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分析高考实验试题会发现实验题年年有创新点,也有意想不到的考查点,给人以眼前一亮的感觉。如何突破困境,我觉得深度挖掘实验基本操作的细节是提高实验题得分能力的关键。
例1(2016全国Ⅲ·节选)过氧化钙微溶于水,溶于酸,可作分析试剂、医用防腐剂、消毒剂。以下是一种制备过氧化钙的实验方法,回答下列问题:
(1)CaCO3的制备。①步骤①加入氨水的目的是。
图1
图1
(2)图2是某学生的過滤操作示意图,其操作不规范的是(填标号)。
a.漏斗末端颈尖未紧靠烧杯壁
b.玻璃棒用作引流
c.将滤纸湿润,使其紧贴漏斗壁
d.滤纸边缘高出漏斗
e.用玻璃棒在漏斗中轻轻搅动以加快过滤速度
解析:(1)调节溶液pH使Fe(OH)3沉淀。本题第(2)问考查了过滤这一基本操作。过滤时应注意:①一贴:将滤纸折叠好放入漏斗,加少量蒸馏水润湿,使滤纸紧贴漏斗内壁。②二低:滤纸边缘应略低于漏斗边缘,加入漏斗中液体的液面应略低于滤纸的边缘。③三靠:向漏斗中倾倒液体时,烧杯的夹嘴应与玻璃棒接触,玻璃棒的底端应和过滤器有三层滤纸处轻轻接触,漏斗颈末端应与接受器的内壁接触。答案为ade。
深度挖掘1:如何加快或减慢普通过滤速度?什么时候不需要过快?
规范解答:固体物质的颗粒质量越大,则过滤速度就越快。因此,可以采取使颗粒变大的方法过滤;反之,颗粒越小的则过滤速度就慢。颗粒过小的不宜快速过滤,否则会导致固体过滤下去,导致分离不彻底。需要指出的是,科学上常采用抽滤或减压过滤的方法加快过滤速度。
深度挖掘2:如何洗涤沉淀?怎样证明沉淀已经洗涤干净?
规范解答:(1)向过滤器中加蒸馏水至没过沉淀,待水自然流下后,重复操作2~3次;(2)以氯化钠、硝酸钠中的氯化银沉淀已经洗涤干净为例:
取最后一次洗涤浸出液,加入硝酸银溶液,若有白色沉淀生成,则说明未洗涤干净;若无白色沉淀,说明已洗涤干净。提示:其实就是检验是否还残有氯离子。
深度挖掘3:何时选择趁热过滤法?
当杂质既有不溶或溶解度很小的,又有溶解度大但随温度变化不大的,先将固体加入一定量水中,加热使之溶解,趁热过滤,将不溶的杂质除去,滤液再降温结晶、过滤,将被提纯物质滤出,可溶性杂质就留在滤液里了。
深度挖掘4:什么时候选择过滤,还有哪些常用物理的分离方法?
规范解答:分离不溶性固体与液体物质用过滤。在工业流程类试题中,如果得到固体与液体的操作,则选用过滤法。其他的还有很多,如蒸馏、分液等。
深度挖掘5:液滴(恒压)漏斗是什么原理?什么时候选用?
在有机实验中,需要不断添加反应原料,但体系又是封闭的体系,这时选用液滴漏斗,作用:平衡气压,有利于添加药品。比如绝大部分的有机合成实验,因其有机容积易挥发、需要隔绝空气(氧气)等。恒压滴液漏斗在上述实验中与烧瓶(或其他反应容器)紧密连接(一般都为标准磨口),漏斗也要用塞子密封。
例2 (2013全国Ⅰ\|13)表1中所采取的分离方法与对应原理都正确的是( )。
选项目的分离方法原理A分离溶于水中的碘乙醇萃取碘在乙醇中的溶解度较大B分离乙酸乙酯和乙醇分液乙酸乙酯和乙醇的密度不同
C除去KNO3中混杂的NaCl重结晶氯化钠在水中的溶解度很大D除去丁醇中的乙醚蒸馏丁醇与乙醚的沸点相差较大
解析:A项乙醇和水混溶,不能用作萃取剂,应用四氯化碳或苯萃取。B项乙酸乙酯和乙醇混溶,不能用分液的方法分离,应用蒸馏的方法分离。C项根据两者在水中的溶解度随温度升高而不同,利用重结晶法。NaCl随温度升高溶解度变化不大,KNO3随温度升高溶解度变化大,要趁热过滤。D项丁醇和乙醚混溶,但两者的沸点不同,且相差较大,可用蒸馏的方法分离。选D。
深度挖掘1:萃取剂的选择有什么要求?从水中萃取物质常用什么萃取剂?
规范解答:选择的萃取剂应符合下列要求:和原溶液中的溶剂互不相溶;对溶质的溶解度要远大于原溶剂,并且溶剂易挥发。水中萃取物质常用四氯化碳、苯等作萃取剂,乙醇是易溶于水的,绝对不可以作萃取剂。
深度挖掘2:萃取时如何振荡分液漏斗?目的又是什么?振荡结束注意什么?分液时液体如何放出?
规范解答:振荡时右手捏住漏斗上口的颈部,并用食指根部压紧塞子,以左手握住旋塞,同时用手指控制活塞,将漏斗倒转过来用力振荡。振荡的目的使萃取充分,振荡完毕一定要放气,以免发生喷溅的安全事故。然后将分液漏斗静置,待液体分层后进行分液,分液时下层液体从漏斗口放出,上层液体从上口倒出。
深度挖掘3:蒸馏时的装置有什么特点?如何选择冷凝管?
规范解答:必有温度计、碎瓷片、直形冷凝管、承接仪器(锥形瓶)整套设备。
注意与蛇形冷凝管、球形冷凝管的区别。球形冷凝管主要用于回流,蒸气冷凝后又流回反应体系,冷凝面积较直形冷凝管大,冷凝效率稍高;蛇形冷凝管主要用于冷凝收集沸点偏低的蒸馏产物,蛇形回流冷凝管主要用于沸点低的液体回流。
例3 (2016海南·节选)某废催化剂含58.2%的SiO2、21.0%的ZnO、4.5%的ZnS和12.8%的CuS。某同学用15.0g该废催化剂为原料,回收其中的锌和铜。采用的实验方案如图3,回答下列问题:
(1)在图4装置中,第一次浸出必须用,第二次浸出应选用。(填标号)
(3)浓缩硫酸锌、硫酸铜溶液使用的器皿名称是。
解析:(1)第一次浸出是加硫酸与ZnO、ZnS反应生成ZnSO4和H2S,而H2S有毒,这是“必须”选择的前置条件,结合图示,选D。第二次浸出是先向盛有滤渣1的反应容器中不断“加入”稀硫酸,然后滴入过氧化氢溶液加热,选择A。(3)浓缩、蒸发的仪器为蒸发皿。
深度挖掘1:蒸发与灼烧的仪器有什么区别?
规范解答:蒸发需要的仪器有铁架台(待铁圈)、酒精灯、蒸发皿、玻璃棒。灼烧用到坩埚、坩埚钳、泥三角、三角架、酒精喷灯。灼烧容易造成物质的分解。
深度挖掘2:反应需要温度计的实验还有哪些?温度计水银球的位置如何确定?
规范解答:(1)蒸馏。需要测定馏分气体的温度,所以,温度计的水银球应位于支管口处。(2)乙醇制乙烯或乙醚。因为不同的反应液体的温度、产物不同,因此,温度计的水银球在液面下。(3)苯制硝基苯。这个反应需要水浴加热,需要控制温度,因此,温度计的水银球应在作水浴的烧杯水里。
作者单位:山东省惠民县第二中学2015级9班
例1(2016全国Ⅲ·节选)过氧化钙微溶于水,溶于酸,可作分析试剂、医用防腐剂、消毒剂。以下是一种制备过氧化钙的实验方法,回答下列问题:
(1)CaCO3的制备。①步骤①加入氨水的目的是。
图1
图1
(2)图2是某学生的過滤操作示意图,其操作不规范的是(填标号)。
a.漏斗末端颈尖未紧靠烧杯壁
b.玻璃棒用作引流
c.将滤纸湿润,使其紧贴漏斗壁
d.滤纸边缘高出漏斗
e.用玻璃棒在漏斗中轻轻搅动以加快过滤速度
解析:(1)调节溶液pH使Fe(OH)3沉淀。本题第(2)问考查了过滤这一基本操作。过滤时应注意:①一贴:将滤纸折叠好放入漏斗,加少量蒸馏水润湿,使滤纸紧贴漏斗内壁。②二低:滤纸边缘应略低于漏斗边缘,加入漏斗中液体的液面应略低于滤纸的边缘。③三靠:向漏斗中倾倒液体时,烧杯的夹嘴应与玻璃棒接触,玻璃棒的底端应和过滤器有三层滤纸处轻轻接触,漏斗颈末端应与接受器的内壁接触。答案为ade。
深度挖掘1:如何加快或减慢普通过滤速度?什么时候不需要过快?
规范解答:固体物质的颗粒质量越大,则过滤速度就越快。因此,可以采取使颗粒变大的方法过滤;反之,颗粒越小的则过滤速度就慢。颗粒过小的不宜快速过滤,否则会导致固体过滤下去,导致分离不彻底。需要指出的是,科学上常采用抽滤或减压过滤的方法加快过滤速度。
深度挖掘2:如何洗涤沉淀?怎样证明沉淀已经洗涤干净?
规范解答:(1)向过滤器中加蒸馏水至没过沉淀,待水自然流下后,重复操作2~3次;(2)以氯化钠、硝酸钠中的氯化银沉淀已经洗涤干净为例:
取最后一次洗涤浸出液,加入硝酸银溶液,若有白色沉淀生成,则说明未洗涤干净;若无白色沉淀,说明已洗涤干净。提示:其实就是检验是否还残有氯离子。
深度挖掘3:何时选择趁热过滤法?
当杂质既有不溶或溶解度很小的,又有溶解度大但随温度变化不大的,先将固体加入一定量水中,加热使之溶解,趁热过滤,将不溶的杂质除去,滤液再降温结晶、过滤,将被提纯物质滤出,可溶性杂质就留在滤液里了。
深度挖掘4:什么时候选择过滤,还有哪些常用物理的分离方法?
规范解答:分离不溶性固体与液体物质用过滤。在工业流程类试题中,如果得到固体与液体的操作,则选用过滤法。其他的还有很多,如蒸馏、分液等。
深度挖掘5:液滴(恒压)漏斗是什么原理?什么时候选用?
在有机实验中,需要不断添加反应原料,但体系又是封闭的体系,这时选用液滴漏斗,作用:平衡气压,有利于添加药品。比如绝大部分的有机合成实验,因其有机容积易挥发、需要隔绝空气(氧气)等。恒压滴液漏斗在上述实验中与烧瓶(或其他反应容器)紧密连接(一般都为标准磨口),漏斗也要用塞子密封。
例2 (2013全国Ⅰ\|13)表1中所采取的分离方法与对应原理都正确的是( )。
选项目的分离方法原理A分离溶于水中的碘乙醇萃取碘在乙醇中的溶解度较大B分离乙酸乙酯和乙醇分液乙酸乙酯和乙醇的密度不同
C除去KNO3中混杂的NaCl重结晶氯化钠在水中的溶解度很大D除去丁醇中的乙醚蒸馏丁醇与乙醚的沸点相差较大
解析:A项乙醇和水混溶,不能用作萃取剂,应用四氯化碳或苯萃取。B项乙酸乙酯和乙醇混溶,不能用分液的方法分离,应用蒸馏的方法分离。C项根据两者在水中的溶解度随温度升高而不同,利用重结晶法。NaCl随温度升高溶解度变化不大,KNO3随温度升高溶解度变化大,要趁热过滤。D项丁醇和乙醚混溶,但两者的沸点不同,且相差较大,可用蒸馏的方法分离。选D。
深度挖掘1:萃取剂的选择有什么要求?从水中萃取物质常用什么萃取剂?
规范解答:选择的萃取剂应符合下列要求:和原溶液中的溶剂互不相溶;对溶质的溶解度要远大于原溶剂,并且溶剂易挥发。水中萃取物质常用四氯化碳、苯等作萃取剂,乙醇是易溶于水的,绝对不可以作萃取剂。
深度挖掘2:萃取时如何振荡分液漏斗?目的又是什么?振荡结束注意什么?分液时液体如何放出?
规范解答:振荡时右手捏住漏斗上口的颈部,并用食指根部压紧塞子,以左手握住旋塞,同时用手指控制活塞,将漏斗倒转过来用力振荡。振荡的目的使萃取充分,振荡完毕一定要放气,以免发生喷溅的安全事故。然后将分液漏斗静置,待液体分层后进行分液,分液时下层液体从漏斗口放出,上层液体从上口倒出。
深度挖掘3:蒸馏时的装置有什么特点?如何选择冷凝管?
规范解答:必有温度计、碎瓷片、直形冷凝管、承接仪器(锥形瓶)整套设备。
注意与蛇形冷凝管、球形冷凝管的区别。球形冷凝管主要用于回流,蒸气冷凝后又流回反应体系,冷凝面积较直形冷凝管大,冷凝效率稍高;蛇形冷凝管主要用于冷凝收集沸点偏低的蒸馏产物,蛇形回流冷凝管主要用于沸点低的液体回流。
例3 (2016海南·节选)某废催化剂含58.2%的SiO2、21.0%的ZnO、4.5%的ZnS和12.8%的CuS。某同学用15.0g该废催化剂为原料,回收其中的锌和铜。采用的实验方案如图3,回答下列问题:
(1)在图4装置中,第一次浸出必须用,第二次浸出应选用。(填标号)
(3)浓缩硫酸锌、硫酸铜溶液使用的器皿名称是。
解析:(1)第一次浸出是加硫酸与ZnO、ZnS反应生成ZnSO4和H2S,而H2S有毒,这是“必须”选择的前置条件,结合图示,选D。第二次浸出是先向盛有滤渣1的反应容器中不断“加入”稀硫酸,然后滴入过氧化氢溶液加热,选择A。(3)浓缩、蒸发的仪器为蒸发皿。
深度挖掘1:蒸发与灼烧的仪器有什么区别?
规范解答:蒸发需要的仪器有铁架台(待铁圈)、酒精灯、蒸发皿、玻璃棒。灼烧用到坩埚、坩埚钳、泥三角、三角架、酒精喷灯。灼烧容易造成物质的分解。
深度挖掘2:反应需要温度计的实验还有哪些?温度计水银球的位置如何确定?
规范解答:(1)蒸馏。需要测定馏分气体的温度,所以,温度计的水银球应位于支管口处。(2)乙醇制乙烯或乙醚。因为不同的反应液体的温度、产物不同,因此,温度计的水银球在液面下。(3)苯制硝基苯。这个反应需要水浴加热,需要控制温度,因此,温度计的水银球应在作水浴的烧杯水里。
作者单位:山东省惠民县第二中学2015级9班