1、考纲要求1.化学实验基础:(1)认识化学实验在学习和研究化学中的作用;(2)了解化学实验的绿色化和安全性要求,形成环境保护的意识;(3)了解常见物质的制备和合成方法;(4)能应用过滤(抽滤)、结晶、萃取、蒸馏、层析等方法分离和提纯常见的物质;(5)了解常见物质的组成和结构的检测方法,了解质谱、核磁共振谱、红外光谱等在确定物质组成和结构中的作用;(6)了解对物质进行定性研究和定量分析的基本方法;(7)了解反应条件控制在化学实验中的意义,初步掌握控制反应条件的方法。2.化学实验探究:(1)了解化学实验探究的一般过程;(2)能发现生产、生活和化学实验研究中有意义的化学问题;(3)能根据具体情况设计解
2、决化学问题的实验方案,并能对设计的实验方案进行分析、比较、优化和改进;(4)能通过化学实验收集有关数据和事实,并运用科学方法加以处理;(5)能对实验事实做出合理的解释,运用比较、归纳、分析、综合等方法形成实验探究结论;(6)能对实验探究过程进行评价和反思,并应用探究结果解决相关的化学问题。考点一化学实验基础1实验安全需“10”防(1)防倒流:如实验室制NH3、O2,试管底部要略高于管口。(2)防倒吸易溶于水的气体经导管进入水中时,管口只能接近液面。管口安装倒扣的漏斗。气体导管中间安装干燥管或安全瓶。加热固体制气体并用排水法收集气体时,要先将导管从水中移出,再撤酒精灯。(3)防氧化Fe(OH)2
3、的制备要防止与空气接触。钾、钠、锂、白磷的保存:钾、钠用煤油液封;锂用液态石蜡液封;白磷水封。(4)防水解配制FeCl3溶液加盐酸。蒸发AlCl3溶液制备AlCl3需通HCl。(5)防泄漏防气体泄漏:实验前需检查装置气密性。防液体泄漏:滴定管、分液漏斗、容量瓶实验前要查漏。(6)防暴沸加热液体要加碎瓷片。浓硫酸的稀释要注意顺序和及时散热。(7)防挥发某些试剂的保存要密封,并置于阴凉处。某些有机物的制备要注意安装冷凝回流装置。(8)防堵塞安装观察防堵塞装置(如图1)图1图2防堵塞的措施:放一团棉花(如图2)(9)防污染防止环境的污染:有毒气体要在通风橱中操作;实验后残物、残液要及时处理。防止试剂
4、的污染:已取出的未用完的试剂一般不能放回原试剂瓶(Na、K、白磷等除外);滴管滴液体时不能触及试管壁;试剂瓶盖打开要倒扣,取完试剂立即盖上;药匙要专用。(10)防爆炸可燃性气体点燃前要验纯。钠、钾与水反应的实验,钠、钾不能太大,绿豆粒大小即可。银氨溶液要现配现用。2物质分离提纯的思维方向(1)固体混合物的分离提纯溶解过滤法(如分离MnO2和KCl的固体混合物)。溶解结晶法(如分离KNO3和NaCl的固体混合物)。升华法(如分离I2和NaCl或NH4Cl和NaCl的固体混合物)。加热灼烧法(如除去Na2CO3中的NaHCO3)。(2)气体的分离提纯洗气法:如用水洗法除去NO中的NO2、H2中的H
5、Cl等。加热法:如用灼热铜网除去N2中的O2。吸收法:如用碱石灰除去气体中的水蒸气,用Na2O2除去O2中的CO2等。(3)液体的分离提纯萃取法;分液法;沉淀法;生成气体法,如NaCl溶液中的Na2CO3杂质用盐酸除去;氧化法(还原法),如FeCl3中的FeCl2用Cl2除去,FeCl2中的FeCl3用铁粉除去;转化法,如NaHCO3溶液中的Na2CO3用通CO2的方法除去;电解法,如稀硫酸中的盐酸可用电解法除去等。3化学实验条件的控制方法题组一化学实验基础正误判断1实验操作、结论正误判断,正确的划“”,错误的划“”(1)用酸性KMnO4溶液可以除去C2H4中少量SO2()(2)除去Cl2中少
6、量HCl,可以通过饱和食盐水洗气,原理是Cl2难溶于食盐水而HCl易溶()(3)除去MgCl2溶液中少量FeCl3,可以加MgCO3粉末加热搅拌,然后过滤,原理是使FeCl3完全水解为Fe(OH)3沉淀()(4)除去单质碘中氯化铵,可以加热、冷凝蒸气,原理是碘能升华,氯化铵不能升华()(5)相同温度下,等质量的大理石块、大理石粉末分别与等体积、等浓度的盐酸反应,可以探究接触面积对化学反应速率的影响()(6)把装有颜色相同的NO2和N2O4混合气体的两支试管(密封)分别浸入冷水和热水中,可以探究温度对化学平衡的影响()(7)两支试管中装有等体积、等浓度的H2O2溶液,向其中一支试管中加入FeCl
7、3溶液,可以探究FeCl3对H2O2分解速率的影响()(8)向乙酸乙酯中加入稀NaOH溶液,振荡、分液,可除去乙酸乙酯中的少量乙酸()(9)除去混在NO2中的NO,可将气体与足量O2混合()(10)除去混在CO2中的SO2,可将气体依次通过足量酸性KMnO4溶液和浓硫酸()(11)除去KCl溶液中的K2CO3,可以加入过量BaCl2溶液后,再过滤()(12)除去乙酸中混有的乙醇,可先加入生石灰,然后蒸馏()(13)除去苯中混有的苯酚,可以向混合液中加入过量浓溴水,充分反应后,过滤()(14)在有机实验中,用溴的四氯化碳溶液代替溴的水溶液,没有从绿色化学角度考虑()(15)从工业合成氨中分离产物
8、得到H2和N2,再循环使用符合绿色化学的基本要求()2实验装置、目的正误判断,正确的划“”,错误的划“”(1)可用于分离C2H5OH和H2O的混合物()(2)可用于收集H2、NH3、CO2、Cl2、HCl、NO2等气体()(3)若X为CCl4,可用于吸收NH3或HCl,并防止倒吸()(4)图1装置可用于干燥、收集NH3,并吸收多余NH3()图1图2(5)图2装置可用于制取少量的NO()(6)分液时取出下层液体()(7)在图3装置中灼烧CuSO45H2O晶体以除去结晶水()图3图4(8)图4装置可用于实验室从食盐水中提取氯化钠()(9)图5装置可用于称取NaOH()图5图6(10)图6装置可用于
9、H2SO4标准溶液滴定NaOH溶液()(11)图7装置可用于海带提碘实验中用于灼烧海带灰()图7图8(12)图8装置可用于测量NH3的体积()题组二化学实验基础在物质制备中的应用3(2015镇江市高考模拟)2苯基2丁醇不稳定,200以上会分解,是重要的有机合成中间体,以溴苯为原料合成该中间体的反应原理如下:【实验装置】【实验步骤】步骤1:将镁条置于装置的三颈烧瓶中,加入100mL乙醚(0.71gcm3),在冷却条件下缓缓滴入溴苯,微热并加入一小块碘引发反应。步骤2:滴加14.2mL丁酮和30mL乙醚混合物,发生反应;滴加入20%的NH4Cl水溶液,发生反应。步骤3:分出油层,用水洗涤至中性,用
10、无水CaCl2干燥。步骤4:用装置先蒸出乙醚,再蒸馏出产品。(1)步骤1中加入碘的作用是_。(2)装置中滴加液体所用的仪器的名称是_,反应需将三颈烧瓶置于冰水中,且逐滴加入丁酮和乙醚,其目的是_。(3)步骤3中分离出油层的具体实验操作是_。(4)装置采用的是减压蒸馏,实验时需将吸滤瓶连接_,原因是_。考点二化学实验探究1化学实验的探究类型源于教材,不拘泥于教材化学实验探究题往往以物质的制备、性质、检验等为考查点,其素材往往选择教材中重要的物质设计实验,探究其性质,设计思路主要有(1)教材介绍物质性质验证类。这类实验再现教材中物质的性质。(2)教材原理迁移类。这类实验要求利用教材中的实验原理解决
11、新信息实验。如镁在二氧化碳中燃烧,类比推知钠在二氧化碳中燃烧。(3)化学原理探究类。这类实验源于中学化学原理,但对于物质的性质教材没有介绍,需要根据氧化还原反应原理来分析判断。(4)猜想类探究,先猜想后设计探究实验。对于多种情况的反应都可以设计探究实验。其设计要点是根据“实验问题”提出猜想;依据假设设计实验,要充分考虑多种可能性,避免肯定的或唯一性结论。在性质探究实验中,尾气处理装置、安全瓶和防倒吸装置等都是考查的热点,要理解其原理,选择或设计最简便的装置。2化学实验的过程探究1(2015苏、锡、常、镇四市高三教学调研)FridelCrafts反应:ArHRXArRHXH0(Ar表示苯基)是向
12、苯环上引入烷基方法之一。某化学兴趣小组在实验室先利用叔丁醇与盐酸反应制得叔丁基氯(沸点50.7),再利用FridelCrafts反应制备对叔丁基苯酚(熔点99)。反应流程如下图所示:(1)分液用到的主要仪器是_。(2)对有机层依次用饱和碳酸氢钠和蒸馏水洗涤,饱和碳酸氢钠的作用是_。通过_操作可将叔丁基氯粗产物转化为较为纯净的叔丁基氯。(3)写出本实验中反应的化学方程式:_。该反应用冷水浴控制适当温度,其原因是_。(4)对叔丁基苯酚有时候呈现紫色,原因可能是_。2(2015徐州、宿迁、连云港三市三模)实验室用粗锌(含铅等杂质)与过量的稀硫酸反应制氢气的废液制备硫酸锌晶体,其流程如下:已知ZnSO
13、4的溶解度如下表所示:温度/0102030406080100溶解度/g41.647.553.861.370.575.471.160.5(1)实验过程中多次用到如右图所示的过滤装置,仪器a的名称为_。(2)滤渣的主要成分为_。X的化学式为_。(3)溶解过程中加入的稀硫酸的作用是_。(4)结晶的操作为_。(5)用酒精进行洗涤的原因是_。学生用书答案精析专题十七实验化学(选考)考点一题组集训1(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)(9)(10)(11)(12)(13)(14)(15)2(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)(9)(10)(11)(12)3(1)作催化剂(2)恒压漏
14、斗该反应放热,防止反应过于剧烈(3)将混合液置于分液漏斗中,先放出下层液体于烧杯中,再将上层液体从上口倒入另一烧杯中(4)抽气泵降低2苯基2丁醇的沸点,防止温度过高发生分解考点二题组集训1(1)分液漏斗(2)除去叔丁基氯粗产物中的HCl蒸馏(3);FridelCrafts反应是放热反应,反应过程中溶液温度容易升高,且生成大量的HCl气体,而叔丁基氯的沸点只有50.7,若不注意及时冷却就会使叔丁基氯的蒸气被大量的HCl气体带走而影响产率(4)一部分对叔丁基苯酚被空气中的氧气所氧化解析(1)分液用到的主要仪器是分液漏斗。(2)加入饱和碳酸氢钠可除去叔丁基氯粗产物中的HCl;由于叔丁基氯的沸点较低(
15、50.7),故可用蒸馏法进行分离提纯。(3)由提示信息可知,叔丁基氯(CH3)3CCl与苯酚发生取代反应生成对叔丁基苯酚,据此写反应的化学方程式:由于FridelCrafts反应是放热反应,反应过程中溶液温度容易升高,且生成大量的HCl气体,而叔丁基氯的沸点只有50.7,若不注意及时冷却就会使叔丁基氯的蒸气被大量的HCl气体带走而影响产率。(4)苯酚易被空气中的氧气氧化而变质,所以对叔丁基苯酚有时候呈现紫色,原因可能是一部分对叔丁基苯酚被空气中的氧气所氧化。2(1)吸滤瓶(2)PbSO4ZnO或Zn(OH)2(3)制备ZnSO4并抑制ZnSO4水解(4)蒸发浓缩、冷却结晶(5)减少硫酸锌晶体的
16、损失,容易干燥解析(2)Zn、Pb均与H2SO4反应,生成ZnSO4和PbSO4,PbSO4为难溶物,进入滤渣中。滤液中含有过量的H2SO4,为不引入杂质,所以加入ZnO或Zn(OH)2来调节pH值。(3)Zn2水解显酸性,加入H2SO4可抑制Zn2水解。(4)从溶液中获得晶体的方法是蒸发浓缩、冷却结晶。(5)硫酸锌晶体不溶于酒精,用酒精洗涤晶体的目的是减少晶体的溶解损失,另外酒精易挥发,便于晶体迅速蒸干。姓名:_班级:_学号:_专题十七实验化学(选考)1(2015江苏省启东中学高三调研)邻苯二甲酸二异癸酯为无色粘稠液体,密度约为0.966gcm3,不溶于水,易溶于有机溶剂,常用作耐热塑料增塑
17、剂。某实验小组的同学用如图所示装置制取少量邻苯二甲酸二异癸酯(图中夹持和加热装置已略去),主要操作步骤如下:向三颈烧瓶内加入0.05g钛酸四异丙酯、95.7g异癸醇及37.3g邻苯二甲酸酐;搅拌,升温至210,持续搅拌反应3小时;冷却至室温,将反应混合物倒出,抽滤;滤液用饱和碳酸氢钠洗涤、分液,再用蒸馏水洗涤,分液,得到粗产品;将粗产品加入蒸馏装置,减压蒸馏,获得成品。请回答下列问题:(1)加入钛酸四异丙酯的作用为_。(2)步骤中升温至210,持续搅拌反应3小时的目的是_;判断反应已结束的方法是_。(3)步骤抽滤时用到的硅酸盐质仪器有_、_。(4)步骤中分液时,得到粗产品的实验操作为_。(5)
18、步骤中减压蒸馏的目的是_。2(2015通、扬、泰、淮四市三模)茶叶中含咖啡碱,能溶于水、乙醇,更易溶于氯仿(CHCl3)。178时快速升华。另外茶叶中还含有11%12%的丹宁酸,也易升华,易溶于水及乙醇,但不溶于氯仿。现从茶叶中提取咖啡碱流程如下:步骤:称取一定量的茶叶,放入上图所示提取器的滤纸筒中,在圆底烧瓶中加入95%乙醇,用水浴加热,连续提取1.5小时。步骤:待冷凝液刚刚虹吸下去时,立即停止加热。稍冷后,改成蒸馏装置,回收提取液中的大部分乙醇。步骤:趁热将瓶中的残液倾入蒸发皿中,拌入34g生石灰粉使成糊状,低温蒸干,并压碎块状物。步骤:取一只口径合适的玻璃漏斗,罩在隔以刺有许多小孔滤纸的
19、蒸发皿上,小心加热升华,控制温度在180左右。当滤纸上出现大量白色毛状结晶时,停止加热,使其自然冷却,收集升华所得咖啡碱。回答下列问题:(1)实验之前需要将茶叶研磨成粉末状,其目的是_。(2)溶解抽提时不选择氯仿直接将咖啡碱提取而选用乙醇的原因是_。(3)提取器中虹吸管的作用是_。(4)冷凝器中冷却水从_进_出(填“a”或“b”)。(5)生产过程中可循环使用的物质是_。(6)在粗产品中加入生石灰的原因是_。34,7二甲基香豆素(熔点132.6)是一种重要的香料,广泛分布于植物界中,以间甲苯酚为原料的合成反应如下:实验装置图如下:主要实验步骤:步骤1.向三颈烧瓶中加入60mL浓硫酸,并冷却至0以
20、下,边搅拌边滴入间甲苯酚30mL(0.29mol)和乙酰乙酸乙酯26.4mL(0.21mol)的混合物。步骤2.保持在10下,搅拌12h,反应完全后,将其倒入冰水混合物中,然后抽滤、水洗得粗品。步骤3.粗品用乙醇溶解并重结晶,得白色针状晶体并烘干,称得产品质量为33.0g。(1)图中仪器名称:a_,b_。(2)浓H2SO4需要冷却至0以下的原因是_。(3)反应需要搅拌12h,其原因是_。(4)确定最终产品是4,7二甲基香豆素的实验或方法是_。(5)本次实验产率为_。4苯亚甲基苯乙酮俗称查尔酮,为淡黄色棱状晶体,其熔点为58,沸点为208(3.3kPa),易溶于醚、氯仿和苯,微溶于醇。制备原理如
21、下:(1)制备过程中,需在搅拌下滴加苯甲醛,并控制滴加速度使反应温度维持在2530,说明该反应是_(填“放热”或“吸热”)反应。如温度过高时,则可以采取_措施。(2)产品结晶前,可以加入几粒成品的查尔酮,其作用是_。(3)结晶完全后,需抽滤收集产物。抽滤装置所包含的仪器除减压系统外还有_、_(填仪器名称)。(4)获得的深色粗产品加入活性炭,以95%乙醇重结晶。加入活性炭的作用是_。5工业上用异丙苯氧化法合成苯酚,其生产流程如下图:有关物质的性质如下表:物质沸点溶解性主要化学性质异丙苯152.4不溶于水,易溶于酒精可被强氧化剂氧化苯酚181.8微溶于冷水,易溶于热水和酒精等有机溶剂易被氧化丙酮5
22、6.2易溶于水和有机溶剂不易被氧化(1)检验有机相中是否含有水的方法是_。(2)“操作2”的名称是_。(3)丙酮中常含有苯酚和异丙苯中的一种或者两种有机物杂质,某同学做了如下检验。检验项目实验方案检验丙酮中一定存在有机杂质的方法是_A.酸性KMnO4溶液,加热B.乙醇,溶解C.NaOH溶液(酚酞),加热检验丙酮中一定含有苯酚的方案是取少许待测液置于试管中,滴加12滴FeCl3溶液。预期的实验现象和结论是_(4)为测定某工厂排放的污水中苯酚的含量,进行如下实验:取污水试样10.00mL加水稀释至100mL,加入10.0mL一定浓度的KBrO3和KBr的混合溶液,立即加入5mL盐酸,摇匀后加入1g
23、KI固体(足量),再摇匀,放置5min。用0.01000molL1Na2S2O3标准溶液滴定至淡黄色,加入1mL淀粉溶液,继续滴定至蓝色刚好褪去,用去Na2S2O3标准溶液14.46mL。同时以水代替污水试样做对比实验,用去Na2S2O3标准溶液38.46mL。已知上述实验中发生的反应有:KBrO35KBr6HCl=3Br23H2O6KCl2Na2S2O3I2=Na2S4O62NaI则此污水中苯酚的含量为_mgL1。二轮专题强化练答案精析专题十七实验化学(选考)1(1)催化剂(2)确保反应完全分水器中水不再增加(3)布氏漏斗吸滤瓶(4)放出下层液体后,关闭旋塞,从漏斗上口倒出(5)降低产品沸点
24、,防止温度过高产品分解解析(1)邻苯二甲酸酐和异癸醇发生酯化反应,需要钛酸四异丙酯作催化剂。(2)步骤中搅拌下保温的目的是使反应充分进行,确保反应完全;当分水器中的水不再增加时,反应结束。(3)抽滤时,用到的硅酸盐质仪器为玻璃仪器,主要有布氏漏斗,吸滤瓶。(4)邻苯二甲酸二异癸酯为无色粘稠液体,密度约为0.966gcm3,不溶于水,步骤中分液时,得到粗产品的实验操作为从分液漏斗放出下层液体后,关闭旋塞,从漏斗上口倒出。(5)工艺流程中减压蒸馏的目的是降低沸点,防止高温下发生副反应,致使产品不纯。2(1)增大反应物面积,加快溶解提取的速率,提高浸出率(2)乙醇比氯仿绿色环保(3)控制提取器中液体
25、的体积(4)ab(5)乙醇(6)将丹宁酸转化为熔沸点更高的丹宁酸钙,有利于升华时得到纯净的咖啡碱解析(1)粉末状反应时,可增大接触面积,加快了溶解速率。(2)乙醇是一种绿色的有机溶剂,氯仿在光照时会生成有毒的光气。(3)虹吸管可以方便提出生成物。(4)冷凝管中的水为下进上出。(5)回收提取液中的乙醇可以继续用于茶叶的溶解。(6)丹宁酸转化成钙盐后,不易升华,便于分离。3(1)恒压滴液漏斗吸滤瓶(2)防止浓硫酸将有机物氧化和炭化(3)使反应物充分接触反应,提高反应产率(4)测量熔点或测定其红外(紫外)光谱(及核磁共振氢谱)等(5)89%解析(1)a为恒压滴液漏斗,b为吸滤瓶。(2)浓硫酸具有强氧
26、化性,可以将有机物氧化和炭化,为防止发生上述现象,故将浓硫酸冷却至0以下。(3)搅拌可使反应物充分接触,提高反应速率。(5)4,7二甲基香豆素的分子式为C11H12O2,相对分子质量为176。根据反应方程式和反应物的量可知,间甲苯酚过量,应以乙酰乙酸乙酯为标准计算,理论上应生成0.21mol4,7二甲基香豆素,其质量为36.96g,实际上生成33.0g产品,本实验产率为33.036.96100%89%。4(1)放热冰水浴冷却(2)提供晶种,加速结晶(3)吸滤瓶布氏漏斗(4)吸附脱色5(1)取适量有机相置于试管中,加入适量无水CuSO4粉末观察,如果固体变蓝色,说明有机物中含水,如果固体不变色,说明有机物中不含水(2)分馏(或蒸馏)(3)检验项目实验方案方法是_A_。现象和结论是滴加FeCl3溶液后,若试管中溶液变为紫色,则丙酮中含有苯酚;若试管中溶液不变为紫色,则丙酮中不含苯酚。(4)376.0解析(1)检验少量水分,应选无水CuSO4粉末。(2)苯酚、异丙苯、丙酮混溶且沸点差别较大,所以应采取分馏的方法进行分离。(3)苯酚、异丙苯均能使酸性KMnO4溶液褪色;检验苯酚应选用FeCl3溶液,观察是否显紫色。(4)根据化学方程式,有如下转化关系:6Na2S2O33I23Br2C6H5OH苯酚含量94.00103mgmol1376.0mgL1