２００６年高考化學實驗八大熱點掃描
2006-12-31 00:00:00柴勇王敏
化學教學 2006年12期
文章編號：1005－6629(2006)12－0043－04中圖分類號：G424.74文獻標識碼：B
1化學常用儀器的主要用途和使用方法
考查學生在實驗中是否注意儀器的規格;給出限定的儀器、藥品和規定的操作步驟，要求完成某項實驗操作；考查常見儀器的使用和正確操作的辨別。
例1.（上海高考第18題）右圖是氣體制取裝置，下列能用此裝置制取氣體并能“隨開隨用、隨關隨停”的是（）
A.大理石和稀硫酸制取二氧化碳
B.鋅粒和稀硫酸制氫氣
C.濃鹽酸和二氧化錳制取氯氣
D.電石和水制取乙炔
解析：右圖為簡易的啟普發生器，能用此裝置制取氣體并能“隨開隨用、隨關隨停”的條件是：①反應為固液不加熱制氣；②反應放熱不明顯；③反應過程中固體不能粉化。大理石和稀硫酸反應生成微溶的CaSO4附著在固體表面，阻止反應；濃鹽酸和二氧化錳制取氯氣需加熱；電石和水制取乙炔反應劇烈，放熱明顯且反應過程中電石粉化。答案：B。
2化學實驗基本操作
考查學生正確的化學實驗基本操作方法和辨別錯誤操作的能力。
例2.（重慶理綜第6題）下列做法正確的是()
A.將濃硝酸保存在無色玻璃瓶中
B.用鑷子取出白磷并置于水中切割
C.把氯酸鉀制氧氣后的殘渣倒入垃圾桶
D.氫氣還原氧化銅實驗先加熱再通氫氣
解析：濃硝酸見光易分解，故應保存在棕色玻璃瓶中；白磷在空氣中易自燃，故應置于水中切割；氯酸鉀制氧氣后的殘渣應回收處理；氫氣還原氧化銅實驗先通氫氣再加熱。答案：B。
3常用化學藥品的存放
考查化學試劑的保存原則和存放方法。
例3.（江蘇高考第11題）下列有關化學實驗的敘述正確的是（）
A.用待測液潤洗滴定用的錐形瓶
B.配制FeCl3溶液時，向溶液中加入少量的Fe和稀鹽酸
C.用稀鹽酸洗滌盛放過石灰水的試劑瓶
D.Na2CO3溶液保存在帶玻璃塞的試劑瓶中
解析：在滴定操作中，盛放待測液的錐形瓶不能潤洗，否則會使待測液的量增加，使測定結果偏大；配制FeCl3溶液時，向溶液中加入少量的稀鹽酸用來抑制Fe3+的水解，但不能加入Fe；盛放過石灰水的試劑瓶內壁上附著一層CaCO3和Ca(OH)2，用稀鹽酸洗滌可將其除去；Na2CO3溶液顯堿性，應保存在帶橡膠塞的試劑瓶中。答案：C。
4物質的檢驗
物質的檢驗包括物質的鑒定、鑒別和推斷。這部分內容常以離子的檢驗、氣體的制備和檢驗、元素化合物的性質為載體，對材料的組織水平和語言表達能力為基礎進行考查。
例4.（北京理綜第8題）已知：①向KMnO4晶體滴加鹽酸，產生黃綠色氣體；②向FeCl2溶液中通入少量實驗①產生的氣體，溶液變黃色；③取實驗②生成的溶液滴在淀粉KI試紙上 ，試紙變藍色。下列判斷正確的是（）
A.上述實驗證明氧化性：MnO4－＞Cl>2＞Fe3+＞I2
B.上述實驗中，共有兩個氧化還原反應
C.實驗 ①生成的氣體不能使濕潤的淀粉 KI 試紙變藍
D.實驗②證明Fe3+既有氧化性又有還原性
解析：由①向KMnO4晶體滴加鹽酸，產生黃綠色氣體可知：黃綠色氣體是Cl2，具氧化性：MnO4－＞Cl2。由②向FeCl2溶液中通入少量實驗①產生的氣體，溶液變黃色可知：氧化性：Cl2＞Fe3+。由③取實驗②生成的溶液滴在淀粉KI試紙上 ，試紙變藍色可知：氧化性：Fe3+＞I2。以上共有三個氧化還原反應。答案：A。
5 物質的分離與提純
考查物質的分離與提純操作及應注意的問題，判斷操作的正確與錯誤，根據要求選擇實驗儀器，選擇適當的分離或提純的試劑等。
例5.（天津理綜第28題）晶體硅是一種重要的非金屬材料，制備純硅的主要步驟如下：
①高溫下用碳還原二氧化硅制得粗硅
②粗硅與干燥HCl氣體反應制得SiHCl3：
Si+3HClSiHCl3+H2
③SiHCl3與過量的H2在1000～1100℃ 反應制得純硅
已知SiHCl3能與水強烈反應，在空氣中易自燃。請回答下列問題：
(1)第①步制備粗硅的化學方程式為________。
(2)粗硅與HCl反應完全后，經冷凝得到SiHCl3
(沸點33.0℃)中含有少量SiCl4(沸點57.6℃)和HCl(沸點-84.7℃)，提純SiHCl3采用的方法為________________。
(3)用SiHCl3與過量的H2反應制備純硅的裝置如下（熱源及夾持裝置略去）：
①裝置B中的試劑是________。裝置C中的燒瓶需要加熱，其目的是________。
②反應一段時間后，裝置D中觀察到的現象是_
____________，裝置D不能采用普通玻璃管的原因是 __________________，裝置D中發生反應的化學方程式為___________。
③為保證制備純硅實驗的成功，操作的關鍵是檢查實驗裝置的氣密性，控制好反應溫度以及_______________________________。
④為鑒定產品硅中是否含微量鐵單質，將試樣用稀鹽酸溶解，取上層清液后需再加入的試劑（填寫字母代號）是__________。
a.碘水 b.氯水 c.NaOH溶液
d.KSCN溶液e.Na2SO3溶液
解析：本題把化學知識與化工原理有機結合，以工業生產純硅為載體考查化學實驗基本操作和基本機能。（1）根據題意可知，高溫下用碳還原二氧化硅制得粗硅，故化學方程式為：SiO2+2C
Si+2CO↑。（2）由所給物質的沸點可知，提純SiHCl3采用的方法為分餾（或蒸餾）。（3）根據用SiHCl3與過量的H2反應制備純硅的裝置圖可知：A為制取H2的裝置，B為干燥H2的裝置，故裝置B中的試劑是濃硫酸。裝置C中的燒瓶需要加熱，其目的是使滴入燒瓶中的SiHCl3氣化，與HCl混合后進入D裝置反應。反應一段時間后，裝置D中有硅生成，裝置D不能采用普通玻璃管是因為反應溫度高，普通玻璃管會變軟。因SiHCl3在空氣中易自燃，故操作的關鍵除檢查實驗裝置的氣密性，控制好反應溫度外，還應排盡裝置中的空氣。鑒定產品硅中是否含微量鐵單質，將試樣用稀鹽酸溶解，取上層清液后再加入氯水和KSCN溶液，如變紅，可知有鐵，不變紅，則無鐵。
答案：(1) SiO2+2CSi+2CO↑
(2)分餾（或蒸餾）（3）①濃硫酸使滴入燒瓶中的SiHCl3氣化 ②有固體物質生成在反應溫度下，普通玻璃會軟化 SiHCl3+H2
Si+3HCl③排盡裝置中的空氣④bd。
6 實驗方案的設計與評價
實驗方案的設計，從考查內容來看，有為了達到一定目的進行實驗操作順序的設計，有驗證某一化學原理的設計，有測定物質純度的設計，有分離提純的設計，有驗證某一成分的設計，有定量或半定量實驗的設計等。實驗方案的評價，就是對給出的實驗方案作出選擇、評價或找出最佳方案，包含的知識點很多，能考查學生分析問題和解決問題的能力。
例6.（山東理綜第28題）
在呼吸面具和潛水艇中可用過氧化鈉作供氧劑。請選用適當的化學試劑和實驗用品，用上圖中的實驗裝置進行實驗，證明過氧化鈉可用作供氧劑。
(1)A是制取CO2的裝置。寫出A中發生反應的化學方程式：_________________ 。
(2)填寫表中空格：
使滴入燒瓶中的SiHCl3氣化，與HCl混合后進入D裝置反應。反應一段時間后，裝置D中有硅生成，裝置D不能采用普通玻璃管是因為反應溫度高，普通玻璃管會變軟。因SiHCl3在空氣中易自燃，故操作的關鍵除檢查實驗裝置的氣密性，控制好反應溫度外，還應排盡裝置中的空氣。鑒定產品硅中是否含微量鐵單質，將試樣用稀鹽酸溶解，取上層清液后再加入氯水和KSCN溶液，如變紅，可知有鐵，不變紅，則無鐵。
答案：(1) SiO2+2CSi+2CO↑
(2)分餾（或蒸餾）（3）①濃硫酸使滴入燒瓶中的SiHCl3氣化 ②有固體物質生成在反應溫度下，普通玻璃會軟化 SiHCl3+H2
Si+3HCl③排盡裝置中的空氣④bd。
6 實驗方案的設計與評價
實驗方案的設計，從考查內容來看，有為了達到一定目的進行實驗操作順序的設計，有驗證某一化學原理的設計，有測定物質純度的設計，有分離提純的設計，有驗證某一成分的設計，有定量或半定量實驗的設計等。實驗方案的評價，就是對給出的實驗方案作出選擇、評價或找出最佳方案，包含的知識點很多，能考查學生分析問題和解決問題的能力。
例6.（山東理綜第28題）
在呼吸面具和潛水艇中可用過氧化鈉作供氧劑。請選用適當的化學試劑和實驗用品，用上圖中的實驗裝置進行實驗，證明過氧化鈉可用作供氧劑。
(1)A是制取CO2的裝置。寫出A中發生反應的化學方程式：_________________ 。
(2)填寫表中空格：
(3)寫出過氧化鈉與二氧化碳反應的化學方程式:______________________。
(4)試管F中收集滿氣體后，下一步實驗操作是：_____________________。
解析：本題為驗證過氧化鈉可用作供氧劑的實驗設計。要驗證過氧化鈉可用作供氧劑，只要設計實驗讓過氧化鈉與二氧化碳反應，證明能產生氧氣即可。所以A中可用CaCO3和稀鹽酸反應制取CO2。B中盛有飽和的NaHCO3溶液，用來除掉CO2中混有的HCl氣體。C中盛有Na2O2固體，可與CO2和水蒸氣反應。D中盛有NaOH溶液，用來除掉未反應完全的CO2。F中收集反應后生成的氣體，利用帶火星的木條復燃實驗驗證是否為氧氣。
答案：(1)CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑
(3)2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2
(4)把E中的導管移出水面，關閉分液漏斗活塞，
用拇指堵住試管口，取出試管，將帶火星的木條伸入試管口內，木條復燃，證明試管中收集的氣體是氧氣。
7物質的制備
物質的制備是歷年高考實驗的熱點。對鞏固元素化合物知識和掌握好各類有機物之間的相互轉化關系，全面訓練實驗技能，培養分析問題和解決問題的能力有非常重要的作用。
例7.（上海高考第26題B）某化學小組采用類似制乙酸乙酯的裝置（如圖），以環己醇制備環己烯
已知：
(1)制備粗品：將12.5mL環己醇加入試管A中，再加入1mL濃硫酸，搖勻后放入碎瓷片，緩慢加熱至反應完全，在試管C中得到環己烯粗品。①A中碎瓷片的作用是_______，導管B除了導氣外還具有的作用是____________。②試管C置于冰水浴中的目的是_________。
(2)制備精品：①環己烯粗品中含有環己醇和少量酸性雜質等。加入飽和食鹽水，振蕩、靜置、分層，環己烯在_______層（填上或下），分液后用（填入編號）洗滌。
a.KMnO4溶液 b.稀H2SO4 c.Na2CO3溶液
②再將環己烯按右圖裝置蒸餾，冷卻水從________口進入。蒸餾時加入生石灰，目的是__________ 。
③收集產品時，控制的溫度應在____左右，實驗制得的環己烯精品的質量低于理論產量，可能的原因是( )
a.蒸餾時從70℃開始收集產品
b.環己醇實際用量多了
c.制備粗品時環己醇隨產品一起蒸出
(3)下列區分環己烯精品和粗品的方法，合理的是___________。
a.用酸性KMnO4溶液 b.用金屬鈉c.測定沸點
解析：本題為物質制備型實驗題。給出相關信息， 考查實驗能力。A中碎瓷片的作用是防止暴沸，導管B還具有的作用是冷凝環己烯。試管C置于冰水浴中的目的是防止環己烯揮發。環己烯的密度比水小，故在上層。蒸餾時冷卻水應從g口進入，可使冷卻水和氣體形成逆流，冷凝效果好，并且使整個蒸餾過程中冷凝管中一直充滿冷卻水。加入生石灰目的是吸收反應生成的水。收集產品時，控制的溫度應與環己烯的沸點一致。環己烯精品和粗品的區別在于粗品中含有少量的環己醇，故可用測定沸點的方法。(上海試卷答案見本刊今年第8期)
8綜合考查各種實驗知識和能力
綜合實驗主要以簡單實驗的連接為主，也有較小型的其它基本操作。要求考生必須會依據反應原理、條件及相應反應物，選擇合適的方法、順序、儀器連接等。近年來綜合實驗題有回歸課本的趨向，要引起注意。以社會熱點問題為出發點，結合物理、生物等知識，以生產、生活、科技、能源、環境、新材料、新發現等為材料，與定性、定量實驗相結合，是綜合實驗的命題方向。
例8.（上海高考第27題）蛇紋石礦可以看作由MgO、Fe2O3、Al2O3、SiO2組成。由蛇紋石制取堿式碳酸鎂的實驗步驟如下：
(1)蛇紋石礦加鹽酸溶解后，溶液里除了Mg2+外，還含有的金屬離子是__________。
(2)進行Ⅰ操作時，控制溶液pH=7~8（有關氫氧化物沉淀的pH見下表），Ca(OH)2不能過量，若Ca(OH)2過量可能會導致_____溶解、_____ 沉淀。
(3)從沉淀混合物A中提取紅色氧化物作顏料，先向沉淀物A中加入_______（填入物質的化學式），然后_______（依次填寫實驗操作名稱）。
(4)物質循環使用，能節約能源。上述實驗中，可以循環實使用的物質是_________（填寫物質化學式）。
(5)現設計一個實驗，確定產品aMgCO3#8226;bMg(OH)2
#8226;cH2O中a、b、c的值，請完善下列實驗步驟（可用試劑：濃硫酸、堿石灰）：①樣品稱重；②高溫分解；③； ④ ；⑤MgO稱重。
(6)18.2g產品完全分解后，產生6.6gCO2和8.0gMgO，由此可知，產品的化學式中a=______，b=______，c=______。
解析：本題為一道以工業生產為材料，與定性、定量實驗相結合的綜合實驗題。由蛇紋石礦的組成和實驗步驟分析可知：加入鹽酸溶解后，溶液中含有MgCl2、FeCl3、AlCl3，SiO2不溶于鹽酸被分離出來。Ⅰ中加入Ca(OH)2，控制溶液pH=7~8，使FeCl3、AlCl3沉淀析出。Ⅱ中加入Ca(OH)2和CO2，使MgCl2轉化為Mg(HCO3)2，同時Ca2+變為CaCO3沉淀。可根據產品的化學式及所得實驗數據，利用原子守恒，列方程組求得a、b、c的值。
注:本文中所涉及到的圖表、注解、公式等內容請以PDF格式閱讀原文
