2021届高三化学一轮复习——综合实验题的探究分析(知识梳理与训练)
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2021届高三化学一轮复习——综合实验题的探究分析(知
识梳理与训练)
解题策略分析
1.实验题中常涉及化学常用仪器的使用、化学实验基本操作、特殊试剂的存放以及化学实验安全等
在审题时,要注意以下几点:
(1)化学常用仪器:
①要注意常用仪器的形状和规格。
②注意“0”刻度,如滴定管、托盘天平、温度计等。
③注意精确度,如托盘天平、滴定管、量筒等。
④注意相似仪器的细微差别,如普通漏斗、长颈漏斗、分液漏斗的差别;圆底烧瓶、平底烧瓶、蒸馏烧瓶的差别;酸式滴定管、碱式滴定管的差别等。
(2)化学实验基本操作:审题时要注意每种操作的关键点。如稀释浓硫酸要注意顺序;气密性检查要注意形成密闭体系;分液操作要注意上层液体、下层液体取出方法等。
(3)化学试剂的存放:要注意特殊试剂的存放。如Na、K的存放(防氧化);白磷的存放(防氧化);浓HNO3的存放(防分解);碱液的存放(防黏结)等。
(4)化学实验安全:审题时要注意:
①点燃可燃性气体,是否做到防爆炸。
②加热液体混合物,是否做到防暴沸。
③制取有毒气体,是否做到防中毒。
④排水法收集气体或用水吸收气体,是否做到防倒吸。
⑤制取对环境有污染的物质,是否做到防污染。
2.化学实验方案的评价
对几个实验方案进行评价,主要从正确与错误、严密与不严密、准确与不准确、可行与不可行等方面作出判断。另外有无干扰、是否经济、是否安全、有无污染等也是要考虑的。
(1)可行性方面
①分析实验方案是否科学可行;
②实验操作是否安全合理;
③实验步骤是否简单方便;
④实验效果是否明显。
(2)绿色化学方面
①实验过程中是否造成环境污染;
②原料是否无毒、安全、易得;
③原料利用率及反应速率是否较高;
④反应速率是否较快。
(3)从安全性方面对实验方案做出评价:化学实验从安全角度常考虑的主要因素如下:
①净化、吸收气体及熄灭酒精灯时要防止液体倒吸;
②进行某些易燃易爆实验时要防爆炸(如H2还原CuO应先通H2,气体点燃前先验纯等);
③防氧化(如H2还原CuO后要“先灭灯再停氢”,白磷切割宜在水中进行等);
④污染性的气体要进行尾气处理;有粉末状物质参加的反应,要注意防止导气管堵塞;
⑤防吸水(如实验取用、制取易吸水、潮解、水解的物质时宜采取必要措施,以保证达到实验目的)。
(4)从规范性方面
①冷凝回流(有些反应中,为减少易挥发液体反应物的损耗和充分利用原料,需在反应装置上加装冷凝回流装置,如长玻璃管、竖装的干燥管及冷凝管等);
②易挥发液体产物(导出时可为蒸气)的及时冷却;
③仪器拆卸与组装顺序相反,按照从右向左,从高到低的顺序;
④其他(如实验操作顺序、试剂加入顺序、实验方法使用顺序等)。
(5)最佳方案的选择:几个实验方案都能达到目的,选出一个最佳方案。所谓最佳,就是装置最简单,药品容易取得、价格低廉,现象明显,干扰小,无污染。
3.综合实验设计题的解题思路
(1)巧审题,明确实验的目的和原理。实验原理是解答实验题的核心,是实验设计的依据和起点。实验原理可从题给的化学情景(或题首所给实验目的)并结合元素化合物等有关知识获取。在此基础上,遵循可靠性、简捷性、安全性的原则,确定符合实验目的、要求的方案。(2)想过程,理清实验操作的先后顺序。根据实验原理确定实验方案中的实验过程,确定实验操作的方法步骤,把握各步实验操作的要点,理清实验操作的先后顺序。
(3)看准图,分析各项实验装置的作用。有许多综合实验题图文结合,思考容量大。在分析解答过程中,要认真细致地分析图中所示的各项装置,并结合实验目的和原理,确定它们在该实验中的作用。
(4)细分析,得出正确的实验结论。实验现象(或数据)是化学原理的外在表现。在分析实验现象(或数据)的过程中,要善于找出影响实验成败的关键以及产生误差的原因,或从有关数据中归纳出定量公式,绘制变化曲线等。
强化训练
1.(2019·浙江4月选考,31)某兴趣小组在定量分析了镁渣[含有MgCO3、Mg(OH)2、CaCO3、Al2O3、Fe2O3和SiO2]中Mg含量的基础上,按如下流程制备六水合氯化镁(MgCl2·6H2O)。
相关信息如下:
①700 ℃只发生MgCO3和Mg(OH)2的分解反应。
②NH4Cl溶液仅与体系中的MgO反应,且反应程度不大。
③“蒸氨”是将氨从固液混合物中蒸出来,且须控制合适的蒸出量。
请回答:
(1)下列说法正确的是________。
A.步骤Ⅰ,煅烧样品的容器可以用坩埚,不能用烧杯和锥形瓶
B.步骤Ⅲ,蒸氨促进平衡正向移动,提高MgO的溶解量
C.步骤Ⅲ,可以将固液混合物C先过滤,再蒸氨
D.步骤Ⅳ,固液分离操作可采用常压过滤,也可采用减压过滤
(2)步骤Ⅲ,需要搭建合适的装置,实现蒸氨、吸收和指示于一体(用硫酸溶液吸收氨气)。
①选择必须的仪器,并按连接顺序排列(填写代表仪器的字母,不考虑夹持和橡皮管连接):热源→________。
②为了指示蒸氨操作完成,在一定量硫酸溶液中加指示剂。请给出并说明蒸氨可以停止时的现象________________________。
(3)溶液F经盐酸酸化、蒸发、结晶、过滤、洗涤和低温干燥得到产品。取少量产品溶于水后发现溶液呈碱性。
①含有的杂质是________________________。
②从操作上分析引入杂质的原因是________________________。
(4)有同学采用盐酸代替步骤Ⅱ中的NH4Cl溶液处理固体B,然后除杂,制备MgCl2溶液。已知金属离子形成氢氧化物沉淀的pH范围:
金属离子
pH
开始沉淀完全沉淀
Al3+ 3.0 4.7
Fe3+ 1.1 2.8
Ca2+11.3-
Mg2+8.410.9
请给出合理的操作排序(从下列操作中选取,按先后次序列出字母,操作可重复使用):固体B→a→()→()→()→()→()→()→MgCl2溶液→产品。
a.用盐酸溶解b.调pH=3.0c.调pH=5.0d.调pH=8.5e.调pH=11.0f.过滤g.洗涤
答案(1)ABD(2)①a→d→f→c②甲基橙,颜色由红色变橙色(3)①碱式氯化镁(或氢氧化镁)②过度蒸发导致氯化镁水解(4)c f e f g a
解析(1)煅烧固体样品需用坩埚,烧杯和锥形瓶用来加热液体,A项正确;氯化铵水解方程式为NH4Cl+H2O NH3·H2O+HCl,氧化镁和HCl反应,蒸氨即一水合氨分解,平衡向