1、能力展示1. (2013广东高考第33题)化学实验有助于理解化学知识,形成化学观念,提高探究与创新能力,提升科学素养。(1) 在实验室中用浓盐酸与MnO2共热制取Cl2并进行相关实验。下列收集Cl2的正确装置是(填字母)。将Cl2通入水中,所得溶液中具有氧化性的含氯粒子是。设计实验比较Cl2和Br2的氧化性,操作与现象是:取少量新制氯水和CCl4于试管中,。(2) 能量之间可以相互转化:电解食盐水制备Cl2是将电能转化为化学能,而原电池可将化学能转化为电能。设计两种类型的原电池,探究其能量转化效率。限选材料:ZnSO4(aq),FeSO4(aq),CuSO4(aq);铜片,铁片,锌片和导线。完
2、成原电池的甲装置示意图(见右图),并作相应标注。要求:在同一烧杯中,电极与溶液含相同的金属元素。以铜片为电极之一,CuSO4(aq)为电解质溶液,只在一个烧杯中组装原电池乙,工作一段时间后,可观察到负极。甲、乙两种原电池中可更有效地将化学能转化为电能的是,其原因是。(3) 根据牺牲阳极的阴极保护法原理,为减缓电解质溶液中铁片的腐蚀,在(2) 的材料中应选作阳极。2. (2012广东高考第33题)苯甲酸广泛应用于制药和化工行业,某同学尝试用甲苯的氧化反应制备苯甲酸,反应原理:实验方法:一定量的甲苯和KMnO4溶液在100反应一段时间后停止反应,按如下流程分离出苯甲酸和回收未反应的甲苯。反应混合物
3、滤液已知:苯甲酸的相对分子质量为122,熔点为122.4,在25和95时溶解度分别为0.3g和6.9g;纯净固体有机物都有固定熔点。(1) 操作为,操作为。(2) 无色液体A是,定性检验A的试剂是,现象是。(3) 测定白色固体B的熔点,发现其在115开始熔化,达到130时仍有少量不熔,该同学推测白色固体B是苯甲酸与KCl的混合物,设计了如下方案进行提纯和检验,实验结果表明推测正确。请完成表中内容。序号实验方案实验现象结论将白色固体B加入水中,加热溶解,得到白色晶体和无色溶液取少量滤液于试管中,生成白色沉淀滤液含Cl-干燥白色晶体,白色晶体是苯甲酸(4)纯度测定:称取1.220g产品,配成100
4、mL甲醇溶液,移取25.00mL溶液,滴定,消耗KOH的物质的量为2.4010-3mol,产品中苯甲酸质量分数的计算表达式为,计算结果为(保留两位有效数字)。3. (2011广东高考第33题)某同学进行实验研究时,欲配制1.0molL-1Ba(OH)2溶液,但只找到在空气中暴露已久的Ba(OH)28H2O试剂。在室温下配制溶液时发现所取试剂在水中仅部分溶解,烧杯中存在大量未溶物。为探究原因,该同学查得Ba(OH)28H2O 在283 K、293 K和303 K时的溶解度(g/100 g H2O)分别为2.5、3.9和5.6。(1) 烧杯中未溶物可能仅为BaCO3,理由是。(2) 假设试剂由大量
5、Ba(OH)28H2O和少量BaCO3组成,设计实验方案,进行成分检验。写出实验步骤、预期现象和结论。(不考虑结晶水的检验;室温时BaCO3饱和溶液的pH=9.6)限选试剂及仪器:稀盐酸、稀硫酸、NaOH溶液、澄清石灰水、pH计、烧杯、试管、带塞导气管、滴管。实验步骤预期现象和结论步骤1:取适量试剂于洁净烧杯中,加入足量蒸馏水,充分搅拌,静置,过滤,得滤液和沉淀步骤2:取适量滤液于试管中,滴加稀硫酸步骤3:取适量步骤1中的沉淀于试管中,步骤4:(3) 将试剂初步提纯后,准确测定其中Ba(OH)28H2O的含量。实验如下:配制250mL约0.1molL-1Ba(OH)2溶液:准确称取w g试样,
6、置于烧杯中,加适量蒸馏水,将溶液转入,洗涤,定容,摇匀。滴定:准确量取25.00mL所配制Ba(OH)2溶液于锥形瓶中,滴加指示剂,将 (填“0.020”、“0.05”、“0.1980”或“1.5”)molL-1盐酸装入50mL酸式滴定管,滴定至终点,记录数据。重复滴定2次。平均消耗盐酸VmL。计算Ba(OH)28H2O的质量分数=(只列出算式,不做运算)。(4) 室温下,(填“能”或“不能”) 配制1.0molL-1Ba(OH)2溶液。4. (2010广东高考第33题)某科研小组用MnO2和浓盐酸制备Cl2时,利用刚吸收过少量SO2的NaOH溶液对其尾气进行吸收处理。(1) 请完成SO2与过
7、量NaOH溶液反应的化学方程式:SO2+2NaOH。(2) 反应Cl2+Na2SO3+2NaOH2NaCl+Na2SO4+H2O中的还原剂为。(3) 吸收尾气一段时间后,吸收液(强碱性)中肯定存在Cl-、OH-和S。请设计实验,探究该吸收液中可能存在的其他阴离子(不考虑空气中CO2的影响)。提出合理假设假设1:只存在S;假设2:既不存在S,也不存在ClO-;假设3:。设计实验方案,进行实验。请写出实验步骤以及预期现象和结论。限选实验试剂:3molL-1H2SO4、1molL-1NaOH溶液、0.01molL-1KMnO4溶液、淀粉-KI溶液、紫色石蕊试液。实验步骤预期现象和结论步骤1:取少量吸
8、收液于试管中,滴加3molL-1 H2SO4至溶液呈酸性,然后将所得溶液分置于A、B试管中步骤2:步骤3:1. (2013广州一模)某铜矿石中铜元素含量较低,且含有铁、镁、钙等杂质离子。某小组在实验室中用浸出-萃取法制备硫酸铜:(1) 操作为。操作用到的玻璃仪器有烧杯、。(2) 操作、操作的主要目的是、富集铜元素。(3) 某小组利用CuSO4溶液与Na2CO3溶液反应制备新型木材防腐剂Cu2(OH)2CO3。多次实验发现所得蓝色悬浊液颜色略有差异,查阅资料表明,可能由于条件控制不同使其中混有较多杂质Cu(OH)2或Cu4(OH)6SO4。已知:Cu(OH)2、Cu2(OH)2CO3、Cu4(O
9、H)6SO4均难溶于水,易溶于强酸;分解温度依次为80、200、300。设计实验方案检验悬浊液成分,完成表中内容。限选试剂:2mol盐酸、1molH2SO4溶液、0.1molNaOH溶液、0.1molBaCl2溶液、蒸馏水。仪器和用品自选。实验步骤预期现象和结论步骤1:取少量悬浊液样品于试管中,过滤,充分洗涤后,取滤渣于试管中,说明产品中混有 Cu4(OH)6SO4步骤2:另取少量悬浊液样品于试管中,牋,说明产品中混有 Cu(OH)2(4) 上述实验需要100mL0.5molL-1CuSO4溶液,配制时需称取gCuSO45H2O。2. (2013深圳一模)工业上用异丙苯氧化法合成苯酚,其生产流
10、程如下图:液态混合物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56.2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物杂质的方法是A. 酸性KMnO4溶液,加热B. 乙醇,溶解C. NaOH溶液(酚酞),加热检验丙酮中是否含有苯酚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)某
11、同学对该厂废水进行定量分析。取20.00mL废水于锥形瓶中,水浴加热,用0.1000molL-1酸性KMnO4溶液滴定(假定只有苯酚与KMnO4反应)。达到滴定终点时,消耗KMnO4溶液的体积为10.00mL。有关反应的化学方程式如下:5+28KMnO4+42H2SO4 28MnSO4+14K2SO4+30CO2+57H2O滴定终点的现象为。该废水中苯酚的含量为mgmL-1。(保留两位有效数字)1. 实验方案设计一般包括哪几个方面2. 化学计算的常用方法有哪些课堂评价1. (2013深圳二模)铁触媒(铁的氧化物)是硫酸工业的催化剂。某同学设计了以下两种方案研究铁触媒的组成。方案一:用下列装置测
12、定铁触媒的含铁量,确定其组成。方案二:用下列实验方法测定铁触媒的含铁量,确定其组成。7.84g铁触媒溶液A溶液B计算铁的含量取25.00mL稀释后溶液(1) 步骤中用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、胶头滴管和。(2) 因为通入Cl2不足量,“溶液B”中还含有会影响测定结果。(3) 因为通入Cl2过量且加热煮沸不充分,“溶液B”中可能含有Cl2。请设计实验方案检验Cl2,完成下列实验报告。限选试剂:0.1molL-1酸性KMnO4溶液、紫色石蕊试液、品红稀溶液、淀粉-KI溶液、0.1molL-1KSCN溶液。实验操作实验现象与结论(4) “干燥管C”的作用是。2. (2013广州调研)大型钢铁企业酸
13、洗钢材时产生的废液主要成分为Fe2+、H+、Cl-,可用下述方法处理该废液,回收盐酸,制备氧化铁涂料。废液过滤氧化铁粉末(1) 单质X的化学式是。(2) 氯化亚铁溶液经高温喷雾焙烧时转化为氯化氢气体和氧化铁粉末。有关的化学方程式为。(3) 某种铁红涂料的成分中,除含有Fe2O3外,还添加有CuO或FeO中的一种。请设计实验探究该铁红涂料中添加的物质。提出合理假设假设1:添加了CuO。假设2:添加了FeO。基于假设(填“1”或“2”),设计实验方案,进行实验。写出实验步骤、预期现象和结论。限选实验试剂:铁粉、3molL-1H2SO4溶液、0.01molL-1酸性KMnO4溶液、10%NaOH溶液
14、、10%H2O2、KSCN溶液。实验步骤预期现象和结论步骤1.取少量样品于试管中,步骤2. (4) 用水吸收“高温喷雾焙烧”时产生的氯化氢气体可得到盐酸。请计算:用1000g水需吸收标准状况下多少升氯化氢气体可得到36.5%的浓盐酸(写出计算过程,结果可用数学表达式表示,不必化简)。问题思考提示1. 实验路线的优选;仪器和药剂的选择;实验装置的组合;操作程序的编排及条件的控制;数据的测量等。2. 方法规律与技巧差量法根据物质变化前后某种量发生变化的化学方程式或关系式,找出所谓“理论差量”,这个差量可以是质量差、气态物质的体积差、压强差,也可以是物质的量之差、反应过程中的热量差等。该法适用于解答
15、混合物间的反应,且反应前后存在上述差量的反应体系守恒法化学反应中存在一系列守恒现象,如质量守恒、元素守恒、电荷守恒、电子得失守恒等,利用这些守恒关系解题的方法叫做守恒法。质量守恒就是化学反应前后各物质的质量总和不变,在配制或稀释溶液的过程中,溶质的质量不变。元素守恒即反应前后各元素种类不变,各元素原子个数不变,其物质的量、质量也不变。电荷守恒即对任一电中性的体系,如化合物、混合物、溶液等,正、负电荷的代数和为零,即正电荷总数和负电荷总数相等。电子得失守恒是指在发生氧化还原反应时,氧化剂得到的电子数一定等于还原剂失去的电子数,无论是自发进行的氧化还原反应还是原电池或电解池中均如此关系式法对于多步
16、反应体系,依据若干化学方程式,找出起始物质与最终物质的量的关系,并据此列比例式进行计算求解方法,称为“关系式”法。用关系式解题的关键是建立关系式,建立关系式的方法主要有:利用微粒守恒关系建立关系式;利用化学方程式中的化学计量数间的关系建立关系式;利用化学方程式的加合建立关系式平均值法所谓平均值法是一种将数学平均原理应用于化学计算的解题方法。它所依据的数学原理是:两个数Mr和Mr(MrMr)的算术平均值r,一定介于两者之间。常见方法有:求平均相对原子质量、平均相对分子质量、平均摩尔质量、平均组成等极端假设法“极端假设法”是用数学方法解决化学问题的常用方法,一般解答有关混合物计算时采用,可分别假设
17、原混合物是某一纯净物,进行计算,确定最大值、最小值,再进行分析、讨论、得出结论讨论法有一类化学计算题,由于某一条件的不确定,结果可能是两个或两个以上,也可能在某个范围内取值,这类题需要用讨论的方法求解。常见的类型:讨论反应发生的程度;讨论反应物是否过量;讨论反应物或生成物的组成范围;讨论不定方程式的解趁热打铁,事半功倍。请同学们及时完成配套检测与评估中的练习第187-190页。专题十二化学实验探究综合题型研究【高考回眸】1. (1) CCl2、HClO、ClO-加入适量的NaBr溶液,充分振荡,静置。溶液分层,下层液体为橙红色(2) 见图示电极逐渐溶解甲可以避免活泼金属如Zn和CuSO4的接触
18、,从而提供稳定电流(3) Zn2. (1) 分液蒸馏(2) 甲苯酸性KMnO4溶液紫色溶液褪色(3) 序号实验方案实验现象结论将白色固体B加入水中,加热溶解,冷却、过滤得到白色晶体和无色溶液 取少量滤液于试管中,滴入适量的硝酸酸化的AgNO3溶液生成白色沉淀滤液含Cl-干燥白色晶体,加热使其熔化,测其熔点熔点为122.4白色晶体是苯甲酸(4) 100%96%3. (1) 由于Ba(OH)28H2O与空气中的CO2反应,所取试剂大部分已变质为BaCO3,未变质的Ba(OH)28H2O在配制溶液时能全部溶解(2) 实验步骤预期现象和结论步骤1:取适量试剂于洁净烧杯中,加入足量蒸馏水,充分搅拌,静置
19、,过滤,得滤液和沉淀步骤2:取适量滤液于试管中,滴加稀硫酸出现白色沉淀,说明该试剂中有Ba2+存在步骤3:取适量步骤1中的沉淀于是试管中,滴加稀盐酸,连接带塞导气管将产生的气体导入澄清石灰水中澄清石灰水变浑浊,说明该试剂中含有BaCO3步骤4:取步骤1中的滤液于烧杯中,用pH计测定其pHpH明显大于9.6,说明该试剂中含有Ba(OH)2(3) 搅拌溶解、过滤250mL容量瓶中0.1980100%(4) 不能4. (1) Na2SO3+H2O(2) Na2SO3(3) 只存在ClO-实验步骤预期现象和结论步骤1:取少量吸收液于试管中,滴加3molL-1H2SO4至溶液呈酸性,然后将所得溶液分置于
20、A、B试管中步骤2:向A试管中滴加12滴0.01molL-1KMnO4溶液(1) 若溶液褪色,则假设1成立;(2) 若溶液未褪色,则假设2或3成立步骤3:在B试管中滴加12滴淀粉-KI溶液(1) 若溶液变蓝色,则假设3成立;(2)若溶液不变蓝色,结合步骤2中的(2),则假设2成立【高考前沿】1. (1) 过滤分液漏斗(2) 除去杂质(3) 实验步骤预期现象和结论步骤1:加入过量2molL-1盐酸,充分振荡,再滴加几滴0.1molL-1BaCl2溶液有白色沉淀生成步骤2:将试管放入装有沸水的小烧杯中水浴加热一段时间,取出试管观察有黑色固体生成(4) 12.52. (1) 取适量有机相置于试管中,
21、加入适量无水CuSO4固体观察,如果固体变蓝色,说明有机物中含水;如果固体不变色,说明有机相中不含水(2) 分馏(或蒸馏)(3) 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AA. 酸性KMnO4溶液,加热B. 乙醇,溶解C. NaOH溶液(酚酞),加热检验丙酮中是否含有苯酚取少许待测液于试管中,滴加12滴FeCl3溶液。预期的现象和结论是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) 当最后一滴KMnO4溶液滴入锥形瓶后,溶液由无色变为浅紫色且半分钟内不褪色0.84或0.85【典题演示】变式训练1(1) 防止溶液倒吸入装置防止SO3液化或凝固(2
22、) 检验试剂预期现象与结论装置的试管中加入0.5 molL-1BaCl2溶液产生大量白色沉淀,证明气体产物中含有SO3装置的试管中加入0.01 molL-1酸性KMnO4溶液若溶液紫色褪去,证明气体产物中含有SO2;若溶液紫色无明显变化,证明气体产物中不含SO2(3) NaOH溶液(或其他合理答案)变式训练2(1) 便于控制反应的发生和停止(2) 品红溶液褪色(3) 从D管口向A中大量鼓入空气(4) 只含有Fe2+实验步骤预期现象和结论步骤2:滴加少量的淀粉KI溶液若溶液变蓝色,则原溶液中含有 Fe3+步骤3:往试管中滴加少量的 KMnO4溶液若溶液褪色(浅红),则原溶液中含有 Fe2+,结合
23、步骤2溶液变蓝,则假设3成立变式训练3(1) 实验步骤预期现象与结论步骤1:取少量食盐样品于试管中,加适量蒸馏水使其完全溶解,加入几滴新制氯水,再加入12滴1%淀粉溶液,充分振荡 溶液不呈蓝色,则溶液中无I-,碘元素的存在形式不是I- 步骤2:另取少量食盐样品于试管中,加适量蒸馏水使其完全溶解,加入几滴NaHSO3溶液,再加入12滴1%淀粉溶液,充分振荡 溶液呈蓝色,则溶液中存在I,碘元素的存在形式是I (2) 紫(3) I2+S+H2O2I-+S+2H+(4) 碱式溶液由蓝色恰好变为无色,且半分钟内不变色1.010-5能【课堂评价】1. (1) 250mL容量瓶(2) FeCl2 (或FeS
24、O4或Fe2+)(3) 实验操作预期现象和结论取适量溶液B于试管中,滴加23滴紫色石蕊试液,振荡,观察现象,放置一段时间后,再观察现象若溶液显红色后,红色又褪去,则溶液B中含Cl2;若溶液不褪色,则溶液B中不含Cl2(4) 防止空气中的CO2和水蒸气进入B中解析(1) 配制一定物质的量浓度的溶液需指明容量瓶的规格,故答案为250mL容量瓶。(2) 通入Cl2不足量,Fe2+可能未完全被氧化。(3) 验证Cl2的存在,可用紫色石蕊试液,Cl2能使紫色石蕊先变红后褪色。(4) “干燥管C”的作用是防止空气中的CO2和水蒸气进入B中,影响实验结果。2. (1) Fe(2) FeCl2+2H2OFe(
25、OH)2+2HCl4Fe(OH)2+O2+2H2O4Fe(OH)32Fe(OH)3 Fe2O3+3H2O(或4FeCl2+4H2O+O22Fe2O3+8HCl)(3) 假设1实验操作预期现象和结论步骤1:加入足量的3molL-1H2SO4,充分振荡样品全部溶解步骤2:取少许溶液于试管中,加入足量铁粉,充分振荡;再加入足量3molL-1H2SO4溶液,充分振荡试管中出现红色固体,说明试样中有CuO假设2实验操作预期现象和结论步骤1:加入足量的3molL-1H2SO4,充分振荡样品全部溶解步骤2:取少许溶液于试管中,逐滴加入0.01molL-1酸性KMnO4溶液如果紫红色褪去,说明试样中有FeO(4) 设所需的HCl体积为VL, 100%=36.5%解得V=。
