1、专项突破六 探究与评价综合型 实验题的解题策略,题型特点,解题必备,考法突破,探究与评价综合型实验题一般为新课标全国卷第26题,分值为131 5分。该类题通常以与教材或时事相关的新物质为载体,考查物质的制 备与混合物的分离和提纯、反应产物的探究、样品纯度或物质组成的 定量测定以及实验方案的评价等。其中仪器(如近几年高考中出现的 玻璃液封管、防倒吸的长导管等)的选择与使用、实验方案的设计与评 价等成为高考命题热点。,考法突破,2.明确实验原理 (1)有的题目中会直接给出实验所涉及反应的化学方程式; (2)有的题目需要根据题意推测出化学方程式; (3)设计实验时,需要根据实验目的,结合所学知识选择
2、所要利用的化学 反应。,1.审清实验目的 实验目的一般在题干信息中,通过阅读比较容易审出。,3.选择并组装实验装置 (1)仪器的选择:依据实验原理(化学方程式)中反应物的状态、用量和反 应条件选择合适的仪器。例如:固体与固体混合物,多盛放在大试管 中;液体与液体混合物,多盛放在烧瓶中;固体与液体混合物,可盛放 在大试管或烧瓶中;反应若需要加热,应根据反应所需温度高低选择 酒精灯(可满足普通加热条件的反应)、水浴(可满足低于100 加热条 件的反应)或酒精喷灯(可满足条件为高温的反应);反应物易挥发或有 副产物生成的反应,需要选择除杂装置,如洗气瓶(除气体杂质)、过滤装,置、分液装置、分馏装置等
3、;根据制备物质的量选择合适规格的仪 器。 (2)仪器的连接:实验仪器大多按物质制备纯化性质探究或验证 尾气处理的顺序连接。若制备物质为液体时,一般按制备(蒸馏烧瓶) 蒸馏(温度计测温)冷凝(冷凝管)接收(牛角管、锥形瓶)的思路连 接仪器;若制备物质为气体时,可根据气体的流动方向,按制气除杂 性质验证尾气处理的思路连接仪器。,4.准确描述实验操作 掌握以下常考的实验操作,并能准确描述:(1)检查装置气密性的操作;(2) 检查分液漏斗、滴定管等是否漏液的操作,冷凝管中冷却水的流动方向 等;(3)常见气体(如O2、H2、Cl2或NH3等)的检验操作;(4)常见离子(如S 、Cl-、Fe3+、Fe2+
4、等)的检验操作;(5)混合气体、混合液体的分离操 作;(6)有害气体的尾气处理操作;(7)分析某实验操作的作用;(8)某些实 验操作的先后顺序。,5.准确判断实验现象 注意以下常考问题的答题要点:(1)描述实验现象时,一定要具体,要指明 固体或溶液的颜色变化、沉淀的出现及溶解、气泡的产生等;描述滴定 终点的现象时,一定要指出溶液由色变为色,且半分钟内不变色。 (2)根据实验现象书写化学方程式时,要先分析发生的是什么类型的反 应,然后依据相应的书写规则进行书写。(3)根据实验现象得出相关结 论,一定要从现象入手推断结论,与现象无关的结论不要写。,6.实验计算 部分实验题在实验操作的基础上会涉及计
5、算,设问求某物质的百分含量 (或质量、物质的量浓度)、化学式,某元素的相对原子质量或目标产物 的产率等,一般难度较小。,7.规范科学评价、设计 考查实验评价时,通常会考查对某步骤的合理性、装置的优缺点进行评 价,有时还有误差分析。实验设计通常考查设计实验方案验证物质的性 质或设计实验方案验证某假设等。 总之,在了解综合实验题设计思路的基础上,按实验目的实验原理 实验步骤实验装置实验操作现象分析实验计算评价设计的 思路一一分析,即可顺利解答各个问题。,典例 催化剂对化学反应有重要意义。为探究催化剂对H2O2分解的催 化效果,某研究小组做了如下实验: (1)探究MnO2的量对催化效果的影响。甲同学
6、分别量取50 mL 1% H2O2 溶液加入容器中,在一定质量范围内,加入不同质量的MnO2,测量所得气 体体积,数据如下:,写出H2O2在二氧化锰作用下发生分解的化学方程式: 。 由上表数据得出的结论是 ,原因是 。 (2)探究Fe3+和Cu2+对催化效果的影响。 乙同学设计了图甲所示的实验(三支试管中均盛有2 mL 5% H2O2溶 液)。通过观察三支试管中产生气泡的情况,得出的结论是 。,实验的目的是 。丙同学设计了图乙所示的实验,实验时均以生成40 mL气体为准,忽略 其他可能影响的因素。检查图乙装置气密性的方法是,; 实验中需要测 量的数据是 。 (3)查阅资料得知:将作为催化剂的F
7、eCl3溶液加入H2O2溶液中后,溶液中 会发生两个氧化还原反应,H2O2均参加了反应。试从催化剂的角度分析 并写出这两个氧化还原反应的化学方程式: 和 (按反应发生的顺序写)。,答案 (1)2H2O2 2H2O+O2 在一定质量范围内,MnO2质量 越大,反应速率越快 在一定质量范围内,固体质量越大,其表面积也越 大,故催化效果更好,反应速率更快 (2)Fe3+和Cu2+对H2O2的分解均有催化作用,且Fe3+比Cu2+催化效果好 对比实验,证明Cl-对H2O2的分解没有催化作用 关闭分液漏斗活塞, 把注射器活塞向左推,若一段时间后注射器活塞回到原来位置,则气密 性良好,反之,气密性不好 生
8、成40 mL气体所需要的时间 (3)2FeCl3+H2O2 2FeCl2+O2+2HCl,2FeCl2+H2O2+2HCl 2FeCl3+2H2O,解析 (1)MnO2是H2O2分解反应的催化剂,化学方程式为2H2O2 2H2O+O2;根据生成气体的体积变化,可知MnO2的量越多,生成气体 的体积越大,这与反应物与催化剂的接触面积有关。(2)根据生成气 泡的多少,可判断出Fe3+的催化效果更好,而加入NaCl溶液无气泡生成, 说明Cl-对H2O2分解无催化作用;检查图乙装置气密性可通过推动注 射器活塞,移开推力后,观察活塞是否退回原位得出结论。(3)催化剂会 参加反应,但最终性质和质量不改变,
9、根据化合价的升降,FeCl3和H2O2反 应,FeCl3中铁元素化合价降低,生成氯化亚铁,H2O2中氧元素化合价升高,生成氧气,化学方程式为2FeCl3+H2O2 2FeCl2+O2+2HCl;FeCl3作催 化剂,在第二个反应中重新生成,氯化亚铁被H2O2氧化成氯化铁,化学方 程式为FeCl2+H2O2+2HCl 2FeCl3+2H2O。 反思归纳 高考实验“十大目的”及答题方向 (1)加入某一物质的目的:一般可从洗涤、除杂、溶解、沉淀等方面考虑。 (2)反应前后通入某一气体的目的:一般可从驱赶气体、提供反应物等 方面考虑。,(3)酸(碱)浸的目的:一般可从将某些元素从矿物中浸取出来等方面考
10、虑。 (4)物质洗涤(水洗、有机物洗)的目的:一般可从洗去杂质离子等方面考虑。 (5)趁热过滤的目的:一般可从”趁热”和“过滤”两个方面考虑。 (6)控制温度的目的:一般可从反应速率、平衡移动、溶解度、稳定 性、挥发、升华等方面考虑。 (7)控制pH的目的:一般可从溶液的酸碱性对反应的影响方面考虑。,(8)某一实验操作的目的:一般可从除杂、检验、收集、尾气处理、防 倒吸、改变反应速率、保证实验安全等方面考虑。 (9)使用某一仪器的目的:一般可从仪器的用途方面考虑,注意一些组合 仪器的使用,如安全瓶、量气瓶。 (10)控制物质加入量的目的:一般可从加入的物质与反应体系中的其他 物质发生的反应方面
11、考虑。如为了防止发生反应消耗产物或生成其他 物质,从而影响产品的产率或纯度。,1.现代传感信息技术在化学实验中有广泛的应用。某小组用传感技术 测定喷泉实验中的压强变化来认识喷泉实验的原理(如图甲所示),并测 定NH3H2O的电离平衡常数Kb。,图甲 氨气喷泉实验,(1)实验室可用浓氨水和X固体制取NH3,X可以是 (填字母)。 A.生石灰 B.无水氯化钙 C.五氧化二磷 D.碱石灰 (2)检验三颈烧瓶集满NH3的方法是 。 (3)关闭止水夹a,将带有装满水的胶头滴管的橡胶塞塞紧c口, (填写操作),引发喷泉实验,电脑绘制三颈烧瓶 内气压变化曲线如图乙所示。图乙中 (填字母)点时喷泉现象 最剧烈
12、。,图乙 喷泉实验中瓶内压强变化曲线 (4)从三颈烧瓶中用 (填仪器名称)量取20.00 mL氨水至锥 形瓶中,用0.050 0 molL-1 盐酸滴定。用pH计采集数据,电脑绘制滴定曲,线如图丙所示。据图丙计算,常温下当pH=11.0时,NH3H2O的电离平衡 常数Kb的近似值为 (保留两位有效数字)。,图丙 盐酸滴定氨水的pH曲线,答案 (1)AD (2)将湿润的红色石蕊试纸靠近瓶口c,试纸变蓝色,证明NH3已集满(或将 蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近瓶口c,有白烟生成,证明NH3已集满) (3)打开止水夹b,挤压胶头滴管使水进入烧瓶 C (4)碱式滴定管(或20 mL移液管) 1.810-5,解
13、析 (1)氨水中存在平衡:NH3+H2O NH3H2O N +OH-,升温和 增大OH-的浓度可促进NH3的产生,因此利用浓氨水制备氨气,可以加入 的是氧化钙或氢氧化钠或碱石灰等固体,选A、D。(2)检验氨气通常用,湿润的红色石蕊试纸。(3)进行喷泉实验时在瓶内压强最小的时候现象 最剧烈,从图乙中看出C点压强最小,故C点喷泉现象最剧烈。(4)准确量 取液体可以用滴定管或移液管,氨水显碱性,故可用碱式滴定管或移液 管量取;从图中看出,加入盐酸22.50 mL时pH发生突变,说明此时二者恰 好完全反应,则c(NH3H2O)20.00 mL=0.050 0 molL-122.50 mL,得,c(NH
14、3H2O)=0.056 25 molL-1;NH3H2O的电离平衡常数Kb= , pH=11.0时,c(N )c(OH-)=10-3 molL-1,c(NH3H2O)0.056 25 molL-1,Kb=1.810-5。,2.葡萄酒中常加入亚硫酸盐作为食品添加剂,为检测某葡萄酒样品中亚 硫酸盐的含量(通常以酒样中SO2的量计算),某研究小组设计了如下实 验: 酒样 气体 溶液A 数据处理 已知还原性:S I-Cl-。请按要求回答下列问题: (1)葡萄酒中加亚硫酸盐的主要目的是防止氧化,这利用了亚硫酸盐的 性。,(2)反应的离子方程式为 。边通N2边 煮沸的目的是 。 (3)若吸收液X选择NaO
15、H溶液,滴定前,在溶液A中需先添加试剂 ,调pH至微酸性,再添加试剂 ,此时选择酸性KIO3溶液作标准 液Y进行滴定。 (4)若吸收液X选择氯水(假设溶质仅含Cl2),反应的离子方程式为 ;而标准液Y选择NaOH溶液(含酚酞),此方,案不可行的原因是 (写出一条即可,可用离子方程式表示)。,答案 (1)还原 (2)S +2H+ H2O+SO2 尽可能将SO2赶出酒样,并防止+4价S被氧 气氧化 (3)稀硫酸 淀粉溶液 (4)SO2+Cl2+2H2O 4H+S +2Cl- 过量的氯水也会消耗NaOH溶 液,即Cl2+2OH- H2O+Cl-+ClO-,解析 (1)葡萄酒中添加亚硫酸盐是为了防止氧化,利用了亚硫酸盐的 还原性。(2)反应加入稀硫酸和亚硫酸盐反应产生二氧化硫,由此可 写出对应的离子方程式;煮沸的目的是减小二氧化硫的溶解度,使二氧 化硫逸出,通入氮气可以将产生的二氧化硫及时赶出,同时隔绝氧气,防 止+4价的S被氧化。(3)用氢氧化钠溶液吸收二氧化硫,由于还原性:S I-,用酸性KIO3溶液作标准液滴定S ,滴定终点时有I2生成,故滴定 前要先加稀硫酸调节pH至微酸性,然后加入淀粉溶液作指示剂。(4)用 氯水吸收二氧化硫,会产生H2SO4和HCl,由此可写出对应的离子方程式;若直接用氢氧化钠溶液滴定,则多余的氯水中的氯气也会和氢氧化钠反 应,使测定结果不准确。,
