1、解题指导6 综合实验题的解题策略化学是一门以实验为基础的学科。化学实验是形成化学概念、获得化学知识和实验技能的重要手段。实验原理、实验技能和实验仪器是实验的三要素，在高考中常将“ 三要素”进行组合，形成综合性强、能力层次要求高的实验题。利用综合实验题考查化学实验基本操作的能力，观察实验现象、处理实验数据的能力，分析实验结果、得出实验结论和有关安全问题的能力以及综合应用知识的能力。综合性化学实验题考查内容全面，从定性分析到定量分析、从化学原理到实际操作、从无机物到有机物都有涉及，主要考查物质的检验、物质的制备、性质的验证、化学性质递变规律与化学反应规律的研究、化学常见仪器的使用、物质的分离除杂提
2、纯过程中的方法、试剂的选择与操作、实验方案的设计与评价等内容。大多数题目属于拼盘式题目，每个问题之间有一定联系，但不紧密，带有一定独立性。实验探究题是综合性实验题中的一种题型，主要从物质组成、化学性质、反应原理与规律的探究方面出题。具体来说主要表现在以下两点：一是从试题结构上看，一般由“情境创设、探究过程、问题解决”三部分组成。二是从探究内容上看，主要取材于教材实验、日常生活和社会热点问题等，命题方式通常有文字叙述型、图表数据分析型、实验装置型、实验报告型等；探究内容主要有探究物质的组成、性质以及反应规律，探究实验装置，探究实验方案设计、评价与反思，探究影响溶解或化学反应速率的因素，探究物质的
3、制备、检验、鉴别等。一、实验过程分析FeCl3在现代工业生产中应用广泛。某化学研究性学习小组模拟工业流程制备无水FeCl3，再用副产品FeCl3溶液吸收有毒的H2S。.经查阅资料得知：无水FeCl3在空气中易潮解，加热易升华。他们设计了制备无水FeCl3的实验方案，装置示意图(加热及夹持装置已略去)及操作步骤如下：检验装置的气密性；通入干燥的Cl2，赶尽装置中的空气；用酒精灯在铁屑下方加热至反应完成；体系冷却后，停止通入Cl2，并用干燥的N2赶尽Cl2，将收集器密封。请回答下列问题：(1)装置A中反应的化学方程式为_。(2)第步加热后，生成的烟状FeCl3大部分进入收集器，少量沉积在反应管A右
4、端。要使沉积的FeCl3进入收集器，第步操作是_。(3)操作步骤中，为防止FeCl3潮解所采取的措施有_(填步骤序号)。(4)装置B中冷水浴的作用为_；装置C的名称为_；装置D中FeCl2全部反应后，因失去吸收Cl2的作用而失效，写出检验FeCl2是否失效的试剂：_。(5)在虚线框中画出尾气吸收装置E并注明试剂。.该组同学用装置D中的副产品FeCl3溶液吸收H2S，得到单质硫；过滤后，再以石墨为电极，在一定条件下电解滤液。(6)FeCl3与H2S反应的离子方程式为_。(7)电解池中H在阴极放电产生H2，阳极的电极反应式为_。(8)综合分析实验的两个反应，可知该实验有两个显著优点：H2S的原子利
5、用率为100%；_。解析：.(1)装置A中进行的是Fe与Cl2制取FeCl3，反应的化学方程式为2Fe3Cl22FeCl3。(2)由于FeCl3沉积在反应管A右端，时间长了会堵塞，所以应在此处进一步加热使FeCl3再次升华进入收集装置。(3)通入干燥氯气可排出空气以及其中所含的水蒸气，反应完毕后将多余Cl2赶出，将收集器密封以防吸收空气中的水蒸气从而避免了FeCl3的潮解。(4)通过冷水浴将升华的FeCl3冷却收集，Fe2的检验可通过与赤铁盐(K3Fe(CN)6)生成蓝色沉淀的方法来完成。 (5)氯气的吸收用NaOH溶液，不用采取防倒吸装置。.(6)Fe3与H2S的氧化还原反应的离子方程式的书
6、写应注意得失电子守恒与电荷守恒。(7)、(8)电解FeCl2溶液，通过阴极：2H2e=H2，阳极：Fe2 e=Fe3来完成溶液中FeCl3的循环利用。答案：.(1)2Fe3Cl22FeCl3(2)在沉积的FeCl3固体下方加热(3)(4)冷却，使FeCl3沉积，便于收集产品干燥管K3Fe(CN)6溶液(5).(6)2Fe3H2S=2Fe2S2H(7)Fe2e=Fe3(8)FeCl3得到循环利用二、实验设计与评价硫化碱法是工业上制备Na2S2O3的方法之一，反应原理为2Na2SNa2CO34SO2=3Na2S2O3CO2 (该反应H0)，某研究小组在实验室用硫化碱法制备Na2S2O35H2O流程
7、如下。请回答下列问题：(1)吸硫装置如图所示。装置B的作用是检验装置A中SO2的吸收效率，B中试剂是 _ ，表明SO2吸收效率低的实验现象是B中溶液_。为了使SO2尽可能吸收完全，在不改变A中溶液浓度、体积的条件下，除了及时搅拌反应物外，还可采取的合理措施是 _ (写出两条)。(2)假设本实验所用的Na2CO3含少量NaCl、NaOH，设计实验方案进行检验。(室温时CaCO3饱和溶液的pH10.2)限选试剂及仪器：稀硝酸、AgNO3溶液、CaCl2溶液、Ca(NO3)2溶液、酚酞溶液、蒸馏水、pH计、烧杯、试管、滴管序号实验操作预期现象结论取少量样品于试管中，加入适量蒸馏水，充分振荡溶解，_样
8、品含NaCl另取少量样品于烧杯中，加入适量蒸馏水，充分搅拌溶解，_样品含NaOH(3)Na2S2O3溶液是定量实验中的常用试剂，测定其浓度的过程如下：准确称取a g KIO3(化学式量：214)固体配成溶液，加入过量KI固体和H2SO4溶液，滴加指示剂，用Na2S2O3溶液滴定至终点，消耗Na2S2O3溶液的体积为V mL。则c(Na2S2O3)_molL1。(用含a、V的代数式表示)已知：IO5I6H= 3I23H2O，2S2OI2=S4O2I。解析：(1)装置B的作用是检验装置A中SO2的吸收效率，若A中SO2吸收的效率高，则进入B中的SO2速率慢，B中溶液变化就缓慢，反之则迅速，故B中试
9、剂能与SO2反应且存在明显的现象，故B中的试剂是品红、溴水或KMnO4溶液等，若A中SO2吸收的效率低，B中溶液颜色很快褪色；根据影响反应的速率的因素可知，使SO2尽可能吸收完全，在不改变A中溶液浓度、体积的条件下，除了及时搅拌反应物外，还可采取的合理措施是增大SO2的接触面积、控制SO2的流速、适当升高温度。(2)检验Cl用AgNO3溶液，检验NaOH的存在需要利用pH测定，即向溶液加入过量CaCl2溶液，搅拌，静置，用pH计测定上层清液pH，若有NaOH溶液存在时，pH应大于10.2。(3)由已知可以写出IO5I6H=3I23H2O、2S2OI2=S4O2I可得IO3I26S2O，a g
10、KIO3的物质的量为a g 214 gmol1，c(Na2S2O3)6a g 214 gmol1(V mL103 molL1)。答案：(1)品红(或溴水或KMnO4溶液)溶液颜色很快褪色增大SO2的接触面积、控制SO2的流速、适当升高温度(任何两条)(2)序号实验操作预期现象滴加足量稀硝酸，再滴加少量AgNO3溶液，振荡有白色沉淀生成加入过量CaCl2溶液，搅拌，静置，用pH计测定上层清液pH有白色沉淀生成，上层清液pH大于10.2(3)(或)(或其他合理正确)1由冰铜(mCu2OnFeS)冶炼得到粗铜，再以粗铜为原料制纯铜的流程如下，请回答下列问题：(1)气体X是_。(2)某研究性学习小组用
11、熔渣Y与CO反应来制取Fe。请按气流由左到右的方向连接下列各装置，顺序为A_。装置C的作用是_。在点燃D处的酒精灯前，应进行的操作是_。(3)熔渣Y中铁元素的价态有2价和3价，根据限选试剂，设计实验方案验证熔渣Y中有2价铁元素存在，写出有关实验操作、预期现象与结论：_。限选试剂： 3 molL1 H2SO4、6 molL1 HNO3、3% H2O2、0.01 molL1 KMnO4、20% KSCN。(4)写出泡铜冶炼粗铜反应的化学方程式：_。(5)根据限选材料画出用粗铜提炼纯铜的装置图，并进行必要的标注。限选材料：FeSO4(aq)、CuSO4(aq)、粗铁、纯铁、粗铜、纯铜、烧杯、直流电源
12、、导线。解析：(1)分析所给的冰铜化学式，其中Cu和Fe焙烧都生成固体氧化物，只有非金属元素S焙烧会生成气体，所以气体X一定是SO2。(2)熔渣Y是Fe的氧化物，用CO还原Y制备铁单质，从所给的反应装置来看，B装置是反应制铁装置，通入B中的CO气体不能含有CO2和H2O等杂质气体，因此在A、B之间接上装置E除水；B中反应出来的气体有生成的CO2和过量的CO有毒气体，除CO尾气可用燃烧法，但要注意CO的纯度，防止爆炸，要先用装置C除去尾气中的CO2。所以整个顺序就是AEBCD。装置C的作用是除去尾气中的CO2。点燃D处酒精灯除尾气时要验纯。(3)熔渣Y中的铁元素有2价和3价，所以当2价和3价Fe
13、元素同时存在时，应该选用高锰酸钾溶液检验其中的2价铁。具体步骤：取少量熔渣Y于试管中，加入适量(经加热煮沸除氧)3 molL1H2SO4溶液，加热充分溶解，反应后得A溶液。取少量A溶液，滴加12滴0.01 molL1 KMnO4溶液，振荡，若溶液的紫红色褪去，则说明熔渣Y中有2价铁元素存在。(4)泡铜冶炼粗铜是在高温条件下加入还原剂铝进行冶炼的，所以化学方程式为3Cu2O2Al6CuAl2O3。(5)电解精炼铜是教材中常提到的一个电化学内容，原理比较简单，所以用所提供的材料画出该装置图示比较简单的，但要注意的是各标注要准确。答案：(1)SO2(2)EBCD除去尾气中的CO2检验CO(尾气)的纯
14、度(3)取少量熔渣Y于试管中，加入适量(经加热煮沸除氧)3 molL1 H2SO4溶液，加热充分溶解，反应后得A溶液。取少量A溶液，滴加12滴0.01 molL1 KMnO4溶液，振荡，若溶液的紫红色褪去，则说明熔渣Y中有2价铁元素存在(或其他合理答案)(4)3Cu2O2Al6CuAl2O3(5)2某化学兴趣小组同学展开对漂白剂亚氯酸钠(NaClO2)的研究。实验：制取NaClO2晶体。已知NaClO2饱和溶液在温度低于38 时析出的晶体是NaClO23H2O，高于38 时析出晶体的是NaClO2，高于60 时NaClO2分解成NaClO3和NaCl。Ba(ClO)2可溶于水。利用下图所示装置
15、进行实验。(1)装置的作用是_。(2)装置中产生ClO2的化学方程式为_。(3)从装置反应后的溶液获得NaClO2晶体的操作步骤为减压，55 蒸发结晶；趁热过滤；_；低于60 干燥，得到成品。(4)设计实验检验所得NaClO2晶体是否含有杂质Na2SO4，操作与现象是取少量晶体溶于蒸馏水，_。实验：测定某亚氯酸钠样品的纯度。设计如下实验方案，并进行实验：准确称取所得亚氯酸钠样品m g于烧杯中，加入适量蒸馏水和过量的碘化钾晶体，再滴入适量的稀硫酸，充分反应(已知：ClO4I4H=2H2O2I2Cl)。将所得混合液配成100 mL待测溶液。移取25.00 mL待测溶液于锥形瓶中，用c molL1
16、Na2S2O3标准液滴定，至滴定终点。重复2次，测得消耗标准溶液的体积的平均值为V mL(已知：I22S2O=2IS4O)。(5)滴定中使用的指示剂是_，达到滴定终点时的现象为_。(6)样品中NaClO2的质量分数为_(用含m、c、V的代数式表示，相对分子质量：NaClO2 90.5)解析：(1)装置连接在需要加热的装置与装置之间，目的是防止倒吸，消除安全隐患。(2)用NaClO3制备ClO2，Cl化合价54，所以在装置中发生氧化还原反应，Na2SO3作还原剂，被氧化为Na2SO4，所以整个氧化还原反应方程式为2NaClO3Na2SO3H2SO4(浓)=2ClO22Na2SO4H2O。(3)根
17、据制备晶体的一般步骤：蒸发结晶过滤洗涤干燥，所以步骤为洗涤步骤，由于目标晶体析出温度高于38 ，且温度高于60 容易发生分解，所以洗涤时要控制温度，应该用3860 的温水洗涤。(4)检验所得的NaClO2晶体是否含有杂质Na2SO4，实质考查的是SO的检验，所以检验该离子的步骤是取少量晶体溶于蒸馏水，滴加几滴BaCl2溶液，若有白色沉淀出现，则含有Na2SO4，若无白色沉淀出现，则不含Na2SO4。(5)实验中选用了碘化钾试剂与样品反应，生成了碘单质，所以用标准液Na2S2O3滴定单质碘，应该选用淀粉作指示剂，滴定终点的现象是溶液由蓝色变为无色且半分钟不变色。(6)根据滴定过程给出的方程式可得关系式：NaClO22I24Na2S2O3，所以每次滴定反应的n(NaClO2)n(Na2S2O3)0.25cV103 mol，所以样品NaClO2的纯度100%100%40.25cV103 mol90.5 gmol1m g100%。答案：(1)防止倒吸(或作安全瓶)(2)2NaClO3Na2SO3H2SO4(浓)=2ClO22Na2SO4H2O(3)用3860 的温水洗涤(4)滴加几滴BaCl2溶液，若有白色沉淀出现，则含有Na2SO4，若无白色沉淀出现，则不含Na2SO4(5)淀粉溶液溶液由蓝色变为无色且半分钟不变色(6)%(或)