高考化学实验题解题技巧 10页

高考化学实验题解题技巧 一． 制备型实验题 实验考察以某一物质的制备为中心来展开。‎ 步骤：原料制备和净化过程→物质制备过程→净化除杂过程→物质收集过程→尾气处理过程 ‎ 在原料处理过程中，从实验原理出发，找到所需要的实验原料，例如氮气的制备，可以从空气来提纯，也可以采用按盐和亚硝酸盐来制备，还要除去其中的杂质氧气和水。‎ 物质制备过程中，主要考察包括实验仪器的选择和组装，实验试剂的选择和加入的先后顺序。例如氯气的制备，根据实验原理，采用固液加热装置，选用圆底烧瓶和分液漏斗及酒精灯加热的装置组合；在氨气还原氧化铜实验中，就要采用直玻璃管通氨气及酒精喷灯加热的装置组合。‎ ‎ 在净化除杂过程中，首先要分析物质中所含的杂质有哪些，每种杂质所采用的除杂试剂以及除杂的先后顺序等，例如在制备干燥纯净的氯气时，制备的氯气中混有氯化氢和水，采用的除杂试剂是饱和食盐水和浓硫酸，先后顺序是先除氯化氢，最后除水。‎ ‎ 在物质的收集过程中，分析物质的状态和性质，采用合理的方法来收集产物。例如氨气的收集就根据氨气的密度小于空气，采用向下排空气法来收集或集气瓶的导气管是短进长出的方式；如氯化铝的收集，根据其易凝华的性质，在收集氯化铝时，应采用装置浸泡在冰水中的方式来提高收集效率。‎ 尾气处理过程中，从尾气性质入手，分析所采用的试剂。例如氯气的处理采用碱液来反应除去；如氨气的处理采用湿润的棉花或倒扣漏斗的盛水烧杯。‎ 制备型实验题：‎ ‎26．（2013年全国新课标1卷）‎ 醇脱水是合成烯烃的常用方法，实验室合成环己烯的反应和实验装置如下：‎ 可能用到的有关数据如下：‎ 合成反应：‎ 在a中加入20g环己醇和2小片碎瓷片，冷却搅动下慢慢加入1 mL浓硫酸。B中通入冷却水后，开始缓慢加热a，控制馏出物的温度不超过90℃。‎ 分离提纯：‎ 反应粗产物倒入分液漏斗中分别用少量5%碳酸钠溶液和水洗涤，分离后加入无水氯化钙颗粒，静置一段时间后弃去氯化钙。最终通过蒸馏得到纯净环己烯10g。‎ 回答下列问题：‎ ‎（1）装置b的名称是 。‎ ‎（2）加入碎瓷片的作用是 ；如果加热一段时间后发现忘记加瓷片，应该采取的正确操作时 （填正确答案标号）。‎ ‎ A．立即补加 B．冷却后补加 C．不需补加 D．重新配料 ‎（3）本实验中最容易产生的副产物的结构简式为 。‎ ‎（4）分液漏斗在使用前须清洗干净并 ；在本实验分离过程中，产物应该从分液漏斗的 （填“上口倒出”或“下口放出”）。‎ ‎（5）分离提纯过程中加入无水氯化钙的目的是 。‎ ‎（6）在环己烯粗产物蒸馏过程中，不可能用到的仪器有 ‎ A．圆底烧瓶 B．温度计 C．吸滤瓶 D．球形冷凝管 E．接收器 ‎（7）本实验所得到的环己烯产率是 （填正确答案标号）。‎ ‎ A．41% B．50% C．61% D．70%‎ 答案：‎ ‎（1）直形冷凝管 （2）防止暴沸；B （3）‎ ‎（4）检漏；上口倒出 （5）干燥（或除水除醇） （6）CD （7）C 解析：‎ ‎(2)如果立即补加碎瓷片，可能使反应液暴沸，发生危险，A选项错误；C选项不能防止暴沸，错误；D选项浪费药品，错误；‎ ‎(3)醇在浓硫酸作催化剂时，加热条件下可能发生分子内脱水生成烯烃，也可能发生分子间脱水生成醚；‎ ‎(4)环己烯的密度比水小，位于分液漏斗中液体的上层，分液时先把下层液体从下口放出，再将上层液体从上口倒出，防止从下口放出时混有部分下层液体；‎ ‎(5)无水氯化钙能与水结合，也能与乙醇结合；‎ ‎(7)n(环己醇)＝20g÷100g·mol-1＝0.2 mol、‎ n(环己烯)＝10g ÷82g·mol-1＝0.122 mol 产率＝0.122mol÷0.2mol×100%＝61%‎ ‎26. （2013·新课标Ⅱ）正丁醛是一种化工原料。某实验小组利用如下装置合成正丁醛。‎ 发生的反应如下：‎ ‎ ‎ 反应物和产物的相关数据列表如下：‎ 实验步骤如下： ‎ 将6.0g Na2Cr2O7 放入100mL烧杯中，加30mL水溶解，再缓慢加入5mL浓硫酸，将所得溶液小心转移至B中。在A中加入4.0g正丁醇和几粒沸石，加热。当有蒸汽出现时，开始滴加B中溶液。滴加过程中保持反应温度为90—95℃，在E中收集90℃以下的馏分。 ‎ 将馏出物倒入分液漏斗中，分去水层，有机层干燥后蒸馏，收集75—77℃馏分，产量2.0g。 回答下列问题： ‎ ‎（1）实验中，能否将Na2Cr2O7溶液加到浓硫酸中，说明理由 。 （2）加入沸石的作用是 。若加热后发现未加沸石，应采取的正确方法是 。 ‎ ‎（3）上述装置图中，B仪器的名称是 ，D仪器的名称是 。 （4）分液漏斗使用前必须进行的操作是 （填正确答案标号）。‎ a.润湿 b.干燥 c.检漏 d.标定 ‎ ‎（5）将正丁醛粗产品置于分液漏斗中分水时，水在 层（填“上”或“下”） ‎ ‎（6）反应温度应保持在90—95℃，其原因是 。 ‎ ‎（7）本实验中，正丁醛的产率为 %。‎ ‎【答案】（1）不能，易迸溅；（2）防止爆沸；冷却后补加；（3）滴液漏斗；直形冷凝管；（4）c；（5）下；（6）即可保证正丁醛及时蒸出，又可尽量避免其被进一步氧化；（7）51。‎ ‎【解析】 ‎ ‎（1）将重铬酸钠溶液和浓硫酸混合时，相当于对浓硫酸进行稀释。若将重铬酸钠溶液加到浓硫酸中，水的密度比浓硫酸小，会引起液滴飞溅，造成危险。 ‎ ‎（2）实验装置中沸石的作用是防止溶液暴沸。若加热后发现未加沸石，应该停止加热，等溶液冷却后再加入沸石。 ‎ ‎（3）装置中B仪器叫滴液漏斗，D仪器叫直形冷凝器。 ‎ ‎（4）分液漏斗使用前必须进行的操作是检查是否漏液。 ‎ ‎（5）由题意知正丁醛微溶于水，密度比水小，所以分液时水在下层，正丁醛在上层。 ‎ ‎（6）反应时温度保持在90—95℃，既可以保证正丁醛变成蒸汽及时分离出去，同时还可以避免正丁醛被继续氧化。 ‎ ‎（7）若4.0g的正丁醇完全反应产生的正丁醛应为4÷74×72=3.89g，则正丁醛的产率应为2÷3.89×100%=51%。‎ 一． 验证性实验题 考查物质性质，一般还包括物质制备过程。根据实验要求来分析验证每一种性质的实验原理，根据实验原理寻找所需要的实验试剂，再根据互不干扰原则来确定性质验证的先后顺序。‎ 步骤：物质制备过程→性质验证过程→尾气处理过程 物质制备过程与第一类相似。在性质验证过程中，关键在于分析不同性质验证的先后顺序的处理。例如验证碳和浓硫酸反应产物的验证实验中，首先产物有水、二氧化碳和二氧化硫，先分析每种物质验证所需的试剂，试剂的选择需要反应中有明显的实验现象，验证水用无水硫酸铜，二氧化碳用澄清石灰水，二氧化硫用品红溶液，再分析相互之间是否存在干扰，就会发现二氧化硫也会使澄清石灰水变浑浊，这就要求在验证二氧化碳前先验证二氧化硫且将二氧化硫除尽，防止干扰二氧化碳的验证。‎ 验证性实验题：‎ ‎9. （2013年四川理综）为了探究AgNO3的氧化性和热稳定性，某化学兴趣小组设计了如下实验。‎ Ⅰ. AgNO3的氧化性 将光亮的铁丝伸入AgNO3溶液中，一段时间后将铁丝取出。为检验溶液中Fe的氧化产物，将溶液中的Ag+ 除尽后，进行了如下实验。可选用的试剂：KSCN溶液、K3[Fe(CN)6]溶液、氯水。‎ ‎（1）请完成下表：‎ 操作 现象 结论 取少量除尽Ag+后的溶液于试管中，加入KSCN溶液，振荡 ‎ ① ‎ 存在Fe3+‎ 取少量除尽Ag+后的溶液于试管中，加入 ② ，振荡 ‎ ③ ‎ 存在Fe2+‎ ‎【实验结论】Fe的氧化产物为Fe2+和Fe2+。‎ Ⅱ.AgNO3的热稳定性 用下图所示的实验装置A加热AgNO3固体，产生红棕色气体，在装置D中收集到无色气体。当反应结束后，试管中残留固体为黑色。‎ ‎（2）装置B的作用是 。‎ ‎（3）经小组讨论并验证该无色气体为O2，其验证方法是 。‎ ‎（4）【查阅资料】Ag2O和粉末状的Ag均为黑色； Ag2O可溶于氨水。‎ ‎【提出设想】试管中残留的黑色固体可能是：‎ ‎①.Ag； ②.Ag2O； ③.Ag和Ag2O。‎ ‎【实验验证】该小组为验证上述猜想，分别取少量黑色固体放入试管中，进行了如下实验。‎ 实验编号 操作 现象 a 加入足量氨水，振荡 黑色固体不溶解 b 加入足量稀硝酸，振荡 黑色固体溶解，并有气体产生 ‎【实验评价】根据上述实验，不能确定固体产物成分的实验是 ① （填实验编号）。‎ ‎【实验结论】根据上述实验结果，该小组得出AgNO3固体热分解的产物有 ② 。‎ ‎【答案】‎ ‎（1）①溶液呈红色 ②K3[Fe(CN)6]溶液 ③产生蓝色沉淀 ‎（2）防倒吸 ‎（3）用玻璃片盖住集气瓶口并取出，正放在桌面上，用带火星的木条伸入集气瓶内，木条复燃，证明无色气体为O2 ‎ ‎（4）① b ②Ag、NO2、O2 ‎ ‎【解析】‎ ‎（1）取少量除尽Ag+ 后的溶液于试管中，加入KSCN溶液，振荡，若含有铁离子，溶液会变血红色，验证亚铁离子实验是取少量除尽Ag+ 后的溶液于试管中，加入K3[Fe(CN)6]溶液会和亚铁离子反应生成蓝色沉淀；‎ ‎（2）装置导气管略露出胶塞，是安全瓶，可以防止C装置中 的液体到吸入发生装置A：‎ ‎（3）氧气具有助燃性，用带火星的木条伸入集气瓶中，木条复燃证明无色气为氧气；‎ ‎（4）①实验a加入氨水，银不能溶解于氨水溶液，Ag2O能溶于氨水中形成银氨溶液，加入足量氨水，振荡黑色固体不溶解，说明生成的固体为Ag；实验b加入的硝酸可以溶解Ag2O，也可以溶解Ag，不能检验固体成分，故答案为b； ‎ ‎②装置A加热AgNO3固体，产生红棕色气体为二氧化氮，在装置D中收集到无色气体为氧气，结合实验a的结论，AgNO3固体热分解的产物有Ag、NO2、O2‎ ‎27. （2010年陕西理综）某化学兴趣小组为探究SO2的性质，按下图所示装置进行实验。‎ 请回答下列问题： ‎ ‎（1）装置A中盛放亚硫酸钠的仪器名称是 ，其中发生反应的化学方程式为 ； ‎ ‎（2）实验过程中，装置B、C中发生的现象分别是 、 ，这些现象分别说明SO2具有的性质是 和 ；装置B中发生反应的离子方程式为 ； ‎ ‎（3）装置D的目的是探究SO2与品红作用的可逆性，请写出实验操作及现象 ‎ ； ‎ ‎（4）尾气可采用 溶液吸收。 ‎ 答案：‎ ‎（1）蒸馏烧瓶，Na2SO3＋H2SO4（浓）＝Na2SO4＋SO2↑＋H2O ‎ ‎（2）溶液由紫红色变为无色、无色溶液中出现浅黄色浑浊，还原性、氧化性；‎ ‎5 SO2＋2 MnO4 -＋2 H2O＝2 Mn2＋＋5 SO42+ + 4 H＋；‎ ‎（3）品红溶液褪色后，关闭分液漏斗的旋塞，点燃酒精灯加热，溶液恢复为红色；‎ ‎（4）NaOH ‎ 解析： ‎ ‎1. 本题要求是探究SO2的性质，那么SO2有哪些性质呢？学生必须清楚。（SO2物理性质：无色、有刺激性、有毒、易溶于水、污染大气、形成酸雨。化学性质：由于SO2分子中硫元素的化合价是正四价，因而既有氧化性又有还原性，但以还原性为主；SO2有漂白性，漂白具有可逆性）。 ‎ ‎2. 原理：①制SO2：Na2SO3＋H2SO4（浓）＝Na2SO4＋SO2↑＋H2O ‎ ‎②SO2的还原性表现在其与强氧化性物质的反应上，如酸性KMnO4 ，Cl2 ，Br2 等；氧化性则表现在与强还原性物质的反应上，如H2S等。 ‎ ‎③由于SO2有毒，污染大气，故尾气必须处理，一般用碱液吸收。 ‎ ‎3.仪器用途：结合原理已看出，A装置是 SO2的制取装置，B装置是探究SO2 的还原性装置，C装置是探究SO2的氧化性装置，D装置是探究SO2的漂白性和漂白的可逆性装置。 ‎ 一． 定量测定实验题 这一类题型除了考查实验外，还结合计算，且计算比较复杂，难度较大。‎ 步骤：确定待测物→性质分析，确定实验原理→组装实验装置→结合数据，计算。‎ 由于是定量实验，不需要有明显的实验现象，但一定要有量的变化，且要是便于测定的量，如沉淀的质量，溶液质量变化、干燥管的质量变化等。在实验装置的选取和组装中，要分析空气对实验结果的干扰，实验装置中残留物对结果的影响、空气倒灌对测量结果的影响等。如有干扰，则要选加装置来排除干扰。‎ 定量测定实验题：‎ ‎27．(2012年重庆) 氯离子插层镁铝水滑石[Mg2Al(OH)6Cl·xH2O]是一种新型离子交换材料，其在高温下完全分解为MgO、Al2O3、HCl和水蒸气。现用如图装置进行实验确定其化学式(固定装置略去)。‎ ‎(1)Mg2Al(OH)6Cl·xH2O热分解的化学方程式为_______________________。‎ ‎(2)若只通过测定装置C、D的增重来确定x，则装置的连接顺序为________(按气流方向，用接口字母表示)，其中C的作用是________。装置连接后，首先要进行的操作的名称是________。‎ ‎(3)加热前先通N2排尽装置中的空气，称取C、D的初始质量后，再持续通入N2的作用是________、________等。‎ ‎(4)完全分解后测得C增重3.65 g、D增重9.90 g，则x＝________。若取消冷却玻管B后进行实验，测定的x值将________(填“偏高”或“偏低”)。‎ ‎(5)上述水滑石在空气中放置时易发生反应生成[Mg2Al(OH)6Cl1－2y(CO3)y·zH2O]，该生成物能发生类似的热分解反应。现以此物质为样品，用(2)中连接的装置和试剂进行实验测定z，除测定D的增重外，至少还需测定________。‎ 答案：‎ ‎(1) 2 [Mg2Al(OH)6Cl·xH2O] 4 MgO＋Al2O3＋2 HCl↑＋(5＋2x) H2O↑‎ ‎(2) a→e→d→b　 吸收HCl气体　 检查装置的气密性 ‎(3) 将分解产生的气体全部带入装置C、D中完全吸收　防止产生倒吸 ‎(4) 3　 偏低 ‎(5) 装置C的增重及样品质量 (或样品质量及样品分解后残余物质量或装置C的增重及样品分解后残余物质量)‎ 解析：‎ ‎(1)根据题给信息：高温下完全分解为MgO、Al2O3、HCl和水蒸气，可写出其化学方程式：‎ ‎2[Mg2Al(OH)6Cl·xH2O] 4MgO＋Al2O3＋2HCl↑＋(5＋2x)H2O↑。‎ ‎(2)装置C的作用是吸收反应生成的HCl气体，装置D的作用是吸收水蒸气，应该首先通过D装置吸收水蒸气，后通过C装置吸收HCl；将气体通过洗气瓶进行洗气时，应该从长导管一侧通入气体，故其连接顺序是a→e→d→b；连接好装置后首先应该检查装置的气密性。‎ ‎(3)因为加热后的装置中含有残留的HCl和水蒸气，为了避免引起实验误差，保证反应产生的气体全部被装置C、D吸收，所以要通入N2排出装置内残留的气体，同时也是为了防止产生倒吸。‎ ‎(4)2[Mg2Al(OH)6Cl·xH2O] 4MgO＋Al2O3＋2HCl↑＋(5＋2x)H2O↑‎ ‎73 18×(5＋2x)‎ ‎3.65 g 　9.9 g 解得：x＝3‎ 若没有冷却玻璃管，由于气体温度高，装置D不能将水蒸气充分吸收从而造成结果偏低。‎ ‎(5)由于化学式中出现了两个未知数，所以必须要测量3个数据，列二元一次方程组进行求解，所以除测定D的增重外，至少还需测定两个数据：装置C的增重及样品质量(或样品质量及样品分解后残余物质量或装置C的增重及样品分解后残余物质量)。‎ 一． 探究性实验题 这类题型一般难度较大，学生失分比较多，主要体现在学生不能准确的把握出题人的意图，但是问题的难度又不是很难。‎ ‎ 解题思路;‎ ‎ 从实验目的出发，提出假设→根据假设设计实验方案→推测实验现象→得到实验结论。‎ 在实验假设提出时一般情况是二到三种组合，例如浓硫酸与铜反应，试管底部的固体残留物可能是：①CuO ②Cu2O ③CuO和Cu2O，再根据物质的性质设计实验来验证，但要求有明显的不同实验现象，再根据实验现象组合来得到实验结论。‎ 探究性实验题：‎ ‎28．（2012安徽）工业上从废铅蓄电池的铅膏回收铅的过程中，可用碳酸盐溶液与处理后的铅膏(主要成分为PbSO4)发生反应：PbSO4(s) + CO32－(aq)===PbCO3(s) + SO42－(aq)。某课题组用PbSO4为原料模拟该过程，探究上述反应的实验条件及固体产物的成分。‎ ‎(1)上述反应的平衡常数表达式：K=　　　　　　　　　　　　。‎ ‎(2)室温时，向两份相同的PbSO4样品中分别加入同体积、同浓度的Na2CO3和NaHCO3溶液均可实现上述转化，在　　　　　溶液中PbSO4转化率较大，理由是　　　　　　　　　　　　　。‎ ‎(3)查阅文献：上述反应还可能生成碱式碳酸铅[2PbCO3·Pb(OH)2]，它和PbCO3受热都易分解生成PbO。该课题组对固体产物(不考虑PbSO4)的成分提出如下假设。请你完成假设二和假设三。‎ 假设一：全部为PbCO3；‎ 假设二：　　　　　　　　　　　　；‎ 假设三：　　　　　　　　　　　　。‎ ‎(4)为验证假设一是否成立，课题组进行如下研究。‎ ‎①定性研究：请你完成下表中内容。‎ 实验步骤(不要求写出具体操作过程)‎ 预期的实验现象和结论 取一定量样品充分干燥，……‎ ‎②定量研究：取26.7 mg的干燥样品，加热，测得固体质量随温度的变化关系如下图。某同学由图中信息得出结论：假设一不成立。你是否同意该同学的结论，并简述理由：　　　　　　　　　　　。‎ 答案：‎ ‎(1) K＝[SO42－]／[CO32－]‎ ‎(2) Na2CO3 ；相同浓度的Na2CO3和NaHCO3溶液中，前者c(CO32－)较大 ‎(3)全部为2PbCO3·Pb(OH)2 PbCO3与2PbCO3·Pb(OH)2的混合物 ‎ ‎(4)①‎ 实验步骤 预期的实验现象和结论 取一定量样品充分干燥，然后将样品加热分解，将产生的气体通过盛有无水硫酸铜的干燥管 若无水硫酸铜不变蓝色，则假设一成立；‎ 若无水硫酸铜变蓝色，则假设一不成立；‎ ‎②同意 若全部为PbCO3，26.7mg完全分解后，其固体质量为22.3mg 解析：‎ ‎(1) 固体或纯液体不能列于平衡常数表达式中，故K＝c(SO42－)／c(CO32－)； ‎ ‎(2) HCO3- 难电离，相同浓度时，Na2CO3溶液中的c(CO32－)大于NaHCO3溶液中的c(CO32－)，有利于平衡正向移动，故Na2CO3溶液中的PbSO4的转化率大。‎ ‎ (3) 依据题干信息可知，PbSO4在转化时能生成碳酸铅，也能生成碱式碳酸铅，故所得产物有三种可能情况：‎ ‎ 假设一：全部为PbCO3‎ 假设二：全部为2PbCO3·Pb(OH)2   ‎ 假设三：PbCO3与2PbCO3·Pb(OH)2的混合物 ‎(4) 因为碳酸铅分解生成PbO，CO2，碱式碳酸铅分解生成PbO、CO2、H2O；故只要分析产物中是否有水生成就可以判断假设一是否成立。①若全部为PbCO3，其加热分解的产物中没有H2O，可重复干燥后加热，将生成的气体通过无水CuSO4，不变蓝说明假设一成立。 ②若全部为PbCO3，则： PbCO3～～PbO ‎ ‎      267g      223g