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新教材适用2024版高考化学二轮总复习第2部分新高考五大题型突破题型突破3化学实验综合题突破点2实验操作目的实验现象及原因的规范描述课件
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这是一份新教材适用2024版高考化学二轮总复习第2部分新高考五大题型突破题型突破3化学实验综合题突破点2实验操作目的实验现象及原因的规范描述课件，共35页。PPT课件主要包含了真题分点·研析，知能分点·突破，能力分点·提升，干燥气体，溶液沿，毛细管上升，使溶液受热均匀，磷酸晶体，不再有气泡产生，电池加快反应速率等内容，欢迎下载使用。
题型突破三 化学实验综合题突破点2 实验操作目的、实验现象及原因的规范描述
1. (2022·湖北选考)高技术领域常使用高纯试剂。纯磷酸(熔点为42 ℃，易吸潮)可通过市售85%磷酸溶液减压蒸馏除水、结晶除杂得到，纯化过程需要严格控制温度和水分，温度低于21 ℃易形成2H3PO4·H2O(熔点为30 ℃)，高于100 ℃则发生分子间脱水生成焦磷酸等。某兴趣小组为制备磷酸晶体设计的实验装置如下(夹持装置略)：
回答下列问题：(1)(命题角度：药品作用)P2O5的作用是_____________。(2)(命题角度：操作目的)空气流入毛细管的主要作用是防止_______ ________________，还具有搅拌和加速水逸出的作用。(3)(命题角度：操作目的)升高温度能提高除水速度，实验选用水浴加热的目的是____________________。(4)(命题角度：操作目的)磷酸易形成过饱和溶液，难以结晶，可向过饱和溶液中加入_____________促进其结晶。
【解析】 空气通过氯化钙除水,经过安全瓶后通过浓硫酸除水,然后通过五氧化二磷，干燥的空气流入毛细管对烧瓶中的溶液进行搅拌，同时还具有加速水逸出和防止溶液沿毛细管上升的作用，将85%磷酸溶液进行减压蒸馏除水、结晶除杂得到纯磷酸。(1)纯磷酸制备过程中要严格控制温度和水分，因此五氧化二磷的作用为干燥气体。(2)空气流入毛细管可以对烧瓶中的溶液进行搅拌,使受热均匀,同时还具有加速水逸出和防止溶液沿毛细管上升的作用。(3)升高温度能提高除水速度，而纯磷酸制备过程中要严格控制温度，水浴加热可以避免直接加热造成的过度剧烈与温度的不可控性，使溶液受热均匀。(4)过饱和溶液暂时处于亚稳态，当加入一些固体的晶体或晃动时可使此状态失去平衡，过多的溶质就会结晶，因此可向磷酸的过饱和溶液中加入磷酸晶体促进其结晶。
2. (2022·天津选考节选)氯化铁是重要的化工原料。针对氯化铁的实验室制备方法，回答下列问题：Ⅰ.FeCl3·6H2O的制备制备流程图如下：
(1)(命题角度：实验现象与原因叙述)将废铁屑分批加入稀盐酸中，至盐酸反应完全。判断反应完全的现象为____________________。含有少量铜的废铁屑比纯铁屑反应快，原因为________________________ _________________________。(2)(命题角度：实验操作叙述)操作②为_________________________ __________________________________________________。
Fe、Cu在稀盐酸中形成原
在HCl气流中蒸发浓缩、冷
却结晶，过滤、洗涤、干燥得到FeCl3·6H2O晶体
Ⅱ.由FeCl3·6H2O制备无水FeCl3
(3)(命题角度：试剂作用叙述)仪器A的名称为_______________，其作用为_____________________。NaOH溶液的作用是_______________ ____________________________。(4)(命题角度：实验原因叙述)干燥管中无水CaCl2不能换成碱石灰，原因是__________________________________________________。
碱石灰与SO2、HCl气体反应，失去干燥作用
【解析】 稀盐酸中加入废铁屑，不断反应，铜不与盐酸反应，过滤，向滤液中通入氯气反应生成氯化铁，稀氯化铁溶液再加入铁反应生成氯化亚铁，氯化亚铁和氯气反应生成氯化铁，浓氯化铁溶液制备FeCl3·6H2O，稀氯化铁溶液在HCl气流中蒸发浓缩、冷却结晶，过滤、洗涤、干燥得到FeCl3·6H2O晶体。将FeCl3·6H2O与液体SOCl2混合并加热来制备无水FeCl3。(1)将废铁屑分批加入稀盐酸中，至盐酸反应完全，由于废铁屑与盐酸反应不断产生气泡，因此判断反应完全的现象为不再有气泡产生。含有少量铜的废铁屑比纯铁屑反应快，原因为Fe、Cu在稀盐酸中形成原电池，加快反应速率。(2)操作②是氯化铁溶液制得
FeCl3·6H2O晶体，由于铁离子加热时要发生水解生成氢氧化铁，因此在整个过程中要通入HCl气体防止铁离子水解。(3)根据图中信息得到仪器A的名称为球形干燥管，由于SOCl2沸点为77 ℃，为充分利用SOCl2，不能使其逸出，因此球形冷凝管的作用为冷凝回流SOCl2。由于二氧化硫、HCl会逸出污染环境，因此NaOH溶液的作用是吸收SO2、HCl等尾气，防止污染。(4)无水CaCl2的作用是干燥气体，不是与二氧化硫、HCl气体反应，干燥管中无水CaCl2不能换成碱石灰，原因是碱石灰与SO2、HCl气体反应，失去干燥作用。
知能分点1 实验操作目的或原因规范描述
知能分点2 沉淀生成、沉淀洗涤与洗涤是否干净的操作规范描述1.沉淀剂是否过量的判断方法(1)加沉淀剂：静置，向上层清液中继续滴加少量沉淀剂，若无沉淀产生，则证明沉淀剂已过量。(2)加入与沉淀剂反应的试剂：静置，取适量上层清液于另一洁净试管中，向其中加入少量与沉淀剂作用产生沉淀的试剂，若产生沉淀，证明沉淀剂已过量。2.沉淀的洗涤方法：向漏斗内加……(蒸馏水)至浸没沉淀，待水自然流出后，重复操作2～3次。
3.洗涤剂的选择(1)冰水(或冷水)洗涤的目的:洗去晶体表面的杂质离子并降低被洗涤物质的溶解度，减少其在洗涤过程中的溶解损耗，最终提高产品产率。(2)特殊溶剂洗涤，例如乙醇(丙酮)洗涤的目的：①降低被洗涤物质的溶解度，减少其在洗涤过程中的溶解损耗；②除去固体表面吸附的杂质；③乙醇挥发带出水分，使固体易干燥。(3)用沉淀的饱和溶液洗涤：减少沉淀的溶解。乙酸乙酯制备中除杂时饱和碳酸钠溶液的作用：①溶解乙醇；②反应乙酸；③减小乙酸乙酯在水中的溶解度。
知能分点3 实验现象的规范描述1.溶液中：a.颜色由××色变成××色。b.液面上升或下降(形成液面差)。c.溶液变浑浊，或生成(产生)××色沉淀。d.溶液发生倒吸。e.产生大量气泡或有气体从溶液中逸出。2.固体：a.固体表面产生大量气泡。b.固体逐渐溶解。c.固体体积逐渐变小(变细)。d.(固体)颜色由××变成××。3.气体：a.生成××色(味)气体。b.气体由××色变成××色。c.先变××后××(加深、变浅、褪色)。4.滴定终点的判断：滴溶液(当滴入最后一滴××标准溶液)→观色变(溶液由××色变成××色)→半分钟(且半分钟内不恢复原来颜色)。
1.(命题角度：现象与原因规范叙述) (2023·河北省部分示范性高中三模)某化学兴趣小组的同学对氯气的制备及性质检验进行了改进。通过下列装置连续完成氯气的制备及漂白性、酸性、氧化性、与金属反应等性质的验证，防止了环境污染，体现了绿色化学思想。
回答下列问题：(1)组装好仪器，检查装置的气密性，并加入相应的化学药品。实验过程中，B中发生反应的化学方程式为_____________________________ __________________；观察到A中的实验现象为__________________。实验结束后，点燃酒精灯加热A，观察到的实验现象可说明氯气水溶液的________性是__________的(填“可逆”或“不可逆”)。(2)实验过程中，D处湿润的石蕊试纸的现象为_________________。C、D处发生的现象不同，说明____________________。(3)实验过程中，干燥管G中的实验现象是_____________________ _________。
Ca(ClO)2＋4HCl===CaCl2＋
【解析】 (1)实验过程中，B中发生反应的化学方程式为Ca(ClO)2＋4HCl===CaCl2＋Cl2↑＋2H2O；氯气通入A中能使品红褪色，实验结束后加热A，溶液不恢复红色，说明氯水的漂白性是不可逆过程。(2)实验过程中，C处试纸不变色，D处湿润的石蕊试纸先变红后褪色，通过C、D现象对比可知氯气没有漂白性。(3)实验过程中，干燥管G中钠单质在氯气中燃烧，生成大量白烟(NaCl)。
2.(命题角度：实验操作规范叙述)(2023·湖南郴州市三模节选)Cr(Ⅲ)的存在形态的物质的量分数随溶液pH的分布如图所示。
请补充完整由CrCl3溶液制备纯净的Cr(OH)3的实验方案：取适量CrCl3溶液，___________________________________________________ __________________________；充分反应后过滤，用蒸馏水洗涤沉淀，_____________________________________________________________________，则证明沉淀已洗涤干净；低温烘干沉淀，得到Cr(OH)3晶体。
加入NaOH溶液，调节pH在6～12范围内(加入其他碱溶
取最后一次洗涤液少许，加入稀硝酸、AgNO3溶液，若无白色沉淀生成
【解析】 由图可知，当pH在6～12范围内，Cr(OH)3的物质的量分数最大，制备纯净的Cr(OH)3的实验方案：取适量CrCl3溶液，加入NaOH溶液，调节pH在6～12范围内，充分反应后过滤，用蒸馏水洗涤沉淀，取最后一次洗涤液少许，加入稀硝酸、AgNO3溶液，若无白色沉淀生成，则证明沉淀已洗涤干净；低温烘干沉淀，得到Cr(OH)3晶体。
3.(命题角度：实验目的与原因规范叙述) (2023·湖北八市一模)铬酰氯是一种无机化合物，化学式为CrO2Cl2，熔点－96.5 ℃，沸点117 ℃，常温下为深红棕色液体，放置在空气中会迅速挥发并水解，主要在有机合成中作氧化剂、氯化剂和溶剂。在实验室中可由重铬酸钾、浓硫酸与氯化钠反应得到铬酰氯，反应机理为：浓硫酸先分别与重铬酸钾和氯化钠反应生成CrO3和氯化氢气体两种中间产物，然后CrO3迅速与氯化氢气体反应生成铬酰氯。实验装置如下(夹持装置略)：
回答下列问题：(1)浓硫酸在反应前应装入冰箱中冷却至0 ℃左右，其目的是___________________________________。(2)投料时,加入过量氯化钠粉末可以显著增大铬酰氯的产率,原因是____________________________________________________________。(3)反应结束后，用电热套加热装置A，收集117 ℃左右的馏分，收集装置选用冰水浴的目的是______________________________________ ________________________。
防止温度过高，反应速率过快
加入过量氯化钠可产生过量的氯化氢气体，使更多的CrO3参与反应
将CrO2Cl2迅速冷凝便于收集，提高产率
(或答减缓铬酰氯挥发)
(4)图中C装置未画出，应为下列装置中的哪一种_____(填标号)，该装置的作用是__________________________________________________ ___________________________。
吸收未参与反应的HCl气体和逸出的铬酰氯蒸气，防止
空气中的水蒸气进入装置
【解析】 装置A中浓硫酸先分别与重铬酸钾和氯化钠反应生成CrO3和氯化氢气体两种中间产物，然后CrO3迅速与氯化氢气体反应生成铬酰氯，CrO2Cl2的熔点为－96.5 ℃，沸点为117 ℃，在冰水浴中收集CrO2Cl2，以此解答。(1)该反应过程中反应速率不能过快，浓硫酸在反应前应装入冰箱中冷却至0 ℃左右，其目的是防止温度过高，反应速率过快。(2)CrO3与氯化氢气体反应的方程式为CrO3＋2HCl===CrO2Cl2＋H2O，加入过量氯化钠可产生过量的氯化氢气体，使更多的CrO3参与反应。(3)CrO2Cl2的沸点为117 ℃，反应结束后，用电热套加热装置A，收集117 ℃左右的馏分，收集装置选用冰水浴的目的是将CrO2Cl2迅速冷凝
题型突破三 化学实验综合题突破点2 实验操作目的、实验现象及原因的规范描述
1. (2022·湖北选考)高技术领域常使用高纯试剂。纯磷酸(熔点为42 ℃，易吸潮)可通过市售85%磷酸溶液减压蒸馏除水、结晶除杂得到，纯化过程需要严格控制温度和水分，温度低于21 ℃易形成2H3PO4·H2O(熔点为30 ℃)，高于100 ℃则发生分子间脱水生成焦磷酸等。某兴趣小组为制备磷酸晶体设计的实验装置如下(夹持装置略)：
回答下列问题：(1)(命题角度：药品作用)P2O5的作用是_____________。(2)(命题角度：操作目的)空气流入毛细管的主要作用是防止_______ ________________，还具有搅拌和加速水逸出的作用。(3)(命题角度：操作目的)升高温度能提高除水速度，实验选用水浴加热的目的是____________________。(4)(命题角度：操作目的)磷酸易形成过饱和溶液，难以结晶，可向过饱和溶液中加入_____________促进其结晶。
【解析】 空气通过氯化钙除水,经过安全瓶后通过浓硫酸除水,然后通过五氧化二磷，干燥的空气流入毛细管对烧瓶中的溶液进行搅拌，同时还具有加速水逸出和防止溶液沿毛细管上升的作用，将85%磷酸溶液进行减压蒸馏除水、结晶除杂得到纯磷酸。(1)纯磷酸制备过程中要严格控制温度和水分，因此五氧化二磷的作用为干燥气体。(2)空气流入毛细管可以对烧瓶中的溶液进行搅拌,使受热均匀,同时还具有加速水逸出和防止溶液沿毛细管上升的作用。(3)升高温度能提高除水速度，而纯磷酸制备过程中要严格控制温度，水浴加热可以避免直接加热造成的过度剧烈与温度的不可控性，使溶液受热均匀。(4)过饱和溶液暂时处于亚稳态，当加入一些固体的晶体或晃动时可使此状态失去平衡，过多的溶质就会结晶，因此可向磷酸的过饱和溶液中加入磷酸晶体促进其结晶。
2. (2022·天津选考节选)氯化铁是重要的化工原料。针对氯化铁的实验室制备方法，回答下列问题：Ⅰ.FeCl3·6H2O的制备制备流程图如下：
(1)(命题角度：实验现象与原因叙述)将废铁屑分批加入稀盐酸中，至盐酸反应完全。判断反应完全的现象为____________________。含有少量铜的废铁屑比纯铁屑反应快，原因为________________________ _________________________。(2)(命题角度：实验操作叙述)操作②为_________________________ __________________________________________________。
Fe、Cu在稀盐酸中形成原
在HCl气流中蒸发浓缩、冷
却结晶，过滤、洗涤、干燥得到FeCl3·6H2O晶体
Ⅱ.由FeCl3·6H2O制备无水FeCl3
(3)(命题角度：试剂作用叙述)仪器A的名称为_______________，其作用为_____________________。NaOH溶液的作用是_______________ ____________________________。(4)(命题角度：实验原因叙述)干燥管中无水CaCl2不能换成碱石灰，原因是__________________________________________________。
碱石灰与SO2、HCl气体反应，失去干燥作用
【解析】 稀盐酸中加入废铁屑，不断反应，铜不与盐酸反应，过滤，向滤液中通入氯气反应生成氯化铁，稀氯化铁溶液再加入铁反应生成氯化亚铁，氯化亚铁和氯气反应生成氯化铁，浓氯化铁溶液制备FeCl3·6H2O，稀氯化铁溶液在HCl气流中蒸发浓缩、冷却结晶，过滤、洗涤、干燥得到FeCl3·6H2O晶体。将FeCl3·6H2O与液体SOCl2混合并加热来制备无水FeCl3。(1)将废铁屑分批加入稀盐酸中，至盐酸反应完全，由于废铁屑与盐酸反应不断产生气泡，因此判断反应完全的现象为不再有气泡产生。含有少量铜的废铁屑比纯铁屑反应快，原因为Fe、Cu在稀盐酸中形成原电池，加快反应速率。(2)操作②是氯化铁溶液制得
FeCl3·6H2O晶体，由于铁离子加热时要发生水解生成氢氧化铁，因此在整个过程中要通入HCl气体防止铁离子水解。(3)根据图中信息得到仪器A的名称为球形干燥管，由于SOCl2沸点为77 ℃，为充分利用SOCl2，不能使其逸出，因此球形冷凝管的作用为冷凝回流SOCl2。由于二氧化硫、HCl会逸出污染环境，因此NaOH溶液的作用是吸收SO2、HCl等尾气，防止污染。(4)无水CaCl2的作用是干燥气体，不是与二氧化硫、HCl气体反应，干燥管中无水CaCl2不能换成碱石灰，原因是碱石灰与SO2、HCl气体反应，失去干燥作用。
知能分点1 实验操作目的或原因规范描述
知能分点2 沉淀生成、沉淀洗涤与洗涤是否干净的操作规范描述1.沉淀剂是否过量的判断方法(1)加沉淀剂：静置，向上层清液中继续滴加少量沉淀剂，若无沉淀产生，则证明沉淀剂已过量。(2)加入与沉淀剂反应的试剂：静置，取适量上层清液于另一洁净试管中，向其中加入少量与沉淀剂作用产生沉淀的试剂，若产生沉淀，证明沉淀剂已过量。2.沉淀的洗涤方法：向漏斗内加……(蒸馏水)至浸没沉淀，待水自然流出后，重复操作2～3次。
3.洗涤剂的选择(1)冰水(或冷水)洗涤的目的:洗去晶体表面的杂质离子并降低被洗涤物质的溶解度，减少其在洗涤过程中的溶解损耗，最终提高产品产率。(2)特殊溶剂洗涤，例如乙醇(丙酮)洗涤的目的：①降低被洗涤物质的溶解度，减少其在洗涤过程中的溶解损耗；②除去固体表面吸附的杂质；③乙醇挥发带出水分，使固体易干燥。(3)用沉淀的饱和溶液洗涤：减少沉淀的溶解。乙酸乙酯制备中除杂时饱和碳酸钠溶液的作用：①溶解乙醇；②反应乙酸；③减小乙酸乙酯在水中的溶解度。
知能分点3 实验现象的规范描述1.溶液中：a.颜色由××色变成××色。b.液面上升或下降(形成液面差)。c.溶液变浑浊，或生成(产生)××色沉淀。d.溶液发生倒吸。e.产生大量气泡或有气体从溶液中逸出。2.固体：a.固体表面产生大量气泡。b.固体逐渐溶解。c.固体体积逐渐变小(变细)。d.(固体)颜色由××变成××。3.气体：a.生成××色(味)气体。b.气体由××色变成××色。c.先变××后××(加深、变浅、褪色)。4.滴定终点的判断：滴溶液(当滴入最后一滴××标准溶液)→观色变(溶液由××色变成××色)→半分钟(且半分钟内不恢复原来颜色)。
1.(命题角度：现象与原因规范叙述) (2023·河北省部分示范性高中三模)某化学兴趣小组的同学对氯气的制备及性质检验进行了改进。通过下列装置连续完成氯气的制备及漂白性、酸性、氧化性、与金属反应等性质的验证，防止了环境污染，体现了绿色化学思想。
回答下列问题：(1)组装好仪器，检查装置的气密性，并加入相应的化学药品。实验过程中，B中发生反应的化学方程式为_____________________________ __________________；观察到A中的实验现象为__________________。实验结束后，点燃酒精灯加热A，观察到的实验现象可说明氯气水溶液的________性是__________的(填“可逆”或“不可逆”)。(2)实验过程中，D处湿润的石蕊试纸的现象为_________________。C、D处发生的现象不同，说明____________________。(3)实验过程中，干燥管G中的实验现象是_____________________ _________。
Ca(ClO)2＋4HCl===CaCl2＋
【解析】 (1)实验过程中，B中发生反应的化学方程式为Ca(ClO)2＋4HCl===CaCl2＋Cl2↑＋2H2O；氯气通入A中能使品红褪色，实验结束后加热A，溶液不恢复红色，说明氯水的漂白性是不可逆过程。(2)实验过程中，C处试纸不变色，D处湿润的石蕊试纸先变红后褪色，通过C、D现象对比可知氯气没有漂白性。(3)实验过程中，干燥管G中钠单质在氯气中燃烧，生成大量白烟(NaCl)。
2.(命题角度：实验操作规范叙述)(2023·湖南郴州市三模节选)Cr(Ⅲ)的存在形态的物质的量分数随溶液pH的分布如图所示。
请补充完整由CrCl3溶液制备纯净的Cr(OH)3的实验方案：取适量CrCl3溶液，___________________________________________________ __________________________；充分反应后过滤，用蒸馏水洗涤沉淀，_____________________________________________________________________，则证明沉淀已洗涤干净；低温烘干沉淀，得到Cr(OH)3晶体。
加入NaOH溶液，调节pH在6～12范围内(加入其他碱溶
取最后一次洗涤液少许，加入稀硝酸、AgNO3溶液，若无白色沉淀生成
【解析】 由图可知，当pH在6～12范围内，Cr(OH)3的物质的量分数最大，制备纯净的Cr(OH)3的实验方案：取适量CrCl3溶液，加入NaOH溶液，调节pH在6～12范围内，充分反应后过滤，用蒸馏水洗涤沉淀，取最后一次洗涤液少许，加入稀硝酸、AgNO3溶液，若无白色沉淀生成，则证明沉淀已洗涤干净；低温烘干沉淀，得到Cr(OH)3晶体。
3.(命题角度：实验目的与原因规范叙述) (2023·湖北八市一模)铬酰氯是一种无机化合物，化学式为CrO2Cl2，熔点－96.5 ℃，沸点117 ℃，常温下为深红棕色液体，放置在空气中会迅速挥发并水解，主要在有机合成中作氧化剂、氯化剂和溶剂。在实验室中可由重铬酸钾、浓硫酸与氯化钠反应得到铬酰氯，反应机理为：浓硫酸先分别与重铬酸钾和氯化钠反应生成CrO3和氯化氢气体两种中间产物，然后CrO3迅速与氯化氢气体反应生成铬酰氯。实验装置如下(夹持装置略)：
回答下列问题：(1)浓硫酸在反应前应装入冰箱中冷却至0 ℃左右，其目的是___________________________________。(2)投料时,加入过量氯化钠粉末可以显著增大铬酰氯的产率,原因是____________________________________________________________。(3)反应结束后，用电热套加热装置A，收集117 ℃左右的馏分，收集装置选用冰水浴的目的是______________________________________ ________________________。
防止温度过高，反应速率过快
加入过量氯化钠可产生过量的氯化氢气体，使更多的CrO3参与反应
将CrO2Cl2迅速冷凝便于收集，提高产率
(或答减缓铬酰氯挥发)
(4)图中C装置未画出，应为下列装置中的哪一种_____(填标号)，该装置的作用是__________________________________________________ ___________________________。
吸收未参与反应的HCl气体和逸出的铬酰氯蒸气，防止
空气中的水蒸气进入装置
【解析】 装置A中浓硫酸先分别与重铬酸钾和氯化钠反应生成CrO3和氯化氢气体两种中间产物，然后CrO3迅速与氯化氢气体反应生成铬酰氯，CrO2Cl2的熔点为－96.5 ℃，沸点为117 ℃，在冰水浴中收集CrO2Cl2，以此解答。(1)该反应过程中反应速率不能过快，浓硫酸在反应前应装入冰箱中冷却至0 ℃左右，其目的是防止温度过高，反应速率过快。(2)CrO3与氯化氢气体反应的方程式为CrO3＋2HCl===CrO2Cl2＋H2O，加入过量氯化钠可产生过量的氯化氢气体，使更多的CrO3参与反应。(3)CrO2Cl2的沸点为117 ℃，反应结束后，用电热套加热装置A，收集117 ℃左右的馏分，收集装置选用冰水浴的目的是将CrO2Cl2迅速冷凝
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