专题十五 综合实验探究Word文件下载.docx
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3
4
0.20mol·
L－1KI/mL
1.0
KClO3（s）/g
0.10
6.0mol·
L－1H2SO4/mL
3.0
6.0
9.0
蒸馏水/mL
实验现象
①系列a实验的实验目的是______________________________________________________
__________________。
②设计1号试管实验的作用是_____________________________________________________
___________________。
③若2号试管实验现象为“黄色溶液”，取少量该溶液加入淀粉溶液显蓝色；
假设氧化产物唯一，还原产物为KCl，则此反应的离子方程式为___________________________________
_____________________________________。
实验三 测定饱和氯水中氯元素的总量
（4）该小组设计的实验方案：
使用下图装置，加热15.0mL饱和氯水试样，测定产生气体的体积。
此方案不可行的主要原因是________________________________________________。
（不考虑实验装置及操作失误导致不可行的原因）
（5）根据下列资料，为该小组设计一个可行的实验方案（不必描述操作过程的细节）：
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
资料：
i.次氯酸会破坏酸碱指示剂；
ii.次氯酸或氯气可被SO2、H2O2、FeCl2等物质还原成Cl－。
题组二 物质制备、组成成分探究型
2．（2015·
全国卷Ⅰ，26）草酸（乙二酸）存在于自然界的植物中，其K1＝5.4×
10－2，K2＝5.4×
10－5。
草酸的钠盐和钾盐易溶于水，而其钙盐难溶于水。
草酸晶体（H2C2O4·
2H2O）无色，熔点为101℃，易溶于水，受热脱水、升华，170℃以上分解。
回答下列问题：
（1）甲组同学按照如图所示的装置，通过实验检验草酸晶体的分解产物。
装置C中可观察到的现象是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________，
由此可知草酸晶体分解的产物中有________。
装置B的主要作用是_____________________
___________________________________________________。
（2）乙组同学认为草酸晶体分解的产物中还有CO，为进行验证，选用甲组实验中的装置A、B和下图所示的部分装置（可以重复选用）进行实验。
①乙组同学的实验装置中，依次连接的合理顺序为A、B、___________________________
_____________________________________________。
装置H反应管中盛有的物质是________。
②能证明D中草酸晶体分解产物中有CO的现象是_________________________________
_____________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
____________________________。
（3）设计实验证明：
①草酸的酸性比碳酸的强_______________________________________________________
_________________。
②草酸为二元酸____________________________________________________________。
题组三 物质反应原理探究型
3．（2015·
湖北省黄梅一中高三适应性考试）已知有机色质的发色官能团可以被氧化或发生加成反应生成无色物质。
（1）为了探索比较SO2和Cl2的漂白原理，甲同学做了如下对比实验：
a．将干燥的SO2和干燥的Cl2分别通到干燥的品红试纸上，发现红色试纸均不褪色；
b．将SO2和Cl2分别通入品红溶液中，发现品红溶液均褪色；
c．加热b中漂白后的溶液，发现前者恢复红色，并产生刺激性气味的气体，后者无明显现象；
d．将SO2和Cl2分别持续通入紫色石蕊溶液中，发现前者只变红，不褪色，后者先变红，后褪色。
请根据甲同学的实验事实，简要说明SO2与Cl2漂白原理的相同与不同之处。
①相同之处：
SO2和Cl2本身都没有漂白性，起漂白作用的分别是其与水反应后的产物________和________。
②不同之处：
H2SO3只能与某些有机色质发生________反应，生成不稳定的无色物质，产物受热分解再放出SO2，是非氧化还原反应。
HClO能与很多有机色质发生____________反应，生成物较稳定。
（2）乙同学为了探索对比O3、H2O2和Cl2的漂白能力大小，将等体积等浓度的品红溶液与三种漂白剂呈喷雾状分别反应，至完全褪色时，发现消耗三种漂白剂的物质的量相同，但褪色时间O3最短，H2O2次之，Cl2最长。
①消耗三种漂白剂的物质的量相同的原因是：
每摩尔物质__________相等。
②O3漂白速度较H2O2快的主要原因是_____________________________________________
___________________________；
Cl2漂白速度最慢的主要原因可能是________________________________________________
________________________________________________________________________________________________。
（3）丙同学为了比较H2O2和NaClO的氧化性强弱，将两者混合，观察到产生大量无色无味气体。
①丙同学认为，发生反应的离子方程式为___________________________________________
_____________________________________________________________________________________________________，
由此确认NaClO的氧化性强于H2O2；
丁同学认为产生气体也可能是H2O2分解的原因，建议丙同学进一步补充实验来确认。
②补充实验需要的试剂是___________和____________。
考点二 定量测定型实验题
常见的定量测定型实验题包括混合物成分的测定、物质纯度的测定以及化学式的确定等。
该类试题常涉及物质的称量、物质的分离与提纯、中和滴定、一定物质的量浓度溶液的配制等实验操作。
实验过程中或问题解答中要特别注意以下几个问题：
1．气体体积的测量
（1）量气装置的改进
（2）量气时应注意的问题
①量气时应保持装置处于室温状态。
②读数时要特别注意消除“压强差”，保持液面相平还要注意视线与液面最低处相平。
如上图（Ⅰ）（Ⅳ）应使左侧和右侧的液面高度保持相平。
2．测定实验中要有消除干扰气体的意识
如用“惰性”气体将干扰气体排出，或用溶液吸收干扰气体等。
3．测定实验中要有被测量气体全部被测量的意识
如可采取反应结束后继续向装置中通入“惰性”气体以使被测量气体全部被吸收剂吸收的方法。
4．测定实验中要有“数据”的采集处理意识
实验数据的采集是化学计算的基础，一般来讲，固体试剂称质量，而液体试剂和气体试剂则测量体积。
（1）称量固体质量时，中学一般用托盘天平，可估读到0.1g，精确度要求高的实验中可以用分析天平或电子天平，可精确到0.0001g。
（2）测量液体体积时，一般实验中选用适当规格的量筒，可估读到0.1mL，准确度要求高的定量实验如中和滴定中选用滴定管（酸式或碱式），可估读到0.01mL。
容量瓶作为精密的定容仪器，用于配制一定物质的量浓度的溶液，一般不用于量取液体的体积。
（3）气体除了量取外，还可以称量。
称气体的质量时一般有两种方法：
一种方法是称反应装置在放出气体前后的质量减小值；
另一种方法是称吸收装置前后的质量增大值。
（4）用pH试纸（测得整数值）或pH计（精确到0.01）直接测出溶液的pH，经过计算可以得到溶液中H＋或OH－的物质的量浓度。
为了数据的准确性，实验中要采取必要的措施，确保离子完全沉淀、气体完全被吸收等，必要时可以进行平行实验，重复测定，然后取其平均值进行计算。
如中和滴定实验中测量酸或碱的体积要平行做2～3次滴定，取体积的平均值求算未知溶液的浓度，但对于“离群”数据（指与其他数据有很大差异的数据）要舍弃，因为数据“离群”的原因可能是操作中出现了较大的误差。
题组一 滴定实验在定量测定实验中的应用
山东理综，31）毒重石的主要成分为BaCO3（含Ca2＋、Mg2＋、Fe3＋等杂质），实验室利用毒重石制备BaCl2·
2H2O的流程如下：
（1）毒重石用盐酸浸取前需充分研磨，目的是________。
实验室用37%的盐酸配制15%的盐酸，除量筒外还需使用下列仪器中的________。
a．烧杯b．容量瓶c．玻璃棒d．滴定管
（2）加入NH3·
H2O调节pH＝8可除去________（填离子符号），滤渣Ⅱ中含________（填化学式）。
加入H2C2O4时应避免过量，原因是________________________________________________
________________________。
Ca2＋
Mg2＋
Fe3＋
开始沉淀时的pH
11.9
9.1
1.9
完全沉淀时的pH
13.9
11.1
3.2
已知：
Ksp（BaC2O4）＝1.6×
10－7，Ksp（CaC2O4）＝2.3×
10－9。
（3）利用间接酸碱滴定法可测定Ba2＋的含量，实验分两步进行。
2CrO
＋2H＋===Cr2O
＋H2O
Ba2＋＋CrO
===BaCrO4↓
步骤Ⅰ：
移取xmL一定浓度的Na2CrO4溶液于锥形瓶中，加入酸碱指示剂，用bmol·
L－1盐酸标准液滴定至终点，测得滴加盐酸体积为V0mL。
步骤Ⅱ：
移取ymLBaCl2溶液于锥形瓶中，加入xmL与步骤Ⅰ相同浓度的Na2CrO4溶液，待Ba2＋完全沉淀后，再加入酸碱指示剂，用bmol·
L－1盐酸标准液滴定至终点，测得滴加盐酸的体积为V1mL。
滴加盐酸标准液时应用酸式滴定管，“0”刻度位于滴定管的________（填“上方”或“下方”）。
BaCl2溶液的浓度为________mol·
L－1，若步骤Ⅱ中滴加盐酸时有少量待测液溅出，Ba2＋浓度测量值将________（填“偏大”或“偏小”）。
题组二 装置质量变化在定量测定实验中的应用
2．（2014·
北京理综，27）碳、硫的含量影响钢铁性能，碳、硫含量的一种测定方法是将钢样中碳、硫转化为气体，再用测碳、测硫装置进行测定。
（1）采用装置A，在高温下将x克钢样中碳、硫转化为CO2、SO2。
①气体a的成分是________________。
②若钢样中硫以FeS形式存在，A中反应：
3FeS＋5O2
1________＋3________。
（2）将气体a通入测硫装置中（如下图），采用滴定法测定硫的含量。
①H2O2氧化SO2的化学方程式____________________________________________________
____________________________________________________________________________________________。
②用NaOH溶液滴定生成的H2SO4，消耗zmLNaOH溶液，若消耗1mLNaOH溶液相当于硫的质量为y克，则该钢样中硫的质量分数：
________。
（3）将气体a通入测碳装置中（如下图），采用重量法测定碳的含量。
①气体a通过B和C的目的是_____________________________________________________
②计算钢样中碳的质量分数，应测量的数据是________________________________________
________________________________________________________________________________________________________。
考点三 化工流程型实验题
化学工艺流程题是近年来高考中备受关注的一种题型，该类题是将化工生产过程中的主要生产阶段即生产流程用框图形式表示出来，并根据生产流程中涉及的化学知识步步设问，构成与化工生产紧密联系的化学工艺流程题，它一般分为题头介绍、流程图示、问题设计三部分。
题组一 根据化工流程探究反应原理
福建理综，24）无水氯化铝在生产、生活中应用广泛。
（1）氯化铝在水中形成具有净水作用的氢氧化铝胶体，其反应的离子方程式为________________________________________________________________________。
（2）工业上用铝土矿（主要成分为Al2O3，含有Fe2O3、SiO2等杂质）制取无水氯化铝的一种工艺流程示意如下：
物质
SiCl4
AlCl3
FeCl3
FeCl2
沸点/℃
57.6
180（升华）
300（升华）
1023
①步骤Ⅰ中焙烧使固体水分挥发、气孔数目增多，其作用是___________________________
_____________________________________________________________________________________________________________________（只要求写出一种）。
②步骤Ⅱ中若不通入氯气和氧气，则反应生成相对原子质量比硅大的单质是________________________________________________________________________。
③已知：
Al2O3（s）＋3C（s）===2Al（s）＋3CO（g）
ΔH1＝＋1344.1kJ·
mol－1
2AlCl3（g）===2Al（s）＋3Cl2（g）
ΔH2＝＋1169.2kJ·
由Al2O3、C和Cl2反应生成AlCl3的热化学方程式为
④步骤Ⅲ的尾气经冷却至室温后，气体用足量的NaOH冷溶液吸收，生成的盐主要有3种，其化学式分别为________________________。
⑤结合流程及相关数据分析，步骤Ⅴ中加入铝粉的目的是____________________________
____________________________________________。
题组二 利用化工流程考查实验操作
2．铬铁矿的主要成分的化学式为FeO·
Cr2O3，还含有SiO2、Al2O3等杂质。
工业上常采用固体碱熔氧化法用铬铁矿粉制备重铬酸钾，流程为
①NaFeO2遇水强烈水解；
②重铬酸钾为橙红色针状晶体，溶于水，不溶于乙醇，有强氧化性；
③2CrO
＋2H＋Cr2O
（1）灼烧操作一般在坩埚中进行，下列物质适合用来制作此实验坩埚材料的是________。
A．铁B．氧化铝
C．石英D．陶瓷
（2）①铬铁矿经粉碎处理的目的是________________________________________________
________________________________________________________________________________________________；
②写出Cr2O3和纯碱、氧气反应生成Na2CrO4的化学方程式为__________________________
______________________________________________________________________________________________________________________；
③NaFeO2水浸时强烈水解生成氢氧化铁沉淀，离子方程式为___________________________
（3）滤液1的成分除Na2CrO4、NaOH外，还含有______________________________________
__________________________________________________________________________________________________________（填化学式）。
（4）通过途径1从Na2CrO4溶液获得K2Cr2O7晶体，操作步骤有：
“酸化”→加KCl固体→蒸发浓缩→操作a→过滤→洗涤→干燥。
①“酸化”步骤用醋酸调节溶液pH<
5，其目的是____________________________________
____________________________________________________________________________________________________________；
②操作a的名称______________________________________________________________。
考点四 高考实验的新宠——有机制备实验
“有机实验”在高考中频频出现，主要涉及到有机物的制备、有机物官能团性质实验探究等。
常常考查蒸馏和分液操作、反应条件的控制、产率的计算等问题。
（1）分离液体混合物的方法
方法
适用条件
实例
说明
萃取
互不相溶的液体混合物
分离CCl4和水等
分液时下层液体从下口流出，上层液体从上口倒出
蒸馏
两种或两种以上互溶的液体，沸点相差较大
分离酒精和水
在蒸馏烧瓶中放少量碎瓷片，防止液体暴沸
（2）蒸馏装置
1．（2014·
新课标全国卷Ⅰ，26）乙酸异戊酯是组成蜜蜂信息素的成分之一，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·
cm－3）
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
实验步骤：
在A中加入4.4g异戊醇、6.0g乙酸、数滴浓硫酸和2～3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140～143℃馏分，得乙酸异戊酯3.9g。
（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_______________________________________________
___________
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