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.docx

1、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题型3化学综合实验试题的解题策略角度1以常见有机物的制备、分离提纯的综合实验试题题型解读有机物的制备、分离提纯在近几年的高考实验试题中已出现，并且有发展的趋势。这类有机物的制备反应来源于教材中化学反应，反应原理不是太难，故此类综合实验的难度属于中档水平。近两年高考试题的命题角度主要有实验装置中各部分的特点组装要求；实验步骤中的反应原理及除杂方法和原理；有机物的提纯方法和某些试剂的作用；有机物产率的计算。(2015试题调研)(17分)冬青油是一种无色液体，某实验小组利用如图所示的装置制备冬青油。化学反应原理和实验装置

2、如下所示：产物的有关数据如表所示：相对分子质量密度/gcm3沸点/溶解性冬青油1521.180222.2微溶于水实验步骤如下所示：向三颈瓶中加入6.9 g(0.05 mol)水杨酸和24 g(0.75 mol)甲醇，再小心地加入6 mL浓硫酸，摇匀。加入2粒沸石(或碎瓷片)，装上仪器a在石棉网上保持温度在8595 ，回流1.5 h。反应完毕，将烧瓶冷却，加入5 mL蒸馏水，然后转移至分液漏斗，弃去水层，将有机层再倒入分液漏斗中，依次用50 mL 5%碳酸氢钠溶液和30 mL水洗涤。将产物移至干燥的锥形瓶中，加入0.5 g无水氯化钙。最后将粗产品进行蒸馏，收集221224 的馏分，质量为6.8

3、g。请回答下列问题：(1)本实验中浓硫酸的作用是_。(2)装置中仪器a的名称是_；进水口为_(填“”或“”)。温度计的适宜规格为_(填代号)。50 100 300 (3)用碳酸氢钠溶液洗涤的目的是_；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】已知反应吸水促进反应表格数据有机物在水的下层水杨酸(0.05 mol)和甲醇(0.75 mol)反应时水杨酸完全反应冬青油的理论物质的量为0.05 mol。【标准答案】(1)催化剂、吸水剂(2分)(2)球形冷凝管(2分)(1分)(2分)(3)除去水杨酸

4、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球形冷凝管中的水流方向(下口进水，上口出水)。温度计的位置。烧瓶、三颈瓶的容量大小。尾气处理、加热方式(水浴、油浴等)。(

5、3)审清实验步骤加试剂顺序；反应制备；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NaHS

6、O4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1 h(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H2SO41.035.660.24.298.01.236.559.54.099.8NaHSO40.1544

7、.655.10.398.90.2546.352.80.999.90.3247.951.80.399.90.3645.254.20.699.9NaHSO4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_。与浓硫酸催化甲苯硝化相比，NaHSO4催化甲苯硝化的优点有_、_。(4)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_。对硝基甲苯和邻硝基甲苯的部分物理性质如下表：密度/gcm3沸点/溶解性甲苯0.866110.6不溶于水，易溶于硝基甲苯对硝基甲苯1.286237.7不溶于水，易溶于液态烃邻硝基甲苯1.162222不溶于水，易溶于液态烃分离反应后产物的方案如图所示：其中，

8、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)经过操作，得到有机混合物和无机混合物，故操作为分液；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)0.32在硝化产物中对硝基

9、甲苯比例提高催化剂用量少且能循环使用(4)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气密性检查；仪器连接；反应原理涉及的方程式；各仪器的作用；各部分的现象；装置的缺陷及其改进措施。(2015济宁二模)(14分)“摩尔盐”(NH4)2Fe(SO4)26H2O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

10、。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：AFe2O3SO2NH3H2OBFeOSO3NH3H2OCFeOSO2NH3H2ODFe2O3SO3SO2NH3H2O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。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_

11、。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_。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】(NH4)2Fe(SO4)26H2O化合价Fe为2，S为6分解反应元素化合价有升、降、且升降数相等A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。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

12、)使反应生成的气体进入B、C装置中(2分)H2O2SO2Ba2=BaSO42H(2分)FeO(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)只要答出“赶出分解生成的SO2和SO3”均给分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审题忠告(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：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。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。仪器间连

13、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。常见氧化剂：氯水、溴水、酸性KMnO4溶液。常见干燥剂：浓H2SO4、P2O5、碱石灰、CaCl2、硅胶。常见沉淀剂：澄清石灰水，Ba(OH)2溶液、AgNO3溶液、BaCl2溶液等。检验H2O：无水CuSO4。(4)注意“四防”：防倒吸防爆炸防氧化防潮解、水解。2答题忠告(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

14、(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。.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

15、态产物为_。.探究固体产物(3)【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】在金属活动性顺序表中，锰介于铝与锌之间。氧化锰(MnO)是灰绿色粉末。不溶于水，可溶于酸。高锰酸钾溶液能将Mn2氧化成二氧化锰。(4)【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将少量固体产物加入稀盐酸中，无气泡产生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：_。(

16、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a min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

17、属活动性顺序表中排在氢之前，实验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)CO22OH=COH2O(或CO2OH=HCO)CO

18、和CO2(3)Mn和MnO的混合物(4)实验中锰、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,MnOCOCO2(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

19、，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：6Cl26Ca(OH)2=Ca(ClO3)25CaCl26H2O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

20、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)2Cl2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

21、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)FBE(2分)(3)饱和食盐水除去Cl2中的HClHCl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)6Fe23ClO3H2O=2Fe(OH)34Fe33Cl(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审题忠告(1)对实验方案设计试题的审题关键明

22、确实验目的和实验原理；根据实验原理合理选择试剂；根据试剂和反应原理设计方案步骤和仪器装置；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、审题的关键可行性(科学性、操作性、简单方便等)；安全性(防爆、防倒吸、防污染、防氧化、防吸水等)；绿色思想(污染少或无污染，原子利用率高；试剂无毒、安全等)。2答题忠告(1)对实验方案设计的试题在答题时要做到实验步骤完整；现象全面准确；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；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。

23、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。请回答下列问题：(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：_；_。(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