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2023版高三一轮总复习化学(苏教版)第六部分化学实验基础教案

时间:2022-11-01 09:25:05 浏览次数:

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2023版高三一轮总复习化学(苏教版)第六部分化学实验基础教案【完整版】

1 本阶段涉及的内容为化学实验 , 高考试题中呈现两种题型—— 选择题和非选择题 , 占分较多。对于 选择题一般难度较小 , 主要考 查方向有 ① 常用仪器使用的基本实验操作。

  ② 物质的分离、提纯方法和原理。

  ③ 简易实验装置、方案的评价分析。

  ④ 简易流程中转化、分离提纯分析等。对于非选择题一般难度较大 , 涉及的问题新颖 , 区分度较大 , 主要考查方向有 ① 物质制备、分离提纯综合实验。

  ② 物质性质探究综合实验。

  ③ 定量测定综合实验等。

   价 实验装置的分析与评价 例 【典例 1 】 (2021· 山东联考) 应用下列实验装置或方案能达到实验目的的是( ) 图 图 1 图 图 2 图 图 3 图 图 4 A. . 用图 图 1 装置 , 可证明非金属性:Cl>C>Si B. .图 用图 2 装置 , 可证明:K sp (AgI)<K sp (AgCl) C. .图 用图 3 装置 , 检验氯化铵受热分解产物 D. .图 用图 4 装置 ,备 制备 Fe(OH) 2 白色沉淀 B [图 图 1 装置可以证明酸性:HCl>H 2 CO 3 >H 2 SiO 3 , 但元素的非金属性是根 2 据其最高价氧化物对应的水化物( 最高价含氧酸) 的酸性进行判断的, ,A 项错误;图 图 3 装置, ,NH 4 Cl 固体分解产生 NH 3 和 和 HCl, , 左端通过 碱石灰后得到氨气 , 应用湿润的红色石蕊试纸或湿润的酚酞试纸检验 ,过 右端通过 P 2 O 5 到 后得到 HCl, , 应用湿润的蓝色石蕊试纸检验, ,C 项错误;图 4 装置 ,备 制备 Fe(OH) 2 白色沉淀的止 关键是防止 Fe(OH) 2 被空气中氧气氧化 ,在 应在 FeSO 4 溶液液面上方加一层苯 ,有 同时装有 NaOH 溶液的胶头滴管应伸入液面下方, ,D 项错误。] 1. . 按如图所示装 置进行实验,下列说法正确的是( ) 甲 乙 丙 丁 丁 A. . 利用图甲装置 , 可以制取并收集少量氨气 B. . 利用图乙装置 , 可以制取并检验乙烯 C. . 利用图丙装置 ,备 可以制备 Fe(OH) 2 并能较长时间观察其颜色 D. . 对图丁装置加热 ,离 可以分离 SiO 2 和 和 NH 4 Cl D [ 收集氨气的试管不能加盖塞子, ,A 项错误;乙醇在浓硫酸作用 下加热到 到 170 ℃ ℃ 发生消去反应得到乙烯, , 需用温度计控制温度, ,B 项错误;制取 Fe(OH) 2成 时需要铁作阳极形成 Fe 2+ , 图丙装置只是电解水 ,到 得不到 Fe(OH) 2 , ,C 项错误。] 题 微型化工流程中的实验问题 例 【典例 2 】 (2021· 烟台模拟) 工业上利用锌焙砂( 主要含 ZnO 、ZnFe 2 O 4 , 还量 含有少量 FeO 、CuO 等) 湿法制取金属锌的流程如图所示。

   3 下列说法错误的是 ( ) A. .ZnFe 2 O 4 :

  溶于硫酸的离子方程式:ZnFe 2 O 4 + +8H+ ===Zn 2 + ++2Fe 3+ ++4H 2 O B. .入 加入 ZnO 的目的是调节溶液的 pH 以除去溶液中的 Fe 3+ C. .量 加过量 ZnS 可除去溶液中的 Cu 2+ 了是利用了 K sp (ZnS)>K sp (CuS) D. . 为加快反应速率 , 净化 Ⅰ 和净化 Ⅱ 均应在较高的温度下进行 D [ZnFe 2 O 4 为 溶于硫酸的离子方程式为 ZnFe 2 O 4 + +8H+ ===Zn 2 + ++2Fe 3+ +4H 2 O ,A 正确;加入的 ZnO 可以消耗溶液的 中的 H+ ,的 调节溶液的 pH 以除去溶的 液中的 Fe 3+ ,,B 正确;根据 K sp (ZnS)>K sp (CuS), ,量 加过量 ZnS 生成更难溶的 CuS, ,的 可除去溶液中的 Cu 2+ ,,C 正确;净化 Ⅰ了 过程中加入了 H 2 O 2 , ,H 2 O 2 在温度较高时会分解 , 该过程需要控制温度不能太高, ,D 错误。] 微型化工流程中考查的化学问题 (1) 流程中改变 “ 转化 ” 程度 或速率的措施。

  (2) 流程中指定转化的方程式的正误判断。

  (3) 流程中的物质分离、提纯的原理、操作与评价。

  (4) 流程中简单计算。

  (5) 流程中调节 pH 的方法 、目的等。

  (6) 滤渣或滤液成分的判定。

   2. . 用硫酸渣( 主要成分为 Fe 2 O 3 、 、SiO 2 ) 制备铁基颜料铁黄(FeOOH) 的一种工艺流程如图。

   :

  已知:

  “ 还原 ” 时, ,应 发生反应 FeS 2 + +14Fe 3+ ++8H 2 O===2SO 2-4+ +15Fe 2+ ++16H+ ;;FeS 2 与 与 H 2 SO 4 不反应。

  下列有关说法不正确的是( ) 4 A. . “ 酸溶 ” 时适当提高硫酸浓度 可加快反应速率 B. . “ 还原 ” 时氧化产物与还原产物的物质的量为 之比为 2 ∶15 C. . “ 过滤 Ⅰ”有 所得滤液中存在的阳离子主要有 Fe 2+ 和和 H+ D. . “ 沉降、氧化 ”:

  时发生反应的离子方程式:4Fe 2+ ++8NH 3 · ·H 2 O+ +O 2 ===8NH+4 ++4FeOOH↓ ↓+ +2H 2 O B [ 适当提高反应物的浓度可以加快反应速率, ,A 项正确;根据还原时发生的反应可知 ,中 反应中 S 元素的化合价升高, ,SO 2-4为氧化产物 ,分 部分 Fe 元素的 化合价降低 ,分 所以部分 Fe 2+ 为还原产物 ,据 根据 Fe 3+ 的化 学计量数可知氧化产物与为 还原产物的物质的量之比为 2 ∶14 ,B 项错误;根据还原时发生的反应可知 “ 过滤 Ⅰ ”有 所得滤液中存在的阳离子主要有 Fe 2+ 和和 H+ ,,C 项正确;FeOOH 中 中 Fe 元 元素的化合价为+3, , 所以 “ 沉降、氧化 ”时 时 Fe 2+ 在一水合氨存在的环境中被空气为 中的氧气氧化为 FeOOH, , 根据得失电子守恒、电荷守恒和元素守恒可得反应的为 离子方程式为 4Fe 2+ ++8NH 3 · ·H 2 O +O 2 ===8NH+4 ++4FeOOH↓ ↓+ +2H 2 O ,D 项正确。] 析 选择题中物质制备及装置分析 例 【典例 3 】 (2021· 山东名校联考) 常温常压下 , 一氧化二氯(Cl 2 O) 为棕黄色气体, ,42 ℃ ℃成 以上会分解生成 Cl 2 和 和 O 2 , ,Cl 2 O 易溶于水并与水反应生成 HClO。

  。实验室中将氯气和空气( 不参与反应)比 按体积比 1 ∶3 水 混合通入含水 8% 的碳酸钠备 中制备 Cl 2 O( 同时生成一种能使澄清石灰水变浑浊的气体和一种盐), , 并用水吸收 收 Cl 2 O( 不含 Cl 2 ) 制备次氯酸溶液。下列说法不正确的是( 已知 Cl 2 在 在 CCl 4 中的溶解度较大)( ) A. 各装置的连接顺序为 A →C →B →D →E B. .置 装置 B 中多孔球泡和搅拌棒的作用是加快反应速率 , 使反应充分进行 C. .备 制备 Cl 2 O 为 的化学方程式为 2Na 2 CO 3 + +2Cl 2 + +H 2 O===2NaCl +Cl 2 O+ +2NaHCO 3 或 或 Na 2 CO 3 + +2Cl 2 ===2NaCl +CO 2 + +Cl 2 O 5 D. .置 装置 C 的作用是除去 Cl 2 O 中的 Cl 2 A [ 选项 A, ,置 装置 A 用二氧化锰和浓盐酸共热制备氯气 , 浓盐酸具有挥发性 , 制得的氯气中混有氯化氢气 体 ,置 将混合气体通过盛有饱和食盐水的装置 D, ,除去氯气中的氯化氢气体, , 同时将成 氯气和空气形成 1 ∶3 的混合气体通入装置 B, ,置 氯气在装置 B 中与含水 8% 的碳酸钠充分反应制备 Cl 2 O, ,的 反应制得的 Cl 2 O 气体的 中混有二氧化碳和未反应的 Cl 2 ,置 装置 C 中盛有的四氯化碳用于吸收除去 Cl 2 O的 中的 Cl 2 ,置 装置 E 中水与 Cl 2 O 反应制备得到次氯酸溶液 , 则各装置的连接顺序为 为 A →D →B →C →E ,A 错误;选项 B, ,置 装置 B 中多孔球泡和搅拌棒使氯气和含水 水 8% 的碳酸钠溶液充分接触 , 加快反应速率 , 使反应充分进行, ,B 正确 ;选项C, , 氯气和空气( 不参与反应)比 按体积比 1 ∶3 水 混合通入含水 8% 的碳酸钠中制备Cl 2 O, ,为 反应的化学方程式为 2Cl 2 + +Na 2 CO 3 ===Cl 2 O +2NaCl +CO 2 或 或 2Cl 2 +2Na 2 CO 3 + +H 2 O===Cl 2 O +2NaCl +2NaHCO 3 , ,C 正确;选项 D, ,的 反应制得的 Cl 2 O的 气体中混有二氧化碳和未反应的 Cl 2 ,置 装置 C 中盛有的四氯化碳用于吸收除去Cl 2 O 中的 Cl 2 , ,D 正确。] 物质制备的仪器连接顺序 3. .与 在实验室中用红磷与 Cl 2 量 反应制备少量 PCl 3 ( 熔点:-112 ℃ ℃, ,:

  沸点:76 ℃)的装置如图所示 ,量 已知:红磷与过量 Cl 2 成 反应生成 PCl 5 ( 熔点:148 ℃ ℃ , 沸点:160 ℃), ,PCl 3 遇水强烈反应, ,遇 遇 O 2 成 会生成 POCl 3 开 。实验时打开 K 3 量 通入适量 CO 2 。下列说法错误的是( ) A. .置 装置 B 的作用是干燥氯气 ,置 装置 C 可吸收反应后装置 A 和 和 B 中的氯气 B. .置 装置 A 中发生反应的离子方程式可能为 MnO 2 + +4H+ ++2Cl- ===Mn 2 + + 6 Cl 2 ↑+ +2H 2 O C. .开 打开 K 3 入 通入 CO 2 释 的目的是排净空气并稀释 Cl 2 D .PCl 3 有 混有 PCl 5 纯 可通过蒸馏来提纯 PCl 3 B [A 项 项 ,因 因 PCl 3 遇水强 烈反应 ,置 故装置 B 为干燥装置 ,闭 实验后关闭 K 1 ,开 打开 K 2 , ,将 将 A、 、B 中剩余氯气通入装置 C 的 的 NaOH 溶液中, , 防止氯气污染空气 ,正确;B 项 项 ,置 装置 A 没有加热 ,用 故制取氯气不能用 MnO 2 和浓盐酸 , 常温下可选用高锰酸钾、氯酸钾等与浓盐酸反应 , 错误;C 项 项, ,PCl 3 遇水强烈反应 , 遇O 2 成 会生成 POCl 3 , ,入 实验前需通入 CO 2 排净曲颈瓶中的空气, ,的 又红磷与过量的 Cl 2成 反应生成 PCl 5 ,入 实验中通入 CO 2 释 可稀释 Cl 2 , 正确;D 项 项, ,PCl 3 、 、PCl 5 的沸点相差较大 ,纯 所以可通过蒸馏来提纯 PCl 3 , 正确。

  ] 验 物质制备与定量测定相结合的实验 例 【典例 4】 】 亚氯酸钠(NaClO 2 ) 是一种重要的消毒剂 ,以 可以 ClO 2 为原料制取。实验室 利用如图装置制备亚氯酸钠( 夹持装置略) ,并利用滴定法测定所制亚氯酸钠的纯度。

  已知:

  ① 二氧化氯(ClO 2 ) 是黄绿色易溶于水的气体 , 熔点为-59 ℃ ℃ 、沸点为 为 11 ℃ ℃ , 但其浓度过高时易发生分解。

  ② ②2NaOH +H 2 O 2 + +2ClO 2 ===2NaClO 2 + +O 2 + +2H 2 O 。

  Ⅰ Ⅰ. 亚氯酸钠的制备。

   (1) 装置 A 中装 NaClO 3 和 和 Na 2 SO 3 固体的仪器的名称为 ;写出 装置A 中发生反应的化学方程式:

   。

  (2) 仪器 B 的作用是 。

  用冷水浴冷却的目的是 ( 写出一条即可) 。

  (3) 空气流速过快或过慢 ,低 均会降低 NaClO 2 的产率 , 试解释其原因:

   。

   7 Ⅱ Ⅱ. 亚氯酸钠纯度的测定。

  (4) 设计实验检验所得 NaClO 2 质 晶体中是否含有杂质 Na 2 SO 4 :

  :

   。

  (5) 为了测定NaClO 2 粗品的纯度, ,取 取10.0 g 上述粗产品溶于水配成 1 L 溶液 ,出 取出 10 mL 溶液于锥形瓶中 ,的 再加入足量酸化的 KI 溶液 , 充分反应后(NaClO 2为 被还原为 Cl- , 杂质不参加反应), ,入 加入 2 ~3 滴 滴用 淀粉溶液,用 0.20 mol·L- 1的Na 2 S 2 O 3 标准液滴定至终点 ,耗 消耗 Na 2 S 2 O 3 为 标准液的体积为 20.00 mL 。

  ① 滴定终点的现象为 为 。

  ② ②NaClO 2 粗品的纯度为 。

  。(:

  提示:2Na 2 S 2 O 3 + +I 2 ===Na 2 S 4 O 6 + +2NaI) [ 解析] (1)装 装 NaClO 3 和 和 Na 2 SO 3 固体的仪器为三颈烧瓶。根据已知信息 ② ,置 结合题图可知装置 A 用于制备 ClO 2 ,中 发生的反应中 NaClO 3 作氧化剂 , 被还原成 成 ClO 2 ,剂 还原剂 Na 2 SO 3 成 被氧化成 Na 2 SO 4 ,为 反应的化学方程式为 2NaClO 3 +Na 2 SO 3 + +H 2 SO 4 ===2ClO 2 ↑+ +2Na 2 SO 4 + +H 2 O 。(2)器 仪器 B 是一个安全瓶 , 可防止 止 C 中液体倒吸进入 A 中;根据题中信息, ,ClO 2 的熔沸点较低 , 温度过高易挥发 ,备 制备 NaClO 2 用 时使用 H 2 O 2 , ,H 2 O 2 在高温下易分解 , 会导致产率降低 , 故用少 冰水浴冷却的目的是减少 H 2 O 2 少 分解、减少 ClO 2 的挥发。(3) 当空气流速过快时 ,ClO 2 来不及被充分吸收;当空气流速过慢时, ,ClO 2 又会在容器内滞留 , 浓度过高导致分解。(4) 检验所得 NaClO 2 晶体是否质 含有杂质 Na 2 SO 4 , 可以通过检验硫酸根离子来实现 , 即取少量晶体溶于蒸馏水 ,滴 滴加几滴 BaCl 2 溶液 , 若有白色沉淀出现 ,有 则说明含有 Na 2 SO 4 , 若无白色沉淀出现 ,含 则说明不含 Na 2 SO 4 。

  。(5) ①I 2遇淀粉 , 溶液变蓝色 , 滴定终点时, ,I 2 反应完全 , 溶液由蓝色变为无色且半分钟内不变色。

  ②据 根据 NaClO 2 为 被还原为 Cl- ,,I- 为被氧化为 I 2 , 结合得失电子守恒可得 得 NaClO 2 ~ ~4I- ~~2I 2 ,式 结合题给反应可得关系式 NaClO 2 ~ ~2I 2 ~ ~4Na 2 S 2 O 3 , 则NaClO 2 粗品的纯度为0.20 mol·L- 1 ××0.02 L ×90.5 g ·mol- 1 ××1004 ×10.0 g× ×100%= =90.5% 。

  [ 答案] (1) 三颈烧瓶 2NaClO 3 + +Na 2 SO 3 + +H 2 SO 4 ===2ClO 2 ↑+ +2Na 2 SO 4+ +H 2 O (2) 作安全瓶, ,止 防止 C 中液体倒吸进入 A 中 中 减少 少 H 2 O 2 少 分解、减少 ClO 2的挥发( 答案合理均可) (3) 空气流速过快时, ,ClO 2 不能被充分吸收;空气流速 8 过慢时, ,ClO 2 浓度过高导致分解 (4) 取少量晶体溶于蒸馏水 ,滴 滴加几滴 BaCl 2溶液 , 若有白色沉淀出现 ,有 则说明含有 Na 2 SO 4 , 若无白色沉淀出现 , 则说明不含 含 Na 2 SO 4 (5)① ① 溶液由蓝色变为无色且半分钟内颜色不再变化 ② ②90.5% 1. . 物质的制备实验方案的设计过程 2. . 定量测定的常用方法 (1) 测定沉淀质量。

  (2) 测定气体的体积。

  (3) 滴定法测定浓度或含量。

   4. . 硫酰氯(SO 2 Cl 2 ) 是有机合成和一些药物制造的重要原料 , 实验室可通过如下原理制备:SO 2 (g) +Cl 2 (g)===SO 2 Cl 2 (l) ΔH =-97.3 kJ·mol- 1 ,, 装置如图所示。

   已知:SO 2 Cl 2 的熔点为-54.1 ℃ ℃ ,为 沸点为 69.1 ℃ ℃ , 遇水剧烈...