江苏省邳州市第二中学高中化学 特别策划五 综合性实验题解题策略课件.ppt

特别策划五综合性实验题解题策略 综合性化学实验题考查内容全面 从定性分析到定量分析 从化学原理到实际操作 从无机物到有机物都有涉及 主要考查物质的检验 物质的制备 性质的验证 化学性质递变规律与化学反应规律的研究 化学常见仪器的使用 物质的分离 除杂 提纯过程中的方法 试剂的选择与操作 实验方案的设计与评价等内容 大多数题目属于拼盘式题目 每个问题之间有一定联系 但不紧密 带有一定独立性 实验探究题是综合性实验题中的一种题型 主要从物质组成 化学性质 反应原理与规律的探究方面出题 从2012年全国和广东高考题目来看 探究题型的量在减少 物质制备与性质常规题和新材料知识题增加 且以有机物为背景的题型有增加趋势 要引起重视 1 综合性实验题解题方法与策略 1 定量综合实验题 例如 配制一定物质的量浓度的溶液 中和滴定 中和热测定 物质化学组成 熔沸点测定 溶液酸碱性测定 化学反应速率测定 温度和浓度对化学平衡的影响等 解答时主要注意天平 量筒 容量瓶 滴定管 包括量气装置 等仪器的选择 检查 如检查容量瓶 滴定管是否漏水 量气装置是否漏气 天平游码是否归零等 使用方法和读数 实验数据的记录 如记录质量 浓度 温度 体积 时间 ph等 结果处理与误差分析 2 定性综合实验题 例如 无机物和有机物性质验证 离子和有机官能团确定 物质的分离 除杂 提纯 物质的化学成分测定 温度 浓度 压强 催化剂对化学反应速率和化学平衡移动的影响等 解答时主要注意化学试剂和化学实验方法的选择 滴加化学试剂的先后顺序 化学实验现象的观察与记录 如观察记录有无气泡 沉淀产生 溶液有无颜色变化 有无分层现象 以及变化的快慢等 化学实验方案的设计与评价 3 制备综合实验题 例如 常见气体如h2 o2 nh3 no no2 cl2 c2h4等的制备 常见液体物质如乙酸乙酯 硝基苯 溴苯等的制备 电解法制备na mg cu等 铝热反应制备fe mn等 石蜡裂化制汽油 油脂皂化制肥皂等 解答时主要注意反应容器 如大试管 圆底烧瓶 平底烧瓶 和收集仪器 如集气瓶 锥形瓶 小烧杯等 的选择和实验仪器组装顺序及气密性检查 设计的化学反应原理的合理性 可操作性 如实验室制备c2h4不适合选择汽油裂解方法 和安全性 如使用制备的氢气前要验纯 制备hcl不能用h2和cl2在光照下反应 2 实验探究题解题方法与策略 1 探究物质组成成分 常用假设法探究 一般探究内容有纯净物与混合物 变价元素的化合价 易变质物质的变质情况等 解答时主要注意检验方案的化学反应原理 特征反应的化学试剂的选择 试剂的加入先后顺序 特征反应现象和排除可能的干扰反应 如确定na2o2没变质时 要先排除碳酸盐的干扰 2 探究物质性质与化学反应规律 常用变量法 规律法探究 一般探究内容有元素性质的递变规律 物质酸碱性强弱的比较 物质的氧化性 还原性强弱判断 物质性质 外界条件对化学反应速率和化学平衡移动的影响 其中温度 浓度 催化剂三个方面问题比较集中 解答时主要注意根据反应现象作出正确判断 文字表述要准确 如性质比较问题用 强 弱 增强 减弱 ph问题用 大 小 增大 减小 大于7 小于7 等于7 化学反应速率问题用 快 慢 加快 减慢 化学平衡移动问题用 向正反应方向移动 向右移动 向逆反应方向移动 向左移动 不移动 等字眼表述 无机实验综合题 例题1 硫代硫酸钠俗称 海波 又名 大苏打 具有较强的还原性 是冲洗照相底片的定影剂 棉织物漂白后的脱氯剂 定量分析中的还原剂 硫代硫酸钠 na2s2o3 可由亚硫酸钠和硫粉通过化合反应制得 装置如图 a 所示 已知 na2s2o3在酸性溶液中不能稳定存在 有关物质的溶 解度曲线如图 b 所示 1 na2s2o3 5h2o的制备 步骤1 如图 a 连接好装置后 检查a c装置气密性的 操作是 步骤2 加入药品 打开k1 关闭k2 加热 装置b d 中的药品可选用下列物质中的 填编号 a naoh溶液b 浓硫酸 c 酸性kmno4溶液d 饱和nahco3溶液 步骤3 c中混合液被气流搅动 反应一段时间后 硫粉的量逐渐减少 当c中溶液的ph 时 打开k2 关闭k1并停止加热 c中溶液要控制ph的理由是 步骤4 过滤c中的混合液 将滤液经过 过滤 洗涤 烘干 得到产品 2 na2s2o3性质的检验 向足量的新制氯水中滴加na2s2o3溶液 氯水颜色变浅 写出该反应的化学方程式 再向溶液中滴加硝酸银溶液 观察到有白色沉淀产生 据此认为na2s2o3具有还原性 该方案是否正确并说明理由 3 常用na2s2o3溶液测定废水中ba2 的浓度 步骤如下 取废水25 00ml 控制适当的酸度加入足量k2cr2o7溶液 得bacro4沉淀 过滤 洗涤后 用适量稀盐酸溶解 此时全部转化为 再加过量ki溶液 充分反应后 加入淀粉溶液作指示剂 用0 010mol l 1的na2s2o3溶液进行滴定 反应完全时 消耗na2s2o3溶液18 00ml 部分反应的离子方程式为 则该废水中ba2 的物质的量浓度为 解析 该题是一道综合性比较强的无机制备与检验题 涉及装置气密性检查 反应条件控制 产品的分离 物质性质检验 氧化还原滴定法测定物质的含量和数据处理等内容 问题之间有一定独立性 可以分别作答 1 步骤1 属于考查气密性检查操作内容 检查气密性时要先关闭分液漏斗活塞 容易出错的地方 要特别注意 再封闭d广口瓶中导气管和开k1 闭k2 使之形成封闭体系 再进行微热操作 步骤2 属于考查化学试剂的选择内容 装置b d用于吸收so2 浓硫酸不能吸收so2 naoh溶液 酸性 kmno4溶液 饱和nahco3溶液均能吸收so2 故选择acd 步骤3 属于反应条件控制内容 根据题给信息 na2s2o3在酸性溶液中不能稳定存在 故必须控制溶液的ph 7 步骤4 属于物质分离提纯操作方法内容 根据题给溶解度曲线 na2s2o3溶解度随温度变化明显 而na2co3溶解度随温度变化不大 故可用蒸发浓缩 冷却结晶 过滤方法初步分离na2s2o3 2 属于考查产品化学性质和检验排除干扰内容 比较物质的氧化还原性 na2s2o3使氯水颜色变浅 说明cl2被还原 然后根据化合价变化规律写出反应方程式 cl2与水反应有hcl生成 还原产物为cl 3 属于考查定量分析滴定原理应用和数据处理内容 将滴定原理和方法拓展应用于氧化还原反应 根据氧化反应的电子得失守恒原理处理数据 得计算关系式 2bacro4 2ba2 6mol2mol0 010mol l 1 18 10 3lc ba2 25 10 3lc ba2 0 010mol l 1 18 10 3l 2mol 25 10 3l 6mol 2 4 10 3mol l 1 答案 1 步骤1 关闭分液漏斗活塞 往d广口瓶中加水至浸没长导管 打开k1 关闭k2 用酒精灯微热圆底烧瓶 若d长导管口有气泡产生 停止加热后长导管内形成稳定的一段水柱 说明气密性良好步骤2 acd 步骤3 接近或不小于7 na2so3在酸性溶液中不能稳定 存在步骤4 蒸发浓缩冷却结晶 2 na2s2o3 4cl2 5h2o na2so4 h2so4 8hcl 不正确 因为氯水中也含cl 3 2 4 10 3mol l 1 变式训练 1 甲 乙两个实验小组分别进行 测定na2co3和nacl 混合物中na2co3含量 的实验 1 甲组 沉淀分析法 把一定量的混合物溶解后加入过量的cacl2 然后将过滤所得的沉淀洗涤 烘干 称量 确定cacl2溶液是否过量的方法是 洗涤沉淀并判断沉淀是否洗净的操作是 静置 向上层清液中继续滴加cacl2溶液 若无沉淀说明 cacl2已过量 沿玻璃棒向过滤器中的沉淀上加蒸馏水至浸没沉淀 静置 使其全部滤出 重复2 3次 然后向滤液 洗涤液 中滴加agno3溶液观察是否有白色沉淀来判断沉淀是否洗净 2 乙组 气体分析法 把一定量的混合物与足量盐酸反应后 用如下图所示的装置测定产生的co2气体的体积 为减小co2的溶解 b中溶液应是 选用该溶液后实验结果还是不准确 原因是 a b 饱和nahco3溶液 从a出来的气体中混有hcl 会与nahco3反应生成co2 3 请你设计一个与甲 乙两组操作不同的实验方案 测定 混合物中na2co3的含量 方法 试剂 用到的玻璃仪器 至少2件 滴定分析法 标准盐酸溶液 指示剂 甲基橙 酚酞 酸式滴定管 锥形瓶 烧杯 1 综合性实验题大多属于拼盘题目 每个问题有一定独立性 解答过程中注意先易后难 逐步解答问题 如先回答仪器选择 装置 检查 试剂的选择 物质的分离 除杂 提纯方法等问题 再回答和反应条件的控制和反应原理等问题 最后回答多步反应涉及的数据处理与误差分析等问题 2 进行相关图表分析时 注意原点 拐点 纵坐标 横坐标的含义 用作图法处理实验结果时注意标明纵坐标 横坐标对应的数据 如时间 体积 浓度 质量分数 速率等 3 用文字回答操作问题时 注意取试剂时要指明使用仪器的名称 加试剂时要指明试剂的用量 如少量 适量 过量 有机实验综合题 例题2 三苯甲醇是有机合成中间体 实验室用格氏试剂 与二苯甲铜反应制备三苯甲醇 已知 格氏试剂非常活泼 易与水反应 实验过程如下 合成格氏试剂 实验装置如图1所示 向三颈瓶加入0 75g镁屑和1小粒碘 装好装置 在恒压漏斗中加入3 2ml溴苯和15ml乙醚混匀 开始缓慢滴加混合液 滴完后待用 制备三苯甲醇 实验装置如图1所示 将5 5g二苯甲酮与15ml乙醚在恒压漏斗中混匀滴加 40 左右水浴回流0 5h 加入20ml饱和氯化铵溶液 冷却 待提纯 提纯 用图2所示装置进行提纯 图1 图2 1 实验中使用恒压漏斗的作用是 2 合成格氏试剂过程中 为了加快反应速率以及提高格氏试剂产率 可采用的措施有 3 合成格氏试剂过程中 如果混合液滴加过快将导致格氏试剂产率下降 其原因是 4 在制备三苯甲醇的过程中 不能先将20ml饱和氯化铵 溶液一起加入后再水浴回流的原因是 5 玻璃管a作用是 提纯过程中发现a中液面上 升 此时立即进行的操作是 解析 本题属于有机物的制备与分离提纯 本题以三苯甲醇这个陌生的有机合成中间体为背景 穿插了格氏试剂的信息 还涉及了水蒸气蒸馏的装置图 看似难度大 实则利用所学知识和信息就可以解决所有问题 1 恒压滴液漏斗在有机合成中经常用到 特别是在一些要求无水 无氧环境的有机合成中 其作用就是保证了三颈瓶和漏斗内压强相等 漏斗内的液体能够顺利滴下 2 搅拌是有机合成中加快化学反应速率的手段之一 因为搅拌可以使反应物充分混合 有机反应副反应较多 一般不采用过高的温度 但适宜的温度是加快化学反应速率和提高产率所必需的 3 本小问从信息 就可以直接得到答案 4 本小问从信息 就可以直接得到答案 5 在水蒸气蒸馏操作中 玻璃管a就是为了检验蒸馏体系的压强 起着安全作用 因为瓶内气压过大 冷凝效果不好 欲制备的物质还没来得及在冷凝管中冷凝就通过冷凝管进入大气中 造成产率下降 如果a管内液面上升就表明蒸馏体系气压过大 应首先旋开螺旋夹 保证体系与大气连通 再撤去热源进行检查 答案 1 保证液体反应物能够顺利滴下 2 搅拌 适宜的温度 3 滴加过快导致生成的格氏试剂与溴苯反应生成副产物 联苯 导致格氏试剂产率下降 4 先将饱和氯化铵溶液一起加入会导致格氏试剂与水反 应 使三苯甲醇产率降低 5 安全管 立即旋开螺旋夹 移去热源 拆下装置进行检查 变式训练 2 2012年全国 溴苯是一种化工原料 实验室合成溴苯的 装置示意图及有关数据如下 按以下实验步骤回答问题 1 在a中加入15ml无水苯和少量铁屑 在b中小心加入4 0ml液态溴 向a中滴入几滴溴 有白雾产生 是因为生成了 气体 继续滴加至液溴滴完 装置d的作用是 2 液溴滴完后 经过下列步骤分离提纯 向a中加入10ml水 然后过滤除去未反应的铁屑 滤液依次用10ml水 8ml10 的naoh溶液 10ml水洗涤 naoh溶液洗涤的作用是 hbr 吸收hbr和br2蒸气 除去hbr和未反应的br2 向分出的粗溴苯中加入少量的无水氯化钙 静置 过滤 加入氯化钙的目的是 3 经过上述分离操作后 粗溴苯中还含有的主要杂质为 要进一步提纯 下列操作中必需的是 填字母 a 重结晶 b 过滤 c 蒸馏 d 萃取 4 在该实验中 a的容积最适合的是 填字母 a 25mlc 250ml b 50mld 500ml 干燥 苯 b c 常见有机物分离 提纯方法 1 气体混合物分离与提纯的方法 液化法 洗气法 如ch4 中含ch2ch2杂质可以通过溴水洗气 2 液态混合物分离与提纯的方法 洗液法 分馏法 蒸馏法 萃取 分液法 如分离苯 甲苯 乙苯用分馏法 3 固态混合物分离与提纯的方法 溶解 过滤 结晶 重 结晶 盐析等方法 如提纯苯酚钠 实验探究题 例题3 某同学利用al和fe2o3进行铝热反应 得到的最终产物为疏松的褐色硬块 为了探究该物质的组成 他做了如下探究实验 1 提出假设 假设1 该褐色粉末由al2o3 fe组成 假设2 该褐色粉末由al2o3 fe和另一种金属单质 组成 假设3 该褐色粉末由al2o3 fe和fe2o3组成 过滤器 20 kscn溶液 3mol l 1naoh溶液 3mol l 1hcl 基于假设3 以上述褐色粉末为样品 验证其组成 限选的实验仪器与试剂 烧杯 试管 玻璃棒 胶头滴管 药匙 溶液 3mol l 1hno3溶液 3mol l 1cuso4溶液 0 01mol l 1 2 请设计实验方案验证假设 并完成下表 kmno4溶液 蒸馏水 解析 本题属于用假设法探究物质组成题 铝热反应后的产物肯定有fe al2o3 加入naoh溶液无气泡产生 说明没有铝存在 再根据产物呈褐色推测反应物中fe2o3应该有剩余 故褐色物质可能由fe al2o3和fe2o3组成 在这三种物质中al2o3能溶于naoh溶液 可用naoh溶液实现al2o3与其他两种物质的分离 然后再用盐酸鉴别有naalo2存在 可证明al2o3的存在 fe可用cuso4溶液鉴别 fe2o3可用酸转化成溶液 然后用kscn溶液证明有fe3 的存在 即可证明fe2o3的存在 答案 1 al 2 见下表 溶液 0 1mol l 1hno3溶液 0 1mol l 1bacl2溶液 0 1mol l 1 变式训练 3 实验室有一瓶久置的na2so3固体 为了探究其是否变质及变质的程度如何 同学们进行了如下实验 可选用试剂 浓硫酸 浓硝酸 10 盐酸 0 1mol l 1h2so4 ba no3 2溶液 3 h2o2 10 naoh溶液 蒸馏水 品红溶液 仪器自选 1 提出假设 假设一 固体全部是na2so3 假设二 固体全部是na2so4 假设三 2 设计实验方案 略 3 同学们经充分讨论后选择b装置进行实验 原因是 完成下表 解析 1 样品可能没有