近年来,尽管高考的探究实验不拘一格,但“穿新鞋走老路”时有发生,毕竟高中基本实验是有限的,为了不使实验探究落入俗套,命题人会将试题赋予创新意识与探究能力后重新呈现.
1 熟知操作,夯实基础
例1 (2023年湖南卷)图1所示的玻璃仪器在相应实验中选用不合理的是( ).
A.重结晶法提纯苯甲酸:①②③
B.蒸馏法分离CH2Cl2 和CCl4:③⑤⑥
C.浓硫酸催化乙醇制备乙烯:③⑤
D.酸碱滴定法测定NaOH 溶液浓度:④⑥
解析
粗苯甲酸中含有少量氯化钠和泥沙,需要利用重结晶来提纯苯甲酸(选择性必修3中第一章第二节研究有机化合物的一般方法中的“探究”),具体操作为加热溶解、趁热过滤和冷却结晶,利用的玻璃仪器有漏斗、烧杯、玻璃棒,A 项装置选择不合理.蒸馏法(选择性必修3中第一章第二节研究有机化合物的一般方法)需要用温度计测量蒸气温度、用蒸馏烧瓶盛装混合溶液、用锥形瓶盛装收集到的馏分,B项装置选择合理.浓硫酸催化制乙烯(选择性必修3中第三章第二节醇酚中的实验3G2)需要控制反应温度为170℃,故需要用温度计测量反应体系的温度,C项装置选择合理.酸碱滴定法(选择性必修1中第三章第二节水的电离和溶液的pH)测定NaOH 溶液浓度是用已知浓度的酸液滴定未知浓度的碱液,酸液盛装在酸式滴定管中,D项装置选择合理.答案为A.
【经典回顾】(2022 年全国乙卷,节选)由CuSO4·5H2O配制Ⅰ中的CuSO4 溶液,图2仪器中不需要的是______(填仪器名称).
答案 分液漏斗和球形冷凝管.
点评
尽管两道题考查的实验内容不同,但考向相同,都是高中所学过的基本实验.考生必须熟知必修和选择性必修教材要求的所有基本实验操作,对操作过程中使用的仪器有清晰的认知.
2 异曲同工,思维拓展
例2 (2023年广东卷)按图3装置进行实验.将稀硫酸全部加入Ⅰ的试管中,关闭活塞.下列说法正确的是( ).
A.Ⅰ中试管内的反应,体现H+ 的氧化性
B.Ⅱ中品红溶液褪色,体现SO2 的还原性
C.在Ⅰ和Ⅲ的试管中,都出现了浑浊现象
D.撤掉水浴,重做实验,Ⅳ中红色更快褪去
解析
装置Ⅰ中发生反应:S2O23- +2H+ =S↓+SO2↑+H2O,反应中氢元素化合价不变,H+ 不体现氧化性,选项A 错误.SO2 进入Ⅱ中使品红溶液褪色,体现SO2 的漂白性,选项B错误.Ⅰ试管内生成S 出现浑浊现象,SO2 进入Ⅲ 中发生反应:2S2-+3SO2 =3S↓ +2SO23- 或 2S2- +SO2 +2H2O=3S↓+4OH- (反应中SO2 体现酸性氧化物的通性和氧化性),故Ⅲ中亦生成S出现浑浊现象,选项C正确.撤掉水浴,重做实验,Ⅰ试管中反应的温度变低,反应速率减慢,Ⅳ中红色褪去的速率减慢,选项D错误.答案为C.
【经典回顾】(2022年广东卷)若将铜丝插入热浓硫酸中进行如图4(a~d 均为浸有相应溶液的棉花)所示的探究实验,下列分析正确的是( ).
A.Cu与浓硫酸反应,只体现H2SO4 的酸性
B.a 处变红,说明SO2 是酸性氧化物
C.b 或c 处褪色,均说明SO2 具有漂白性
D.试管底部出现白色固体,说明反应中无H2O生成
答案 B.
点评
本题与例2惊人地相似,验证SO2 的试剂基本相同,仅是产生SO2 的气体发生器和反应原理不同而已.尽管图3考查SO2 发生器Ⅰ中产生浑浊的原因,而图4考查SO2 发生器中浓硫酸的性质(酸性和氧化性)和产生白色固体现象的原因分析,但试题都是以SO2 的制备为载体,考查SO2 的主要化学性质(酸性氧化物、氧化性、漂白性等),说明在高考中要求知识层面相同而考向不完kWMK0QkgLWVBb4UezjVImA==全相同.
3 推陈出新,信息拓展
例3 (2023年湖北卷)实验室用图5所示装置(夹持和水浴加热装置略)制备乙酸异戊酯(沸点142℃),实验中利用环己烷—水的共沸体系(沸点69℃)带出水分.已知体系中沸点最低的有机物是环己烷(沸点81℃),其反应原理为
下列说法错误的是( ).
A.以共沸体系带水促使反应正向进行
B.反应时水浴温度须严格控制在69℃
C.接收瓶中会出现分层现象
D.根据带出水的体积可估算反应进度
解析
由反应原理可知,图5的二颈烧瓶中发生的是有H2O 生成的可逆反应,根据题干信息“利用环己烷—水的共沸体系(沸点69 ℃)带出水分”,当将水分离出去,即可促进反应正向进行,选项A 说法正确.反应产品的沸点为142℃,环己烷的沸点是81 ℃,环己烷—水共沸体系的沸点为69 ℃,温度可以控制在69~81℃,选项B说法错误.接收瓶中接收的是环己烷—水的共沸体系冷凝成的液体,环己烷不溶于水,会出现分层现象,选项C说法正确.根据投料量,可估计生成水的体积,所以可根据带出水的体积估算反应进度,选项D说法正确.答案选B.
【经典回顾】本题与2014年全国Ⅰ卷第26题如出一辙.当年考查的是乙酸异戊酯的制备与提纯,实验操作制备(如图6)与提纯为两个组成部分.而本试题考查的是对乙酸异戊酯的制备原理及现象分析,制备装置不同,但反应原理相同.
点评
2014年全国Ⅰ卷的第26题对乙酸异戊酯的制备实验原理的考查涉及很少,而本题则根据制备原理是可逆且生成有H2O 的反应,从平衡移动原理进行分析,突出了人教版新教材乙酸乙酯制备(实验7G6)描述的酯化反应是可逆反应,也体现从“平衡移动原理”角度通过改变条件来控制反应的限度的平衡思想.
总之,高考中考查化学基本实验的试题是赋予创新意识与探究能力的试题,它有熟知操作、夯实基础的要求,也有异曲同工、思维拓展的特征,还有推陈出新、信息拓展的引领.因此,备考可以重温高考经典,但需要变换知识角度,再塑探究过程.
(完)