高三化學二輪復習 第1部分 專題13 探究性實驗和綜合實驗課件.ppt

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,,,專題十三 探究性實驗和綜合實驗,高三化學二輪復習,,,考 點,,,考點一 物質(zhì)制備類實驗方案的設(shè)計與評價,考點二 物質(zhì)性質(zhì)實驗方案的設(shè)計與評價,考點三 定量測定的實驗設(shè)計及實驗方法的 評價,,,,最 新 考 綱,,1.了解化學實驗是科學探究過程中的一種重要方法。 2.能根據(jù)實驗試題要求，做到： (1)設(shè)計、評價或改進實驗方案； (2)了解控制實驗條件的方法； (3)分析或處理實驗數(shù)據(jù)，得出合理結(jié)論； (4)繪制和識別典型的實驗裝置圖。 3.各部分實驗基礎(chǔ)知識與技能的綜合應(yīng)用。,,,,真題回放,,,名師支招,,,,首頁,,,上頁,下頁,尾頁,,,,1．(2015高考新課標卷Ⅱ)用下圖所示裝置進行下列實驗：將①中溶液滴入②中，預測的現(xiàn)象與實際相符的是( ),解析,答案,D,,,,,,,2．(2015高考江蘇卷)實驗室用下圖所示裝置制備KClO溶液，并通過KClO溶液與Fe(NO3)3溶液的反應(yīng)制備高效水處理劑K2FeO4。 已知K2FeO4具有下列性質(zhì)：①可溶于水、微溶于濃KOH溶液，②在0～5℃、強堿性溶液中比較穩(wěn)定，③在Fe3＋和Fe(OH)3催化作用下發(fā)生分解，④在酸性至弱堿性條件下，能與水反應(yīng)生成Fe(OH)3和O2。,,真題回放,,,名師支招,,,,首頁,,,上頁,下頁,尾頁,,圖片顯/隱,,,,,,(1)裝置A中KMnO4與鹽酸反應(yīng)生成MnCl2和Cl2，其離子方程式為________，將制備的Cl2通過裝置B可除去________(填化學式)。 (2)Cl2與KOH在較高溫度下反應(yīng)生成KClO3。在不改變KOH溶液的濃度和體積的條件下，控制反應(yīng)在0～5℃進行，實驗中可采取的措施是________、________。 (3)制備K2FeO4時，KClO飽和溶液與Fe(NO3)3飽和溶液的混合方式為__________________________________________。 (4)提純K2FeO4粗產(chǎn)品[含有Fe(OH)3、KCl等雜質(zhì)]的實驗方案為：將一定量的K2FeO4粗產(chǎn)品溶于冷的3 molL－1KOH溶液中，________________(實驗中須使用的試劑有：飽和KOH溶液，乙醇；除常用儀器外須使用的儀器有：砂芯漏斗，真空干燥箱)。,解析,答案,,真題回放,,,名師支招,,,,首頁,,,上頁,下頁,尾頁,,,,,,真題回放,,,名師支招,,,,首頁,,,上頁,下頁,尾頁,,,,1．不明確實驗原理。如不能從題給的化學情境中結(jié)合元素化合物知識等獲得化學原理，不能利用實驗原理解答設(shè)計實驗題和評價實驗方案。 2．不能有效利用題目中的信息。如上題中設(shè)計一個改進方案的答案就是對所提供方案的簡單整合。 3．不注重實驗設(shè)計和評價題目的歸類總結(jié)。如總結(jié)近幾年的高考，實驗評價題主要涉及實驗方案是否可行；實驗過程是否綠色環(huán)保；實驗安全方面是否易燃易爆等。,,,,,,,考點一 物質(zhì)制備類實驗方案的設(shè)計與評價,方法精講,,,考向集訓,,,,首頁,,,上頁,下頁,尾頁,,,,,,2．注意事項。 (1)“合理選擇”是指儀器的選擇、藥品的選擇、連接方式的選擇等。儀器的選擇又包括發(fā)生裝置(幾種基本類型)、凈化裝置(除雜質(zhì)的試劑與順序)、反應(yīng)裝置、尾氣處理裝置等；藥品的選擇包括藥品的種類、濃度、狀態(tài)等；連接方式的選擇指儀器的先后順序、導管接口的連接等。 (2)“排除干擾”是指反應(yīng)條件的控制、防止空氣成分介入、副反應(yīng)盡量避免、雜質(zhì)的清除以及防止產(chǎn)物的揮發(fā)、水解等對實驗的干擾。 (3)“操作準確”則要求熟悉主要儀器的性能、用途和典型的實驗操作步驟。,,考點一 物質(zhì)制備類實驗方案的設(shè)計與評價,方法精講,,,考向集訓,,,,首頁,,,上頁,下頁,尾頁,,,,,,,考點一 物質(zhì)制備類實驗方案的設(shè)計與評價,方法精講,,,考向集訓,,,,首頁,,,上頁,下頁,尾頁,,,,,,1．(2016石家莊模擬)用電解方法制取金屬鎂時需要用無水MgCl2，而直接加熱MgCl26H2O晶體卻得不到無水MgCl2。某化學小組利用下圖實驗裝置(夾持裝置已略去)，通過測定反應(yīng)物及生成物的質(zhì)量來確定MgCl26H2O晶體受熱分解的產(chǎn)物。 請回答： (1)按氣流方向連接各裝置，其順序為________(填儀器接口字母)。 (2)實驗過程中，裝置B中的CCl4層始終為無色。裝置B的作用為________。實驗結(jié)束后，需通入一段時間的空氣，其目的為________。,,,首頁,,,上頁,下頁,尾頁,集訓一 實驗裝置型的物質(zhì)制備,方法精講,,,考向集訓,,,考點一 物質(zhì)制備類實驗方案的設(shè)計與評價,解析,答案,(2)裝置B的作用為吸收氯化氫，防倒吸作用；實驗結(jié)束后，需通入一段時間的空氣，其目的是為了將氣體全部吹入B、C裝置被吸收。,圖片顯/隱,,,(1)g→a→b→f→e→c→d (2)吸收HCl，防止倒吸 將生成的氣體全部吹入B、C裝置充分吸收,,,,,(3)實驗中稱取8.12 g MgCl26H2O晶體，充分反應(yīng)后，裝置A中殘留固體質(zhì)量為3.06 g，裝置B增重1.46 g，裝置C增重3.60 g，則裝置A中發(fā)生反應(yīng)的化學方程式為______________________。 (4)直接加熱MgCl26H2O晶體得不到無水MgCl2的原因為____________________________________________________。 (5)某同學采用下圖裝置(夾持裝置已略去)由MgCl26H2O晶體制得了無水MgCl2。 ①方框中所缺裝置從上圖A、B、C、D中選擇，按氣流方向連接依次為________(只填儀器字母，不必填接口順序)。 ②圓底燒瓶中盛裝的液體甲為________。,,,首頁,,,上頁,下頁,尾頁,集訓一 實驗裝置型的物質(zhì)制備,方法精講,,,考向集訓,,,考點一 物質(zhì)制備類實驗方案的設(shè)計與評價,解析,答案,,圖片顯/隱,,,,,,,2．(2014高考安徽卷)LiPF6是鋰離子電池中廣泛應(yīng)用的電解質(zhì)。某工廠用LiF、PCl5為原料，低溫反應(yīng)制備LiPF6，其流程如下： 已知：HCl的沸點是－85.0 ℃，HF的沸點是19.5 ℃。 (1)第①步反應(yīng)中無水HF的作用是________、________。反應(yīng)設(shè)備不能用玻璃材質(zhì)的原因是_______________________________ (用化學方程式表示)。無水HF有腐蝕性和毒性，工廠安全手冊提示：如果不小心將HF沾到皮膚上，可立即用2%的________溶液沖洗。,,,首頁,,,上頁,下頁,尾頁,集訓二 化工流程型的物質(zhì)制備,方法精講,,,考向集訓,,,考點一 物質(zhì)制備類實驗方案的設(shè)計與評價,解析,答案,圖片顯/隱,,(1)由流程可知，第①步反應(yīng)中無水HF除作為反應(yīng)物外，還起到溶劑的作用。玻璃中含有SiO2，可與HF發(fā)生反應(yīng)而被腐蝕，化學方程式為SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O。HF具有酸性，沾到皮膚上，可選用堿性較弱的NaHCO3溶液進行沖洗。,(1)反應(yīng)物 溶劑 SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O NaHCO3,,,,,(2)該流程需在無水條件下進行，第③步反應(yīng)中PF5極易水解，其產(chǎn)物為兩種酸，寫出PF5水解的化學方程式_______________________ ____________。 (3)第④步分離采用的方法是________；第⑤步分離尾氣中HF、HCl采用的方法是________。 (4)LiPF6產(chǎn)品中通?；煊猩倭縇iF。取樣品 w g，測得Li的物質(zhì)的量為n mol，則該樣品中LiPF6的物質(zhì)的量為________mol(用含w、n的代數(shù)式表示)。,,,首頁,,,上頁,下頁,尾頁,集訓二 化工流程型的物質(zhì)制備,方法精講,,,考向集訓,,,考點一 物質(zhì)制備類實驗方案的設(shè)計與評價,解析,答案,(2)PF5＋4H2O===H3PO4＋5HF (3)過濾 冷凝 (4)(w－26n)/126,(2)PF5中P元素顯＋5價，F(xiàn)元素顯－1價，遷移應(yīng)用鹽類水解反應(yīng)知識推出PF5發(fā)生水解反應(yīng)應(yīng)生成H3PO4和HF，化學方程式為PF5＋4H2O===H3PO4＋5HF。 (3)第④步分離得到濾液和LiPF6固體，顯然該步操作為過濾。HCl、HF的沸點分別為－85.0 ℃和19.5 ℃，第⑤步分離尾氣中的HCl和HF，可采用冷凝的方法，使HF液化，再予以分離。 (4)由題意可知，152 gmol－1n(LiPF6)＋26 gmol－1n(LiF)＝w g，n(LiPF6)＋n(LiF)＝n mol，解得n(LiPF6)＝(w－26n)/126 mol。,,,,,,性質(zhì)實驗題的解題思路 1．巧審題，明確實驗?zāi)康暮驮怼嶒炘硎墙獯饘嶒烆}的核心，是實驗設(shè)計的依據(jù)和起點。實驗原理可從題給的化學情境(或題首所給實驗?zāi)康?并結(jié)合元素化合物、化學實驗基本操作、化學反應(yīng)基本原理等有關(guān)知識獲取。在此基礎(chǔ)上，遵循可行性、簡捷性、安全性的原則，確定符合實驗?zāi)康?、要求的方案?,考點二 物質(zhì)性質(zhì)實驗方案的設(shè)計與評價,方法精講,,,考向集訓,,,,首頁,,,上頁,下頁,尾頁,,,,,,2．想過程，理清實驗操作的先后順序。根據(jù)實驗原理所確定的實驗方案中的實驗過程，確定實驗操作的方法步驟，把握各步實驗操作的要點，理清實驗操作的先后順序。 3．看準圖，分析各項實驗裝置的作用。有許多綜合實驗題圖文結(jié)合，思考容量大。在分析解答過程中，要認真細致地分析圖中所示的各項裝置，并結(jié)合實驗?zāi)康暮驮恚_定它們在該實驗中的作用。 4．細分析，得出正確的實驗結(jié)論。實驗現(xiàn)象(或數(shù)據(jù))是化學原理的外在表現(xiàn)。在分析實驗現(xiàn)象(或數(shù)據(jù))的過程中，要善于找出影響實驗成敗的關(guān)鍵以及產(chǎn)生誤差的原因，或從有關(guān)數(shù)據(jù)中歸納出定量公式，繪制變化曲線等。,,考點二 物質(zhì)性質(zhì)實驗方案的設(shè)計與評價,方法精講,,,考向集訓,,,,首頁,,,上頁,下頁,尾頁,,,,,,1．(2014高考四川卷)下列實驗方案中，不能達到實驗?zāi)康牡氖?( ),,,首頁,,,上頁,下頁,尾頁,集訓一 性質(zhì)實驗方案的設(shè)計,方法精講,,,考向集訓,,,考點二 物質(zhì)性質(zhì)實驗方案的設(shè)計與評價,解析,答案,B,A.溴乙烷不能溶于水，故通過檢驗反應(yīng)后的溶液中是否含有Br－來判斷其是否發(fā)生水解，水解后的溶液顯堿性，故應(yīng)先加入酸中和過量的堿后再加入硝酸銀來檢驗Br－，該選項正確；B.Fe(NO3)2溶液中加入稀H2SO4后，相當于溶液中含有強氧化性的HNO3，即使原晶體沒有氧化變質(zhì)，溶液中的Fe2＋也會被HNO3氧化為Fe3＋而干擾檢驗，該選項錯誤；C.溴水加入KI溶液中，加入CCl4后，由于CCl4的密度比水大，故在溶液的下層，當下層呈紫色時說明CCl4中溶解了I2，即溴水加入KI溶液中生成了I2，能證明氧化性Br2I2，該選項正確；D.當在Mg(OH)2懸濁液中加入FeCl3溶液后生成紅褐色沉淀Fe(OH)3，根據(jù)沉淀溶解平衡規(guī)律可知該選項正確。,,,,,,,,首頁,,,上頁,下頁,尾頁,集訓一 性質(zhì)實驗方案的設(shè)計,方法精講,,,考向集訓,,,考點二 物質(zhì)性質(zhì)實驗方案的設(shè)計與評價,解析,答案,,(1)ae (2)取少量Na2S2O5晶體于試管中，加適量水溶解，滴加足量鹽酸，振蕩，再滴入BaCl2溶液，有白色沉淀生成,,,,,3．某研究性學習小組在網(wǎng)上收集到信息：鉀、鈣、鈉、鎂等活潑金屬都能在CO2氣體中燃燒。他們對鈉在CO2氣體中燃燒后的產(chǎn)物中的白色物質(zhì)進行了如下探究： 【實驗】 將燃燒的鈉迅速伸入盛滿CO2的集氣瓶中，鈉在其中繼續(xù)燃燒，反應(yīng)后冷卻，瓶底附著黑色顆粒，瓶壁上粘附著白色物質(zhì)。 (1)通過鈉在CO2氣體中燃燒的實驗，你認為燃燒的條件是_______________________________。 (2)燃燒的本質(zhì)是__________________________________________。 (3)2010年8月初發(fā)生的俄羅斯森林大火著火面積比倫敦市的面積還要大?？刂粕只馂?zāi)是世界性難題。根據(jù)燃燒的條件，請你解釋為什么設(shè)置森林防火隔離帶能有效阻止森林火災(zāi)的蔓延：_______________________________________________________。,,,首頁,,,上頁,下頁,尾頁,集訓二 性質(zhì)實驗方案的評價,方法精講,,,考向集訓,,,考點二 物質(zhì)性質(zhì)實驗方案的設(shè)計與評價,解析,答案,(1)燃燒必須具備三個要素：有可燃物；有助燃物；可燃物的溫度必須達到著火點。(2)燃燒不一定要有氧氣參加，任何發(fā)光發(fā)熱的劇烈的氧化還原反應(yīng)都可以看作燃燒。(3)從燃燒的構(gòu)成要素看，設(shè)置森林防火隔離帶消除了可燃物的存在，能有效阻止森林火災(zāi)的蔓延。,(1)有可燃物；有助燃物； 可燃物的溫度必須達到著火點 (2)發(fā)光發(fā)熱的劇烈的氧化還原反應(yīng) (3)消除可燃物的存在,,,,,,,,首頁,,,上頁,下頁,尾頁,集訓二 性質(zhì)實驗方案的評價,方法精講,,,考向集訓,,,考點二 物質(zhì)性質(zhì)實驗方案的設(shè)計與評價,,,,,,,,首頁,,,上頁,下頁,尾頁,集訓二 性質(zhì)實驗方案的評價,方法精講,,,考向集訓,,,考點二 物質(zhì)性質(zhì)實驗方案的設(shè)計與評價,,,,,,【思考與交流】 (4)甲同學認為方案1得到的結(jié)論不正確，其理由是： _________________________________________________________。 (5)乙同學認為方案2得到的結(jié)論正確，則白色物質(zhì)為____________ ______________________________________________。 (6)通過方案1和方案2的實驗，你認為上述三個假設(shè)中，________成立。你的理由是________________________________。 (7)寫出鈉在二氧化碳中燃燒的化學方程式：___________________。 (8)丙同學認為白色物質(zhì)有可能是氫氧化鈉。你是否同意丙同學的觀點，并簡述理由：______________________________。,,,首頁,,,上頁,下頁,尾頁,集訓二 性質(zhì)實驗方案的評價,方法精講,,,考向集訓,,,考點二 物質(zhì)性質(zhì)實驗方案的設(shè)計與評價,解析,答案,(4)Na2O溶于水生成NaOH，溶液顯堿性；Na2CO3溶于水發(fā)生水解，溶液呈堿性。因此，不能根據(jù)溶液呈堿性說明固體中含有Na2O。(5)樣品中能與CaCl2溶液反應(yīng)生成白色沉淀的是Na2CO3。(6)向上層清液中加入CaCl2溶液，有白色沉淀生成，說明樣品中有Na2CO3；向上層清液中加入酚酞試液，無明顯現(xiàn)象，說明樣品中沒有Na2O。所以樣品中的白色物質(zhì)是Na2CO3，假設(shè)2正確。(7)由上述實驗，確定鈉與CO2反應(yīng)生成Na2CO3和C。(8)在鈉與CO2反應(yīng)的體系中沒有氫元素，所以產(chǎn)物中不會有NaOH。,,,,,,1．實驗數(shù)據(jù)的測定方法 (1)沉淀法 先將某種成分轉(zhuǎn)化為沉淀，然后稱量純凈、干燥的沉淀的質(zhì)量，最后進行相關(guān)計算。 (2)氣體體積法 對于產(chǎn)生氣體的反應(yīng)，可以通過測定氣體體積的方法測定樣品的純度。 (3)氣體質(zhì)量法 將生成的氣體通入足量的吸收劑中，通過稱量實驗前后吸收劑的質(zhì)量，求得所吸收氣體的質(zhì)量，最后進行相關(guān)計算。,,考點三 定量測定的實驗設(shè)計及實驗方法的評價,知識精講,,,考向集訓,,,,首頁,,,上頁,下頁,尾頁,,,,,,(4)滴定法 利用滴定操作原理，通過酸堿中和滴定、沉淀滴定和氧化還原滴定等獲得相應(yīng)數(shù)據(jù)，再進行相關(guān)計算。 2．定量型實驗的解題要點 (1)表格型題的解題要點在于通過審題，獲取有用信息，然后對表格中數(shù)據(jù)進行比較分析，依據(jù)物質(zhì)的性質(zhì)、變化規(guī)律進行解答。 (2)直角坐標系題的解題要點在于首先弄清楚自變量和因變量到底是什么，注意理解起點、終點、轉(zhuǎn)折點的含義。然后根據(jù)所學知識分析概念、圖像、數(shù)值三者之間的關(guān)系。,,考點三 定量測定的實驗設(shè)計及實驗方法的評價,知識精講,,,考向集訓,,,,首頁,,,上頁,下頁,尾頁,,,,,,3．“五看法”處理實驗數(shù)據(jù) (1)看數(shù)據(jù)是否符合測量儀器的精度特點，如用托盤天平測得的質(zhì)量的精度為0.1 g，若精度值超過了這個范圍，說明所得數(shù)據(jù)是無效的。 (2)看數(shù)據(jù)是否在誤差允許范圍內(nèi)，若所得的數(shù)據(jù)明顯超出誤差允許范圍，要舍去。 (3)看反應(yīng)是否完全，是否是過量反應(yīng)物作用下所得的數(shù)據(jù)，只有完全反應(yīng)時所得的數(shù)據(jù)，才能進行有效處理和應(yīng)用。,,考點三 定量測定的實驗設(shè)計及實驗方法的評價,知識精講,,,考向集訓,,,,首頁,,,上頁,下頁,尾頁,,,,,,(4)看所得數(shù)據(jù)的測試環(huán)境是否一致，特別是氣體體積數(shù)據(jù)，只有在溫度、壓強一致的情況下才能進行比較、運算。 (5)看數(shù)據(jù)測量過程是否規(guī)范、合理，錯誤和違反測量規(guī)則的數(shù)據(jù)需要舍去。,,考點三 定量測定的實驗設(shè)計及實驗方法的評價,知識精講,,,考向集訓,,,,首頁,,,上頁,下頁,尾頁,,,,,1．亞硫酸鹽是一種常見食品添加劑。為檢驗?zāi)呈称分衼喠蛩猁}含量(通常以1 kg樣品中含SO2的質(zhì)量計)。某研究小組設(shè)計了如下兩種實驗流程： (1)氣體A的主要成分是________。為防止煮沸時發(fā)生暴沸，必須先向燒瓶中加入________；通入N2的目的是______________________。 (2)寫出甲方案第①步反應(yīng)的離子方程式：_________________。 (3)甲方案第②步滴定前，滴定管需用NaOH標準溶液潤洗，其操作方法是_______________________________。 (4)若用鹽酸代替稀硫酸處理樣品，則按乙方案實驗測定的結(jié)果________(填“偏高”“偏低”或“無影響”)。 (5)若取樣品w g，按乙方案測得消耗0.010 00 molL－1 I2溶液V mL，則1 kg樣品中含SO2的質(zhì)量是________g(用含w、V的代數(shù)式表示)。,,,首頁,,,上頁,下頁,尾頁,集訓一 定量測定實驗方案的設(shè)計,知識精講,,,考向集訓,,,考點三 定量測定的實驗設(shè)計及實驗方法的評價,解析,答案,圖片顯/隱,,,,,,,,,解答定量實驗習題的一般方法 (1)閱讀題干，弄清目的量。 (2)根據(jù)題中信息，尋找出涉及的化學反應(yīng)原理。 (3)確定可測量，并與相關(guān)的實驗相比較。 (4)從可測量出發(fā)明確所需儀器。,,,首頁,,,上頁,下頁,尾頁,集訓一 定量測定實驗方案的設(shè)計,知識精講,,,考向集訓,,,考點三 定量測定的實驗設(shè)計及實驗方法的評價,,,,,,2．現(xiàn)有鋁合金樣品，某同學設(shè)計兩種測定樣品中鋁元素質(zhì)量分數(shù)的實驗方案。 甲方案：取一定量樣品，溶于足量的氫氧化鈉溶液中，測定生成氣體的體積； 乙方案：取一定量樣品，溶于足量的稀硫酸中，測定生成氣體的體積。他們設(shè)計的裝置如圖所示：,,,首頁,,,上頁,下頁,尾頁,集訓二 定量測定實驗方案的評價,知識精講,,,考向集訓,,,考點三 定量測定的實驗設(shè)計及實驗方法的評價,,,,,,,請回答下列問題： (1)寫出甲方案的化學方程式：____________________________。 (2)在上述裝置中，測定氣體體積的裝置應(yīng)選擇________(填“A”或“B”)，若要用________(填“A”或“B”)裝置，需進行的改進為_________________________。 (3)當鋁合金完全反應(yīng)后，讀數(shù)前應(yīng)進行的操作依次為___________。 (4)若用乙方案測定樣品純度，測定的數(shù)據(jù)有：鋁合金樣品質(zhì)量為m g，氣體體積為V mL(在實驗條件下，查得氫氣摩爾體積為a L/mol)，計算該樣品中鋁元素的質(zhì)量分數(shù)為________。 (5)評價甲、乙方案，填入表中：,,,首頁,,,上頁,下頁,尾頁,集訓二 定量測定實驗方案的評價,知識精講,,,考向集訓,,,考點三 定量測定的實驗設(shè)計及實驗方法的評價,解析,答案,,,