完整word版高考化学实验专题.docx

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完整word版高考化学实验专题

探究类实验题

热点一　

物质性质的验证与探究

思维导图

第1步

明确实验干什么

审题干及设问，明确实验目的。

第2步↓

题干信息有什么

审题干明确物质的特性及其他有效信息。

第3步↓

思考实验原理是干什么

根据实验目的、题干信息及已有知识，设想探究、验证物质性质的实验原理。

第4步↓

问题问什么

细审试题设问，斟酌命题意图，确定答题方向。

第5步↓

规范解答

结合第3步、第4步，用学科语言、化学用语有针对性的回答问题。

方法探究

1.某化学小组拟采用如下装置（夹持和加热仪器已略去）来电解饱和食盐水，同时检验氯气的氧化性。

若检验氯气的氧化性，则乙装置的a瓶中溶液可以是___淀粉-KI溶液，对应的现象为_______溶液变为蓝色。

2.高锰酸钾是一种典型的强氧化剂，无论在实验室还是在化工生产中都有重要的应用。

下图是实验室制备氯气并进行一系列相关实验的装置（夹持设备已略）。

设计装置D、E的目的是比较氯、溴、碘的非金属性。

当向D中缓缓通入足量氯气时，可以看到无色溶液逐渐变为红棕色，说明氯的非金属性大于溴。

打开活塞，将D中的少量溶液加入E中，振荡E。

观察到的现象是________________________________。

该现象________（填“能”或“不能”）说明溴的非金属性强于碘，原因是___________________________

______________________________________________________________。

解析　打开活塞，将装置D中含溴单质的少量溶液加入含碘化钾和苯的装置E中，溴单质和碘化钾反应生成碘单质，碘单质溶于苯呈紫红色。

振荡观察到的现象是E中溶液分为两层，上层（苯层）为紫红色。

但是若通入的氯气过量，Cl2也能将I－转化为I2：

Cl2＋2I－===2Cl－＋I2，则不能说明溴的非金属性比碘强。

答案　E中溶液分为两层，上层（苯层）为紫红色　不能　过量的Cl2也可将I－氧化为I2

3.根据要求完成下列实验过程（a、b为弹簧夹，加热及固定装置已略去）。

（1）验证碳、硅非金属性的相对强弱（已知酸性：

亚硫酸>碳酸）。

①连接仪器、________________、加药品后，打开a、关闭b，然后滴入浓硫酸，加热。

②铜与浓硫酸反应的化学方程式是______________________________

_______________。

装置A中试剂是________________。

③能说明碳的非金属性比硅强的实验现象是_______________________

______________________________________________。

①检验装置气密性②Cu＋2H2SO4（浓）==CuSO4＋SO2↑＋2H2O酸性KMnO4溶液③A中酸性KMnO4溶液没有完全褪色，盛有Na2SiO3溶液的试管中出现白色沉淀

（2）验证SO2的氧化性、还原性和酸性氧化物的通性。

①在

（1）①操作后打开b，关闭a。

②H2S溶液中有浅黄色浑浊出现，化学方程式是_______________________。

③BaCl2溶液中无明显现象，将其分成两份，分别滴加下列溶液，将产生的沉淀的化学式填入下表相应的位置。

滴加的溶液

氯水

氨水

沉淀的化学式

________ 

________ 

写出其中SO2显示还原性生成沉淀的离子方程式：

____________________

______________________。

②2H2S＋SO2===3S↓＋2H2O

③BaSO4BaSO3Cl2＋SO2＋2H2O＋Ba2＋===BaSO4↓＋4H＋＋2Cl－

4.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能证明草酸晶体分解产物中有CO的现象是________________________

_______________________________________________________________。

审题流程：

第1步　明确实验目的：

探究草酸分解的产物。

第2步　新信息：

“钙盐难溶于水、受热脱水、升华、170℃以上分解”。

第3步　实验原理，第

（1）问CO2能使澄清的石灰水变浑浊，注意：

挥发的草酸蒸气也可能使澄清石灰水变浑浊。

第

（2）问由装置A、B出来的气体有CO2、CO，容易想到用CO还原氧化铜，检验产物中有CO2，注意必须先除去原产物中的CO2，并检验是否除尽。

第4步　命题意图：

考查提取有效信息，并整合迁移应用的能力，CO、CO2的性质；物质检验、除杂、实验装置的连接，实验现象分析等。

第5步　规范解答：

容易出错的地方有，第

（1）问，C中的现象易漏掉“气泡”；B装置的作用，涉及了3处踩分点，易忽略草酸的干扰。

第

（2）问，实验装置的连接，易遗漏第一处D装置，和尾气处理装置；验证CO，必须有CuO和澄清的石灰水两方面现象的描述，容易漏掉一处。

解析　

（1）装置C中澄清石灰水的作用是检验是否有CO2气体生成，若有CO2气体生成，澄清石灰水变浑浊。

装置B中冰水的作用是降低温度，使生成的水和草酸（题给信息：

受热脱水、升华）冷凝。

若草酸进入装置C，会生成草酸钙沉淀，干扰CO2检验。

（2）检验CO可通过检验CO还原黑色的CuO生成的CO2进行。

因为分解产物中有CO2，所以先要除去CO2，可用浓NaOH溶液吸收CO2，并用澄清石灰水检验CO2是否除尽，再用无水氯化钙干燥CO，然后通过灼热的CuO，再用澄清石灰水检验生成的CO2气体，没有反应掉的CO可用排水法收集。

若前面澄清石灰水无现象，H中黑色的CuO变红色，后面的澄清石灰水变浑浊，说明草酸晶体分解产物中有CO。

答案　

（1）有气泡逸出，澄清石灰水变浑浊　CO2　冷凝（水蒸气、草酸等），防止草酸进入装置C反应生成沉淀，干扰CO2的检验

（2）①F、D、G、H、D、I　CuO（或氧化铜）

②前面D中澄清石灰水无现象，H中黑色粉末变红色，其后面的D中澄清石灰水变浑浊

热点二　

“气体制备”与综合实验探究

思维导图

1.物质制备流程

2.操作先后流程

（1）装配仪器时：

先下后上，先左后右。

（2）加入试剂时：

先固后液。

（3）实验开始时：

先检查装置气密性，再加药品，然后点酒精灯。

（4）净化气体时：

一般先除去有毒、有刺激性气味的气体，后除去无毒、无味的气体，最后除水蒸气。

（5）防倒吸实验：

往往是最后停止加热或停止通气。

（6）防氧化实验：

往往是最后停止通气。

3.有气体参与实验中应注意的事项

（1）爆炸：

可燃性气体的点燃、不纯气体受热、气体导管堵塞导致。

（2）炸裂：

玻璃仪器的骤冷骤热、受热不均等导致。

（3）倒吸：

气体在用液体吸收或与液态试剂反应时，由于极易溶解或反应导致。

（4）堵塞：

生成的蒸气易凝结、生成气体的同时产生粉尘等导致。

（5）空气污染：

生成的气体有毒，缺少尾气处理措施或措施不当导致。

方法探究

1.实验室用贝壳与稀盐酸反应制备并收集CO2气体，下列装置中合理的是（　　）

解析　A项，收集装置应长进短出；

C项，气体发生装置中长颈漏斗未液封；

D项，收集装置全密封，无法排气。

答案　B

2.用二氧化氯（ClO2）可制备用途广泛的亚氯酸钠（NaClO2），实验室可用下列装置（略去部分夹持仪器）制备少量的亚氯酸钠。

装置C中发生反应：

2NaClO3＋SO2===2ClO2＋Na2SO4（Ⅰ）

装置D中发生反应：

2ClO2＋H2O2＋2NaOH===2NaClO2＋2H2O＋O2（Ⅱ）

（1）仪器组装完毕，关闭两个弹簧夹，打开A中活塞，向A中注入水可检验装置气密性，装置气密性良好的现象是___________________________

_________。

实验开始时，打开A的活塞，两个弹簧夹的开关操作是_______________，F中盛有的液体为__________。

解析　若装置气密性良好，水滴入的速度会越来越慢，直到最后停止滴入。

弹簧夹甲打开后的作用是调节装置内气压与大气压平衡，弹簧夹乙打开后，可以使装置F中的NaOH溶液吸收尾气。

（2）装置B中进行的是用硫酸与亚硫酸钠制备二氧化硫的反应，该处使用的是70%～80%的硫酸，而不是98%的浓硫酸或极稀的硫酸，原因是_______

____________________________________。

解析硫酸与亚硫酸钠反应制备二氧化硫的反应为离子反应，70%～80%的硫酸能提供该反应所需的足够的H＋。

（3）装置C的作用是______________________________________________，装置E的作用是____________________。

解析装置C的作用是制备ClO2气体，并可通过观察气泡判断反应的快慢，由此可调节反应进行的快慢；装置E可起到安全瓶的作用，即防止液体倒吸入装置D中。

（4）在碱性溶液中NaClO2比较稳定，所以装置D中应维持NaOH稍过量，判断NaOH是否过量所需要的试剂是___。

a.稀盐酸b.品红溶液c.石蕊溶液d.酚酞溶液

解析检验碱液的存在可用酸碱指示剂。

（5）一次实验制备中，通过检验发现制备的NaClO2中含有NaOH、Na2SO3，出现这些杂质的可能原因是__________________________________。

检验产物中含有Na2SO3杂质的实验操作和现象是_________________________

______________________________________________________________。

（供选择的试剂有：

Ba（OH）2溶液、H2O2溶液、AgNO3溶液、品红溶液、H2SO4溶液）

解析过量的SO2和过量的NaOH反应生成Na2SO3；Na2SO3与Ba（OH）2反应生成白色沉淀BaSO3，滴加稀盐酸，有无色刺激性气体产生。

3.纳米碳酸钙广泛应用于橡胶、塑料、造纸、化学建材、油墨、涂料、密封胶与胶粘剂等行业。

在浓CaCl2溶液中通入NH3和CO2可以制得纳米级碳酸钙。

某校学生实验小组设计如图所示装置制取该产品。

D中装有蘸稀硫酸的脱脂棉，图中夹持装置已略去。

可选用的药品有a.石灰石　b.饱和氯化钙溶液

c.6mol·L－1盐酸　d.氯化铵固体　e.氢氧化钙固体

（1）A中制备气体时，所需的药品是____（填字母）。

解析　由图可知，A制备的气体为CO2，所以选择药品为石灰石和6mol·L－1盐酸。

（2）B中盛有____________溶液，其作用是________________。

解析制出的CO2中不能有HCl，否则会在C中与NH3反应，除去HCl应该用饱和NaHCO3溶液。

（3）写出制取氨气的化学方程式：

_________________________________

_________。

（4）在实验过程中，向C中通入气体是有先后顺序的，应先通入的气体是______（写化学式）。

解析NH3的溶解度大于CO2，所以先通入NH3使溶液呈碱性，CO2才能被充分的吸收参与反应。

（5）检验D出口处是否有氨气逸出的方法是_______________________

____________________________________________________________________________。

解析检验NH3时将湿润的红色石蕊试纸放在D出口处，若试纸变蓝，则证明有氨气逸出；如果试纸不变蓝，则证明没有氨气逸出。

（6）写出制纳米级碳酸钙的化学方程式：

_CaCl2＋CO2＋H2O＋2NH3===2NH4Cl＋CaCO3↓。

4.工业上，向500～600℃的铁屑中通入氯气生产无水氯化铁；向炽热铁屑中通入氯化氢生产无水氯化亚铁。

现用如图所示的装置模拟上述过程进行实验。

回答下列问题：

（1）制取无水氯化铁的实验中，A中反应的化学方程式为________________

__________________________，装置B中加入的试剂是________。

解析　根据装置示意图，制取无水氯化铁的实验中，装置A为制取氯气的实验装置，发生反应为二氧化锰与浓盐酸反应生成氯化锰、氯气和水；装置B的作用是除去混杂在氯气中的水蒸气，故B中加入的试剂为浓硫酸。

（2）制取无水氯化亚铁的实验中，装置A用来制取______。

尾气的成分是_________。

若仍用D装置进行尾气处理，存在的问题是_________、______________。

解析根据题给信息，在制取无水氯化亚铁实验中，装置A是用于制取HCl气体；经浓H2SO4干燥后，在硬质玻璃管中发生反应：

Fe＋2HCl===FeCl2＋H2，则尾气的成分是氯化氢和氢气；若仍用D装置进行尾气处理，则因氯化氢极易溶于水，故会产生倒吸，且氢气与NaOH溶液不反应，可燃性气体氢气也不能被吸收。

（3）若操作不当，制得的FeCl2会含有少量FeCl3，检验FeCl3常用的试剂是__________。

欲制得纯净的FeCl2，在实验操作中应先__________

________________________，再________________。

解析检验氯化铁溶液常用的试剂是KSCN溶液；欲制得纯净的氯化亚铁，应防止装置中氧气的干扰，在实验过程中应先点燃A处的酒精灯，利用产生的氯化氢气体排出装置中的空气，再点燃C处的酒精灯。

5.工业上常利用含硫废水生产Na2S2O3·5H2O，实验室可用如下装置（略去部分夹持仪器）模拟生产过程。

（1）仪器组装完成后，关闭两端活塞，向装置B中的长颈漏斗内注入液体至形成一段液柱，若________________，则整个装置气密性良好。

装置D的作用是_________。

装置E中为_______________溶液。

解析　若装置不漏气，则长颈漏斗中会形成一段液柱并且液柱高度保持不变；装置D为安全瓶，可防止倒吸；装置E是尾气处理装置，用来吸收过量的SO2，故所盛溶液可以是NaOH溶液等。

（2）为提高产品纯度，应使烧瓶C中Na2S和Na2SO3恰好完全反应，则烧瓶C中Na2S和Na2SO3物质的量之比为_____。

解析若生成3molNa2S2O3，根据方程式的关系可知需要3molS和3molNa2SO3；生成3molS需2molH2S；而生成2molH2S需2molNa2S且同时生成2molNa2SO3；故需要的Na2S为2mol、Na2SO3为1mol，其物质的量之比为2∶1。

（3）装置B的作用之一是观察SO2的生成速率，其中的液体最好选择________。

a.蒸馏水b.饱和Na2SO3溶液

c.饱和NaHSO3溶液d.饱和NaHCO3溶液

实验中，为使SO2缓慢进入烧瓶C，采用的操作是____________________。

已知反应（Ⅲ）相对较慢，则烧瓶C中反应达到终点的现象是__________________________。

反应后期可用酒精灯适当加热烧瓶A，实验室用酒精灯加热时必须使用石棉网的仪器还有________。

a.烧杯b.蒸发皿c.试管d.锥形瓶

解析装置B中的溶液不能和SO2反应。

蒸馏水能溶解SO2；Na2SO3溶液能与SO2反应：

SO2＋Na2SO3＋H2O===2NaHSO3；NaHCO3溶液也能与SO2反应：

NaHCO3＋SO2===CO2＋NaHSO3。

为使SO2缓慢进入烧瓶C，应使生成SO2的速率减慢，可通过控制滴加硫酸的速度来实现；因反应（Ⅲ）相对较慢，C中反应达到终点时S消耗完，现象是溶液变澄清。

蒸发皿加热时不需垫石棉网，试管是小型玻璃仪器，加热时也不需垫石棉网；烧杯、锥形瓶在加热时需垫石棉网。

答案c　控制滴加硫酸的速度（合理即可）　溶液变澄清（或浑浊消失）　ad

（4）反应终止后，烧瓶C中的溶液经蒸发浓缩、冷却结晶即可析出Na2S2O3·5H2O，其中可能含有Na2SO3、Na2SO4等杂质。

利用所给试剂设计实验，检测产品中是否存在Na2SO4，简要说明实验操作、现象和结论：

_____________________________________________________________________________________________________________________。

供选择的试剂：

稀盐酸、稀硫酸、稀硝酸、BaCl2溶液、AgNO3溶液

答案：

取少量产品溶于足量稀盐酸，静置，取上层溶液（或过滤，取滤液），滴加BaCl2溶液，若出现沉淀则说明含有Na2SO4杂质（合理即可）

热点三　

“化工流程”与综合实验探究

思维导图

化工流程的命题来源很广，与各个知识模块的结合点较多，因此分析工业生产化工流程题时，应将流程路线、试题设问和理论知识有机结合起来，它常常结合工艺流程考查基本化学实验问题，可以说它是无机框图题的创新。

流程的呈现形式有：

①操作流程；②物质变化流程；③装置流程。

解题时首先要明确原料和产品（包括副产品），即箭头进出方向，其次依据流程图分析反应原理，紧扣信息，搞清流程中每一步发生了什么反应——知其然，弄清有关反应原理，明确目的（如沉淀反应、除杂、分离）——知其所以然，最后联系储存的知识，有效地进行信息的利用，准确表述和工整书写。

由于化工流程常与溶液的配制、物质的分离及定量测定等基本操作有机结合起来，所以只有复习时牢固掌握实验基础知识，才能有效结合题中的信息，准确答题。

方法探究

1.某化学实验室产生的废液中含有Fe3＋、Cu2＋、Ba2＋、Cl－四种离子，现设计下列方案对废液进行处理，以回收金属并制备氯化钡、氯化铁晶体。

（1）沉淀1中含有的金属单质是________。

解析　加入过量铁屑，置换出铜单质。

（2）氧化时加入H2O2溶液发生反应的离子方程式为__________________

_________________。

解析2Fe2＋＋2H＋＋H2O2===2Fe3＋＋2H2O

（3）下列物质中，可以作为试剂X的是____（填字母）。

A.BaCl2B.BaCO3

C.NaOHD.Ba（OH）2

解析加入X，目的是调pH，并且不能引入新的杂质。

（4）检验沉淀2洗涤是否完全的方法是________________________________

______________________________________________________________________________________________________________________________。

解析检验沉淀2洗涤是否完全的方法是取最后一次洗涤液少许，滴入1～2滴硫酸钠溶液，若不出现白色浑浊，表明已洗涤完全。

（或取最后一次洗涤液少许，滴入1～2滴硝酸银溶液，若不出现白色浑浊，表明已洗涤完全）

（5）制备氯化铁晶体过程中需保持盐酸过量，其目的是_________________

_________。

解析制备氯化铁晶体过程中需保持盐酸过量，其目的是抑制Fe3＋水解。

2.某实验小组用工业上废弃固体（主要成分Cu2S和Fe2O3）混合物制取粗铜和Fe2（SO4）3晶体，设计的操作流程如下：

（1）③④操作中会有一种气体生成，若在实验室制备该气体，可选择下列哪些装置_cd__（填字母）。

（2）溶液B在空气中放置有可能变质，如何检验溶液B是否变质：

___溶液B于试管中，加入几滴KSCN溶液，如果变为血红色则证明存在Fe3＋，即原溶液已变质_________。

（3）溶液B加稀硫酸酸化后加强氧化剂X，试剂X最好选择下列哪种试剂_b__（填字母）。

a.Cl2　　　　b.H2O2　　　　c.KMnO4

（4）由溶液C经______蒸发浓缩___、______冷却结晶___、过滤等操作得Fe2（SO4）3晶体。

（5）某同学用实验制得的Fe2（SO4）3晶体配制0.1mol·L－1的Fe2（SO4）3溶液，在称量出Fe2（SO4）3晶体后，溶解该晶体的具体操作为_____将称量好的晶体放于烧杯中，加入适量的稀硫酸和蒸馏水，用玻璃棒搅拌________________________________________________。

3.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，在工业上应用广泛。

工业上制取氯化亚铜的工艺流程如下：

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_________________________

______________________________（写出一条即可）。

解析　注意反应①的反应物和生成物，即可确定该反应的化学方程式为NH4[CuCl2]===CuCl↓＋NH4Cl。

用95%乙醇代替蒸馏水洗涤的主要目的是洗去晶体表面的杂质离子及水分，减小CuCl的溶解损失，同时可以加快固体的干燥。

（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。

解析将乙醇与水分离的操作是蒸馏，根据残液浓缩后的补充物质可知，可直接循环利用的有NH4Cl和HNO3。

（3）实验室用右图装置制备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）。

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