深圳中学高考化学二轮高考题型分析及解题指导专题专题十二实验设计与探究实验教学课件

深圳中学高考化学二轮高考题型分析 及解题 指导专 题专题 十二、 实验设 计与探 究实验
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深圳中学高考化学二轮高考题型分析 及解题 指导专 题专题 十二、 实验设 计与探 究实验
2.(2019 高考广东理综卷部分,33)某同学进行实验研究时,欲配制 1.0 mol·L-
1Ba(OH)2 溶液,但只找到在空气中暴露已久的 Ba(OH)2·8H2O 试剂(化学式 量:315)。在室温下配制溶液时发现所取试剂在水中仅部分溶解,烧杯中存
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专题十二、实验设计与探究实验
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一、命题调研 明新考向
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1.(2019 高考广东理综卷,33)苯甲酸广泛应用于制药和化工行业。某同学 尝试用甲苯的氧化反应制备苯甲酸。反应原
为 BaCO3,利用 BaCO3 能与盐酸反应产生 CO2 气体的性质,且 CO2 能使澄清
石灰水变浑浊,可检验试剂中含有 BaCO3;由于室温时 BaCO3 饱和溶液的
pH=9.6,所以若含有 Ba(OH)2·8H2O,步骤 1 中的滤液 pH 应该大于 9.6,检验
步骤 1 中的滤液 pH 可以确认 Ba(OH)2·8H2O 的存在。
计算表达式为
,计算结果为
(保留两位有效数字)。
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答案:(1)分液 蒸馏 (2)甲苯 酸性 KMnO4 溶液 紫色褪去 (3)①冷却、过滤 ②滴入 2~3 滴硝酸酸化的 AgNO3 溶液 其熔化,测其熔点 熔点为 122.4 ℃
理:
+KOH+2MnO2↓+H2O
实验方法:一定量的甲苯和 KMnO4 溶液在 100 ℃反应一段时间后停止反 应,按如下流程分离出苯甲酸和回收未反应的甲苯。
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已知:苯甲酸相对分子质量 122,熔点 122.4 ℃,在 25 ℃和 95 ℃时溶解度分别
为 0.3 g 和 6.9 g;纯净固体有机物一般都有固定熔点。
(1)操作Ⅰ为
,操作Ⅱ为
。
(2)无色液体 A 是
,定性检验 A 的试剂是
,现象是 。
(3)测定白色固体 B 的熔点,发现其在 115 ℃开始熔化,达到 130 ℃时仍有少
量不熔,该同学推测白色固体 B 是苯甲酸与 KCl 的混合物,设计了如下方案
进行提纯和检验,实验结果表明推测正确,请完成表中内容。
mol·L-1 盐酸中,观察有无气体产生
设 1 或假设 3 成立;若没有
气泡产生,则假设 2 成立
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续表
步骤 3:取步骤 1 固体少许,将固体产物加 入足量的 0.1 mol·L-1 CuSO4 溶液中充分 反应后,过滤、洗涤,将沉淀物溶于 1.0 mol·L-1 盐酸,再加入 20% KSCN 溶液,最 后加入 3% H2O2 溶液
(2)依据试题假设可知试剂由大量 Ba(OH)2·8H2O 和少量 BaCO3 组成,由于
Ba(OH)2 易溶于水,所以试剂中若含有 Ba(OH)2·8H2O,步骤 1 所得滤液中应 该含有 Ba2+,因此滴加稀硫酸会产生 BaSO4 白色沉淀,可检验滤液中存在 Ba2+;由于 BaCO3 难溶于水,所以试剂中若含有 BaCO3,步骤 1 所得沉淀应该
在大量未溶物。为探究原因,该同学查得 Ba(OH)2·8H2O 在 283 K、293 K
和 303 K 时的溶解度(g/100 g H2O)分别为 2.5、3.9 和 5.6。
(1)烧杯中未溶物仅为 BaCO3,理由是
。
(2)假设试剂由大量 Ba(OH)2·8H2O 和少量 BaCO3 组成,设计实验方案,进行
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4.(2019 高考广东化学卷部分,33)三草酸合铁酸钾晶体 K3[Fe(C2O4)3]·3H2O 可用于摄影和蓝色印刷。某小组将无水三草酸合铁酸钾在一定条件下加 热分解,所得气体产物是 CO2和 CO,对所得气体产物和固体产物进行实验 和探究。已知该小组同学查阅资料后推知,固体产物中,铁元素不可能以三 价形式存在,而盐只有 K2CO3。请利用实验室常用仪器、用品和以下限选 试剂完成验证和探究过程。 限．选．试剂:浓硫酸、1.0 mol·L-1 HNO3、1.0 mol·L-1 盐酸、1.0 mol·L-1 NaOH、 3% H2O2、0.1 mol·L-1 KI、0.1 mol·L-1 CuSO4、20% KSCN、澄清石灰水、 氧化铜、蒸馏水。
步骤 4:
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2.答案:(1)由于 Ba(OH)2·8H2O 与空气中二氧化碳反应,所取试剂大部分 变质为 BaCO3,未变质的 Ba(OH)2·8H2O 在配制溶液时全部溶于水
(2)
实验步骤
预期现象和结论
溶液中生成白色沉淀,说明有 Ba2+存在
步骤 3:滴加稀盐酸,连接带塞导 气管,将产生的气体导入澄清石 灰水中
澄清石灰水变浑浊,说明该试剂中含有 BaCO3
步骤 4:取步骤 1 中的滤液于烧杯 pH 明显大于 9.6,说明该 试 剂中含有
中,用 pH 计测定其 pH
Ba(OH)2ห้องสมุดไป่ตู้
序号
实验方案
实验现象
结论
①
将白色固体 B 加入水中,加热 得到白色晶体和无色
溶解,
滤液
②
取少量滤液于试管中,
生成白色沉淀
滤液含 Cl-
③
干燥白色晶体,
白色晶体 是苯甲酸
(4)纯度测定:称取 1.220 g 产品,配成 100 mL 苯甲酸溶液,移取 25.00 mL 溶
液,滴定,消耗 KOH 的物质的量为 2.40×10-3mol。产品中苯甲酸质量分数的
解析:(1)由于草酸根中 C 元素为+3 价,而生成物中二氧化碳、碳酸钾中 C 元素为+4 价,一氧化碳中 C 元素为+2 价,反应前后存在着化合价的变化。由 题意铁元素不可能以三价形式存在,说明铁的化合价一定发生变化,由铁的 常见化合价变化不难得出会降低,可能为 0 价或+2 价。(2)设计实验步骤时 要注意铁和氧化亚铁均与盐酸反应生成亚铁离子,均与硝酸反应生成铁离 子,也就是说铁的存在会干扰氧化亚铁的检验,所以设计实验要充分考虑两 者性质的差异性。检验氧化亚铁时,一定要用硫酸铜溶液除去铁,排除铁对 氧化亚铁检验的干扰。
4.答案:(1)只含 Fe 只含 FeO 同时含有 Fe 和 FeO
(2)
实验步骤
预期现象与结论
步骤 1:取适量固体产物于试管中,加入足量蒸
馏水,充分振荡使 K2CO3 完全溶解。分离不溶 固体产物部分溶解 固体与溶液,用蒸馏水充分洗涤不溶固体
若有气泡产生,说明固体
步骤 2:取步骤 1 固体少许,将固体产物加入 1.0 产物中含有单质铁,则假
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(1)提出合理假设
假设 1:
;假设 2:
;假设 3:
。
(2)设计实验方案证明你的假设
(3)实验过程
根据(2)中方案进行实验。按下表的格式写出实验步骤、预期现象与结论。
实验步骤
预期现象与结论
步骤 1:
步骤 2:
步骤 3:
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(1)若溶液褪色,则假设 1 成立; (2)若溶液不褪色,则假设 2 或 3 成立
步骤 3:向 B 试管中加入淀粉 KI 溶液,振荡试管
(1)若溶液变蓝色,则假设 3 成立; (2)若溶液不变蓝色,结合步骤 2 中的(2),则 假设 2 成立
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解析:(1)还可能的离子有 ClO-或者 SO32-,由于二者易发生氧化还原反应,因 此只可能是其中的一种或者两种均无,故假设 3 只存在 ClO-。(2)只需检验 溶液中 SO32-和 ClO-的存在即可。SO32-的检验可结合其还原性,用强氧化剂 氧化即可检验出;ClO-有强氧化性,选择一种反应有明显现象的还原剂即可 完成检验。
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3.(2019 高考广东化学卷部分)某研究小组用 MnO2 和浓盐酸制备 Cl2时,利
用刚吸收过少量 SO2 的 NaOH 溶液对其尾气进行吸收处理。吸收尾气一
段时间后,吸收液(强碱性)中肯定存在 Cl-、OH-和 SO42-,请设计实验,探究该 吸收液中可能存在的其他阴离子(不．考．虑．空气中 CO2 的影响)。
(1)提出合理假设。
假设 1:只存在 SO32-;假设 2:既不存在 SO32-,也不存在 ClO-;
假设 3:
。
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(2)设计实验方案,进行实验。请写出实验步骤以及预期现象和结论。限．选．
实验试剂:3 mol·L-1H2SO4、1 mol·L-1NaOH、0.01 mol·L-1KMnO4,淀粉 KI 溶液、紫色石蕊试液。
若最终溶液显红色,说明固体产 物中含有 FeO,则假设 2 或假设 3 成立,若溶液不显红色,则假设 1 或假设 3 成立
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解析:(1)Ba(OH)2 属于强碱,易吸收空气中的水蒸气和 CO2 形成难溶的
BaCO3 沉淀,因此长时间暴露在空气中时,Ba(OH)2 就有可能转化为 BaCO3。
实验步骤
预期现象和结论
步 骤 1: 取 少 量 吸 收 液 于 试 管 中 , 滴 加 3 mol·L-1H2SO4 至溶液呈酸性,然后将所得溶液分置 于 A、B 试管中 步骤 2: 步骤 3:
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3.答案:(1)只存在 ClO-
(2)
步骤 2:向 A 试管中加入 0.01 mol·L-1 的 KMnO4 溶液,振荡试 管
成分检验。在下表中写出实验步骤、预期现象和结论。(不．考．虑．结晶水的
检验;室温时 BaCO3饱和溶液的 pH=9.6)
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限．选．试剂及仪器:稀盐酸、稀硫酸、NaOH 溶液、澄清石灰水、pH 计、烧 杯、试管、带塞导气管、滴管
实验步骤
预期现象和结 论
步骤 1:取适量试剂于洁净烧杯中,加入足量蒸馏水,充分搅拌, 静置,过滤,得滤液和沉淀 步骤 2:取适量滤液于试管中,滴加稀硫酸
步骤 3:取适量步骤 1 中的沉淀于试管中,
③加热使
(4)2.40×10-3×122×4×100% 0.96
1.220
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解析:(1)有机相和水相是不互溶的,分离操作是分液;互溶的有机相要 得到纯净有机物一般方法为蒸馏。(2)从题给信息苯甲酸为白色固体可知,A 为甲苯,B 为苯甲酸;检验苯的同系物可以利用使酸性高锰酸钾溶液褪色来 定性检验。(3)由实验现象得到白色晶体和无色溶液可知,①中操作为固液 分离操作;检验 Cl-应该用硝酸酸化的硝酸银溶液;由题给信息,应该用检测 熔点来检验物质的成分。(4)由题意可知,苯甲酸和 NaOH 按物质的量 1∶1 反应,故原样品中含有苯甲酸的物质的量是取用 25.00 溶液时消耗 NaOH 的 物质的量的 4 倍,由此可计算出样品中苯甲酸的质量分数。