高考化学复习课件：_综合性实验题解题策略

这是一份高考化学复习课件：_综合性实验题解题策略，共44页。PPT课件主要包含了无机实验综合题，变式训练，CaCl2已过量，饱和NaHCO3溶液，滴定分析法，实验过程如下，5安全管，HBr，重结晶，实验探究题等内容，欢迎下载使用。

综合性化学实验题考查内容全面，从定性分析到定量分析、从化学原理到实际操作、从无机物到有机物都有涉及，主要考查物质的检验、物质的制备、性质的验证、化学性质递变规律与化学反应规律的研究、化学常见仪器的使用、物质的分离、除杂、提纯过程中的方法、试剂的选择与操作、实验方案的设计与评价等内容。大多数题目属于拼盘式题目，每个问题之间有一定联系，但不紧密，带有一定独立性。
实验探究题是综合性实验题中的一种题型，主要从物质组成、化学性质、反应原理与规律的探究方面出题。从 2012 年高考题目来看，探究题型的量在减少，物质制备与性质常规题和新材料知识题增加，且以有机物为背景的题型有增加趋势，要引起重视。
1．综合性实验题解题方法与策略
(1)定量综合实验题。例如：配制一定物质的量浓度的溶液、中和滴定、中和热测定、物质化学组成、熔沸点测定、溶液酸碱性测定、化学反应速率测定、温度和浓度对化学平衡的影响等。解答时主要注意天平、量筒、容量瓶、滴定管(包括量气装置)等仪器的选择，检查(如检查容量瓶、滴定管是否漏水，量气装置是否漏气，天平游码是否归零等)，使用方法和读数，实验数据的记录(如记录质量、浓度、温度、体积、时间、pH 等)，结果处理与误差分析。
(2)定性综合实验题。例如：无机物和有机物性质验证，离子和有机官能团确定，物质的分离、除杂、提纯，物质的化学成分测定，温度、浓度、压强、催化剂对化学反应速率和化学平衡移动的影响等。解答时主要注意化学试剂和化学实验方法的选择，滴加化学试剂的先后顺序，化学实验现象的观察与记录(如观察记录有无气泡、沉淀产生，溶液有无颜色变化，有无分层现象，以及变化的快慢等)，化学实验方案的设计与评价。
(3)制备综合实验题。例如，常见气体如 H2、O2、NH3、NO、NO2、Cl2、C2H4等的制备，常见液体物质如乙酸乙酯、硝基苯、溴苯等的制备，电解法制备 Na、Mg、Cu 等，铝热反应制备 Fe、Mn 等，石蜡裂化制汽油，油脂皂化制肥皂等。解答时主要注意反应容器(如大试管、圆底烧瓶、平底烧瓶)和收集仪器(如集气瓶、锥形瓶、小烧杯等)的选择和实验仪器组装顺序及气密性检查，设计的化学反应原理的合理性、可操作性(如实验室制备C2H4不适合选择汽油裂解方法)和安全性(如使用制备的氢气前要验纯、制备 HCl不能用H2和Cl2在光照下反应)
2．实验探究题解题方法与策略
(1)探究物质组成成分：常用假设法探究。一般探究内容有纯净物与混合物、变价元素的化合价、易变质物质的变质情况等。解答时主要注意检验方案的化学反应原理，特征反应的化学试剂的选择，试剂的加入先后顺序，特征反应现象和排除可能的干扰反应(如确定 Na2O2 没变质时，要先排除碳酸盐的干扰)。
(2)探究物质性质与化学反应规律：常用变量法、规律法探究。一般探究内容有元素性质的递变规律，物质酸碱性强弱的比较，物质的氧化性、还原性强弱判断，物质性质、外界条件对化学反应速率和化学平衡移动的影响，其中温度、浓度、催化剂三个方面问题比较集中。解答时主要注意根据反应现象作出正确判断，文字表述要准确，如性质比较问题用“强”、“弱”、“增强”、“减弱”，pH 问题用“大”、“小”、“增大” 、“减小”、“大于 7”、“小于 7”、“等于 7”，化学反应速率问题用“快”、“慢”、“加快”、“减慢”，化学平衡移动问题用“向正反应方向移动”、“向右移动”、“向逆反应方向移动”、“向左移动”、“不移动”等字眼表述。
[例题1]硫代硫酸钠俗称“海波”，又名“大苏打”，具有较强的还原性，是冲洗照相底片的定影剂、棉织物漂白后的脱氯剂、定量分析中的还原剂。硫代硫酸钠(Na2S2O3)可由亚硫酸钠和硫粉通过化合反应制得，装置如图(a)所示。
已知：Na2S2O3在酸性溶液中不能稳定存在，有关物质的溶
解度曲线如图(b)所示。
(1) Na2S2O3·5H2O 的制备。
步骤 1：如图(a)连接好装置后，检查 A、C 装置气密性的
操作是____________________________________。
步骤 2：加入药品，打开 K1、关闭K2，加热。装置 B、D
中的药品可选用下列物质中的____(填编号)。
A．NaOH 溶液B．浓硫酸
C．酸性 KMnO4溶液D. 饱和 NaHCO3溶液
步骤 3：C 中混合液被气流搅动，反应一段时间后，硫粉的量逐渐减少。当 C 中溶液的 pH______时，打开 K2、关闭K1并停止加热；C 中溶液要控制 pH 的理由是_______________。
步 骤 4 ： 过 滤 C 中的混 合 液 ， 将滤液经过 ________ 、
________、过滤、洗涤、烘干，得到产品。
(2) Na2S2O3性质的 检 验 ： 向 足 量 的 新 制 氯水中滴加Na2S2O3 溶液，氯水颜色变浅，写出该反应的化学方程式：__
_____________________________________________________，再向溶液中滴加硝酸银溶液，观察到有白色沉淀产生，据此认为 Na2S2O3 具有还原 性 。 该 方 案 是 否 正 确 并 说 明 理 由 ：
______________________________________________________
________________。
(3)常用Na2S2O3溶液测定废水中Ba2＋的浓度。步骤如下：取废水25.00 mL，控制适当的酸度加入足量K2Cr2O7溶液，得BaCrO4沉淀，过滤、洗涤后，用适量稀盐酸溶解，此时全部转化为 ；再加过量KI溶液，充分反应后，加入淀粉溶液作指示剂，用0.010 ml·L－1的Na2S2O3溶液进行滴定，反应完全时，消耗Na2S2O3溶液18.00 mL。部分反应的离子方程式为：
则该废水中Ba2＋的物质的量浓度为__________。
解析：该题是一道综合性比较强的无机制备与检验题，涉及装置气密性检查、反应条件控制、产品的分离、物质性质检验、氧化还原滴定法测定物质的含量和数据处理等内容，问题之间有一定独立性，可以分别作答。 (1)步骤1：属于考查气密性检查操作内容，检查气密性时要先关闭分液漏斗活塞(容易出错的地方，要特别注意)，再封闭D广口瓶中导气管和开K1，闭K2，使之形成封闭体系，再进行微热操作。步骤2：属于考查化学试剂的选择内容，装置B、D用于吸收SO2，浓硫酸不能吸收SO2，NaOH溶液 、酸性
KMnO4溶液、饱和NaHCO3溶液均能吸收SO2，故选择ACD。步骤3：属于反应条件控制内容，根据题给信息，Na2S2O3在酸性溶液中不能稳定存在，故必须控制溶液的pH>7。步骤4：属于物质分离提纯操作方法内容，根据题给溶解度曲线，Na2S2O3溶解度随温度变化明显，而Na2 CO3溶解度随温度变化不大，故可用蒸发浓缩、冷却结晶、过滤方法初步分离Na2S2O3。 (2)属于考查产品化学性质和检验排除干扰内容，比较物质的氧化还原性，Na2S2O3使氯水颜色变浅，说明Cl2被还原，然后根据化合价变化规律写出反应方程式。Cl2与水反应有HCl生成，还原产物为Cl－。
(3)属于考查定量分析滴定原理应用和数据处理内容，将滴定原理和方法拓展应用于氧化还原反应。根据氧化反应的电子得失守恒原理处理数据，得计算关系式： ～ ～ 2BaCrO4 ～ 2Ba2＋ 6 ml　　　　　　　　　 2 ml 0.010 ml·L－1 ×18×10－3 L　 c(Ba2＋)×25×10－3 L c(Ba2＋)＝0.010 ml·L－1 ×18×10－3L×2 ml/(25×10－3L×6 ml)＝2.4×10－3 ml·L－1。
答案：(1)步骤 1：关闭分液漏斗活塞，往 D 广口瓶中加水至浸没长导管，打开 K1，关闭K2，用酒精灯微热圆底烧瓶，若D 长导管口有气泡产生，停止加热后长导管内形成稳定的一段水柱，说明气密性良好步骤 2：ACD
步骤 3：接近或不小于 7
Na2SO3在酸性溶液中不能稳定
存在步骤 4：蒸发浓缩 冷却结晶(2) Na2S2O3＋4Cl2＋5H2O===Na2SO4＋H2SO4＋8HCl
不正确，因为氯水中也含 Cl－(3) 2.4×10－3ml·L－1
1．甲、乙两个实验小组分别进行“测定 Na2CO3和 NaCl
混合物中 Na2CO3含量”的实验。
(1)甲组：沉淀分析法。
把一定量的混合物溶解后加入过量的 CaCl2，然后将过滤所得的沉淀洗涤、烘干、称量。确定 CaCl2 溶液是否过量的方法是_____________________________________________________________________。洗涤沉淀并判断沉淀是否洗净的操作是
_____________________________________________________
静置，向上层清液中继续滴加CaCl2溶液，若无沉淀说明
沿玻璃棒向过滤器中的沉淀上加蒸馏水至浸没沉淀，静置，使其全部滤出，重复2～3次，然后向滤液(洗涤液)中滴加AgNO3溶液观察是否有白色沉淀来判断沉淀是否洗净
_____________________________________________________。
(2)乙组：气体分析法。把一定量的混合物与足量盐酸反应后，用如下图所示的装置测定产生的 CO2气体的体积，为减小 CO2 的溶解，B 中溶液应是________________，选用该溶液后实验结果还是不准确，原因是________________________________________________。
从A出来的气体中混有HCl，会与NaHCO3反应生成CO2
(3)请你设计一个与甲、乙两组操作不同的实验方案，测定
混合物中 Na2CO3的含量。
方法：___________________________________________。试剂：___________________________________________。用到的玻璃仪器：_________________________(至少 2 件)。
标准盐酸溶液、指示剂(甲基橙、酚酞)
酸式滴定管、锥形瓶、烧杯
(1)综合性实验题大多属于拼盘题目，每个问题有一定独立性，解答过程中注意先易后难，逐步解答问题。如先回答仪器选择、装置、检查、试剂的选择、物质的分离、除杂、提纯方法等问题，再回答和反应条件的控制和反应原理等问题，最后回答多步反应涉及的数据处理与误差分析等问题。
(2)进行相关图表分析时，注意原点、拐点、纵坐标、横坐标的含义，用作图法处理实验结果时注意标明纵坐标、横坐标对应的数据，如时间、体积、浓度、质量分数、速率等。(3)用文字回答操作问题时，注意取试剂时要指明使用仪器的名称、加试剂时要指明试剂的用量(如少量、适量、过量)。
有机实验综合题[例题 2]三苯甲醇是有机合成中间体。实验室用格氏试剂
( )与二苯甲铜反应制备三苯甲醇。
已知：①格氏试剂非常活泼，易与水反应；
①合成格氏试剂：实验装置如图 1 所示。向三颈瓶加入 0.75g 镁屑和 1 小粒碘，装好装置，在恒压漏斗中加入 3.2 mL 溴苯和 15 mL 乙醚混匀，开始缓慢滴加混合液，滴完后待用。②制备三苯甲醇：实验装置如图 1 所示。将 5.5 g 二苯甲酮与 15 mL 乙醚在恒压漏斗中混匀滴加，40 ℃左右水浴回流 0.5h，加入 20 mL 饱和氯化铵溶液，冷却，待提纯。
③提纯：用图 2 所示装置进行提纯。
(1)实验中使用恒压漏斗的作用是_____________________
_____________________________________________________。(2)合成格氏试剂过程中，为了加快反应速率以及提高格氏试剂产率，可采用的措施有__________________________________________________________________________________。(3)合成格氏试剂过程中，如果混合液滴加过快将导致格氏试剂产率下降，其原因是______________________________________________________。
(4)在制备三苯甲醇的过程中，不能先将 20 mL 饱和氯化铵
溶液一起加入后再水浴回流的原因是________。
(5)玻璃管 A 作用是________，提纯过程中发现 A 中液面上
升，此时立即进行的操作是________。
解析：本题属于有机物的制备与分离提纯。本题以三苯甲醇这个陌生的有机合成中间体为背景，穿插了格氏试剂的信息，还涉及了水蒸气蒸馏的装置图，看似难度大，实则利用所学知识和信息就可以解决所有问题。(1)恒压滴液漏斗在有机合成中经常用到，特别是在一些要求无水、无氧环境的有机合成中，其作用就是保证了三颈瓶和漏斗内压强相等，漏斗内的液体能够顺利滴下。(2)搅拌是有机合成中加快化学反应速率的手段之一，因为搅拌可以使反应物充分混合；有机反应副反应较多，一般不采用过高的温度，但适宜的温度是加快化学反应速率和提高产率所必需的。(3)本小问从信息③就可以直接得到答案。(4)本小问从信息①就可以直接得到答案。(5)在水蒸气蒸馏操作中，玻璃管A就是为了检验蒸馏体系的压强，起着安全作用，因为瓶内气压过大，冷凝效果不好，欲制备的物质还没来得及在冷凝管中冷凝就通过冷凝管进入大气中，造成产率下降。如果A管内液面上升就表明蒸馏体系气压过大，应首先旋开螺旋夹，保证体系与大气连通，再撤去热源进行检查。
答案：(1)保证液体反应物能够顺利滴下(2)搅拌，适宜的温度
(3)滴加过快导致生成的格氏试剂与溴苯反应生成副产物
联苯，导致格氏试剂产率下降
(4)先将饱和氯化铵溶液一起加入会导致格氏试剂与水反
应，使三苯甲醇产率降低
立即旋开螺旋夹，移去热源，拆下装置进行检查
2．(2012 年全国)溴苯是一种化工原料，实验室合成溴苯的
装置示意图及有关数据如下：
按以下实验步骤回答问题：
(1)在 a 中加入 15 mL 无水苯和少量铁屑。在 b 中小心加入4.0 mL 液态溴。向 a 中滴入几滴溴，有白雾产生，是因为生成了____________气体。继续滴加至液溴滴完。装置 d 的作用是
______________________。
(2)液溴滴完后，经过下列步骤分离提纯：①向 a 中加入 10 mL 水，然后过滤除去未反应的铁屑；②滤液依次用 10 mL 水、8 mL 10%的 NaOH 溶液、10 mL水洗涤。NaOH 溶液洗涤的作用是________________________；
吸收HBr和Br2蒸气
除去HBr和未反应的Br2
③向分出的粗溴苯中加入少量的无水氯化钙，静置、过滤。
加入氯化钙的目的是________。
(3)经过上述分离操作后，粗溴苯中还含有的主要杂质为_____，要进一步提纯，下列操作中必需的是_______(填字母)。
(4)在该实验中，a 的容积最适合的是________(填字母)。
A．25 mLC．250 mL
B．50 mLD．500 mL
常见有机物分离、提纯方法：
(1)气体混合物分离与提纯的方法：液化法、洗气法，如CH4
中含CH2CH2 杂质可以通过溴水洗气；
(2)液态混合物分离与提纯的方法：洗液法、分馏法(蒸馏法)、萃取、分液法。如分离苯、甲苯、乙苯用分馏法；(3)固态混合物分离与提纯的方法：溶解、过滤、结晶、重
结晶、盐析等方法，如提纯苯酚钠。
[例题 3]某同学利用 Al 和 Fe2O3进行铝热反应，得到的最终产物为疏松的褐色硬块。为了探究该物质的组成，他做了如下探究实验。(1)提出假设：
假设 1：该褐色粉末由 Al2O3、Fe组成；
假 设 2 ： 该 褐 色 粉 末 由 Al2O3、Fe和另一种金属单质
__________组成；
假设 3：该褐色粉末由 Al2O3、Fe和Fe2O3组成。
过滤器；20%KSCN溶液、3 ml·L－1 NaOH溶液、3 ml·L－1 HCl
基于假设 3，以上述褐色粉末为样品，验证其组成。限选的实验仪器与试剂：烧杯、试管、玻璃棒、胶头滴管、药匙、
溶液、3 ml·L－1 HNO3溶液、3 ml·L－1 CuSO4溶液、0.01 ml·L-1
(2)请设计实验方案验证假设，并完成下表。
KMnO4 溶液、蒸馏水。
解析：本题属于用假设法探究物质组成题。铝热反应后的产物肯定有 Fe、Al2O3，加入 NaOH 溶液无气泡产生，说明没有铝存在，再根据产物呈褐色推测反应物中 Fe2O3 应该有剩余，故褐色物质可能由 Fe、Al2O3和Fe2O3 组成。在这三种物质中Al2O3 能溶于 NaOH 溶液，可用 NaOH 溶液实现 Al2O3 与其他两种物质的分离，然后再用盐酸鉴别有 NaAlO2 存在，可证明Al2O3的存在；Fe 可用 CuSO4 溶液鉴别；Fe2O3可用酸转化成溶液，然后用 KSCN 溶液证明有 Fe3＋的存在，即可证明 Fe2O3 的存在。
答案：(1)Al(2)见下表
溶液、0.1 ml·L－1 HNO3溶液、0.1 ml·L－1 BaCl2溶液、0.1ml·L-1
【变式训练】3．实验室有一瓶久置的 Na2SO3固体，为了探究其是否变质及变质的程度如何，同学们进行了如下实验。
可选用试剂：浓硫酸、浓硝酸、10%盐酸、0.1ml·L－1H2SO4
Ba(NO3)2溶液、3%H2O2、10%NaOH溶液、蒸馏水、品红溶液。
仪器自选。(1)提出假设：假设一：固体全部是 Na2SO3；
假设二：固体全部是 Na2SO4；
假设三：______________________________。(2)设计实验方案(略)。
(3)同学们经充分讨论后选择 B 装置进行实验，原因是________________________________________________________。
解析：(1)样品可能没有变质，也可能全部变质，还可能部分变质。(3)A较简单，但没有尾气处理装置，C、D消耗药品较多，而B装置恰能克服这些缺点。(4)整体思路如下：向样品中加入足量稀盐酸，如样品中无Na2SO3，则没有气体产生；如样品中含有Na2SO3，产生的SO2会使W管a处的品红溶液褪色，多余的少量气体会被b处的NaOH溶液吸收。如果样品中无Na2SO4，最后在微型试管中滴加BaCl2溶液后就无沉淀生成，如果有Na2SO4，则有白色沉淀BaSO4生成。
答案：(1)固体是 Na2SO3和Na2SO4的混合物
(3)该装置节约药品、污染小或符合绿色化学思想(合理即
(4)品红溶液 假设二成立
微型试管中有气泡产生，a 处品红溶液褪色微型试管 微型试管中出现白色沉淀
实验操作叙述要注意条理性：(1)检验固体样品时我们一般要把它配成溶液，不溶于水的物质，也要设法(如溶于酸或溶于碱)使其转化为可溶物，然后利用溶液中的反应，检验某物质的存在。根据题中提供的仪器，叙述时经常有如下表述：若提供过滤装置(漏斗、滤纸、烧杯、玻璃棒)常表述为“用药匙取某固体样品，放入试管中，用胶头滴管滴加某溶液少许，振荡、充分反应(充分溶解)、静置、过滤，将滤液置于试管中或将剩余固体备用”；若没有提供过滤装置常表述为“用药匙取某固体样品，放入试管中，用胶头滴管滴加某溶液少许，振荡、充分反应(充分溶解)、静置，将上层清液置于试管中或将剩余固体备用”。