2012届高三化学二轮专题复习课件：专题十四实验设计与实验方案评价(新课标湖南版).ppt

专题专题 十四 实验设计实验设计 与实验实验 方案评评价 考点指向考题题分布题题型分值值 实验综实验综 合2011全国，29非选择题选择题15 实验综实验综 合2011新课标课标 全国，28非选择题选择题15 实验综实验综 合2010新课标课标 全国，27非选择题选择题15 实验综实验综 合2009全国，27非选择题选择题15 实验综实验综 合2009全国，28非选择题选择题15 综综合实验设计类题实验设计类题 目由于涉及知识识点多，综综合性大，对对能力要求层层 次高，是近年来高考中必考的题题型。考生在备战备战 高考时时要特别别重视视。但是 这类题这类题 目往往难难度较较大，历历年高考中考生得分率都比较较低，究其原因，主 要是平时时学习习中对实验对实验 重视视不够够，甚至靠“背”来解决实验实验 中的问题问题 ；再加 上作答时语时语 言表达不够严够严 密，导导致失分严严重。 实验设计实验设计 与评评价试题试题 的命题题一般都是从中学阶阶段学生最熟悉的基础础 实验实验 入手，由简单简单 到复杂杂，从单单一到综综合，从教材内容到实际应实际应 用。开放 性试题试题 是高考命题题新的探索方向。这类这类 高考试题试题 的特点有：一是重视视以课课 本实验为实验为 突破口，考查查学生基本的实验实验 能力，即体现现基础础。二是以实验为实验为 中心，将化学实验实验 与其他化学知识识有机地结结合于一体，着重考查查学生的能 力和素质质，特别别是对对思维维能力的考查查。三是原理均源于课课本，但装置基于 课课本又不同于课课本，即强调创调创 新。考查查学生对实验对实验 的深层层次的掌握情况。 (2011新课标课标 全国，28) 氢氢化钙钙固体是登山运动员动员 常用的能源提 供剂剂。某兴兴趣小组拟选组拟选 用如下装置制备氢备氢 化钙钙。 请请回答下列问题问题 ： (1)请选择请选择 必要的装置，按气流方向连连接顺顺序为为_(填仪仪器接 口的字母编编号)。 (2)根据完整的实验实验 装置进进行实验实验 ,实验实验 步骤骤如下：检查检查 装置气密性后 ，装入药药品；打开分液漏斗活塞；_(请请按正确的顺顺序填入下列步骤骤 的标标号)。 a加热热反应应一段时间时间 b收集气体并检验检验 其纯纯度 c关闭闭分液漏斗活塞 d停止加热热，充分冷却 (3)实验结实验结 束后，某同学取少量产产物，小心加入水中，观观察到有气泡冒 出，溶液中加入酚酞酞后显红显红 色,该该同学据此判断，上述实验实验 确有cah2生成 。 写出cah2与水反应应的化学方程式_； 该该同学的判断不正确，原因是 _。 (4)请请你设计设计 一个实验实验 ，用化学方法区分钙钙与氢氢化钙钙，写出实验简实验简 要 步骤骤及观观察到的现现象：_ 。 (5)登山运动员动员 常用氢氢化钙钙作为为能源提供剂剂，与氢氢气相比，其优优点是 _。 透析引领领 (1)钙钙属于极活泼泼的金属,极易与水反应应生成氢氢氧化钙钙和氢氢气 ，而制备备的氢氢气中会混有水蒸气和氯氯化氢氢，所以在与钙钙化合之前需要除杂杂 和干燥，分别选别选 用试剂氢试剂氢 氧化钠钠和浓浓硫酸；同时为时为 防止空气中水蒸气进进入 ，最后还还需要连连接干燥管，所以正确的顺顺序为为：ie，fd，cj，k(或k ，j)a。 (2)由于多余的氢氢气需要燃烧烧反应应掉，所以应该应该 先收集一部分气体并检检 验验其纯纯度，反应结应结 束后还还需要使氢氢化钙钙在氢氢气的氛围围中冷却，所以应该应该 最 后关闭闭分液漏斗活塞，因此正确的顺顺序为为badc。 (3)氢氢化钙钙中h显显1价，极易与水反应应生成氢氢氧化钙钙和氢氢气，方程式 为为cah22h2o=ca(oh)22h2；因为为金属钙钙与水反应应也会生成氢氢氧化 钙钙和氢氢气，同样样会出现现上述现现象，所以该该同学的判断不正确。 (4)由于氢氢化钙钙中含有氢氢元素，因此氢氢化钙钙的燃烧产烧产 物有水，所以可以 利用无水硫酸铜检验铜检验 其燃烧产烧产 物。 (5)氢氢气是气体不方便携带带，而氢氢化钙钙是固体，便于携带带。 答案 (1)ie，fd，cj，k(或k，j)a (2)badc (3)cah22h2o=ca(oh)22h2 金属钙钙与水反应应也有类类似现现象 (4)取适量氢氢化钙钙，在加热热条件下与干燥氧气反应应，将反应应气相产产物通 过过装有无水硫酸铜铜的干燥管，观观察到白色粉末变为蓝变为蓝 色晶体；取钙钙做类类似 实验实验 ，观观察不到此现现象。 (5)氢氢化钙钙是固体，携带带方便 (2011山东东，30)实验实验 室以含有ca2、mg2、cl、so 、br 等离子的卤卤水为为主要原料制备备无水cacl2和br2，流程如下： (1)操作使用的试剂试剂 是_，所用主要仪仪器的名称是 _。 (2)加入溶液w的目的是_。用cao调节调节 溶液y的ph，可以除 去mg2。由表中数据可知，理论论上可选择选择 ph最大范围围是_ 。 酸化溶液z时时，使用的试剂为试剂为 _。 (3)实验实验 室用贝贝壳与稀盐盐酸反应应制备备并收集co2气体，下列装置中合理 的是_。 开始沉淀时时的ph沉淀完全时时的ph mg29.611.0 ca212.2c(oh)1.8mol/l (4)常温下，h2so3的电电离常数ka11.2102，ka26.3103，h2co3 的电电离常数ka14.5107，ka24.71011。某同学设计实验验证设计实验验证 h2so3 酸性强于h2co3：将so2和co2气体分别别通入水中至饱饱和，立即用酸度计测计测 量溶液的ph，若前者的ph小于后者，则则h2so3酸性强于h2co3。该实验设该实验设 计计不正确，错误错误 在于_。 设计设计 合理实验验证实验验证 h2so3酸性强于h2co3(简简要说说明实验实验 步骤骤、现现象 和结论结论 )。_。仪仪器自选选。 供选择选择 的试剂试剂 ：co2、so2、na2co3、nahco3、na2so3、nahso3、 蒸馏馏水、饱饱和石灰水、酸性kmno4 溶液、品红红溶液、ph试纸试纸 。 透析引领领 本题题主要考查查常见见的基本实验实验 操作、仪仪器的使用、离子的除 杂杂和实验实验 方案的设计设计 ，综综合性强。 (1)氯氯气具有强氧化性，通入氯氯气后可以将溶液中的br氧化成溴单质单质 ， 因为单质为单质 溴极易溶于有机溶剂剂，所以可以采用萃取的方法分离，萃取的主要 仪仪器是分液漏斗。由流程图图可知单质单质 溴在下层层，因此该该有机溶剂剂的密度要比 水的大且不溶于水，所以该试剂该试剂 是ccl4。 (2)由于so 会与ca2结结合形成微溶性的硫酸钙钙而影响氯氯化钙钙的制备备 ，因此必须须除去；由表中数据可知ph大于11时时mg2沉淀完全,ph大于12.2时时 ，ca2开始沉淀，所以理论论上可选择选择 ph的最大范围围是11.0ph12.2；因为为 不能引入新的杂质杂质 ，所以酸化溶液z时时，使用的试剂应该为盐试剂应该为盐 酸。 (3)实验实验 室制取co2的特点是固体和液体反应应且不需要加热热，由于盐盐酸易 挥发挥发 ，因此在收集之前需要除去挥发挥发 出的hcl气体；因为为co2的密度大于空 气的密度，所以采用向上排空气法收集co2气体。若使用长颈长颈 漏斗，长颈长颈 漏 斗的下端必须须插入到溶液中，以防止co2气体从长颈长颈 漏斗中跑出来，因此选选 项项b、d正确。 (4)h2so3和h2co3均属于二元酸，要想通过过比较较二者的ph来验证验证 二者 的酸性强弱，必须须使二者的浓浓度相同，但是so2和co2气体溶于水后的饱饱和 溶液其浓浓度显显然不相等(因为为二者的溶解度不同)，所以该实验设计该实验设计 不正确 。要检验检验 酸性强弱，可以采用多种方法，例如利用水解原理(酸越弱相应应的 强碱盐盐就越易水解)，也可以利用较较强的酸制取较较弱的酸来检验检验 。由于so2 和co2气体均可以使饱饱和石灰水变浑浊变浑浊 ，所以co2气体在通入饱饱和石灰水之 前必须须除去其中混有的so2气体。 答案 (1)四氯氯化碳 分液漏斗 (2)除去溶液中的so 11.0ph12.2 盐盐酸 (3)b、d (4)用于比较较ph的两种酸的物质质的量浓浓度不相等。 方案一：配制相同物质质的量浓浓度的nahso3和nahco3溶液，用酸度计计 (或ph试纸试纸 )测测两溶液的ph。前者的ph小于后者，证证明h2so3酸性强于 h2co3 方案二：将so2气体依次通过过nahco3(na2co3)溶液、酸性kmno4溶液 、品红红溶液、澄清石灰水。品红红溶液不褪色，且澄清石灰水变变混浊浊，证证明 h2so3酸性强于h2co3 方案三：将co2气体依次通过过nahso3(na2so3)溶液、品红红溶液。品红红 溶液不褪色，证证明h2so3酸性强于h2co3。 (2011北京，27)甲、乙两同学为为探究so2与可溶性钡钡的强酸盐盐能否 反应应生成白色baso3沉淀，用下图图所示装置进进行实验实验 (夹夹持装置和a中加热热 装置已略，气密性已检验检验 )。 实验实验 操作和现现象： 操作现现象 关闭弹闭弹 簧夹夹，滴加一定量浓浓 硫酸，加热热 a中有白雾雾生成，铜铜片表面产产生气泡 b中有气泡冒出，产产生大量白色沉淀 c中产产生白色沉淀，液面上方略显显浅棕色并逐渐渐消失 打开弹弹簧夹夹，通入n2，停止 加热热，一段时间时间 后关闭闭 从b、c中分别别取少量白色沉 淀，加稀盐盐酸 均未发现发现 白色沉淀溶解 (1)a中反应应的化学方程式是_。 (2)c中白色沉淀是_，该该沉淀的生成表明so2具有_ 性。 (3)c中液面上方生成浅棕色气体的化学方程式是 _。 (4)分析b中不溶于稀盐盐酸的沉淀产产生的原因，甲认为认为 是空气参与反应应 ，乙认为认为 是白雾雾参与反应应。 为证实为证实 各自的观观点，在原实验实验 基础础上： 甲在原有操作之前增加一步操作，该该操作是 _； 乙在a、b间间增加洗气瓶d，d中盛放的试剂试剂 是 _。 进进行实验实验 ，b中现现象： 检验检验 白色沉淀，发现发现 均不溶于稀盐盐酸。结结合离子方程式解释实验现释实验现 象 异同的原因：_。 (5)合并(4)中两同学的方案进进行实验实验 。b中无沉淀生成，而c中产产生白 色沉淀，由此得出的结论结论 是_ 。 甲大量白色沉淀 乙少量白色沉淀 (5)通过过以上分析不难难得出，so2与可溶性钡钡的强酸盐盐不能反应应生 成白色baso3沉淀。 简单实验设计题简单实验设计题 【典型题题例】使用中学常备备器材，试设计试设计 一个实验证实实验证实 ba(oh)2溶液和 h2so4溶液的反应应是离子反应应.要求作出有关实验实验 原理、过过程、现现象的说说明。 (1)实验实验 原理：_。 (2)实验过实验过 程：_。 (3)实验现实验现 象：_。 解析 依据中学化学的知识证识证 明一个反应应是离子反应应只能采用间间接的办办 法，联联系到教材中讲讲述离子反应时应时 的实验实验 溶液的导电导电 性实验实验 ，可采取 观测观测 两物质质反应过应过 程中离子浓浓度的变变化的方法来证证明。观测观测 溶液中离子浓浓 度的变变化可通过观测连过观测连 接在电电路中的灯泡的亮度变变化来进进行。至此，可顺顺 利解决本问题问题 。 当然，也可以采用电导仪电导仪 来测测量溶液中离子浓浓度的变变化，但电导仪电导仪 不 属于中学的常用仪仪器。 答案 (1)利用溶液导电导电 性与离子浓浓度的关系，根据溶液在不同阶阶段的 不同导电导电 性能，来证证明溶液中自由移动动离子的浓浓度变变化，从而证证明该该反应应 是离子反应应 (2)利用测测定溶液导电导电 能力的装置，在烧烧杯中先加入50 ml的 ba(oh)2溶液，然后一边边不断地滴加1 mol/l的h2so4溶液，一边轻轻边轻轻 振荡荡 (3)灯泡的亮度随h2so4溶液的不断加入，呈现现由明到暗，乃至熄灭灭，再逐 渐变渐变 亮 点评评 这这是一道典型的实验设计题实验设计题 。问题问题 直白，但不容易。如何联联系 已有知识识解决问题问题 是顺顺利解决本题题的关键键。“通过对过对 新旧信息的加工开发发 ，实现实现 指定的实验设计实验设计 ”是应对这类问题应对这类问题 的基本方法。 【归纳归纳 提升】 探究性实验实验 的过过程中发现发现 科学方法、探索科学问题问题 的基本过过程：发现发现 问题问题 提出假设设设计设计 方案实验实验 探究得出结论结论 。 化学实验设计题实验设计题 (如高考大实验题实验题 )重在培养或考查查把已有知识识和技能 运用于新情景的能力，它所选择选择 的课题课题 往往是没有直接在教学系统统中实实践 过过的。从信息加工角度分析解答时时，还还要能够够从题题目中敏捷地接受信息， 分析评评价信息，选择选择 、调调用自己贮贮存的相关知识识，将新信息与已有知识识有 机地结结合起来，以解决实验设计实验设计 的新问题问题 。大致过过程与思路如下： 1接受信息 接受、分析、筛选筛选 信息，明确实验设计实验设计 的课题课题 、条件和要求。要求迅 速、全面地吸收题题目中的新信息,分析提供这这些信息的目的，把信息归类归类 、 并对对各个信息在实验设计实验设计 中的作用做初步评评估。接受信息主要解决以下问问 题题：一是明确实验课题实验课题 ；二是明确实验实验 条件；三是明确设计设计 要求。 2实验设计实验设计 原理 通过对过对 新旧信息的加工开发发，实现实现 指定的实验设计实验设计 。从设计设计 的要求 及解决问题问题 的顺顺序分析,大致有以下两个层层次：一是实验实验 方法的选选定。这这是 从总总体上考虑实验虑实验 方案的设计设计 。一般说说来，实验实验 方法主要取决于实验实验 原理 ，并受实验实验 条件的制约约。二是实验实验 装置和实验实验 操作设计设计 。装置和操作都是 为为了具体实实施实验实验 方法，完成实验实验 任务务，通常属于实验实验 方案细节细节 的设计设计 。和基本实验实验 方法比较较，它们们往往更贴贴近实验实验 的基础础知识识与基本技能。 3实验设计实验设计 内容 概括地讲讲，设计设计 一个实验实验 通常包括以下几个方面的内容： (1)根据命题题要求，说说明设计该实验设计该实验 的原理，画出实验实验 装置图图。 (2)列出实验实验 操作步骤骤，说说明实验实验 中应应注意的事项项。 (3)观观察、记录实验现记录实验现 象，分析实验结实验结 果(包括写出有关的化学方程式) ，得出正确的结论结论 。 气体实验组实验组 合与设计设计 【典型题题例】n2在化工生产产、农业农业 、医疗疗、航天航空等诸诸多领领域用途 广泛。某化学兴兴趣小组组的同学为为探究在实验实验 室制备较为纯净备较为纯净 的n2，进进行了 认认真的准备备。请请你参与交流与讨论讨论 。 查阅资查阅资 料 n2的制法有下列三种方案： 方案1：加热热条件下，以nh3还还原cuo可制得n2，同时获时获 得活性铜铜粉。 方案2：加热热nano2和nh4cl的浓浓溶液制得n2。 方案3：将空气缓缓缓缓 通过过灼热热的铜铜粉获获得较纯较纯 的n2。 实验实验 准备备 以实验实验 室常见仪见仪 器(药药品)等设计设计 的部分装置如下图图(有的 夹夹持和加热仪热仪 器未画出)。 分析交流 (1)若按方案1制得干燥、纯净纯净 的n2，且需要的nh3以生石灰和浓浓氨水作 原料，整套制气装置按气流从左到右的连连接顺顺序是(填写序号，下同 )_。获获得n2的反应应原理是_。 (2)若以排水法收集n2，其中会混入水蒸气。但也不宜用排空气法，其 原因是_。你提出的收集方法是_。 (3)若以方案2制得n2，应选择应选择 的发发生装置是_。为为保证实验顺证实验顺 利进进行，操作时应时应 _(请请至少填写两点)。 (4)上述三个方案中，制得的n2纯纯度最差的是_。在n2纯纯度要求 不甚严严格的情况下，有人建议议将方案1和方案3结结合使用，你认为认为 其优优越性 在于_。 解析 本题题考查查了运用不同的方案进进行实验设计实验设计 的分析与评评价。(1)按 方案1用生石灰和浓浓氨水反应应制氨气选选用装置e。制得氨气用装置d干燥， 在b中和cuo反应应，过过量的nh3用浓浓硫酸吸收同时时干燥n2。(2)n2的相对对分 子质质量与空气的平均相对对分子质质量相近,不宜用排空气法，可以用塑料袋收 集。 (3)方案2是液液加热热型，选选用装置a。使用应应注意检查检查 气密性、防止虹暴沸 等.(4)方案3制得的n2中含有o2及水蒸气等杂质杂质 ,纯纯度最差。对对比方案1、3， 二者分别别用到了铜铜及氧化铜铜，两者可循环环使用。 点评评 实验评实验评 价要求学生能够够根据实验实验 原理，并结结合元素化合物等知 识进识进 行综综合分析和比较较，从定性和定量两个方面评评价实验实验 方案。在实验实验 方 案的评评价中主要是从这样这样 几个方面进进行的：科学性。实验实验 的科学性主要 体现现在试剂试剂 的选选用是否合理，实验实验 中的操作顺顺序是否合理或正确，定量实实 验验中的实验误实验误 差以及原料的利用率等。实验实验 方案的可行性。可行性是指 通过该实验过该实验 是不是能实现实现 既定的实验实验 目的。实验设计实验设计 的安全性评评价。 实验实验 安全是实验实验 中的一个极为为重要的环节环节 ，也是实验评实验评 价的重点。如可燃 气体在点燃时时要注意验纯验纯 ，有毒气体的吸收，特殊药药品的存放等。 【归纳归纳 提升】 在实验设计实验设计 中还还要考虑虑以下因素：净净化、吸收气体及熄灭灭酒精灯时时 要防止液体倒吸；进进行某些易燃易爆实验时实验时 要防止爆炸，如用co和h2还还 原cuo时应时应 先通h2等；防氧化，如用co和h2还还原cuo后要先熄灭灭酒精 灯后停止通入h2等；防吸水，如制备备易吸水、潮解的物质时质时 必须须采取必 要的措施防止水分进进入。 实验设计实验设计 的思维维模型 对对物质质性质质的评评价与探究 【典型题题例】某学校研究性学习习小组设计实验组设计实验 探究铝铝等金属的性质质： 将一小片久置铝铝片投入浓氯浓氯 化铜铜溶液中，铝铝表面很快出现现一层层海绵绵状暗红红 色物质质，接下来铝铝片上产产生大量气泡，触摸容器知溶液温度迅速上升，收 集气体,检验检验 其具有可燃性。若用同样样的铝铝片投入同浓浓度的硫酸铜铜溶液中， 在短时间时间 内铝铝片无明显变显变 化。 (1)铝铝与氯氯化铜铜溶液能迅速反应应，而与同浓浓度的硫酸铜铜溶液在短时间时间 内 不反应应的原因可能是_。(填序号) a铝铝与cl反应应，铝铝与so 不反应应 b氯氯化铜铜溶液酸性比同浓浓度的硫酸铜铜溶液酸性强 c硫酸铜铜水解生成硫酸使铝钝铝钝 化 d氯氯离子能破坏表面氧化铝铝薄膜，而硫酸根离子不能 e生成氯氯化铝铝溶于水，而生成硫酸铝铝不溶于水 (2)铝铝片表面出现现的暗红红色物质质是_。 (3)放出的气体是_，请请从有关物质质的浓浓度、能量、是否有电电化 学作用等分析开始阶阶段产产生气体的速率不断加快的原因是_。 (4)某同学通过过一定的实验实验 操作，也能使铝铝片与硫酸铜铜溶液反应应加快， 他采取的措施可能是_。 a用砂纸纸擦去铝铝片表面的氧化膜后投入硫酸铜铜溶液中 b把铝铝片投入热氢热氢 氧化钠钠溶液中一段时间时间 后，取出洗涤涤，再投入硫 酸铜铜溶液中 c向硫酸铜铜溶液中滴加氢氢氧化钠钠溶液，再投入铝铝片 d在铝铝片上捆上几枚铜钉铜钉 后投入同浓浓度的硫酸铜铜溶液中 (5)以除去氧化铝铝的铝铝片和镁镁片为电为电 极，与x电电解质质溶液构成原电电池， 列表如下： 其中正确的是_(填序号)，由此推知，金属作电电极不仅仅与本身性 质质相关，而且与_有关。 解析 (1)同浓浓度的氯氯化铜铜溶液和硫酸铜铜溶液，阳离子相同，阴离子不 同，前者能与铝铝反应应而后者不能，说说明是阴离子的影响。在硫酸铜铜溶液与 铝铝片反应应的试试管里加入少量氯氯化铜铜溶液，若反应应加快了，说说明上述推断正 确。 (2)由暗红红色可判断是铜单质铜单质 。 (3)产产生大量气泡，温度迅速上升， 气体具有可燃性，由此可知铝铝与h反应应生成h2。 (4)由(1)中选项选项 d可知， 使铝铝能与铜铜离子反应应的关键键是去除氧化膜。 (5)在碱性溶液中，铝铝的活动动 性强于镁镁，铝铝作负负极。在酸性溶液中，镁镁的活动动性强于铝铝，镁镁作负负极。由 于铝铝与浓浓硝酸钝钝化，在浓浓硝酸中，镁镁作负负极。 答案 (1)d (2)cu (3)h2 随着反应应的进进行，生成铝铝离子的浓浓度增 大，水解程度增大，产产生h的浓浓度增大；该该反应应放热热，升高温度反应应速 率加快；铜铜与铝铝构成原电电池，加快铝铝溶解 (4)a、b (5)a 电电解质质性质质 点评评 探究型实验题实验题 的一般解题题思路为为：先通过对过对 比找出实验实验 的不同 之处处(操作、现现象等),再揭示实验现实验现 象不同的本质质，然后从本质质上设计设计 相应应 的实验实验 来验证验证 。还还有一些题题目将基本的理论论、原理置于实验实验 探究活动动之中 ，只要熟练练掌握基础础知识识，理解其原理，此类题类题 目就会迎刃而解。 【归纳归纳 提升】 物质质在不同条件下表现现出来的各种性质质都与它的结结构有关，因而该该物 质质的性质质反过过来也能在一定程度上反映其结结构，并决定它的用途和制法。 因此在进进行性质实验质实验 方案的设计时设计时 ，要充分了解物质质的结结构、性质质和用途 之间间的相互关系。要根据物质质的结结构特点来设计设计 化学实验实验 方案，探究或验验 证证物质质所具有的一些性质质。 性质实验质实验 的目的是验证验证 和比较较元素的金属性、非金属性；氧化性、还还 原性；化合物的稳稳定性、酸碱性;指定离子和一些有机官能团团的特征反应应。 有关性质实验质实验 方案的设计设计 的解题题思路：结结构推测测可能性质质设计设计 实验实验 方案实实施方案得出结论结论 。 检验检验 方法：(1)要取少量药药品在试试管中进进行实验实验 ,不能在试剂试剂 瓶中操作 。(2)实验实验 叙述方式：向试试管中加入少量然后加入若则证则证 明 探究实验题实验题 的类类型：探究实验题实验题 一般是给给出某个新知识识，将自己的原 有知识识和题题中信息相结结合，正确理解、应应用即可解题题，关键键点是信息的理 解和应应用。探究型试题试题 涉及的知识识一般为课为课 内知识识，其中注重的是研究问问 题题、分析问题问题 的过过程和方法，设问设问 点可以是信息、数据的整合与应应用，实实 验过验过 程的完善、分析、比较较、评评价和改进进，对给对给 出的实验现实验现 象的解释释(尤 其是对对异常现现象的解释释)，对对未知实验现实验现 象的大胆预测预测 等；有的探究实验实验 题则题则 是根据题题中的现现象结结合粒子或基团团的性质质，判断未知物是什么，再运 用得出的结论进结论进 行解题题。 对对物质质制备备的评评价与探究 【典型题题例】(2011海南，17)硫酸亚铁铵亚铁铵 (nh4)2so4feso46h2o为为浅绿绿色晶体，实验实验 室中常以废铁废铁 屑为为原料 来制备备，其步骤骤如下： 步骤骤1 将废铁废铁 屑放入碳酸钠钠溶液中煮沸除油污污，分离出液体，用水洗 净铁净铁 屑。 步骤骤2 向处处理过过的铁铁屑中加入过过量的3 mol/l的h2so4溶液，在60 左右使其反应应到不再产产生气体，趁热过滤热过滤 ，得feso4溶液。 步骤骤3 向所得feso4溶液中加入饱饱和(nh4)2so4溶液，经过经过 “一系列操 作”后得到硫酸亚铁铵亚铁铵 晶体。 请请回答下列问题问题 ： (1)在步骤骤1的操作中，下列仪仪器中不必用到的有_(填仪仪器编编号) 铁铁架台 燃烧烧匙 锥锥形瓶 广口瓶 研钵钵 玻璃棒 酒精灯 (2)在步骤骤2中所加的硫酸必须过须过 量，其原因是_； (3)在步骤骤3中，“一系列操作”依次为为_、_和过滤过滤 ； (4)本实验实验 制得的硫酸亚铁铵亚铁铵 晶体常含有fe3杂质杂质 。检验检验 fe3常用的 试剂试剂 是_，可以观观察到的现现象是_。 解析 步骤骤1是溶液加热热和过滤过滤 操作，用不到；亚铁亚铁 离子在加 热过热过 程中有水解，因而要加酸抑制亚铁亚铁 离子的水解；步骤骤3是抑制亚铁亚铁 离 子水解情况下的蒸发发与结结晶过过程。 答案 (1) (2)抑制亚铁亚铁 离子的水解和氧化 (3)加热浓缩热浓缩 、冷却结结晶 (4)kscn溶液 溶液显红显红 色 【思维维拓展】实验综实验综 合题题不仅仅仅仅 要考查查操作方面的内容，也考查查一些 理论论知识识在实验过实验过 程中的运用，因而实验综实验综 合题历题历 来是高考中的难难点。操 作要点在平时时复习习中注意积积累，分析过过程中可能出现现的问题问题 ，要紧紧扣实验实验 目的，多方面考虑虑，才可确保万无一失。 【归纳归纳 提升】 方案设计设计 的基本思路 (1)明确实验实验 目的：认认真审题审题 ,明确实验实验 的目的和要求，根据相关知识识 ，进进一步明确实验实验 原理。 (2)选择仪选择仪 器和药药品：根据实验实验 的目的和反应应原理进进行原料的选择选择 ， 结结合反应应条件、控制反应应的进进程等选择选择 合适的仪仪器、设备设备 等。 (3)设计实验设计实验 步骤骤：结结合实验实验 原理及所选择选择 的实验仪实验仪 器和药药品，设计设计 出合理的实验实验 装置和操作步骤骤。 (4)记录现记录现 象和数据：认认真观观察实验现实验现 象，及时时、全面、准确地记录记录 实验过实验过 程中的现现象和数据。 (5)分析得出结论结论 ：根据记录记录 的实验现实验现 象和数据，通过过分析、计计算、 推论论等得出实验结论实验结论 。 设计设计 物质质制备备的方案的整个考虑过虑过 程如下：目标产标产 品选择选择 原料 设计设计 反应应路径设计设计 反应应装置控制反应应条件分离提纯产纯产 品。在上述流 程中要优优化每一个具体环节环节 。遵循的优优化原则则是：原料廉价，原理绿绿色， 条件优优化，仪仪器简单简单 ,分离方便。在实验实验 中要大胆创创新：一是反应应原理创创新 ，凡是物质间满质间满 足“反应应容易发发生”、“速率快慢适当”、“产产物较纯较纯 且易分 离”的反应应，均可用于制备备所需产产物；二是实验实验 装置创创新，根据现现有仪仪器 ，考虑题给药虑题给药 品的状态态,是否需要加热热等反应应条件，所给仪给仪 器还还有哪些用 途等，大胆改进进制备备装置、净净化装置、收集装置、除杂杂装置，体现创现创 新精 神。 物质质制备过备过 程中往往要进进行洗涤涤，具体方法有：(1)蒸馏馏水洗；(2)冷水 或冰水洗：对对易溶于水的晶体的洗涤涤，用冷水或冰水可降低晶体在水中的 溶解度，从而可减少晶体用水洗涤过涤过 程中的溶解损损失；(3)酒精洗：在制备备 摩尔盐时盐时 ，用酒精代替蒸馏馏水洗涤涤，既能冲洗掉晶体表面的水和残留的杂杂 质质,而且残留的酒精会挥发挥发 ，从而使晶体纯净纯净 、干燥，又能防止晶体溶解， 同时还时还 可减少蒸馏馏水中溶解氧对对晶体的氧化。 这类这类 考题题的常见题见题 型有：自选选原料制备备、限定原料制备备、用含杂质杂质 的 原料制备备和采用不同的方法制备备。 1下列实验实验 能达到预预期目的是( ) a从含i的溶液中提取碘：加入硫酸酸化的h2o2溶液，再用酒精萃取 2为为了探究课课堂铝热铝热 反应应演示实验实验 生成的熔融物(不含氧化物)的成分 ,进进行如下实验实验 ： (1)取一定量熔融物与一定量很稀的hno3完全反应应，反应过应过 程无气体 放出； (2)向反应应后溶液逐滴加入4 mol/l的naoh溶液，所加naoh溶液的体 积积与生成沉淀的物质质的量的关系如下图图所示： 下列有关反应过应过 程的叙述正确的是( ) aa、b两点相差0.002 mol bd点沉淀为为0.024 mol cc点对应对应 的体积为积为 8 ml dde段沉淀的物质质的量不变变的原因是被溶解的沉淀的物质质的量与生 成沉淀的物质质的量相等 3下列实验现实验现 象预测预测 正确的是( ) a实验实验 ：振荡荡后静置，上层层溶液颜颜色保持不变变 b实验实验 ：酸性kmno4溶液中出现现气泡，且颜颜色逐渐渐褪去 c实验实验 ：微热热稀hno3片刻,溶液中有气泡产产生,广口瓶内始终终保持无 色 d实验实验 ：继续继续 煮沸溶液至红红褐色，停止加热热，当光束通过过体系时时不 会产产生丁达尔效应应 解析 b 单质单质 溴能与naoh溶液发发生氧化还还原反应应，所以振荡荡后静置， 上层层溶液颜颜色会逐渐渐消失,a不正确；浓浓硫酸具有脱水性和强氧化性，浓浓硫酸 首先将蔗糖脱水生成单质单质 碳，然后单质单质 碳被浓浓硫酸氧化，它本身被还还原成so2 ，so2具有还还原性，可使酸性kmno4溶液褪色，所以b正确；在加热时热时 稀硝酸 与铜发铜发 生氧化还还原反应应,硝酸被还还原成no，no被空气氧化成no2，no2是红红 棕色气体，c不正确；装置属于氢氢氧化铁铁胶体的制备备，而胶体具有丁达尔效 应应，d不正确。 请请分析，该该同学只需要完成上述哪几个实验实验 ，即可得出此结论结论 。 a b c d 解析 b 本题题是离子组组合推断、离子鉴别实验综鉴别实验综 合题题。难难点在于要 熟悉各种离子的标标准检验检验 方法，明确各种离子检验时检验时 的干扰扰因素。还还有本 题题采用的出题题方式和平时时不同。 5某同学进进行实验实验 研究时时，欲配制1.0 mol/l ba(oh)2溶液，但只找到 在空气中暴露已久的ba(oh)28h2o试剂试剂 (化学式量：315)。在室温下配制溶 液时发现时发现 所取试剂试剂 在水中仅仅部分溶解，烧烧杯中存在大量未溶物。为为探究原 因，该该同学查查得ba(oh)28h2o在283 k、293 k和303 k时时的溶解度(g/100 g h2o)分别为别为 2.5、3.9和5.6。 (1)烧烧杯中未溶物可能仅为仅为 baco3，理由是_。 (2)假设试剂设试剂 由大量ba(oh)28h2o和少量baco3组组成，设计实验设计实验 方案 ，进进行成分检验检验 。写出实验实验 步骤骤、预预期现现象和结论结论 。(不考虑结虑结 晶水的检检 验验；室温时时baco3饱饱和溶液的ph9.6) 限选试剂选试剂 及仪仪器:稀盐盐酸、稀硫酸、naoh溶液、澄清石灰水、ph计计、 烧烧杯、试试管、带带塞导导气管、滴管 实验实验 步骤骤预预期现现象和结论结论 步骤骤1：取适量试剂试剂 于洁净烧洁净烧 杯中，加入足量蒸馏馏 水，充分搅搅拌，静置，过滤过滤 ，得滤滤液和沉淀。 步骤骤2：取适量滤滤液于试试管中，滴加稀硫酸。 步骤骤3：取适量步骤骤1中的沉淀于试试管中， _。 步骤骤4： (3)将试剂试剂 初步提纯纯后，准确测测定其中ba(oh)28h2o的含量。实验实验 如下 ： 配制250 ml 约约0.1 mol/l ba(oh)2溶液:准确称取w g试样试样 ,置于烧烧杯中， 加适量蒸馏馏水， 滴定：准确量取25.00 ml所配制的ba(oh)2溶液于锥锥形瓶中，滴加指示 剂剂，将 _(填“0.020”“0.05”“0.19 80”或“1.5”)mol/l盐盐酸装入50 ml酸式 滴定管，滴定至终终点，记录记录 数据。重复滴定2次。平均消耗盐盐酸v ml。 计计算ba(oh)28h2o的质质量分数：_(只列出算式，不做运算)。 (4)室温下，_(填“能”或“不能”) 配制1.0 mol/l ba(oh)2溶液。 解析 本题题考查查常见见的实验实验 步骤骤的设计设计 、仪仪器和试剂试剂 的选择选择 、一定物 质质的量浓浓度溶液的配制以及有关计计算。 (1)ba(oh)2属于强碱，易吸收空气中的水蒸气和co2形成难难溶的baco3 沉淀，因此长时间长时间 暴露在空气中时时ba(oh)2就有可能转转化为为baco3。 (2)ba(oh)2易溶于水，所以滤滤液中含有ba2，因此滴加稀硫酸时时会产产 生白色沉淀baso4；要想验证验证 沉淀为为baco3，可以利用其与酸反应应能产产生 使澄清石灰水变浑浊变浑浊 的co2气体;为进为进 一步证证明试剂试剂 是否还还有 ba(oh)28h2o，可以取步骤骤1中的滤滤液，用ph计测计测 其ph，若ph9.6，即 证证明滤滤液不是纯纯baco3溶液,即证证明是由大量ba(oh)28h2o和少量baco3 组组成，假设设成立。 (3)由于试样试样 中含有难难溶性的baco3，因此加水溶解后要过滤过滤 ，且冷 却后在转转移到250ml容量瓶中； ba(oh)2溶液的浓浓度约为约为 0.1 mol/l，体积积是25 ml，由于酸式滴定管 的容量是50 ml，因此盐盐酸的浓浓度至少应该应该 是0.1 mol/l的，若盐盐酸的浓浓度 过过大，反应过应过 快,不利于控制滴定终终点,所以选择选择 0.198 0 mol/l的盐盐酸最恰当 。 (4)若配制1 l 1.0 mol/l ba(oh)2溶液，则则溶液中溶解的ba(oh)28h2o 的质质量是315 g，远远远远 超过过了常温下溶液中溶解的ba(oh)28h2o的质质量(3.9 g/100g h2o)，显显然不可能配制出1.0 mol/l的ba(oh)2溶液。 答案 (1)ba(oh)28h2o与空气中的co2反应应，所取试剂试剂 已部分变质为变质为 baco3，未变质变质 的ba(oh)28h2o在配制溶液时时能全部溶解 (2) 实验实验 步骤骤预预期现现象和结论结论 步骤骤1：取适量试剂试剂 于洁净烧洁净烧 杯中，加入足量蒸 馏馏水，充分搅搅拌，静置，过滤过滤 ，得滤滤液和沉淀 。 步骤骤2：取适量滤滤液于试试管中，滴加稀硫酸。出现现白色沉淀，说说明该试剂该试剂 中有ba2 存在。 步骤骤3：取适量步骤骤1中的沉淀于试试管中，滴加稀 盐盐酸，连连接带带塞导导气管，将产产生的气体导导入澄 清石灰水中。 澄清石灰水变浑浊变浑浊 ，说说明该试剂该试剂 中含 有baco3。 步骤骤4：取步骤骤1中的滤滤液于烧烧杯中，用ph计测计测 定其ph。 ph明显显大于9.6，说说明该试剂该试剂 中含有 ba(oh)2。 (3)搅搅拌溶解 250 ml容量瓶中 0.198 0 (4)不能 6化学兴兴趣小组对组对 某品