新坐标高考化学二轮复习 第2部分 能力提升篇 题型3 化学综合实验试题的解题策略Word文档下载推荐.docx

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用水洗涤时，产品在________（填“上”或“下”）层。

（4）加入无水氯化钙的目的是_______________________________________；

步骤②忘加沸石，如何操作_______________________________________。

（5）本次实验中冬青油的产率为_____________________________________。

【信息提取】　

①已知反应⇒

⇒吸水促进反应

②表格数据

⇒有机物在水的下层

③水杨酸（0.05mol）和甲醇（0.75mol）⇒反应时水杨酸完全反应⇒冬青油的理论物质的量为0.05mol。

【标准答案】　

（1）催化剂、吸水剂（2分）

（2）球形冷凝管（2分）　Ⅰ（1分）　②（2分）

（3）除去水杨酸和硫酸（2分）　下（1分）

（4）除去粗产品中的水分（2分）　停止加热，冷却后再补加沸石（2分）

（5）89.5%（3分）

【评分细则】　

（1）只答“催化剂”或“吸水剂”不给分，答“脱水剂”不给分。

（2）答“冷凝管”也给分，有错别字不给分。

（3）只除去“水杨酸”或“硫酸”给1分，答“除去酸性物质”给1分。

（4）“对粗产品干燥”也给分；

无“停止加热、冷却”不给分。

（5）“90%”或“89.48%”也给分。

1．审题忠告　

（1）审清反应原理（试剂要求、反应条件、产物性质）

（2）审清装置的设计问题

①球形冷凝管中的水流方向（下口进水，上口出水）。

②温度计的位置。

③烧瓶、三颈瓶的容量大小。

④尾气处理、加热方式（水浴、油浴等）。

（3）审清实验步骤①加试剂顺序；

②反应制备；

③除杂分离提纯试剂和方法。

（4）审清反应物的量，确定过量反应物，用少量反应物计算产品的理论量，再算产率。

2．答题忠告

（1）对试剂的作用或目的答题时要具体、全面、不漏要点。

（2）对冷凝管中冷却水的流向要从低端进水。

（3）有机物的干燥剂常用一些吸水的盐如CaCl2、MgSO4等。

（4）对于补加沸石要注意“停止加热、冷却后”再补加。

（5）对有机物的产率要注意有效数字。

1．（2015·

廊坊质检）对硝基甲苯是医药、染料等工业的一种重要有机中间体，它常以浓硝酸为硝化剂，浓硫酸为催化剂，通过甲苯的硝化反应制备。

一种新的制备对硝基甲苯的实验方法是：

以发烟硝酸为硝化剂，固体NaHSO4为催化剂（可循环使用），在甲苯的CCl4溶液中，加入乙酸酐[（CH3CO）2O，有脱水作用]，45℃反应1h（如图所示）。

反应结束后过滤，滤液分别用5%NaHCO3溶液和水洗涤至中性，再经分离、提纯得到对硝基甲苯。

（1）滤液用5%NaHCO3溶液处理的目的是____________________________

_______________________________________________________________。

（2）滤液在分液漏斗中洗涤静置后，分离出有机层的操作是________________________________________________________________________________________________________________________________。

（3）下表给出了催化剂种类及用量对甲苯硝化反应影响的实验结果。

催化剂

n（催化剂）

/n（甲苯）

硝化产物中各种异构体质量分数（%）

总产

率（%）

对硝基甲苯

邻硝基甲苯

间硝基甲苯

浓H2SO4

1.0

35.6

60.2

4.2

98.0

1.2

36.5

59.5

4.0

99.8

NaHSO4

0.15

44.6

55.1

0.3

98.9

0.25

46.3

52.8

0.9

99.9

0.32

47.9

51.8

0.36

45.2

54.2

0.6

①NaHSO4催化制备对硝基甲苯时，催化剂与甲苯的最佳物质的量之比为________。

②与浓硫酸催化甲苯硝化相比，NaHSO4催化甲苯硝化的优点有______________、______________。

（4）①由表中数据可知甲苯硝化主要得到对硝基甲苯和邻硝基甲苯，原因是____________________________________________________________________________________________________________________________。

②对硝基甲苯和邻硝基甲苯的部分物理性质如下表：

甲苯

0.866

110.6

不溶于水，易溶于硝基甲苯

1.286

237.7

不溶于水，易溶于液态烃

1.162

222

分离反应后产物的方案如图所示：

其中，操作1的名称为________；

操作2中需要使用下列仪器中的________（填序号）。

A．冷凝管　B．酒精灯　C．温度计　D．分液漏斗　E．蒸发皿

【解析】　

（2）有机层以四氯化碳为溶剂，其密度大于水，有机层在下层，应从下口放出。

（3）由表中数据看出，硫酸氢钠作催化剂时用量少、硝化产物中对硝基甲苯含量高，且催化剂与甲苯的物质的量之比为0.32时，硝化产物中对硝基甲苯含量最高。

（4）②经过操作①，得到有机混合物和无机混合物，故操作①为分液；

分离邻硝基甲苯和对硝基甲苯应用蒸馏法。

【答案】　

（1）除去粗产品中的酸性杂质

（2）取下分液漏斗上口玻璃塞（或上口小孔对准塞子上的凹槽），缓慢打开活塞，当下层液体完全放出时及时关闭活塞

（3）①0.32　②在硝化产物中对硝基甲苯比例提高　催化剂用量少且能循环使用

（4）①苯环上的甲基使苯环上连接甲基的碳原子的邻对位的硝化反应更容易进行　②分液　ABC

角度2　以实验探究为主题的综合试题

[题型解读]　以实验探究为主题的综合试题以能力立意，把化学知识与能力的考核融为一体。

试题源于教材实验，但又高于教材。

主要考查考生思维的敏捷性、缜密性、统摄性、灵活性和创造性。

试题难度较大。

近几年高考的命题的角度主要有①气密性检查；

②仪器连接；

③反应原理涉及的方程式；

④各仪器的作用；

⑤各部分的现象；

⑥装置的缺陷及其改进措施。

济宁二模）（14分）“摩尔盐”[（NH4）2Fe（SO4）2·

6H2O]是分析化学中的重要试剂。

已知：

摩尔盐隔绝空气加热至500℃时可完全分解。

某学习小组欲探究其分解产物。

（1）

【提出猜想】小组同学认为分解产物可能有以下几种情况：

A．Fe2O3　SO2　NH3　H2O

B．FeO　SO3　NH3　H2O

C．FeO　SO2　NH3　H2O

D．Fe2O3　SO3　SO2　NH3　H2O

根据所学知识，可确定________不成立（填序号）。

（2）

【药品验纯】甲同学提出可以用湿润的红色石蕊试纸、稀盐酸和________溶液检验出“摩尔盐”中的三种离子；

取一定量的“摩尔盐”配成溶液，取少量溶液置于试管中，向其中滴加________（填试剂名称和实验现象），则“摩尔盐”未因氧化而变质。

（3）

【实验探究】为检验分解产物，甲同学设计了如下实验装置。

①取一定量“摩尔盐”置于加热管A中，加热至分解完全后打开K，再通入N2，目的是_______________________________________________。

②实验中观察到A中固体逐渐变为红棕色，B、C中均产生白色沉淀。

C中发生反应的离子方程式为________________________________________。

③实验验证：

取A中残留物少许加入稀硫酸溶解，再滴入KMnO4稀溶液，不褪色证明产物不含__________。

（4）

【实验结论与反思】通过实验现象和认真反思，上述

（1）猜想中一定正确的是________（填序号）。

【信息提取】　①（NH4）2Fe（SO4）2·

6H2O⇒化合价Fe为＋2，S为＋6

②分解反应⇒元素化合价有升、降、且升降数相等

③A固体变为红棕色⇒Fe2O3生成；

B、C中产生白色沉淀⇒生成SO3和SO2两气体。

④残留物用酸溶解后加入KMnO4溶液不褪色⇒无FeO生成。

【标准答案】　

（1）C（2分）　

（2）Ba（OH）2（2分）　KSCN溶液，不变红（2分）

（3）①使反应生成的气体进入B、C装置中（2分）

②H2O2＋SO2＋Ba2＋===BaSO4↓＋2H＋（2分）

③FeO（2分）

（4）D（2分）

【评分细则】　

（1）错选或多选均不给分

（2）“BaCl2或Ba（NO3）2”不给分，“NH4SCN溶液”也给分

（3）①只要答出“赶出分解生成的SO2和SO3”均给分

②不配平或写化学方程式均不给分

（4）错选或多选均不给分

（1）明确涉及气体和新物质制备实验的思路（实验流程）；

气体的发生―→除杂质―→干燥―→主体实验―→尾气处理。

（2）仪器连接的顺序要明确：

①仪器是否齐全：

如制备有毒气体及涉及有毒气体的实验是否有尾气吸收装置。

②仪器连接顺序是否合理：

如气体净化装置中不应干燥后又经过水溶液洗气。

③仪器间连接顺序是否正确：

如洗气时“长进短出”，干燥管除杂质时“大进小出”，排水量气时“短进气，长出水”等。

（3）仪器中的试剂要明确。

①常见氧化剂：

氯水、溴水、酸性KMnO4溶液。

②常见干燥剂：

浓H2SO4、P2O5、碱石灰、CaCl2、硅胶。

③常见沉淀剂：

澄清石灰水，Ba（OH）2溶液、AgNO3溶液、BaCl2溶液等。

④检验H2O：

无水CuSO4。

（4）注意“四防”：

①防倒吸　②防爆炸　③防氧化　④防潮解、水解。

（1）气密性检查在加药品前进行。

（2）涉及到H2、CO等可燃气体或易氧化物质的反应装置，要先进行排空，防止爆炸或被氧化。

（3）制备的物质易水解或潮解时，制备物质的装置前后要有干燥装置。

（4）若有污染气体（如SO2、Cl2、NH3、NOx等）要考虑尾气处理问题。

（5）涉及到加热装置或易溶于水的气体时要考虑倒吸问题。

（6）涉及到物质检验的实验方法时要注意下列模板：

取样品―→溶解―→加试剂―→现象―→结论。

2．某课题组探究草酸锰（MnC2O4）受热分解的产物。

Ⅰ.探究气态产物。

取少量草酸锰按如图所示的装置进行实验，加热使固体完全分解。

（1）B、G瓶盛装的试剂、实验现象、作用均相同。

B、D瓶盛装的试剂相同，但是作用不相同，D装置的作用是_________________________________。

（2）C瓶盛装氢氧化钠溶液，用离子方程式表示C装置的作用：

___________________________________________________________________。

B瓶中出现浑浊，D装置在实验过程中没有出现浑浊，G瓶中变浑浊。

F装置中黑色粉末变红色。

通过上述实验证明草酸锰受热分解的气态产物为_________________________________________________________________。

Ⅱ.探究固体产物

【提出假设】

根据氧化还原反应原理，提出如下假设：

假设1　固体产物为Mn。

假设2　固体产物为MnO。

假设3　固体产物为__________。

【查阅资料】

①在金属活动性顺序表中，锰介于铝与锌之间。

②氧化锰（MnO）是灰绿色粉末。

不溶于水，可溶于酸。

③高锰酸钾溶液能将Mn2＋氧化成二氧化锰。

【设计实验】设计如下实验方案验证固体产物：

实验

操作过程及实验现象

Ⅰ

将少量固体产物加入稀盐酸中，无气泡产生

Ⅱ

取少量固体产物溶于稀硫酸中，滴加高锰酸钾溶液，产生黑色沉淀

【实验评价】上述实验中，能证明固体成分的实验是________（填序号）。

理由是________________________________________________________________

__________________________________________________________________。

（5）

【实验结论】根据上述实验结论，写出草酸锰受热分解的化学反应方程式：

_____________________________________________________________。

（6）

【实验反思】某同学将一定量的草酸锰在空气中灼烧，固体质量与灼烧时间的关系曲线如图所示。

在amin之后固体质量增加的原因是_________________________________________________________________________________________________________________________________。

【解析】　

（1）图中装置盛装的试剂和作用依次如下：

B（澄清石灰水）的作用为检验CO2；

C（氢氧化钠溶液）的作用为除去CO2；

D（澄清石灰水）的作用为确认CO2是否除尽；

E（浓硫酸）的作用为干燥气体；

F（氧化铜）的作用为验证CO；

G（澄清石灰水）的作用为检验CO被氧化的产物是CO2。

（2）氢氧化钠溶液吸收二氧化碳后会生成碳酸钠和水，或生成碳酸氢钠。

根据实验现象得出草酸锰受热分解的气态产物为CO和CO2。

（3）固体产物还可能是锰和一氧化锰的混合物。

（4）根据资料知，锰在金属活动性顺序表中排在氢之前，实验Ⅰ中将少量固体产物加入稀盐酸中无气泡产生，说明固体中不含单质锰，即固体产物为一氧化锰。

实验Ⅱ中单质锰、一氧化锰均能和稀硫酸反应生成硫酸锰，硫酸锰与酸性高锰酸钾溶液反应生成二氧化锰，溶液的紫色褪去，不能判断固体成分是一氧化锰、单质锰或一氧化锰和单质锰的混合物。

（5）草酸锰分解生成一氧化锰、一氧化碳和二氧化碳。

（6）中学教材中出现的锰元素有＋2、＋4、＋6、＋7价，＋2价的锰元素具有还原性，在空气中一氧化锰被氧气氧化成二氧化锰或四氧化三锰等，故在空气中灼烧草酸锰过程中固体质量先减小，后增加。

【答案】　

（1）确认CO2是否除尽

（2）CO2＋2OH－===CO

＋H2O（或CO2＋OH－===HCO

）　CO和CO2

（3）Mn和MnO的混合物

（4）Ⅰ　实验Ⅱ中锰、一氧化锰均能与稀硫酸反应生成Mn2＋，Mn2＋与MnO

反应生成二氧化锰，溶液的紫色褪去，无法判断固体成分

（5）MnC2O4△,MnO＋CO↑＋CO2↑

（6）一氧化锰被空气中的氧气氧化成较高价态的锰的氧化物

角度3　以实验方案设计与评价为主题的综合试题

[题型解读]　实验方案的设计与评价试题是高考实验试题中考查能力的重要题型，能充分体现考生的创新思维能力和分析问题的能力，充分考查考生的思维严密性、思维的灵敏性和思维的创新性。

近几年高考的命题角度主要有

（1）根据实验目的和所给试剂进行简单方案的设计如酸性强弱、氧化性强弱、离子的检验等；

（2）根据所给方案进行评价进而改进创新等，如装置的评价与创新、实验过程的评价与改进等。

　（19分）（2015·

郑州模拟）实验室用浓盐酸与MnO2反应制Cl2，再用Cl2和Ca（OH）2反应制少量漂白粉，已知用Cl2和Ca（OH）2制漂白粉的反应是放热反应，温度稍高时发生副反应：

6Cl2＋6Ca（OH）2===Ca（ClO3）2＋5CaCl2＋6H2O

现有三位同学设计的三套装置如图所示（U形管中放有玻璃纤维，可使气体顺利通过）：

（1）请对丙装置的优缺点进行评价：

_______________________________。

（2）请从甲、乙、丙各套装置中选取合理的部分，按气体从左至右的流向组成一套较合理的装置________（填各部分仪器的字母编号）。

（3）部分学生认为上述组装装置仍存在缺点，他们指出在前两个仪器之间应增加如图所示装置，你认为H洗气瓶中所盛液体是________，其作用是

__________，若无此装置，对制漂白粉的不利影响是________。

洗气瓶I________（填“有”或“无”）必要，理由是_________________________。

（4）为了研究所制得的漂白粉的化学性质，某同学把少量漂白粉投入淡绿色的FeCl2溶液中，溶液变成棕黄色，且有红褐色沉淀生成，反应的离子方程式为____________________________________________________________________________________________________________________________________。

【信息提取】　1.Cl2和Ca（OH）2反应制Ca（ClO）2是放热反应且温度稍高时生成副产物Ca（ClO3）2⇒Cl2和Ca（OH）2反应需冷却条件。

2．分析甲、乙、丙三装置⇒甲无尾气处理、乙无冷却措施、丙无冷却措施和尾气处理。

3．浓盐酸与MnO2加热反应⇒Cl2中含有HCl气体。

【标准答案】　

（1）优点：

使用分液漏斗控制反应速率；

使用U形管及消石灰，产率高。

（2分）缺点：

未采取降温措施来控制副反应发生；

未除去剩余的氯气，污染环境（2分）

（2）F→B→E（2分）

（3）饱和食盐水　除去Cl2中的HCl　HCl会与Ca（OH）2及Ca（ClO）2反应　无　水不会引入杂质，且可以加快Cl2与Ca（OH）2的反应速率（每空2分）

（4）6Fe2＋＋3ClO－＋3H2O===2Fe（OH）3↓＋4Fe3＋＋3Cl－（3分）

【评分细则】　

（1）优、缺点不全酌情扣分，漏一点扣1分

（2）其他连接不给分

（3）无“饱和”两字不给分；

只答“除去Cl2中的HCl”给1分；

只答“水不影响”也给分

（4）不配平或写化学方程式均不给分

（1）对实验方案设计试题的审题关键

①明确实验目的和实验原理；

②根据实验原理合理选择试剂；

③根据试剂和反应原理设计方案步骤和仪器装置；

④设计方案时要考虑一些干扰反应。

（2）对实验方案的评价试题、审题的关键①可行性（科学性、操作性、简单方便等）；

②安全性（防爆、防倒吸、防污染、防氧化、防吸水等）；

③绿色思想（污染少或无污染，原子利用率高；

试剂无毒、安全等）。

（1）对实验方案设计的试题在答题时要做到

①实验步骤完整；

②现象全面准确；

③结论恰当合理。

（2）对实验方案评价与改进试题在答题时要做到

①通过分析比较实验方案，找出不科学、难操作、不安全、有污染的设计；

②根据实验目的和原理再进行改进与创新如加防倒吸装置、加干燥装置、加尾气处理装置、加排空气操作等。

3．两个实验小组的同学为探究过氧化钠与二氧化硫的反应，都用如图所示的装置进行实验。

通入SO2，将带火星的木条插入试管C的上方，木条复燃。

（1）以上实验现象证明反应中有________生成。

（2）第1小组同学认为Na2O2与SO2反应的产物之一为Na2SO3，该反应的化学方程式是__________________________________________________；

请设计一种实验方案证明Na2O2与SO2反应生成的白色固体中含有Na2SO3：

____________________________________________________________。

（3）第2小组同学认为Na2O2与SO2的反应中还可能有Na2SO4生成。

为检验是否有Na2SO4生成，他们设计了如下方案：

上述方案是否合理？

________（填“合理”或“不合理”）。

请简要说明两点理由：

①____________________________________________________________；

②_____________________________________________________________。

（4）仍用上述装置，请你设计一个实验方案来确认Na2SO4的生成：

_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。

【解析】　

（1）根据题干信息不难推出反应中有O2生成。

SO2与CO2在组成与性质上具有相似性，类比教材中Na2O2和CO2的反应，推测SO2与过氧化钠反应可能生成Na2SO3和O2。

（2）SO

的检验：

一般加入非氧化性强酸，利用生成的SO2具有漂白性进行检验。

（3）本实验是在存在Na2SO3时，检验SO

。

SO

具有较强的还原性，考虑到Na2O2可能过量及酸性条件下NO

的强氧化性，不难判断出该方案不合理。

（4）设计方案时，要注意两点：

一是要确认没有残留的Na2O2；

二是不能使用硝酸或硝酸钡。

【答案】　

（1）O