载入中...
2009~2014年福建高考化学实验题解析评价与启示
2015-05-14 08:54

博主按】不久前笔者写了一篇博文2015年省质检后高考化学备考建议》,得到师生的好评,在最近答疑中有部分学生希望能将该文的实验部分拓展讲解,毕竟化学学科考试的实验题分值高,难度大,丢分相对多些,鉴于此,笔者写了这篇博文。本文分两个部分,第一部分对20092014年福建高考化学实验试题进行逐年解析与评价,并提示读题心得;第二部分综合六年试题特点谈谈对2015年高考实验备考的启示。

不仅仅针对实验题,约2万字的长度,也渗透了化学基本解题技能与学科思想。

第一部分  试题的解析与评价

2009年试题】某研究性小组借助AD的仪器装置完成有关实验。

【实验一】收集NO气体。

1)用装置A收集NO气体,正确的操作上        (填序号)。

a口进气,用排水法集气        b口进气,用排气法集气

c口进气,用排水法集气        d口进气,用排气法集气

【实验二】为了探究镀锌薄铁板上的锌的质量分数w(Zn)和镀层厚度,查询得知锌易溶于碱:Zn2NaOHNa2ZnO2H2↑,据此截取面积为S的双面镀锌薄铁板试样,剪碎、称得质量为m1 g。用固体烧碱和水作试剂,拟出下列实验方案并进行相关实验。

方案甲:通过测量试样与碱反应生成的氢气体积来实现探究目标。

2)选用B          (填仪器标号)两个装置进行实验。

3)测得充分反应后生成氢气的体积为VL(标准状况),w(Zn)            

4)计算镀层厚度,还需要检索的一个物理量是                   

5)若装置B中的恒压分液漏斗改为普通分液漏斗,测量结果将       (填偏大偏小无影响)。

方案乙:通过称量试样与碱反应前后的质量实现探究目标。选用仪器C做实验,试样经充分反应,滤出不溶物、洗涤、烘干,称得其质量为m2g

6w(Zn)           

方案丙:通过称量试样与碱反应前后仪器、试样和试剂的总质量(其差值即为H2的质量)实现探究目标。实验同样使用仪器C

7)从实验误差角度分析,方案丙        方案乙(填优于、“劣于等同于)。

【参考答案】1c 2D 3高考资源网( www.ks5u.com),中国最大的高考网站,您身边的高考专家。(高考资源网( www.ks5u.com),中国最大的高考网站,您身边的高考专家。等其他合理答案)4)金属锌的密度(或其他合理答案)5)偏大 6高考资源网( www.ks5u.com),中国最大的高考网站,您身边的高考专家。(或其他合理答案) 7)劣于

【解析评价】2009年已是一个久远的年代,那是福建省理综自主命题的第一年,因而试题难度不大,各个问题之间的关联度不高,在题意的解读上,无需消耗我们过多的脑力。本年的亮点是第(5)问,但具有“普世价值”的是第(2)、(7)问。

第(1)问,考虑NO常温下易被空气氧化,故应用排水法收集,为确保A中的水能排出,气体流向应该“短进长出”,故选c,这要做错,立马撞墙……寻找智慧!

第(2)、(3)问,用“气体体积法”测量锌的质量分数w(Zn),即利用不溶性H2在同温同压下能排出相同体积的水(或溶液),在量气管收集到水的体积即H2的体积VL(标准状况),再根据ZnH2的作用关系(物质的量之比为11),解得w(Zn) 高考资源网( www.ks5u.com),中国最大的高考网站,您身边的高考专家。

“气体体积法”是一种常用的测量样品质量分数的方法,与“气体质量法”(通过测量反应产生的气体质量求样品质量分数)相比,前者装置简单,仅需将气体发生装置B与量气装置D连接在一起即可,无需先排除装置内残留的空气,也无需将产生的H2全部驱赶到量气装置D(因为同温同压下,等体积空气与H2排水能力相当),甚至H2中少量水蒸气除去的意义也不大(装有水的量气管内难道没有水蒸气?),但考虑气体体积受温度、压强影响很大,故读数必须保证在同温同压下进行,若反应放热你必须先将气体冷却至室温,然后调节量气管液面高度,确保两端液面高度相同,这样量气管内气体压强与大气压相同,即与反应前气体压强相同。

第(4)问,这就不需要我多解释了,填“金属锌的密度”,但多嘴一句,填“密度”与金属锌的密度”相比,前者的理论(都知道要填密度)与实际(具体到本题是锌的密度而不是合金的密度或不指明何者密度)没能很好的结合,这是多数考生答题的不良习惯,应该引起重视!

第(5)问,相对于普通分液漏斗,恒压漏斗的定性功能是确保分液漏斗液体顺利滴入烧瓶,但本题不落俗套,打起恒压漏斗定量功能主意,若将恒压分液漏斗改为普通分液漏斗,则测量到气体的体积偏大,大的那一部分体积是加入到烧瓶的NaOH溶液的体积,因为NaOH溶液从外部强行挤入烧瓶内部(哪怕此时烧瓶内没有镀锌薄铁与之反应),必将排出烧瓶内部分空气即多排出部分体积的水——但恒压漏斗将漏斗与烧瓶连通,装在漏斗中的NaOH溶液属“人民内部矛盾”,只是从这个角落移到那个角落,与普通分液漏斗NaOH溶液“从外部强行入侵挤压”相比,天壤之别!

第(6)问,不溶物m2g就是不溶烧碱溶液的Fe的质量,则w(Zn)高考资源网( www.ks5u.com),中国最大的高考网站,您身边的高考专家。,但也有学生认为,m2Fe(OH)3的质量,因为Fe3OH-Fe(OH)3↓,那么,你叫下面这个反应“Fe3+3OH-Fe(OH)3↓”情何以堪!FeFe3+性质天差地别!这让我情不自禁想起“用氨水除银镜”的谬论,可形成银氨溶液是银的某些+1价的化合物如AgClAgOH等,而银镜是银单质,银单质与银离子性质天差地别,银单质根本不溶于氨水。

第(7)问,因为反应时ZnH2的作用的物质的量之比为11,哲学上,无论是方案乙测Zn的质量还是方案丙测H2的质量都能达到实验目的,但注意若Zn的质量为0.65g,则对应H2质量为0.02g,若此时你是福建省考生,钟情于托盘天平,0.65g勉强称出,但如何能称出0.02g?称量不出误差就大了去!故本题答“劣于”。

所以当称量仪器确定(灵敏度确定)时,将物质转化为质量较大(而不是较小)的测量对象进行实验,测量结果相对误差更小。例如通过“沉淀法”测纯碱中Na2CO3的纯度,用CaCl2沉淀好还是BaCl2呢?当然是BaCl2,因为等物质的量的BaCO3 CaCO3质量相比,前者质量明显更大(即误差更小)——这在2011年试题就有体现!

【读题心得】①“气体体积法”测量样品纯度的原理与技能;②称量仪器在称量质量较大样品时相对误差更小;③恒压漏斗的定性与定量功能。

 

 

2010年试题】工业上常用铁质容器盛装冷浓酸。为研究铁质材料与热浓硫酸的反应,某学习小组进行了以下探究活动:

探究一1)将已去除表面氧化物的铁钉(碳素钢)放入冷浓硫酸中,10分钟后移入硫酸铜溶液中,片刻后取出观察,铁钉表面无明显变化,其原因是            

2)另称取铁钉6.0g放入15.0mL浓硫酸中,加热,充分应后得到溶液X并收集到气体Y

甲同学认为X中除Fe3+外还可能含有Fe2+。若要确认其中的Fe2+,应先用        选(填序号)。

aKSCN溶液和氯水    b.铁粉和KSCN溶液    

c..浓氨水              d.酸性KMnO4溶液

乙同学取336mL(标准状况)气体Y通入足量溴水中,发生反应:

SO2Br22H2O2HBrH2SO4

然后加入足量BaCl2溶液,经适当操作后得干燥固体2.33g。由于此推知气体YSO2的体积分数为               

探究二分析上述实验中SO2体积分数的结果,丙同学认为气体Y中还可能含量有H2Q气体。为此设计了下列探究实验状置(图中夹持仪器省略)。

3)装置B中试剂的作用是                                       

4)认为气体Y中还含有Q的理由是                                   (用化学方程式表示)。

5)为确认Q的存在,需在装置中添加M              (选填序号)。

  aA之前      bAB       cBC       dCD

6)如果气体Y中含有H2,预计实验现象应是                              

7)若要测定限定体积气体YH2的含量(标准状况下约有28mL H2),除可用测量H2体积的方法外,可否选用质量称量的方法?做出判断并说明理由              

【参考答案】1)铁钉表面被钝化  2d   66.7%   3)检验SO2是否除尽  4C2H2SO4()CO22SO22H2O  5c

    6D中固体由黑变红和E中固体由白变蓝  7)否,用托盘天平无法称量DE的差量;可,用分析天平称量DE的差量

【解析评价】2009年实验题相比,2010年实验题难度更大,各个问题之间的关联度较高,对这类“牵一发而动全身”的问题寻找突破口是关键,这个突破口就是“Q气体是什么气体?”而这需要考生读题的敏感性,有没有注意到探究的对象是“铁钉(碳素钢)”,特别注意括号中的信息,在我看来,高考题括号中的信息绝不是可有可无,而是不注意会丢了小命,所以括号不是淡化,而是强调,既然是碳素钢,则Q必为碳与浓硫酸反应生成的CO2

确定QCO2,本题核心实验【探究二】实际上转变为基础问题:常见气体SO2CO2H2的检验和吸收。实际上许多实验大题解读结果都是一些化学实验的基本操作,关键是你要练就一双慧眼!在我看来,本年的亮点是第(7)问。具体解析如下:

第(1)问,送分,铁钉表面被钝化。但注意钝化本身是一个氧化还原反应,铁被氧化为致密氧化物,铁的致密氧化物是什么成分,迄今有争议,但既不是氧化铁,也不是氧化亚铁。

第(2)问,第小题,是常见离子中Fe2+的检验,如果没有Fe3+干扰,答案选a,但本题已确定溶液X中有Fe3+,故机械套用“先加KSCN溶液呈无色,再加氯水变血红色”方式不可取,抓住Fe2+相对于Fe3+的强还原性,应选用具有氧化性、且反应前后现象变化明显的溶液来检验——还有比酸性KMnO4溶液更好的试剂吗?常见离子检验方法有时不一定能机械套用,关键要看有否干扰离子,具体问题一定要具体分析。

小题,2.33g固体是BaSO4,根据S原子守恒得到标准状况下SO2体积224mL,故SO2的体积分数为66.7%(注意三位有效数字,不要表达为67%66.67%)。

前面说过,【探究二】的本质是SO2CO2H2气体的检验和吸收,更具体些是检验SO2气体中的CO2H2CO2的检验是在除去SO2后的气体能使澄清石灰水变浑浊,H2的检验方法是用灼热CuO将其氧化成H2O后使无水硫酸铜变蓝实现。所以装置A中的酸性KMnO4溶液是除去SO2,装置B中的品红是检验SO2有否除尽,确保SO2除尽不再干扰CO2的检验后,就可以将装有澄清石灰水的装置M接入装置BC之间检验CO2,装置C中的碱石灰是先除去H2中的水蒸气,装置D灼热CuOH2氧化成H2O,装置E的无水硫酸铜检验生成的H2O,装置F是防止空气中的水蒸气进入装置E干扰H2O的检验。

故第(3)到第(6)问答案不再一一熬述,只是提醒第(4)问中碳与浓硫酸反应方程式书写要规范,如必须注明“浓”、△、气标等信息。

第(7)问是个亮点,有人认为,标况下28mL氢气质量仅为0.0025g,我们福建省的托盘天平怎么能称量?对托盘天平念念不忘的人当然不知道这个世界上还有电子天平、分析天平等高灵敏度的称量工具,更有甚者认为这个质量太小,无法测量——怪不得学物理的人比学化学的人高人一等——俺们电子质量都能测出来9.109558×10-31kg,你们,嘿嘿……

这里说个小故事,稀有气体氩的发现。英国物理学家瑞利在研究氮气时发现从氮的化合物中分离出来的氮气每升重1.2508g,而从空气中分离出来的氮气在相同情况下每升重1.2572g,这0.0064g的微小差别引起了瑞利的注意。他与化学家莱姆赛合作,把空气中的氮气和氧气除去,用光谱分析鉴定剩余气体,终于在1894年发现了氩。

如果用托盘天平,你能发现什么?我强烈建议福建省给中学生配备电子天平!

【读题心得】①对试题中关键词要有像狼一样灵敏的嗅觉;②再“华丽”的大题都是由基础题构建的,学会解除其“华丽”的“皇帝的新装”;③不要被学物理的人讽刺后就自暴自弃,学化学的人要自强。

 

 

2011年试题】化学兴趣小组对某品牌牙膏中摩擦剂成分及其含量进行以下探究:查得资料:该牙膏摩擦剂由碳酸钙、氢氧化铝组成;牙膏中其它成分遇到盐酸时无气体生成。

摩擦剂中氢氧化铝的定性检验:取适量牙膏样品,加水成分搅拌、过滤。

1)往滤渣中加入过量NaOH溶液,过滤。氢氧化铝与NaOH溶液反应的离子方程式是                                                    

2)往(1)所得滤液中先通入过量二氧化碳,再加入过量稀盐酸。观察到的现象是                                                                  

牙膏样品中碳酸钙的定量测定

利用下图所示装置(图中夹持仪器略去)进行实验,充分反应后,测定C中生成的BaCO3沉淀质量,以确定碳酸钙的质量分数。依据实验过程回答下列问题:

3)实验过程中需持续缓缓通入空气。其作用除了可搅拌BC中的反应物外,还有                                                               

4C中反应生成BaCO3的化学方程式是                             

5)下列各项措施中,不能提高测定准确度的是_____________(填标号)。

a在加入盐酸之前,应排净装置内的CO2气体

b滴加盐酸不宜过快

cA—B之间增添盛有浓硫酸的洗气装置

dB—C之间增添盛有饱和碳酸氢钠溶液的洗气装置

6)实验中准确称取8.00g样品三份,进行三次测定,测得BaCO3平均质量为3.94g。则样品中碳酸钙的质量分数为                   Ba137C12O16Ca40

7)有人认为不必测定C中生成的BaCO3质量,只要测定装置C在吸收CO2前后的质量差,一样可以确定碳酸钙的质量分数。实验证明按此方法测定的结果明显偏高,原因是                                                                  

【参考答案】1Al(OH)3OH-AlO2-2H2O

2)通入CO2气体有白色沉淀生成;加入盐酸有气体生成、沉淀溶解;

3)把生成的CO2气体全部排入C中,使之完全被Ba(OH)2溶液吸收

4CO2Ba(OH)2BaCO3H2O

5cd        625.0%0.250

7B中的水蒸气、氯化氢气体等进入装置C

【解析评价】2011年试题难度总体不大,试题由定性检验与定量检测两部分构成,定性检验部分比较基础,难度在定量检测,定量检测方法可解读为:用“气体质量法”测定牙膏样品中碳酸钙的质量分数。本题审题对关键词要敏感,其他装置试剂均未强调量化意思,唯独装置C强调“足量Ba(OH)2溶液”,“足量”一词举足轻重!

第(1)问,送分,Al(OH)3OH-AlO2-2H2O

第(2)问,先通入CO2气体有白色沉淀生成;加入盐酸有气体生成、沉淀溶解。其中“加入盐酸有气体生成”易漏答,因为通CO2气体有白色沉淀[成分为Al(OH)3]生成,考生在不书写方程式情况下,注意力易聚焦在白色沉淀上,再加盐酸,本能抢答沉淀溶解,容易忽略CO2NaAlO2溶液反应生成的另一个产物NaHCO3,从而漏答“有气体产生”。所以分析时完整写出反应方程式才是上策,不宜只看不写。

第(3)~(7)问是用“气体质量法”测定牙膏样品中碳酸钙的质量分数,即将碳酸钙与盐酸反应生成的CO2导入足量Ba(OH)2溶液转化为BaCO3沉淀,称量BaCO3沉淀的质量,再根据CaCO3BaCO3的作用关系(物质的量之比为11测定碳酸钙的质量分数。

“气体质量法”是一种常用的测量样品质量分数的方法,与2009年“气体体积法”相比,“气体质量法”装置更复杂,一般具备两个特点:第一,“动力驱赶”:需将在装置B产生的CO2全部导入装置CBa(OH)2溶液吸收,这项任务由空气完成,但空气中也含有CO2,故先用装置A中的NaOH溶液吸收;第二,“左除右防”:在吸收CO2气体的装置C右侧要防止空气中的CO2进入装置C,这就是装置D中碱石灰的作用;左侧按理需除去CO2气体中少量杂质气体HCl,因为它会干扰CO2Ba(OH)2溶液生成沉淀,但为什么装置BC之间没有除杂装置呢?奥秘在于Ba(OH)2溶液是足量的,即足量Ba(OH)2溶液不仅与CO2生成沉淀,且能除去CO2中的HCl杂质。但若Ba(OH)2溶液没有强调足量,则该定量实验的“道德体系”崩溃,可见对关键词需要狼一样灵敏的嗅觉。

据此,第(3)问空气作用是把生成的CO2气体全部排入C中,使之完全被Ba(OH)2溶液吸收。从题干中还要注意通空气需“持续缓缓”,且通空气兼备“搅拌”作用。

第(4)问,送分,CO2Ba(OH)2BaCO3H2O

第(5)问,操作a当然能提高准确度,注意到第(3)问通空气需“持续缓缓”,则操作b滴加盐酸自然“不宜过快”,一般来说,气体分子参与的反应不像溶液中的离子反应那样快速,故在定性分析中,要考虑尾气中会残留未参与反应的气体,而在定量实验中,为提高实验准确度,通入气体显然不宜过快,这是气体实验中必须注意的一个问题。

由于CO2气体中水蒸气存在不影响BaCO3沉淀的生成,故不必在A—B之间增添盛有浓硫酸的洗气装置。在定性实验中,除去CO2中的HCl气体一般是饱和NaHCO3溶液,但对于定量实验,由于HClNaHCO3能产生CO2使结果偏大,这无论如何是不允许的,从中可以看出定性与定量实验有本质的区别!

综上所述,第(5)问选cd

第(6)问,难度不大,提3个小问题:①注意有效数字为3位,故答案不是25%,而是25.0%②定量实验一般需做平行试验(进行三次滴定,一次不够);③将CO2转化为BaCO3而不是CaCO3是因为得到的沉淀质量更大,这样相对误差更小

第(7)问,B中的水蒸气、氯化氢气体等进入装置C中。答题应完整,不要只答水蒸气或只答氯化氢,更不宜不确定性答CO2中的杂质气体进入装置C中,要明确告知是什么杂质,还是那句话,理论要练习实际,具体问题必须具体分析。

【读题心得】①“气体质量法”测量样品纯度的原理与技能,并注意与“气体体积法”对比;②对试题中的关键词需要狼一样灵敏的嗅觉[2010年的“铁钉(碳素钢)”,2011年的“足量Ba(OH)2溶液”];③注意分辨定性实验与定量实验的区别;④计算时注意有效数字的位数。

 

 

2012年试题】实验室常用MnO2与浓盐酸反应制备Cl2反应装置如图甲所示

1)制备实验开始时,先检查装置气密性,接下来的操作依次是       (填序号)。

A.往烧瓶中加入MnO2粉末

B.加热

C.往烧瓶中加入浓盐酸

2)制备反应会因盐酸浓度下降而停止。为测定反应残余液中盐酸的浓度,探究小组同学提出的下列实验方案:

甲方案:与足量AgNO3溶液反应,称量生成的AgCl质量。

乙方案:采用酸碱中和滴定法测定。

丙方案:与已知量CaCO3(过量)反应,称量剩余的CaCO3质量。

丁方案:与足量Zn反应,测量生成的H2体积。

继而进行下列判断和实验:

①判定甲方案不可行,理由是                                                            

                                                                        

进行乙方案实验:准确量取残余清液稀释一定的倍数后作为试样。

a.量取试样20.00mL,用0.1000 mol·L-1NaOH标准溶液滴定,消耗22.00mL,该次滴定测的试样中盐酸浓度为                       mol·L-1

b.平行滴定后获得实验结果。

判断丙方案的实验结果               偏大偏小准确”)

[已知:Ksp(CaCO3)2.8×10-9Ksp(MnCO3)2.3×10-11]

进行丁方案实验:装置如图乙所示(夹持器具已略去)。

i)使Y形管中的残余清液与锌粒反应的正确操作是将          转移到         中。

ii)反应完毕,每间隔1分钟读取气体体积、气体体积逐渐减小,直至不变。气体体积逐次减小的原因是                                            (排除仪器和实验操作的影响因素)。

【参考答案】1ACB   2残余清液中n(Cl-)n(H+),故加入足量的硝酸银溶液只能求出氯离子的量,而不能求出剩余盐酸的浓度。

0.1100     偏小

iZn粒,残余清液;(ii)装置内气体未冷却至室温。

【解析评价】如果我来选出20092014年最佳实验题,我毫不犹豫投给2012年,在突出实验技能的考核上,2012年实验题堪称典范,最亮眼的设计当然是第(2)问的第小题。

第(1)问,顺序为ACB。这里主要注意一个安全操作:烧瓶、锥形瓶等大容积的玻璃仪器不能只放固体加热(垫石棉网也不行),那样做仪器易受热不均而破裂,烧瓶、锥形瓶垫上石棉网后可加热固液混合物或液体混合物。

第(2)问是测定反应残余液中盐酸的浓度,先解读甲、乙、丙、丁四个方案的原理:甲方案是沉淀法;乙方案是中和滴定法;丙方案是量差法——已知加入的过量CaCO3质量,再称量剩余的CaCO3质量,差值即为与残留酸液反应的CaCO3质量;丁方案是气体体积法。

第①小题,关键是残余清液中n(Cl-)n(H+),或者说溶液中除了HCl,还有MnCl2,故加入足量的硝酸银溶液只能求出氯离子的量,而不能求出剩余盐酸的浓度。

小题,计算注意有效数字位数,答案为0.1100(不能表达成0.11)。还有一点提醒,得到的浓度0.1100 mol·L-1为残余液稀释后的浓度,而不是残余清液中盐酸的原浓度,谨防问题是求残余清液中盐酸的原浓度,当然,必须告知稀释了多少倍才能求出。

小题,量差法分析必须理解原理“m(CaCO3)m(CaCO3)”即为与残留酸液反应的CaCO3质量,如果没有括号中CaCO3MnCO3二者的Ksp信息,丙方案的实验结果我们也无能为力(这再次说明括号中信息的重要性),由于Ksp(MnCO3)小于Ksp(CaCO3),则部分残留CaCO3会转化为MnCO3,由于Mn的相对原子质量大于Ca,故导致剩余固体质量m(CaCO3)偏大,则量差“m(CaCO3)m(CaCO3)”偏小,实验结果自然偏小。

小题,本实验最亮眼的问题,(i)若将残余清液转移到Zn粒,实际怎么可能转移完全?残余清液继续残留,这对定量实验不能接受,故应将Zn粒转移到残余清液,注意是Zn粒而不是Zn片,因为滚动摩察系数小于滑动摩擦系数,易于Zn的转移。本题对于那些“纸上谈兵”的考生是个“噩梦”,不去动手实验,很难体会到动手的美妙感受。

ii)用“气体体积法”测量残余液中盐酸的浓度,在2009年试题中分析过该方法的特点。在通常见到的模拟题中,大多数试题偏向考调节量气管液面高度在同一水平线(同压)来读数,鲜有试题从温度角度考虑,但金属与酸的置换反应是放热的,反应完毕,装置内气体未冷却至室温,此时读数是不合理的。模拟题做多了,好处是经验多了,解题速度快了,坏处是惯性大了,想当然多了,对高考题,你要有婴儿般单纯的眼睛,而不是饱经沧霜老人的心态。

【读题心得】①对于高考题,你要有婴儿般单纯的眼睛,而不是饱经沧霜老人的心态;②进一步巩固“气体体积法”测量样品纯度的实验技能与原理;③“量差法”测量样品纯度的实验技能与原理。

 

 

2013年试题】固体硝酸盐加热易分解且产物较复杂。某学习小组以Mg(NO3)2为研究对象,拟通过实验探究其热分解的产物,提出如下4种猜想:

甲:Mg(NO3)2NO2O2        乙:MgONO2O2 

丙:Mg3N2O2                     丁:MgONO2N2

1)实验前,小组成员经讨论认定猜想丁不成立,理由是                 

查阅资料得知:2NO22NaOHNaNO3NaNO2H2O

针对甲、乙、丙猜想,设计如下图所示的实验装置(图中加热、夹持仪器等均省略):

2)实验过程

仪器连接后,放入固体试剂之前,关闭k,微热硬质玻璃管(A),观察到E 中有气泡连续放出,表明                                                

称取Mg(NO3)2固体3.7 g置于A中,加热前通入N2以驱尽装置内的空气,其目的是                                    ;关闭K,用酒精灯加热时,正确操作是先                                   ,然后固定在管中固体部位下加热。

观察到A 中有红棕色气体出现,CD 中未见明显变化。

待样品完全分解,A 装置冷却至室温、称量,测得剩余固体的质量为1.0g

取少量剩余固体于试管中,加入适量水,未见明显现象。

3)实验结果分析讨论

根据实验现象和剩余固体的质量经分析可初步确认猜想          是正确的。

根据D 中无明显现象,一位同学认为不能确认分解产物中有O2,因为若有O2D中将发生氧化还原反应                                                 (填写化学方程式),溶液颜色会退去;小组讨论认定分解产物中有O2存在,未检测到的原因是                                                                   

小组讨论后达成的共识是上述实验设计仍不完善,需改进装里进一步研究。

【参考答案】1)不符合氧化还原反应原理     2装置气密性良好

避免对产物O2的检验产生干扰;移动酒精灯预热硬质玻璃管

3   2Na2SO3O22Na2SO4O2在通过装置B时已参加反应

【解析评价】2013年的试题是探究Mg(NO3)2的分解产物,理论(氧化还原反应原理)与实验手段双管齐下,难点是实验检测其气态产物NO2O2——题意可解读为常见气体NO2O2的检验和吸收,本年考题还提醒考生,不要忽视一些化学实验基本操作,如气密性检查,如何给试管中固体加热等。

    第(1)问,实验没进行就需要判断,则只能依靠理论——氧化还原反应原理,毕竟本反应是氧化还原反应,氧化还原反应化合价变化不能“只升不降”,或“只降不升”,猜想丁只有氮元素化合价降低,而没有元素化合价升高,故猜想丁不成立。

常看到有学生写这样的反应Cl22NaOH2NaClH2O,化合价“只降不升”,可能吗?有学生说,没配平,其实在书写者心里,有没有配平已经不重要了。

第(2)问,第小题,当然是装置气密性良好。注意检查装置气密性应在加入试剂之前,常有学生问,万一加入固体时,接口松了,怎办?我要说的是,气密性的检查是检查仪器行不行,不是检查人的脑袋行不行。

接下来应该解读清楚实验原理,通过反应前Mg(NO3)2固体3.7 g受热得到1.0g残留固体,猜测残留固体是MgO,验算符合。接下去关键是检验可能的气态产物NO2O2NO2为红棕色,眼睛观察即可,重点是O2的检验,从实验装置图来看,O2的检验是在装置D中将碱性还原剂Na2SO3溶液氧化为中性Na2SO4溶液,从而使含酚酞的红色溶液褪去为依据的,那么,为避免干扰,残留在系统内的空气事先必须除去,而NO2同样具有氧化性,在通入装置D之前也必须除去,则本题实际上就是常见气体NO2O2的检验和吸收,从类型来看,与2010年实验题完全同类型,装置B作用是除去NO2气体,装置C是检验NO2是否除尽。

因此第小题加热前通入N2以驱尽装置内的空气目的是避免对产物O2的检验产生干扰,用酒精灯加热时,正确操作是先移动酒精灯预热硬质玻璃管。

第(3)问,第小题,当然是猜想乙正确。

小题,O2存在的反应原理是2Na2SO3O22Na2SO4,如果红色溶液没有褪色,说明O2并未进入装置DO2在装置BC就已经被消耗了,要消耗O2就得有还原剂,还原剂是什么呢,从提示装置B发生的反应2NO22NaOHNaNO3NaNO2H2O来看,装置D中亚硫酸钠能被O2氧化,为什么装置B中亚硝酸钠就不能O2氧化?特别说明,2Mg(NO3)2 2MgO4NO2O2↑,恰好在溶液中4NO2O22H2O4HNO3,生成的HNO3倍浓NaOH中和,总反应为4NO2O24NaOH4NaNO32H2O,看到吧,O2恰好全没了!一个细节提醒:装置BNaOH溶液,因为它担当吸收NO2重任,NO2体积是O24倍,不“浓”怎行?而装置CNaOH溶液没有强调浓溶液,因为它担当的只是检验有否NO2的任务,何须浓溶液?对细节的敏感,让你不仅能看到花开的艳丽,更能听到花落的声音。

【读题心得】①综合2010年与2013年试题来看,应该熟练掌握常见气体的检验与吸收基本方法(见第二部分),基础扎实,才能以不变应万变;②如何突破在NO2干扰的情况下检验O2?当现实与预期矛盾时如何进一步探寻原因?静下心来体验这一过程,则不仅看到花开的艳丽,更能听到花落的声音;③梳理一些重要的化学实验基本操作。

 

 

2014年试题】焦亚硫酸钠(Na2S2O5)是常用的食品抗氧化剂之一。某研究小组进行如下实验:

实验一焦亚硫酸钠的制取

采用右图装置实验前已除尽装置内的空气制取Na2S2O5。装置II中有Na2S2O5晶体析出,发生的反应为:Na2SO3SO2Na2S2O5

学科网(www.zxxk.com)--国内最大的教育资源门户,提供试卷、教案、课件、论文、素材及各类教学资源下载,还有大量而丰富的教学相关资讯!

1)装置I中产生气体的化学方程式为                                  

2)要从装置II中获得已析出的晶体,可采取的分离方法是               

3)装置III用于处理尾气,可选用的最合理装置夹持仪器已略去       填序号

学科网(www.zxxk.com)--国内最大的教育资源门户,提供试卷、教案、课件、论文、素材及各类教学资源下载,还有大量而丰富的教学相关资讯!

【实验二焦亚硫酸钠的性质    

Na2S2O5溶于水即生成NaHSO3

4)证明NaHSO3溶液中HSO3      的电离程度大于水解程度,可采用的实验方法是

             填序号

a.测定溶液的pH     b.加入Ba(OH)2溶液   c.加入盐酸  

d.加入品红溶液      e.用蓝色石蕊试纸检测

5)检验Na2S2O5晶体在空气中已被氧化的实验方案是                      

                                                                

【实验三葡萄酒中抗氧化剂残留量的测定

6)葡萄酒常用Na2S2O5作抗氧化剂。测定某葡萄酒中抗氧化剂的残留量以游离SO2计算的方案如下:

已知:滴定时反应的化学方程式为SO2I22H2OH2SO42HI

按上述方案实验,消耗标准I2溶液25.00 mL,该次实验测得样品中抗氧化剂的残留量以游离SO2计算                g·L-1

在上述实验过程中,若有部分HI被空气氧化,则测得结果      偏高”“偏低不变”)

【参考答案】1Na2SO3H2SO4()Na2SO4SO2H2O

(或Na2SO32H2SO42NaHSO4SO2H2O

2)过滤   3d   4ae

5)取少量Na2S2O5晶体于试管中,加适量水溶解,滴加足量盐酸,振荡,再滴入氯化钡溶液,有白色沉淀生成

6 0.1600  偏低

【解析评价】个人觉得2014年实验题中规中矩,没有太大难度,各个问题之间的关联度不大,也没有什么亮点,但答题要规范——如果这也算亮点的话。

第(1)问,实验室制备SO2的化学方程式为Na2SO3H2SO4()Na2SO4SO2H2O。强调一下,尽管在稀溶液中,该反应也能进行,但从实验室制备收集的角度来看,为避免因溶解而造成的损失,易溶于水的气体如SO2NH3等的制备最好在无(或少)水溶液体系状态下进行,这就是为什么制备NH3用固态石灰与固态氯化铵混合加热、而不在水溶液中加热进行。

第(2)问,分离的方法是过滤,不解释。

第(3)问,对关键词要敏感,选最合理装置,则选项一般只有一个。装置a只有进气口,没有出气口与大气相同,怎么合理?装置b中性食盐水吸收酸性SO2气体能力不敢恭维;装置c浓硫酸没有吸收SO2能力,且漏斗插入太深,不能起到防倒吸作用,所以选d

第(4)问,证明NaHSO3溶液中HSO3      的电离程度大于水解程度的关键是证明溶液呈酸性,故选ae

第(5)问,Na2S2O5既然能做食品抗氧化剂,是因为其中+4价的S元素有还原性,一旦被氧化变为+6价的SO42-,则本题实质是Na2S2O5样品中SO42-的检验,所以方法是:取少量Na2S2O5晶体于试管中,加适量水溶解(此时Na2S2O5生成NaHSO3),滴加足量盐酸,振荡,再滴入氯化钡溶液,有白色沉淀生成。

作为对比,2014年天津理综实验题是检验Na2S2O3样品中有否SO42-,同样是SO42-的检验,方法却是:取少量产品溶于过量盐酸,过滤,向滤液中加BaCl2溶液,若有白色沉淀,则产品中含有Na2SO4;若没有白色沉淀,则产品中没有Na2SO4

这两道SO42-检验试题对比注意两点不同:第一,问题的逻辑关系不同,福建省问的是“已被氧化”——所以匹配“滴入氯化钡溶液,有白色沉淀生成”,而天津问的是“是否被氧化 ——所以匹配“若有…,若没有…”;第二,为什么天津试题需要“过滤,然后在滤液中BaCl2溶液?”根本区别就在Na2S2O3Na2S2O5性质不同,前者在酸性溶液中会析出S沉淀,故必须过滤除去,避免干扰BaSO4沉淀生成的观察。但后者在酸性溶液中生成SO2,不会干扰SO42-的检验。

同样是SO42-的检验,差别咋就那么大呢?还是那句话,具体问题具体分析。

第(6)问,第小题,注意单位换算和有效数字位数:

w(SO2)0.1600 g·L-1

小题,若有部分HI被空气氧化为I2,则需要加入的标准I2的溶液体积偏低,实验结果自然偏低。

【读题心得】①再“华丽”的大题都是由基础题构建的,此题尤甚,如实验一SO2的实验制取、吸收与尾气处理,以及从溶液中将晶体分离的方法,实验二是常见物质的检验,具体而言是溶液酸碱性的检验以及SO42-的检验,【实验三是滴定的计算与误差分析,可看作是中和滴定的拓展。

②答题要规范,否者会悲剧。以本题为例:

第(1)问,答案为Na2SO3H2SO4()Na2SO4SO2H2O,但不注明气标“”,不注明“浓”,扣分;

第(2)问,答案为“过滤”,但有的考生未注意题给信息“装置II中有Na2S2O5晶体析出”,想当然认为装置IINa2S2O5溶液,解答为“蒸发浓缩、冷却结晶、过滤”,扣分;

3)问,答案为d,但有的考生未注意题给信息“最合理装置”,多选,扣分;

第(4)问,答案为ae,但有的考生胆子小,漏选,扣分;

第(5)问,没有注意逻辑关系为已被氧化”,误判为是否被氧化”来答题,扣分;

第(6)问答案为“0.1600”,但有的考生未注意有效数字位数,写成“0.16”,扣分;的答案为“偏低”,但有的考生不按要求答题,写成“偏小”,扣分。

写到这,我分明听到有人喊道,求求你,不要说了……太可怕了!

中国人的性格弱点是凡事讲究“差不多”就行,一场考试有多少分是不规范答题丢的?尽管这个陋习要杜绝很困难,但用心尽可能减少还是有可能的,否则,你有心杀敌,却无力回天!

 

 

第二部分  试题的启示

综上所述,福建高考化学实验题的特点是:第一,气体是核心;第二,定量是特色!定性探究与定量探究相结合,涉及实验的设计与评价。

实验题的关键在解读试题:实验目的是什么,根据目的设计实验方案,根据方案确定实验步骤,每一步的操作应注意什么问题,操作不当对结果有何影响,不同方案有何优缺点等。任何“华丽”的大题解读透彻后都是基础的化学实验,这就是为什么有时你看试题觉得难,可看答案时又觉得简单的缘故,所以要通过做题训练出一双“肢解”试题的慧眼,而不仅仅是为了追求解题的经验与速率,从这点来看,我的体验是,题目未必做得越多越好。

基于此,备考建议:

1、掌握常见气体[O2NH3Cl2H2CO2SO2NO2NO]的制备【气密性检查、发生、净化、干燥、收集、尾气处理、防倒吸、验纯等】、检验与吸收[H2OCO2SO2O2Cl2NH3H2CONONO2]

附录1  历年福建高考实验题考察的气体

年份

考察气体

说明

特色

2009

H2NO

NO收集,H2体积法与质量法

①恒压漏斗在H2体积测量中作用;

②质量法评价

2010

SO2H2

CO2

SO2H2CO2的检验与吸收

①审题注意“碳素钢”;

②如何测量28mLH2质量

2011

CO2

CO2质量法:用Ba(OH)2溶液

吸收CO2生成BaCO3

①如何在HCl干扰下测CO2质量;

②为何用Ba(OH)2溶液不用Ca(OH)2溶液?

2012

Cl2H2

沉淀法、滴定法、量差法、

H2体积法测量残留盐酸量

Zn粒与残留酸反应时加料方式;

②如何在同温同压下测量H2体积

2013

NO2O2

NO2O2的检验与吸收

如何在NO2干扰下检验O2

2014

SO2

SO2制备Na2S2O5,涉及

SO2的制备、尾气处理、测定

及相关离子的检验

碘量法测SO2含量

附录2   常见气体的检验与吸收

检验

吸收

H2O

无水硫酸铜变蓝

浓硫酸、无水CaCl2、碱石灰、P2O5

CO2

澄清石灰水变浑浊

NaOH溶液

SO2

品红溶液褪色,加热后变红

NaOH溶液、KMnO4/H+、溴水等

O2

带火星木条复燃

灼热的铜网

Cl2

黄绿色,使湿润的KI淀粉试纸变蓝

NaOH溶液

H2/CO

一般在加热时用CuO将其氧化为H2O/CO2后检验;

点燃或用储气袋回收

NH3

使湿润的红色石蕊试纸变蓝或将蘸浓盐酸的玻璃棒靠近产生白烟

水或稀酸

NO/NO2

无色气体,暴露空气或通入空气变红棕色/红棕色易溶于水气体

NaOH溶液

H2S

臭鸡蛋气味气体,使CuSO4溶液变黑

CuSO4溶液或NaOH溶液

附录3   常见防倒吸(或安全瓶)装置

2、掌握常见定量手段及有效数字计算:

1)常见定量手段

①气体体积法——同温同压(参看2012年福建省高考实验题)、恒压漏斗(参看2009年福建省高考实验题)。

②气体质量法——左除右防,动力驱赶(参看2011年福建省高考实验题)。

③沉淀法(或质量法)——用什么试剂沉淀?沉淀是否完全?如何洗涤沉淀?沉淀是否洗净?(参看2011年福建省高考实验题)。

④滴定法——中和滴定(参看2012年福建省高考实验题)、碘量法(参看2014年福建省高考实验题)等。

⑤量差法(参看2012年福建省高考实验题)。

⑥“归一法”——将混合物转化为相同的物质。目前已有的福建高考题尚未出现这种方法求样品的纯度,该方法特色之处在于误差分析,举例如下:

某种含有少量氧化钠的过氧化钠试样(m1g),测定上述样品中Na2O2质量分数的一种方案,其操作流程如下:

在转移溶液时,如溶液转移不完全,则Na2O2质量分数的测定结果          (填偏大、偏小或不变)。

这是一道典型的“归一法”测量样品的纯度,将m1g样品用足量盐酸转化为相同的物质氯化钠,测量所得氯化钠晶体的质量(假设为m2g),就可以求出Na2O2质量分数。如溶液转移不完全,许多考生认为,所得氯化钠晶体少了,故测定结果偏少。

果然如此吗?如果氯化钠只来自Na2O2,结果自然偏少,但部分氯化钠来自Na2O,且Na2O2Na2O转化为氯化钠质量比不同,故氯化钠少了,换算成Na2O2质量分数偏大、偏少不好说,用数学方法推导可顺利解决:

Na2O2Na2O的物质的量分别为ab,则有:

78a62bm158.5(2a2b)m2,解得amol

所以溶液转移不完全,m2减少,在m1不变的情况下使a偏大,则Na2O2质量分数的测定结果偏大。

2)有效数字计算(参看2010201120122014年福建省高考实验题)及误差分析或试验评价(2009年~2014年每年均有,请参看第一部分)

3、熟悉常见物质分离与提纯方法

萃取与分液;蒸馏(分馏);过滤;结晶与重结晶;渗析;盐析;热灼烧或热分解或热升华;洗气等。

4、掌握物质的检验(尤其是常见离子的检验)

常见阴、阳离子如H+NH4+Na+K+Mg2+Al3+Fe2+Fe3+Cu2+Ag+OH-Cl-/Br-/I-CO32-SO32-SO42-等离子的检验。

5、掌握常见仪器名称及使用(限于篇幅,不再展开)

6、常见化学实验基本操作举例

1)如何检查装置的气密性?

   

微热法                       液差法

2)如何对氢气进行验纯?

答:将气体装入试管中,将试管倒置,用大拇指塞住试管口,接着将拇指移开,将火焰移近试管口,如果听到轻微的爆鸣声说明气体中含较多H2;如果爆鸣声比较刺耳,说明H2不纯。

3)如何检验NH4+(或其它)离子?如何检验K+(或Na+?如何检验O2(或其它气体)?

答:离子检验书写方法:取样(固体要配成溶液)加试剂(加热等)看现象做结论

例如NH4+检验:取少量固体溶于蒸馏水,加入适量烧碱溶液,加热,如果产生能使湿润红色石蕊试纸变蓝的气体,则固体试样中含NH4+

K+检验:用经盐酸清洗过的铂丝蘸取待测液(或固体),在酒精(喷)灯上灼烧,若透过蓝色钴玻璃观察到火焰呈紫色,说明样品含钾。

O2检验:将带火星的木条伸入集气瓶(或容器),若木条复燃,说明该气体为O2

4)如何检验沉淀是否完全?如何洗涤沉淀?如何检验沉淀是否洗净?

答:沉淀是否完全的判断:(如检验溶液中的SO42-是否沉淀完全)取少量滤液(定性实验)或直接在沉淀静置后的上层清液(定量实验),滴加BaCl2,若有白色沉淀生成,则说明SO42-沉淀不完全;若没有白色沉淀,则说明SO42-沉淀完全。

注:如何检验Fe3+沉淀是否完全?(提示:颜色)

沉淀的洗涤:在过滤后的漏斗中,加蒸馏水至水面没过沉淀,静置,待水流出,重复若干次,直至沉淀洗净。

判断沉淀是否洗净:(如沉淀中沾附有Cl-)取少量洗涤液,向其中加入HNO3酸化的AgNO3溶液,若有白色沉淀,则说明沉淀未洗净;若没有白色沉淀,则说明沉淀已洗净。

注:若沉淀中沾附有MnO4-离子,如何判断沉淀是否洗净?(提示:颜色)

5)如何用pH试纸测定溶液的pH值?

答:把一小块试纸放在表面皿或玻璃片上,用沾有待测溶液的玻璃棒或吸取待测液的滴管点在试纸的中部,观察颜色的变化,与标准比色卡对比判断溶液的pH值。

其它试纸使用前一般先用蒸馏水润湿。

6)如何润洗滴定管?

从滴定管上口加入35mL所要盛装的酸或碱溶液,倾斜着转动滴定管,使液体润湿滴定管内壁,然后,一首控制活塞(或挤压玻璃球),将液体从滴定管下部放入预置的烧杯中,重复23次。

7)试剂加热要注意什么?

加热时,受热容器外壁不能有水,以防止受热不均而破裂。给试管里的固体加热,将管口略微向下倾抖,以防形成的水滴倒流至管底而引起试管破裂。操作时,先要将试管均匀受热,再将火焰固定加热盛有固体的试管底部。对盛有液体的试管加热,要使管口向斜上方倾斜(约45 角),试管口不能对着人,加热时,还要不断振荡试管,以防止局部受热沸腾而飞溅。

7、审题经典案例举例

下图所示为常见气体制备、分离、干燥和性质验证的部分仪器装置(加热设备及夹持固定装置均略去),请根据要求完成下列各题(仪器装置可任意选用,必要时可重复选择,ab为活塞)。

1)若气体入口通入COCO2的混合气体,E内放置CuO,选择装置获得纯净干燥的CO,并验证其还原性及氧化产物,所选装置的连接顺序为:

                        (填代号)。能验证CO氧化产物的现象是                                                             

                                                                       

2)停止COCO2混合气体的通入,E内放置Na2O2AEDBH装置顺序制取纯净干燥的O2,并用O2氧化乙醇。此时,活塞a         ,活塞b         。需要加热的仪器装置有         (填代号),m中反应的化学方程式为:

                                                                                    
   
3)若气体入口改通空气,分液漏斗内改加氨水,圆底烧瓶内改加NaOH固体,E内放置铂铑合金网,按AGED装置顺序制取干燥氨气,并验证氨的某些性质。
   
装置A中能产生氨气的原因有                                                          

                                                                          

                                                                      

实验中观察到E内有红棕色气体现出,证明氨气具有      性。

审题分析示范】注意试题中这句话括号中的信息“请根据要求完成下列各题(仪器装置可任意选用,必要时可重复选择,ab为活塞)”,其中“仪器装置可任意选用”,“选”的意思是,仪器全部用就错了,结合题意分析干燥剂浓硫酸、碱石灰只能选一个,考虑碱石灰会对CO的氧化产物CO2具有潜在的吸收能力而影响后续对CO2的检验,故干燥剂选用浓硫酸;“必要时可重复选择”的意思是,你不重复就错了,结合本题问答来看,由于第(2)问流程给出AEDBH,没有重复使用仪器,第(3)问流程给出AGED,也没有重复使用仪器,什么意思,它表明第(1)问的流程一定有重复,最终结合实验目的给出ACBECF(装置C重复)。本题审题还告诉我们一个道理,一个大题应该要浏览完整个试题更有助于答题,因为有些重要的解题信息可能藏在后面。

参考答案1ACBECFAB之间的C装置溶液保持澄清,EF之间的C装置溶液变浑浊。(2)关闭;打开;km2CH3CH2OHO22CH3CHO2H2O

    3氢氧化钠溶于水放出大量热,温度升高,使氨的溶解度减小而放出;氢氧化钠吸水,促使氨放出;氢氧化钠电离出OH-增大了氨水中OH-浓度,促使氨水电离平衡左移,导致氨气放出。     还原

 

 
分类:美丽化学 | 阅读(2213) |评论(0)
最近访客
 
  • 游客

    09-22 08:42

  • 游客

    09-19 23:33

  • 游客

    09-14 02:09

  • 游客

    09-13 22:10

  • 游客

    09-10 22:34

  • 游客

    09-07 11:54

最新评论
 
总:0条  1/0页