江苏省高三化学二轮复习 专题14 解决实验操作与实验原理的问题精品学案.doc

专题14.解决实验操作与实验原理的问题考试说明中：了解并初步实践化学实验研究的一般过程，掌握并应用化学实验的基本方法和技能。了解化学实验室常用仪器的使用方法和主要用途，掌握化学实验的基本操作。掌握一定溶质质量分数、物质的量浓度的溶液配制方法。初步掌握测定溶液ph的方法。了解cl、so42、co32、k、na、fe3、nh4等常见离子的检验方法，能对常见的物质组成进行检验和分析。了解过滤、蒸发、萃取、蒸馏等物质分离、提纯的常用方法，能对常见的物质进行分离和提纯。初步掌握中和滴定的原理和方法。能绘制和识别简单的实验仪器装置图，能对实验数据进行初步分析或处理，并得出合理结论。高考试卷中：在江苏高考试卷中这方面实验考查一方面出现在选择题中（一般是基础实验及操作，一道和物质制备与性质基础实验一道），另一方面出现在非选择题中（综合实验题）。考查内容是多方面的。答题过程中：在熟悉化学实验仪器和实验操作、化学实验原理的基础上，整体把握实验反应原理的判断、实验装置作用的识别、实验过程的分析、实验现象的观察、实验结论的解释和异常现象的辨析，加强化学实验术语的表达和语言的规范使用，对实验操作、现象、结论等的描述要力求严谨、规范，言简意赅、语意贴切、符合语法、逻辑性强。一。能力展示1.下列有关实验原理或实验操作正确的是a.用水湿润ph试纸测量某溶液的phb.用量筒量取20 ml0.5000 moll1 h2so4溶液于烧杯中，加水80ml，配制成0.1000 moll1h2so4溶液c.实验室用图2所示装置制取少量氨气d.实验室用图3所示装置出去cl2中的少量hcl2.聚合硫酸铁又称聚铁，化学式为，广泛用于污水处理。实验室利用硫酸厂烧渣（主要成分为铁的氧化物及少量fes、sio2等）制备聚铁和绿矾（feso47h2o ）过程如下：（1）验证固体w焙烧后产生的气体含有so2 的方法是_。（2）实验室制备、收集干燥的so2 ，所需仪器如下。装置a产生so2 ，按气流方向连接各仪器接口，顺序为a f装置d的作用是_，装置e中naoh溶液的作用是_。（3）制备绿矾时，向溶液x中加入过量_，充分反应后，经_操作得到溶液y，再经浓缩，结晶等步骤得到绿矾。ks*5u.c#o%下（4）溶液z的ph影响聚铁中铁的质量分数，用ph试纸测定溶液ph的操作方法为_。若溶液z的ph偏小，将导致聚铁中铁的质量分数偏_。过程分析：1.本题属于基础实验与基本实验操作的考查范畴。a中ph试纸用水湿润将冲稀待测溶液。b中0.5000 moll1 h2so4溶液与水混合，混合溶液的体积不是两者的简单之和。c中收集试管带塞子将无法收集到氨气。d中根据溶解平衡原理，cl2在饱和食盐水溶解度很小，而hcl极易溶解。本题以ph试纸试用、常见气体制取、溶液配制、除杂中的实验操作为素材，考查学生对实验操作的熟悉程度和实验原理的应用能力。答案：d2. (1)检验so2的方法一般是：将气体通入品红溶液中，如品红褪色，加热后又变红。(2) 收集干燥的so2，应先干燥，再收集(so2密度比空气的大，要从b口进气)，最后进行尾气处理；因为so2易与naoh反应，故的作用是安全瓶，防止倒吸。(3)因为在烧渣中加入了硫酸和足量氧气，故溶液y中含有fe3+，故应先加入过量的铁粉，然后过滤除去剩余的铁粉。(4)用ph试纸测定溶液ph的操作为：将试纸放到表面皿上，用玻璃棒蘸取溶液，点到试纸的中央，然后跟标准比色卡对比。fe(oh)3的含铁量比fe2(so4)3高，若溶液z的ph偏小，则生成的聚铁中oh-的含量减少，so42-的含量增多，使铁的含量减少。答案：(1)将气体通入品红溶液中，如品红褪色，加热后又变红，证明有so2。 (2)d e b c；安全瓶，防止倒吸；尾气处理，防止污染（3）铁粉 过滤（4）将试纸放到表面皿上，用玻璃棒蘸取溶液，点到试纸的中央，然后跟标准比色卡对比。低精要点评：1.实验作为每年必考的知识点之一，考查的方式是灵活多变，命题的角度往往创新性较强，也是学生失分较多的地方，所以实验题成了学生分值拉开的最重要的一类题型。而实用和基础是考查两个最为平稳的特点。这些题目往往是来源于课本中的某一部分知识，在命题时进行了组合，所以我们必须掌握基本实验仪器和基础实验操作、实验原理。2.要熟练掌握溶解、稀释、过滤、蒸馏、萃取、结晶、干燥、洗气、收集气体、尾气处理等实验操作，熟悉实验原理才能掌握实验基本操作。二。能力培养1.下列有关实验原理、方法和结论都正确的是a.向饱和fecl3溶液中滴加过量氨水，可制取fe(oh)3胶体b.取少量溶液x，向其中加入适量新制氨水，再加几滴kscn溶液，溶液变红，说明x溶液中一定含有fe2c.室温下向苯和少量苯酚的混合溶液中加入适量naoh溶液，振荡、静置后分液，可除去苯中少量苯酚d.已知i3i2i，向盛有ki3溶液的试管中加入适量ccl4，振荡静置后ccl4层显紫色，说明ki3在ccl4中的溶解度比在水中的大分析：本题属于常规实验与基本实验考查范畴。a中饱和fecl3溶液逐滴滴入沸水中，并继续加热一段时间，可制取fe(oh)3胶体。滴加过量氨水，就会产生fe(oh)3沉淀。b中溶液x中应先滴kscn溶液，不呈红色，再滴入适量新制氨水，溶液变红，才能说明x溶液中一定含有fe2。c中苯酚与naoh溶液反应可生成水溶性的苯酚钠，可与苯分层，实现分离除杂。d中溶解平衡i3i2i中，加入适量ccl4，有利于溶解平衡i3i2i向右移动，i2溶解在ccl4中显紫色。答案：c2.高纯是制备高性能磁性材料的主要原料。实验室以为原料制备少量高纯的操作步骤如下：（1）制备溶液：在烧瓶中（装置见右图）加入一定量和水，搅拌，通入和混合气体，反应3h。停止通入，继续反应片刻，过滤（已知）。石灰乳参与反应的化学方程式为 。反应过程中，为使尽可能转化完全，在通入和比例一定、不改变固液投料的条件下，可采取的合理措施有 、 。若实验中将换成空气，测得反应液中、的浓度随反应时间t变化如右图。导致溶液中、浓度变化产生明显差异的原因是 。（2）制备高纯固体：已知难溶于水、乙醇，潮湿时易被空气氧化，100开始分解；开始沉淀时。请补充由（1）制得的溶液制备高纯的操作步骤实验中可选用的试剂： 、 、。 ； ； ； ；低于100干燥。分析：本题主要考查的是实验的基本操作、实验仪器的选择、实验误差分析。因此实验基础的考察依然是以后学习和复习的重点。（1）石灰乳参与反应主要是与so2的反应。为是so2尽快转化，在比例不变的情况下，可以通过控制温度或控制气体的流速以确保反应的充分进行；从图中可以看出，c(mn2+)减少，c(so42-)增加，可以认为mn2+在o2与h2so3反应中起了催化作用；（2）根据题给信息，可以得出制备高纯mnco3的操作流程：加入nahco3溶解，同时控制溶液的ph7.7过滤、洗涤检验so42-是否被除去为了降低mnco3的损耗，用c2h5oh洗涤低温干燥。答案：（1）ca(oh)2+so2=caso3+h2o控制适当的温度 缓慢通入混合气体mn2+催化o2与h2so3,反应生成h2s04（2）边搅拌边加入nahco3(na2co3),并控制溶液ph7.7过滤，用少量水洗涤23次。检验so42-是否被洗涤除去用少量c2h5oh洗涤 (凡合理答案均可)方法指导：1.掌握元素化合物之间的反应，才能准确的判断实验现象。许多实验操作还要善于分析，找到教材中知识与对应题目的关系灵活结合化学反应原理知识来解答。2.物质的分离和提纯常用方法：过滤、分液、蒸馏、结晶、萃取、洗气、渗析、盐析等3.熟悉各种典型离子的检验方式，注意对各种离子单独检验时的干扰因素，干扰离子进行排除。4.进行物质的检验时，要依据物质的特殊性质和特征反应，选择适当的试剂和方法三。能力测评1.下列有关实验原理或操作正确的是a选择合适的试剂，用图1所示装置可分别制取少量b制备乙酸乙酯时，向乙醇中缓慢加入浓硫酸和冰醋酸c洗涤沉淀时（见图2），向漏斗中加适量水，搅拌并滤干d用广泛试纸测得0.10mollnh4cl溶液的2.孔雀石主要含cu2(oh)2co3，还含少量fe、si的化合物。实验室以孔雀石为原料制备cuso45h2o及caco3，步骤如下：请回答下列问题：(1)溶液a中的金属离子有cu2、fe2、fe3。从下列所给试剂中选择；实验步骤中试剂为_(填序号)，检验溶液a中fe3的最佳试剂为_(填序号)akmno4 b(nh4)2sch2o2 dkscn(2)由溶液c获得cuso45h2o，需要经过加热蒸发、_、过滤等操作。除烧杯、漏斗外，过滤操作还用到另一玻璃仪器，该仪器在此操作中的主要作用是_。(3)制备caco3时，应向cacl2溶液中先通入(或先加入)_(填化学式)。若实验过程中有氨气逸出，应选用下列_装置回收(填序号)。(4)欲测定溶液a中fe2的浓度，需要用容量瓶配制某标准溶液，定容时视线应_，直到_。用kmno4标准溶液滴定时应选用_滴定管(填“酸式”或“碱式”)。解题分析：1.本题主要考查的是实验的基本知识。a项，不能用图1装置收集;b项，实验室制备乙酸乙酯时，先在试管中放入乙醇，在慢慢加入浓硫酸，冷却后，再加入乙酸；c项，洗涤沉淀，在过滤器中的沉淀中，加入蒸馏水，浸没沉淀，让水自然流下，不用玻璃棒搅拌；d项，w w w k s 5 u . c o mph试纸只能测定溶液酸碱度的数值范围，但不能测得溶液具体的ph值。总是分析可知，本题选b项。答案：b2.本题考查化学实验基础知识，意在考查考生实验基本操作和技能。 (1)溶液a中的金属离子有cu2、fe2、fe3，需将fe2氧化成fe3，再加cuo使其转化为fe(oh)3沉淀而除去，为了不引入新的杂质，应选用h2o2，即选c；fe3与kscn生成红色溶液，灵敏度高，检验fe3的最有效试剂为kscn，即选d。(2)由cuso4溶液获得cuso45h2o，需要经过加热蒸发、冷却结晶、过滤而得到；过滤操作除烧杯、漏斗外还用到的另一玻璃仪器为玻璃棒，其作用是引流。(3)向cacl2溶液中通入二氧化碳不能得到caco3，可先向其中通入氨气或加入nh3h2o，使溶液呈碱性；由于氨气极易溶于水，应防止倒吸，故选b。(4)需要用容量瓶配某标准溶液，定容时视线应平视凹液面，直到凹液面的最低处与刻度线相平；kmno4溶液具有很强的氧化性，能腐蚀橡胶，不能选用碱式滴定管，应该选用酸式滴定管。答案：(1)cd (2)冷却结晶引流 (3)nh3h2ob (4)平视凹液面(或平视刻度线)凹液面的最低点与刻度线相切酸式。防错机制：1.我们失分的主要原因是基础知识不牢固，方法不合理，不能注重实验方案的最优化。如果我们平时能注重对基本的化学反应的理解，多做实验多实践，实验题目得高分还是完全能达到的。2.做实验题的方法是多种多样的，但基本功在平时，只有重视化学实验，基础知识扎实、熟练，实验体系条理、清晰，解题方法灵活、系统，坚持系统的训练，才能够提高解答化学实验题的能力。需要在平时的学习和练习中多体会、多尝试，加强相关的知识储备和正确的思考及思维方法的培养。如果能够做到这些，要答好实验题获得高分并不是一件难事。四。能力提升1.下列化学实验事实及其解释都正确的是a向碘水中滴加ccl4，振荡静置后分层，ccl4层呈紫红色，说明可用ccl4从碘水中萃取碘b向so2水溶液中滴加盐酸酸化的bacl2溶液，有白色沉淀生成，说明baso3难溶于盐酸c向0.1moll-1feso4溶液中滴加少量酸性kmno4溶液，kmno4溶液褪色，说明 fe2具有氧化性d向2.0ml浓度均为0.1moll-1的kcl、ki混合溶液中滴加12滴0.01moll-1 agno3溶液，振荡，沉淀呈黄色，说明agcl的ksp比agi的ksp2.下列实验操作与预期实验目的或所得实验结论一致的是选项实验操作实验目的或结论a某钾盐溶于盐酸，产生能使澄清石灰水变浑浊的无色无味气体说明该钾盐是b向含有少量的溶液中加入足量粉末，搅拌一段时间后过滤除去溶液中少量c常温下，向饱和溶液中加少量粉末，过滤，向洗净的沉淀中加稀盐酸，有气泡产生说明常温下 d与浓硫酸170共热，制得的气体通人酸性溶液检验制得气体是否为乙烯3.下列与实验相关的叙述正确的是a稀释浓硫酸时，应将蒸馏水沿玻璃棒缓慢注入浓硫酸中b配制溶液时，若加水超过容量瓶刻度，应用胶头滴管将多余溶液吸出c酸碱滴定时，若加入待测液前用待测液润洗锥形瓶，将导致测定结果偏高d检验某溶液是否含有时，应取少量该溶液，依次加入bacl2溶液和稀盐酸4.下列实验操作或装置符合实验要求的是a.量取15.00 ml naoh溶液b.定容 c.电解制cl2和h2 d.高温燃烧石灰石5.正确的实验操作是实验成功的重要因素，下列实验操作错误的是6.下列实验操作或实验事故处理正确的是a实验室制溴苯时，将苯与液溴混合后加到有铁丝的反应容器中b实验室制硝基苯时，将硝酸与苯混合后再滴加浓硫酸c实验时手指不小心沾上苯酚，立即用70o以上的热水清洗d实验室制乙酸丁酯时，用水浴加热7.下列实验装置（固定装置略去）和操作正确的是8.对实验的实验现象预测正确的是a 实验：液体分层，下层呈无色 b 实验：烧杯中先出现白色沉淀，后溶解c 实验：试管中溶液颜色变为红色 d 实验：放置一段时间后，饱和cuso4溶液中出现蓝色晶体 9.医用氯化钙可用于生产补钙、抗过敏和消炎等药物。以工业碳酸钙（含有少量na、al3、fe3等杂志）生产医药级二水合氯化钙（cacl22h2o的质量分数为97.0%103.0%）的主要流程如下：（1）除杂操作是加入氢氧化钙，调节溶液的ph为8.08.5，以出去溶液中的少量al3、fe3。检验fe(oh)3是否沉淀完全的试验操作是 。（2）酸化操作是加入盐酸，调节溶液的ph约为4.0，其目的有：将溶液中的少量ca(oh)2转化为cacl2；防止ca2在蒸发时水解； 。（3）测定样品中cl含量的方法是：a.称取0.7500g样品，溶解，在250ml容量瓶中定容；b.量取25.00ml待测溶液于锥形瓶中；c.用0.05000moll1agno3溶液滴定至终点，消耗agno3溶液体积的平均值为20.39ml。上述测定过程中需要溶液润洗的仪器有 。计算上述样品中cacl22h2o的质量分数为 。若用上述办法测定的样品中cacl22h2o的质量分数偏高（测定过程中产生的误差可忽略），其可能原因有 ； 。10.纳米tio2在涂料、光催化、化妆品等领域有着极其广泛的应用。制备纳米tio2的方法之一是ticl4水解生成tio2x h2o，经过滤、水洗除去其中的cl，再烘干、焙烧除去水分得到粉体tio2 。用现代分析仪器测定tio2粒子的大小。用氧化还原滴定法测定tio2的质量分数：一定条件下，将tio2溶解并还原为ti3+ ，再以kscn溶液作指示剂，用nh4fe(so4)2标准溶液滴定ti3+至全部生成ti4+。请回答下列问题： ticl4水解生成tio2x h2o的化学方程式为_。 检验tio2x h2o中cl是否被除净的方法是_。 下列可用于测定tio2粒子大小的方法是_（填字母代号）。a核磁共振法 b红外光谱法 c质谱法 d透射电子显微镜法 配制nh4fe(so4)2标准溶液时，加入一定量h2so4的原因是_；使用的仪器除天平、药匙、玻璃棒、烧杯、量简外，还需要下图中的_（填字母代号）。 a b c d e 滴定终点的现象是_。 滴定分析时，称取tio2（摩尔质量为m gmol1）试样w g，消耗c moll1 nh4fe(so4)2标准溶液v ml，则tio2质量分数表达式为_。 判断下列操作对tio2质量分数测定结果的影响（填“偏高”、“偏低”或“无影响”） 若在配制标准溶液过程中，烧杯中的nh4fe(so4)2溶液有少量溅出，使测定结果_。 若在滴定终点读取滴定管刻度时，俯视标准液液面，使测定结果_。11工业上常用铁质容器盛装冷浓酸。为研究铁质材料与热浓硫酸的反应，某学习小组进行了以下探究活动：探究一（1）将已去除表面氧化物的铁钉（碳素钢）放入冷浓硫酸中，10分钟后移人硫酸铜溶液中，片刻后取出观察，铁钉表面无明显变化，其原因是 。（2）另称取铁钉60g放入150ml浓硫酸中，加热，充分应后得到溶液x并收集到气体y。甲同学认为x中除外还可能含有。若要确认其中的，应先用 选填序号）。akscn溶液和氯水 b铁粉和kscn溶液 c浓氨水 d酸性溶液乙同学取336ml（标准状况）气体y通入足量溴水中，发生反应：然后加入足量溶液，经适当操作后得干燥固体233g。由于此推知气体y中的体积分数为 。探究二分析上述实验中体积分数的结果，丙同学认为气体y中还可能含量有和q气体。为此设计了下列探究实验状置（图中夹持仪器省略）。（3）装置b中试剂的作用是 。（4）认为气体y中还含有q的理由是 （用化学方程式表示）。（5）为确认q的存在，需在装置中添加m于 （选填序号）。 a a之前 ba-b间 cb-c间 dc-d间（6）如果气体y中含有，预计实验现象应是 。（7）若要测定限定体积气体y中的含量（标准状况下约有28ml ），除可用测量体积的方法外，可否选用质量称量的方法？做出判断并说明理由 。12.孔雀石主要含cu2(oh)2co3，还含少量fe、s1的化合物，实验室以孔雀石为原料制备cus