2013年广东省高考化学专题复习课件：第十四专题化学实验综合应用.ppt

第十四专题 化学实验综合应用,1(2012 年广东)苯甲酸广泛应用于制药和化工行业，某同,学尝试用甲苯的氧化反应制备苯甲酸，反应原理：,实验方法：将一定量的甲苯和 KMnO4 溶液在 100 反应一 段时间后再停止反应，按如下流程分离出苯甲酸和回收未反应 的甲苯。,已知：苯甲酸分子量 122，熔点 122.4 ，在 25 和 95 时溶解度分别为 0.3 g 和 6.9 g；纯净固体有机物都有固定熔点。 (1)操作为_，操作为_。 (2) 无色液体 A 是_ ，定性检验 A 的试剂是 _，现象是_。,(3)测定白色固体 B 的熔点，发现其在 115 开始熔化，达 到 130 时仍有少量不熔，该同学推测白色固体 B 是苯甲酸与 KCl 的混合物，设计了如下方案进行提纯和检验，实验结果表 明推测正确。请完成表中内容。,酸中含有杂质KCl，其实就是考查Cl的检验。在计算苯甲酸的,(4)纯度测定：称取 1.220 g 产品，配成 100 mL 甲醇溶液， 移取 25.00 mL 溶液，滴定，消耗 KOH 的物质的量为2.4010-3 mol，产品中苯甲酸质量分数的计算表达式为_，计 算结果为_(保留两位有效数字)。,解析：本题是先通过实验制备苯甲酸，然后在分离提纯苯 甲酸，接着检验苯甲酸，最后计算苯甲酸的纯度，是一道综合 性强的实验题目。实验方法中操作 I 是用碱将苯甲酸转化为苯 甲酸盐进入水相，实现与甲苯分离，盐酸酸化是将苯甲酸盐重 新转化为苯甲酸，再经过重结晶得到苯甲酸晶体。要检验苯甲,纯度时一定要注意实验是配成 100 mL 溶液，只取了 25.00 mL 来滴定。,答案：(1)分液 蒸馏 (2)甲苯 酸性KMnO4溶液 紫色溶液褪色 (3),(4) (2.401031224)/1.22100% 96%,2(2011 年广东)某同学进行实验研究时，欲配制 1.0 molL,1 Ba(OH)2溶液，但只找到在空气中暴露已久的Ba(OH)28H2O,试剂(化学式量：315)。在室温下配制溶液时发现所取试剂在水 中仅部分溶解，烧杯中存在大量未溶物。为探究其原因，该同 学查得 Ba(OH)28H2O 在 283 K、293 K 和 303 K 时的溶解度 (g/100 g H2O)分别为 2.5、3.9 和 5.6。 (1)烧杯中未溶物可能仅为 BaCO3，理由是_。 (2)假设试剂由大量 Ba(OH)28H2O和少量BaCO3 组成，设 计实验方案，进行成分检验，写出实验步骤、预期现象和结论。 (不考虑结晶水的检验；室温时 BaCO3 饱和溶液的 pH9.6),限选试剂及仪器：稀盐酸、稀硫酸、NaOH 溶液、澄清石,灰水、pH 计、烧杯、试管、带塞导气管、滴管。,配制 250 mL 约0.1 molL1 Ba(OH)2,(3)将试剂初步提纯后，准确测定其中 Ba(OH)28H2O 的含 量。实验如下：,溶液：准确称取 w g,试样，置于烧杯中，加适量蒸馏水，_，将溶液转 入_中，洗涤，定容，摇匀。 滴定：准确量取 25.00 mL 所配 Ba(OH)2溶液于锥形瓶中， 滴 加 指 示 剂 ， 将 _( 填 “0.020” 、 “0.05” 、 “0.1980” 或,“1.5”)molL1,盐酸装入 50 mL 酸式滴定管，滴定至终点，记录,数据，重复滴定 2 次，平均消耗盐酸 V mL。,计算Ba(OH)28H2O 的质量分数_ _(只列出算式，不做运算)。,(4)室温下，_(填 “能” 或 “不能” )配制 1.0 molL1,Ba(OH)2溶液。 解析：(3) 配制250 mL溶液应使用250 mL 容量瓶，溶解 固体后应恢复至室温方可转移溶液至容量瓶；取样品溶液 25 mL，浓度大约是0.1 molL1，即n(OH)大约是251030.1 mol，据中和滴定关系，可确定盐酸浓度为 0.1980 molL1较为 合适；结合 Ba(OH)22HCl=BaCl22H2O 即可计算。(4) 的该溶液。,依据Ba(OH)28H2O在室温下的溶解度，不能配制出1.0 molL1,答案：(1)由于 Ba(OH)28H2O 与空气中 CO2 反应，所取试 剂大部分已变质为 BaCO3，未变质的Ba(OH)28H2O 在配制溶液 时能全部溶解,(2),(3)搅拌溶解 250 mL 容量瓶 0.1980,3(2010 年广东高考)碳酸锂广泛应用于陶瓷和医药等领 域。已知锂辉石(主要成分为Li2OAl2O34SiO2)为原材料制 备Li2CO3的工艺流程如下：,已知：Fe3、Al3、Fe2和Mg2以氢氧化物形式完全沉淀 时，溶液的 pH 分别为 3.2、5.2、9.7 和 12.4；Li2SO4、LiOH和 Li2CO3 在 303 K 下的溶解度分别为 34.2 g、12.7 g 和 1.3 g。 (1)步骤前，锂辉石要粉碎成细颗粒的目的是_ _。,接触面积使反应充分，同时加快反应速率,增加,(2)步骤中，酸浸后得到的酸性溶液中含有 另 含有Al3、Fe3、Fe2、Mg2、Ca2、Na等杂质，需在搅拌 下加入_( 填“石灰石”、“氯化钠”或“稀硫 酸”)，以调节溶液的 pH 到 6.06.5，沉淀部分杂质离子，然,后分离得到浸出液。,(3)步骤中，将适量的H2O2溶液、石灰乳和Na2CO3溶液依 次加入浸出液中，可除去的杂质金属离子有_。 (4)步骤中，生成沉淀的离子方程式为：_ (5)从母液中可回收的主要物质是_。,石灰石,Fe2、Mg2、Ca2,_。,NaOH、Na2SO4,综合实验考查形式主要有(1)以实验装置为背景材料，主要 考查学生的实验基础知识和运用知识的能力；(2)以元素化合物 知识为背景材料，进行实验设计与探究，主要考查学生的思维 能力、文字表达能力、数据处理与绘图的能力；(3)以无机实验 与有机实验的实验流程为背景，主要考查学生在特定条件下综 合分析问题和解决问题的能力。预测 2013 年的综合实验题仍以 流程形式出现，将有机知识与无机知识有机结合组题。,1检验物质的常用方法,2.物质分离与提纯的常用方法,(1)物质的分离与提纯常用的物理方法。,(2)物质除杂与提纯常用的化学方法。,3.常见气体的检验方法,物质的分离、提纯及检验的综合应用,例 1广东省有着丰富的海洋资源。海水提取食盐和 Br2 以 后的盐卤可以用来制备纯净的 MgCl2、MgO、Mg等。盐卤中含,等。制备流程如下图所示：,(1)滤渣的成分是_(写化学式)。,(2)滤液中所含主要的杂质离子是_(写离子符,号)。,(3)用 NaClO除去尿素CO(NH2)2 时，生成物除盐外，都是 能参与大气循环的物质，则该反应的化学方程式为：_ _。 (4)加入 NaClO 的另一个作用是_。 (5)确定溶液中 Fe2、Fe3除尽的方法是_。 (6)试评价该实验方案_(填“能”或“为能”)达到,实验目的。,解析：第一步加入NaClO和少量NaOH的目的是将Fe2、 Fe3转化为Fe(OH)3沉淀，又不使Mg2沉淀以及将CO(NH2)2 氧化；CaCl2可以与 反应，降低其浓度。第二步， 加少量稀盐酸调节pH后，利用溶解度受温度影响差异用蒸发 浓缩、冷却结晶、过滤方法分离出Mg2，再以MgCl26H2O为 原料可以制得MgCl2、MgO、Mg。,答案：(1)Fe(OH)3 (2)Ca2、 (3)3NaClOCO(NH2)2=3NaClCO2N22H2O或 NaOH3NaClOCO(NH2)2=3NaClNaHCO3N22H2O (4)将Fe2氧化为Fe3，并形成Fe(OH)3被除去 (5)取滤液于试管中，向其中滴加新制氯水后再滴加几滴 KSCN溶液，溶液无血红色出现，证明Fe2、Fe3已除尽 (6)能,【触类旁通】,1已知 NaAlO2HClH2O=Al(OH)3NaCl。某混合 物 A 含有 KAl(SO4)2、Al2O3和Fe2O3 ，在一定条件下可实现下 图所示的物质之间的变化：,据此回答下列问题：,(1)、四步中对于溶液和沉淀的分离采取的方 法是_； (2)根据上述框图反应关系，写出下列 B、C、D、E 所含物,质的化学式：,B_；C_；D_； E_。 (3)写出的离子方程式：_。,过滤,Al2O3,Al2O3和Fe2O3,Fe2O3,K2SO4和(NH4)2SO4,1分离提纯的基本原则。 (1)不增(不增加新杂质)； (2)不减(不减少原物质)；,(3)易分离(杂质与试剂生成的物质易被分离)； (4)易复原(过程简单，现象明显)。 2物质分离、提纯流程图。,溶样(稀释)分离组成成分提纯检验产品,分析结果,3物质分离、提纯各流程方法。,(1)溶样：依样品性质、状态选用不同溶剂和方法溶解样品， 如水溶、酸溶、碱溶、热溶(熔)、有机溶剂溶解等。例如，粗 食盐用水溶解，大理石用稀盐酸溶解，硅石用浓氢氧化钠溶液 溶解，KNO3(含杂质NaCl)用热水溶解，天然橡胶用汽油等溶解。,(2)分离组成成分：样品溶解后或添加适当试剂后分离物 质。常用方法有蒸发、结晶、过滤、升发、萃取、分液、蒸馏、 分馏等。,(3)提纯：产品进一步提纯方法常用有重结晶、蒸馏、分馏,等方法。,(4)检验产品：检验产品纯度常用的方法有测定物质的熔,点、沸点等。,(5)分析结果：主要有计算产品质量分数、确定样品和产品 化学组成、实验误差分析、实验方案合理性评价等。,物质的制备及其性质实验的综合应用,例2为了证明铜与稀硝酸反应产生一氧化氮，某校学生实 验小组设计了一个实验，其装置如下图所示(加热装置和固定装 置均已略去)，B 为一个用金属丝固定的干燥管，内装块状碳酸 钙固体，E 为一个空的蒸馏烧瓶，F 是用于鼓入空气的双连打 气球。,(1)实验时，为了在 E 烧瓶中收集到 NO，以便观察颜色， 必须事先排尽其中的空气。其中第一步实验操作为_ _。,如何确定 E 中空气已被赶尽：_。 (2)将 A 中铜丝放入稀硝酸中，给装置 A 微微加热，在装置 A 中产生无色气体，其反应的离子方程式为：_。 (3)如何证明 E 中收集到的是 NO 而不是 H2：_； 一段时间后，C 中白色沉淀溶解，其原因是_。 (4)装置 D 的作用是_。,解析：本题是为了验证铜与稀硝酸反应生成一氧化氮。首 先我们知道一氧化氮在空气中不能稳定存在，极易与氧气发生 反应生成红棕色的二氧化氮，所以要用排空气法收集一氧化氮， 必须先除去收集装置(这里是蒸馏烧瓶)中的空气，题目给出了 用碳酸钙与稀硝酸反应生成二氧化碳来达到此目的。C 试管中 盛有澄清石灰水，是用来检验蒸馏烧瓶中空气是否排尽的装置， D 是尾气处理装置，一氧化氮和二氧化氮都是大气污染物，必 须处理。,答案：(1)将装CaCO3的干燥管下移与稀硝酸反应产生CO2 当C处出现白色沉淀时 (2)3Cu8H =3Cu22NO4H2O (3)用F向E中鼓入空气，E内颜色由无色变成红棕色 NO2进入C中生成HNO3使CaCO3溶解 (4)吸收过量的NO2，防止空气污染,【触类旁通】 2用下面两种方法可以制得白色的 Fe(OH)2沉淀。,反应制备。,(1)用硫酸亚铁晶体配制上述 FeSO4 溶液时还需加入_,_。,(2)除去蒸馏水中溶解的 O2 常采用_的方法。 (3)生成白色 Fe(OH)2 沉淀的操作是用长滴管吸取不含 O2 的 NaOH 溶液，插入 FeSO4 溶液液面以下，再挤出 NaOH 溶液。 这样操作的理由是 _。,方法一：用不含Fe3的FeSO4溶液与不含O2的NaOH溶液,稀硫酸、铁屑,煮沸,避免生成的Fe(OH)2沉淀接触O2,方法二：在如上图所示的装置中，用NaOH 溶液、铁屑、稀硫酸等试剂制备。 (1)在试管里加入的试剂是_。 (2)在试管里加入的试剂是_。 (3)为了制得白色 Fe(OH)2 沉淀，在试管和中加入试剂， (4)这样生成的 Fe(OH)2 沉淀能较长时间保持白色，其理由,打开止水夹，塞紧塞子后的实验步骤是_,_。,是_ _。,稀硫酸、铁屑,NaOH溶液,的氢气的纯度，当排出的氢气纯净时，再夹紧止水夹,检验试管出口处排出,试管中反应生成的氢气充满了试管和试管，且外界,空气不容易进入,1实验方案设计。 (1)实验设计的原则。,科学性；安全性；可行性；简约性。 (2)实验设计的方法。,明确实验目的、原理。 选择合适的仪器和药品。 设计装置和步骤。,记录实验现象和数据。 分析得出结论。,(3)实验方案设计时的几个操作顺序。,实验装置的组装顺序：气体发生除杂质干燥主体,实验尾气处理。,接口的连接顺序。,总体上遵循装置的排列顺序，但对于吸收装置应“长”进“短” 出(或“深”入“浅”出)；量气装置应“短”进“长”出；洗气装置应“长” 进“短”出；干燥管应“大”进“小”出。,2实验方案评价。,对给出的实验方案作出选择评价或找出最佳方案，包含的 知识点很多，能考查学生分析问题和解决问题的能力。,(1)选择。,包括仪器的选择、药品的选择、连接方式的选择等。仪器 的选择包括发生装置