二輪復習--實驗探究型簡答題專項突破

1．具體操作描述型

【例1】　已知SO₂可以用Fe(NO₃)₃溶液吸收，某學習小組據此按如圖裝置展開如下相關探究：取一定量的銅片于三頸燒瓶中，通入一段時間N₂后再加入足量的濃硫酸，加熱。裝置A中有白霧(硫酸酸霧)生成，裝置B中產生白色沉淀。

回答下列問題：

裝置A中用于添加濃硫酸的儀器名稱為_______________________；

檢查圖中連通裝置A、B氣密性的方法是____________________________。

[解題思路]

(1)構建捂熱法模型

(2)構建液差法模型

答案　分液漏斗

關閉彈簧夾1和分液漏斗的活塞，打開彈簧夾2，用手捂熱燒瓶A，若B中導管口有氣泡冒出，冷卻后，導管中有一段液柱上升，則氣密性良好，否則不好；或關閉彈簧夾1和彈簧夾2，打開分液漏斗活塞，向漏斗中加水至水不流下，停止加水；觀察一段時間，若液面不下降，則氣密性好；否則不好

[解決方案]　答題要領：用好動詞，指明儀器名稱或儀器的某個部位，操作連貫，如身臨其境。

【對點訓練】

8．檢查裝置氣密性的基本思路是使裝置內外壓強不等，觀察氣泡或液面變化。按照要求填空：

(1)微熱法：如圖a。用酒精燈微熱或用手捂熱試管，導管口產生氣泡，停止加熱或松開手后導管內倒吸形成一段穩定的水柱證明裝置不漏氣。

(2)液差法：如圖b、c。連接好儀器，b中夾緊彈簧夾，從長頸漏斗中注入適量水，使b中長頸漏斗中的液面高于錐形瓶中的液面，靜置，若液面________，證明裝置不漏氣。c中，從乙管加入適量水，使乙管液面________甲管液面，靜置，若液面________，證明裝置不漏氣。

(3)滴液法：如圖d。向分液漏斗中注入適量水，關閉彈簧夾，打開分液漏斗活塞，如果___________________________________________，則裝置氣密性良好。

(4)抽氣(吹氣)法，如圖e、f。e中關閉分液漏斗的活塞，輕輕向外拉動或向里推動注射器的活塞，一段時間后，活塞____________________________，

表明裝置的氣密性良好。  f中打開彈簧夾，向導管口吹氣，如果長頸漏斗中的液面________，且停止吹氣后，夾上彈簧夾，長頸漏斗中的液面________，則表明裝置的氣密性良好。

答案(2)位置保持不變　高于　位置保持不變(3)水不能持續流下(4)能回到原來位置　上升　保持穩定

2.反應現象描述類

【例2】[2016·全國卷Ⅰ，26(2)改編]將NH₃充入注射器X中，硬質玻璃管Y中加入少量催化劑，充入NO₂(兩端用夾子K₁、K₂夾好)。在一定溫度下按圖示裝置進行實驗。

問題1　打開K₁，推動注射器活塞，使X中的氣體緩慢充入Y管中，Y管中的實驗現象為___________________________________________________。

問題2　將注射器活塞退回原處并固定，待裝置恢復到室溫，打開K₂，可以觀察到的現象是__________________________________________________，

原因是_____________________________________________。

答案　問題1　紅棕色氣體顏色變淺，最后褪為無色

問題2Z中的氫氧化鈉溶液倒吸入Y管中　該反應是氣體體積減小的反應，裝置Y管內壓強降低，在大氣壓的作用下發生倒吸

[解決方案]　現象描述答題模板

(1)溶液中：

①顏色由×××變成×××。

②液面上升或下降(形成液面差)。

③溶液變渾濁，或生成(產生)×××色沉淀。

④溶液發生倒吸。

⑤產生大量氣泡或有氣體從溶液中逸出。

(2)固體：

①固體表面產生大量氣泡。

②固體逐漸溶解。

③固體體積逐漸變小(變細)。

④(固體)顏色由×××變成×××。

(3)氣體：

①生成×××色(味)氣體。

②氣體由×××色變成×××色。

③先變×××后×××(加深、變淺、褪色)。

【對點訓練】

9. 按如圖所示裝置進行NH₃性質實驗。

(1)先打開旋塞1，B瓶中的現象是___________________________，

原因是_______________________________________________________________，

穩定后，關閉旋塞 1。

(2)再打開旋塞 2，B瓶中的現象是_____________________________________。

答案(1)產生白煙　由于B中壓強小，HCl進入B瓶與NH₃化合生成白色固體小顆粒NH₄Cl

(2)燒杯中的石蕊溶液倒吸入B瓶，溶液變為紅色

10．下圖所示為常見氣體制備、分離、干燥和性質驗證的部分儀器裝置(加熱設備及夾持固定裝置均略去)，請根據要求完成下列各題(儀器裝置可任意選用，必要時可重復選擇，a、b為活塞)。

若氣體入口通入CO和CO₂的混合氣體，E內放置CuO，選擇裝置獲得純凈干燥的CO，并驗證其還原性及氧化產物，所選裝置的連接順序為A→________→________→E→________→________(填字母)。能驗證CO氧化產物的現象是___________________________________________________。

答案(1)CBCFA、B之間的C裝置中溶液保持澄清，E、F之間的C裝置中溶液變渾濁

3．反應原理或操作目的分析型

【例3】(2016·課標全國卷Ⅲ，26改編)過氧化鈣微溶于水，溶于酸，可用作分析試劑、醫用防腐劑、消毒劑。以下是一種制備過氧化鈣的實驗方法。回答下列問題：

(一)碳酸鈣的制備

(1)步驟①加入氨水的目的是______________________________________。

小火煮沸的作用是使沉淀顆粒長大，有利于________。

(二)過氧化鈣的制備

(2)步驟②的具體操作為逐滴加入稀鹽酸，至溶液中尚存有少量固體，此時溶液呈________性(填“酸”、“堿”或“中”)。將溶液煮沸，趁熱過濾。將溶液煮沸的作用是____________________________。

(3)步驟③中反應的化學方程式為_________________________，

該反應需要在冰浴下進行，原因是____________________________________。

(4)將過濾得到的白色結晶依次使用蒸餾水、乙醇洗滌，使用乙醇洗滌的目的是________。

答案(1)調節溶液pH使Fe(OH)₃沉淀　過濾分離

(2)酸　除去溶液中的CO₂

(3)CaCl₂＋2NH₃·H₂O＋H₂O₂=CaO₂↓＋2NH₄Cl＋

2H₂O(或CaCl₂＋2NH₃·H₂O＋H₂O₂＋6H₂O=CaO₂·8H₂O↓＋2NH₄Cl)　溫度過高時雙氧水易分解

(4)去除晶體表面水分

[解決方案]　答題要領：緊跟題干直述結論，然后再結合實驗目的、基本原理或題干信息簡述作用或原因。

【對點訓練】

1．為了探究AgNO₃的熱穩定性，某化學興趣小組設計了如下實驗。用下圖所示的實驗裝置A加熱AgNO₃固體，產生紅棕色氣體，在裝置D中收集到無色氣體。當反應結束后，試管中殘留固體為黑色。

(1)裝置B的作用是__________________________________________。

(2)經小組討論并驗證該無色氣體為O₂，其驗證方法是________________。

答案(1)防倒吸

(2)正確取出集氣瓶，用帶火星的木條伸入集氣瓶中，木條復燃，證明是氧氣

2．(2016·上海，六)乙酸乙酯廣泛用于藥物、染料、香料等工業，中學化學實驗常用a裝置來制備。

完成下列填空：

(1)實驗時，通常加入過量的乙醇，原因是__________________________；加入數滴濃硫酸即能起催化作用，但實際用量多于此量，原因是___________；

濃硫酸用量又不能過多，原因是__________________________________________。

(2)飽和Na₂CO₃溶液的作用是________________________________________。

(3)反應結束后，將試管中收集到的產品倒入分液漏斗中，________、________，然后分液。

(4)若用b裝置制備乙酸乙酯，其缺點有____________________________、

_______________________________________________。

由b裝置制得的乙酸乙酯產品經飽和碳酸鈉溶液和飽和食鹽水洗滌后，還可能含有的有機雜質是________，分離乙酸乙酯與該雜質的方法是________。

答案(1)增大反應物濃度，使平衡向生成酯的方向移動，提高酯的產率(合理即可)　濃H₂SO₄能吸收生成的水，使平衡向生成酯的方向移動，提高酯的產率

濃H₂SO₄具有強氧化性和脫水性，會使有機物炭化，降低酯的產率

(2)中和乙酸、溶解乙醇、減少乙酸乙酯在水中的溶解

(3)振蕩　靜置

(4)原料損失較大　易發生副反應　乙醚　蒸餾

3．醋酸亞鉻水合物[Cr(CH₃COO)₂]₂·2H₂O為紅棕色晶體，微溶于乙醇，難溶于冷水和乙醚(易揮發的有機溶劑)，易被氧化，常用于除去氮氣中的微量氧氣。某興趣小組根據反應：2Cr^2＋(aq)＋4CH₃COO^－(aq)＋2H₂O(l)=[Cr(CH₃COO)₂]₂·2H₂O制備[Cr(CH₃COO)₂]₂·2H₂O，實驗裝置如圖。

圖中1、2、3分別為鹽酸、醋酸鈉溶液、水，4為足量鋅粒和CrCl₃晶體的混合物，K₁、K₂為開關。請回答下列問題：

(1)第一步操作為___________________________________________，再加藥品。

(2)加入鹽酸后，關閉分液漏斗的旋塞，打開K₁、K₂，將B裝置中的導氣管抽出液面以上一段時間，目的是_______________________________________。

然后將B裝置中的導氣管放入液面以下，K₁________(填“關閉”或“打開”，下同)，K₂________。

(3)當氫氣的放出速率較快時，K₁________(填“關閉”或“打開”下同)，K₂________，可使B裝置中溶液進入C裝置中，當C裝置中出現大量紅棕色晶體時，關閉分液漏斗的旋塞。

(4)D裝置中導管口水封的目的是______________________________________。

答案(1)連接裝置，檢查裝置的氣密性

(2)排走裝置內的空氣，防止Cr^2＋被氧化　打開　關閉

(3)關閉　打開

(4)防止空氣進入C裝置中氧化Cr^2＋

4．以分離、提純為主線工藝制備類

【例4】　氯化亞銅(CuCl)廣泛應用于化工、印染、電鍍等行業。CuCl難溶于醇和水，在潮濕空氣中易水解、氧化，且在氯離子濃度較大的體系中存在CuCl＋Cl^－=[CuCl₂]^－。工業上用低品銅礦(主要含CuS、Cu₂S、FeO等)制備CuCl的一種工藝流程如下：

回答下面問題：

(1)寫出反應Ⅱ中發生反應的離子方程式：_____________________________。

(2)在進行反應Ⅱ時，通入的SO₂一般都要適當過量，目的是_________________。

(3)水洗時，檢驗是否洗滌干凈的方法是___________________________。

(4)濾餅進行醇洗的目的是_________________________________。

[解題思路](1)由加入的物質和目標產品可知，氧化劑是Cu^2＋，還原劑是SO₂，氧化產物是H₂SO₄，還原產物是CuCl，根據氧化還原反應配平的一般方法即可寫出方程式。

(2)根據SO₂是反應物以及目標產品CuCl易被氧化的性質即可判斷SO₂的作用。

(3)水洗時，洗去的是濾餅表面的雜質硫酸和Na₂SO₄，因而要檢驗洗滌液中是否還存在SO42－。

(4)乙醇易揮發，可帶走濾餅表面的水分。

答案(1)2Cu^2＋＋SO₂＋2Cl^－＋2H₂O=2CuCl↓＋SO42－＋4H^＋

(2)將Cu^2＋全部還原為CuCl，保護CuCl不被氧化

(3)取最后一次洗滌液，滴加鹽酸酸化的BaCl₂溶液，若不產生沉淀，證明已洗滌干凈，否則未洗滌干凈

(4)加速干燥，防止CuCl被氧化

[解決方案]

1．洗滌劑的選擇

2.洗滌的方法

3.檢驗是否洗滌干凈的答題模板

【對點訓練】

4．工業上硫酸錳銨[(NH₄)₂Mn(SO₄)₂]可用于木材防火涂料等。其制備工藝如下：

已知步驟Ⅰ反應：H₂C₂O₄(aq)＋H₂SO₄(aq)＋MnO₂(s)MnSO₄(aq)＋2CO₂(g)＋2H₂O(l)ΔH

步驟Ⅱ中趁熱過濾前需向MnSO₄溶液中加入少量熱水，其目的是__________________________________________________________；

步驟Ⅲ所得(NH₄)₂Mn(SO₄)₂晶體需用酒精洗滌，洗去的主要雜質離子有________。

答案　防止過濾時因溫度降低使MnSO₄晶體析出　NH4＋、SO42－

5．KNO₃是重要的化工產品，下面是一種已獲得專利的KNO₃制備方法的主要步驟：

(1)反應Ⅰ中，CaSO₄與NH₄HCO₃的物質的量之比為1∶2，該反應的化學方程式為________________________________________________。

(2)反應Ⅱ需在干態、加熱的條件下進行，加熱的目的是_______________；

從反應Ⅳ所得混合物中分離出CaSO₄的方法是趁熱過濾，趁熱過濾的目的是________________________________________________________。

(3)檢驗反應Ⅱ所得K₂SO₄中是否混有KCl的方法：取少量K₂SO₄樣品溶解于水，___________________________________________________________________。

答案(1)CaSO₄＋2NH₄HCO₃=CaCO₃↓＋(NH₄)₂SO₄＋H₂O＋CO₂↑

(2)分離NH₄Cl與K₂SO₄，加快化學反應速率　防止KNO₃結晶，提高KNO₃的產率

(3)加入Ba(NO₃)₂溶液至不再產生沉淀，靜置，向上層清液中滴加AgNO₃溶液，若有沉淀生成，說明K₂SO₄中混有KCl

6．(2017·課標全國Ⅱ，26改編)水泥是重要的建筑材料。水泥熟料的主要成分為CaO、SiO₂，并含有一定量的鐵、鋁和鎂等金屬的氧化物。實驗室測定水泥樣品中鈣含量的過程如圖所示：

回答下列問題：

(1)在分解水泥樣品過程中，以鹽酸為溶劑，氯化銨為助溶劑，還需加入幾滴硝酸。加入硝酸的目的是_____________________________，還可使用________代替硝酸。

(2)加氨水過程中加熱的目的是__________________________________。

答案　(1)將Fe^2＋氧化為Fe^3＋ 　雙氧水

(2)防止膠體生成，易沉淀分離Fe(OH)₃和Al(OH)₃