2018届二轮复习化学实验教案（全国通用）

2018届二轮复习化学实验教案（全国通用）

专题十二 化学实验 ‎【考纲展示】‎ ‎1.认识化学是以实验为基础的一门科学。了解有关化学实验的基础知识，理解化学实验研究中的重要应用，综合应用化学实验基础知识与基本技能解决一些化学问题。‎ ‎（1）了解化学实验室常用仪器的主要用途、使用方法和注意问题。‎ ‎（2）掌握化学实验的基本操作。能识别化学品安全使用标志，了解实验室一般事故的预防和处理方法。‎ ‎（3）掌握常见气体的实验室制法（包括所用试剂、仪器、反应原理和收集方法）。‎ ‎（4）能对常见的物质进行检验、分离和提纯，了解常见离子的检验方法，能根据要求配制溶液（如配制一定溶质质量分数、物质的量浓度的溶液）。‎ ‎（5）能根据实验试题要求，做到：①设计、评价或改进实验方案；②了解控制实验条件的方法；③分析和处理实验数据，得出合理结论；④绘制和识别典型的实验仪器装置。‎ ‎2.了解科学探究的基本过程，并运用以实验和推理为基础的科学探究方法解决有关问题。‎ ‎【知识整合】‎ 一、重要仪器及使用方法 名称 使用方法及注意事项 托盘天平 ‎①托盘天平使用的第一步操作是调节天平平衡。②称量时遵循“左物右码”的原则。③称量干燥的固体药品应放在纸上称量，易潮解、有腐蚀性的药品（如NaOH），必须放在玻璃器皿里称量。④托盘天平精确到小数点后一位数字。‎ 量筒 ‎①读数时，视线应与凹液面的最低处相平。②量筒上无“0”刻度。③量筒上标有使用的温度值。④量筒精确到小数点后一位数字。‎ 容量瓶 ‎①容量瓶使用的第一步操作是检查是否漏水。②常见容量瓶规格有100mL、250mL、500mL、1000mL几种，只能配制容量瓶上规定体积的溶液。③容量瓶上标有刻度线、温度和规格。④用玻璃棒引流的方法将溶液转入容量瓶。‎ 滴定管 ‎①用于准确量取一定体积液体的仪器，分酸式和碱式两种。②酸式、碱式滴定管不能混用，酸式滴定管还可以盛放氧化性试剂，碱式滴定管还可以盛放还原性试剂。③精确到小数点后两位数字。④使用的第一步操作是检查是否漏水。⑤调整液面时，应使滴管的尖嘴部分充满溶液，使液面保持在“0”或“0”以下的某一定刻度。读数时视线与管内凹液面的最低处相平或相切。‎ 温度计 ‎①温度计上有“0”刻度。②不能充当玻璃棒用于液体搅拌。‎ 酒精灯 ‎①酒精灯中的酒精不能超过酒精灯容质的2/3，不能少于1/5。②不能向燃着的酒精灯中添加酒精。③酒精灯用完后用灯帽盖灭。④酒精灯引起失火，应立即用湿抹布盖灭。‎ 洗气瓶 ‎①气体流向“深入浅出”。②洗气瓶中只能盛放液体试剂。‎ 玻璃棒 ‎①主要用于固体的溶解、液体的稀释中的搅拌操作。②过滤、溶液配制中的引流。③转移少量液体药品，用于溶液性质的检验 漏洞 漏斗分为普通漏斗、长颈漏斗和分液漏斗。普通漏斗用于过滤、向小口容器中添加液体和组装防倒吸装置，长颈漏斗用于向气体发生装置中注入液体，分液漏斗用于分离密度不同且互不相溶的液体混合物，也可向反应容器中随时加入液体反应物。‎ 二、气体制备及性质实验 中学化学中涉及的重要气体有O2、H2、Cl2、CO2、SO2、NH3、NO、NO2等。‎ ‎1.气体的制取装置 ‎（1）装置选择及组装 ‎①气体制备装置选择 O2、NH3等采用“固体+固体气体”的装置，气体发生装置选择大试管，装置图如图1所示 H2、CO2等采用“块状固体+液体→气体”可采用启普发生器或其简易装置，装置图如图2所示。‎ Cl2等采用“固体+液体气体”的装置，气体发生装置一般选择烧瓶，装置如图3所示。‎ 图1 图2 图3‎ ‎②装置气密性检验 制备气体的装置必须气密性良好，否则会导致气体制备失败。检验的方法有升温水柱法和注液液柱法，图1装置可采用升温水柱法，图2装置可采用注水水柱法，图3两种方法都可以。‎ ‎（2）气体的净化 ‎①干燥剂及其选择 气体分类 气体举例 干燥剂类别 干燥剂举例 酸性气体 Cl2、CO2、SO2、‎ HCl、NO2等 酸性干燥剂、‎ 中性干燥剂 浓硫酸、P2O5、CaCl2等 中性气体 H2、O2、N2等 所有干燥剂 浓硫酸 碱性气体 NH3‎ 碱性干燥剂 碱石灰 ‎②净化剂及其选择 制备Cl2、CO2、H2等气体时，一般采用盐酸，所以制得的气体中常含有HCl，除去的方法是分别通过饱和食盐水、饱和碳酸氢钠溶液和水即可。若还需除去气体中的水蒸气，应最后除去水蒸气。‎ ‎（3）气体的收集和验满 ‎①气体收集的方法 收集方法 气体特点 气体举例 排空 气法 向上 不与空气成分反应且密度大于空气 Cl2、O2、CO2、SO2、HCl、NO2等 向下 不与空气成分反应且密度小于空气 H2、NH3等 排水法 不溶于水，不与水反应 H2、O2等 排溶液法 不能用排水法收集的气体 Cl2（排饱和食盐水法）‎ ‎②气体验满的方法 方法 适用范围及方法 蓝色石蕊试纸法 酸性气体：Cl2、CO2、SO2、HCl、NO2等 红色石蕊试纸法 碱性气体：NH3‎ 特殊方法 用带火星的木条验满O2；用燃着的木条验满CO2；蘸浓氨水的玻璃棒验满HCl或Cl2；‎ ‎（4）尾气吸收与处理 实验过程中必须对尾气进行无害化处理。酸性气体用碱液吸收，氨气和HCl用水吸收，要注意防倒吸。可燃性气体点燃。‎ ‎2.气体性质实验 ‎（1）水溶性实验：如SO2的水溶性实验，NH3、HCl的喷泉实验、NO2的水溶性实验。‎ ‎（2）燃烧实验：如H2、CO等可燃气体在空气中的燃烧实验；H2、铁丝、铜丝在Cl2中的燃烧实验。‎ ‎【热点透视】‎ 热点题型 ‎【典例1】下列与实验有关的叙述正确的是（ ）‎ A.配制溶液时，若加水超过容量瓶刻度，应用胶头滴管将多余溶液吸出 B.稀释浓硫酸时，应将蒸馏水沿玻璃棒缓慢注入浓硫酸中 C.检验某溶液中是否含有SO42—时，应取少量该溶液，依次加入BaCl2溶液和稀硫酸 D.酸碱滴定时，若加入待测液前用待测液润洗锥形瓶，将导致测定结果偏高 解析：配制溶液时，若加水超过容量瓶刻度，则所配溶液的物质的量浓度偏小，实验失败，应重新配制，A错；稀释浓硫酸时，应将浓硫酸沿玻璃棒缓慢注入蒸馏水中，B错；检测某溶液中是否含有SO42—时，应取少量该溶液，先加入稀盐酸，排除等CO32—、Ag+、SO32—‎ 离子的干扰，再加入溶液，C错误；酸碱滴定时，若加入待测液前用待测液润洗锥形瓶，则消耗的标准液体积增大，测定结果偏高，D正确。‎ 答案：D 命题意图：利用选择题的四个选项考查了溶液的稀释、配制、中和滴定中的误差分析和离子的检验方法。目的是利用有限的题目尽量多地承载考试大纲界定的知识点。‎ ‎【典例2】实验室以含有Ca2＋、Mg2＋、Cl－、SO42－、Br－等离子的卤水为主要原料制备无水CaCl2和Br2，流程如下：‎ ‎（1）操作Ⅰ使用的试剂是 ，所用主要仪器的名称是 。‎ ‎（2）加入溶液W的目的是 。用CaO调节溶液Y的pH，可以除去Mg2＋。由表中数据可知，理论上可选择PH最大范围是 。酸化溶液Z时，使用的试剂为 。‎ 开始沉淀时的PH 沉淀完全时的PH Mg2＋‎ ‎9.6‎ ‎11.0‎ Ca2＋‎ ‎12.2‎ c(OH－)＝1.8mol·L－1‎ ‎ （3）实验室用贝壳与稀盐酸反应制备并收集CO2气体，下列装置中合理的是 。‎ ‎（4）常温下，H2SO3的电离常数Ka1=1.2×10—2，Ka2=6.3×10—3，H2CO3的电离常数Ka1=4.5×10—7，Ka2=4.7×10—11。某同学设计实验验证H2SO3酸性强于H2CO3：将SO2和CO2气体分别通入水中至饱和，立即用酸度计测两溶液的pH，若前者的pH小于后者，则H2SO3酸性强于H2CO3。该实验设计不正确，错误在于 。‎ 设计合理实验验证H2SO3酸性强于H2CO3（简要说明实验步骤、现象和结论）： ‎ ‎ 。仪器器自选。‎ 供选的试剂：CO2、SO2、Na2CO3、NaHCO3、KMnO4、NaHSO3、蒸馏水、饱和石灰水、酸性KMnO4 溶液、品红溶液、PH试纸。‎ 解析：（1）氯气具有强氧化性，通入氯气后可以将溶液中的Br－氧化为溴单质，因为单质溴极易溶于有机溶剂，所以可以采用萃取的方法，萃取的主要仪器是分液漏斗。由流程图可知单质溴在下层，因此该有机溶剂的密度要比水的大且不溶于水，所以该试剂是CCl4；‎ ‎（2）由于SO42－会与Ca2＋结合形成微溶性的硫酸钙而影响氯化钙的制备，因此必需除去；由表中数据可知pH大于11时Mg2＋沉淀完全，pH大于12.2时，Ca2＋开始沉淀，所以理论上可选择pH最大范围是11.0≤PH＜12.2；因为不能引入新的杂质，所以酸化溶液Z时，使用的试剂应该为盐酸。‎ ‎（3）实验室制取CO2的特点是固体和液体反应且不需要加热，由于盐酸易挥发，因此在收集之前需要除去挥发出HCl气体，因为CO2的密度大于空气，所以采用向上排空气法收集CO2气体。若采用长颈漏斗时，长颈漏斗的下端必须插入到溶液中，以防止CO2气体从长颈漏斗中逸出，因此选项b、d正确。‎ ‎（4）H2SO3和H2CO3均属于二元酸，要想通过比较二者的pH来验证二者的酸性强弱，必须使二者的浓度相同，但是SO2和CO2气体溶于水后的饱和溶液其浓度显然不相等（因为二者的溶解度不同），所以该实验设计不正确；要检验酸性强弱，可以采用多种方法，例如利用水解原理（酸越弱相应的强碱盐就越易水解），也可以利用较强的酸制取较弱的酸来检验。由于SO2和CO2气体均可以使饱和石灰水变混浊，所以CO2气体在通入饱和石灰水之前必须除去CO2‎ 气体中混有的SO2气体。‎ 答案：（1）四氯化碳；分液漏斗 ‎（2）除去溶液中的SO42－；11.0≤pH＜12.2；盐酸 ‎（3）b、d ‎（4）用于比较pH的两种酸的物质的量浓度不相等；参考方案如下：‎ 方案一：配制相同物质的量浓度的NaHSO3和NaHCO3溶液，用酸度计(或pH试纸)测两溶液的pH。前者的pH小于后者，证明H2SO3酸性强于H2CO3。‎ 方案二：将SO2气体依次通过NaHCO3（Na2CO3)溶液、酸性KMnO4溶液、品红溶液、澄清石灰水。品红溶液不褪色、且澄清石灰水变混浊，证明H2SO3酸性强于H2CO3。‎ 方案三：将CO2气体依次通过NaHSO3（Na2SO3)溶液、品红溶液。品红溶液不褪色，证明H2SO3酸性强于H2CO3。‎ 命题意图：本题主要考查常见的基本实验操作、仪器的使用、离子的除杂和实验方案设计，综合性强。‎ 热点预测 ‎【预测1】下列实验方法能够达到实验目的的是（ ）‎ A.用BaCl2溶液检验Na2SO3溶液是否变质 B.乙酸乙酯和乙酸钠溶液可以用萃取的方法分离 C.除去FeCl3溶液中少量的FeCl2：加入稍过量双氧水 D.用溶解、过滤的方法提纯含有少量硫酸钡的碳酸钡 解析：空气中Na2SO3会被氧化为Na2SO4，但二者与BaCl2反应生成的BaSO3 、BaSO4都为白色，无法区别；乙酸乙酯和乙酸钠溶液互不相溶，可以用分液的方法分离，B错误；双氧水可以将Fe2+氧化为Fe3+，而且不会带入新的杂质，C正确；硫酸钡、碳酸钡都不溶于水，故D错误。‎ 答案：C 预测点评：该题考查了化学实验的基本操作，考查学生对实验基础知识掌握的熟练程度和灵活与应用。‎ ‎【预测2】实验室里用硫酸厂烧渣（主要成分为铁的氧化物及少量FeS、SiO2等）制备聚铁（碱式硫酸铁的聚合物）和绿矾（FeSO4·H2O），过程如下：‎ 请回答下列问题：‎ ‎（1）过程①中，FeS和O2、H2SO4反应的化学方程式为（不必配平）： 。‎ ‎（2）将过程②中产生的气体通入下列溶液中，溶液会腿色的是 。‎ A.品红溶液 B.紫色石蕊试液 C.酸性高锰酸钾溶液 D.溴水 ‎（3）过程③中，需要加入的物质是 。‎ ‎（4）过程④中，蒸发结晶需要使用酒精灯、三角架、泥三角，还需要的仪器有 。‎ ‎（5）过程⑥中，将溶液Z加热到70～80℃,目的是 。‎ ‎（6）实验室为测定所得到的聚铁样品中铁元素的质量分数，进行下列实验。①用分析天平称取样品2.700g；②将样品溶于足量盐酸后，加入足量的氯化钡溶液；③过滤、洗涤、干燥，称量，得固体质量为3.495g。若该聚铁主要成分为[Fe（OH）（SO4）] n，则该聚铁中铁元素的质量分数为 。‎ 解析：（1）FeS和O2、H2SO4反应时，FeS做还原剂，O2作氧化剂，反应的化学方程式为4FeS+3O2+6H2SO4=2Fe2（SO4）3+6H2O+4S。‎ ‎（2）SO2既具有还原性，又具有漂白性，还具有酸性氧化物的通性。故能使品红溶液、酸性高锰酸钾溶液、溴水褪色。‎ ‎（3）溶液X中的铁是Fe3+，绿矾中的铁为Fe2+，故应加入Fe粉，将Fe3+还原为Fe2+。‎ ‎（4）蒸发结晶用到的仪器有：酒精灯、三角架、泥三角、玻璃棒、蒸发皿等。‎ ‎（5）升高温度，促进水解，使之生成Fe（OH）3。‎ ‎（6）向样品溶液中加入稀盐酸，OH—与盐酸反应生成H2O，加入BaCl2‎ 后发生反应Ba2++SO42—=BaSO4↓，根据S守恒有n（SO42—）=n（Ba2+）==0.015mol，由聚铁主要成分的化学式知n（Fe3+）=0.015mol，所以ω（Fe）==31.11%。注意有效数字的保留。‎ 答案：（1）4FeS+3O2+6H2SO4=2Fe2（SO4）3+6H2O+4S（方程式不配平但反应物、生成物齐整也可）（2）ACD（3）Fe或铁（4）蒸发皿、玻璃棒（5）升高温度，促进Fe3+水解（6）31.11%‎ 预测点评：本题以工艺流程考查元素化合物、盐类水解及化学实验知识，是一道综合性较强的题目，也是目前高考命题的热门形式。‎ 命题意图：本题通过CO2与C反应，考查学生对元素化合物知识及常见仪器的连接方式、实验方案评价的理解和掌握。‎ ‎【直击高考】‎ ‎1. 下列有关实验原理或实验操作正确的是（ ）‎ A.用水湿润的pH试纸测量某溶液的pH B.用量筒量取20mL0.5000mol·L－1 H2SO4溶液于烧杯中，加水80mL，配制成0.1000 mol·L－1H2SO4溶液 C.实验室用图2所示装置制取少量氨气 D.实验室用图3所示装置除去Cl2中的少量HCl ‎ ‎2. 下列有关实验原理、方法和结论都正确的是（ ）‎ A.向饱和FeCl3溶液中滴加过量氨水，可制取Fe(OH)3胶体 B.取少量溶液X，向其中加入适量新制氨水，再加几滴KSCN溶液，溶液变红，说明X溶液中一定含有Fe2＋‎ C.室温下向苯和少量苯酚的混合溶液中加入适量NaOH溶液，振荡、静置后分液，可除去苯中少量苯酚 D.已知I3－I2＋I－，向盛有KI3溶液的试管中加入适量CCl4，振荡静置后CCl4层显紫色，说明KI3在CCl4中的溶解度比在水中的大 ‎3. 下列有关实验操作、现象和解释或结论都正确的是（ ）‎ 选项 实验操作 现象 解释或结论 A 过量的Fe粉中加入稀HNO3，充分反应后，滴入KSCN溶液 溶液呈红色 稀HNO3将Fe氧化为Fe3＋‎ B AgI沉淀中滴入稀KCl溶液 有白色沉淀出现 AgCl比Agl更难溶 C Al箔插入稀HNO3中 无现象 Al箔表面被HNO3氧化，形成致密的氧化膜 D 用玻璃棒蘸取浓氨水点到红色石蕊试纸上 试纸变蓝色 浓氨水呈碱性 ‎4. 向四支试管中分别加入少量不同的无色溶液进行如下操作，结论正确的是 操作 现象 结论 A 滴加BaCl2溶液 生成白色沉淀 原溶液中有SO42－‎ B 滴加氯水和CCl4，振荡、静置 下层溶液显紫色 原溶液中有I－‎ C 用洁净铂丝蘸取溶液进行焰色反应 火焰呈黄色 原溶液中有Na+，无K+‎ D 滴加稀NaOH溶液，将湿润红色石蕊试纸置于试管口 试纸不变蓝 原溶液中无NH4＋‎ ‎5. 在实验室进行下列实验， 括号内的实验用品都能用到的是（ ）‎ A.硫酸铜晶体里结晶水含量的测定（坩埚、温度计、硫酸铜晶体）‎ B.蛋白质的盐析（试管、醋酸铅溶液、鸡蛋白溶液）‎ C.钠的焰色反应（铂丝、氯化钠溶液、稀盐酸）‎ D.肥皂的制取（蒸发皿、玻璃棒、甘油）‎ ‎6. 不能鉴别AgNO3、BaCl2、K2SO3和Mg(NO3)2四种溶液（不考虑他们间的相互反应）的试剂组是（ ）‎ A. 盐酸、硫酸 B. 盐酸、氢氧化钠溶液 C. 氨水、硫酸 D. 氨水、氢氧化钠溶液 ‎7. MnO2是一种重要的无机功能材料，粗MnO2的提纯是工业生产的重要环节。某研究性学习小组设计了将粗MnO2（含有较多的MnO和MnCO3）样品转化为纯MnO2实验，其流程如下：‎ ‎（1）第①步加稀H2SO4时，粗MnO2样品中的 （写化学式）转化为可溶性物质。 ‎ ‎（2）第②步反应的离子方程式 ‎ +ClO3－+ ＝MnO2+Cl2↑+ 。‎ ‎（3）第③步蒸发操作必需的仪器有铁架台（含铁圈）、 、 、 ，已知蒸发得到的固体中有NaClO3和NaOH，则一定还有含有 （写化学式）。‎ ‎（4）若粗MnO2样品的质量为12.69g，第①步反应后，经过滤得到8.7g MnO2，并收集到0.224LCO2（标准状况下），则在第②步反应中至少需要 mol NaClO3‎ ‎ 8. 某化学小组的同学到实验室学习。在实验桌上摆有下列仪器：‎ ‎（1）指导教师要求同学们写出仪器的名称，甲同学书写的答案如下表，请你找出其中的错误，将改正后的名称填写在下表中（若正确，则该空不需要填写）。‎ 仪器编号 a b c d e 名称 试管 容量瓶 广口瓶 碱式滴定管 普通漏斗 改正的名称 ‎（2）关于e的用途，乙同学说：组成防倒吸装置。你还能说出其他两种用途吗？‎ ‎① ；‎ ‎② 。‎ ‎（3）丙同学想用下图装置以大理石和稀盐酸反应制取CO2。教师指出，这需要太多的稀盐酸，造成浪费。该同学选用了上面的一种仪器，加在装置上，解决了这个问题。请你把该仪器画在图中合适的位置。‎ ‎9.下表是实验室制备气体的有关内容：‎ 编号 实验内容 实验原理 气体发生装置 ‎①‎ 制备氧气 H2O2→O2‎ ‎②‎ 制备氨气 NH4Cl→NH3‎ ‎③‎ 制备氯气 HCl→Cl2‎ ‎（1）上述气体中：从制备过程看，必须选择合适的氧化剂才能实现的是 ‎ ‎（填气体名称，下同）；从反应原理看，明显不同于其他两种气体的是 。‎ ‎（2）根据表中所列实验原理，从下列装置中选择合适的气体发生装置，将其编号填入上 表中的空格中。‎ ‎ ‎ ‎ Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ ‎ （3）某学习小组设计了如下图实验，将氯气依次通过下列装置以验证氯气的性质：‎ ‎①通入氯气后，A中的现象是 ，整套实验装置存在的明显缺陷是 。‎ ‎②请你帮该小组同学设计一个实验，证明洗气瓶B中的Na2SO3已被氧化：‎ ‎ ‎ ‎ （4）若用排空气法收集Cl2，在方框内画出气体收集装置图。‎ ‎ （5）若将多余的Cl2用100 mL 1.7mol/L的NaOH溶液完全吸收。对吸收后的溶液进 行分析化验，测知其pH等于13 （不考虑反应前后溶液的体积变化），ClO—和ClO3—的物质 的量浓度之比为5∶1。则在整个过程中被氧化的氯气的物质的量为 mol。 ‎ 参考答案 ‎1.D 2.C 3.D 4.B 5.C 6.D ‎ ‎7. （1）MnO和MnCO3；（2）5Mn2＋＋2ClO3－＋4H2O=5MnO2＋Cl2↑＋8H＋；‎ ‎（3）酒精灯、蒸发皿、玻璃棒；NaCl；（4）0.02mol。‎ ‎8.（1）‎ 仪器编号 c d 名称 改正的名称 集气瓶 酸式滴定管 ‎（2）①往细口容器中加液体；②组成过滤装置（只要答对两个即可，其它合理答案亦可）‎ ‎（3）‎ ‎ （只需画对试管的位置即可）‎ ‎9. （1）Cl2，NH3 （2）①Ⅳ②Ⅱ③Ⅰ或Ⅳ（3）①溶液变蓝色；无尾气吸收装置 ②取少量溶液于试管中，向其中滴加稀盐酸至不再产生气体，再向其中滴加氯化钡溶液，若产生白色沉淀，则证明亚硫酸钠被氧化。（其他合理答案也给分）‎ ‎（4） （5）0.03 ‎