高考化學總復習 熱門考點分解透析 考點5 化學實驗（含解析）

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化學實驗 化學實驗是新課標的高考必考內(nèi)容，也是高考的重頭戲，考查內(nèi)容主要有以下三個特點。①考查基本實驗：主要包含實驗安全知識、 重要化學儀器的識別與選用、物質分離和提純的重要方法（過濾、萃取、分液 等）、藥品的取用和保存等；②考查實驗方案的設計與評價:實驗方案的設 計考查范圍很廣，如物質制備步驟的設計、性質探究的設計、物質檢驗與分 離提純的步驟設計等，對于實驗方案的評價主要從裝置的選取、方法的選擇、步驟的順序、環(huán)保等角度進行命題；③考查實驗數(shù)據(jù)處理:主要考查實驗數(shù)據(jù)的獲取方法及其可靠性，以及利用合理可靠的數(shù)據(jù)進行物質含量、轉化率、物質的組成等的計算。高考中考查化學實驗知識的題型有選擇題和非選擇題。 考查的內(nèi)容主要涉及實驗安全知識、試劑的存放和使用、儀器的使用、溶液的配制、試紙的使用、裝置氣密性的檢查以及儀器的洗滌等。此外，根據(jù)實驗要求恰當?shù)剡x用儀器，將常見儀器另作他用（如干燥管用于防倒吸裝置 等），根據(jù)物質的性質在特殊裝置、特定條件下進行非常規(guī)操作，這些也可能成為2017年高考命題的新動向。對于綜合性實驗題，從近幾年新課標全國各地的高考化學試題來看，在非選擇題中均有一個或兩個綜合性題目，分值較大，區(qū)分度較好，命題者往往通過多視角選材并不斷創(chuàng)新試題，全面考查考生的綜合實驗能力。實驗綜合題從形式上或類型上可分為三類:①制備型實驗題；②數(shù)據(jù)處理型實驗題；③創(chuàng)新探究型實驗題。全國卷Ⅰ卷自2013年開始將實驗探究題在試卷中的位置前移，作為化學科第一道非選擇題，結合考綱中“同一學科中不同試題盡量按由易到難的順序排列”，可推測命題者認為實驗探究題情境陌生度較小，試題信息簡潔條理性強，相對而言有利于學生得分（2013、2014年達到預期），但是當試題轉向實驗方案設計考查時（如2015年），學生得分下降幅度超過預期。 復習備考該考點時要注意：①了解《考試大綱》，明確復習內(nèi)容； ②化零為整，集中強化實驗復習。化學實驗知識滲透在中學化學的各個知識點中， 在復習實驗時，要注意將零散的知識加以整合，化零為整，對實驗知識和實驗技能進 行歸類復習。實驗復習內(nèi)容的歸類不能只是單一地歸類，而應該就這一類實驗知 識或實驗操作進行分析、比較，找出其相同之處和相異之處；③按部就班地進行復習。復習過程中要探索符合自己適用的復習方法，以便達到最佳的復習效果。 例19 （2016年高考新課標Ⅰ卷）下列實驗操作能達到實驗目的的是（ ） A．用長頸漏斗分離出乙酸與乙醇反應的產(chǎn)物 B．用向上排空氣法收集銅粉與稀硝酸反應產(chǎn)生的NO C．配制氯化鐵溶液時，將氯化鐵溶解在較濃的鹽酸中再加水稀釋 D．將Cl2與HCl混合氣體通過飽和食鹽水可得到純凈的Cl2 例20 （2016年高考新課標Ⅱ卷）下列實驗操作能達到實驗目的的是（ ） 解析：A．向沸水中滴入飽和氯化鐵溶液制備氫氧化鐵膠體，A項錯誤；B．氯化鎂是強酸弱堿鹽，MgCl2溶液水解產(chǎn)生的HCl易揮發(fā)，所以由MgCl2溶液制備無水MgCl2要在HCl氣流中加熱蒸干，B項錯誤；C．銅與稀硝酸反應，應該用稀鹽酸，C項錯誤；D．分別將少量鈉投入到盛有水和乙醇的燒杯中，反應劇烈的是水，反應平緩的是乙醇，利用此反應比較水和乙醇中氫的活潑性，D項正確。答案：D 例21 （2016年高考新課標Ⅰ卷）氮的氧化物(NOx)是大氣污染物之一，工業(yè)上在一定溫度和催化劑條件下用NH3將NOx還原生成N2。某同學在實驗室中對NH3與NOx反應進行了探究。回答下列問題： （1）氨氣的制備 ①氨氣的發(fā)生裝置可以選擇上圖中的_________，反應的化學方程式為_______________。 ②欲收集一瓶干燥的氨氣，選擇上圖中的裝置，其連接順序為：發(fā)生裝置→______(按氣流方向，用小寫字母表示)。 （2）氨氣與二氧化氮的反應 將上述收集到的NH3充入注射器X中，硬質玻璃管Y中加入少量催化劑，充入NO2(兩端用夾子K1、K2夾好)。在一定溫度下按圖示裝置進行實驗。 操作步驟 實驗現(xiàn)象 解釋原因 打開K1，推動注射器活塞，使X中的氣體緩慢通入Y管中 ①Y管中_____________ ②反應的化學方程式 ____________ 將注射器活塞退回原處并固定，待裝置恢復到室溫 Y管中有少量水珠 生成的氣態(tài)水凝集 打開K2 ③_______________ ④______________ 解析：（1）①在實驗室中，利用氫氧化鈣與NH4Cl混合加熱發(fā)生復分解反應制取氨氣，氫氧化鈣與NH4Cl都是固體，固體混合物加熱制取氣體，故應選用A裝置進行，制取氨氣，發(fā)生反應的化學方程式為2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O；也可以利用NH3H2O的不穩(wěn)定性，該物質受熱分解產(chǎn)生氨氣和水制取氨氣，這時應該選擇的裝置是裝置B，反應的化學方程式是：NH3H2ONH3↑+H2O；②利用A(或B)裝置制得的氨氣，由于氨氣是堿性氣體，所以需要利用堿性干燥劑堿石灰進行干燥，然后再根據(jù)氨氣的密度比空氣小的性質，用向下排空氣法收集，氨氣是大氣污染物，要進行尾氣處理，可利用其在水中極易溶解的性質，用水作吸收劑進行尾氣處理，故裝置的連接順序為d→c→f→e→i；（2）①NO2具有強氧化性，NH3有強還原性，兩者相遇，會發(fā)生氧化還原反應產(chǎn)生氮氣和水，根據(jù)電子守恒、原子守恒，可得反應的方程式：8NH3+6NO27N2 +12H2O，根據(jù)反應方程式可知反應現(xiàn)象是：Y管內(nèi)看到紅棕色氣體慢慢變淺，同時在注射器的內(nèi)壁有水珠產(chǎn)生；②根據(jù)①分析可知發(fā)生該反應的方程式是8NH3+6NO27N2 +12H2O；③反應后由于容器內(nèi)氣體的物質的量減少，所以會使容器內(nèi)氣體壓強減小。當打開K2后，燒杯內(nèi)NaOH溶液在大氣壓強的作用下會倒吸進入Y管內(nèi)；④溶液進入Y管內(nèi)的原因是由于該反應是氣體體積減小的反應，反應發(fā)生導致裝置內(nèi)壓強降低，在外界大氣壓的作用下而發(fā)生倒吸現(xiàn)象。 答案：（1）① A； 2NH4Cl+Ca(OH)22NH3↑+ CaCl2+2H2O(或B；NH3H2ONH3↑+H2O)；②d c f e i；（2）①紅棕色氣體慢慢變淺；②8NH3+6NO2 7N2 +12H2O；③Z中NaOH溶液產(chǎn)生倒吸現(xiàn)象；④反應后氣體分子數(shù)減少，Y管中壓強小于外壓 例22 （2015年高考新課標Ⅰ卷）草酸（乙二酸）存在于自然界的植物中，其K1=5.410－2，K2=5.410－5。草酸的鈉鹽和鉀鹽易溶于水，而其鈣鹽難溶于水。草酸晶體(H2C2O42H2O)無色，熔點為101℃，易溶于水，受熱脫水、升華，170℃以上分解?；卮鹣铝袉栴}： （1）甲組同學按照如圖所示的裝置，通過實驗檢驗草酸晶體的分解產(chǎn)物。裝置C中可觀察到的現(xiàn)象是_________，由此可知草酸晶體分解的產(chǎn)物中有_______。裝置B的主要作用是________。 （2）乙組同學認為草酸晶體分解的產(chǎn)物中含有CO，為進行驗證，選用甲組實驗中的裝置A、B和下圖所示的部分裝置(可以重復選用)進行實驗。 ①乙組同學的實驗裝置中，依次連接的合理順序為A、B、______。裝置H反應管中盛有的物質是_______。 ②能證明草酸晶體分解產(chǎn)物中有CO的現(xiàn)象是_______。 （3）設計實驗證明： ①草酸的酸性比碳酸的強______。 ②草酸為二元酸______。 大小可不強調。碳酸鹽也可以是Na2CO3，但最好不用CaCO3（題目開始部分又暗示CaC2O4難溶）。證明“草酸是二元酸”這個難一點，要用到中和滴定。用一元強堿NaOH中和，根據(jù)酸堿完全反應時的物質的量之比來作判斷，這是草酸是二元酸的最可靠的證據(jù)。 答案：（1）有氣泡逸出，澄清石灰水變渾濁；CO2；冷凝（水蒸氣、草酸等），避免草酸進入裝置C反應生成沉淀，干擾CO2的檢驗。（2） ①F、D、G、H、D、I； CuO（氧化銅）；②H中的粉末有黑色變?yōu)榧t色，其后的D中的石灰水變渾濁；（3） ① 向盛有少量NaHCO3溶液的試管中滴加草酸溶液，有氣泡產(chǎn)生。②用氫氧化鈉標準溶液滴定草酸溶液，消耗氫氧化鈉的物質的量是草酸的兩倍 【適應練習】1.（2016年高考江蘇卷）實驗室以一種工業(yè)廢渣（主要成分為MgCO3、Mg2SiO4和少量Fe、Al的氧化物）為原料制備MgCO33H2O。實驗過程如下： （1）酸溶過程中主要反應的熱化學方程式為MgCO3(s)+2H+(aq)===Mg2+(aq)+CO2(g)+H2O(l) ΔH=－50.4 kJmol-1，Mg2SiO4(s)+4H+(aq)===2 Mg2+(aq)+H2SiO3(s)+H2O(l) ΔH=－225.4 kJmol-1，酸溶需加熱的目的是______；所加H2SO4不宜過量太多的原因是_______。（2）加入H2O2氧化時發(fā)生發(fā)應的離子方程式為___________。 （3）用右圖所示的實驗裝置進行萃取分液，以除去溶液中的Fe3+。 ①實驗裝置圖中儀器A的名稱為_______。 ②為使Fe3+盡可能多地從水相轉移至有機相，采取的操作：向裝有水溶液的儀器A中加入一定量的有機萃取劑，______、靜置、分液，并重復多次。 （4）請補充完整由萃取后得到的水溶液制備MgCO33H2O的實驗方案：邊攪拌邊向溶液中滴加氨水，______，過濾、用水洗滌固體2～3次，在50℃下干燥，得到MgCO33H2O。 。 2.（2015新課標Ⅱ卷理綜化學）二氧化氯（ClO2，黃綠色易溶于水的氣體）是高效、低毒的消毒劑，回答下列問題： （1）工業(yè)上可用KC1O3與Na2SO3在H2SO4存在下制得ClO2，該反應氧化劑與還原劑物質的量之比為 。 （2）實驗室用NH4Cl、鹽酸、NaClO2(亞氯酸鈉）為原料，通過以下過程制備ClO2： ①電解時發(fā)生反應的化學方程式為 。 ②溶液X中大量存在的陰離子有__________。 ③除去ClO2中的NH3可選用的試劑是 (填標號)。 a．水 b．堿石灰 C．濃硫酸 d．飽和食鹽水 （3）用下圖裝置可以測定混合氣中ClO2的含量： Ⅰ．在錐形瓶中加入足量的碘化鉀，用50 mL水溶解后，再加入 3 mL 稀硫酸： Ⅱ．在玻璃液封裝置中加入水，使液面沒過玻璃液封管的管口； Ⅲ．將一定量的混合氣體通入錐形瓶中吸收； Ⅳ．將玻璃液封裝置中的水倒入錐形瓶中： Ⅴ．用0.1000 molL-1硫代硫酸鈉標準溶液滴定錐形瓶中的溶液（I2+2S2O32-＝2I－+S4O62-)，指示劑顯示終點時共用去20.00 mL硫代硫酸鈉溶液。在此過程中： ①錐形瓶內(nèi)ClO2與碘化鉀反應的離子方程式為 。 ②玻璃液封裝置的作用是 。 ③V中加入的指示劑通常為 ，滴定至終點的現(xiàn)象是 。 ④測得混合氣中ClO2的質量為 g。 （4）用ClO2處理過的飲用水會含有一定最的亞氯酸鹽。若要除去超標的亞氯酸鹽，下列物質最適宜的是_______（填標號)。 a．明礬 b．碘化鉀 c．鹽酸 d．硫酸亞鐵 1.解析：（1）加熱可以加快反應速率；如果硫酸過多，則需要消耗更多的堿液中和硫酸，從而造成生產(chǎn)成本增加，因此所加H2SO4不宜過量太多。（2）溶液中含有亞鐵離子，雙氧水具有強氧化性，能把亞鐵離子氧化為鐵離子，因此加入H2O2氧化時發(fā)生發(fā)應的離子方程式為H2O2+2Fe2＋+2H＋===2Fe3＋+2H2O。（3）①實驗裝置圖中儀器A的名稱為分液漏斗。②為使Fe3+盡可能多地從水相轉移至有機相，采取的操作：向裝有水溶液的儀器A中加入一定量的有機萃取劑，充分振蕩、靜置、分液，并重復多次。（4）根據(jù)氫氧化鎂和氫氧化鋁沉淀的pH可知，滴加氨水的同時必須控制溶液的pH不能超過8.5，且也不能低于5.0，所以邊攪拌邊向溶液中滴加氨水，至5.0＜pH＜8.5，過濾，邊攪拌邊向濾液中滴加Na2CO3溶液至有大量沉淀生成，靜置，向上層清液中滴加Na2CO3溶液，若無沉淀生成，過濾、用水洗滌固體2~3次，在50℃下干燥，得到MgCO33H2O。 答案：（1）加快酸溶速率；避免制備MgCO3時消耗更多的堿（2）H2O2＋2Fe2＋＋2H＋＝2Fe3＋＋2H2O （3）①分液漏斗；②充分振蕩（4）至5.0＜pH＜8.5，過濾，邊攪拌邊向濾液中滴加Na2CO3溶液至有大量沉淀生成，靜置，向上層清液中滴加Na2CO3溶液，若無沉淀生成 中應該存在大量的氯離子和氫氧根離子。③a、ClO2易溶于水，不能利用水吸收氨氣，a錯誤；b、堿石灰不能吸收氨氣，b錯誤；c、濃硫酸可以吸收氨氣，且不影響ClO2，c正確；d、ClO2易溶于水，不能利用飽和食鹽水吸收氨氣，d錯誤，答案選c。（3）①ClO2具有強氧化性，通入錐形瓶與酸性碘化鉀溶液反應，氧化I—為I2，自身被還原為Cl—，同時生成水，反應離子方程式為2ClO2＋10I－＋8H＋＝2Cl－＋5I2＋4H2O。②由于二氧化氯是氣體，容易揮發(fā)到空氣中，所以玻璃液封裝置的作用是吸收殘余的二氧化氯氣體。③由于碘遇淀粉顯藍色，則V中加入的指示劑通常為淀粉，滴定至終點的現(xiàn)象是溶液由藍色變?yōu)闊o色且半分鐘內(nèi)不變色。④根據(jù)方程式可知2ClO2～5I2～10S2O32-，則測得混合氣中ClO2的質量為0.1mol/L0.02L67.5g/mol/5＝0. 02700 g。（4）亞氯酸鹽具有氧化性，明礬不能被氧化，碘化鉀被氧化為碘，鹽酸可能被氧化氯氣，因此若要除去超標的亞氯酸鹽，最適宜的是硫酸亞鐵，且產(chǎn)生的氧化產(chǎn)物鐵離子能凈水。 答案：(1) 2：1 （2）①NH4Cl＋2HCl3H2↑＋NCl3 ②Cl—、OH— ③c（3）①2ClO2＋10I－＋8H＋＝2Cl－＋5I2＋4H2O ②吸收殘余的二氧化氯氣體（避免碘的逸出）③淀粉溶液；溶液由藍色變?yōu)闊o色，且半分鐘內(nèi)溶液顏色不再改變 ④0.02700 （4）d