2021届课标版高考化学一轮复习教师用书：专题二十一 化学实验基础

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考点1 常见的化学仪器及使用方法
1.[2019天津,4,6分]下列实验操作或装置能达到目的的是( )
本题以实验装置图的形式呈现信息,考查实验操作,重点考查考生的实践能力、实验观察能力及在实验过程中对实验原理的理解能力,发展考生的科学探究与创新意识的化学学科核心素养。
解题模型:链接考法1命题角度2
2.[2018江苏,5,2分]下列有关从海带中提取碘的实验原理和装置能达到实验目的的是( )
A.用装置甲灼烧碎海带
B.用装置乙过滤海带灰的浸泡液
C.用装置丙制备用于氧化浸泡液中I-的Cl2
D.用装置丁吸收氧化浸泡液中I-后的 Cl2尾气
本题源于人教版《化学》(必修2)第91页实验4-2,考查基本实验操作、Cl2的实验室制备等。
解题模型:链接考法1命题角度1
考点2 化学实验基本操作
3.[2018全国卷Ⅱ,13,6分]下列实验过程可以达到实验目的的是( )
将实验操作与实验目的结合在一起,设计表格型实验选择题,增加了考查知识的覆盖面,复习时一定要重视教材实验及其拓展延伸。
解题模型:链接考法2命题角度2
4.[2018全国卷Ⅰ,9,6分]在生成和纯化乙酸乙酯的实验过程中,下列操作未涉及的是( )
近年全国卷选择题中的实验主要考查教材中的有机实验,本题源于人教版《化学》(必修2)第75页实验3-4,考查基本实验操作。
解题模型:链接考法2命题角度1
5.[2018全国卷Ⅲ,10,6分]下列实验操作不当的是( )
A.用稀硫酸和锌粒制取H2时,加几滴CuSO4溶液以加快反应速率
B.用标准HCl溶液滴定 NaHCO3溶液来测定其浓度,选择酚酞为指示剂
C.用铂丝蘸取某碱金属的盐溶液灼烧,火焰呈黄色,证明其中含有Na+
D.常压蒸馏时,加入液体的体积不超过圆底烧瓶容积的三分之二
盐酸滴定碳酸氢钠溶液,滴定终点时溶液是氯化钠与碳酸的混合溶液,显酸性,应该选择酸性范围内变色的指示剂(如甲基橙)。
解题模型:链接考法2
6.[2017全国卷Ⅲ,9,6分]下列实验操作规范且能达到目的的是( )
化学是一门实验科学,规范的实验操作体现考生的化学学科核心素养!四个选项涉及中学教材上的典型基础实验,体现高考命题的基础性与综合性。
解题模型:链接考法2命题角度2
考点3 化学试剂的保存
7.[2017浙江4月选考,10,2分]下列说法不正确的是( )
A.实验室应将钠保存在煤油中
B.分液漏斗和容量瓶在使用前都要检漏
C.可用酒精代替CCl4萃取碘水中的碘单质
D.金属镁失火不可用水来灭火
钠、镁等活泼金属着火,既不能用水灭火,也不能用CO2灭火,可以用干沙灭火。
解题模型:链接考法3命题角度
考点1 常见的化学仪器及使用方法
考法1实验仪器的选择与使用
命题角度1 物质制备中涉及的仪器、试剂的选择(热点角度)
1 [2016天津,5,6分]下列选用的仪器和药品能达到实验目的的是
电石和水反应剧烈,制备乙炔时,常用饱和食盐水代替水以减小反应速率,A项不符合题意;蒸馏装置中,锥形瓶与牛角管之间不用橡皮塞密封,B项不符合题意;HCl与饱和NaHSO3溶液反应,生成NaCl、H2O、SO2,而SO2与饱和NaHSO3溶液不反应,故该方法可除去SO2中的少量HCl,C项符合题意;K2Cr2O7具有强氧化性,会氧化碱式滴定管中的橡胶管,应该用酸式滴定管量取K2Cr2O7溶液,D项不符合题意。
C
1. [2014江苏,5,2分]下列装置应用于实验室制氯气并回收氯化锰的实验,能达到实验目的的是( )
A.用装置甲制取氯气
B.用装置乙除去氯气中的少量氯化氢
C.用装置丙分离二氧化锰和氯化锰溶液
D.用装置丁蒸干氯化锰溶液制 MnCl2·4H2O
命题角度2 “目的—操作”型实验中涉及的仪器、试剂的选择(热点角度)
2 [2014安徽,9,6分]为实现下列实验目的,依据下表提供的主要仪器,所用试剂合理的是
Br2在CCl4中的溶解度大于在水中的溶解度,所以不能用蒸馏水萃取出Br2和CCl4混合物中的Br2,A项错误;在水浴加热条件下,葡萄糖与银氨溶液能发生银镜反应,蔗糖则不能,B项正确;稀HNO3与锌作用不产生氢气,C项错误;中和滴定过程中一定要有酸碱指示剂,D项错误。
B
考点2 化学实验基本操作
考法2化学实验基本操作
命题角度1 以装置图为载体考查实验基本操作(热点角度)
仪器、药品、操作是实验的三大要素,考生在充分理解实验目的和了解实验过程变化的基础上,才能将三者有机地结合起来,完成实验任务。这类体现“仪器、药品、操作”的装置图型实验选择题主要在全国卷Ⅰ中出现,也可能“移植”到其他高考卷中。
3 [2019全国卷Ⅰ,9,6分]实验室制备溴苯的反应装置如图所示,关于实验操作或叙述错误的是
A.向圆底烧瓶中滴加苯和溴的混合液前需先打开K
B.实验中装置b中的液体逐渐变为浅红色
C.装置c中碳酸钠溶液的作用是吸收溴化氢
D.反应后的混合液经稀碱溶液洗涤、结晶,得到溴苯
在溴化铁催化作用下,苯与液溴剧烈反应生成溴苯和溴化氢气体(含少量苯和溴蒸气),圆底烧瓶内压强增大,所以在滴加苯和溴的混合液前需先打开K,避免因装置a中压强过大而不安全,A正确;苯与溴的反应是放热反应,而且溴易挥发,挥发出来的溴蒸气被装置b中的四氯化碳溶解,故装置b中液体逐渐变为浅红色,B正确;难溶于四氯化碳的溴化氢从装置b中逸出被装置c中碳酸钠溶液吸收,可防止污染空气,倒置漏斗起防倒吸的作用,C正确;反应后的混合液为生成的溴苯和少量溴化氢、未反应完的液溴和苯、作催化剂的溴化铁,可以依次经过“水洗除去溴化铁、溴化氢和少量溴”“稀碱溶液洗除去剩余的溴”“水洗除去水溶性杂质如NaOH、NaBr等”“干燥除去水”“蒸馏分离苯和溴苯”,得到溴苯,D错误。
D
备考启示
该题源于人教版《化学》(必修2)第70页“苯的取代反应”,源于教材又高于教材,是体现“基础性”和“综合性”的好题。该题也是由
2012年新课标全国卷第28题改编而成的,这给我们两点启示:一是要关注教材必备知识,如硝基苯的制备及纯化、氯气的实验室制备、氨气的实验室制备等,这些实验可能被设计为装置图型的选择题出现在高考题中;二是在强调“基础性、综合性、应用性、创新性”新理念的基础上,高考可能会把往年的实验综合题改编成选择题再次进行考查,复习备考时可回顾一下近年的高考综合实验题。如2013年新课标全国卷Ⅰ第26题由环己醇合成环己烯的实验、新课标全国卷Ⅱ第26题由正丁醇制正丁醛的实验,2014年新课标全国卷Ⅰ第26题由乙酸与异戊醇制备乙酸异戊酯的实验,2015年新课标全国卷Ⅰ第26题探究草酸晶体分解产物的实验等。
2. [2017全国卷Ⅰ,10,6分]实验室用H2还原WO3制备金属W的装置如图所示(Zn粒中往往含有硫等杂质,焦性没食子酸溶液用于吸收少量氧气)。下列说法正确的是( )
A.①、②、③中依次盛装KMnO4溶液、浓H2SO4、焦性没食子酸溶液
B.管式炉加热前,用试管在④处收集气体并点燃,通过声音判断气体纯度
C.结束反应时,先关闭活塞K,再停止加热
D.装置Q(启普发生器)也可用于二氧化锰与浓盐酸反应制备氯气
命题角度2 以表格为呈现方式考查“实验目的—实验现象—实验操作”(热点角度)
化学实验过程一般包括:①实验原理的分析,②实验仪器、装置的选择,③实验条件的控制,④实验试剂和用品的准备,⑤对实验过程、结果以及安全问题的预判等。表格型实验选择题侧重考查实验目的与实验操作(或实验现象与实验操作)之间匹配关系的正误判断,因其难度适中,4个选项相对独立,知识覆盖面广,在今后的高考选择题中应该会继续保留。
4 [2019全国卷Ⅱ,10,6分]下列实验现象与实验操作不相匹配的是
向盛有高锰酸钾酸性溶液的试管中通入足量的乙烯,乙烯被氧化为CO2,溶液紫色逐渐褪去,但由于不存在有机层,静置后溶液不分层,A错误;点燃的镁条与二氧化碳发生反应,化学方程式为2Mg+CO22MgO+C,故可观察到集气瓶中产生浓烟并有黑色颗粒产生,B正确;向饱和硫代硫酸钠溶液中滴加稀盐酸,反应的离子方程式为S2O32-+2H+SO2↑+S↓+H2O,故有刺激性气味的气体产生,溶液变浑浊,C正确;FeCl3溶液与足量铁粉发生反应,离子方程式为Fe+2Fe3+3Fe2+,可观察到溶液黄色逐渐消失,反应后的溶液中无Fe3+,故加入1滴KSCN溶液,溶液颜色不发生变化,D正确。
A
备考启示
题中涉及的四个选项除B项以外,均来自于教材,可见表格型实验选择题主要有以下几种命题方式:一是利用教材实验按照实验操作与实验现象的匹配关系进行设计,如氢氧化铁胶体的制备实验、亚铁盐生成氢氧化亚铁及被空气氧化的实验、铝盐(偏铝酸盐)与强碱(强酸)溶液的互滴实验、钠燃烧实验、过氧化钠与水反应的实验、二氧化硫分别与石蕊溶液和品红溶液反应的实验、铜分别与浓硝酸和稀硝酸反应的实验、浓硫酸分别与铜和蔗糖反应的实验等;二是改编或拓展教材实验进行设计,已知氢氧化铬与氢氧化铝类似,预测向硫酸铬溶液中逐滴加入氢氧化钠溶液的现象;三是利用教材中有明显反应现象的不常见反应进行设计,如亚硫酰氯与水的反应、硫代硫酸钠与酸的反应等。在复习的过程中要关注教材基础实验,同时还需要对教材典型的元素及其化合物知识从实验的角度进行适当深化拓展。
命题角度3 以“装置图+表格”为呈现方式考查“实验目的—实验现象—实验操作”(预测角度)
多年不变的装置图型和表格型实验选择题表明实验选择题命题形式“固化”严重,高考命题专家有可能将简洁的实验装置图与表格有机地整合在一起设计实验选择题。
5 如图所示装置中电极均为石墨,通电后,表中有关实验现象的叙述正确的是
图中左管石墨作阴极,右管石墨作阳极。由于带有正电荷的氢氧化铁胶体粒子向阴极移动,所以通电后,左管红褐色逐渐变
深,右管红褐色逐渐变浅,A错误;通电时阴极“放氢生碱”,电极反应式为2H2O+2e-H2↑+2OH-,左管溶液交界处pH增大,平衡“Cr2O72-+H2O2CrO42-+2H+”右移,左管溶液交界处由橙色逐渐变为黄色,阳极“放氧生酸”,电极反应式为2H2O-4e-O2↑+4H+,平衡“Cr2O72-+H2O2CrO42-+2H+”左移,右管溶液交界处橙色逐渐加深,B错误;通电后,阴极吸引溶液中的阳离子(铜离子),阳极吸引溶液中的阴离子(高锰酸根离子),即左管溶液蓝色逐渐加深,右管溶液紫色逐渐加深,C正确;由B项分析可知,通电后阴极附近溶液显碱性,溶液交界处石蕊变为蓝色,阳极附近溶液显酸性,溶液交界处石蕊变为红色,D错误。
C
考法点睛·迁移创新
选项B中,Cr2O72-与CrO42-之间的转化源于人教版《化学》(选修4)第26页。本题源于教材但高于教材,将中学化学中的必备知识如电解、电泳、平衡移动、指示剂的变化等,通过实验巧妙地融合在一起,考查宏观辨识与微观探析、证据推理与模型认知等核心素养。
考点3 化学试剂的保存
考法3化学试剂的存放
高考中有关试剂的存放一般以选择题中一个选项或非选择题中某一空的形式进行考查,考查角度常为试剂瓶材质及颜色的选择或解释采用该方法保存试剂的原因等,需要认真对待。
命题角度 常见化学试剂的存放
6 下列试剂保存方法的原因解释错误的是
NaH、CaC2均易与水反应,所以应密封保存,A正确;液溴和少量白磷保存时均加水液封,前者是为了防止液溴挥发,后者是为了防止白磷与空气中的氧气反应,B错误;FeCl2中的Fe2+易被氧化、易水解,保存时,加入铁屑可防止Fe2+被氧化,加入稀盐酸可抑制Fe2+水解,C正确;HF易与玻璃中的SiO2反应,NaF水解可产生HF,所以HF溶液和NaF溶液都应用塑料瓶盛装,D正确。
B
解题模型
有关试剂存放的思维模型
考点扫描
1.[2019浙江4月选考,8A]液氯可以储存在钢瓶中( )
2.[2018浙江下半年选考,9A]乙醇、苯应密封保存,置于阴凉处,且远离火源( )
3.[2017天津,9(2)]AgNO3标准溶液放在棕色试剂瓶中避光保存的原因是 。
4.[2016全国卷Ⅱ,28(1)改编]配制FeCl2溶液时需加入少量铁屑,其目的是 。
5.[2015海南,7B]可用磨口玻璃瓶保存NaOH溶液( )
提示:1.√ 2.√ 3.AgNO3见光分解 4.防止Fe2+被氧化 5.✕
考点4 化学实验安全
考法4实验安全及事故处理
命题角度 实验安全及事故处理
7 下列实验操作,不是从实验安全角度考虑的是
A.萃取分液:分液时下层液体从下口放出,上层液体从上口倒出
B.实验室制取乙酸乙酯:收集时导管口不能与饱和碳酸钠溶液接触
C.蒸馏实验:蒸馏烧瓶所盛液体体积不大于容积的23,酒精灯中酒精体积不低于容积的14
D.实验室用固体NH4Cl和Ca(OH)2制取NH3:试管口不能向上倾斜
萃取分液时“下层液体从下口放出,上层液体从上口倒出”主要是为了防止液体互相污染,A错误;收集乙酸乙酯时需要防倒吸,即导管口不能与饱和碳酸钠溶液接触,B正确;蒸馏烧瓶所盛液体体积不大于容积的23,是为了防止液体沸腾溢出,酒精灯中酒精体积不低于容积的14,是为了防止干烧炸裂,C正确;实验室用固体NH4Cl和Ca(OH)2制取NH3时,试管口不能向上倾斜的原因是防止冷凝水倒流至试管底部使试管炸裂,D正确。
A
3. 下列实验事故处理方法错误的是( )
A.温度计破碎后,水银洒落,先用胶头滴管进行回收,再撒上硫黄粉
B.氢氧化钾溶液不小心溅到皮肤上,立即用大量水冲洗,再涂上稀硼酸溶液
C.液溴不小心溅到皮肤上,立即用大量水冲洗,再用酒精擦洗
D.钠、钾等活泼金属着火时,立即用泡沫灭火器灭火
考点扫描
疑难9实验仪器的“一器多用”
8 (1)某学生用实验室常见的酸、碱、盐和金属作为反应物,并利用一个底部有小孔的试管和一个广口瓶组装成图甲所示的气体简易发生器,该装置中装有铜丝隔板(不参与反应),利用该装置可制取的气体有(写两种) 。
(2)若将铜丝隔板改为铁丝隔板(不参与反应),则该装置可制取的气体是 ,写出反应的离子方程式: 。
(3)用图乙所示(夹持仪器省略)装置进行实验,将液体A逐滴加入固体B中,回答下列问题:
①图乙中D在实验中的作用是 。
②若A为浓盐酸,B为KMnO4,C中的试剂为淀粉-碘化钾溶液,旋开E后,C中的现象为 ,C中反应的化学方程式是 。
③若A为浓硫酸(70%),B为Na2SO3,C中的试剂为酸性KMnO4溶液,旋开E后,C中的现象为 ,C中反应的化学方程式是 。
④若A为30%的H2O2溶液,B为MnO2,C中的试剂为饱和H2S溶液,旋开E后,C中的现象为 ,C中反应的化学方程式是 。
⑤若A为稀盐酸,B为大理石,C中的试剂为Na2SiO3溶液,旋开E后,C中的现象为 ,C中反应的化学方程式是 。
(1)因为铜丝不与稀盐酸、稀硫酸等非氧化性酸反应,所以该装置相当于启普发生器,可用来制取H2、H2S、CO2等。(2)把铜丝隔板改成铁丝隔板,且铁丝不参与反应,就不能使用酸液,因为酸与铁丝反应,应选用碱液来制取气体,该气体为H2。反应的离子方程式为2Al+2OH-+2H2O2AlO2-+3H2↑。(3)见答案。
(1)H2、H2S、CO2(任选两种,其他合理答案也可) (2)H2 2Al+2OH-+2H2O 2AlO2- +3H2↑ (3)①防止倒吸 ②溶液先变蓝后褪色 2KI+Cl2 2KCl+I2、5Cl2+I2+6H2O2HIO3+10HCl ③溶液的紫色褪去 5SO2+2H2O+2KMnO4K2SO4+2MnSO4+2H2SO4 ④溶液中产生淡黄色固体 O2+2H2S 2S↓+2H2O ⑤产生白色胶状沉淀 CO2+H2O+Na2SiO3Na2CO3+H2SiO3↓
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1.B 混合浓硫酸和乙醇时,将浓硫酸沿着烧杯内壁缓缓注入乙醇中,并不断搅拌,A项错误;配制一定浓度的溶液,定容时视线与容量瓶的刻度线相平,B项正确;NO2的密度比空气的密度大,应用向上排空气法收集,C项错误;电石与水反应制得的乙炔中含有H2S等杂质,用溴水检验乙炔前,要先通过硫酸铜溶液除去H2S等杂质,D项错误。
2.B 灼烧应在坩埚中进行,A项错误;海带灰浸泡液通过过滤可得海带灰和滤液,B项正确;浓盐酸与MnO2反应制备Cl2时需要加热,C项错误;Cl2在饱和NaCl溶液中的溶解度小,应用碱液吸收,D项错误。
3.B NaOH固体溶解后需冷却至室温才能转移至250 mL容量瓶中,且需用蒸馏水洗涤烧杯内壁2~3次,洗涤液并入容量瓶,然后定容,A项不能达到实验目的;实验中若观察到FeCl3溶液的黄色逐渐褪去,且溶液变成浅绿色,说明维生素C具有还原性,B项能达到实验目的;通过NaOH溶液可除去H2中混有的少量HCl杂质,再经浓硫酸干燥即可得到H2,没有必要经过KMnO4溶液,C项不能达到实验目的;NaHSO3溶液与H2O2溶液的反应没有明显实验现象,无法判断反应进行的快慢,D项不能达到实验目的。
4.D A项所示装置是乙酸乙酯的发生装置,纯化乙酸乙酯实际上是用饱和碳酸钠溶液吸收易溶于水的乙醇和乙酸使其与油状的乙酸乙酯分离,之后通过分液分离乙酸乙酯,涉及A、B、C项;D项所示装置用于蒸发浓缩或蒸发结晶,未涉及。
5.B 加几滴CuSO4溶液后,Zn与CuSO4反应生成Cu,形成原电池,加快了生成H2的速率,A项不符合题意;酚酞的变色范围为8.2