省高三化学二轮复习学案:第一部分 专题讲练16 综合实验探究_中学教育-中考.pdf
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1、学案 16 综合实验探究 最新考纲展示 1.了解化学实验是科学探究过程中的一种重要方法。2.能对常见的物质进行检验、分离和提纯。3.能根据实验要求,完成相关实验探究:(1)设计、评价或优化实验方案;(2)了解控制实验条件的方法;(3)描述及分析实验现象,收集及处理相关数据,得出合理结论;(4)识别和绘制典型的实验仪器装置图。基础回扣 1据下图所示的实验装置回答问题:(1)实验室用高锰酸钾制取干燥的氧气应选用的发生装置是_,收集装置为_。(2)实验室用双氧水制取并收集较纯的氧气时应选用的发生装置是_,收集装置为_。(3)实验室用氯化铵与熟石灰两种固体加热制取氨气,氨气的密度比空气的小,极易溶于水
2、。推断:实验室制取氨气应选用的发生装置为_,收集装置为_。用 C 装置可以快速制取氨气,所用试剂是_。(4)实验室用浓盐酸与 MnO2制氯气时,应选用的发生装置是_,收集装置可用_。(5)用 C 装置也可以制取 Cl2,锥形瓶中的固体物质是_(填化学式)。答案(1)A E(2)C D(3)A F 浓氨水和 NaOH 固体(或生石灰,碱石灰)(4)B D 或 E(5)KMnO4 2写出下列在生产、生活应用中气体的产生原理(用化学方程式表示):(1)潜水艇和消毒呼吸面具中产生 O2:_。(2)泡沫灭火器用于灭火时产生 CO2:_。(3)制备消毒气 Cl2,用 KMnO4代替 MnO2:_ _。答案
3、(1)2Na2O22CO2=2Na2CO3O2、2Na2O22H2O=4NaOH O2(2)Al2(SO4)36NaHCO3=3Na2SO42Al(OH)36CO2(3)2KMnO416HCl(浓)=2KCl 2MnCl25Cl28H2O 3设计实验证明酸性:CH3COOHH2CO3H2SiO3。_。答案 利用反应:2CH3COOHNa2CO3=2CH3COONa H2OCO2,Na2SiO3H2OCO2=Na2CO3H2SiO3,即向 Na2CO3溶液中加入醋酸,有大量气泡(CO2)产生,证明醋酸酸性强于碳酸;将 CO2气体通入 Na2SiO3溶液,有白色沉淀生成,证明碳酸的酸性强于硅酸题型
4、 1 实验室制备物质与性质探究 2014 福建理综,25(1)(2)(3)(4)(5)焦亚硫酸钠(Na2S2O5)是常用的食品抗氧化剂之一。某研究小组进行如下实验:实验一 焦亚硫酸钠的制取 采用下图装置(实验前已除尽装置内的空气)制取 Na2S2O5。装置中有 Na2S2O5晶体析出,发生的反应为 Na2SO3SO2=Na2S2O5。(1)装置中产生气体的化学方程式为_。(2)要从装置中获得已析出的晶体,可采取的分离方法是_。(3)装置用于处理尾气,可选用的最合理装置(夹持仪器已略去)为_(填序号)。实验二 焦亚硫酸钠的性质 提纯能根据实验要求完成相关实验探究设计评价或优化实验方案了解控制实验
5、条件的方法描述及分析实验现象收集及处理相关数据得出合理结论识别和绘制典型的实验仪器装置图基础回扣据下图所示的实验装置回答问题实验室用高置是收集装置为实验室用氯化铵与熟石灰种固体加热制取氨气氨气的密度比空气的小极易溶于水推断实验室制取氨气应选用的发生装置为收集装置为用装置可以快速制取氨气所用试剂是实验室用浓盐酸与制氯气时应选用的发生装置在生产生活应用中气体的产生原理用化学方程式表示潜水艇和消毒呼吸面具中产生泡沫灭火器用于灭火时产生制备消毒气用代替答案浓设计实验证明酸性答案利用反应即向溶液中加入醋酸有大量气泡产生证明醋酸酸性强于碳酸将气Na2S2O5溶于水即生成 NaHSO3。(4)证明 NaHS
6、O3溶液中 HSO3的电离程度大于水解程度,可采用的实验方法是_(填序号)。a测定溶液的 pH b加入 Ba(OH)2溶液 c加入盐酸 d加入品红溶液 e用蓝色石蕊试纸检测(5)检验 Na2S2O5晶体在空气中已被氧化的实验方案是_。答 案 (1)Na2SO3 H2SO4(浓)=Na2SO4 SO2 H2O(或Na2SO32H2SO4(浓)=2NaHSO4SO2H2O)(2)过滤(3)d(4)ae(5)取少量 Na2S2O5晶体于试管中,加适量水溶解,滴加足量盐酸,振荡,再滴入氯化钡溶液,有白色沉淀生成 解析(1)装置中发生的是实验室制备 SO2的反应,采用的原理是强酸制备弱酸,故化学方程式为
7、 Na2SO3H2SO4(浓)=Na2SO4SO2H2O。(2)将焦亚硫酸钠晶体从溶液中分离出来应该采取过滤的方法。(3)实验产生的尾气主要是 SO2气体,a 装置是密闭的环境,SO2通不进去,b 装置中食盐水吸收 SO2的效果不如 d 好,且易引起倒吸,c 装置浓 H2SO4不吸收 SO2,SO2是一种酸性氧化物,因此用 NaOH 溶液吸收最好,且 d 装置还不易引起倒吸。(4)HSO3发生电离:HSO3HSO23,同时会发生水解:HSO3H2OH2SO3OH,若 HSO3的电离大于 HSO3的水解,则溶液显酸性,故答案 a、e 正确。(5)Na2S2O5中 S 元素的化合价为4 价,因此在
8、空气中易被氧化为6 价的 SO24,因此本题就转化为 SO24的检验,故取固体先加盐酸酸化,排除其他离子的干扰,再加 BaCl2溶液,看是否有白色沉淀产生即可。有关气体制备及连续装置的综合考查问题的解决方案:(1)明确实验目的。(2)选择气体发生装置和净化装置(一般:先除杂,后除水,加热装置放末尾。)提纯能根据实验要求完成相关实验探究设计评价或优化实验方案了解控制实验条件的方法描述及分析实验现象收集及处理相关数据得出合理结论识别和绘制典型的实验仪器装置图基础回扣据下图所示的实验装置回答问题实验室用高置是收集装置为实验室用氯化铵与熟石灰种固体加热制取氨气氨气的密度比空气的小极易溶于水推断实验室制
9、取氨气应选用的发生装置为收集装置为用装置可以快速制取氨气所用试剂是实验室用浓盐酸与制氯气时应选用的发生装置在生产生活应用中气体的产生原理用化学方程式表示潜水艇和消毒呼吸面具中产生泡沫灭火器用于灭火时产生制备消毒气用代替答案浓设计实验证明酸性答案利用反应即向溶液中加入醋酸有大量气泡产生证明醋酸酸性强于碳酸将气(3)性质实验,主要通过明显的现象论证某气体的酸碱性、氧化性、还原性等其它特殊性质。注意:装置中的空气是否对性质实验有影响;上一个性质实验是否对下一个实验有影响。(4)若探究影响性质的因素,首先应确定变量,其次是“定多变一”,即其它因素不变,只改变一种因素,看这种因素与探究的问题存在怎样的关
10、系。(5)注意装置最后尾气的处理方法,常见的尾气处理方法:吸收法、收集法、点燃法。1某化学小组在实验室中利用 CaSO4、NH3、CO2制备(NH4)2SO4,工艺流程如下。回答下列问题:(1)操作的名称_,操作需要用到的仪器有铁架台(带铁圈)、酒精灯、玻璃棒和_。(2)所得母液显酸性的原因用离子方程式表示为_。检验该溶液含有铵根离子的方法是_。(3)下列装置能用于实验室制氨气的是_(填序号)。选择氨气的制取装置后,再选用下列装置收集干燥的氨气,并制取硫酸铵溶液,连接的顺序(用接口序号字母表示)是:a 接_。提纯能根据实验要求完成相关实验探究设计评价或优化实验方案了解控制实验条件的方法描述及分
11、析实验现象收集及处理相关数据得出合理结论识别和绘制典型的实验仪器装置图基础回扣据下图所示的实验装置回答问题实验室用高置是收集装置为实验室用氯化铵与熟石灰种固体加热制取氨气氨气的密度比空气的小极易溶于水推断实验室制取氨气应选用的发生装置为收集装置为用装置可以快速制取氨气所用试剂是实验室用浓盐酸与制氯气时应选用的发生装置在生产生活应用中气体的产生原理用化学方程式表示潜水艇和消毒呼吸面具中产生泡沫灭火器用于灭火时产生制备消毒气用代替答案浓设计实验证明酸性答案利用反应即向溶液中加入醋酸有大量气泡产生证明醋酸酸性强于碳酸将气(4)该小组还通过实验研究氨气的性质。利用下图所示装置探究 NH3能否被 NO2
12、氧化(K1、K2为止水夹,夹持固定装置略去)。E 装置中制取 NO2反应的离子方程式是_。A 中发生反应的化学方程式为_。若 NH3能被 NO2氧化全部生成无毒物质,预期观察到 C 装置中的现象是_。若此反应转移电子 0.4mol,则消耗标准状况下的 NO2_L。实验过程中,未能观察到 C 装置中的预期现象。该小组同学从反应原理的角度分析了原因,认为可能是:NO2氧化性较弱,不能将 NH3氧化;在此条件下,NH3的转化率极低;_。此实验装置存在一个明显的缺陷是_。答案(1)过滤 蒸发皿、漏斗、烧杯(2)NH4H2ONH3 H2OH 取少量溶液于试管中,加入浓 NaOH 溶液,加热,在试管口用湿
13、润的红色石蕊试纸检验,若变蓝,则证明含有 NH4(3)甲丁 degfcbh(4)Cu4H2NO3=Cu22NO22H2O 2NH4ClCa(OH)2=CaCl22NH32H2O 红棕色消失 2.24 反应速率慢 无尾气处理装置 解析(1)从流程上,明显看出操作是固液分离,因而是过滤;操作是先蒸发浓缩、冷却结晶,再过滤。(2)母液是(NH4)2SO4的饱和溶液,溶液呈酸性的原因是 NH4水解。(3)甲提纯能根据实验要求完成相关实验探究设计评价或优化实验方案了解控制实验条件的方法描述及分析实验现象收集及处理相关数据得出合理结论识别和绘制典型的实验仪器装置图基础回扣据下图所示的实验装置回答问题实验室
14、用高置是收集装置为实验室用氯化铵与熟石灰种固体加热制取氨气氨气的密度比空气的小极易溶于水推断实验室制取氨气应选用的发生装置为收集装置为用装置可以快速制取氨气所用试剂是实验室用浓盐酸与制氯气时应选用的发生装置在生产生活应用中气体的产生原理用化学方程式表示潜水艇和消毒呼吸面具中产生泡沫灭火器用于灭火时产生制备消毒气用代替答案浓设计实验证明酸性答案利用反应即向溶液中加入醋酸有大量气泡产生证明醋酸酸性强于碳酸将气中 NH4HCO3分解产生的 NH3、CO2、H2O 中的 CO2和水被碱石灰吸收,可制 NH3;乙中试管口应稍向下倾斜;丙中 NH4Cl 分解产生的 NH3和 HCl 在试管口附近又重新化合
15、成 NH4Cl,不能产生 NH3;丁由于 NaOH 固体吸水,放热使浓氨水分解产生氨气。注意题目要求收集干燥的氨气,必须用碱石灰干燥,收集氨气应“短进长出”,最后尾气处理时还要防倒吸。(4)NO2是红棕色气体被 NH3还原为无毒物质,只能是 N2,可写出反应的化学方程式:6NO28NH3=7N212H2O,NO2中的氮从4 价变为 0 价,转移 0.4mole,需 NO20.1mol。解释 C 中现象的原因时,要留意问题要求是从“反应原理”的角度分析。一般应从以下三个方面,有没有反应的可能性,从平衡的角度,即转化率,从速率的角度。2硫化氢(H2S)是一种无色剧毒有臭鸡蛋气味的气体,蛋白质腐败和
16、某些生命活动中均可以产生硫化氢,在工农业生产及科研活动中有重要的用途。资料:H2S 可溶于水,其水溶液叫氢硫酸,是一种二元弱酸。FeS 是一种不溶于水的黑褐色块状固体,能溶于盐酸或稀硫酸生成 H2S。(1)某化学实验小组设计了制取少量 H2S 并验证其性质的实验,如下图所示。B 中盛放 CuSO4溶液,C 中放有湿润的蓝色石蕊试纸,D 中盛放 FeCl3溶液。请回答下列问题:装置 A 中仪器 a 的名称是_。写出装置 A 中发生反应的离子方程式_;B 中有黑色沉淀产生,B 中发生反应的化学方程式为_。工业上利用该反应检验 Cu2的存在,并使用 H2S 作为除去废水中某些重金属离子的沉淀剂;D
17、中只有浅黄色沉淀产生,且溶液变浅绿色。写出发生反应的离子方程式_。检验溶液中的 Fe3已经反应完全的操作过程_。(2)下图是实验室制取气体的常用反应装置。提纯能根据实验要求完成相关实验探究设计评价或优化实验方案了解控制实验条件的方法描述及分析实验现象收集及处理相关数据得出合理结论识别和绘制典型的实验仪器装置图基础回扣据下图所示的实验装置回答问题实验室用高置是收集装置为实验室用氯化铵与熟石灰种固体加热制取氨气氨气的密度比空气的小极易溶于水推断实验室制取氨气应选用的发生装置为收集装置为用装置可以快速制取氨气所用试剂是实验室用浓盐酸与制氯气时应选用的发生装置在生产生活应用中气体的产生原理用化学方程式
18、表示潜水艇和消毒呼吸面具中产生泡沫灭火器用于灭火时产生制备消毒气用代替答案浓设计实验证明酸性答案利用反应即向溶液中加入醋酸有大量气泡产生证明醋酸酸性强于碳酸将气 现在该小组在实验室中要用硫化亚铁和稀硫酸制备较大量的 H2S 气体,可选择装置_。有 同 学 选 择 了 乙,请 指 出 采 用 乙 装 置 制 取 硫 化 氢 气 体 的 主 要 缺 点_。(3)为进一步探究2 价硫的化合物与4 价硫的化合物发生反应的条件,该小组同学又设计了下列实验。实验操作 实验现象 实验 1 将等浓度的Na2S 和Na2SO3溶液按体积比 21 混合 无明显现象 实验 2 将 H2S 通入 Na2SO3溶液中
19、未见明显沉淀,再加入少量稀硫酸,立即产生大量浅黄色沉淀 实验 3 将 SO2通入 Na2S 溶液中 有浅黄色沉淀产生 根据上述实验,可以得出结论:在_条件下,4 价硫的化合物可以氧化2 价硫的化合物。已知:电离平衡常数:H2S Ka11.3107;Ka27.11015 H2SO3 Ka11.7102;Ka25.6108 将 SO2气体通入 H2S 水溶液中直至过量,下列表示溶液 pH 随 SO2气体体积变化关系示意图正确的是_(填序号)。提纯能根据实验要求完成相关实验探究设计评价或优化实验方案了解控制实验条件的方法描述及分析实验现象收集及处理相关数据得出合理结论识别和绘制典型的实验仪器装置图基
20、础回扣据下图所示的实验装置回答问题实验室用高置是收集装置为实验室用氯化铵与熟石灰种固体加热制取氨气氨气的密度比空气的小极易溶于水推断实验室制取氨气应选用的发生装置为收集装置为用装置可以快速制取氨气所用试剂是实验室用浓盐酸与制氯气时应选用的发生装置在生产生活应用中气体的产生原理用化学方程式表示潜水艇和消毒呼吸面具中产生泡沫灭火器用于灭火时产生制备消毒气用代替答案浓设计实验证明酸性答案利用反应即向溶液中加入醋酸有大量气泡产生证明醋酸酸性强于碳酸将气 答案(1)长颈漏斗 FeS2H=Fe2H2S CuSO4H2S=CuS H2SO4 2Fe3H2S=2Fe2S2H 取少量溶液置于试管中,滴加 23
21、滴 KSCN 溶液,若不变血红色,说明 Fe3已反应完全(2)丁 无法做到随开随用、随关随停,浪费药品,污染环境(3)酸性 C 解析(1)由于 CuS 的溶解度很小,不溶于水和强酸,因而 H2S 能与 CuSO4溶液反应;浅黄色沉淀只能是 S,溶液变浅绿色,说明 Fe3被还原为 Fe2。(3)依据电离平衡常数可知 H2SO3的酸性强。由于 2H2SSO2=3S2H2O,开始一段时间 pH 应升高,反应完全后,SO2溶于水生成亚硫酸,pH 逐渐下降,最终应比原 H2S 水溶液的 pH 小,只有 C 符合。题型 2 实验室制备有机物与基本操作 (2014 新课标全国卷,26)乙酸异戊酯是组成蜜蜂信
22、息素的成分之一,具有香蕉的香味,实验室制备乙酸异戊酯的反应、装置示意图和有关数据如下:相对分 子质量 密度/(g cm3)沸点/水中 溶解性 异戊醇 88 0.8123 131 微溶 乙酸 60 1.0492 118 溶 乙酸异戊酯 130 0.8670 142 难溶 提纯能根据实验要求完成相关实验探究设计评价或优化实验方案了解控制实验条件的方法描述及分析实验现象收集及处理相关数据得出合理结论识别和绘制典型的实验仪器装置图基础回扣据下图所示的实验装置回答问题实验室用高置是收集装置为实验室用氯化铵与熟石灰种固体加热制取氨气氨气的密度比空气的小极易溶于水推断实验室制取氨气应选用的发生装置为收集装置
23、为用装置可以快速制取氨气所用试剂是实验室用浓盐酸与制氯气时应选用的发生装置在生产生活应用中气体的产生原理用化学方程式表示潜水艇和消毒呼吸面具中产生泡沫灭火器用于灭火时产生制备消毒气用代替答案浓设计实验证明酸性答案利用反应即向溶液中加入醋酸有大量气泡产生证明醋酸酸性强于碳酸将气 实验步骤:在 A 中加入 4.4g 异戊醇、6.0g 乙酸、数滴浓硫酸和 23 片碎瓷片,开始缓慢加热 A,回流50min。反应液冷至室温后倒入分液漏斗中,分别用少量水、饱和碳酸氢钠溶液和水洗涤;分出的产物加入少量无水 MgSO4固体,静置片刻,过滤除去 MgSO4固体,进行蒸馏纯化,收集 140143馏分,得乙酸异戊酯
24、 3.9g。回答下列问题:(1)仪器 B 的名称是_。(2)在洗涤操作中,第一次水洗的主要目的是_,第二次水洗的主要目的是_。(3)在洗涤、分液操作中,应充分振荡,然后静置,待分层后_(填标号)。a直接将乙酸异戊酯从分液漏斗的上口倒出 b直接将乙酸异戊酯从分液漏斗的下口放出 c先将水层从分液漏斗的下口放出,再将乙酸异戊酯从下口放出 d先将水层从分液漏斗的下口放出,再将乙酸异戊酯从上口倒出(4)本实验中加入过量乙酸的目的是_。(5)实验中加入少量无水 MgSO4的目的是_。(6)在蒸馏操作中,仪器选择及安装都正确的是_(填标号)。提纯能根据实验要求完成相关实验探究设计评价或优化实验方案了解控制实
25、验条件的方法描述及分析实验现象收集及处理相关数据得出合理结论识别和绘制典型的实验仪器装置图基础回扣据下图所示的实验装置回答问题实验室用高置是收集装置为实验室用氯化铵与熟石灰种固体加热制取氨气氨气的密度比空气的小极易溶于水推断实验室制取氨气应选用的发生装置为收集装置为用装置可以快速制取氨气所用试剂是实验室用浓盐酸与制氯气时应选用的发生装置在生产生活应用中气体的产生原理用化学方程式表示潜水艇和消毒呼吸面具中产生泡沫灭火器用于灭火时产生制备消毒气用代替答案浓设计实验证明酸性答案利用反应即向溶液中加入醋酸有大量气泡产生证明醋酸酸性强于碳酸将气(7)本实验的产率是_(填标号)。a30%b40%c60%d
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