2018届二轮复习综合实验探究教案（全国通用） 7页

题型3　综合实验探究 ‎(对应学生用书第103页)‎ ‎■题型特点解读·‎ ‎1. 综合实验探究题主要有物质的制备实验探究和物质的性质实验探究。以常见气体或有机物为载体，结合实验基础知识、基本操作与化学基本理论、元素化合物知识、化学计算等。‎ ‎2．将定性实验与定量实验相结合，将实验基础与实验操作相结合，立足于对考生综合实验能力的考查。‎ ‎3．主要考查方向：(1)给定实验情境或物质性质，要求设计实验方案；(2)提出实验问题，要求选择仪器、药品，组装实验装置，确定实验步骤，评价实验方案；(3)结合给定的实验情境考查现象分析与结论得出。‎ ‎■解题策略指导·‎ ‎1．制备型探究题的破题思路 ‎(1)明确实验目的和原理。实验原理可从题目所给实验目的结合有关知识获取，综合考虑，促进制备主反应，消除、控制副反应。‎ ‎ (2)理清操作步骤的先后顺序。根据方案中方法步骤，把握各步操作的要领、目的和原理，理清制备、除杂、提纯操作的先后关系与原理。‎ ‎(3)弄懂各装置的特点和作用。分析图中各项装置，并结合实验目的和原理，分析装置作用，举一反三，分析缺少装置的可能后果，表格中信息如何控制运用落实。‎ ‎(4)梳理总结现象，得出正确结论。实验数据(现象)是化学原理的外在表现，分析现象(或数据)，找出影响实验成败的关键因素，产生误差的原因，进行必要的推导与计算。‎ ‎2．探究型实验的破题思路 ‎(1)基本流程 ‎(2)整体思路 ‎①明确目标，根据题目要求，找出该题需要解决的最终目标。‎ ‎②分析问题，根据目标，结合题目所给信息，分析解决该问题可能涉及的所学知识，即利用所学知识，分析解决该问题。‎ ‎③注意细节，在解决该类问题时，注意分析实验原理是否正确可行，实验操作是否安全合理，实验步骤是否简单方便，实验现象是否突出明显。‎ ‎ ■典例剖析示范·‎ ‎　 (2016·全国Ⅰ卷)氮的氧化物(NOx)是大气污染物之一，工业上在一定温度和催化剂条件下①。某同学在实验室中对NH3与NO2反应进行了探究。回答下列问题：‎ ‎ (1)②‎ ‎③‎ ‎ ①氨气的发生装置可以选择上图中的________，反应的化学方程式为_________________________________________________________________‎ ‎ ________________________________________________________________。‎ ‎ ②欲收集一瓶干燥的氨气，选择上图中的装置，其连接顺序为：发生装置→____________________(④)。‎ ‎ (2)氨气与二氧化氮的反应 ‎ 将上述收集到的NH3充入注射器X中，⑤加入少量催化剂，充入NO2(两端用夹子K1、K2夹好)。在一定温度下按图示装置进行实验。‎ 操作步骤 实验现象 解释原因 打开K1，推动注射器活塞，使X中的气体缓慢充入Y管中 ‎①⑤‎ ‎________‎ ‎________‎ ‎②反应的化学方程式 ‎_____________________‎ ‎_____________________‎ 将注射器活塞退回原处并固定，待装置恢复到室温 ⑤‎ 生成的气态水凝聚 ⑥‎ ‎③_______________‎ ‎_________________‎ ‎④___________________‎ ‎_____________________‎ ‎ 　①实验目的：探究NH3将NOx还原生成N2；潜在信息，发生氧化还原反应。‎ ‎②知识基础：源于教材。‎ ‎③考查装置：氨气制备装置是主体，要结合实验目的和相应试剂选装置。‎ ‎④关注细节：答题要规范。‎ ‎⑤信息提炼：NO2是红棕色气体，反应生成水且室温下水为液态。‎ ‎⑥信息迁移：反应使气体体积减小，容器内压强减小；喷泉实验原理的迁移和应用。‎ ‎【解析】　(1)①图中给出了两种气体制备装置，一种是固固加热制气装置，一种是固液加热制气装置。如果选择A装置制取氨气，则反应的化学方程式为2NH4Cl＋Ca(OH)2CaCl2＋2NH3↑＋2H2O；如果选择B装置制取氨气，则反应的化学方程式为NH3·H2ONH3↑＋H2O。②欲收集一瓶干燥的氨气，首先要除去杂质，制备氨气的杂质只有水蒸气，由于氨气溶于水显碱性，因此要选用碱石灰作干燥剂，干燥管的进出口方向为粗进细出，因此先接d后接c；其次要收集氨气，由于氨气的密度小于空气，要从短管进气，因此先接f再接e；最后要进行尾气处理，由于氨气极易溶于水，因此可以选择水吸收尾气，还要注意防倒吸，所以接i。‎ ‎(2)由题干内容“工业上在一定温度和催化剂条件下用NH3将NOx还原生成N‎2”‎，结合实验条件可知反应为8NH3＋6NO27N2＋12H2O，NO2‎ 为红棕色气体，发生反应后变成无色气体，因此现象为红棕色气体逐渐变浅。反应后气体分子数减少，Y管中的压强小于外压，因此产生倒吸现象。‎ ‎【答案】　(1)①A　2NH4Cl＋Ca(OH)22NH3↑＋CaCl2＋2H2O(或B　NH3·H2ONH3↑＋H2O)　②dcfei　(2)①红棕色气体慢慢变浅　②8NH3＋6NO27N2＋12H2O　③Z中NaOH溶液产生倒吸现象　④反应后气体分子数减少，Y管中压强小于外压 ‎■即时应用体验·‎ ‎1．(2017·山西四校联考)某同学对铜与浓硫酸反应产生的黑色沉淀进行探究，实验步骤如下： 【导学号：97184294】‎ Ⅰ.将光亮铜丝插入浓硫酸，加热；‎ Ⅱ.待产生黑色沉淀和气体时，抽出铜丝，停止加热；‎ Ⅲ.冷却后，从反应后的混合物中分离出黑色沉淀，洗净、干燥备用。‎ 查阅文献：‎ 检验微量Cu2＋的方法是：向试液中滴加K4[Fe(CN)6]溶液，若产生红褐色沉淀，证明有Cu2＋。‎ ‎(1)该同学假设黑色沉淀是CuO。检验过程如下：‎ ‎①将CuO放入稀硫酸中，一段时间后，再滴加K4[Fe(CN)6]溶液，产生红褐色沉淀。‎ ‎②将黑色沉淀放入稀硫酸中，一段时间后，再滴加K4[Fe(CN)6] 溶液，未见红褐色沉淀。‎ 由该检验过程所得结论是_________________________________________。‎ ‎(2)再次假设，黑色沉淀是铜的硫化物。实验如下：‎ 实验装置 现象 ‎1.A试管中黑色沉淀逐渐溶解 ‎2.A试管内上方出现红棕色气体 ‎3.B试管中出现白色沉淀 ‎①现象2说明黑色沉淀具有________性。‎ ‎②能确认黑色沉淀中含有S元素的现象是________________________，相应的离子方程式是___________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________。‎ ‎③为确认黑色沉淀是“铜的硫化物”，还需进行的实验操作是________________________________________________________________。‎ ‎(3)以上实验说明，黑色沉淀中存在铜的硫化物。进一步实验后证明黑色沉淀是CuS与Cu2S的混合物。将黑色沉淀放入浓硫酸中加热一段时间后，沉淀溶解，其中CuS溶解的化学方程式是__________________________________。‎ ‎【解析】　(1)向试液中滴加K4[Fe(CN)6]溶液，若产生红褐色沉淀，证明有Cu2＋，根据②将黑色沉淀放入稀硫酸中，一段时间后，滴加K4[Fe(CN)6]溶液，未见红褐色沉淀可知，黑色沉淀中一定不含CuO。(2)①A试管内上方出现红棕色气体，说明反应中有NO2生成，证明了黑色沉淀具有还原性，在反应中被氧化；②根据B试管中出现白色沉淀可知，白色沉淀为BaSO4，说明黑色沉淀中含有硫元素，发生反应的离子方程式为2NO＋3SO2＋3Ba2＋＋2H2O===3BaSO4↓＋2NO＋4H＋(或NO2＋SO2＋Ba2＋＋H2O===BaSO4↓＋NO＋2H＋)；③为确认黑色沉淀是“铜的硫化物”，还需检验黑色沉淀中含有铜离子，方法为：取冷却后A试管中的溶液，滴加K4[Fe(CN)6]溶液，若产生红褐色沉淀，证明有Cu2＋，说明黑色沉淀是铜的硫化物。(3)浓硫酸具有强氧化性，硫化铜被浓硫酸氧化为SO2。 ‎ ‎【答案】　(1)黑色沉淀中不含有CuO ‎(2)①还原　②B试管中出现白色沉淀 ‎2NO＋3SO2＋3Ba2＋＋2H2O===3BaSO4↓＋2NO＋4H＋(或NO2＋SO2＋Ba2＋＋H2O===BaSO4↓＋NO＋2H＋)‎ ‎③取冷却后A试管中的溶液，滴加K4[Fe(CN)6]溶液，若产生红褐色沉淀，证明有Cu2＋，说明黑色沉淀是铜的硫化物　(3)CuS＋4H2SO4(浓)CuSO4＋4SO2↑＋4H2O ‎2．(2017·重庆一中模拟)二价铬不稳定，极易被氧气氧化。醋酸亚铬水合物{[Cr(CH3COO)2]2·2H2O，相对分子质量为376}是一种深红色晶体，不溶于冷水和醚，易溶于盐酸，是常用的氧气吸收剂。实验室以锌粒、CrCl3溶液、醋酸钠溶液和盐酸为主要原料制备醋酸亚铬水合物，其装置如图所示： ‎ ‎【导学号：97184295】‎ 制备过程中发生的化学反应或离子反应：‎ Zn＋2HCl===ZnCl2＋H2↑；2CrCl3＋Zn===2CrCl2＋ZnCl2；‎ ‎2Cr2＋＋4CH3COO－＋2H2O===[Cr(CH3COO)2]2·2H2O↓。‎ 请回答下列问题：‎ ‎(1)仪器A的名称是__________，所盛装的试剂是__________。‎ ‎(2)本实验中配制所用溶液的蒸馏水都需事先煮沸，原因是_______________。‎ ‎(3)仪器D的主要作用是___________________________________________。‎ ‎(4)实验生成H2后，为使生成的CrCl2溶液与CH3COONa溶液顺利混合，应________(填“打开”或“关闭”，后同)阀门1、________阀门2。‎ ‎(5)本实验中锌粒须过量，其原因是___________________________________‎ ‎________________________________________________________________。‎ ‎(6)已知其他反应物足量，实验时取用的CrCl3溶液中含溶质‎6.34 g，实验后得干燥纯净的[Cr(CH3COO)2]2·2H2O ‎5.64 g，所得产品的产率为________。‎ ‎(7)若使用该装置制备Fe(OH)2，且能较长时间看到Fe(OH)2白色沉淀现象。则在仪器A、B、C中应装入的试剂依次为________、________、________(填化学式)。‎ ‎【解析】　先向三颈烧瓶B中加入过量的Zn(产生足量的氢气将空气排出，且产生足够的压力把三颈烧瓶B中的液体压入三颈烧瓶C中；充分还原CrCl3)，关闭阀门1，打开阀门2，通过分液漏斗加入稀盐酸，产生的氢气排出三颈烧瓶B、三颈烧瓶C及导管中的空气。再滴入CrCl3溶液使其与Zn反应生成CrCl2；然后打开阀门1，关闭阀门2，三颈烧瓶B中的液体在氢气的压力下被压入三颈烧瓶C中，CrCl2与CH3COONa溶液反应生成[Cr(CH3COO)2]2·2H2O。(2)二价铬不稳定，极易被氧气氧化，故除用氢气排除装置中的空气(O2)外，配制盐酸、CrCl3溶液和醋酸钠溶液时所用的蒸馏水需 要加热除去氧气。(3)为防止装置外的空气(O2‎ ‎)进入装置，右端烧杯盛水起液封作用。(6)根据关系式2CrCl3～[Cr(CH3COO)2]2·2H2O，理论产品质量为m{[Cr(CH3COO)2]2·2H2O}＝××376 g/mol＝7.52 g，产率为×100%＝75%。(7)若以相同原理制Fe(OH)2，分液漏斗A中盛放稀硫酸、三颈烧瓶B中盛放铁粉、三颈烧瓶C中盛放氢氧化钠溶液，可制得Fe(OH)2。‎ ‎【答案】　(1)分液漏斗　盐酸与CrCl3溶液　(2)去除水中溶解的氧气，防止二价铬被氧化　(3)盛水，防止空气(O2)进入装置　(4)打开　关闭　(5)与CrCl3充分反应得到CrCl2；产生足量的H2，将装置中的空气排尽，将CrCl2溶液压入三颈烧瓶C中，使其与CH3COONa溶液反应(混合)　(6)75%　(7)稀H2SO4　Fe　NaOH