2022届新高考化学二轮复习教学案-专题十 化学实验基础.docx
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1、高考考纲再现1.了解化学实验是科学探究过程中的一种重要方法。2.了解化学实验室常用仪器的主要用途和使用方法。3.掌握化学实验的基本操作,能识别化学品标志,了解实验室一般事故的预防和处理方法。4.掌握常见物质检验、分离和提纯的方法。掌握溶液的配制方法。5.掌握常见离子的检验方法。6.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)。微专题一化学实验基本仪器和基本操作1常考重要仪器的识别仪器名称蒸发皿坩埚干燥管蒸馏烧瓶分液漏斗仪器名称容量瓶直形冷凝管球形冷凝管酸式滴定管碱式滴定管2典型物质制备实验装置所制物质名称装置注意事项氨用NH4Cl和Ca(OH)2固体在加热条件下反应;不可
2、单独加热NH4Cl固体用碱石灰干燥氨二氧化碳不能用稀硫酸代替稀盐酸氯气用浓盐酸与二氧化锰在加热条件下反应尾气要用氢氧化钠等碱性溶液吸收乙烯乙醇在浓硫酸作用下发生消去反应快速升温至170 温度计伸入溶液中,测反应液的温度氢氧化亚铁用煮沸过的蒸馏水配制溶液用长滴管吸取NaOH溶液伸入新制备的FeSO4 溶液中再滴加在溶液中加苯、汽油、植物油等有机溶剂,隔绝空气电解法中用铁作阳极电解NaCl溶液乙酸乙酯浓硫酸的作用:催化剂和吸水剂饱和碳酸钠溶液的作用:溶解乙醇;中和乙酸;降低乙酸乙酯的溶解度长导管的作用:冷凝回流、导气右侧导管不能伸入溶液中溴苯催化剂为FeBr3长导管的作用:冷凝回流、导气右侧导管不
3、能伸入溶液中右侧锥形瓶中有白雾出现硝基苯水浴加热(5060 )温度计测水浴的温度导气管起冷凝回流的作用配制混合酸时应将浓硫酸加入浓硝酸中3气体净化装置洗气(长进短出)干燥(粗进细出)装置说明浓硫酸:干燥H2、O2、Cl2、SO2等,不能干燥NH3、H2S;饱和食盐水:除去Cl2中的HCl;饱和NaHCO3溶液:除去CO2中的SO2、HCl;饱和NaHSO3溶液:除去SO2中的HCl可干燥的气体:H2、O2、Cl2、HCl、SO2、CO、CO2、NO、NO2;不可干燥的气体:NH3(生成络合物CaCl28NH3)可干燥的气体:NH3、H2、O2、CO、NO等;不可干燥的气体:Cl2、HCl、SO
4、2、CO2、NO24.气体收集装置收集方法收集气体的类型收集装置举例排水法难溶于水或微溶于水,且不与水反应可收集O2、H2、NO等;不可收集HCl、NH3、SO2排空气法向上排空气法密度大于空气且不与空气中的成分反应可收集Cl2、SO2、NO2、CO2等;不可收集NO向下排空气法密度小于空气且不与空气中的成分反应可收集H2、NH3、CH4等;不可收集C2H25.尾气处理装置方法装置说明点燃法直接点燃可燃性气体,如H2、CH4、C2H4间接吸收法氨难溶于四氯化碳,在水中加入四氯化碳,既可吸收氨又可防倒吸直接吸收法溶解度不太大或反应不太剧烈时无须防倒吸,如用NaOH溶液吸收Cl2吸收极易溶于水的气
5、体,如NH3、HCl6实验操作中的“先后”问题操作先后注意事项点燃可燃性气体验纯点燃收集氢气要先排尽装置中的空气给固体加热预热集中加热试管口要略向下倾斜H2还原金属氧化物验纯氢气加热氧化物继续通氢气直到加热装置冷却为止停止加热停止通氢气除去Cl2中少量的HCl通入饱和食盐水(除HCl)通入浓硫酸(除H2O)最后除去水蒸气,得到干燥的氯气分液从下口放出下层液体从上口倒出上层液体上层液体不可从下口放出侯氏制碱法通入氨至饱和通入二氧化碳先通入氨再通入二氧化碳,可生成更多的NaHCO3配制稀硫酸把水加入烧杯中沿杯壁缓慢加入浓硫酸不可把水加入浓硫酸中排水法收集KMnO4制O2刚有气泡生成不收集有连续气泡
6、生成再收集绝不可先熄灭酒精灯再从水槽中移出导管移出导管熄灭酒精灯配制氯化铁溶液溶解在较浓的盐酸中加水稀释到所需浓度不可直接溶解在水中MgCl2溶液制备无水MgCl2蒸发浓缩,降温结晶,得到MgCl26H2O在HCl气流中加热MgCl26H2O直接加热蒸干溶液得不到无水MgCl2检验SO用稀盐酸酸化滴加BaCl2溶液不能用稀硝酸酸化检验Cl用稀硝酸酸化滴加AgNO3溶液不能用稀盐酸酸化1(2021高考全国乙卷)在实验室采用如图装置制备气体,合理的是()选项化学试剂制备的气体ACa(OH)2NH4ClNH3BMnO2HCl(浓)Cl2CMnO2KClO3O2DNaClH2SO4(浓)HCl解析:选
7、C。氨的密度小于空气,收集氨需要用向下排空气法收集,A不合理;由题给装置图可知,该实验装置可用于固固加热型反应,而浓盐酸和浓硫酸均是液体,所以不能用该装置制备Cl2和HCl,B、D不合理;KClO3受热分解制备氧气属于固固加热型,且氧气密度大于空气,可用向上排空气法收集,C合理。2(2021西南部分学校高三联考)如图所示装置能达到实验目的的是()A用装置甲可验证FeCl3对H2O2的分解反应有催化作用B用装置乙分离苯和溴苯的混合物(沸点:苯为80.1 ,溴苯为156.0 )C用装置丙除去KCl固体中的少量NH4ClD用装置丁比较Cl、C和Si的非金属性强弱解析:选B。温度和催化剂都可影响H2O
8、2分解的反应速率,若验证催化剂对H2O2反应速率的影响时,应控制反应温度相同,故A错误;苯和溴苯的沸点相差较大(相差30 以上),可用蒸馏法分离苯和溴苯,冷凝水“下进上出”,故B正确;NH4Cl受热分解为NH3和HCl,用加热法可以除去KCl固体中的少量NH4Cl,但加热固体时应用坩埚而不是蒸发皿,蒸发皿常用来蒸发液体,故C错误;浓盐酸易挥发,挥发出的氯化氢气体与硅酸钠溶液反应也可生成硅酸沉淀,对C和Si的非金属性强弱比较造成干扰,且Cl的最高价氧化物对应的水化物为HClO4,不能用HCl来比较Cl、C和Si的非金属性强弱,故D错误。3(2021郑州一中开学测试)氯化铁是有机合成中常用的催化剂
9、,下图是模拟化工厂利用工业废铁屑制备催化剂氯化铁的部分装置示意图。下列相关说法正确的是()A实验室也可用装置甲制备SO2、C2H4B实验过程中,应先使装置乙中的反应进行一段时间后,再开始装置甲中的反应C实验过程中关闭弹簧夹3,让装置丙中的NaOH溶液充分吸收多余的Cl2D反应结束后将三颈烧瓶中的溶液进行蒸发结晶,可制得氯化铁晶体解析:选B。装置甲为固(液)液加热型装置,而SO2可用浓硫酸和铜加热制取,所以可用装置甲制备SO2;实验室中用乙醇和浓硫酸制备C2H4时需要加热到170 ,要用到温度计,A错误。本题制备氯化铁的反应原理是Fe2HCl=FeCl2H2,2FeCl2Cl2=2FeCl3,故
10、应先使装置乙中的反应进行一段时间后,再开始装置甲中的反应,B正确。用NaOH溶液可吸收有毒的Cl2,但实验过程中有H2产生,若关闭弹簧夹3,装置丙中压强增大,产生危险,C错误。氯化铁易水解,需要将三颈烧瓶中的氯化铁溶液进行加热浓缩、冷却结晶得到氯化铁晶体,D错误。实验仪器及装置 微专题二物质的分离、除杂及检验1物质的分离装置方法装置条件说明过滤不溶性固体和液体的分离(1)操作中注意“一贴、二低、三靠”(2)若一次过滤后滤液仍浑浊可重复过滤(3)玻璃棒要靠在滤纸的三层处蒸发分离易溶性固体的溶质和溶剂(一般为不水解的离子化合物,如氯化钠溶液等)(1)加热过程中,用玻璃棒不断搅拌液体,以免液体局部过
11、热导致液滴飞溅(2)当有较多晶体析出时,停止加热,利用余热将溶剂蒸干蒸馏分离沸点相差较大的互溶液体混合物(1)温度计的水银球置于蒸馏烧瓶的支管口处(2)所加液体体积不超过蒸馏烧瓶容积的,蒸馏前在蒸馏烧瓶里加沸石(或碎瓷片)防暴沸,若实验前忘加沸石,应立即停止加热,待冷却至室温后再补加(3)蒸馏烧瓶需垫石棉网加热(4)冷却水从冷凝管下口进,从上口出(5)实验开始时应先通冷凝水,后加热(6)如果是多种馏分,蒸馏时要注意各馏分的沸点萃取和分液萃取是利用同一溶质在两种互不相溶的溶剂中溶解度的不同来分离物质;分液是分离两种互不相溶的液体(1)检漏后,把要萃取的溶液和萃取剂依次从上口倒入分液漏斗(溶质在萃
12、取剂中的溶解度大)(2)两种溶剂互不相溶、不发生化学反应(3)振荡、静置,待液体分成清晰的两层后,打开上口玻璃塞和旋塞,下层液体从分液漏斗下口放出,关闭旋塞;将上层液体从上口倒出该装置常作为固体物质中有机物的萃取装置(1)将待萃取物质放入滤纸套筒1中(2)圆底烧瓶中加入溶剂即萃取剂(3)加热前还要加几粒沸石(或碎瓷片)(4)索氏提取器的优点是使用溶剂量少,可连续萃取(萃取效率高)2.常见物质的除杂物质所含杂质除杂试剂及主要操作方法物质所含杂质除杂试剂及主要操作方法N2O2灼热的铜丝网Na2CO3NaHCO3加热COCO2NaOH溶液、浓硫酸/洗气FeCl3溶液FeCl2H2O2溶液CuCuO稀
13、盐酸或稀硫酸/过滤FeCl2溶液FeCl3Fe粉/过滤NH3H2O通过碱石灰干燥管MnO2KCl蒸馏水/过滤Fe2O3Al2O3过量NaOH溶液/过滤乙醇水(少量)CaO/蒸馏Cl2HCl饱和食盐水、浓硫酸/洗气丁醇乙醚蒸馏乙烯SO2、H2O通过碱石灰干燥管KNO3NaCl蒸馏水/加热浓缩、冷却结晶、过滤甲烷(乙烷)C2H4溴的四氯化碳溶液/洗气NaClKNO3蒸馏水/蒸发结晶、趁热过滤溴苯Br2NaOH溶液/分液乙酸乙酯乙酸饱和Na2CO3溶液/分液CO2HCl(或SO2)饱和NaHCO3溶液、浓硫酸/洗气乙酸乙酯乙醇饱和Na2CO3溶液/分液NONO2水、浓硫酸/洗气乙炔H2SCuSO4溶
14、液、浓硫酸/洗气SO2HCl饱和NaHSO3溶液、浓硫酸/洗气乙醇乙酸CaO/蒸馏3.常见离子的检验离子实验操作实验现象离子方程式Na焰色反应黄色K焰色反应紫色(透过蓝色钴玻璃)NHNaOH溶液,微热,试管口放一张湿润红色石蕊试纸产生能使湿润红色石蕊试纸变蓝色的气体NHOHNH3H2OFe3滴加KSCN溶液生成红色溶液Fe33SCN=Fe(SCN)3滴加K4Fe(CN)6溶液生成蓝色沉淀4Fe33Fe(CN)64=Fe4Fe(CN)63Fe2先滴加KSCN溶液,再滴加氯水(或双氧水)滴加KSCN溶液时无明显现象,再滴加氯水(或双氧水),溶液变红色2Fe2Cl2=2Fe32Cl(或H2O22Fe
15、22H=2Fe32H2O),Fe33SCN=Fe(SCN)3滴加NaOH溶液先生成白色沉淀,迅速变为灰绿色,最后变成红褐色Fe22OH=Fe(OH)24Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)3滴加K3Fe(CN)6溶液生成蓝色沉淀3Fe22Fe(CN)63=Fe3Fe(CN)62SO先用稀盐酸酸化,再加入BaCl2溶液生成白色沉淀Ba2SO=BaSO4Cl先用稀硝酸酸化,再加AgNO3溶液生成白色沉淀AgCl=AgCl4.常见气体的检验气体检验方法或思路O2使带火星的木条复燃NO在空气中无色气体立即变成红棕色CO点燃时火焰呈淡蓝色,燃烧产物可使澄清石灰水变浑浊;或将气体通过灼热的CuO,C
16、uO由黑色变成红色,且气体产物可使澄清石灰水变浑浊CO2使澄清石灰水变浑浊,继续通入又可变澄清;使燃着的木条熄灭SO2使品红溶液褪色,加热后又恢复红色;使澄清石灰水变浑浊;使酸性高锰酸钾溶液褪色NO2通入水中得到无色溶液并产生气泡,液面上方有红棕色气体产生,水溶液显酸性;使湿润的淀粉KI试纸变蓝Cl2使湿润的淀粉KI试纸变蓝HCl使湿润的蓝色石蕊试纸变红;靠近浓氨水时冒白烟;将气体通入AgNO3溶液中有白色沉淀生成NH3使湿润的红色石蕊试纸变蓝;使酚酞溶液变红;靠近浓盐酸时冒白烟CH2=CH2点燃时有明亮的火焰,并冒黑烟,燃烧产物能使澄清石灰水变浑浊,能使酸性高锰酸钾溶液、溴水、溴的四氯化碳溶
17、液褪色注意气体检验中干扰因素的排除如在SO2存在的条件下检验CO2,可设计如下检验方案:酸性高锰酸钾溶液除去SO2品红溶液检验SO2是否除尽通入澄清石灰水中检验CO2。5常见有机物的检验有机物检验方法或思路乙醇可使有黑色氧化膜的灼热铜丝变得光亮(生成铜),并产生有刺激性气味的气体(乙醛);与金属钠能够平缓地反应,产生氢气醛、葡萄糖与银氨溶液(水浴加热)反应形成银镜;与新制Cu(OH)2悬浊液(加热)反应生成砖红色沉淀(Cu2O)羧酸使紫色石蕊溶液变红;使蓝色石蕊试纸变红酯与滴有酚酞的稀NaOH溶液共热,红色逐渐消失淀粉溶液遇碘变为蓝色蛋白质灼烧,有烧焦羽毛的气味;加浓硝酸并微热,颜色变黄(含苯
18、环结构的蛋白质用此法)6.实验操作、现象、结论及评价(1)解题模型(2)规律总结表格型实验选择题侧重考查实验目的与实验操作(或实验操作与实验现象)之间的匹配关系,难度适中,选项之间相对独立,知识覆盖面广,主要有以下几种命题方式:一是利用教材实验按照实验操作与实验现象的匹配关系进行设计,如氢氧化铁胶体的制备实验、亚铁盐生成氢氧化亚铁及被空气氧化的实验、铝盐(偏铝酸盐)与强碱(强酸)溶液的互滴实验、钠燃烧实验、过氧化钠与水反应的实验、二氧化硫分别与石蕊溶液和品红溶液反应的实验、铜分别与浓硝酸和稀硝酸反应的实验、浓硫酸分别与铜和蔗糖反应的实验等;二是改编或拓展教材实验进行设计,如已知氢氧化铬与氢氧化
19、铝类似,预测向硫酸铬溶液中逐滴加入氢氧化钠溶液的现象;三是利用教材中有明显反应现象的不常见反应进行设计,如亚硫酰氯与水的反应、硫代硫酸钠与酸的反应等。掌握命题规律,对教材进行深度挖掘和适当拓展,解题时关注试剂的量、试剂的添加顺序、干扰因素等细节,充分利用反应原理,即可快速解题。题组一物质的除杂、检验及推断1(2020高考全国卷)下列气体去除杂质的方法中,不能实现目的的是()气体(杂质)方法ASO2(H2S)通过酸性高锰酸钾溶液BCl2(HCl)通过饱和的食盐水CN2(O2)通过灼热的铜丝网DNO(NO2)通过氢氧化钠溶液解析:选A。二氧化硫和硫化氢都具有还原性,都能与酸性高锰酸钾溶液发生氧化还
20、原反应,不能用酸性高锰酸钾溶液除去二氧化硫中的硫化氢气体,A项符合题意;HCl极易溶于水,氯气在饱和食盐水中的溶解度很小,可用饱和食盐水除去氯气中的氯化氢气体,B项不符合题意;铜与氧气在加热条件下反应生成氧化铜,铜与氮气不反应,故可用灼热的铜丝网除去氮气中的氧气,C项不符合题意;NO2可与NaOH溶液反应,NO不与NaOH溶液反应,尽管NO、NO2、NaOH溶液可发生反应NONO22NaOH=2NaNO2H2O,但由于杂质的含量一般较少,所以不会对NO的量产生影响,可用NaOH溶液除去NO中的NO2,D项不符合题意。2(2020高考全国卷)某白色固体混合物由NaCl、KCl、MgSO4、CaC
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