高三化学专题复习10.0第10专题.ppt

第10专题,主编,QG,化学,化学,化学,化学,专案突破,名师诊断,【考情报告】,【考向预测】,纵观近几年高考试题,主要考查探究性实验和物质制备实验。这些探究性和制备实验的试题,综合性强,理论和实践的联系紧密,有的还提供一些新的信息,要求考生必须冷静地审题,联系所学过的知识和技能,进行知识的类比、迁移、重组,全面细致地思考才能正确作答。,预计2013年高考新课标全国卷仍将以物质的性质和制备实验为考查重点。,【应对策略】,一、实验设计与探究题的特点,实验设计与探究题的命题一般都是从中学阶段学生最熟悉的基础实验入手,从简单到复杂,从单一到综合,从教材内容到实际应用。开,放性试题是高考命题新的探索方向,这类高考试题的特点有:一是重视以课本实验为突破口,考查学生基本的实验能力,即体现基础。二是以实验为中心,将化学实验与其他化学知识有机地结合于一体,着重考查学生的能力和素质,特别是对思维能力的考查。三是原理均源于课本,但装置基于课本又不同于课本,即强调创新,考查学生对实验深层次的理解和掌握情况。,二、实验设计与探究题的解题方法与思路,1.探究性实验题的解题思路,探究性实验题的一般解题思路:先通过对比找出实验的不同之处(操作、现象等),再揭示实验现象不同的本质,然后从本质上设计相应的实验来验证。还有一些题目将基本的理论、原理置于实验探究活动之中,只要熟练掌握基础知识,理解其原理,此类题目就会迎刃而解。,在探究过程中往往可以通过对比实验,即设置几组平行实验来对照、比较,从而研究和揭示某种规律,解释某种现象形成的原因或证明某种反应机理。无论是无机物还是有机物性质的探究,都必须在牢牢掌握元素化合物知识的基础上,大胆猜想、细心论证,脱离了元素化合物知识孤立地看实验问题是不科学的。只有灵活运用已有的元素化合物知识,才能变探究性实验为验证性实验,使复杂问题简单化。,2.实验设计与探究题的思考原则,(1)制备实验方案的设计,应遵循以下原则:,条件合适,操作方便;原理正确,步骤简单;原料丰富,价格低廉;产物纯净,污染物少。即从多种路线中选出一种最佳的制备途径,合理地选择化学仪器与药品,设计合理的实验装置和实验操作步骤。,(2)性质探索性实验的设计:主要是从物质的结构特点或从所属类型的典型代表物去推测物质可能具有的一系列性质,而后据此设计出合理的实验方案,去探索它所可能具有的性质。,(3)性质验证性实验的设计:主要是求证物质具备的性质,关键是设计出简捷的实验方案,要求操作简单,简便易行,现象明显,且安全可行,(4)对实验方案的合理与否、严密与否作出评判要从“合理选择,排除干扰,操作准确”等方面入手。,“合理选择”是指仪器的选择、药品的选择、连接方式的选择等。仪器的选择又包括发生装置(几种基本类型)、净化装置(除杂质的试剂与顺序)、反应装置、尾气处理装置等;药品的选择包括药品的种类、浓度、状态等;连接方式的选择指仪器的先后顺序、导管接口的连接等。,“排除干扰”是指反应条件的控制、防止空气成分介入、尽量避免副反应、杂质的清除以及防止物质的挥发性、溶解性、颜色等对实验的干扰。,“操作准确”则要求熟悉主要仪器的性能、用途和典型的实验操作步骤。,(5)实验操作的设计与注意的问题,仪器接口的连接: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。,实验操作的顺序:装置选择与连接气密性检查装固体药品加液体药品开始实验(按程序)拆卸仪器其他处理等。,如果实验室取用或制取易吸水、潮解、水解的物质,要采取必要的措施防止其吸水,以保证达到实验目的。,仪器拆卸的科学性与安全性:要从防污染、防氧化、防倒吸、防爆炸等方面考虑。,其他:如试剂加入先后顺序、实验方法使用顺序等。,3.综合实验思维过程,原理反应物仪器装置现象结论作用意义联想。如:实验目的是什么?实验是根据什么性质和原理?所用反应物的名称、状态、代替物(根据实验目的和相关的化学反应原理,进行全面分析比较和推理,并合理选择)。有关装置:性能、使用方法、适用范围、注意问题、是否有替代装置可使用、仪器规格。有关操作:技能、操作顺序、注意事项或操作错误的后果。实验现象:自下而上,从左至右全面观察,“海陆空”实验现象要全面准确。实验结论:直接结论、导出结论。,4.思考问题的顺序,(1)围绕主要问题思考。如选择实验路线、方法恰当与否;所用药品、仪器简单易得与否;实验过程快速、安全、环保与否;实验现象明显与否(是否有干扰)。,(2)思考有关物质的制备、净化、吸收、存放、环保、安全,是否需驱赶空气,是否需防止空气中H2O、CO2进入装置等有关问题。如制取在空气中易水解的物质(如Al2S3、AlCl3、Mg3N2等)及易受潮的物质时,往往在装置末端再接一个干燥装置,以防止空气中的水蒸气进入。,(3)思考实验仪器及装置的连接顺序。一般为:驱赶空气气体发生除杂干燥主体实验尾气处理。,(4)思考实验操作的顺序。一般为:连接仪器。检查气密性。在整套仪器连接完毕后,应先检查装置的气密性,然后装入药品。检查装置的气密性的方法依装置的特点而定。装药品,进行实验操作。,三、相关知识储备,1.需注意杂质离子、副反应的干扰,药品不符合规格(如变质)的影响,反应实际不能完全进行(即反应物剩余)的影响等问题。,2.点燃或加热通有可燃性气体的装置前,必须检查气体的纯度。如用氢气、一氧化碳等气体还原金属氧化物时,不能先加热后通气体,应先通入气体,将装置内的空气排尽后,检查气体是否纯净,待验纯后,再点燃酒精灯加热金属氧化物。,3.加热操作先后顺序的选择。若气体的发生需加热且空气能作为杂质气体参与体系内的反应,一般先用酒精灯加热发生气体的装置,等气体充满装置后(排尽空气),再给实验中需要加热的固体物质加热,目的是:一则防止可能的爆炸,二则保证产品纯度,防止反应物或生成物与空气中某些物质反应生成杂质。,4.冷凝回流问题:若是易挥发的液体反应物,为了避免反应物损耗和充分利用原料,要在发生装置中设计冷凝回流装置。如在发生装置中安装长玻璃管或水冷凝装置。有的实验为防止气体冷凝不充分而受损失,需用冷凝管或冷水(或冰水)冷凝气体(物质蒸气),使物质蒸气冷凝为液态便于收集。,5.实验仪器的拆卸一般从防爆炸、防氧化、防生成杂质、防倒吸等角度考虑停止加热或停止通气的时间、顺序,如对有尾气吸收装置的实验,一般必须将尾气导管提出液面后才能熄灭酒精灯,以免溶液倒吸;用氢气还原氧化铜的实验应先熄灭加热氧化铜的酒精灯,同时继续通氢气,待加热区冷却后才停止通氢气,这是为避免空气倒吸入加热区使铜氧化,或形成易爆气体;有多个酒精灯的实验,一般后撤产生气体的酒精灯以防倒吸;拆卸用排水法收集并需要加热制取气体的装置时,需先把导管从水槽中取出,才能熄灭酒精灯,以防止水倒吸;拆下的仪器要冷却清洗、干燥和归位。,6.防止倒吸问题:某些实验在溶解度大(或与液体反应迅速)的气体溶于液体后,可能会引起倒吸,从而影响实验,为防气体溶解而引起的倒吸一般需加专门的防倒吸装置。,7.具有特殊作用的实验改进措施:如为防止分液漏斗中的液体不能顺利流出,用橡皮管连接成连通装置;为防止气体从长颈漏斗中逸出,可在发生装置中的漏斗末端套住一支小试管形成液封等。,8.空气中H2O、CO2的问题:在制取容易与H2O、CO2反应的物质的实验中,通常需在装置的末端加盛碱石灰的干燥管类装置,以防空气中H2O、CO2进入体系,影响实验。,9.驱赶空气的问题:在需要驱赶空气的实验中或者是用反应的气体驱赶空气,或者是用外加的实验装置产生不参与反应的气体(如N2、H2、CO2等)驱赶空气。,10.环保问题:凡是产生对环境有危害性的气体的实验就必须加尾气吸收装置,不能一厢情愿地认为这些气体已反应完;注意通风橱的使用。,11.安全问题:实验装置的设计或评价中必须注意是否要增加防暴沸、防爆炸的措施或装置,如碎瓷片在多种液体加热时的使用,浓硫酸稀释或与其他液体的混合时的顺序和玻璃棒的使用;牵扯到易燃性气体加热实验时必须要先驱赶空气以及安全瓶的使用等。,12.评价实验方案通常还需考虑原料利用率、成本、反应条件、安全、环保等因素。,【考点突破】,一、化学物质制备的探究,物质的制备涉及制取的原理、试剂的选择、装置的设计、仪器的选择等。此类试题一般要求考生在限定的试剂或仪器的情况下作出决定,思维量大,涉及面广,综合性强。,氨基甲酸铵(NH2COONH4)可用做肥料、灭火剂、洗涤剂等,其在潮湿空气中放出氨而变成碳酸氢铵。实验室制备氨基甲酸铵的反应为2NH3(g)+CO2(g)NH2COONH4(s)H0,某小组,同学拟选用如下装置(夹持装置略去)制备氨基甲酸铵。,请回答下列问题:,(1)装置的作用是制备氨气,写出一组可用该装置制备氨气的试剂:,其中干燥管内盛放的试剂是。,(2)请选择必要的装置,将上述装置连接完整,其顺序为a。,(3)发生装置用冰水浴冷却的目的是;装置的作用有三点,分别是吸收尾气氨气、防倒吸和。,(4)若缺少盛有饱和小苏打溶液的洗气瓶装置,所得产品氨基甲酸铵中会混有杂质X,杂质X的化学式为,请你设计一个实验,用化学方法检验产品中是否含有杂质X,写出简要步骤及实验现象:。,【解析】(1)装置适用于固液不加热制取气体,试剂可以选择浓氨水和氢氧化钠固体或氧化钙或碱石灰等,干燥氨气选碱石灰。(2)装置的连接要以制取纯净干燥的二氧化碳为目的,小苏打饱和,溶液除去挥发出的HCl,浓硫酸干燥CO2,氢氧化钠溶液没有用。(3)要注意题干信息,氨基甲酸铵常温下为固体,降温有利于反应生成,并且能与水反应,要防止和水蒸气接触。(4)小苏打饱和溶液用于除去挥发出的HCl,若缺少则进入中的气体中含有HCl,和氨气反应生成氯化铵固体。检验其存在,需检验氯离子的存在,试剂为硝酸和硝酸银溶液。步骤为:取、加、现象、结论。,【答案】(1)浓氨水和碱石灰(或其他合理答案);碱石灰,(2)bghdc,(3)提供低温环境,提高反应物的转化率;防止空气中的水蒸气进入使氨基甲酸铵变质,(4)NH4Cl;取适量样品溶于水,加入硝酸酸化后,再加入硝酸银溶液,若有白色沉淀生成,则说明样品中含有氯化铵,二、物质性质的验证实验,此类试题要求通过设计实验以证明物质的性质,可以限要求、限试剂、限内容,也可以不限,对学生的知识要求及能力要求不太高。,利用如图装置进行浓硫酸与铜的反应,并验证二氧化硫的性质(夹持装置略去)。实验操作如下:连接仪器,放入药品,将铜丝伸入液面以下,用酒精灯加热一段时间后拉起铜丝。,(1)装置A中发生反应的化学方程式为。,(2)装置B中观察到的现象从左到右依次是、,体现SO2的性质分别是、。,(3)将反应后的试管充分静置,观察到试管底部有白色固体出现,中间层是浅黄色液体(浓硫酸),上层是蓝色溶液,则白色固体的化学式为。,(4)实验后装置C的小烧杯中澄清石灰水仍然澄清,你猜想可能的原因是,请设计实验予以证明:。,【解析】(1)铜和浓硫酸反应:Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2+2H2O。(2)SO2是酸性氧化物,可使湿润的蓝色石蕊试纸变红,SO2有,漂白性可使品红溶液褪色,还有强还原性可使紫色高锰酸钾溶液褪色。(3)反应生成的水被浓硫酸吸收,二氧化硫逸出,硫酸铜难溶于浓硫酸,以固体形式存在,故白色固体为无水硫酸铜。(4)SO2能使澄清石灰水变浑浊,反应后仍澄清说明SO2过量生成Ca(HSO3)2,证明Ca(HSO3)2的存在加入氢氧化钠溶液出现沉淀即可。,【答案】(1)Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2+2H2O,(2)蓝色石蕊试纸变为红色;红色滤纸变为白色;紫红色滤纸变为白色;SO2溶于水显酸性;漂白性;还原性,(3)CuSO4,(4)过量SO2与Ca(OH)2反应生成易溶于水的Ca(HSO3)2而不产生CaSO3浑浊;取小烧杯中的溶液少许至另一支试管中,加入足量,NaOH溶液,若有白色沉淀生成,则证明猜想合理(其他合理答案均可),三、物质组成、测定物质含量的探究,此类试题考查的内容包括:实验操作、仪器组装、顺序设计、确认某混合物组成的设计、测定物质含量的设计等。其中有定性的,也有定量的。综合性强,并有对计算能力的考查。,某研究性学习小组将一定浓度的Na2CO3溶液滴入CuSO4溶液中得到蓝色沉淀。,甲同学认为:沉淀可能是CuCO3;,乙同学认为:沉淀可能是Cu(OH)2;,丙同学认为:沉淀可能是CuCO3和Cu(OH)2的混合物。,查阅资料知:CuCO3和Cu(OH)2均不带结晶水。,(1)按照乙同学的理解,Na2CO3溶液和CuSO4溶液发生反应的化学方程式为。,(2)请用如图所示装置,选择必要的试剂,定性探究生成物的成分。,在探究沉淀物成分前,需将沉淀从溶液中分离并净化,具体操作为、洗涤、干燥。,各装置的连接顺序为(填字母)。,装置C中所装试剂的名称是。,能证明生成物中有CuCO3的实验现象是。,(3)若CuCO3和Cu(OH)2两者都有,可利用下列装置通过实验测定其组成。,装置C中碱石灰的作用是。,若沉淀样品的质量为mg,装置B的质量增加了ng,则沉淀中CuCO3的质量分数为(列出含m、n的算式)。,氢氧根生成氢氧化铜,碳酸根结合水电离出的氢离子生成碳酸,进而分解生成二氧化碳。(2)沉淀的分离提纯先要过滤;定性实验的连接顺序,先检验水蒸气再检验二氧化碳;检验水蒸气用无水硫酸铜;碳酸铜分解产生二氧化碳,二氧化碳可以使澄清石灰水变浑浊。(3)装置C中有空气通入,说明是用来赶尽装置中残留的生成物的,赶气之前要除去有干扰的二氧化碳和水蒸气。装置B吸收生成的水蒸气,根据增重可求氢氧化铜的质量,装置D吸收生成的二氧化碳,根据增重可求碳酸铜的质量,装置E用来防止空气中的二氧化碳和水蒸气进入前面的装置。碳酸铜的质量分数为1-=1-。,【解析】(1)依据乙的叙述,根据水解原理,铜离子结合水电离出的,(2)过滤,ACB,无水硫酸铜,装置B中澄清石灰水变浑浊,(3)吸收空气中的水蒸气和CO2,1-,【答案】(1)Na2CO3+CuSO4+H2OCu(OH)2+Na2SO4+CO2,四、物质未知性质的探究,物质性质实验中,主要考查反应条件、试剂选择、装置设计、步骤的优化、现象的探究和结论的评价等综合分析能力。,硫酸亚铁是重要的亚铁盐,在农业上用做农药,主治小麦黑穗病,还可用做除草剂;在工业上用于染色、制造蓝黑墨水和木材防腐等。,(1)实验室中保存硫酸亚铁溶液时,为了防止其变质,在该溶液中应加入适量。,(2)新制的绿矾晶体(FeSO47H2O)是浅绿色的,但在空气中极易变成黄色或铁锈色的碱式硫酸铁Fe(OH)SO4,写出该反应的化学方程式:。,(3)已知FeSO4在不同条件下分解得到的产物不同,可能是FeO和SO3,也可能是Fe2O3、SO3和SO2。某研究小组探究在加热条件下FeSO4,分解的气体产物。已知SO3的熔点是16.8,沸点是44.8。,装置的作用是,试管浸泡在50水中的目的是。,装置和装置的作用是探究本实验气体产物成分。请完成实验设计,填写检验试剂、预期现象与结论。限选试剂:3molL-1H2SO4,溶液、6molL-1NaOH溶液、0.5molL-1BaCl2溶液、0.5molL-1Ba(NO3)2溶液、0.01molL-1酸性KMnO4溶液。,装置的作用是防止尾气污染环境,烧杯中应加入的试剂是。,如何检验装置中固体完全分解后生成的固体产物中有无FeO?写出实验步骤、现象及结论:。,【解析】(1)保存硫酸亚铁溶液要考虑亚铁离子的水解和还原性。加硫酸抑制水解,加铁粉防止氧化。(2)未知化学方程式的书写要详细分析题中信息,铁的化合价发生变化,说明被氧化,空气中的氧化剂为氧气。得出各项物质后配平即可,4(FeSO47H2O)+O24Fe(OH)SO4+26H2O。(3)为安全瓶,防止倒吸,热水是防止生成的SO3液化或固化,影响后边的检验。结合给出的试剂可知检验SO3用氯化钡溶液,硝酸钡溶液会将SO2氧化为S,SO2能使酸性高锰酸钾溶液褪色。二氧化硫的吸收要用碱液。检验FeO其实检验的是二价铁,同时要考虑三价铁的干扰,氢氧化钠溶液就不可以了,需用与亚铁离子反应、三价铁离子不反应且现象明显的试剂,如酸性高锰酸钾溶液、溴水等。检验时要先加酸溶解,要选非氧化性酸如盐酸。,【答案】(1)铁粉、硫酸,(2)4(FeSO47H2O)+O24Fe(OH)SO4+26H2O,(3)防止溶液倒吸入装置(或安全瓶);防止SO3液化或凝固,NaOH溶液,取少量分解后的剩余固体于试管中,往试管中加入足量稀盐酸,充分反应后,滴入酸性KMnO4溶液,若酸性KMnO4溶液褪色,说明生成的固体产物中含有FeO,否则不含FeO,对实验方案的设计与评价,首先要明确实验目的和要求,然后结合问题运用有关化学知识和实验技能对实验的仪器、步骤、方法进行逐步分析研究。要求考生对不同的实验方案进行对比分析,或对已完成的实验原理、装置、效果与实验目的、要求进行对比,认识实验的成功与不足以及可能存在的问题,甚至要求提出优化改进方案。,草酸晶体(H2C2O42H2O)在加热条件下可以发生分解反应。某同学对生成的产物提出了以下三个假设:,假设1:只生成CO和H2O;,假设2:只生成CO2和H2O;,五、实验方案的设计与评价的探究,假设3:生成CO、CO2和H2O。,(1)小航同学根据所学知识,认为无须实验就可以否定假设1和假设2,他否定假设2的理由是。,(2)该同学为了探究假设3是否正确而设计了探究实验,装置如下(草酸晶体分解装置略),在下面的表格中按装置连接顺序填入装置代号、药品名称及预期现象和结论。,限选试剂:澄清石灰水、冰水混合物、碱石灰、氧化铜、无水硫酸铜(已知草酸蒸气也可使澄清石灰水变浑浊,草酸蒸气在低温下可冷凝为固体)。,【解析】氧化还原反应中有化合价升高就必有化合价降低,检验产物的顺序是先用无水硫酸铜检验H2O,除去草酸以防止干扰实验,然后检验CO2,除去CO2以防止干扰实验,然后检验CO。,【答案】(1)假设2的反应中,只有化合价升高的元素而没有化合价,降低的元素,(2),六