过滤分离。(2)过滤操作中要求“一贴、二低、三靠”，图中漏斗末端颈尖未紧靠烧杯壁，a 错误；过滤时，玻璃棒用作引流，b 正确；将滤纸湿润，使其紧贴漏斗壁，防止存在气泡，c 正确；滤纸边缘要低于漏斗边缘，液面要低于滤纸边缘，d 错误；用玻璃棒在漏斗中轻轻搅动，容易使滤纸破损，e 错误。(3)步骤中逐滴加入稀盐酸，至溶液中尚存有

8、少量固体，该固体为 CaCO3，溶液中含有 CaCl2，由于溶解了生成的 CO2，溶液呈弱酸性。将溶液煮沸，可排出溶解的 CO2，防止与后续加入的氨水及生成的 CaO2反应。(4)滤液中含有 CaCl2，加入氨水和双氧水在冰浴条件下反应，经过滤得到白色晶体(CaO2)，结合元素守恒推知步骤中反应还生成 NH4Cl 和 H2O，化学方程式为 CaCl22NH3H2OH2O26H2O=CaO28H2O2NH4Cl 或 CaCl22NH3H2OH2O2=CaO22NH4Cl2H2O。H2O2不稳定，受热易分解生成 H2O 和 O2，故该反应在冰浴条件下进行，其目的是防止 H2O2受热分解。(5)过氧

9、化钙微溶于水，能溶于酸，白色结晶(CaO2)可依次使用蒸馏水、乙醇洗涤，使用乙醇洗涤的目的是去除结晶表面水分。(6)将石灰石煅烧后，直接加入双氧水反应，过滤后可得到过氧化钙产品。与第一种方法相比，其优点是工艺简单、操作方便；产品的缺点是纯度较低。3 答案：(1)调节溶液 pH 使 Fe(OH)3沉淀 过滤分离(2)ade(3)酸 除去溶液中的 CO2(4)CaCl22NH3H2OH2O26H2O=CaO28H2O2NH4Cl 或 CaCl22NH3H2OH2O2=CaO22NH4Cl2H2O 温度过高时双氧水易分解(5)去除结晶表面水分(6)工艺简单、操作方便 纯度较低【考情分析】纵观近几年全

10、国卷中的综合实验题，考查的角度有仪器的识别与应用、实验装置的作用、实验操作的目的、物质的制备、除杂与分离、物质的性质探究与验证、实验现象的分析与描述、实验结论的评价与计算等。高考综合实验题知识容量大、命题素材新、考查角度广、综合程度高，这就非常有必要把看似繁杂无序的实验大题进行分类整理，在解题技法上进行点拨，让考生在大强度训练中内化解题技法，找准突破口循路径解题。下面就以五种主线进行讲解点拨。【课堂精讲】题型一 以无机物制备为主线的综合实验【典例 1】氮化镓(GaN)被称为第三代半导体材料，其应用已经取得了突破性的进展。已知：()氮化镓性质稳定，不与水、酸反应，只在加热时溶于浓碱。()NiCl

11、2溶液在加热时，先转化为 Ni(OH)2，后分解为 NiO。()制备氮化镓的反应为 2Ga2NH3=Ni2GaN3H2。某学校化学兴趣小组实验室制备氮化镓，设计实验装置如图所示：设计实验步骤如下：滴加几滴 NiCl2溶液润湿金属镓粉末，置于反应器内。先通入一段时间的 H2，再加热。停止通氢气，改通入氨气，继续加热一段时间。停止加热，继续通入氨气，直至冷却。将反应器内的固体转移到盛有盐酸的烧杯中，充分反应后过滤、洗涤、干燥。(1)仪器 X 中的试剂是_，仪器 Y 的名称是_。(2)该套装置中存在一处明显的错误是_。(3)步骤中选择 NiCl2溶液，不选择氧化镍的原因是_(填字母)。a增大接触面积

12、，加快化学反应速率 b使镍能均匀附着在镓粉的表面，提高催化效率 c能更好地形成原电池，加快反应速率(4)步骤中制备氮化镓，则该反应接近完成时观察到的现象是_。(5)请写出步骤中检验产品氮化镓固体洗涤干净的操作_。(6)镓元素与铝元素同族，其性质与铝类似，请写出氮化镓溶于热 NaOH 溶液的离子方程式：_。【解题示范】一、明确实验目的原理 此实验的目的是制备半导体材料氮化镓(GaN)，其制备原理为 2Ga2NH3=Ni2GaN3H2。二、分析实验装置步骤 4 由实验装置和实验步骤分析，可得出 A 为制取 H2的装置，C 为制取 NH3的装置，E 为制取 GaN 的装置，过量的 NH3通过装置 F

13、 中的导管直接通入稀硫酸中是不妥当的，因为 NH3极易溶于稀硫酸，会引起倒吸。三、逐问分析定答案(1)装置 C 用来制备 NH3，故仪器 X 中的试剂应为浓氨水。仪器 Y 为球形干燥管，可装碱石灰，目的是干燥 NH3。(3)步骤中选择 NiCl2溶液而不选择氧化镍，一方面是因为能增大接触面积，从而加快反应速率；另一方面是因为镓置换出的镍能均匀地附着在镓粉表面，提高催化效率。(4)步骤中制备氮化镓的反应接近完成时，几乎不再产生 H2，可看到装置 F 中几乎不再产生气泡。(5)制得的氮化镓固体表面会含有杂质 Cl，故检验产品氮化镓固体洗涤干净的操作为：取最后一次洗涤液于试管中，滴加 AgNO3溶液，若无白色沉淀，则证明产品氮化镓固体已洗涤干净。(6)根据 Ga 与 Al 性质相似，类比可知，GaN 与热 NaOH 溶液反应的离子方程式为 GaNOHH2O=GaO2NH3。答案(1)浓氨水 球形干燥管(2)装置 F 中的溶液会发生倒吸(3)ab(4)装置 F 中几乎不再产生气泡(5)取最后一次洗涤液于试管中，滴加 AgNO3溶液，若无白色沉淀，则证明产品氮化镓固体已洗涤干净(6)GaNOHH2O=GaO2NH3【题后悟道】无机物制备综合实验的思维方法