高考化學(xué)總復(fù)習(xí) 熱門考點(diǎn)分解透析 考點(diǎn)5 化學(xué)實(shí)驗(yàn)（含解析）

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化學(xué)實(shí)驗(yàn) 化學(xué)實(shí)驗(yàn)是新課標(biāo)的高考必考內(nèi)容，也是高考的重頭戲，考查內(nèi)容主要有以下三個(gè)特點(diǎn)。①考查基本實(shí)驗(yàn)：主要包含實(shí)驗(yàn)安全知識(shí)、 重要化學(xué)儀器的識(shí)別與選用、物質(zhì)分離和提純的重要方法（過濾、萃取、分液 等）、藥品的取用和保存等；②考查實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)與評(píng)價(jià):實(shí)驗(yàn)方案的設(shè) 計(jì)考查范圍很廣，如物質(zhì)制備步驟的設(shè)計(jì)、性質(zhì)探究的設(shè)計(jì)、物質(zhì)檢驗(yàn)與分 離提純的步驟設(shè)計(jì)等，對(duì)于實(shí)驗(yàn)方案的評(píng)價(jià)主要從裝置的選取、方法的選擇、步驟的順序、環(huán)保等角度進(jìn)行命題；③考查實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理:主要考查實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的獲取方法及其可靠性，以及利用合理可靠的數(shù)據(jù)進(jìn)行物質(zhì)含量、轉(zhuǎn)化率、物質(zhì)的組成等的計(jì)算。高考中考查化學(xué)實(shí)驗(yàn)知識(shí)的題型有選擇題和非選擇題。 考查的內(nèi)容主要涉及實(shí)驗(yàn)安全知識(shí)、試劑的存放和使用、儀器的使用、溶液的配制、試紙的使用、裝置氣密性的檢查以及儀器的洗滌等。此外，根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求恰當(dāng)?shù)剡x用儀器，將常見儀器另作他用（如干燥管用于防倒吸裝置 等），根據(jù)物質(zhì)的性質(zhì)在特殊裝置、特定條件下進(jìn)行非常規(guī)操作，這些也可能成為2017年高考命題的新動(dòng)向。對(duì)于綜合性實(shí)驗(yàn)題，從近幾年新課標(biāo)全國各地的高考化學(xué)試題來看，在非選擇題中均有一個(gè)或兩個(gè)綜合性題目，分值較大，區(qū)分度較好，命題者往往通過多視角選材并不斷創(chuàng)新試題，全面考查考生的綜合實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?。?shí)驗(yàn)綜合題從形式上或類型上可分為三類:①制備型實(shí)驗(yàn)題；②數(shù)據(jù)處理型實(shí)驗(yàn)題；③創(chuàng)新探究型實(shí)驗(yàn)題。全國卷Ⅰ卷自2013年開始將實(shí)驗(yàn)探究題在試卷中的位置前移，作為化學(xué)科第一道非選擇題，結(jié)合考綱中“同一學(xué)科中不同試題盡量按由易到難的順序排列”，可推測命題者認(rèn)為實(shí)驗(yàn)探究題情境陌生度較小，試題信息簡潔條理性強(qiáng)，相對(duì)而言有利于學(xué)生得分（2013、2014年達(dá)到預(yù)期），但是當(dāng)試題轉(zhuǎn)向?qū)嶒?yàn)方案設(shè)計(jì)考查時(shí)（如2015年），學(xué)生得分下降幅度超過預(yù)期。 復(fù)習(xí)備考該考點(diǎn)時(shí)要注意：①了解《考試大綱》，明確復(fù)習(xí)內(nèi)容； ②化零為整，集中強(qiáng)化實(shí)驗(yàn)復(fù)習(xí)。化學(xué)實(shí)驗(yàn)知識(shí)滲透在中學(xué)化學(xué)的各個(gè)知識(shí)點(diǎn)中， 在復(fù)習(xí)實(shí)驗(yàn)時(shí)，要注意將零散的知識(shí)加以整合，化零為整，對(duì)實(shí)驗(yàn)知識(shí)和實(shí)驗(yàn)技能進(jìn) 行歸類復(fù)習(xí)。實(shí)驗(yàn)復(fù)習(xí)內(nèi)容的歸類不能只是單一地歸類，而應(yīng)該就這一類實(shí)驗(yàn)知 識(shí)或?qū)嶒?yàn)操作進(jìn)行分析、比較，找出其相同之處和相異之處；③按部就班地進(jìn)行復(fù)習(xí)。復(fù)習(xí)過程中要探索符合自己適用的復(fù)習(xí)方法，以便達(dá)到最佳的復(fù)習(xí)效果。 例19 （2016年高考新課標(biāo)Ⅰ卷）下列實(shí)驗(yàn)操作能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡氖牵? ） A．用長頸漏斗分離出乙酸與乙醇反應(yīng)的產(chǎn)物 B．用向上排空氣法收集銅粉與稀硝酸反應(yīng)產(chǎn)生的NO C．配制氯化鐵溶液時(shí)，將氯化鐵溶解在較濃的鹽酸中再加水稀釋 D．將Cl2與HCl混合氣體通過飽和食鹽水可得到純凈的Cl2 例20 （2016年高考新課標(biāo)Ⅱ卷）下列實(shí)驗(yàn)操作能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡氖牵? ） 解析：A．向沸水中滴入飽和氯化鐵溶液制備氫氧化鐵膠體，A項(xiàng)錯(cuò)誤；B．氯化鎂是強(qiáng)酸弱堿鹽，MgCl2溶液水解產(chǎn)生的HCl易揮發(fā)，所以由MgCl2溶液制備無水MgCl2要在HCl氣流中加熱蒸干，B項(xiàng)錯(cuò)誤；C．銅與稀硝酸反應(yīng)，應(yīng)該用稀鹽酸，C項(xiàng)錯(cuò)誤；D．分別將少量鈉投入到盛有水和乙醇的燒杯中，反應(yīng)劇烈的是水，反應(yīng)平緩的是乙醇，利用此反應(yīng)比較水和乙醇中氫的活潑性，D項(xiàng)正確。答案：D 例21 （2016年高考新課標(biāo)Ⅰ卷）氮的氧化物(NOx)是大氣污染物之一，工業(yè)上在一定溫度和催化劑條件下用NH3將NOx還原生成N2。某同學(xué)在實(shí)驗(yàn)室中對(duì)NH3與NOx反應(yīng)進(jìn)行了探究?；卮鹣铝袉栴}： （1）氨氣的制備 ①氨氣的發(fā)生裝置可以選擇上圖中的_________，反應(yīng)的化學(xué)方程式為_______________。 ②欲收集一瓶干燥的氨氣，選擇上圖中的裝置，其連接順序?yàn)椋喊l(fā)生裝置→______(按氣流方向，用小寫字母表示)。 （2）氨氣與二氧化氮的反應(yīng) 將上述收集到的NH3充入注射器X中，硬質(zhì)玻璃管Y中加入少量催化劑，充入NO2(兩端用夾子K1、K2夾好)。在一定溫度下按圖示裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。 操作步驟 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 解釋原因 打開K1，推動(dòng)注射器活塞，使X中的氣體緩慢通入Y管中 ①Y管中_____________ ②反應(yīng)的化學(xué)方程式 ____________ 將注射器活塞退回原處并固定，待裝置恢復(fù)到室溫 Y管中有少量水珠 生成的氣態(tài)水凝集 打開K2 ③_______________ ④______________ 解析：（1）①在實(shí)驗(yàn)室中，利用氫氧化鈣與NH4Cl混合加熱發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)制取氨氣，氫氧化鈣與NH4Cl都是固體，固體混合物加熱制取氣體，故應(yīng)選用A裝置進(jìn)行，制取氨氣，發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O；也可以利用NH3H2O的不穩(wěn)定性，該物質(zhì)受熱分解產(chǎn)生氨氣和水制取氨氣，這時(shí)應(yīng)該選擇的裝置是裝置B，反應(yīng)的化學(xué)方程式是：NH3H2ONH3↑+H2O；②利用A(或B)裝置制得的氨氣，由于氨氣是堿性氣體，所以需要利用堿性干燥劑堿石灰進(jìn)行干燥，然后再根據(jù)氨氣的密度比空氣小的性質(zhì)，用向下排空氣法收集，氨氣是大氣污染物，要進(jìn)行尾氣處理，可利用其在水中極易溶解的性質(zhì)，用水作吸收劑進(jìn)行尾氣處理，故裝置的連接順序?yàn)閐→c→f→e→i；（2）①NO2具有強(qiáng)氧化性，NH3有強(qiáng)還原性，兩者相遇，會(huì)發(fā)生氧化還原反應(yīng)產(chǎn)生氮?dú)夂退?，根?jù)電子守恒、原子守恒，可得反應(yīng)的方程式：8NH3+6NO27N2 +12H2O，根據(jù)反應(yīng)方程式可知反應(yīng)現(xiàn)象是：Y管內(nèi)看到紅棕色氣體慢慢變淺，同時(shí)在注射器的內(nèi)壁有水珠產(chǎn)生；②根據(jù)①分析可知發(fā)生該反應(yīng)的方程式是8NH3+6NO27N2 +12H2O；③反應(yīng)后由于容器內(nèi)氣體的物質(zhì)的量減少，所以會(huì)使容器內(nèi)氣體壓強(qiáng)減小。當(dāng)打開K2后，燒杯內(nèi)NaOH溶液在大氣壓強(qiáng)的作用下會(huì)倒吸進(jìn)入Y管內(nèi)；④溶液進(jìn)入Y管內(nèi)的原因是由于該反應(yīng)是氣體體積減小的反應(yīng)，反應(yīng)發(fā)生導(dǎo)致裝置內(nèi)壓強(qiáng)降低，在外界大氣壓的作用下而發(fā)生倒吸現(xiàn)象。 答案：（1）① A； 2NH4Cl+Ca(OH)22NH3↑+ CaCl2+2H2O(或B；NH3H2ONH3↑+H2O)；②d c f e i；（2）①紅棕色氣體慢慢變淺；②8NH3+6NO2 7N2 +12H2O；③Z中NaOH溶液產(chǎn)生倒吸現(xiàn)象；④反應(yīng)后氣體分子數(shù)減少，Y管中壓強(qiáng)小于外壓 例22 （2015年高考新課標(biāo)Ⅰ卷）草酸（乙二酸）存在于自然界的植物中，其K1=5.410－2，K2=5.410－5。草酸的鈉鹽和鉀鹽易溶于水，而其鈣鹽難溶于水。草酸晶體(H2C2O42H2O)無色，熔點(diǎn)為101℃，易溶于水，受熱脫水、升華，170℃以上分解?；卮鹣铝袉栴}： （1）甲組同學(xué)按照如圖所示的裝置，通過實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)草酸晶體的分解產(chǎn)物。裝置C中可觀察到的現(xiàn)象是_________，由此可知草酸晶體分解的產(chǎn)物中有_______。裝置B的主要作用是________。 （2）乙組同學(xué)認(rèn)為草酸晶體分解的產(chǎn)物中含有CO，為進(jìn)行驗(yàn)證，選用甲組實(shí)驗(yàn)中的裝置A、B和下圖所示的部分裝置(可以重復(fù)選用)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。 ①乙組同學(xué)的實(shí)驗(yàn)裝置中，依次連接的合理順序?yàn)锳、B、______。裝置H反應(yīng)管中盛有的物質(zhì)是_______。 ②能證明草酸晶體分解產(chǎn)物中有CO的現(xiàn)象是_______。 （3）設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明： ①草酸的酸性比碳酸的強(qiáng)______。 ②草酸為二元酸______。 大小可不強(qiáng)調(diào)。碳酸鹽也可以是Na2CO3，但最好不用CaCO3（題目開始部分又暗示CaC2O4難溶）。證明“草酸是二元酸”這個(gè)難一點(diǎn)，要用到中和滴定。用一元強(qiáng)堿NaOH中和，根據(jù)酸堿完全反應(yīng)時(shí)的物質(zhì)的量之比來作判斷，這是草酸是二元酸的最可靠的證據(jù)。 答案：（1）有氣泡逸出，澄清石灰水變渾濁；CO2；冷凝（水蒸氣、草酸等），避免草酸進(jìn)入裝置C反應(yīng)生成沉淀，干擾CO2的檢驗(yàn)。（2） ①F、D、G、H、D、I； CuO（氧化銅）；②H中的粉末有黑色變?yōu)榧t色，其后的D中的石灰水變渾濁；（3） ① 向盛有少量NaHCO3溶液的試管中滴加草酸溶液，有氣泡產(chǎn)生。②用氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定草酸溶液，消耗氫氧化鈉的物質(zhì)的量是草酸的兩倍 【適應(yīng)練習(xí)】1.（2016年高考江蘇卷）實(shí)驗(yàn)室以一種工業(yè)廢渣（主要成分為MgCO3、Mg2SiO4和少量Fe、Al的氧化物）為原料制備MgCO33H2O。實(shí)驗(yàn)過程如下： （1）酸溶過程中主要反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為MgCO3(s)+2H+(aq)===Mg2+(aq)+CO2(g)+H2O(l) ΔH=－50.4 kJmol-1，Mg2SiO4(s)+4H+(aq)===2 Mg2+(aq)+H2SiO3(s)+H2O(l) ΔH=－225.4 kJmol-1，酸溶需加熱的目的是______；所加H2SO4不宜過量太多的原因是_______。（2）加入H2O2氧化時(shí)發(fā)生發(fā)應(yīng)的離子方程式為___________。 （3）用右圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行萃取分液，以除去溶液中的Fe3+。 ①實(shí)驗(yàn)裝置圖中儀器A的名稱為_______。 ②為使Fe3+盡可能多地從水相轉(zhuǎn)移至有機(jī)相，采取的操作：向裝有水溶液的儀器A中加入一定量的有機(jī)萃取劑，______、靜置、分液，并重復(fù)多次。 （4）請(qǐng)補(bǔ)充完整由萃取后得到的水溶液制備MgCO33H2O的實(shí)驗(yàn)方案：邊攪拌邊向溶液中滴加氨水，______，過濾、用水洗滌固體2～3次，在50℃下干燥，得到MgCO33H2O。 。 2.（2015新課標(biāo)Ⅱ卷理綜化學(xué)）二氧化氯（ClO2，黃綠色易溶于水的氣體）是高效、低毒的消毒劑，回答下列問題： （1）工業(yè)上可用KC1O3與Na2SO3在H2SO4存在下制得ClO2，該反應(yīng)氧化劑與還原劑物質(zhì)的量之比為 。 （2）實(shí)驗(yàn)室用NH4Cl、鹽酸、NaClO2(亞氯酸鈉）為原料，通過以下過程制備ClO2： ①電解時(shí)發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為 。 ②溶液X中大量存在的陰離子有__________。 ③除去ClO2中的NH3可選用的試劑是 (填標(biāo)號(hào))。 a．水 b．堿石灰 C．濃硫酸 d．飽和食鹽水 （3）用下圖裝置可以測定混合氣中ClO2的含量： Ⅰ．在錐形瓶中加入足量的碘化鉀，用50 mL水溶解后，再加入 3 mL 稀硫酸： Ⅱ．在玻璃液封裝置中加入水，使液面沒過玻璃液封管的管口； Ⅲ．將一定量的混合氣體通入錐形瓶中吸收； Ⅳ．將玻璃液封裝置中的水倒入錐形瓶中： Ⅴ．用0.1000 molL-1硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定錐形瓶中的溶液（I2+2S2O32-＝2I－+S4O62-)，指示劑顯示終點(diǎn)時(shí)共用去20.00 mL硫代硫酸鈉溶液。在此過程中： ①錐形瓶內(nèi)ClO2與碘化鉀反應(yīng)的離子方程式為 。 ②玻璃液封裝置的作用是 。 ③V中加入的指示劑通常為 ，滴定至終點(diǎn)的現(xiàn)象是 。 ④測得混合氣中ClO2的質(zhì)量為 g。 （4）用ClO2處理過的飲用水會(huì)含有一定最的亞氯酸鹽。若要除去超標(biāo)的亞氯酸鹽，下列物質(zhì)最適宜的是_______（填標(biāo)號(hào))。 a．明礬 b．碘化鉀 c．鹽酸 d．硫酸亞鐵 1.解析：（1）加熱可以加快反應(yīng)速率；如果硫酸過多，則需要消耗更多的堿液中和硫酸，從而造成生產(chǎn)成本增加，因此所加H2SO4不宜過量太多。（2）溶液中含有亞鐵離子，雙氧水具有強(qiáng)氧化性，能把亞鐵離子氧化為鐵離子，因此加入H2O2氧化時(shí)發(fā)生發(fā)應(yīng)的離子方程式為H2O2+2Fe2＋+2H＋===2Fe3＋+2H2O。（3）①實(shí)驗(yàn)裝置圖中儀器A的名稱為分液漏斗。②為使Fe3+盡可能多地從水相轉(zhuǎn)移至有機(jī)相，采取的操作：向裝有水溶液的儀器A中加入一定量的有機(jī)萃取劑，充分振蕩、靜置、分液，并重復(fù)多次。（4）根據(jù)氫氧化鎂和氫氧化鋁沉淀的pH可知，滴加氨水的同時(shí)必須控制溶液的pH不能超過8.5，且也不能低于5.0，所以邊攪拌邊向溶液中滴加氨水，至5.0＜pH＜8.5，過濾，邊攪拌邊向?yàn)V液中滴加Na2CO3溶液至有大量沉淀生成，靜置，向上層清液中滴加Na2CO3溶液，若無沉淀生成，過濾、用水洗滌固體2~3次，在50℃下干燥，得到MgCO33H2O。 答案：（1）加快酸溶速率；避免制備MgCO3時(shí)消耗更多的堿（2）H2O2＋2Fe2＋＋2H＋＝2Fe3＋＋2H2O （3）①分液漏斗；②充分振蕩（4）至5.0＜pH＜8.5，過濾，邊攪拌邊向?yàn)V液中滴加Na2CO3溶液至有大量沉淀生成，靜置，向上層清液中滴加Na2CO3溶液，若無沉淀生成 中應(yīng)該存在大量的氯離子和氫氧根離子。③a、ClO2易溶于水，不能利用水吸收氨氣，a錯(cuò)誤；b、堿石灰不能吸收氨氣，b錯(cuò)誤；c、濃硫酸可以吸收氨氣，且不影響ClO2，c正確；d、ClO2易溶于水，不能利用飽和食鹽水吸收氨氣，d錯(cuò)誤，答案選c。（3）①ClO2具有強(qiáng)氧化性，通入錐形瓶與酸性碘化鉀溶液反應(yīng)，氧化I—為I2，自身被還原為Cl—，同時(shí)生成水，反應(yīng)離子方程式為2ClO2＋10I－＋8H＋＝2Cl－＋5I2＋4H2O。②由于二氧化氯是氣體，容易揮發(fā)到空氣中，所以玻璃液封裝置的作用是吸收殘余的二氧化氯氣體。③由于碘遇淀粉顯藍(lán)色，則V中加入的指示劑通常為淀粉，滴定至終點(diǎn)的現(xiàn)象是溶液由藍(lán)色變?yōu)闊o色且半分鐘內(nèi)不變色。④根據(jù)方程式可知2ClO2～5I2～10S2O32-，則測得混合氣中ClO2的質(zhì)量為0.1mol/L0.02L67.5g/mol/5＝0. 02700 g。（4）亞氯酸鹽具有氧化性，明礬不能被氧化，碘化鉀被氧化為碘，鹽酸可能被氧化氯氣，因此若要除去超標(biāo)的亞氯酸鹽，最適宜的是硫酸亞鐵，且產(chǎn)生的氧化產(chǎn)物鐵離子能凈水。 答案：(1) 2：1 （2）①NH4Cl＋2HCl3H2↑＋NCl3 ②Cl—、OH— ③c（3）①2ClO2＋10I－＋8H＋＝2Cl－＋5I2＋4H2O ②吸收殘余的二氧化氯氣體（避免碘的逸出）③淀粉溶液；溶液由藍(lán)色變?yōu)闊o色，且半分鐘內(nèi)溶液顏色不再改變 ④0.02700 （4）d