化學(xué)綜合實(shí)驗(yàn)題歸納與備考
化學(xué)綜合實(shí)驗(yàn)題歸納與備考
高考綜合實(shí)驗(yàn)題知識(shí)容量大、命題素材新、考查角度廣，主要考查實(shí)驗(yàn)儀器辨識(shí)、實(shí)驗(yàn)操作分析、實(shí)驗(yàn)原理分析、實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)及實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理等，試題具有一定的綜合性，把握不住解題方向就無(wú)法得高分。
化學(xué)綜合實(shí)驗(yàn)題考點(diǎn)歸納與解題技巧
考點(diǎn)一：實(shí)驗(yàn)儀器辨識(shí)
實(shí)驗(yàn)儀器辨識(shí)，主要考查實(shí)驗(yàn)儀器的名稱、規(guī)格、使用。解答此類試題，一要熟悉常見(jiàn)實(shí)驗(yàn)儀器，二要區(qū)分相似實(shí)驗(yàn)儀器，三要注意陌生實(shí)驗(yàn)儀器。
如相似實(shí)驗(yàn)儀器，燒瓶：蒸餾燒瓶、圓底燒瓶、三頸燒瓶;漏斗：普通漏斗、分液漏斗、滴液漏斗;冷凝管：球形冷凝管、直形冷凝管、蛇形冷凝管;滴定管：酸式滴定管、堿式滴定管。
2017年新課標(biāo)全國(guó)卷Ⅰ、2014年重慶卷考查了直形冷凝管;2016年四川卷、2016年浙江卷考查了干燥管;2013年新課標(biāo)全國(guó)卷Ⅱ考查了滴液漏斗;2011年浙江卷考查了三頸燒瓶。燒瓶
漏斗
冷凝管
考點(diǎn)二：實(shí)驗(yàn)操作分析
實(shí)驗(yàn)操作分析，主要考查實(shí)驗(yàn)操作的目的或作用。解答此類試題，要注意歸納常見(jiàn)實(shí)驗(yàn)操作的作用及目的，如氧化、調(diào)節(jié)pH、控制溫度、洗滌等。
2017年新課標(biāo)全國(guó)卷Ⅱ考查分解水泥樣品時(shí)加入硝酸的作用及考查配制Na2S2O3溶液時(shí)蒸餾水煮沸、冷卻的目的;2016年新課標(biāo)全國(guó)卷Ⅲ考查使用乙醇洗滌過(guò)氧化鈣的目的等。下面為考生總結(jié)一些常見(jiàn)實(shí)驗(yàn)操作可能的目的。
1.調(diào)節(jié)pH：①調(diào)節(jié)溶液的酸堿性，抑制某些離子水解或使某些金屬離子形成氫氧化物沉淀;②“酸作用”還可除去氧化物(膜);③“堿作用”還可除去油污，除去鋁片氧化膜，溶解鋁、二氧化硅等;④為某些特定的氧化還原反應(yīng)提供所需的酸性條件(或堿性條件)。
2.控制溫度：①防止副反應(yīng)的發(fā)生;②使化學(xué)平衡發(fā)生移動(dòng)，控制化學(xué)平衡移動(dòng)的方向;③控制固體的溶解與結(jié)晶;④控?制反應(yīng)速率，使催化劑達(dá)到最大活性;⑤升溫，促進(jìn)溶液中的氣體逸出或使某物質(zhì)達(dá)到沸點(diǎn)揮發(fā);⑥加熱煮沸，促進(jìn)水解，聚沉后利于過(guò)濾分離;⑦趁熱過(guò)濾，防止某些物質(zhì)因降溫而析出;⑧降溫，防止物質(zhì)在高溫下分解或揮發(fā)，同時(shí)降溫可以減少能源成本，降低對(duì)設(shè)備的要求。
3.洗滌：①水洗，通常是為了除去晶體表面水溶性的雜質(zhì);②“冰水洗滌”，能洗去晶體表面水溶性的雜質(zhì)，且減少晶體在洗滌過(guò)程中的溶解損耗;③用特定有機(jī)試劑洗滌晶體，是為了洗去晶體表面的雜質(zhì)，降低晶體的溶解度，減少損耗等。
考點(diǎn)三：實(shí)驗(yàn)原理分析
實(shí)驗(yàn)原理分析，主要考查實(shí)驗(yàn)流程中核心反應(yīng)的化學(xué)方程式或離子方程式的書(shū)寫(xiě)。實(shí)驗(yàn)原理一般可從如下兩個(gè)途徑獲知：①實(shí)驗(yàn)流程中物質(zhì)的進(jìn)與出;②實(shí)驗(yàn)探究中物質(zhì)的驗(yàn)證。
此類試題可以等效為新情境下方程式的書(shū)寫(xiě)，可運(yùn)用三大守恒(得失電子守恒、電荷守恒、原子守恒)進(jìn)行缺項(xiàng)物質(zhì)的確定及方程式的配平。
例如，2017年新課標(biāo)全國(guó)卷Ⅲ基于硫酸亞鐵的分解產(chǎn)物探究考查硫酸亞鐵高溫分解的化學(xué)方程式的書(shū)寫(xiě);2016年新課標(biāo)全國(guó)卷Ⅲ基于制備CaO2的實(shí)驗(yàn)流程考查化學(xué)方程式的書(shū)寫(xiě)。
考點(diǎn)四：實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)
實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)，主要考查實(shí)驗(yàn)裝置的連接、實(shí)驗(yàn)步驟的排序、實(shí)驗(yàn)步驟的補(bǔ)充、實(shí)驗(yàn)裝置的評(píng)價(jià)、實(shí)驗(yàn)裝置的改進(jìn)以及設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案或?qū)嶒?yàn)步驟來(lái)驗(yàn)證物質(zhì)的性質(zhì)等。
解答此類試題，應(yīng)依據(jù)實(shí)驗(yàn)原理(化學(xué)方程式)中反應(yīng)物及制備物質(zhì)的狀態(tài)、用量來(lái)選擇合適的儀器;應(yīng)按照物質(zhì)制備→純化→性質(zhì)探究或驗(yàn)證→環(huán)保處理的順序組裝儀器。
例如，2017年新課標(biāo)全國(guó)卷Ⅲ考查測(cè)定綠礬中結(jié)晶水含量實(shí)驗(yàn)步驟的排序;2016年新課標(biāo)全國(guó)卷Ⅰ考查氨氣的制備的裝置連接;2016年新課標(biāo)全國(guó)卷Ⅲ考查過(guò)氧化鈣的制備工藝優(yōu)點(diǎn)及產(chǎn)品缺點(diǎn)。
考點(diǎn)五：實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理
實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理，主要考查基于實(shí)驗(yàn)原理的定量計(jì)算及誤差分析。
解答此類試題，一要熟悉常見(jiàn)定量計(jì)算中的幾個(gè)概念，包括質(zhì)量分?jǐn)?shù)、純度、產(chǎn)率、轉(zhuǎn)化率等;
二要清楚幾種常見(jiàn)的滴定分析原理，如酸堿中和滴定、氧化還原反應(yīng)滴定、沉淀滴定及配位滴定等;
三要結(jié)合實(shí)驗(yàn)原理中化學(xué)方程式找出定量關(guān)系，特別是多步反應(yīng)中，找出已知量和未知量之間的關(guān)系式。
例如，2017年新課標(biāo)全國(guó)卷Ⅰ考查甘氨酸樣品中氮的質(zhì)量分?jǐn)?shù)及樣品的純度計(jì)算;2017年新課標(biāo)全國(guó)卷Ⅱ考查基于氧化還原反應(yīng)滴定計(jì)算水泥樣品中鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。
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典型例題分析
【典例】
某學(xué)習(xí)小組用凱氏定氮法(Kjeldahl method)來(lái)測(cè)定農(nóng)產(chǎn)品中氮的含量，測(cè)定過(guò)程如下：
?、?用熱濃硫酸處理0.25 g谷物樣品，把有機(jī)氮轉(zhuǎn)化為銨鹽。
?、?用如圖所示裝置處理上述銨鹽(夾持裝置略去)。
1.H2O 2.玻璃管 3.足量濃NaOH溶液 4.銨鹽樣品 5.25.00 mL 0.10 mol·L-1硫酸 6.冰水混合物
回答下列問(wèn)題：
(1)實(shí)驗(yàn)前要檢驗(yàn)B裝置的氣密性，具體操作為
(2)盛放濃氫氧化鈉溶液的儀器名稱為 ;玻璃管2的作用是 ;圓底燒瓶中碎瓷片的作用是 。
(3)將“谷物處理后所得的銨鹽”加入三頸燒瓶中，打開(kāi)玻璃塞、旋開(kāi)K2，加入足量濃氫氧化鈉溶液，關(guān)閉K2，打開(kāi)K1，點(diǎn)燃酒精燈使水蒸氣進(jìn)入B裝置。
?、貰裝置中反應(yīng)的離子方程式為 。
?、贑裝置中冰水混合物的作用是
?、?滴定、計(jì)算氮的含量。
(4)取下錐形瓶，加入指示劑，用0.10 mol·L-1的NaOH溶液滴定，重復(fù)滴定3次，平均消耗19.30 mL NaOH溶液。
?、僭摰味ǖ闹甘緞?yīng)選擇 。
a.甲基橙
b.酚酞
c.甲基橙或酚酞
②該谷物樣品中氮的百分含量為 。(保留2位小數(shù))
解析
(1)用微熱法檢驗(yàn)裝置B的氣密性，實(shí)驗(yàn)操作為：關(guān)閉K1、K2，錐形瓶中加水浸沒(méi)導(dǎo)管，微熱三頸燒瓶，錐形瓶?jī)?nèi)的導(dǎo)管口產(chǎn)生氣泡，撤離熱源后，錐形瓶?jī)?nèi)的導(dǎo)管倒吸一段水柱，水柱不下降，說(shuō)明氣密性良好。
(2)盛放濃NaOH溶液的儀器為分液漏斗，玻璃管2與外界大氣相通，起著平衡壓強(qiáng)的作用，避免B中壓強(qiáng)過(guò)大;碎瓷片的作用是防止加熱時(shí)溶液暴沸。
(3)①B裝置中濃NaOH溶液與銨鹽反應(yīng)的離子方程式為NH+4+OH-=△NH3↑+H2O。
②C裝置中硫酸的作用是吸收氨氣，冰水混合物的作用是降低溫度，使氨氣被充分吸收。
(4)①錐形瓶中為硫酸和硫酸銨溶液，NaOH溶液滴定溶液中的硫酸，達(dá)到滴定終點(diǎn)時(shí)溶液呈酸性，因此選擇甲基橙作指示劑。
?、诟鶕?jù)滴定原理，n(H2SO4)=1/2n(NaOH)=1/2×0.10 mol·L-1×0.019 30 L=0.000 965 mol，則生成的n(NH3)=2\n(H2SO4)總-n(H2SO4)=2×(0.10 mol·L-1×0.025 00 L-0.000 965 mol)=0.003 07 mol，根據(jù)氮元素守恒，則該谷物樣品中氮的百分含量為0.003 07 mol×14 g· mol-1÷0.25 g×100%=17.19%。
答案
(1)關(guān)閉K1、K2，錐形瓶中加水浸沒(méi)導(dǎo)管，微熱三頸燒瓶，錐形瓶?jī)?nèi)的導(dǎo)管口產(chǎn)生氣泡，撤離熱源后，錐形瓶?jī)?nèi)的導(dǎo)管倒吸一段水柱，水柱不下降，說(shuō)明氣密性良好
(2)分液漏斗 避免B中壓強(qiáng)過(guò)大 防止溶液暴沸
(3)①NH+4+OH- =△NH3↑+H2O
?、诮档蜏囟?，使氨氣被充分吸收
(4)①a (1分) ②17.19%
【試題點(diǎn)評(píng)】
本題是模仿2017年新課標(biāo)全國(guó)卷Ⅰ，圍繞“凱氏定氮法”設(shè)置的一道綜合實(shí)驗(yàn)題，考生對(duì)試題中的新信息“凱氏定氮法”較為陌生，知識(shí)起點(diǎn)高，但試題設(shè)問(wèn)比較常規(guī)，考查落點(diǎn)低。例如，裝置的氣密性檢查、長(zhǎng)直導(dǎo)管的平衡氣壓作用、碎瓷片的防暴沸作用、酸堿中和滴定中指示劑的選擇，這些知識(shí)都能從教材中找到原型。但本題中滴定原理比一般酸堿中和滴定有所創(chuàng)新，其實(shí)質(zhì)是NaOH溶液滴定用于吸收NH3后剩余的硫酸，定量計(jì)算的依據(jù)為n(NaOH)+n(NH3)=2n(H2SO4)，同時(shí)要注意數(shù)據(jù)處理時(shí)，與題干中數(shù)據(jù)精確度保持一致。
高三生如何安排備考時(shí)間
剛才她提到了自己的學(xué)習(xí)習(xí)慣，但是其實(shí)我覺(jué)得每個(gè)人的學(xué)習(xí)習(xí)慣都不一樣?；丶夷阋膊荒苷f(shuō)，不能回家就跟你爸說(shuō)，我今天去聽(tīng)那講座了，人家說(shuō)了人家晚上十點(diǎn)鐘就上床睡覺(jué)。不一樣，每個(gè)人是不一樣的。我再給你說(shuō)一個(gè)例子你就傻眼了。我們班有一個(gè)女孩兒，到高考之前的時(shí)候她跟我說(shuō)，高考之前大概有半個(gè)月吧，她說(shuō)“老師，我想回家復(fù)習(xí)了。”然后我說(shuō)“怎么了?”很好的一個(gè)孩子，她怎么就想回家復(fù)習(xí)去了呢?我想她堅(jiān)持。我不建議你考試之前你就回家，其實(shí)我覺(jué)得同學(xué)之間在一起，那種拼搏，那種打拼的勁頭，比你自己在家坐著要好。有的同學(xué)回家了，然后給我打電話說(shuō)“老師我在家挺難受的。我坐著歇一會(huì)就想，教室里他們?cè)谄疵鼘W(xué)呢，我想著想著心里就覺(jué)得不舒服。等我學(xué)著學(xué)著吧，我又覺(jué)得，哎呀學(xué)的太辛苦了。”有同學(xué)之間相互支撐著，我教歷史的，那時(shí)候強(qiáng)調(diào)人的那種精神的力量。其實(shí)高三這一年精神的力量我覺(jué)得很重要，那個(gè)孩子為什么她要請(qǐng)假回家呢?她說(shuō)老師，我覺(jué)得在學(xué)校太浪費(fèi)時(shí)間了。你猜她覺(jué)得什么浪費(fèi)時(shí)間。我們那時(shí)候課間是十分鐘，她說(shuō)她覺(jué)得課間休息的十分鐘太長(zhǎng)了。她說(shuō)在家學(xué)習(xí)的話如果學(xué)累了，她是租的房子，她說(shuō)我那屋子很簡(jiǎn)單，什么都沒(méi)有，沒(méi)有電腦沒(méi)有電視，然后就坐在那個(gè)桌前，還可以看看操場(chǎng)，觀察著其他人，她說(shuō)我這一個(gè)月我都學(xué)瘋了，我都學(xué)傻了，我的成績(jī)?cè)趺催€不好。你根本不用抱怨，你還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，你想想你為了將來(lái)整個(gè)人生打拼的話，你這才二百多天，現(xiàn)在的二百九十一天不值得嗎?太值得了。為了以后輝煌美好的一個(gè)未來(lái)。她這里面有一個(gè)很大的提示是什么呢?你們要聽(tīng)，作為一個(gè)老師，我這樣建議你們，你們絕對(duì)要好好聽(tīng)課，有的孩子在學(xué)校不好好聽(tīng)課，回家了就去補(bǔ)課，有的家長(zhǎng)找中介，找老師給孩子補(bǔ)課。有的家長(zhǎng)還打電話說(shuō)“老師啊，你別告訴孩子，一個(gè)月扣多少錢(qián)什么的，我不心疼錢(qián)。”我說(shuō)你就應(yīng)該告訴他，他在教室里面就不好好上課，教室里面的課其實(shí)加一加算一算一節(jié)課才幾毛錢(qián)，他不好好聽(tīng)，其實(shí)政府是有投入的，他不理解，非要去補(bǔ)那個(gè)六七百塊錢(qián)，七八百塊錢(qián)一節(jié)課的。所以我說(shuō)一定要好好聽(tīng)課，我告訴你怎么就能精神了，你就想著，我這一節(jié)課，值八百塊錢(qián)，你再不好好讀，你就得上外面補(bǔ)去了，對(duì)吧?你一定要好好聽(tīng)課，不要太狂傲。有學(xué)生寫(xiě)完總結(jié)之后回來(lái)就跟我說(shuō)，說(shuō)老師我就覺(jué)得老師那點(diǎn)兒東西。你聽(tīng)一下，二中的學(xué)生哪個(gè)不比老師有出息啊?都比老師出息。我說(shuō)你要是不比我出息的話那你就不應(yīng)該，不可能進(jìn)二中啊。青出于藍(lán)而勝于藍(lán)這么個(gè)道理。但是術(shù)業(yè)有專攻啊，老師他研究這個(gè)學(xué)科多少年?所以他有他的經(jīng)驗(yàn)，所以你應(yīng)該認(rèn)認(rèn)真真的好好的去學(xué)，你應(yīng)該如饑似渴的，睜大你的眼睛，下課的時(shí)候再去瘋?cè)ネ娑夹校矣X(jué)得聽(tīng)課很重要。
第二個(gè)我說(shuō)的是什么呢?你真應(yīng)該讓你的父母，你說(shuō)，你告訴我，有一個(gè)學(xué)生他哭了，說(shuō)老師我不學(xué)了，我說(shuō)你學(xué)到什么程度了，你學(xué)到什么程度就可以了，我告訴你你學(xué)到你讓你的爸媽心疼，說(shuō)女兒啊，很晚了，別學(xué)了。另個(gè)孩子，有一天晚上就吐了，特惡心，她因?yàn)樽⌒Ｂ?，她在家外地。她說(shuō)老師我難受了，我說(shuō)送去醫(yī)院，后來(lái)大夫說(shuō)，其實(shí)大夫的意思是她疲勞過(guò)度，所以出現(xiàn)惡心，嘔吐。她是學(xué)累的。你想啊，這樣的孩子你爸媽怎么可能還說(shuō)“孩子你怎么這么不努力呢?這么不上進(jìn)呢?”她爸爸到醫(yī)院了我才回家，她爸爸在醫(yī)院等著，我在那看著她爸爸說(shuō)“閨女，你不能再這么學(xué)了。”讓你爸媽心疼，你就學(xué)到份上了。你就可以了。OK了。這樣的話你就有一個(gè)退路了。說(shuō)我沒(méi)有考上我爸媽希望的學(xué)校，但是我考上我自己喜歡的系喜歡的專業(yè)了。你爸媽不會(huì)說(shuō)“白對(duì)你好了，白供你吃喝了，一點(diǎn)用都沒(méi)有。一點(diǎn)都不長(zhǎng)進(jìn)。”他不會(huì)這么說(shuō)，其實(shí)是給你自己留的一條退路。這是一個(gè)建議。
第三個(gè)，其實(shí)在考前一周的時(shí)候，孩子應(yīng)該做這種高考之前的，按照高考時(shí)間安排的模擬題訓(xùn)練，而且不要讓他熬得太晚。按照高考這個(gè)時(shí)間來(lái)走。逐漸的慢慢的改變生物鐘。這點(diǎn)你來(lái)做，不能晚上你出去喝酒了，回來(lái)就問(wèn)兒子學(xué)的怎么樣了，不是那么回事兒，其實(shí)我覺(jué)得你的再多行動(dòng)都有意義，包括說(shuō)你在客廳他在房間，你看著孩子亮著燈，這就對(duì)了，我們可以適當(dāng)?shù)奶嵝岩幌潞⒆?，該休息了，慢慢的往前調(diào)，你的生物鐘，高考之前，調(diào)到什么呢?調(diào)到你的興奮點(diǎn)剛好在高考的時(shí)間那，而且是什么樣的時(shí)間做什么樣的題，而且是上午做，要讓他興奮，我覺(jué)得這一點(diǎn)很重要。
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