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文档简介
题型3综合实验探究(对应学生用书第103页)题型特点解读1. 综合实验探究题主要有物质的制备实验探究和物质的性质实验探究。以常见气体或有机物为载体,结合实验基础知识、基本操作与化学基本理论、元素化合物知识、化学计算等。2将定性实验与定量实验相结合,将实验基础与实验操作相结合,立足于对考生综合实验能力的考查。3主要考查方向:(1)给定实验情境或物质性质,要求设计实验方案;(2)提出实验问题,要求选择仪器、药品,组装实验装置,确定实验步骤,评价实验方案;(3)结合给定的实验情境考查现象分析与结论得出。解题策略指导1制备型探究题的破题思路(1)明确实验目的和原理。实验原理可从题目所给实验目的结合有关知识获取,综合考虑,促进制备主反应,消除、控制副反应。 (2)理清操作步骤的先后顺序。根据方案中方法步骤,把握各步操作的要领、目的和原理,理清制备、除杂、提纯操作的先后关系与原理。(3)弄懂各装置的特点和作用。分析图中各项装置,并结合实验目的和原理,分析装置作用,举一反三,分析缺少装置的可能后果,表格中信息如何控制运用落实。(4)梳理总结现象,得出正确结论。实验数据(现象)是化学原理的外在表现,分析现象(或数据),找出影响实验成败的关键因素,产生误差的原因,进行必要的推导与计算。2探究型实验的破题思路(1)基本流程(2)整体思路明确目标,根据题目要求,找出该题需要解决的最终目标。分析问题,根据目标,结合题目所给信息,分析解决该问题可能涉及的所学知识,即利用所学知识,分析解决该问题。注意细节,在解决该类问题时,注意分析实验原理是否正确可行,实验操作是否安全合理,实验步骤是否简单方便,实验现象是否突出明显。 典例剖析示范(2016全国卷)氮的氧化物(NOx)是大气污染物之一,工业上在一定温度和催化剂条件下。某同学在实验室中对NH3与NO2反应进行了探究。回答下列问题:(1)氨气的发生装置可以选择上图中的_,反应的化学方程式为_。欲收集一瓶干燥的氨气,选择上图中的装置,其连接顺序为:发生装置_()。(2)氨气与二氧化氮的反应将上述收集到的NH3充入注射器X中,加入少量催化剂,充入NO2(两端用夹子K1、K2夹好)。在一定温度下按图示装置进行实验。操作步骤实验现象解释原因打开K1,推动注射器活塞,使X中的气体缓慢充入Y管中_反应的化学方程式_将注射器活塞退回原处并固定,待装置恢复到室温生成的气态水凝聚_实验目的:探究NH3将NOx还原生成N2;潜在信息,发生氧化还原反应。知识基础:源于教材。考查装置:氨气制备装置是主体,要结合实验目的和相应试剂选装置。关注细节:答题要规范。信息提炼:NO2是红棕色气体,反应生成水且室温下水为液态。信息迁移:反应使气体体积减小,容器内压强减小;喷泉实验原理的迁移和应用。【解析】(1)图中给出了两种气体制备装置,一种是固固加热制气装置,一种是固液加热制气装置。如果选择A装置制取氨气,则反应的化学方程式为2NH4ClCa(OH)2CaCl22NH32H2O;如果选择B装置制取氨气,则反应的化学方程式为NH3H2ONH3H2O。欲收集一瓶干燥的氨气,首先要除去杂质,制备氨气的杂质只有水蒸气,由于氨气溶于水显碱性,因此要选用碱石灰作干燥剂,干燥管的进出口方向为粗进细出,因此先接d后接c;其次要收集氨气,由于氨气的密度小于空气,要从短管进气,因此先接f再接e;最后要进行尾气处理,由于氨气极易溶于水,因此可以选择水吸收尾气,还要注意防倒吸,所以接i。(2)由题干内容“工业上在一定温度和催化剂条件下用NH3将NOx还原生成N2”,结合实验条件可知反应为8NH36NO27N212H2O,NO2为红棕色气体,发生反应后变成无色气体,因此现象为红棕色气体逐渐变浅。反应后气体分子数减少,Y管中的压强小于外压,因此产生倒吸现象。【答案】(1)A2NH4ClCa(OH)22NH3CaCl22H2O(或BNH3H2ONH3H2O)dcfei(2)红棕色气体慢慢变浅8NH36NO27N212H2OZ中NaOH溶液产生倒吸现象反应后气体分子数减少,Y管中压强小于外压即时应用体验1(2017山西四校联考)某同学对铜与浓硫酸反应产生的黑色沉淀进行探究,实验步骤如下: 【导学号:97184294】.将光亮铜丝插入浓硫酸,加热;.待产生黑色沉淀和气体时,抽出铜丝,停止加热;.冷却后,从反应后的混合物中分离出黑色沉淀,洗净、干燥备用。查阅文献:检验微量Cu2的方法是:向试液中滴加K4Fe(CN)6溶液,若产生红褐色沉淀,证明有Cu2。(1)该同学假设黑色沉淀是CuO。检验过程如下:将CuO放入稀硫酸中,一段时间后,再滴加K4Fe(CN)6溶液,产生红褐色沉淀。将黑色沉淀放入稀硫酸中,一段时间后,再滴加K4Fe(CN)6 溶液,未见红褐色沉淀。由该检验过程所得结论是_。(2)再次假设,黑色沉淀是铜的硫化物。实验如下:实验装置现象1.A试管中黑色沉淀逐渐溶解2.A试管内上方出现红棕色气体3.B试管中出现白色沉淀现象2说明黑色沉淀具有_性。能确认黑色沉淀中含有S元素的现象是_,相应的离子方程式是_。为确认黑色沉淀是“铜的硫化物”,还需进行的实验操作是_。(3)以上实验说明,黑色沉淀中存在铜的硫化物。进一步实验后证明黑色沉淀是CuS与Cu2S的混合物。将黑色沉淀放入浓硫酸中加热一段时间后,沉淀溶解,其中CuS溶解的化学方程式是_。【解析】(1)向试液中滴加K4Fe(CN)6溶液,若产生红褐色沉淀,证明有Cu2,根据将黑色沉淀放入稀硫酸中,一段时间后,滴加K4Fe(CN)6溶液,未见红褐色沉淀可知,黑色沉淀中一定不含CuO。(2)A试管内上方出现红棕色气体,说明反应中有NO2生成,证明了黑色沉淀具有还原性,在反应中被氧化;根据B试管中出现白色沉淀可知,白色沉淀为BaSO4,说明黑色沉淀中含有硫元素,发生反应的离子方程式为2NO3SO23Ba22H2O=3BaSO42NO4H(或NO2SO2Ba2H2O=BaSO4NO2H);为确认黑色沉淀是“铜的硫化物”,还需检验黑色沉淀中含有铜离子,方法为:取冷却后A试管中的溶液,滴加K4Fe(CN)6溶液,若产生红褐色沉淀,证明有Cu2,说明黑色沉淀是铜的硫化物。(3)浓硫酸具有强氧化性,硫化铜被浓硫酸氧化为SO2。 【答案】(1)黑色沉淀中不含有CuO(2)还原B试管中出现白色沉淀2NO3SO23Ba22H2O=3BaSO42NO4H(或NO2SO2Ba2H2O=BaSO4NO2H)取冷却后A试管中的溶液,滴加K4Fe(CN)6溶液,若产生红褐色沉淀,证明有Cu2,说明黑色沉淀是铜的硫化物(3)CuS4H2SO4(浓)CuSO44SO24H2O2(2017重庆一中模拟)二价铬不稳定,极易被氧气氧化。醋酸亚铬水合物Cr(CH3COO)222H2O,相对分子质量为376是一种深红色晶体,不溶于冷水和醚,易溶于盐酸,是常用的氧气吸收剂。实验室以锌粒、CrCl3溶液、醋酸钠溶液和盐酸为主要原料制备醋酸亚铬水合物,其装置如图所示: 【导学号:97184295】制备过程中发生的化学反应或离子反应:Zn2HCl=ZnCl2H2;2CrCl3Zn=2CrCl2ZnCl2;2Cr24CH3COO2H2O=Cr(CH3COO)222H2O。请回答下列问题:(1)仪器A的名称是_,所盛装的试剂是_。(2)本实验中配制所用溶液的蒸馏水都需事先煮沸,原因是_。(3)仪器D的主要作用是_。(4)实验生成H2后,为使生成的CrCl2溶液与CH3COONa溶液顺利混合,应_(填“打开”或“关闭”,后同)阀门1、_阀门2。(5)本实验中锌粒须过量,其原因是_。(6)已知其他反应物足量,实验时取用的CrCl3溶液中含溶质6.34 g,实验后得干燥纯净的Cr(CH3COO)222H2O 5.64 g,所得产品的产率为_。(7)若使用该装置制备Fe(OH)2,且能较长时间看到Fe(OH)2白色沉淀现象。则在仪器A、B、C中应装入的试剂依次为_、_、_(填化学式)。【解析】先向三颈烧瓶B中加入过量的Zn(产生足量的氢气将空气排出,且产生足够的压力把三颈烧瓶B中的液体压入三颈烧瓶C中;充分还原CrCl3),关闭阀门1,打开阀门2,通过分液漏斗加入稀盐酸,产生的氢气排出三颈烧瓶B、三颈烧瓶C及导管中的空气。再滴入CrCl3溶液使其与Zn反应生成CrCl2;然后打开阀门1,关闭阀门2,三颈烧瓶B中的液体在氢气的压力下被压入三颈烧瓶C中,CrCl2与CH3COONa溶液反应生成Cr(CH3COO)222H2O。(2)二价铬不稳定,极易被氧气氧化,故除用氢气排除装置中的空气(O2)外,配制盐酸、CrCl3溶液和醋酸钠溶液时所用的蒸馏水需要加热除去氧气。(3)为防止装置外的空气(O2)进入装置,右端烧杯盛水起液封作用。(6)根据关系式2CrCl3Cr(CH3COO)222H2O,理论产品质量为mCr(CH3COO)222H2O376 g/mol7.52 g,产率为100%75%。(7)若以相同原理制Fe(OH)2,分液漏斗A中盛放稀硫酸、三颈烧瓶B中盛放铁粉、三颈烧瓶C中盛放氢氧化钠溶液,可制得Fe(OH)2。【答案】(1)分液漏斗盐酸与CrCl3溶液(2)去除水中溶解的氧气,防止二价
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