原创高考化学第二轮复习精品学案 综合实验探究.docx
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原创高考化学第二轮复习精品学案综合实验探究
2014届高三化学第二轮复习学案
化学实验设计与评价
学案设计：
张老师
【直击高考】
1．能根据实验试题的要求，设计基本实验方案。
如需写出实验报告，要求写明实验目的、实验原理、实验用品及实验步骤。
2．能绘制和识别典型的实验仪器装置图。
对新型实验装置要求能结合实验目的和实验原理去分析。
3．能根据题设要求，通过分析和综合、比较和论证，选择解决问题的最佳方案。
4．能利用给出装好药品的单个实验装置，根据实验要求进行正确连接，或给出全部或部分实验环节，根据实验要求安排正确的实验步骤或补充实验。
5．能根据题设要求，对题设实验进行设计。
此类试题主要为试卷中的Ⅱ卷部分实验内容。
每年均占有一定的比例，且难度较大。
主要考查考生实验综合能力和评价能力。
一：
真题热身
1．下列有关实验原理、方法和结论都正确的是（ ）
A．向饱和FeCl3溶液中滴加过量氨水，可制取Fe（OH）3胶体
B．取少量溶液X，向其中加入适量新制的氯水，再加几滴KSCN溶液，溶液变红，说明X溶液中一定含有Fe2＋
C．室温下向苯和少量苯酚的混合溶液中加入适量NaOH溶液，振荡、静置后分液，可除去苯中的少量苯酚
D．已知I
≒I2＋I－，向盛有KI3溶液的试管中加入适量CCl4，振荡静置后CCl4层显紫色，说明KI3在CCl4中的溶解度比在水中的大
2、固态化合物A由两种短周期元素组成，可与水发生复分解反应。
甲组同学用下图装置（夹持装置略）对其进行探究实验。
（1）仪器B的名称是________。
（2）实验中，Ⅱ中的试纸变蓝，Ⅳ中黑色粉末逐渐变为红色并有M生成，则Ⅲ中的试剂为______________；Ⅴ中的试剂为________；Ⅳ中发生反应的化学方程式为______________。
（3）乙组同学进行同样实验，但装置连接顺序为Ⅰ—Ⅲ—Ⅳ—Ⅱ—Ⅴ—Ⅵ，此时Ⅱ中现象为________，原因是__________________________________。
（4）经上述反应，2.5g化合物A理论上可得0.56L（标准状况）M，则A的化学式为________。
二、难点突破
1．方法与技巧
（1）实验方案的设计往往有许多途径。
在实验复习中要根据实验原理来设计实验步骤和装置，掌握一些装置和仪器药品的替代方法，力求使设计的实验仪器简单、操作便捷、节省试剂、现象明显、安全防污等，培养和增强实验设计能力和创造性思维能力。
（2）制备实验方案设计的程序
实验原料→实验原理→途径设计（途径Ⅰ、途径Ⅱ、途径Ⅲ……）→最佳途径→实验仪器→实验方案→制得物质
（3）性质实验方案设计的程序
探索性实验方案的设计程序为：
物质─→实验事实─→科学抽象─→结论。
验证性实验方案的设计程序为：
物质─→性质推测─→实验验证─→结论。
（4）物质检验方案设计的程序
先对试样进行外观观察，确定其颜色、气味、状态等。
准备试样，并进行检验。
当试样是固体时，应先取少量配成溶液，同时观察试样是否溶解，在溶解时有无气体产生等，以初步判断试样可能含有哪类物质。
根据实验现象得出结论。
2．解题注意点
（1）要注意抓住物质的本质特征，通过分析、比较，整体考虑实验方案的设计。
（2）在设计实验时，要注意实验条件和实验过程中杂质的干扰因素。
（3）在有多种方案时，要依据“仪器简单、操作方便、药品易得、节省试剂、现象明显、安全防污”等，选择出最佳方案。
3．命题趋向
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。
由于这类实验试题情境新颖、设问巧妙、铺垫得当、知识新、思维量大、所以区分度很好，能确实将一些基础扎实、自学能力强、思维敏捷、心理素质好的考生选拨出来。
所以，新情境实验试题将是今后实验试题的命题方向。
三、热点题型突破
题型1 有机合成中的综合实验问题
真题回顾
1．（2013·新课标全国卷Ⅰ，26）醇脱水是合成烯烃的常用方法，实验室合成环己烯的反应和实验装置如下：
可能用到的有关数据如下：
相对分子质量
密度/（g·cm－3）
沸点/℃
溶解性
环己醇
100
0.9618
161
微溶于水
环己烯
82
0.8102
83
难溶于水
合成反应：
在a中加入20g环己醇和2小片碎瓷片，冷却搅动下慢慢加入1mL浓H2SO4，b中通入冷却水后，开始缓慢加热a，控制馏出物的温度不超过90℃。
分离提纯：
反应粗产物倒入分液漏斗中分别用少量5%碳酸钠溶液和水洗涤，分离后加入无水氯化钙颗粒，静置一段时间后弃去氯化钙，最终通过蒸馏得到纯净环己烯10g。
回答下列问题：
（1）装置b的名称是________________。
（2）加入碎瓷片的作用是____________，如果加热一段时间后发现忘记加瓷片，应该采取的正确操作是________（填正确答案标号）。
A．立即补加B．冷却后补加
C．不需补加D．重新配料
（3）本实验中最容易产生的副产物的结构简式为________________________________。
（4）分液漏斗在使用前须清洗干净并____________，在本实验分离过程中，产物应该从分液漏斗的____________（填“上口倒出”或“下口放出”）。
（5）分离提纯过程中加入无水氯化钙的目的是__________。
（6）在环己烯粗产物蒸馏过程中，不可能用到的仪器有________（填正确答案标号）。
A．圆底烧瓶B．温度计
C．吸滤瓶D．球形冷凝管
E．接收器
（7）本实验所得到的环己烯产率是__________（填正确答案标号）。
A．41%B．50%C．61%D．70%
得分技巧
涉及有机物制取的综合实验，重点考察物质分离中的蒸馏、分液操作，反应条件的控制，产率的计算等问题。
熟悉有机物制取中的典型装置图。
（1）反应装置
（2）蒸馏装置
对点集训
1．（2012·海南，17）实验室制备1,2二溴乙烷的反应原理如下：
CH3CH2OH
CH2==CH2
CH2===CH2＋Br2―→BrCH2CH2Br
可能存在的主要副反应有：
乙醇在浓硫酸的存在下在140℃脱水生成乙醚。
用少量的溴和足量的乙醇制备1,2二溴乙烷的装置如下图所示：
有关数据列表如下：
乙醇
1,2二溴乙烷
乙醚
状态
无色液体
无色液体
无色液体
密度/g·cm－3
0.79
2.2
0.71
沸点/℃
78.5
132
34.6
熔点/℃
－130
9
－116
回答下列问题：
（1）在此制备实验中，要尽可能迅速地把反应温度提高到170℃左右，其最主要目的是
________（填字母序号，下同）；
a．引发反应b．加快反应速度c．防止乙醇挥发d．减少副产物乙醚生成
（2）在装置C中应加入________，其目的是吸收反应中可能生成的酸性气体；
a．水b．浓硫酸c．氢氧化钠溶液d．饱和碳酸氢钠溶液
（3）判断该制备反应已经结束的最简单方法是__________________________________；
（4）将1,2二溴乙烷粗产品置于分液漏斗中加水，振荡后静置，产物应在______层（填“上”或“下”）；
（5）若产物中有少量未反应的Br2，最好用________洗涤除去；（填正确选项前的字母）
a．水b．氢氧化钠溶液c．碘化钠溶液d．乙醇
（6）若产物中有少量副产物乙醚，可用__________的方法除去；
（7）反应过程中应用冷水冷却装置D，其主要目的是_____________________________；但又不能过度冷却（如用冰水），其原因是_____________________________________。
题型2 气体的制备与性质探究实验问题
真题回顾
2．（2013·重庆理综，9）某研究小组利用下图装置探究温度对CO还原Fe2O3的影响（固定装
置略）。
（1）MgCO3的分解产物为____________________________________________________。
（2）装置C的作用是__________________________，处理尾气的方法为_____________。
（3）将研究小组分为两组，按上图装置进行对比实验，甲组用酒精灯、乙组用酒精喷灯对装置D加热，反应产物均为黑色粉末（纯净物），两组分别用产物进行以下实验。
步骤
操作
甲组现象
乙组现象
1
取黑色粉末加入稀盐酸
溶解，无气泡
溶解，有气泡
2
取步骤1中溶液，滴
加K3[Fe（CN）6]溶液
蓝色沉淀
蓝色沉淀
3
取步骤1中溶液，
滴加KSCN溶液
变血红
无现象
4
向步骤3溶液中
滴加新制氯水
红色褪去
先变血红，
后褪色
①乙组得到的黑色粉末是____________。
②甲组步骤1中反应的离子方程式为_________________________________________。
③乙组步骤4中，溶液变血红的原因为_______________________________________；
溶液褪色可能的原因及其验证方法为________________________________________。
④从实验安全考虑，上图装置还可采取的改进措施是__________________________。
对点集训
2．某小组同学欲探究NH3的催化氧化反应，按下图装置进行实验。
A、B装置可选药品：
浓氨水、H2O2、蒸馏水、NaOH固体、MnO2。
（1）NH3催化氧化的化学方程式是____________________________________________。
（2）装置B中产生气体的原因有（结合化学用语解释）__________。
（3）甲乙两同学分别按上述装置进行实验。
一段时间后，装置G中溶液都变成蓝色。
①甲观察到装置F中有红棕色气体，生成红棕色气体的化学方程式是
________________________________________________________________________；
②乙观察到装置F中只有白烟生成，白烟的成分是_____________________________
________________________________________________________________（写化学式）；
③用离子方程式解释装置G中溶液变成蓝色的原因：
___________________________
________________________________________________________________________。
（4）为帮助乙实现在装置F中也观察到红棕色气体，可在原实验的基础上进行改进。
①甲认为可调节K1和K2控制A、B装置中的产气量，应____________（填“增加”或“减少”）装置A中的产气量，或____________（填“增加”或“减少”）装置B中的产气量。
②乙认为可在装置E、F间增加一个装置，该装置可以是________（填序号）。
题型3 综合实验过程分析
真题回顾
3．（2013·天津理综，9）FeCl3在现代工业生产中应用广泛。
某化学研究性学习小组模拟工业
流程制备无水FeCl3，再用副产品FeCl3溶液吸收有毒的H2S。
Ⅰ.经查阅资料得知：
无水FeCl3在空气中易潮解，加热易升华。
他们设计了制备无水FeCl3的实验方案，装置示意图（加热及夹持装置略去）及操作步骤如下：
①检验装置的气密性；
②通入干燥的Cl2，赶尽装置中的空气；
③用酒精灯在铁屑下方加热至反应完成；
④……
⑤体系冷却后，停止通入Cl2，并用干燥的N2赶尽Cl2，将收集器密封。
请回答下列问题：
（1）装置A中反应的化学方程式为____________________________________________。
（2）第③步加热后，生成的烟状FeCl3大部分进入收集器，少量沉积在反应管A右端。
要使沉积的FeCl3进入收集器，第④步操作是____________________________________。
（3）操作步骤中，为防止FeCl3潮解所采取的措施有（填步骤序号）____________。
（4）装置B中冷水浴的作用为________________________________________________；
装置C的名称为________；装置D中FeCl2全部反应后，因失去吸收Cl2的作用而失效，写出检验FeCl2是否失效的试剂：
______________________________________________。
（5）在虚线框中画出尾气吸收装置E并注明试剂。
Ⅱ.该组同学用装置D中的副产品FeCl3溶液吸收H2S，得到单质硫；过滤后，再以石墨为电极，在一定条件下电解滤液。
（6）FeCl3与H2S反应的离子方程式为____________________。
（7）电解池中H＋在阴极放电产生H2，阳极的电极反应式为_________________________。
（8）综合分析实验Ⅱ的两个反应，可知该实验有两个显著优点：
①H2S的原子利用率为100%；
②________________________________________________________________________。
对点集训
3．氯化亚铜在工业上应用广泛。
氯化亚铜（CuCl）为白色晶体，微溶于水，能溶于氨水、浓盐酸，并生成配合物，不溶于硫酸、稀硝酸和醇。
实验药品：
铜丝20g、氯化铵20g、65%硝酸10mL、36%盐酸15mL、水。
（1）反应①的化学方程式为__________________________________________________，
用95%乙醇代替蒸馏水洗涤的主要目的是____________________________________
________________________________________________________________________。
（2）工业化生产时，95%乙醇可通过__________的方法回收并循环利用，而NH4Cl、
____________（填化学式）可直接循环利用。
（3）实验室用下图装置制备CuCl。
①实验时通入O2的速率不宜过大，为便于观察和控制产生O2的速率，最宜选择下列装置中的________（填字母序号）。
②实验开始时，温度计显示反应液温度低于室温，主要原因是__________________
________________________________________________________________________。
电炉加热升温至50℃时停止加热，反应快速进行，烧瓶上方气体颜色逐渐由无色变为红棕色，从环保角度考虑，当______________________________时才能停止通入氧气；待冷却至室温后，再打开瓶塞，沿________（填字母）口倾出棕色反应液于1000mL大烧杯，加水500mL，即有大量白色沉淀析出。
题型4 实验设计与评价
真题回顾
4．[2013·广东理综，33
（2）]电解食盐水制备Cl2是将电能转化为化学能，而原电池可将化学
能转化为电能。
设计两种类型的原电池，探究其能量转化效率。
限选材料：
ZnSO4（aq），FeSO4（aq），CuSO4（aq）；铜片，铁片，锌片和导线。
①完成原电池甲的装置示意图（见右图），并作相应标注。
要求：
在同一烧杯中，电极与溶液含相同的金属元素。
②以铜片为电极之一，CuSO4（aq）为电解质溶液，只在一个烧杯中组装原电池乙，工作一段时间后，可观察到负极__________。
③甲乙两种原电池可更有效地将化学能转化为电能的是________，其原因是
________________________________________________________________________。
5．（2013·四川理综，9）为了探究AgNO3的氧化性和热稳定性，某化学兴趣小组设计了如下
实验。
Ⅰ.AgNO3的氧化性
将光亮的铁丝伸入AgNO3溶液中，一段时间后将铁丝取出。
为检验溶液中Fe的氧化产物，将溶液中的Ag＋除尽后，进行了如下实验，可选用试剂：
KSCN溶液、K3[Fe（CN）6]溶液、氯水。
（1）请完成下表：
操作
现象
结论
取少量除尽Ag＋后的溶液于试管中，加入KSCN溶液，振荡
存在Fe3＋
取少量除尽Ag＋后的溶液于试管中，加入________，振荡
存在Fe2＋
【实验结论】Fe的氧化产物为Fe2＋和Fe3＋。
Ⅱ.AgNO3的热稳定性
用下图所示的实验装置A加热AgNO3固体，产生红棕色气体，在装置D中收集到无色气体。
当反应结束后，试管中残留固体为黑色。
（2）装置B的作用是________。
（3）经小组讨论并验证该无色气体为O2，其验证方法是________。
（4）【查阅资料】Ag2O和粉末状的Ag均为黑色；Ag2O可溶于氨水。
【提出设想】试管中残留的黑色固体可能是：
ⅰ.Ag；ⅱ.Ag2O；ⅲAg和Ag2O。
【实验验证】该小组为验证上述设想，分别取少量黑色固体放入试管中，进行了如下
实验。
实验编号
操作
现象
a
加入足量氨水，振荡
黑色固体不溶解
b
加入足量稀硝酸，振荡
黑色固体溶解，并有气体产生
【实验评价】根据上述实验，不能确定固体产物成分的实验是_______（填实验编号）。
【实验结论】根据上述实验结果，该小组得出AgNO3固体热分解的产物有________。
规律方法
1．实验设计思维模型
2．解答评价型化学实验题的一般思维流程
一般通过读题即可明确实验目的。
弄清题目有哪些新的信息，综合已学过的知识，通过类比、迁移、分析，从而明确实验原理。
对于检验型或性质型实验要注意“操作简单性、现象明显性”的要求；对于制备型实验要注意“产率要高、纯度要高”的要求。
对点集训
4．某化学课外活动小组通过实验研究NO2的性质。
已知：
2NO2＋2NaOH===NaNO3＋
NaNO2＋H2O
任务1：
利用下图所示装置探究NO2能否被NH3还原（K1、K2为止水夹，夹持固定装置
略去）。
（1）E装置中制取NO2反应的化学方程式是_____________________________________。
（2）若NO2能够被NH3还原，预期观察到C装置中的现象是_______________________。
（3）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：
①NH3还原性较弱，不能将NO2还原；②在此条件下，NO2的转化率极低；③________________________________________________________________________。
（4）此实验装置存在一个明显的缺陷是________________________________________。
任务2：
探究NO2能否与Na2O2发生氧化还原反应。
（5）实验前，该小组同学提出三种假设。
假设1：
二者不反应；
假设2：
NO2能被Na2O2氧化；
假设3：
_________________________________________________________________。
（6）为了验证假设2，该小组同学选用任务1中的B、D、E装置，将B中的药品更换为Na2O2，另选F装置（如图所示），重新组装，进行实验。
①装置的合理连接顺序是（某些装置可以重复使用）_____________________________。
②实验过程中，B装置中淡黄色粉末逐渐变成白色。
经检验，该白色物质为纯净物，且无其他物质生成。
推测B装置中反应的化学方程式为___________________________。
专题专练
1．某课外小组同学设计如下实验装置（部分夹持仪器未画出），探究氨气的还原性并检验
产物。
（1）若A中使用装置Ⅰ制取氨气，则化学方程式为______________________________
________________________________________________________________________，
说明发生装置试管口略向下倾斜的原因______________________________________
________________________________________________________________________；
若A中使用装置Ⅱ制取氨气，则使用的试剂为_________________________________
________________________________________________________________________，
说明发生装置制取氨气的原因______________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
（2）B中碱石灰的作用是____________________________________________________
________________________________________________________________________。
（3）氨气还原炽热氧化铜的化学方程式为______________________________________，
证明产物的实验现象为____________________________________________________
________________________________________________________________________。
（4）该装置存在明显的缺陷是________________________________________________，
请提出改进意见并画出实验装置_____________________________________
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