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1、第31讲 综合实验探究,一、实验考查重点 根据近年来化学高考试题中有关化学实验内容的题目分析，下列内容是化学实验部分考查的重点： 1实验基本操作和技能 这类试题的特点通常是给出限定的仪器、药品和一些操作步骤，要求正确完成某项实验操作，既有常见仪器的使用方法，又有基本操作的正误辨别，着重考查考生对中学化学实验基本操作技能掌握的情况。,2正确运用实验原理和正确认识实验装置 这类试题通常是给出限定的实验装置、反应条件、实验现象和有关数据，要求考生根据实验原理及试题中所给予的信息，结合元素化合物知识，选用仪器药品，正确认识、选择装置，说明装置中某些仪器的作用，描述实验现象，写有关化方程式，进行数据分析
2、，指出实验中必须注意的某些问题等等。,3运用所学知识和技能进行实验设计或处理 近年来，实验题中新情境试题不断增多，这类试题的特点是将基本的实验操作设计置于新的情境中(主要是中学课本没有的新反应或新装置或是能使中学生理解的最新科技知识、简化的改进的装置等)，结合学生原有的知识和能力，来进行仪器组装、现象描述、数据分析、考虑安全和防污等，用来考查考生自学能力、思维能力、分析综合及评价的能力。,4以工业生产为基础的流程图题 这类题是多年来一直沿用的题目形式。该类题目内容广泛、生动，密切联系生产、生活实际，是化学上一些重要而经典的题材；涉及工艺过程相对稳定，学科知识比较基础，具有一定的代表性、典型性；
3、各流程的整个过程呈现形式各异，有的以物质名称为流程主线，有的以操作名称作框，也有的以设备名称作框，但在一个问题中仅采用一种形式，决不混杂，且从最后设问要求来看，尽在实验原理、装置原理和操作原理三结合之中。,二、实验学习方法 1牢记认真落实课本实验，挖掘课本实验的原则 在高考实验复习中只要把握好重视课本的原则，就不会在题海和各类模拟考中迷失方向，而在高考中丢掉占实验一半以上的基础分。浏览近年广东高考化学实验试题不难发现实验的考查知识点大多源于课本，几乎每一道试题都能在课本相应的地方找到出处。而且，有些试题所涉及的实验直接取材于课本中的演示实验或学生实验。,这种命题方式有良好的导向作用：一方面引导
4、中学化学教学重视课本实验教学；另一方面，很好地体现公平、公正的高考命题原则(正如教育部考试中心命题组专家所言：“教材是创设高考试题的丰富素材，教材人人都有，试题贴近教材能够体现公平、公正的命题原则”)。虽然高考化学实验考查的内容很广，但近年实验考查的热点集中在： (1)化学实验基本操作(如装置气密性的检查；实验安全问题的处理)； (2)化学仪器的使用方法(如量筒、滴定管的使用)；,三星学科,教师助手,学生帮手,家长朋友！,(3)常见气体的实验室制法(包含所用试剂、仪器、反应原理和收集原理)； (4)物质的分离、提纯和检验等； (5)化学实验的记录和处理方法； (6)运用化学知识设计或评价实验方
5、案。,近年试题考点及重点考查的操作,值得指出的是，虽然试题内容出自课本的演示实验或学生实验，但试题所考查的内容并不是课本实验内容的简单重复，而是通过对演示实验或学生实验的实验原理、实验操作、实验问题等方面的内涵作深度挖掘，以改进(方法、仪器、装置的改进)、变换(变换仪器、药品、原理、方法和问题角度)、迁移(原理、方法和新信息的迁移)等的形式来命题，从而考查学生对实验的深层次的掌握情况。,2高考化学实验题的设计特点及命题趋势 (1)注重综合 实验原理、实验技能和实验仪器是实验的三要素。以实验的三要素为主题，将形成自身的知识网络实现“三要素”的组合，将形成具有一定综合性、能力层次要求更高的原理仪器
6、、仪器技能、原理技能三个层面和能力层次要求最高、综合性最强的原理仪器技能立体结构。同时，化学实验作为化学研究的一种手段，承载着化学概念、原理、元素化合物等知识研究和探索的任务，因此化学实验又通常和元素化合物、有机化学、化学计算、化学概念和原理等一个或几个方面内容有机地结合在一起。,认真分析近年高考化学实验试题的走向，高考化学实验题命题中的“综合”主要体现在以下几个方面： 第一，在实验原理、实验仪器和实验操作三条“线”的基础上，向“原理仪器”、“仪器技能”、“原理技能”三个交叉、综合的层面甚至向“原理仪器技能”三维立体结构发展，实现化学实验知识与技能的综合考查； 第二，化学实验与元素化合物、有机
7、化学、化学计算、化学概念和原理等各个板块中相关知识综合在一起进行考查；,第三，将化学实验与化学相关知识、其他学科(如物理、生物等)的相关知识与方法融合在一起来进行综合考查。 (2)强调创新 随着高考改革的不断深化、课程改革的进一步深入以及培养学生创新能力呼声的加强，高考化学实验的考查角度在不断地创新。认真分析近年高考化学实验试题的走向，高考化学实验题命题中的创新主要体现在以下几个方面：,第一、试题背景材料选取的创新。命题时，注意选取生产和生活、自然与社会、科学与技术等方面素材作为题干内容，这是化学命题的创新思路之一。这种命题模式在全国高考化学试题特别是在广东、上海高考试题中得到更好的体现。 第
8、二、试题解答思路的创新。这种命题思路高度重视思维的开放性、强调答题的多样性，提倡考生通过分析判断、演绎推理、联想转化、尝试探索、猜想验证等多种思维方式，从多个角度、多个层次回答问题。,第三、试题考查形式的创新。表现在将验证性实验的考查转化为探索性实验的考查。 第四、试题考查内容的创新。该命题思路依据化学实验本身具有很强的包容性和兼容性的特点，将化学实验的考查与化学其他板块的知识甚至是其他学科的知识、方法等有机地结合，实现学科内和学科间知识的综合考查。,(3)尝试开放 开放性试题是高考命题新的探索方向。这种试题强调思维的发散性、结论的多样性等。由于试题具有思维发散性的特征，从而为学生提供多种角度
9、、多种形式、多种方式来思考，试题也往往没有唯一的标准答案。答题时，不同的学生因其学习方式的差异、思维角度的不同，完全可能采用不同的方式来解决问题。,这样的试题有利于学生发挥个性，进行创造性的回答，很好地考查学生的能力和素质，而且对中学实施素质教育起到良好的导向作用。从近年高考化学实验题看，最为典型的命题思路是通过提供开放性实验情境，包括：给出多余的实验条件、不限定实验条件、不限定实验方法等。由于不同条件的组合或选择，不同学生视角和思维方式的差异，得到不同的实验过程或结论。近年全国高考和理综测试卷中，每年都至少有一道化学实验试题具有开放性的特征。,定性实验,已知SiO2、SO2和CO2都是酸性氧
10、化物，化学性质具有一定的相似性；Mg和Na的化学性质也具有一定相似性。 .用如图所示装置进行Mg与SO2反应的实验。,(1)选择制取SO2的合适试剂_。 10%的H2SO4溶液 80%的H2SO4溶液 Na2SO3固体 CaSO3固体 (2)写出装置B中发生主要的反应化学方程式：_。 装置C中NaOH溶液的作用是 _。 (3)你认为该装置是否有不足之处？_。如果有，请说明不足之处： _,.某研究小组进行了“实验室制Si”的研究，他们以课本为基础，查阅资料得到以下可供参考的信息： 工业上在高温时用C还原SiO2可制得Si Mg在点燃的条件下即可与SiO2反应 金属硅化物与稀H2SO4反应生成硫酸
11、盐与SiH4 Si和SiO2均不与稀H2SO4反应 SiH4在空气中自燃,他们在研究报告中记载着“选用合适的物质在适宜的条件下充分反应；再用足量稀硫酸溶解固体产物；然后过滤、洗涤、干燥；最后称量在用稀硫酸溶解固体产物时，发现有爆鸣声和火花，其产率也只有预期值的63%左右”。 (4)该小组“实验室制Si”的化学方程式是_。 (5)你估计“用稀硫酸溶解固体产物时，发现有爆鸣声和火花”的原因是 _,(1)SO2在水中溶解度较大，在80%的H2SO4中SO2溶解度较小，为了制取较多SO2选用80%的H2SO4溶液适宜。CaSO3和产物CaSO4溶解度较小，影响反应速率。 (2)装置B中镁足量时还会发生
12、反应： 。,.(1) (2) 吸收多余的SO2，防止污染环境 (3)有在A和B之间缺少干燥装置和C装置没有与大气相通 (4)在A和B之间缺少干燥装置和C装置没有与大气相通 .(4),(5)金属镁与生成的硅继续反应得到硅化镁，硅化镁与硫酸反应生成SiH4可自燃(或用化学方程式说明：,1.聚合硫酸铁(PFS)是一种新型高效的无机高分子絮凝剂，广泛用于水的处理。用铁的氧化物为原料来制取聚合硫酸铁，为控制水解时Fe3的浓度，防止生成氢氧化铁沉淀，原料中的Fe3必须先还原为Fe2。实验步骤如下：,(1)用98%的硫酸配制28%的硫酸，所需的玻璃仪器除量筒外，还有_。 (a)容量瓶(b)烧杯(c)烧瓶 (
13、2)步骤取样分析溶液中的Fe2、Fe3的含量，目的是_。 (a)控制溶液中Fe2与Fe3含量比 (b)确定下一步还原所需铁的量 (c)确定氧化Fe2所需NaClO3的量 (d)确保铁的氧化物酸溶完全,b,b、c,(3)用NaClO3氧化时反应方程式如下： 6FeSO4NaClO33H2SO4 3Fe2(SO4)3NaCl3H2O 若改用HNO3氧化，则反应方程式如下： 6FeSO42HNO33H2SO4 3Fe2(SO4)32NO4H2O 已知1 mol HNO3价格0.16元、1 mol NaClO3价格0.45元，评价用HNO3代替NaClO3作氧化剂的利弊。利是_，弊是_。,原料成本较低
14、,产生气体对大气有污染,聚合硫酸铁溶液中SO与Fe3物质的量之比不是32。根据下列供选择的试剂和基本操作，测定聚合硫酸铁产品溶液中SO与Fe3物质的量之比。,(4)测定时所需的试剂_。 (a)NaOH (b)FeSO4 (c)BaCl2 (d)NaClO3 (5)需要测定_和_ 的质量(填写化合物的化学式)。,a、c,Fe2O3,BaSO4,(6)选出测定过程中所需的基本操作_(按操作先后顺序列出)。 (a)萃取、分液(b)过滤、洗涤(c)蒸发、结晶 (d)冷却、称量(e)烘干或灼烧,b、e、d,2.在没有氧气存在时，铁与水几乎不反应，但高温下，铁能与水蒸气反应。请设计实验，证明还原铁粉与水蒸
15、气能够发生反应。 (1)铁粉与水蒸气反应的化学方程式是_。 (2)证明还原铁粉与水蒸气发生了反应的方法是:_。,3Fe4H2O(g) Fe3O44H2,检验是否有H2产生,(3)某同学用如图所示装置进行实验，请帮助该同学完成设计，用下列简图画出未完成的实验装置示意图(铁架台可省略，导气管的形状可根据需要选择),装置图如下：,(4)停止反应，待装置冷却后，取出反应过的还原铁粉混合物，加入过量的稀硫酸充分反应，过滤。简述检验所得滤液中Fe3的操作方法：_。,取少量溶液于试管中，滴入几滴KSCN溶液，观察溶液颜色。如果颜色变红，说明溶液中含有Fe3，否则不含Fe3,(5)经检验上述滤液中不含Fe3，
16、这不能说明还原铁粉与水蒸气反应所得产物中不含3价的Fe元素。原因是(结合离子方程式说明)_。,如果反应后混合物中的铁粉过量，铁粉将溶液中的Fe3全部还原为Fe2，即便加KSCN溶液也不变红色。反应的离子方程式为Fe2Fe3 3Fe2,(6)某同学利用上述滤液制取白色的Fe(OH)2沉淀，向滤液中加入NaOH溶液后，观察到生成的白色沉淀迅速变成灰绿色，最后变成红褐色。 沉淀由白色红褐色的化学方程式是：_； 为了得到白色的Fe(OH)2沉淀，并尽可能长时间保持其白色，可采取的措施有多种，请写出其中的两种。,4Fe(OH)2O22H2O 4Fe(OH)3,第一种：_ _； 第二种：_ _。,用一只容
17、积较大针孔较细的注射器吸取滤液后再吸入NaOH溶液，然后倒置23次,向滤液中加入植物油，使滤液与空气隔绝，然后再将滴管伸入水溶液中滴加氢氧化钠溶液(或：向热的硫酸亚铁溶液中滴加热的氢氧化钠溶液，减少溶液中氧气的含量),3.新制氯水中含有多种微粒，某校化学研究性学习小组的同学为探究其性质，做了如下实验，请你帮助完成： (1)HClO不稳定，见光易分解生成HCl和O2，请设计实验证明有O2生成_ _。,将盛满氯水的无色塑料瓶倒置在水槽中，光照一段时间后，有无色气体生成。将瓶子倒转过来，用带火星的木条插入瓶口检验气体，若木条复燃，证明HClO分解生成的气体为氧气,(2)氯气能使湿润的红色布条褪色。对
18、于使红色布条褪色的物质，同学们的看法不一致，认为氯水中存在的几种微粒都有可能。请你设计实验，得出正确结论。,氯气使布条褪色,HClO使布条褪色,盐酸使布条褪色,把红色布条伸入氯水中，红色布条褪色,把红色布条伸入稀盐酸中，红色布条不褪色,(3)平衡常数表明了封闭体系的可逆反应在给定的温度下进行的程度，对于同一个类型的反应，平衡常数越大，表明反应进行的程度越大。,请你依据以上电离平衡常数，写出在下列条件下所发生反应的离子方程式： 将少量的氯气通入到过量的碳酸钠溶液中_ ； 氯气和碳酸钠按照11的比例恰好反应_ ； 将过量的氯气通入到少量的碳酸钠溶液中_ 。,定量实验,工业上测量SO2、N2、O2混
19、合气体中SO2含量的装置如下图；反应管中装有碘的淀粉溶液。SO2和I2发生的反应为(N2、O2不与I2反应)：SO2I22H2O=H2SO42HI。,(1)混合气体进入反应管后，量气管内增加的水的体积等于_的体积(填写气体的分子式)。 (2)反应管内溶液蓝色消失后，没有及时停止通气，则测得的SO2含量_(选填“偏高”、“偏低”或“不受影响”)。 (3)反应管内的碘的淀粉溶液也可以用代替_(填写物质名称)。,(4)若碘溶液体积为Va mL，浓度为c molL1，N2与O2的体积为Vb mL(已折算为标准状况下的体积)。用c、Va、Vb表示SO2的体积分数为_。 (5)将上述装置改为简易实验装置，
20、除导管外，还需选用的仪器为_(选下列仪器的编号)。 a烧杯b试管c广口瓶d容量瓶e量筒f单孔塞g双孔塞,装置内N2、O2不反应，故排出气体为其体积，SO2被吸收可根据反应：SO2I22H2O=2HIH2SO4求出其体积。思考，量气管内的液面高度有何要求？,(1)N2、O2(2)偏低(3)酸性高锰酸钾溶液或溴水(4)V(SO2%)22.4cVa/(22.4cVaVb)100%(其他合理答案也可)(5)bceg或beg或ceg,1.化学兴趣小组在某次实验时，发现一瓶瓶口已敞开的NaOH溶液(下称试液)。这瓶试液变质了吗？如果变质，试液中的NaOH及Na2CO3含量如何呢？兴趣小组决定对这瓶试液进行
21、探究。邀请你成为探究队员，并完成相关问题： 探究一：试液变质了吗？,(1)大家经过讨论,得到一个实验方案证明溶液只是部分变质，这个实验验证(填操作、现象、结论)是 。,取少量试液于试管中，先加入足量的BaCl2溶液，观察到有白色沉淀生成，然后加入酚酞试液，若溶液显红色，说明试液只是部分变质,探究二：试液中的溶质的物质的量浓度是多少？ 兴趣小组决定用0.2 mol/L的盐酸通过中和滴定方法来测定试液中的溶质的物质的量浓度。两位同学分别设计了以下实验方案：(已知指示剂发生颜色变化的pH范围分别是：甲基橙：3.14.4，酚酞：8.210。常温下，二氧化碳饱和溶液的pH约为3.9),实验方案取混合溶液
22、V mL，加入足量BaCl2溶液后，以 为指示剂，用上述盐酸滴定，到滴定终点时耗用盐酸V1 mL；再另取混合溶液V mL，以 为指示剂，用上述盐酸滴定，到滴定终点时，耗用盐酸V2 mL。 (2)如果某同学在滴定前，用蒸馏水洗净滴定管，然后加盐酸滴定，则此操作使实验结果 (填“偏大”、“偏小”或“不变”)。,酚酞,甲基橙,偏大,(3)滴定操作时，应用左手控制滴定管的 (填部位名称)，右手摇动锥形瓶，眼睛注视 ，直到滴定终点。第一次看到滴定终点的现象是 。 (4)请写出计算c(NaOH)、c(Na2CO3)的数学表达式,活塞,锥形瓶内溶液颜色变化,半分钟内不褪色,溶液由红色变无色，,c(NaOH)
23、0.2 molL1V1 mLV mL；c(Na2CO3)0.1 molL1(V2 mLV1 mL)V mL,(5)讨论：有同学认为，操作中加入BaCl2溶液后，应先过滤，再滴定。你的看法和理由是,不必要。因为酚酞的变色范围是8.210，BaCO3沉淀在这个pH范围内不溶解，故不必先过滤再滴定。,2.某化学课外活动小组，从化学手册上查得硫酸铜在500 以上按下式分解：CuSO4 CuOSO2SO3O2，便决定设计一验证性实验探索测定反应产生的SO2、SO3和O2的物质的量，并经计算以此确定该条件下CuSO4分解反应方程式中各物质的化学计量数。实验可能用到的仪器如下图所示：,实验测得数据及有关结果如下：准确称取6.0 g无水CuSO4；干燥管总质量在实验结束时增加了2.4 g；测出量筒中水的体积后，折算成排水的气体，在标准状况下的体积为280 mL ；实验结束时，装置F中的溶液变为NaHSO4溶液(不含其他杂质)。,三星学科,教师助手,学生帮手,家长朋友！,