2021版高考化学二轮复习讲义：第2部分 专项1 题型3 综合实验探究

.PAGE下载后可自行编辑修改，页脚下载后可删除。题型3综合实验探究(对应学生用书第103页)■题型特点解读·1.综合实验探究题主要有物质的制备实验探究和物质的性质实验探究。以常见气体或有机物为载体，结合实验根底知识、根本操作与化学根本理论、元素化合物知识、化学计算等。2．将定性实验与定量实验相结合，将实验根底与实验操作相结合，立足于对考生综合实验能力的考察。3．主要考察方向：(1)给定实验情境或物质性质，要求设计实验方案；(2)提出实验问题，要求选择仪器、药品，组装实验装置，确定实验步骤，评价实验方案；(3)结合给定的实验情境考察现象分析与结论得出。■解题策略指导·1．制备型探究题的破题思路(1)明确实验目的和原理。实验原理可从题目所给实验目的结合有关知识获取，综合考虑，促进制备主反响，消除、控制副反响。(2)理清操作步骤的先后顺序。根据方案中方法步骤，把握各步操作的要领、目的和原理，理清制备、除杂、提纯操作的先后关系与原理。(3)弄懂各装置的特点和作用。分析图中各项装置，并结合实验目的和原理，分析装置作用，举一反三，分析缺少装置的可能后果，表格中信息如何控制运用落实。(4)梳理总结现象，得出正确结论。实验数据(现象)是化学原理的外在表现，分析现象(或数据)，找出影响实验成败的关键因素，产生误差的原因，进展必要的推导与计算。2．探究型实验的破题思路(1)根本流程(2)整体思路①明确目标，根据题目要求，找出该题需要解决的最终目标。②分析问题，根据目标，结合题目所给信息，分析解决该问题可能涉及的所学知识，即利用所学知识，分析解决该问题。③注意细节，在解决该类问题时，注意分析实验原理是否正确可行，实验操作是否平安合理，实验步骤是否简单方便，实验现象是否突出明显。■典例剖析示范· (2021·全国Ⅰ卷)氮的氧化物(NOx)是大气污染物之一，工业上在一定温度和催化剂条件下eq\a\vs4\al(用NH3将NOx复原生成N2)①。某同学在实验室中对NH3与NO2反响进展了探究。答复以下问题： (1)eq\a\vs4\al(氨气的制备)②③ ①氨气的发生装置可以选择上图中的________，反响的化学方程式为_________________________________________________________________ ________________________________________________________________。 ②欲收集一瓶枯燥的氨气，选择上图中的装置，其连接顺序为：发生装置→____________________(eq\a\vs4\al(按气流方向，用小写字母表示)④)。 (2)氨气与二氧化氮的反响 将上述收集到的NH3充入注射器X中，eq\a\vs4\al(硬质玻璃管Y中)⑤参加少量催化剂，充入NO2(两端用夹子K1、K2夹好)。在一定温度下按图示装置进展实验。操作步骤实验现象解释原因翻开K1，推动注射器活塞，使X中的气体缓慢充入Y管中①eq\a\vs4\al(Y管中)⑤________________②反响的化学方程式__________________________________________将注射器活塞退回原处并固定，待装置恢复到室温eq\a\vs4\al(Y管中有)eq\a\vs4\al(少量水珠)⑤生成的气态水凝聚eq\a\vs4\al(翻开K2)⑥③________________________________④________________________________________ ①实验目的：探究NH3将NOx复原生成N2；潜在信息，发生氧化复原反响。②知识根底：源于教材。③考察装置：氨气制备装置是主体，要结合实验目的和相应试剂选装置。④关注细节：答题要标准。⑤信息提炼：NO2是红棕色气体，反响生成水且室温下水为液态。⑥信息迁移：反响使气体体积减小，容器内压强减小；喷泉实验原理的迁移和应用。【解析】(1)①图中给出了两种气体制备装置，一种是固固加热制气装置，一种是固液加热制气装置。如果选择A装置制取氨气，那么反响的化学方程式为2NH4Cl＋Ca(OH)2eq\o(=,\s\up8(△))CaCl2＋2NH3↑＋2H2O；如果选择B装置制取氨气，那么反响的化学方程式为NH3·H2Oeq\o(=,\s\up8(△))NH3↑＋H2O。②欲收集一瓶枯燥的氨气，首先要除去杂质，制备氨气的杂质只有水蒸气，由于氨气溶于水显碱性，因此要选用碱石灰作枯燥剂，枯燥管的进出口方向为粗进细出，因此先接d后接c；其次要收集氨气，由于氨气的密度小于空气，要从短管进气，因此先接f再接e；最后要进展尾气处理，由于氨气极易溶于水，因此可以选择水吸收尾气，还要注意防倒吸，所以接i。(2)由题干内容“工业上在一定温度和催化剂条件下用NH3将NOx复原生成N2”，结合实验条件可知反响为8NH3＋6NO2eq\o(=,\s\up8(催化剂))7N2＋12H2O，NO2为红棕色气体，发生反响后变成无色气体，因此现象为红棕色气体逐渐变浅。反响后气体分子数减少，Y管中的压强小于外压，因此产生倒吸现象。【答案】(1)①A2NH4Cl＋Ca(OH)2eq\o(=,\s\up8(△))2NH3↑＋CaCl2＋2H2O(或BNH3·H2Oeq\o(=,\s\up8(△))NH3↑＋H2O)②dcfei(2)①红棕色气体慢慢变浅②8NH3＋6NO2eq\o(=,\s\up8(催化剂))7N2＋12H2O③Z中NaOH溶液产生倒吸现象④反响后气体分子数减少，Y管中压强小于外压■即时应用体验·1．(2021·山西四校联考)某同学对铜与浓硫酸反响产生的黑色沉淀进展探究，实验步骤如下： 【导学号：97184294】Ⅰ.将光亮铜丝插入浓硫酸，加热；Ⅱ.待产生黑色沉淀和气体时，抽出铜丝，停顿加热；Ⅲ.冷却后，从反响后的混合物中别离出黑色沉淀，洗净、枯燥备用。查阅文献：检验微量Cu2＋的方法是：向试液中滴加K4[Fe(CN)6]溶液，假设产生红褐色沉淀，证明有Cu2＋。(1)该同学假设黑色沉淀是CuO。检验过程如下：①将CuO放入稀硫酸中，一段时间后，再滴加K4[Fe(CN)6]溶液，产生红褐色沉淀。②将黑色沉淀放入稀硫酸中，一段时间后，再滴加K4[Fe(CN)6]溶液，未见红褐色沉淀。由该检验过程所得结论是_________________________________________。(2)再次假设，黑色沉淀是铜的硫化物。实验如下：实验装置现象①现象2说明黑色沉淀具有________性。②能确认黑色沉淀中含有S元素的现象是________________________，相应的离子方程式是___________________________________________________________________________________________________________________。③为确认黑色沉淀是“铜的硫化物〞，还需进展的实验操作是________________________________________________________________。(3)以上实验说明，黑色沉淀中存在铜的硫化物。进一步实验后证明黑色沉淀是CuS与Cu2S的混合物。将黑色沉淀放入浓硫酸中加热一段时间后，沉淀溶解，其中CuS溶解的化学方程式是__________________________________。【解析】(1)向试液中滴加K4[Fe(CN)6]溶液，假设产生红褐色沉淀，证明有Cu2＋，根据②将黑色沉淀放入稀硫酸中，一段时间后，滴加K4[Fe(CN)6]溶液，未见红褐色沉淀可知，黑色沉淀中一定不含CuO。(2)①A试管内上方出现红棕色气体，说明反响中有NO2生成，证明了黑色沉淀具有复原性，在反响中被氧化；②根据B试管中出现白色沉淀可知，白色沉淀为BaSO4，说明黑色沉淀中含有硫元素，发生反响的离子方程式为2NOeq\o\al(－,3)＋3SO2＋3Ba2＋＋2H2O3BaSO4↓＋2NO＋4H＋(或NO2＋SO2＋Ba2＋＋H2OBaSO4↓＋NO＋2H＋)；③为确认黑色沉淀是“铜的硫化物〞，还需检验黑色沉淀中含有铜离子，方法为：取冷却后A试管中的溶液，滴加K4[Fe(CN)6]溶液，假设产生红褐色沉淀，证明有Cu2＋，说明黑色沉淀是铜的硫化物。(3)浓硫酸具有强氧化性，硫化铜被浓硫酸氧化为SO2。【答案】(1)黑色沉淀中不含有CuO(2)①复原②B试管中出现白色沉淀2NOeq\o\al(－,3)＋3SO2＋3Ba2＋＋2H2O3BaSO4↓＋2NO＋4H＋(或NO2＋SO2＋Ba2＋＋H2OBaSO4↓＋NO＋2H＋)③取冷却后A试管中的溶液，滴加K4[Fe(CN)6]溶液，假设产生红褐色沉淀，证明有Cu2＋，说明黑色沉淀是铜的硫化物(3)CuS＋4H2SO4(浓)eq\o(=,\s\up8(△))CuSO4＋4SO2↑＋4H2O2．(2021·重庆一中模拟)二价铬不稳定，极易被氧气氧化。醋酸亚铬水合物{[Cr(CH3COO)2]2·2H2O，相对分子质量为376}是一种深红色晶体，不溶于冷水和醚，易溶于盐酸，是常用的氧气吸收剂。实验室以锌粒、CrCl3溶液、醋酸钠溶液和盐酸为主要原料制备醋酸亚铬水合物，其装置如下图：【导学号：97184295】制备过程中发生的化学反响或离子反响：Zn＋2HClZnCl2＋H2↑；2CrCl3＋Zn2CrCl2＋ZnCl2；2Cr2＋＋4CH3COO－＋2H2O[Cr(CH3COO)2]2·2H2O↓。请答复以下问题：(1)仪器A的名称是__________，所盛装的试剂是__________。(2)本实验中配制所用溶液的蒸馏水都需事先煮沸，原因是_______________。(3)仪器D的主要作用是___________________________________________。(4)实验生成H2后，为使生成的CrCl2溶液与CH3COONa溶液顺利混合，应________(填“翻开〞或“关闭〞，后同)阀门1、________阀门2。(5)本实验中锌粒须过量，其原因是___________________________________________________________________________________________________。(6)其他反响物足量，实验时取用的CrCl3溶液中含溶质6.34g，实验后得枯燥纯洁的[Cr(CH3COO)2]2·2H2O5.64g，所得产品的产率为________。(7)假设使用该装置制备Fe(OH)2，且能较长时间看到Fe(OH)2白色沉淀现象。那么在仪器A、B、C中应装入的试剂依次为________、________、________(填化学式)。【解析】先向三颈烧瓶B中参加过量的Zn(产生足量的氢气将空气排出，且产生足够的压力把三颈烧瓶B中的液体压入三颈烧瓶C中；充分复原CrCl3)，关闭阀门1，翻开阀门2，通过分液漏斗参加稀盐酸，产生的氢气排出三颈烧瓶B、三颈烧瓶C及导管中的空气。再滴入CrCl3溶液使其与Zn反响生成CrCl2；然后翻开阀门1，关闭阀门2，三颈烧瓶B中的液体在氢气的压力下被压入三颈烧瓶C中，CrCl2与CH3COONa溶液反响生成[Cr(CH3COO)2]2·2H2O。(2)二价铬不稳定，极易被氧气氧化，故除用氢气排除装置中的空气(O2)外，配制盐酸、CrCl3溶液和醋酸钠溶液时所用的蒸馏水需要加热除去氧气。(3)为防止装置外的空气(O2)进入装置，右端烧杯盛水起液封作用。(6)根据关系式2CrCl3～[Cr(CH3COO)2]2·2H2O，理论产品质量为m{[Cr(CH3COO)2]2·2H2O}＝eq\f(6.34g,158.5g/mol)×eq\f(1,2)×376g/mol＝7.52g，产率为eq\f(