高考化学人教通用版二轮专题复习讲义专题十.docx

高考化学人教通用版二轮专题复习讲义专题十.docx

《高考化学人教通用版二轮专题复习讲义专题十.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高考化学人教通用版二轮专题复习讲义专题十.docx（43页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

高考化学人教通用版二轮专题复习讲义专题十

[考纲要求]　1.了解化学实验是科学探究过程中的一种重要方法。

2.掌握常见气体的实验室制法（包括所用试剂、仪器、反应原理和收集方法）。

3.能根据实验试题要求，做到：

（1）设计、评价或改进实验方案；

（2）了解控制实验条件的方法；（3）分析或处理实验数据，得出合理结论；（4）绘制和识别典型的实验装置图。

4.各部分实验基础知识与技能的综合应用。

考点一　评价型实验题

评价型实验题包括的题型很多，其中比较典型的有物质性质探究型、组成成分探究型、物质制备和应用探究型等，该类试题一般以实验装置图的形式给出实验的流程，其实验流程与考查内容一般为

1．气体制备装置的选择及注意事项

装置选择

注意事项

固体与固体加热装置

①试管口应稍向下倾斜，防止产生的水蒸气在试管口冷凝后倒流而引起试管炸裂；②铁夹应夹在距试管口约

处；③胶塞中的导管伸入试管里面不能太长，否则会阻碍气体的导出

固体与液体不加热装置

①块状固体与液体在常温下反应制备气体时可用启普发生器，如图甲，当制取气体的量不多时，也可采用简易装置，如图乙；②装置乙、丁、戊、己中长颈漏斗的下端应伸入液面以下，否则起不到液封的作用；③加入的液体反应物（如酸）要适当；④粉末状固体与液体反应或产物为糊状物时常采用装置丙

固体与液体（液体与液体）加热装置

①先把固体药品加入烧瓶中，然后滴加液体药品，要注意液体滴加的速度，保证产气速率平稳，易于收集；②若使用分液漏斗，则需要在滴液的过程中，打开漏斗活塞，以保证液体能够顺利滴下；③分液漏斗中的液体滴完后，要关闭漏斗活塞，防止气体经漏斗逸出；④装置乙中的温度计必须插在反应液中；⑤烧瓶加热需要垫石棉网

2.气体的干燥方法与干燥装置

气体的干燥方法

气体干燥选择干燥剂的原则

①不减原则：

即通过干燥操作之后，目标气体的量不能减少；②不反应原则：

干燥剂不能与目标气体反应

酸性干燥剂

浓H2SO4

可以干燥H2、O2、N2、CO2、CO、Cl2、HCl、SO2、CH4和C2H4等气体

碱性干燥剂

碱石灰

主要用于干燥NH3，但也可干燥H2、O2、N2、CO和CH4等

中性干燥剂

CaCl2

可以干燥H2、O2、N2、CO2、Cl2、HCl和H2S等，但不能干燥NH3

气体的干燥装置

盛装液态干燥剂，用于干燥气体；也可以盛装其他液体试剂，用来对酸性或中性气体进行除杂

盛装碱石灰和CaCl2等固体干燥剂

甲装置可以盛装液体干燥剂或固体干燥剂，乙和丙装置只能盛装固体干燥剂

3.气体的收集装置及方法

排水法

①难溶或微溶于水，且与水不发生化学反应的气体，都可用排水集气法收集；②用排水集气法收集气体时，导管不伸入试管（或集气瓶）底部

向上排空气法

①比空气密度大的气体可用向上排空气法收集；②用排空气法收集气体时，导管一定要伸入集气瓶（或试管）底部，目的是把集气瓶（或试管）中的空气尽量排出；③为防止外界空气向集气瓶内扩散，集气瓶口可盖上毛玻璃片，若用试管收集时，可在试管口塞上一小团疏松的棉花

向下排空气法

比空气密度小的气体可用向下排空气法收集，如H2、NH3和CH4等气体

排特殊溶液法

①氯气可用排饱和食盐水的方法收集；②二氧化碳可用排饱和碳酸氢钠溶液的方法收集

4.常见尾气处理装置及方法

处理方法

液体吸收法

点燃法

收集法

处理装置

适用气体

装置A适用于吸收溶解度小的气体，如Cl2、CO2等；装置B、C可吸收溶解度大的气体，如HCl、HBr、NH3等

CH4、CH2===CH2、H2、CO等

CO、NH3、H2S等

题组一　物质制备探究型

1．[2013·山东理综，30

（1）]TiO2既是制备其他含钛化合物的原料，又是一种性能优异的白色颜料。

实验室利用反应TiO2（s）＋CCl4（g）

TiCl4（g）＋CO2（g），在无水无氧条件下制备TiCl4，实验装置示意图如下：

有关物质性质如下表：

物质

熔点/℃

沸点/℃

其他

CCl4

－23

76

与TiCl4互溶

TiCl4

－25

136

遇潮湿空气产生白雾

仪器A的名称是________。

装置E中的试剂是_______________________________。

反应开始前依次进行如下操作：

组装仪器、________、加装药品、通N2一段时间后点燃酒精灯。

反应结束后的操作包括：

①停止通N2　②熄灭酒精灯　③冷却至室温。

正确的顺序为________（填序号）。

欲分离D中的液态混合物，所采用操作的名称是________。

答案　干燥管　浓H2SO4　检查气密性　②③①　分馏（或蒸馏）

解析　注意审题，该反应是在无水无氧条件下制备的；安装完装置，应首先检查气密性，然后装入药品。

根据反应条件，N2必须进行干燥处理（干燥管）。

然后通过N2排除装置内的空气（O2），点燃酒精灯，使反应发生。

为了防止倒吸，反应结束后，应先熄灭酒精灯，再冷却到室温，最后停止通N2。

在D中冷凝的液体有CCl4和TiCl4，根据沸点不同，可采用分馏的方法分离。

题组二　物质性质探究型

2．某研究小组利用下图装置探究温度对氨气还原Fe2O3的影响（固定装置略）。

完成下列填空：

（1）实验时中A有大量紫红色的烟气，则NH4I的分解产物为____________________________

（至少填三种），E装置的作用是___________________________________________________。

（2）装置B中的反应方程式：

_______________________________________________，

D装置的作用____________________________________________________________。

某研究小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C加热，反应产物均为黑色粉末（纯净物），两组分别用各自的产物进行以下探究实验，完成下列填空：

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KSCN溶液

变血红色

无现象

3

向步骤2溶液中滴加新制氯水

红色先变深后褪去

先变红后也褪色

（3）乙组得到的黑色粉末是______________________。

（4）甲组步骤1中反应的离子方程式为________________________________________。

（5）乙组步骤3中，溶液变红的原因为________________________________________。

溶液褪色可能的原因及其验证方法为________________________________________。

（6）若装置C中Fe2O3反应后的产物是两种氧化物组成的混合物，为研究氧化物的组成，研究小组取样品7.84g在加热条件下通入氨气，完全反应后，停止加热，反应管中得到铁粉，冷却后，称得质量为5.6g，则混合物的组成为____________________（填化学式）。

答案　

（1）NH3、H2、I2（HI）　吸收多余的氨气

（2）Zn＋I2

ZnI2　作安全瓶

（3）Fe粉

（4）Fe3O4＋8H＋===2Fe3＋＋Fe2＋＋4H2O

（5）Fe2＋被氧化成Fe3＋，Fe3＋遇SCN－显血红色　假设SCN－被Cl2氧化，向溶液中再加入KSCN溶液，若出现红色，则假设成立（其他合理答案均可）

（6）Fe2O3和FeO（或Fe2O3和Fe3O4）

解析　根据A中的现象，有I2生成，其原理为NH4I

NH3↑＋HI↑，2HI

H2＋I2。

后续反应及装置作用依次为B：

Zn＋I2

ZnI2，碱石灰可吸收NH3中的HI，在C中发生NH3还原Fe2O3的反应；由于NH3污染空气，所以E装置用来吸收NH3，为了防止倒吸，D起到安全瓶的作用。

根据甲组现象，C中无Fe生成，有＋3价和＋2价铁存在，根据乙组现象，C中有Fe生成，不存在Fe3＋，仅有Fe2＋，所以乙组得到的黑色粉末为Fe粉。

而甲组得到的黑色粉末为Fe3O4，与盐酸反应的离子方程式为Fe3O4＋8H＋===2Fe3＋＋Fe2＋＋4H2O。

（5）在乙组中，由于Fe2＋被氯水氧化成Fe3＋，Fe3＋与SCN－反应生成血红色溶液，红色再褪去的原因可能是SCN－被Cl2氧化。

可利用再加入KSCN，观察红色是否恢复来证明。

（6）n（Fe）＝0.1mol，n（O）＝

＝0.14mol

＝

＝

因为

＜

＜1或

＜

＜

，所以两种铁的氧化物应该是Fe2O3和FeO或Fe2O3和Fe3O4的混合物。

题组三　物质成分探究型

3．铜与浓硫酸反应，实验装置如图所示。

（1）装置A中发生反应的化学方程式为_______________________________________、

反应过程中试管B中的现象是______________________________________________，

试管C的作用是______________________。

（2）导管D的下端（虚线段）应位于________（填“液面上”或“液面下”），导管D的作用有：

①实验结束后排除装置中的SO2，②________________________________________。

实验中发现试管内除了产生白色固体外，在铜丝表面还有黑色固体甲生成，甲中可能含有CuO、Cu2O、CuS、Cu2S。

为探究甲的成分，进行了以下的实验。

查阅资料可知：

Cu2O＋2HCl===CuCl2＋Cu＋H2O,2Cu2O＋O2

4CuO,2CuS＋3O2

2CuO＋2SO2，Cu2S＋2O2

2CuO＋SO2。

CuS、Cu2S和稀盐酸不反应。

（3）固体乙在空气中煅烧时，使用的实验仪器除了玻璃棒、三脚架、酒精灯外，还必须有：

________________________________________________________________________。

（4）煅烧过程中，除上述反应外，还可能发生反应的方程式为____________________。

（5）结论：

甲中有CuO，还肯定含有的物质是____________________。

答案　

（1）Cu＋2H2SO4（浓）

CuSO4＋SO2↑＋2H2O　品红溶液褪色　吸收多余的SO2，防止污染空气

（2）液面下　防倒吸

（3）泥三角、坩埚（坩埚钳）

（4）2Cu＋O2

2CuO

（5）CuS

解析　

（1）Cu在加热的条件下被浓H2SO4氧化，浓H2SO4被还原成SO2，SO2能使品红溶液褪色，多余的SO2被NaOH溶液吸收，防止污染空气。

（2）为了防止SO2从导管D逸出，所以导管D的下端应位于液面下，其作用一是为了防止倒吸，二是可以在实验结束后排除装置中的SO2。

（3）煅烧固体应使用坩埚，还有泥三角、玻璃棒、酒精灯等仪器。

由方程式可推断，CuS～CuO，质量减小，Cu2S～2CuO质量不变，所以根据m2＜m1，甲中除CuO外，还一定含有CuS。

若黑色固体中还含有Cu2O，在酸性条件下生成Cu，所以在煅烧过程中，还可能发生2Cu＋O2

2CuO。

题组四　反应原理探究型

4．某些资料认为NO、NO2不能与Na2O2反应。

某小组学生提出质疑，他们从理论上分析过氧化钠和二氧化氮都有氧化性，根据化合价升降原则提出假设：

假设Ⅰ.过氧化钠氧化二氧化氮

假设Ⅱ.二氧化氮氧化过氧化钠

（1）小组甲同学设计实验如下：

①试管A中反应的化学方程式是___________________________________________。

②待试管B中收集满气体，向试管B中加入适量Na2O2粉末，塞紧塞子，轻轻振荡试管内粉末，观察到红棕色气体迅速消失；再将余烬木条迅速伸进试管内，看见木条复燃。

甲同学认为假设Ⅱ正确；乙同学认为该装置不能达到实验目的，为达到实验目的，在A、B之间增加一个装置，该装置的作用是____________________。

③乙同学用改进后装置，重复了甲同学的实验操作，观察到红棕色气体迅速消失；余烬木条未复燃。

得出结论：

假设Ⅰ正确。

NO2和Na2O2反应的方程式是_______________________

________________________________________________________________________。

（2）丙同学认为NO易与O2发生反应，应更易被Na2O2氧化。

查阅资料：

①2NO＋Na2O2===2NaNO2

②6NaNO2＋3H2SO4===3Na2SO4＋2HNO3＋4NO↑＋2H2O；

③酸性条件下，NO或NO

都能与MnO

反应生成NO

和Mn2＋

丙同学用下图所示装置（部分夹持装置略）探究NO与Na2O2的反应。

①B中观察到的主要现象是________________________________________________，

F装置的作用是__________________________________________________________。

②在反应前，打开弹簧夹，通入一段时间N2，目的是____________________________。

③充分反应后，检验D装置中发生反应的实验是_____________________________________。

答案　

（1）①Cu＋4HNO3（浓）===Cu（NO3）2＋2NO2↑＋2H2O

②除去生成NO2气体中混有的水蒸气

③Na2O2＋2NO2===2NaNO3

（2）①铜片逐渐溶解，溶液变为蓝色，有无色气泡产生

吸收未反应的NO

②将装置中的空气排出

③取D装置中产物少许，加入稀盐酸，若产生无色气体，遇到空气变为红棕色，则产物是亚硝酸钠

解析　

（1）①Cu＋4HNO3（浓）===Cu（NO3）2＋2NO2↑＋2H2O；②因为进入B的NO2中含有水蒸气，所以应在A、B之间组装一个干燥NO2的装置；③根据现象，Na2O2氧化NO2，反应原理为Na2O2＋2NO2===2NaNO3。

（2）A中发生反应：

Cu＋4HNO3（浓）===Cu（NO3）2＋2NO2↑＋2H2O；B中发生反应：

3NO2＋H2O===2HNO3＋NO,3Cu＋8HNO3===3Cu（NO3）2＋2NO↑＋4H2O，CaCl2干燥NO，之后NO和Na2O2反应，E中的无水CaCl2可防止F中的水蒸气进入D，避免干扰实验。

在F中酸性KMnO4溶液氧化NO，防止污染空气。

根据以上原理，B中现象为铜片逐渐溶解，溶液变为蓝色，有无色气泡产生。

在反应前通入N2，目的是排尽装置内的空气。

可利用信息②检验D中产物。

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

1．（2014·新课标全国卷Ⅱ，28）某小组以CoCl2·6H2O、NH4Cl、H2O2、浓氨水为原料，在活性炭催化下，合成了橙黄色晶体X，为确定其组成，进行如下实验。

①氨的测定：

精确称取wgX，加适量水溶解，注入如图所示的三颈瓶中，然后逐滴加入足量10%NaOH溶液，通入水蒸气，将样品液中的氨全部蒸出，用V1mLc1mol·L－1的盐酸标准溶液吸收。

蒸氨结束后取下接收瓶，用c2mol·L－1NaOH标准溶液滴定过剩的HCl，到终点时消耗V2mLNaOH溶液。

②氯的测定：

准确称取样品X，配成溶液后用AgNO3标准溶液滴定，K2CrO4溶液为指示剂，至出现淡红色沉淀不再消失为终点（Ag2CrO4为砖红色）。

回答下列问题：

（1）装置中安全管的作用原理是______________________________________________

________________________________________________________________________。

（2）用NaOH标准溶液滴定过剩的HCl时，应使用________式滴定管，可使用的指示剂为________。

（3）样品中氨的质量分数表达式为________________。

（4）测定氨前应该对装置进行气密性检验，若气密性不好测定结果将________（填“偏高”或“偏低”）。

（5）测定氯的过程中，使用棕色滴定管的原因是______________________________________；滴定终点时，若溶液中c（Ag＋）＝2.0×10－5mol·L－1，c（CrO

）为________mol·L－1。

[已知：

Ksp（Ag2CrO4）＝1.12×10－12]

（6）经测定，样品X中钴、氨和氯的物质的量之比为1∶6∶3，钴的化合价为________。

制备X的化学方程式为________________________________________________________

________________________________________________________________________；

X的制备过程中温度不能过高的原因是______________________________________

________________________________________________________________________。

答案　

（1）当A中压力过大时，安全管中液面上升，使A瓶中压力稳定

（2）碱　酚酞（或甲基红）

（3）

×100%

（4）偏低

（5）防止硝酸银见光分解　2.8×10－3

（6）＋3　2CoCl2＋2NH4Cl＋10NH3＋H2O2===2[Co（NH3）6]Cl3＋2H2O　温度过高过氧化氢分解、氨气逸出

解析　

（1）若没有A中的安全管，当A中产生气体时，会因装置压力过大发生危险；反之，有安全管存在，当A中压力过大时，安全管中的液面会上升，使A瓶中压力稳定。

（2）由题意知，用NaOH标准溶液滴定过剩的HCl时，NaOH溶液应放入碱式滴定管中，可使用酚酞作指示剂，滴定至终点时溶液由无色变为浅红色。

（3）已知盐酸的总的物质的量为c1mol·L－1×V1mL×10－3L·mL－1＝c1V1×10－3mol，NH3反应完后剩余的盐酸用NaOH标准溶液滴定，可求出剩余的盐酸为c2×V2×10－3mol，由NH3＋HCl===NH4Cl可求出NH3的物质的量。

进而求出wgX中的含氨量，即

×100%。

（4）若装置气密性不好，会有NH3外逸，而不被HCl吸收，则剩余的HCl的物质的量会增多，消耗NaOH增多，即c2V2的值增大，由（3）中计算式可知氨的测定结果偏低。

（5）AgNO3是见光易分解的物质，使用棕色滴定管的目的是防止AgNO3见光分解而影响实验结果；由Ag2CrO4的溶度积常数Ksp＝1.12×10－12，c（Ag＋）＝2.0×10－5mol·L－1，可求出c（CrO

）＝

＝

mol·L－1＝2.8×10－3mol·L－1。

（6）样品X中钴、氨和氯的物质的量之比为1∶6∶3，可写出化学式为[Co（NH3）6]Cl3，由化合物中正负化合价代数和为0计算，NH3整体为0价，氯为－1价，故Co为＋3价；从而推出制备X的化学方程式为2CoCl2＋2NH4Cl＋10NH3＋H2O2===2[Co（NH3）6]Cl3＋2H2O。

由于温度过高时H2O2易分解、NH3易挥发，故制备过程中温度不能过高。

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（如右图），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________________________________

________