分类解析悟特点 精准备考破难点

2023-05-30 22:53鲁名峰邓文莉
广东教育·高中 2023年3期
关键词:冷凝仪器溶液

鲁名峰?邓文莉

综合实验题就是以物质制备、分离提纯、性质探究、反应原理探究、组成分析为素材,以所给套装实验图或文字材料为信息,就仪器的辨识与作用原理、物质在装置中发生的反应、实验试剂选择及实验操作方法、实验现象预测、实验数据处理、实验方案设计与评价等方面进行设问要求作答的试题。在高考一轮复习阶段,要带领学生走进实验室,亲手摸摸实验仪器,看看仪器结构,想想仪器功能,做做课本上的典型实验,夯实实验基礎知识,演练基本实验操作方法。同时,要深度解析典型高考真题,归纳热点考点,弄清试题结构,感悟试题特点,形成解题套路,并配以全真模拟训练,一定会有成效。

本文将从无机制备、有机制备、性质探究、原理探究、定性定量分析五个命题角度,选择针对性高考真题进行深度解析,指出失分原因,提炼解题方法,给出备考建议,希望对考生有所裨益。

1.无机制备型

【例1】(2020·全国III,26)氯可形成多种含氧酸盐,广泛应用于杀菌、消毒及化工领域。实验室中利用图1装置

(部分装置省略)制备KClO3和NaClO,探究其氧化还原性质。

回答下列问题:

(1)盛放MnO2粉末的仪器名称是______,a中的试剂为______。

(2)b中采用的加热方式是______,c中化学反应的离子方程式是______,采用冰水浴冷却的目的是______。

(3)d的作用是______,可选用试剂______(填标号)。

A.Na2SB.NaClC.Ca(OH)2 D.H2SO4

(4)反应结束后,取出b中试管,经冷却结晶,______,______,干燥,得到KClO3晶体。

(5)取少量KClO3和NaClO溶液分别置于1号和2号试管中,滴加中性KI溶液。1号试管溶液颜色不变。2号试管溶液变为棕色,加入CCl4振荡,静置后CCl4层显______色。可知该条件下KClO3的氧化能力______NaClO(填“大于”或“小于”)。

答案:(1)圆底烧瓶饱和食盐水(2)水浴加热 Cl2+2OH-=ClO-+Cl-+H2O 避免生成NaClO3(3)吸收尾气(Cl2),AC(4)过滤,少量(冷)水洗涤(5)紫,小于。

考点:仪器辨识,除杂试剂选择,反应条件辨识与理解,分离提纯基本操作,尾气处理,物质制备原理的符号表征,依据题给实验现象进行推理得出结论的证据推理能力。

试题结构:题头——交待实验目的、给出相关物质的物理或化学性质;实验装置——题给套装实验图或给出仪器要求考生根据实验目的组装;设问——仪器辩识、实验原理理解、实验条件选择或对给出的实验条件进行解释、实验方案设计与评价、实验原理的符号表征(书写化学方程式或离子方程式)、产物性质探究、实验数据处理(产率计算或纯度计算)。

备考建议:素材源于课本氯气的实验室制法及氯气性质实验,是教材内容的拓展与延伸。高考一轮复习阶段要重视课本典型实验的研读,进一步熟悉气体发生、除杂、收集、性质探究、防堵塞、防倒吸、尾气处理的实验仪器和操作方法。要以元素周期表为线索、以各主族代表元素为重点弄清楚其单质、化合物的性质和实验室制法,夯实元素化合物性质知识,这是解无机物制备型实验题的基础。

解法指导:

首先,研读题头,弄清实验目的,理解实验原理,确定反应物和反应条件。

其次,研读套装实验图,弄清楚流体(气体或液体)在整套装置中的流向及所到之处发生的反应和可能出现的现象,这是解这类题的关键,读懂了装置图及物质流经各部分仪器时发生的变化,就等于基本上解答了题目。

第三,结合上两步的阅读和分析,对题目提出的问题进行解答。

2.有机制备型

【例2】(2019新课标Ⅱ)咖啡因是一种生物碱(易溶于水及乙醇,熔点234.5℃,100℃以上开始升华),有兴奋大脑神经和利尿等作用。茶叶中含咖啡因约1%~5%、单宁酸(Ka约为10-6,易溶于水及乙醇)约3%~10%,还含有色素、纤维素等。实验室从茶叶中提取咖啡因的流程如图2所示。

索氏提取装置如图3所示。实验时烧瓶中溶剂受热蒸发,蒸汽沿蒸汽导管2上升至球形冷凝管,冷凝后滴入滤纸套筒1中,与茶叶末接触,进行萃取。萃取液液面达到虹吸管3顶端时,经虹吸管3返回烧瓶,从而实现对茶叶末的连续萃取。回答下列问题:

(1)实验时需将茶叶研细,放入滤纸套筒1中,研细的目的是______。圆底烧瓶中加入95%乙醇为溶剂,加热前还要加几粒______。

(2)提取过程不可选用明火直接加热,原因是______,与常规的萃取相比,采用索氏提取器的优点是______。

(3)提取液需经“蒸馏浓缩”除去大部分溶剂。与水相比,乙醇作为萃取剂的优点是______。“蒸馏浓缩”需选用的仪器除了圆底烧瓶、蒸馏头、温度计、接收管之外,还有______(填标号)。

A.直形冷凝管B.球形冷凝管

C.接收瓶D.烧杯

(4)浓缩液加生石灰的作用是中和______和吸收______。

(5)可采用如图4所示的简易装置分离提纯咖啡因。将粉状物放入蒸发皿中并小火加热,咖啡因在扎有小孔的滤纸上凝结,该分离提纯方法的名称是______。

解析:⑴ 将茶叶研细可以增加固液接触面积,提高萃取率。为防止液体暴沸,加热前要加入几粒沸石。⑵ 乙醇易挥发,易燃,用明火直接加热易引燃乙醇蒸气;索式提取器,萃取剂用量少且能循环使用,连续萃取,萃取效率高。⑶ 乙醇是有机溶剂,沸点低,易浓缩;极性比水小,咖啡因在乙醇中的溶解度大,萃取效果好。蒸馏浓缩时需要冷凝管,为防止液体残留在冷凝管中,应该选用直形冷凝管,而不用球形冷凝管,为防止液体挥发,冷凝后得到的馏分要用接收瓶接收馏分,而不用烧杯,选AC。(4)由于茶叶中含有单宁酸,单宁酸易溶于水和乙醇,加入氧化钙的作用是中和单宁酸,吸收水。(5)咖啡因在100℃以上时开始升华,该方法称升华。

本题难点是理解索氏提取器的工作原理,要求考生具备初中物理中所学的连通器、虹吸等知识。

考点:题给文字信息的阅读理解,实验仪器辨识,对有机物制备流程图及陌生实验仪器图结构和工作原理的理解,简有机物制备中的冷凝回流、萃取、蒸发浓缩、冷却结晶、升华等基本实验操作。

命题意图通常为:理解有机反应原理,解释新颖仪器或套装仪器的工作原理,辨识分离提纯操作方法,评价合成路线和实验方案,进行产品分析或产率计算。

备考建议:

复习备考时要重点做好以下几件事:

(1)盘点有机制备的常用仪器

有机制备的常见仪器有三颈瓶、滴液漏斗、分液漏斗、球形冷凝管、索氏提取器、抽滤装置、防氧化装置等,要熟悉仪器结构,理解仪器工作原理,掌握使用方法。

(2)熟悉常考知识点

① 有机物易挥发,因此在反应中通常采用冷凝回流装置,以减少有机物的挥发,提高原料的利用率和产率。

② 有机反应通常都是可逆反应,且易发生副反应,因此常使某种价格较低的反应物过量,以提高另一反应物的转化率和产率,同时在实验中需要控制反应条件,以减少副反应的发生。

③ 根据产品与杂质的性质特点选择合适的分离提纯方法,如蒸馏、分液、升华、萃取等。

④ 温度计水银球的位置:若要控制反应温度,则应插入反应液中;若要收集某温度下的馏分,则应放在蒸馏烧瓶支管口处。

⑤ 冷凝管的选择:球形冷凝管和螺旋冷凝管结构优点是增大了被冷凝气体和冷凝剂接解面积,冷却效果好,但斜置会残留冷凝液体,只能竖直放置安装于烧瓶或三颈瓶口,用于冷凝回流。直形冷凝管既能用于冷凝回流,又能用于蒸馏收集馏分。

⑥ 防暴沸:加碎瓷片或沸石,防止溶液暴沸,若开始忘加,需冷却后补加。

⑦ 加热方法的选择

温度不太高的实验都可用酒精灯加热。温度不超过100 ℃的恒温加热用热水浴。

⑧ 产率计算

产率=实际产量理论产量×100%

(3)研读题给信息,理清试题结构

(4)归纳易错点,避免踩雷区,规范答问题

仪器名称写错,自编一个名称,如“洗气瓶”写成“带双管的广口瓶”,干燥管写成球形玻璃管。试剂选择错误,不会具体问题具体分析,靠机械记忆,不加思索地乱选。原理不清楚、解释和操作描述不规范,例如浓盐酸与二氧化锰加热制氯气,为了让浓盐酸能顺利滴下又不因氯化氢挥发而污染环境,通常用一个橡胶管把分液漏斗与圆底烧瓶连通,其作用是平衡分液漏斗和烧瓶内气压,有的考生错写成“与大气接通使浓盐酸顺利滴下”;有机制备中的“冷凝回流”写成“让挥发的有机物冷却流下”等。平时练习时要规范答题,用仪器和操作的专有名词,不要自创一个仪器名称,不要瞎编一个操作名称。

3.性质探究型

【例3】(2017新课标Ⅲ)绿矾是含有一定量结晶水的硫酸亚铁,在工农业生产中具有重要的用途。某化学兴趣小组对绿矾的一些性质进行探究。回答下列问题:

(1)在试管中加入少量绿矾样品,加水溶解,滴加KSCN溶液,溶液颜色无明显变化。再向试管中通入空气,溶液逐渐变红。由此可知:______、______。

(2)为测定绿矾中结晶水含量,将两端带开关K1和K2的石英玻璃管(装置A)称重,记为m1 g。将样品装入石英玻璃管中,再次将装置A称重,记为 m2 g。按图6连接好装置进行实验。

①仪器B的名称是______。

②将下列实验操作步骤正确排序______(填标号);重复上述操作步骤,直至A恒重,记为m3 g。

a.点燃酒精灯,加热;b.熄灭酒精灯;c.关闭K1和K2 ;d.打开K1和K2,缓缓通入N2; e.称量A;f.冷却到室温

③根据实验记录,计算绿矾化学式中结晶水数目x=______(列式表示)。若实验时按a、d次序操作,则使x______(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。

(3)为探究硫酸亚铁的分解产物,将(2)中已恒重的裝置A接入图7所示的装置中,打开K1和K2,缓缓通入N2,加热。实验后反应管中残留固体为红色粉末。

①C、D中的溶液依次为______(填标号)。C、D中有气泡冒出,并可观察到的现象分别为______。

a.品红b.NaOHc.BaCl2

d.Ba(NO3)2 e.浓H2SO4

②写出硫酸亚铁高温分解反应的化学方程式______。

解析:(1)样品溶于水滴加KSCN溶液,溶液颜色无明显变化,说明样品中无Fe3+;再向试管中通入空气,溶液逐渐变红,这说明有Fe3+产生,即硫酸亚铁易被空气氧化为硫酸铁,Fe3+遇KSCN溶液显红色。

(2)①B是干燥管。②正确的排序是dabfce。③样品的质量是(m2-m1)g,加热后剩余固体是硫酸亚铁,质量为(m3-m1)g,生成水的质量为(m2-m3)g,根据化学方程式FeSO4·xH2O△FeSO4+xH2O得,152:18x=(m3-m1): (m2-m3),解得:x=76(m2-m3)9(m3-m1)。若实验时按a、d次序操作,在加热过程中部分硫酸亚铁被空气氧化为硫酸铁,导致m3增加,x偏小。

(3)①C、D的溶液的正确顺序依次为BaCl2溶液和品红溶液。观察到的实验现象是C中溶液生成白色沉淀,D中品红溶液褪色。

②反应方程式为2FeSO4高温Fe2O3+SO2↑+SO3↑。

考点:热重分析法、Fe2+的还原性、Fe3+检验、SO2的漂白性、防氧化操作、给定信息的陌生化学方程式的书写等。

这类题的测试重点为元素化合物知识,要求考生能熟练掌握教材中学过的各主族代表元素(钠、镁、铝、硅、氮、氯)的单质和化合物的性质、实验室制法和用途,熟练掌握铁、铜的各种价态物质的性质和检验方法,能运用元素周期律联想代表元素的性质依据在元素周期表中相邻元素性质的相似性和递变性预测陌生物质的化学性质并能设计实验进行验证,熟悉常见实验仪器的结构和功能并能以简洁文字对工作原理进行解释,能顺利分析气体流经各部分仪器时所发生的化学反应。

备考建议:

复习备考的重中之重就是要以元素周期表为线索,以各族代表元素为重点,建构以代表元素的单质和化合物的结构、性质、实验室制法、用途为主线的知识系统,熟练记忆常见离子的检验方法,教师要筛选或命制典型针对性试题进行专项强化训练,在训练中体会氧化还原理论、平衡移动原理在研究物质性质中的运用。

4.反应原理探究型

【例4】(2022高考广东卷,17)食醋是烹饪美食的调味品,有效成分主要为醋酸(用HAc表示)。HAc的应用与其电离平衡密切相关。25℃时,HAc的Ka=1.75x10-5=10-4.76 。

(1)配制250mL0.1mol.L-1的HAc溶液,需5mol.L-1 HAc溶液的体积为______mL。

(2)下列关于250mL容量瓶的操作,正确的是______。

(3)某小组研究25℃下HAc电离平衡的影响因素。

提出假设稀释HAc溶液或改变Ac-浓度,HAc电离平衡会发生移动。

设计方案并完成实验用浓度均0.1mol.L-1的HAc和NaAc溶液,按下表配制总体积相同的系列溶液;测定pH,记录数据。

①根据表中信息,补充数据:a=______,b=______。

②由实验Ⅰ和Ⅱ可知,稀释HAc溶液,电离平衡______(填”正”或”逆”)向移动;结合表中数据,给出判断理由:______。

③由实验Ⅱ~VIII可知,增大Ac-浓度,HAc电离平衡逆向移动。

实验结论假设成立。

(4)小組分析上表数据发现:随着n(NaAc)n(HAc)的增加,c(H+)的值逐渐接近HAc的Ka。

查阅资料获悉:一定条件下,按n(NaAc)n(HAc)=1配制的溶液中,c(H+)的值等于HAc的Ka。

对比数据发现,实验VIII中pH=4.65与资料数据Ka=10-4.76存在一定差异;推测可能由物质浓度准确程度不够引起,故先准确测定HAc溶液的浓度再验证。

①移取20.00mLHAc溶液,加入2滴酚酞溶液,用0.1mol.L-1 NaOH溶液滴定至终点,消耗体积为22.08mL,则该HAc溶液的浓度为______mol.L-1。在答题卡虚线框中,画出上述过程的滴定曲线示意图并标注滴定终点______。

②用上述HAc溶液和0.1mol.L-1 NaOH溶液,配制等物质的量的HAc与NaAc混合溶液,测定pH,结果与资料数据相符。

(5)小组进一步提出:如果只有浓度均约为0.1mol.L-1HAc和NaOH溶液,如何准确测定HAc的Ka?小组同学设计方案并进行实验。请完成下表中Ⅱ的内容。

Ⅰ移取20.00mLHAc溶液,用NaOH溶液滴定至终点,消耗NaOH溶液V1mL

Ⅱ______,测得溶液的pH为4.76

实验总结 得到的结果与资料数据相符,方案可行。

(6)根据Ka可以判断弱酸的酸性强弱。写出一种无机弱酸及其用途______。

【解析】

(1)250mL×0.1mol/L=V×5mol/L,解得V=5.0mL,故答案为:5.0。

(2)A.溶液配制中,振荡操作要盖上容量瓶盖;B.定容时,应该平视溶液凹液面下底面;C.向容量瓶中转移液体,用玻璃棒引流,玻璃棒下端位于刻度线以下,同时玻璃棒不能接触容量瓶口,C正确;D.定容后操作是摇匀,具体做法是盖上瓶塞,左手托住容量瓶底部,右手大姆指和中指夹住瓶颈,食指按住瓶盖,上下颠倒几次,图D所示为上下振荡,故D错误,另外,题中的A和D图不能同正确,如果图A是左手,则图D非左非右手,没有人会同时长这样两只手,这当属题本身的瑕疵。

(3)①实验VⅡ的溶液中n(NaAc):n(HAc)

=3:4,又浓度相同,V(HAc)=4.00mL,则V(NaAc)=3.00mL,即a=3.00,由实验I可知,溶液最终的体积为40.00mL,因此V(H2O)=40.00mL-4.00mL-3.00mL=33.00mL,即b=33.00,滴定管精确度为0.01mL,故答案为:3.00;33.00。

②实验I所得溶液的pH=2.86,实验Ⅱ的溶液中c(HAc)为实验I的110,稀释过程中,若不考虑电离平衡移动,则实验Ⅱ所得溶液的pH=2.86+1=3.86,但实际溶液的pH=3.36<3.86,说明稀释过程中,溶液中n(H+)增大,即电离平衡正向移动。

(4)(i)滴定过程中发生反应:HAc+NaOH=NaAc+H2O,由反应方程式可知,滴定至终点时,n(HAc)=n(NaOH),由22.08mL×0.1mol/L=20.00mL×c(HAc)解得c(HAc)=0.1104mol/L,故答案为:0.1104。

(ii)滴定过程中,当V(NaOH)=0时,溶液的pH=2.88;当V(NaOH)=11.04mL时,n(NaAc)=n(HAc),溶液的pH=4.76;当V(NaOH)=22.08mL时,达到滴定终点,溶液中溶质为NaAc溶液,Ac-发生水解,溶液呈弱碱性;当NaOH溶液过量较多时,c(NaOH)无限接近0.1mol/L,溶液pH接近13,因此滴定曲线如图8所示,关键要做出下列几个点:(0,2.88),(11.04,4.76),(22.08,>7),曲线无限接近pH=13水平线。

(5)向20.00mL的HAc溶液中加入V1mL NaOH溶液达到滴定终点,滴定终点的溶液中溶质为NaAc,当n(NaAc)n(HAc)=1时,溶液中c(H+)的值等于HAc的Ka,因此可再向溶液中加入20.00mL HAc溶液,使溶液中n(NaAc)=n(HAc),故答案为:向滴定后的混合液中加入20mL HAc溶液。

(6)不同的无机弱酸在生活中有不同的应用。如HClO具有强氧化性,在生活中可用于漂白和消毒;H2SO3具有还原性,可用作还原剂,在葡萄酒中添加适量H2SO3可用作防腐剂;H3PO4具有中强酸性,可用作食品添加剂,同时在制药、生产肥料等行业有广泛用途。故答案为:HClO:漂白剂和消毒液(或H2SO3:还原剂、防腐剂;或H3PO4:食品添加剂、制药、生产肥料)。

考点:物质的量浓度溶液配制基本操作,设计实验探究影响电离平衡的因素,酸碱中和滴定及数据处理,设计实验求算一元弱酸的Ka。

备考建议:

熟练掌据教材中化学实验的基本操作方法,如溶液配制、酸碱中和滴定等。能用平衡的思想辩证地看待可逆反应以及溶液中的离子平衡,能从控制变量的角度设计实验探究影响平衡的因素。

5.定性定量分析型

【例5】(2017新课标Ⅰ)凯氏定氮法是测定蛋白质中氮含量的经典方法,其原理是用浓硫酸在催化剂存在下将样品中有机氮转化成铵盐,利用如图9所示装置处理铵盐,然后通过滴定测量。

已知:NH3+H3BO3=NH3·H3BO3;NH3·H3BO3+HCl=NH4Cl+H3BO3。回答下列问题:

(1)a的作用是______。

(2)b中放入少量碎瓷片的目的是______。f的名称是______

(3)清洗仪器:g中加蒸馏水;打开k1,关闭k2、k3,加热b,蒸气充满管路;停止加热,关闭k1,g中蒸馏水倒吸进入c,原因是______;打开k2放掉水,重复操作2到3次。

(4)仪器清洗后,g中加入硼酸(H3BO3)和指示剂。铵盐试样由d注入e,随后注入氢氧化钠溶液,用蒸馏水冲洗d,关闭k3,d中保留少量水。打开k1,加热b,使水蒸气进入e。

①d中保留少量水的目的是______。

②e中主要反应的离子方程式为______,e采用中空双层玻璃瓶的作用是______。

(5) 取某甘氨酸(C2H5NO2)样品m克进行测定,滴定g中吸收液时消耗浓度为c mol·L-1的盐酸V mL,则样品中氮的质量分数为______%,样品的纯度≤______%。

解析:(1)a的作用是与大气相通,避免b中压强过大,次要作用是提供汽化中心,促进水的沸腾。(2)加沸石是为了防止暴沸,仪器f叫直形冷凝管。(3)c中温度下降,管路中形成负压,g中蒸馏水倒吸进入c。(4)①d中保留少量水的目的是液封,防止氨氣逸出;②e中主要反应的离子方程式为NH+4+OH△NH3↑+H2O,e采用中空双层玻璃瓶的作用是保温使氨气完全逸出。(5)实验过程中,氮元素的转化为:蛋白质→铵盐→NH3→NH3·H3BO3→NH4Cl,其中滴定时的反应为:

NH3·H3BO3+HCl=NH4Cl+H3BO3。

由氮元素的转化及滴定反应可以看出n(N)=n(HCl)=cmol·L-1×V ×10-3L=0.001cV mol,样品中氮的质量分数为0.001cV mol×14g/mol÷mg×100%=1.4cVm%。C2H5NO2中氮的质量分数ω(N)=14/75,样品的纯度=0.001cV mol×14g/mol÷ω(N)÷mg×100%=7.5cVm%.

考 点:仪器辨识,装置作用解释,实验操作原因解释,滴定分析数据处理。“通过定性实验检验物质,通过定量实验,测定物质组成、元素含量或产品纯度”,是定量定性分析型实验题的考查重点。

备考建议:

备考复习时,要求学生熟练掌握Fe2+、Fe3+、Ag+、Cu2+、NH+4、NO-3、S-2、SO2-3、SO2-4、Cl-、Br-、I-等离子的检验,进一步熟习焰色实验、酸碱中和滴定等基本实验操作方法,熟练掌握常见的几种定量分析方法——沉淀法、气体法、吸收法、热重法、滴定法(因篇幅所限,只对部分定量分析举例说明)。

(1)沉淀法

先将某种成分转化为沉淀,过滤、洗涤、干燥、称量,再依据化学反应中各物质的量的关系进行相关计算。

(2)气体法

设计实验,将样品中的关键元素转化为气体,准确测定气体体积,再依据反应中各物质间的量的关系进行计算,从而测定样品组成或纯度。

(3)吸收法

将生成的气体通入足量的吸收剂中,通过称量实验前后吸收剂的质量,求得所吸收气体的质量,再进行相关计算,一般将吸收剂装入干燥管、U型管中,液体吸收剂装入洗气瓶中。

【例6】

(2022·河北,14,节选)某研究小组为了更准确检测香菇中添加剂亚硫酸盐的含量,设计实验如下:①三颈烧瓶中加入10.00g香菇样品和400mL水;锥形瓶中加入125mL水、1mL淀粉溶液,并预加0.30mL 0.010 00mol·L-1的碘标准溶液,搅拌。

②以0.2L·min-1流速通氮气,再加入过量磷酸,加热并保持微沸,同时用碘标准溶液滴定,至终点时滴定消耗了1.00mL碘标准溶液。

③做空白实验,消耗了0.10mL碘标准溶液。

④用适量Na2SO3替代香菇样品,重复上述步骤,测得SO2的平均回收率为95%。

回答下列问题:

(4)滴定反应的离子方程式为。

(6)该样品中亚硫酸盐含量为______mg·kg-1(以SO2计,结果保留三位有效数字)。

解析:(4)I2+SO2+2H2O=2I-+4H++SO2-4(6)实验中SO2消耗的碘标准溶液的体积为0.30mL+1.00mL=1.30mL,减去空白实验消耗的0.10mL,则实际消耗碘标准溶液的体积为1.20mL,根据反应可以计算出n(SO2)=n(I2)=1.20 mL×10-3L·mL-1×0.010mol·L-1=1.20×10-5mol,由于SO2的平均回收率为95%,则实际生成的n(SO2)=1.20×10-5mol0.95≈1.263×10-5mol,根据S元素守恒可知,样品中亚硫酸盐含量为

1.263×10-5mol×64g·mol-1×1 000mg·g-110.00g×10-3kg·g-1≈80.8mg·kg-1。

(4)热重法

结晶水合物或其他加热易分解的物质,通过加热到恒重,找出质量减轻或增加的原因,运用元素守恒关系进行有关计算。

【例7】(节选)取一定量乙酸钴结晶水合物样品[Co(CH3COO)2·nH2O)]

在空气中加热,样品的固体残留率(固体样品的剩余质量÷固体样品的起始质量×100%)随温度的变化如图10所示(样品在200℃时已完全失去结晶水,350℃以上残留固体为金属氧化物)。根据以上实验数据列出残留氧化物CoxOy中x:y的计算式。

解析:由图11可知,样品在200℃时已完全失去结晶水,350℃以上残留固体为金属氧化物,由Co原子守恒可知n(Co)=n(Co(CH3COO)2)=n(CoxOy)×x ,代入数据得71.2g÷177g·mol-1=[32.3g÷(59x+16y)g·mol-1]×x,解得 x:y≈3:4

(5)滴定法

酸碱中和滴定实验是教材中是最典型最基本的定性分析实验。利用酸碱中和滴定的实验方法,选择特珠的指示剂,还可以进行氧化还原滴定、沉淀滴定等。通过实验获得数据,根据滴定剂和被滴定物质间量的关系列方程,解方程,从而确定产物化合价、样品纯度、产率等。

结语:综合实验题能较好地考查学生的实验创新能力、阅读能力、信息提取能力、数据处理能力,是高考化学非选择题的必考题型。本文只是从一个视角对综合实验题进行了分类例析,试图提供师生一种复习方略,把握题型特点,体会设问角度,了解考查重点,提炼解题方法。实际上,综合实验题已经开始跳出固定题型的桎梏,通常跟化工流程、反应原理、有机制备与推断等内容相融合,按题型分类备考只是在浇铸盖楼的预制板,不同类型的板材制造好了,才能为建造大楼打好基础。笔者的系列文章从不同角度提出了综合实验题的备考策略,可以与此篇相得益彰。老师除了精选典型试题引导学生进行深度解析体会试题特点之外,提供文献素材引导學生自主命题,从命题者的角色去体会命题意图和考查方式,更有利于高屋建瓴地把握试题特点突破试题难点。

综合实验题能较好地考查学生的实验创新能力、阅读能力、信息提取能力、数据处理能力,是高考化学非选择题的必考题型。笔者对近十年的高考综合实验题从命题素材、命题方向、命题意图、设问方向等方面进行了分类归纳和分析,得出综合实验题有如下特点:命题素材源于课本高于课本,所有实验题的素材都可以在教材中找到原型,但又不是原型的简单复制,而是在原型的基础之上的整合、拓展和延伸。命题角度、设问方向相对稳定,命题角度主要为物质制备、性质探究、原理探究、定性定量结合分析,设问方向为仪器选择与连接、实验基本操作、物质检验、气体收集与尾气处理、设计实验方案、评价实验方案、滴定分析、数据处理、信息型反应方程式的书写等,考查的基础知识有常见元素及化合物性质、氧化还原反应基本知识、电解原理、沉淀溶解平衡。命题意图兼顾双基侧重能力,既有对常见元素化合物知识、实验操作技能、定量定性分析方法等基础知识和基本技能的考查,也有对陌生信息的提取和理解等类比迁移思维能力的考查,还有对从问题出发设计实验对实验原理和陌生物质性质进行探究的创新创造能力的考查。

本文只是从一个视角对综合实验题进行了分类例析,试图提供师生一种复习方略,把握题型特点,体会设问角度,了解考查重点,提炼解题方法。实际上,综合实验题已经开始跳出固定题型的桎梏,通常跟化工流程、反应原理、有机制备与推断等内容相融合,按题型分类备考只是在浇铸盖楼的预制板,不同类型的板材制造好了,才能为建造大楼打好基础。

临考前一月,还需要再次回归课本,对标补漏,精益求精。

一是要以元素周期表为提纲,进一步熟悉钠、镁、铝、碳(硅)、氮、硫、氯等主族的代表元素的单质及其氧化物、氢化物、氧化物的水化物、盐的性质和实验室制法,构建起缜密牢固的知识网络,对高锰酸钾的氧化性、几种价态铁的微粒的检验与相互转化、铜与浓硫酸和硝酸的反应及有机化学中与铜有关的知识进行归纳整理,熟练记忆,烂熟于心。

二是对照《普通高中新课程标准(化学)》(2017版)盘点教材中的典型实验,弄清实验原理、实验设备、实验操作方法及数据处理办法,例如,氯气的实验室制法和性质探究实验,海水提溴,海带提碘,海水制镁,铝土矿制铝的实验室模拟制法,粗盐提纯,乙酸乙酯的制备,氧化还原滴定,弄清楚实验原理、实验装置、实验基本操作方法和注意事项。

三是教师要研究《中国高考评价体系》一核四层四翼的目标要求,筛选提炼与化学有关的社会热点问题素材,引导学生利用这些素材命制高考综合实验模拟试题,在试题命制的设问与评分细则的制定中,让学生体会高考综合实验题命题意图和答题要点,以增强答题的针对性和规范性,做到考场上轻车熟路、颗粒归仓、不丢一分。

责任编辑李平安

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