山东省潍坊市临朐县化学二轮复习 专题12

专题十二 实验设计 综合性实验评价考纲再读1掌握化学实验的记录方法和运用化学知识设计一些基本实验。（1）根据实验现象，观察、记录、分析或高考资源网处理数据，得出正确结论。（2）根据实验试题要求，设计基本实验方案。（3）能绘制和识别典型的实验仪器装置图。 2实验知识与技能的综合应用。综合运用化学知识对常见的物质(包括气体物质、无机离子)进行分离、提纯和鉴别是考纲的基本内容，2020年新课标各省高考均对这一部分知识作了重点考查。姚求掌握分离、提纯和鉴别的实验基本操作，掌握化学实验的记录方法，能根据实验现象，记录、分析、处理数据得出正确的结论本部分涉及的考点有：常见物质的分离和提纯，常见气体、无机离子、重要有机物的检验和鉴别，物质的推断等。这部分内容以离子的检验、气体的制备和检验、元素化合物性质为基础知识，以化学实验基本操作、对材料的组织水平和语言表达能力为基础进行考查，且考查的内容逐渐加深，形式渐趋多样化主干知识整合一物质检验的一般思路先弄明白实验目的，思考实验原理，再开始做题。要善于提取题目有效信息来弄清反应原理。近年高考重点考查的探究性实验多为物质的检验，物质检验包括鉴定、鉴别和推断，它们的共同点是：依据物质特征反应，选择适当的试剂和方法，准确观察反应中的明显现象，如颜色的变化、沉淀的生成和溶解、气体的产生和气味、火焰的颜色等进行判断、推理。1、物质检验的实验步骤：（1）取少量试样放入容器（通常用试管），如试样是固体的通常要先配制成溶液。（2）根据要求在试样中加入已知成分和性质的试剂，并根据可能所发生的现象，进行分析判断，得出结论（实验时，要注意排除杂质的干扰）。注意对于实验现象一般要从固体、液体、气体三个角度去全面描述。一般答题思路为：取样加入试剂（实验操作）描述现象得出结论。解答易错点：. 文字表达不到位，如鉴别或检验时， “取少量样品”等；. 试剂的滴加顺序不对；. 除杂试剂一般都过量，易忽视过量试剂的除杂。忽视题目要求；检验、鉴别的习题题型较多，有的限试剂（范围或种类），有的限方法（物理方法或化学方法或操作方法），有的限步骤，解题时要注意看清题目的要求。2物质鉴别题在答题时要掌握以下要领：选取试剂最佳。选取的试剂对试剂组中的各物质反应现象要不同，使之一目了然。不许原瓶操作。鉴别的目的是为了以后的使用，若原瓶操作，试剂污染，“别”而无用。要有“各取少许”字样。不许“指名道姓”。结论的得出来自实验现象，在加入试剂之前，该物质是未知的，叙述时不可出现“取某某物质加入某某试剂”的字样。一般简答顺序为：各取少许溶解加入试剂描述现象得出结论。二.物质分离与提纯的方法（1）常用的物理方法根据物质物理性质上的差异选择分离与提纯方法。有过滤、蒸发结晶、降温结晶、蒸馏、分馏、萃取、分液、渗析、升华等方法。（2）常用的化学方法 吸收法常用于气体的净化和干燥，可根据被提纯气体中所含杂质气体的性质，选择适当的固体或溶液作为吸收剂。如Cl2中混有的HCl气体可通过饱和食盐水除去。常用装置是洗气瓶或干燥管（U形管）。 沉淀法在被提纯的物质中加入适量试剂使其与杂质反应，生成沉淀过滤除去。如硝酸钾中含有的少量硝酸钡，可用适量的硫酸钾除去。 气体法根据物质中所含杂质的性质加入合适的试剂，让杂质转化为气体除去。如KCl中混有的少量K2CO3，可加适量盐酸除去。 转化法利用化学反应，加入适当的试剂或采用某种条件（如加热），使物质中的杂质转化为被提纯物质，以正盐、酸式盐间的转化最为常见。如：NaHCO3Na2CO3。 溶解法对于固体试剂可选择适当的物质将杂质溶解，然后过滤除去，以杂质为两性物质常见。如Mg(OH)2中混有Al(OH)3,可用过量NaOH溶液除去，然后洗涤Mg(OH)2即可。（3）综合法 综合法是指综合运用物理方法和化学方法将物质加以分离或提纯。如分离的混合物：三、实验设计试题的类型1根据实验现象，观察、记录、分析或处理数据，得出正确结论2根据实验试题要求，设计基本实验方案3能识别和绘制典型的实验仪器装置图4各部分知识与技能综合的实验设计题例题讲解【例1】（2020天津卷3）下列鉴别方法可行的是A用氨水鉴别Al3+、Mg2+和Ag+ B用Ba(NO3)2溶液鉴别Cl、SO和CO C用核磁共振氢谱鉴别1溴丙烷和2溴丙烷D用KMnO4酸性溶液鉴别CH3CHCHCH2OH和CH3CH2CH2CHO【解析】：Al3+和Mg2+与氨水反应都只生成沉淀，不溶解，无法鉴别，故A错；SO42-和CO32-与Ba(NO3)2反应都生成白色沉淀，无法鉴别，故B错；1溴丙烷有三种等效氢，其核磁共振谱有三个峰，而2溴丙烷有两种等效氢原子，其核磁共振谱有两个峰，故可鉴别，C正确；碳碳双键、醛基都能被酸性KMnO4氧化，KMnO4溶液都退色，故无法鉴别。 【答案】：C 【命题立意】：考查阴阳离子和有机物的鉴别，通过鉴别，考查离子或有机物的化学性质。【例2】（2020上海卷15）除去下列括号内杂质的试剂或方法错误的是AHNO3溶液(H2SO4)，适量BaCl2溶液，过滤BCO2(SO2)，酸性KMnO4溶液、浓硫酸，洗气CKNO3晶体(NaCl)，蒸馏水，结晶DC2H5OH(CH3COOH)，加足量CaO，蒸馏【解析】：此题考查了物质的提纯知识。HNO3溶液中混有H2SO4时，加入氯化钡使得硝酸中又混入了HCl杂质，应加入硝酸钡溶液过滤，A错；SO2有还原性，可用高锰酸钾氧化为硫酸除去，B对；硝酸钾的溶解度随温度升高变大，但食盐的溶解度随温度变化较小，一般用结晶或重结晶法分离，C错；乙酸具有酸性，能和氧化钙反应，但乙醇不能，故加足量氧化钙蒸馏可以分离两者，D对。【答案】：A【知识归纳】：进行物质的提纯操作时要遵循的两个原则是：一是不能将要得到的目标产物除掉，二是不能引入新的杂质，像此题中A选项就是引入了新杂质。【例3】（2020全国卷1 28）有A、B、C、D、E和F六瓶无色溶液，他们都是中学化学中常用的无机试剂。纯E为无色油状液体；B、C、D和F是盐溶液，且他们的阴离子均不同。现进行如下实验：A有刺激性气味，用沾有浓盐酸的玻璃棒接近A时产生白色烟雾；将A分别加入其它五中溶液中，只有D、F中有沉淀产生；继续加入过量A时，D中沉淀无变化，F中沉淀完全溶解；将B分别加入C、D、E、F中，C、D、F中产生沉淀，E中有无色、无味气体逸出；将C分别加入D、E、F中，均有沉淀生成，再加入稀HNO3，沉淀均不溶。根据上述实验信息，请回答下列问题：（1） 能确定溶液是（写出溶液标号与相应溶质的化学式）： 。（2） 不能确定的溶液，写出其标号、溶质可能的化学式及进一步鉴别的方法： 。【解析】(I)由题干表述可知A和E不是盐，又由纯E为无色油状液体，推知E为硫酸（步操作进一步确定）；（II）由题干和步操作可知A为氨水； (III)再由步操作可知F中阳离子为Ag+发生的反应为：AgNH3H2O=AgOHNH4；AgOH2NH3H2O=Ag(NH3)2OH2H2O；而常见的盐中只有AgNO3可溶于水，故F为AgNO3；（IV）由步操作可知B中阴离子应为CO32-,由于此无色无味的气体只能是CO2, B、C、D中能生成沉淀说明不能是HCO3-,而阳离子可是常见的K+、Na+、NH4+等待定（V）同样由步操作D中能与氨水生成沉淀的无色溶液中常见的为阳离子为Mg2+或Al3+，而阴离子需待下步反应再确定；（VI）由步操作生成的沉淀为可能为AgCl、AgBr、AgI、BaSO4、H2SiO3(不合理)等，但限于题干所述中学常用试剂，则沉淀应为AgCl和BaSO4，才不溶于HNO3，一个是与AgNO3结合生成的沉淀，一个是与硫酸结合形成的沉淀，故C应该同时含有Ba2+和Cl-即，C为BaCl2,进而推出D中阴离子应该为SO42-，因为题干所述盐溶液中阴离子均不同，故D为Al2(SO4)3或MgSO4其他解析见答案【答案】(1)A NH3H2O或NH3 ；E H2SO4 ； F AgNO3 ； C BaCl2若C作为不能确定的溶液，进一步鉴别的方法合理，同样给分（2）B Na2CO3或K2CO3 用洁净的铂丝蘸取少量B，在酒精灯火焰中灼烧，若焰色呈黄色则B为Na2CO3溶液；若透过蓝色钴玻璃观察焰色呈紫色，则B为K2CO3溶液D Al2(SO4)3或MgSO4 取少量D，向其中滴加NaOH溶液有沉淀生成，继续滴加过量的NaOH溶液，若沉淀溶解，则D为Al2(SO4)3溶液，若沉淀不溶解，则D为MgSO4溶液【命题意图】考查学生的分析与综合能力，涉及到无机元素及其化合物的性质，离子反应，未知物的推断，物质的检验，常见物质量多与量少的反应不同、现象不同等，此题综合性强，难度大，区分度很好，是一道不可多得的经典好题！【例4】（2020广东理综卷33）. 某科研小组用MnO2和浓盐酸制备Cl2时，利用刚吸收过少量SO2的NaOH溶液对其尾气进行吸收处理。（1）请完成SO2与过量NaOH溶液反应的化学方程式：SO2+2NaOH = _（2）反应Cl2+Na2SO3+2 NaOH=2NaCl+Na2SO4+H2O中的还原剂为_（3）吸收尾气一段时间后，吸收液（强碱性）中肯定存在Cl、OH和SO请设计实验，探究该吸收液中可能存在的其他阴离子（不考虑空气的CO2的影响）提出合理假设 假设1：只存在SO32-；假设2：既不存在SO32-也不存在ClO；假设3：_设计实验方案，进行实验。请在答题卡上写出实验步骤以及预期现象和结论。限选实验试剂：3moLL-1H2SO4、1moLL-1NaOH、0.01molL-1KMnO4、淀粉-KI溶液、紫色石蕊试液实验步骤预期现象和结论步骤1：取少量吸收液于试管中，滴加3 moLL-1 H2SO4至溶液呈酸性，然后将所得溶液分置于A、B试管中步骤2：步骤3：【解析】：(1) NaOH过量，故生成的是正盐：SO2+2NaOH =Na2SO3+H2O。(2)S元素的价态从+4+6，失去电子做表现还原性，故还原剂为Na2SO3。(3)很明显，假设3两种离子都存在。加入硫酸的试管，若存在SO32-、ClO-，分别生成了H2SO3和HClO；在A试管中滴加紫色石蕊试液，若先变红后退色，证明有ClO-，否则无；在B试管中滴加0.01molL-1KMnO4溶液，若紫红色退去，证明有SO32-，否则无。【答案】：(1) Na2SO3+H2O (2) Na2SO3 (3) SO32-、ClO-都存在实验步骤预期现象和结论步骤1：取少量吸收液于试管中，滴加3 moLL-1 H2SO4至溶液呈酸性，然后将所得溶液分置于A、B试管中步骤2：在A试管中滴加紫色石蕊试液若先变红后退色，证明有ClO-，否则无步骤3：在B试管中滴加0.01molL-1KMnO4溶液若紫红色退去，证明有SO32-，否则无考题再现1（2020重庆卷9）能鉴别Mg、AgNO3、Na2CO3、NaAl(OH)4四种溶液的试剂是AHNO3 BKOH CBaCl2 DNaClO2（2020上海卷10）下列各组有机物只用一种试剂无法鉴别的是A乙醇、甲苯、硝基苯 B苯、苯酚、己烯C苯、甲苯、环己烷 D甲酸、乙醛、乙酸3（2020江苏卷10）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4（2020重庆卷27）某兴趣小组用题27图装置探究氨的催化氧化（1）氨催化氧化的化学方程式为_（2）加热玻璃管2一段时间后，挤压1中打气球鼓入空气，观察到2中物质呈红热状态；停止加热后仍能保持红热，该反应是_反应（填“吸热”或“放热”）（3）为保证在装置4中观察到红棕色气体，装置3应装入_；若取消3，在4中仅观察到大量白烟，原因是_（4）为实现氨催化氧化，也可用装置5替换装置_（填装置代号）；化合物X为_（只写一种），Na2O2的作用是_跟踪训练一、选择题1下列实验设计和结论相符的是A将碘水倒入分液漏斗，加适量乙醇，振荡后静置，可将碘萃取到乙醇中B某气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，该气体水溶液一定显碱性C某无色溶液中加Ba(NO3)2溶液，再加入稀盐酸，沉淀不溶解，则原溶液中一定有SO42D向乙醇和乙酸的混合溶液中加入饱和Na2CO3溶液，然后分液，分离出乙醇2下列除去杂质的方法正确的是 ( )A除去CO2中混有的CO：用澄清石灰水洗气B除去BaCO3固体中混有的BaSO4：加过量盐酸后，过滤、洗涤C除去FeCl2溶液中混有的FeCl3：加入过量铁粉，过滤D除去Cu粉中混有的CuO：加适量稀硝酸后，过滤、洗涤3. 对于某些离子的检验及结论一定正确的是A通入Cl2后，溶液变为黄色，加淀粉液后溶液变蓝，则原溶液中一定有B加入氯化钡溶液有白色沉淀产生，再加盐酸，沉淀不消失，则原溶液中一定有C加入稀盐酸产生无色无味气体，将气体通入澄清石灰水中，溶液变浑浊，则原溶液中一定有D加入碳酸钠溶液产生白色沉淀，再加盐酸白色沉淀消失，一定有Ba24. （海南三亚一中2020届高三年级第三次月考）下列叙述中不正确的是（ ）A可用装置鉴别碳酸钠和碳酸氢钠 B可用装置分离苯和水的混合物C可用装置从海水中蒸馏得到淡水 D可用装置把胶体粒子从分散系中分离出来5.物质的鉴别有多种方法。下列能达到鉴别目的的是用水鉴别苯、乙醇、溴苯用相互滴加的方法鉴别和溶液点燃鉴别甲烷和乙炔A B C D6.下列有关物质检验的实验结论正确的是选项实 验 操 作 及 现 象实 验 结 论A向某溶液中加入盐酸酸化的氯化钡溶液，有白色沉淀生成该溶液中一定含有B向某溶液中加入2滴KSCN溶液，溶液不显红色。再向溶液中加入几滴新制的氯水，溶液变为红色该溶液中一定含有C将某气体通入品红溶液中，品红溶液褪色该气体一定是D将少量某物质的溶液滴加到新制的银溶液中，水浴加热后有银镜生成该物质一定属于醛类7.（2020上海卷6）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8. 下列说法正确的是A苯酚、硫氰化钾、乙酸、氢氧化钾四种溶液可用FeCl3溶液一次鉴别BCH3CH2OH、CH2=CHCOOH、CH3CHO、CH3COOH四种溶液可用新制Cu(OH)2一次鉴别C除去KCl溶液中的少量MgCl2：加入适量的NaOH溶液，过滤DKCl溶液中混有少量KI，可通入足量Cl2后，再用乙醇进行萃取、分液二、填空题9. 某无色透明溶液中可能大量存在Ag，Mg2，Cu2中的几种离子。（1）不做任何实验就可以肯定原溶液中不存在的离子是_。（2）取少量原溶液加入过量稀盐酸，有白色沉淀生成，再加入过量稀硝酸，白色沉淀不消失，说明原溶液中肯定有的离子是_，有关的离子反应式为_。 （3）取（2）的滤液加入过量NaOH溶液，出现白色沉淀，说明原溶液中肯定存在的离子有_。（4）原溶液中可能大量存在的阴离子是下列AD中的（填序号）_。ACl BNO3 CCO32 DOH 10.由几种离子化合物组成的混合物，含有以下离子中的若干种：K+、Mg2+、Ba2+、。将该混合物溶于水后得澄清溶液，现取3份100mL该溶液分别进行如下实验：实验序号实验内容实验结果1加AgNO3溶液有白色沉淀生成2加足量NaOH溶液并加热收集到气体1.12L（已折算成标准状况下的体积）3加足量BaC12溶液时，对所得沉淀进行洗涤、干燥、称量；再向沉淀中加足量稀盐酸，然后干燥、称量第一次称量读数为6. 27g，第二次称量读数为2.33g试回答下列问题：（1）根据实验1对C1是否存在的判断是 （填“一定存在”、“一定不存在”或“不能确定”）；根据实验13判断混合物中一定不存在的离子是 。（2）试确定溶液中一定存在的阴离子及其物质的量浓度（可不填满）：阴离子符号物质的量浓度（molL1）（3）试确定K+是否存在？ ，判断的理由是 11 “套管实验”是将一支较小的玻璃仪器装入另一支玻璃仪器中，经组装来完成原来需要较多仪器进行的实验。因其具有许多优点，已被广泛应用于化学实验中。下列三个实验均为“套管实验”，请观察、分析，回答下列问题：实验一：图甲是对课本有关Na2O2某性质的两个实验的改进。 （1）将胶头滴管中的水滴入小试管，然后，在导管口A、B处分别进行适当操作，再根据所观察现象可得到的两个结论是_，_。 （2）写出甲中反应的离子方程式_。实验二：图乙是对铜和浓硝酸反应实验的改进。 （3）写出铜和浓硝酸反应的离子方程式为_。 （4）反应开始后，能观察到的现象是_，随后气体颜色逐渐变浅；大试管中液面上升。 （5）与普通演示实验相比，此实验除操作方便之外，还有_等优点。实验三、现有下列药品：A、氯化铵固体 B、氢氧化钠固体 C、浓氨水 D、浓硫酸 E、碳酸氢铵。采用“套管法”，只用一支试管（药匙等辅助用品略，不加热），选择合适的药品就可在圆底烧瓶中集满喷泉实验用的氨气（如图丙）。 （6）此实验制备氨气选用的最合适药品是_（填序号）。12（2020全国卷1 29）请设计CO2在高温下与木炭反应生成CO的实验。(1)在下面方框中，A表示有长颈漏斗和锥形瓶组成的气体发生器，请在答题卡上的A后完成该反应的实验装置示意图(夹持装置,连接胶管及尾气处理不分不必画出，需要加热的仪器下方用标出)，按气流方向在每件仪器下方标出字母B、C；其他可选用的仪器(数量不限)简易表示如下：(2)根据方框中的装置图，在答题卡上填写该表仪器符号仪器中所加物质作用A石灰石、稀盐酸石灰石与盐酸生成CO2 (3)有人对气体发生器作如下改进：在锥形瓶中放入一小试管，将长颈漏斗下端插入小试管中。改进后的优点是 ；(4)验证CO的方法是 。专题十二答案例题讲解例1 C 例2 A例3(1)A NH3H2O或NH3 ；E H2SO4 ； F AgNO3 ； C BaCl2若C作为不能确定的溶液，进一步鉴别的方法合理，同样给分（2）B Na2CO3或K2CO3 用洁净的铂丝蘸取少量B，在酒精灯火焰中灼烧，若焰色呈黄色则B为Na2CO3溶液；若透过蓝色钴玻璃观察焰色呈紫色，则B为K2CO3溶液D Al2(SO4)3或MgSO4 取少量D，向其中滴加NaOH