2014高考化学实验问题全面探究

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  一、 2014高考大纲基本要求及高考预期分析
  
  1. 2014高考大纲基本要求
  
  (1)了解化学实验室常用仪器的主要用途和使用方法.
  
  (2)掌握化学实验的基本操作;能识别化学品安全使用标识,了解实验室一般事故的预防和处理方法.
  
  (3)掌握常见气体的实验室制法(包括所用试剂、仪器,反应原理和收集方法).
  
  (4)能对常见的物质进行检验、分离和提纯.
  
  (5) 掌握一定溶质质量分数、物质的量浓度的溶液配制方法.
  
  (6)了解酸碱中和滴定的基本原理.
  
  (7)能根据实验试题要求,做到:
  
  ①设计、评价或改进实验方案;②了解控制实验条件的方法;③分析或处理实验数据,得出合理结论;④绘制和识别典型的实验仪器装置图.
  
  (8)以上各部分知识与技能的综合应用.
  
  2. 2014高考预期分析
  
  (1)化学实验考查是历年高考的重要内容,每一年不仅会在选择题中涉及到,还会在化工生产流程或实验设计流程中重点涉及该内容,另外,每一年高考中还会单独有一道关于实验探究的考题,该命题趋势仍会继续.
  
  (2)关于常见仪器的使用、气体的制备、物质的检验与提纯等问题预计在2014高考中会在选择题中呈现,考查内容较为基础,化学实验基本操作的具体步骤的描述会在填空题中出现,,如容量瓶的查漏、气密性的检查、沉淀物的洗涤等等,我们平时要注意对这些实验操作描述使用规范性的语言;
  
  (3)关于实验方案的设计、评价与探究等问题是我们2014高考的难点和重点,所占分值高,难度大,预计以后仍然会单独以一个独立试题形式出现,试题命题角度预计会重点涉及:探究实验条件与物质成分、探究反应原理、探究反应速率的影响因素等,在上述探究过程中,还会有一些重要的定量实验渗入.
  
  二、高考题型分析
  
  1. 化学仪器的使用
  
  例1 (2013年海南高考)下列关于仪器使用的说法正确的是()
  
  (A) 滴定管装滴定液时应先用滴定液润洗
  
  (B) 锥形瓶用作反应容器时一定不能加热
  
  (C) 蒸馏时温度计水银球可以高于蒸馏瓶支管口
  
  (D) 振荡分液漏斗时应关闭其玻璃塞和活塞
  
  精析:选项(B)中锥形瓶可隔着石棉网加热,(C)选项中水银球不可以高于蒸馏瓶支管口.
  
  答案:(A)(D)
  
  例2 (2013年山东理综)利用实验器材(规格和数量不限),能完成相应实验的一项是( )
  
   实验器材(省略夹持装置) 相应实验
  (A) 烧杯、玻璃棒、蒸发皿 硫酸铜溶液的浓缩结晶
  (B) 烧杯、玻璃棒、胶头滴管、滤纸 用盐酸除去硫酸钡中的少量碳酸钡
  (C) 烧杯、玻璃棒、胶头滴管、容量瓶 用固体氯化钠配制0.5 mol/L的溶液
  
  (D) 烧杯、玻璃棒、胶头滴管、分液漏斗 用溴水和CCl4除去NaBr溶液中的少量NaI
  解析:酸铜溶液的浓缩结晶需要用到酒精灯,(A)错;用盐酸除去BaSO4中的少量BaCO3需要进行过滤,需要用到漏斗,(B)错;用固体配制溶液需要用到托盘天平称量固体,(C)错;(D)中可以先进行置换反应,然后进行萃取、分液,(D)正确.
  
  答案:(D)
  
  2.化学实验基本操作 
  
  例3 (2013年福建高考)下列有关实验的做法不正确的是()
  
  (A) 分液时,分液漏斗的上层液体应由上口倒出处
  
  (B) 用加热分解的方法区分碳酸钠和碳酸氢钠两种固体
  
  (C) 配置0.1000 mol•L-1氢氧化钠溶液时,将液体转移到容量瓶中需用玻璃棒引流
  
  (D) 检验NH+4时,往试样中加入NaOH溶液,微热,用湿润的蓝色石蕊试纸检验逸出的气体
  
  精析:选项(A) ,分液时根据“下流上倒”的原理,打开活塞让下层液体全部流出,关闭活塞,上层从上口倒出;(B)项,碳酸氢钠受热易分解(产生CO2),而碳酸钠受热无变化;(C)项,配制一定物质的量浓度溶液的步骤,转移步骤中必须用到玻璃棒,作用是引流;(D)项, NH+4的检验方法:加入氢氧化钠溶液,加热,在试管口放湿润的红色石蕊试纸,如果变蓝色,那么原物质中有NH+4.
  
  答案:(D)
  
  3.化学实验原理、操作与评价
  
  例4 (2013年新课标卷Ⅰ)下列实验中,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KNO3固体
  中混杂的NaCl 重结晶 NaCl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)错,萃取的原则之一是两种溶剂互不相溶,但乙醇易溶于水中,故不能分离; (B)错,分液原理是分离互不相溶的液体,乙酸乙酯和乙醇均为液体有机物,可以互溶; (C)错,重结晶可以分离KNO3中混杂的NaCl是因为KNO3的溶解度随温度变化比NaCl大. 
  
  答案:(D)
  
  例5 (2013年广西理综)下列操作不能达到目的的是( )
  选项 目的 操作
  (A)配制100 mL 1.0 mol/L CuSO4溶液 将25 g CuSO4•5H20溶于100 mL蒸馏水中
  (B)除去KNO3中少量NaCl 将混合物制成热的饱和溶液,冷却结晶,过滤
  (C) 在溶液中将MnO-4完全转化为Mn2+ 向酸性KMnO4溶液中滴加H2O2溶液至紫色消失
  (D) 确定NaCl溶液中是否混有Na2CO3 取少量溶液滴加CaCl2溶液,观察是否出现白色浑浊
  答案:(A)
  
  解析:25 g CuSO4•5H20溶于100 mL蒸馏水中体积会发生变化, 不再是100 mL,所以(A)项错误;(B)项利用KNO3在水中的溶解度随温度变化相差较大,而NaCl变化不大,从而将混合物制成热的饱和溶液,冷却结晶,过滤得到纯净的KNO3;(C)项双氧水可还原酸性高锰酸钾,当溶液紫色消失证明MnO-4完全转化为Mn2+;(D)项溶液中若混有Na2CO3,加入CaCl2溶液会出现白色碳酸钙浑浊.
  
  4. 定量实验误差分析
  
  例6 (2013年天津化学)下列实验误差分析错误的是( )
  
  (A) 用湿润的pH试纸测稀碱液的pH,测定值偏小
  
  (B) 用容量瓶配置溶液,定容时俯视刻度线,所配溶液浓度偏小
  
  (C) 滴定前滴定管内无气泡,终点读数时有气泡,所测体积偏小
  
  (D) 测定中和反应反的应热时,将碱缓慢倒入酸中,所测温度值偏小
  
  解析:该题考查基本实验的误差分析.(A)选项湿润的pH试纸测稀碱液的pH时,碱液被稀释,pH偏小,正确.(B)选项用容量瓶配置溶液定容时俯视刻度线,所加水偏少,所配溶液浓度偏大,错误.(C)选项滴定前滴定管内无气泡,终点读数时有气泡,所测体积偏小,也就是读数偏小,正确.(D)选项测定中和反应的应热时,将碱缓慢倒入酸中,热量损失比较多,所测温度值偏小,正确.
  
  答案:(B)
  
  例7 (2013年上海化学)为测定镀锌铁皮锌镀层的厚度,将镀锌皮与足量盐酸反应,待产生的气泡明显减少时取出,洗涤,烘干,称重.关于该实验的操作对测定结果的影响判断正确的是( )
  
  (A) 铁皮未及时取出,会导致测定结果偏小
  
  (B) 铁皮未洗涤干净,会导致测定结果偏大
  
  (C) 烘干时间过长,会导致测定结果偏小
  
  (D) 若把盐酸换成硫酸,会导致测定结果偏大
  
  答案:(C)
  
  解析:产生的气泡明显减少时,表明锌反应完,若这时铁皮未及时取出,则铁溶解,会导致测定结果偏大,(A)错误;铁皮未洗涤干净(表面吸附杂质),烘干时间过长(铁被氧化),则剩余物的质量偏大,导致测定结果偏小,(B)错误;(C)正确;(D)项对结果无影响,错误.
  
  
  5.化学实验与物质性质推断
  
  例8 (2013年浙江理综)现有一瓶标签上注明为葡萄糖酸盐(钠、镁、钙、铁)的复合剂,某同学为了确认其成分,取部分制剂作为试液,设计并完成了如图1实验.[FL)]
  已知:控制溶液pH=4时,Fe(OH)3沉淀完全,Ca2+、Mg2+不沉淀.
  该同学得出的结论正确的是( )
  
  (A) 根据现象1可推出该试液中含有Na+
  
  (B) 根据现象2可推出该试液中并不含有葡萄糖酸根
  
  (C) 根据现象3和4可推出该试液中含有Ca2+,但没有Mg2+
  
  (D) 根据现象5可推出该试液中一定含有Fe2+
  
  解析:(A)选项:因加入了NaOH (aq)和Na2CO3(aq),在滤液中引入了Na+,不能根据滤液焰色反应的黄色火焰判断试液是否含Na+.(B)选项:试液是葡萄糖酸盐溶液,其中一定含葡萄糖酸根,葡萄糖能发生银镜反应,葡萄糖酸根不能发生银镜反应.(D)选项:溶液加入H2O2
  
  后再滴加KSCN(aq)显血红色,不能证明葡萄糖酸盐试液中是否含Fe2+.正确的方法是:在溶液中滴加KSCN(aq)不显血红色,再滴入H2O2显血红色,证明溶液中只含Fe2+.若此前各步均没有遇到氧化剂,则可说明葡萄糖酸盐试液中只含Fe2+.(C)选项:根据“控制溶液pH=4时,Fe(OH)3沉淀完全,Ca2+、Mg2+不沉淀”信息,在过滤除去Fe(OH)3的滤液中分别加入NH3•H2O(aq)和Na2CO3(aq),加入NH3•H2O(aq)不产生沉淀说明滤液中不含Mg2+,加入Na2CO3 (aq)产生白色沉淀,说明滤液中含Ca2+.
  
  例9 (2013年海南化学)下列鉴别方法不可行的是( )
  
  (A) 用水鉴别乙醇、甲苯和溴苯
  
  (B) 用燃烧法鉴别乙醇、苯和四氯化碳
  
  (C) 用碳酸钠溶液鉴别乙醇、乙酸和乙酸乙酯
  
  (D) 用酸性高锰酸钾溶液鉴别苯、环已烯和环已烷
  
  答案:(D)
  
  解析:(A)、(B)、(C)均可鉴别:(A)中,乙醇溶于水,甲苯比水密度小,溴苯比水密度大;(B)中,乙醇、苯燃烧火焰有明显差别,而四氯化碳不燃烧;(C)中,乙醇溶于碳酸钠,乙酸与碳酸钠反应产生气泡,乙酸乙酯浮于溶液表面.
  
  6.化学实验方案的设计与探究 
  
  例10 (2013年北京理综)某学生对SO2与漂粉精的反应进行实验探究:
  (1)Cl2和Ca(OH)2制取漂粉精的化学反应方程式是.
  
  (2)pH试纸颜色的变化说明漂粉精溶液具有的性质是.
  
  (3)向水中持续通入SO2,未观察到白雾.推测现象i的白雾由HCl小液滴形成,进行如下实验:
  
  a.用湿润的碘化钾淀粉试纸检验白雾,无变化
  
  b.用酸化的AgNO3溶液检验白雾,产生白色沉淀
  
  ① 实验a目的是 .
  
  ②由实验a、b不能判断白雾中含有HCl,理由是. 
  
  (4)现象ii中溶液变为黄绿色的可能原因:随溶液酸性的增强,漂粉精的有效成分和Cl-发生反应.通过进一步实验确认了这种可能性,其实验方案是 .
  
  (5)将A瓶中混合物过滤、洗涤,得到沉淀X
  
  ①向沉淀X中加入稀HCl,无明显变化.取上层清液,加入BaCl2溶液,产生白色沉淀.则沉淀X中含有的物质是. 
  
  ②用离子方程式解释现象iii中黄绿色褪去的原因: . 
  
  答案:
  (1)2Cl2+2Ca(OH)2=CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O
  
  (2)碱性、漂白性;
  
  (3)①检验白雾中是否Cl2,排除Cl2干扰;
  
   ②白雾中含有SO2,SO2可以使酸化的AgNO3溶液产生白色沉淀;
  
  (4)向漂白精溶液中逐滴滴入硫酸,观察溶液颜色是否变为黄绿色;
  
  (5)① CaSO4;
   ② Cl2+SO2+2H2O=4H++2Cl-+SO2-4.
  
  解析:
  (1)Cl2和Ca(OH)2生成氯化钙、次氯酸钙与水.
  
  (2)pH试纸先变蓝(约为12),说明溶液呈碱性,后颜色褪去,说明具有漂白性.
  
  (3)①反应中生成Cl2,用湿润的碘化钾淀粉试纸检验白雾中是否Cl2,排除Cl2干扰;
   ②白雾中含有SO2,可以被硝酸氧化为硫酸,故SO2可以使酸化的AgNO3溶液产生白色沉淀.
  
  (4)向漂白精溶液中逐滴滴入硫酸,观察溶液颜色是否变为黄绿色.
  
  (5)①取上层清液,加入BaCl2溶液,产生白色沉淀,说明SO2被氧化为
  SO2-4,故沉淀X为CaSO4;
   ②溶液呈黄绿色,有Cl2生成,Cl2与SO2反应生成盐酸与硫酸.
  
  
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