高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 專題講座5 綜合實(shí)驗(yàn)題解題策略教師用書(shū) 新人教版
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專題講座(五)綜合實(shí)驗(yàn)題解題策略構(gòu)成要素解題策略1制備型實(shí)驗(yàn)題解題程序(1)巧審題,明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮驮?。?shí)驗(yàn)原理可從題目所給實(shí)驗(yàn)?zāi)康慕Y(jié)合有關(guān)知識(shí)獲取,綜合考慮,促進(jìn)制備主反應(yīng),消除控制副反應(yīng)。遵循可行、簡(jiǎn)捷、安全性原則,確定符合目的要求的制取、提純方案。(2)善思考,理清操作步驟的先后順序。根據(jù)方案中方法步驟,把握各步操作的要領(lǐng)、目的和原理,理清制備后除雜提純操作的先后關(guān)系與原理。(3)看圖表,認(rèn)識(shí)各裝置的作用,分析圖中各項(xiàng)裝置,并結(jié)合實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮驮?,分析裝置作用,舉一反三,分析缺少裝置的可能后果,表格中信息如何控制運(yùn)用落實(shí)。(4)悟規(guī)律,得出正確的結(jié)論,實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)(現(xiàn)象)是化學(xué)原理的外在表現(xiàn),分析現(xiàn)象(或數(shù)據(jù)),找出影響實(shí)驗(yàn)成敗的關(guān)鍵因素,產(chǎn)生誤差的原因,進(jìn)行必要的推導(dǎo)與計(jì)算。2探究型實(shí)驗(yàn)的基本程序(1)解答探究型實(shí)驗(yàn)題的基本程序可用以下流程圖表示:提出問(wèn)題要提出問(wèn)題,首先得發(fā)現(xiàn)問(wèn)題,對(duì)題給信息進(jìn)行對(duì)比、質(zhì)疑,通過(guò)思考提出值得探究的問(wèn)題。此外,實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的特殊現(xiàn)象也是發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、提出問(wèn)題的重要契機(jī)。 提出猜想所謂猜想就是根據(jù)已有知識(shí)對(duì)問(wèn)題的解決提出的幾種可能的情況。有一些問(wèn)題,結(jié)論有多種可能(這就是猜想),只能通過(guò)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證。設(shè)計(jì)驗(yàn)證方案提出猜想后,就要結(jié)合題給條件,設(shè)計(jì)出科學(xué)、合理、安全的實(shí)驗(yàn)方案,對(duì)可能的情況進(jìn)行探究。實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中,關(guān)鍵點(diǎn)是對(duì)試劑的選擇和實(shí)驗(yàn)條件的調(diào)控。觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,得出結(jié)論根據(jù)設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方案,根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象進(jìn)行推理分析或計(jì)算分析得出結(jié)論。(2)整體思路明確目標(biāo),根據(jù)題目要求,找出該題需要解決的最終目標(biāo)。分析問(wèn)題,根據(jù)上述目標(biāo),結(jié)合題目所給信息,分析解決該問(wèn)題可能涉及的所學(xué)知識(shí),即利用所學(xué)知識(shí),分析解決該問(wèn)題。注意細(xì)節(jié),在解決該類問(wèn)題時(shí),注意分析實(shí)驗(yàn)原理是否正確可行,實(shí)驗(yàn)操作是否安全合理,實(shí)驗(yàn)步驟是否簡(jiǎn)單方便,實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是否突出明顯。典題導(dǎo)航(2017重慶一中模擬)二價(jià)鉻不穩(wěn)定,極易被氧氣氧化。醋酸亞鉻水合物Cr(CH3COO)222H2O,相對(duì)分子質(zhì)量為376是一種深紅色晶體,不溶于冷水和醚,易溶于鹽酸,是常用的氧氣吸收劑。實(shí)驗(yàn)室以鋅粒、CrCl3溶液、醋酸鈉溶液和鹽酸為主要原料制備醋酸亞鉻水合物,其裝置如圖所示: 【導(dǎo)學(xué)號(hào):95812277】制備過(guò)程中發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)或離子反應(yīng):Zn2HCl=ZnCl2H2;2CrCl3Zn=2CrCl2ZnCl2;2Cr24CH3COO2H2O=Cr(CH3COO)222H2O。請(qǐng)回答下列問(wèn)題:(1)儀器A的名稱是_,所盛裝的試劑是_。(2)本實(shí)驗(yàn)中配制所用溶液的蒸餾水都需事先煮沸,原因是_。(3)儀器D的主要作用是_。(4)實(shí)驗(yàn)生成H2后,為使生成的CrCl2溶液與CH3COONa溶液順利混合,應(yīng)_(填“打開(kāi)”或“關(guān)閉”,后同)閥門(mén)1、_閥門(mén)2。(5)本實(shí)驗(yàn)中鋅粒須過(guò)量,其原因是_。(6)已知其他反應(yīng)物足量,實(shí)驗(yàn)時(shí)取用的CrCl3溶液中含溶質(zhì)6.34 g,實(shí)驗(yàn)后得干燥純凈的Cr(CH3COO)222H2O 5.64 g,所得產(chǎn)品的產(chǎn)率為_(kāi)。(7)若使用該裝置制備Fe(OH)2,且能較長(zhǎng)時(shí)間看到Fe(OH)2 白色沉淀現(xiàn)象。則在儀器A、B、C中應(yīng)裝入的試劑依次為_(kāi)、_、_(填化學(xué)式)。【解題思路】解析先向三頸燒瓶B中加入過(guò)量的Zn(產(chǎn)生足量的氫氣將空氣排出,且產(chǎn)生足夠的壓力把三頸燒瓶B中的液體壓入三頸燒瓶C中;充分還原CrCl3),關(guān)閉閥門(mén)1,打開(kāi)閥門(mén)2,通過(guò)分液漏斗加入稀鹽酸,產(chǎn)生的氫氣排出三頸燒瓶B、三頸燒瓶C及導(dǎo)管中的空氣。再滴入CrCl3溶液使其與Zn反應(yīng)生成CrCl2;然后打開(kāi)閥門(mén)1,關(guān)閉閥門(mén)2,三頸燒瓶B中的液體在氫氣的壓力下被壓入三頸燒瓶C中,CrCl2與CH3 COONa反應(yīng)生成Cr(CH3COO)222H2O。(2)二價(jià)鉻不穩(wěn)定,極易被氧氣氧化,故除用氫氣排除裝置中的空氣(O2)外,配制鹽酸、CrCl3溶液和醋酸鈉溶液時(shí)所用的蒸餾水需要加熱除去氧氣。(3)為防止裝置外的空氣(O2)進(jìn)入裝置,右端燒杯盛水起液封作用。(6)根據(jù)關(guān)系式2CrCl3Cr(CH3COO)222H2O,理論產(chǎn)品質(zhì)量為mCr(CH3COO)222H2O376 g/mol7.52 g,產(chǎn)率為100%75%。(7)若以相同原理制Fe(OH)2,分液漏斗中盛放稀硫酸、三頸燒瓶B中盛放鐵粉、三頸燒瓶C中盛放氫氧化鈉溶液,可制得Fe(OH)2。答案(1)分液漏斗鹽酸與CrCl3溶液(2)去除水中溶解的氧氣,防止二價(jià)鉻被氧化(3)盛水,防止空氣(O2)進(jìn)入裝置(4)打開(kāi)關(guān)閉(5)與CrCl3充分反應(yīng)得到CrCl2產(chǎn)生足量的H2,將裝置中的空氣排盡,將CrCl2溶液壓入三頸燒瓶C中,使其與CH3COONa溶液反應(yīng)(混合)(6)75%(7)稀H2SO4FeNaOH對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練氮化鋁(AlN)是一種新型無(wú)機(jī)材料,廣泛應(yīng)用于集成電路生產(chǎn)領(lǐng)域。某化學(xué)研究小組利用氮?dú)?、氧化鋁和活性炭制取氮化鋁,設(shè)計(jì)如圖所示實(shí)驗(yàn)裝置(部分夾持裝置已略去)。請(qǐng)回答下列問(wèn)題:(1)實(shí)驗(yàn)中用飽和NaNO2溶液與NH4Cl溶液反應(yīng)制取氮?dú)獾幕瘜W(xué)方程式為_(kāi)。(2)檢查裝置氣密性的方法是_。(3)裝置C中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi),該反應(yīng)的氧化劑為_(kāi)。(4)上述裝置存在嚴(yán)重問(wèn)題,請(qǐng)說(shuō)明改進(jìn)的辦法:_。(5)反應(yīng)結(jié)束后,某同學(xué)用圖所示裝置測(cè)定氮化鋁樣品中氮化鋁的質(zhì)量分?jǐn)?shù)(實(shí)驗(yàn)中導(dǎo)管體積忽略不計(jì))。已知:氮化鋁和NaOH溶液反應(yīng)生成NaAlO2和氨氣。圖 圖實(shí)驗(yàn)的正確操作步驟為_(kāi)(填字母)。a向錐形瓶中加入適量的AlN樣品b從分液漏斗中向錐形瓶中加入過(guò)量的NaOH溶液c檢驗(yàn)裝置的氣密性d測(cè)定收集到的水的體積廣口瓶中的試劑X最好選用_(填字母)。a汽油B酒精c植物油 DCCl4廣口瓶中的液體沒(méi)有裝滿,則實(shí)驗(yàn)測(cè)得NH3的體積將_(填“偏大”、“偏小”或“不變”)。若實(shí)驗(yàn)中測(cè)得樣品的質(zhì)量為w g,氨氣的體積為a L(標(biāo)準(zhǔn)狀況下),則樣品中AlN的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為_(kāi)(填表達(dá)式)。有人用圖裝置進(jìn)行同樣的實(shí)驗(yàn),通過(guò)測(cè)定燒杯中試劑的增重來(lái)確定樣品中AlN的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。你認(rèn)為_(kāi)(填“可行”或“不可行”)。原因是_。改進(jìn)的方法為_(kāi)(若認(rèn)為“可行”,此空不需作答)。解析(1)飽和NaNO2溶液與NH4Cl溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式為NaNO2NH4ClNaClN22H2O。(3)在裝置C中利用氮?dú)?、氧化鋁和活性炭制取氮化鋁,反應(yīng)的化學(xué)方程式為Al2O33CN22AlN3CO,該反應(yīng)中氮元素由0價(jià)變?yōu)?價(jià),故氮?dú)鉃檠趸瘎?4)在裝置末端必須添加對(duì)有毒氣體進(jìn)行尾氣處理的裝置,防止污染空氣。(5)常規(guī)操作步驟:檢查裝置氣密性裝藥品(先加入固體,后加入液體)收集氣體等。試劑X起液封作用,要求不溶于水,密度比水小且難揮發(fā),因?yàn)橐讚]發(fā)的試劑對(duì)測(cè)定氨氣的體積有影響,則符合條件的為植物油。溫度相同時(shí),利用排液法測(cè)量液體的體積,進(jìn)而測(cè)定氨氣的體積,所以廣口瓶中有氣體對(duì)測(cè)定氨氣的體積無(wú)影響。根據(jù)化學(xué)方程式AlNNaOHH2O=NaAlO2NH3知,氨氣與AlN的物質(zhì)的量相等,為mol,則樣品中AlN的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為%。氨氣極易溶于水,不能直接通入稀硫酸中,應(yīng)接防倒吸裝置。答案(1)NaNO2NH4ClNaClN22H2O(2)關(guān)閉分液漏斗的活塞,使裝置處于密閉體系,在干燥管D的末端連接一導(dǎo)管,將導(dǎo)管插入裝滿水的燒杯中,用酒精燈微熱蒸餾燒瓶,導(dǎo)管口有氣泡冒出,撤掉酒精燈,導(dǎo)管內(nèi)上升一段水柱,且一段時(shí)間內(nèi)水柱不下降,證明氣密性良好;否則,裝置漏氣(3)Al2O33CN22AlN3CON2(4)在干燥管D的末端連接一個(gè)尾氣處理裝置(5)cabdc不變%不可行氨氣極易溶于水,易發(fā)生倒吸現(xiàn)象,且錐形瓶中的氨氣不能被硫酸完全吸收,導(dǎo)致誤差較大燒杯中導(dǎo)管的末端接一倒扣的漏斗來(lái)吸收氨氣、增加一個(gè)向錐形瓶中鼓氣的裝置(或其他合理答案)- 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