中学生数理化

编者注: 本期文章的作者主要为江西师范大学附属中学的中青年骨干教师, 他们写的文 章将知识讲解得清楚明白, 解题的思路与方法巧妙实用, 对同学们拓宽知识面和提高应试能 力很有帮助。希望同学们读后收获满满。另外, 特别感谢徐丹老师及其同事为组织编写本期 稿件所做的努力。 高考化学实验题评析和备考 江西师范大学附属中学 徐 丹 化学是一门以实验为基础的学科, 高考 中化学实验是重点考查内容。本文通过分析 近三年来全国卷中化学实验题来解读实验 考查的特点, 以做好化学实验备考复习。 一、 近三年全国卷考情分析( 见表1) 表1 二、 近三年全国卷试题分析 ( 一) 选择题分析。 实验选择题侧重对实验的基础知识、 基 本技能、 基本方法的考查。近三年考查的题 型有以下几个方面。 1 .实验操作评价。 例1 下列实验操作能达到实验目的 的是( ) 。 A.用长颈漏斗分离出乙酸与乙醇反应的 产物 B.用向上排空气法收集铜粉与稀硝酸反 应产生的NO C.配制氯化铁溶液时, 将氯化铁溶解在 较浓的盐酸中再加水稀释 D.将C l2与HC l混合气体通过饱和食 盐水可得到纯净的C l 2 解析: 长颈漏斗不能用来分液,A项错 误。NO能与O 2反应, 不能用排空气法来收 集,B项错误。配制氯化铁溶液时, 为防止 F e 3+水解, 应将氯化铁溶解在较浓的盐酸中 再加水稀释,C项正确。D项能除去HC l气 体, 但是会引入水蒸气。 答案:C 解题关键: 熟悉常见溶液配制, 掌握物质 分离、 收集、 提纯方法。 考查意图: 意在考查考生正确、 规范使用 化学实验仪器, 规范操作, 以及评价化学实验 方案的能力。 考点定位: 有机物的分离, 气体收集和提 纯, 溶液的配制。 2 .实验现象、 结论及因果关系评价。 例2 下列实验中, 对应的现象以及结 论都正确且两者具有因果关系的是( ) 。 选项实 验现 象结 论 A 将稀硝酸加入过量铁 粉中, 充分反应后滴加 K S C N溶液 有气体生成, 溶液 呈 血 红 色 稀硝酸将F e 氧化为F e 3+ B 将铜粉加入 1 .0m o l·L - 1F e 2(S O4)3 溶液中 溶液变蓝, 有 黑色 固 体 出 现 金属 铁 比 铜 活泼 C 用坩埚钳夹住一小块 用砂纸仔细打磨过的 铝箔在酒精灯上加热 熔化 后 的 液 态铝 滴 落 下 来 金属 铝 的 熔 点较低 D 将0 . 1m o l·L - 1M g S O 4 溶液滴入N a O H溶液至 不再有沉淀产生, 再滴 加0 . 1m o l·L - 1C u S O 4 溶液 先有 白 色 沉 淀生成, 后变 为浅 蓝 色 沉 淀 C u(O H)2的 溶 度 积 比 M g (O H) 2 的 小 解析:A选项, 稀硝酸与过量的F e粉反 应, 生成硝酸亚铁、 一氧化氮气体、 水, 无铁离 子生成, 所以加入K S C N溶液后, 不变红色, 现象错误。B选项, C u与硫酸铁发生氧化还 原反应, 生成硫酸铜和硫酸亚铁, 无黑色固体 3 知识篇 知识结构与拓展 高考理化 2 0 1 8年4月 出现, 现象错误。C选项, 铝在空气中加热生 成氧化铝的熔点较高, 所以内部熔化的铝不 会滴落, 现象错误。D选项, 对于组成类似 ( 阴、 阳离子个数比相同) 的难溶电解质, 溶度 积大的易转化为溶度积小的, 现象正确。 答案:D 解题关键: 这种题主要考查考生读题获 取的信息是否完整, 是否抓住了关键词, 如A 项中“ 过量铁粉” , B项中“ 有黑色固体出现” , C项中“ 液态铝滴落” ,D项中“ 不再有沉淀产 生” 等。对考生的决断力也有考查, 如看到B 项“ 有黑色固体出现” , 考生要坚信自己所学 的C u和F e 3+的反应, 从而判断B项错误。 考查意图: 对基础实验知识的记忆和理 解能力, 以及实验探究能力。 考点定位:F e 3+ 离子性质, 铝箔加热 实 验, 沉淀转化。 3 .实验设计评价。 例3 实验室用H2还原WO3制备金 属W的装置如图1所示(Z n粒中往往含有 硫等杂质, 焦性没食子酸溶液用于吸收少量 氧气) , 下列说法正确的是( ) 。 图1 A. 中依次盛装KM n O4溶液、 浓 硫酸、 焦性没食子酸溶液 B.管式炉加热前, 用试管在处收集气 体并点燃, 通过声音判断气体纯度 C.结束反应时, 先关闭活塞K, 再停止 加热 D.装置Q( 启普发生器) 也可用于二氧化 锰与浓盐酸反应制备氯气 解析: 装置Q是启普发生器, 是氢气的 发生装置, 装置连接的排序为: 发生装置安 全瓶除去HC l、O2装置除去H2S装置 干燥装置氢气还原氧化钨装置尾气处 理装置。装置Q制得的氢 气 中 含 有H2S、 O2、HC l、H2O等杂质, 由于酸性高锰酸钾溶 液会氧化氯化氢生成氯气, 所以, 应先用焦性 没食子酸溶液吸收氧气, 同时除去氯化氢( 易 溶于水) , 再用酸性高锰酸钾溶液吸收硫化 氢, 最后用浓硫酸干燥, 试剂盛放的顺序依次 为: 焦性没食子酸溶液、 酸性高锰酸钾溶液、 浓硫酸,A项错误。因为H2为可燃性气体, 在空气中的浓度达到一定范围时, 加热易发 生爆炸, 加热WO3之前, 需通过检验氢气的 纯度判断空气是否排尽,B项正确。类似氢 气还原氧化铜, 实验结束后, 先停止加热, 再 继续通入氢气一段时间,C项错误。装置Q 不能加热, 仅适合块状固体与液体在常温下 的反应, 而实验室用二氧化锰与浓盐酸反应 制取氯气需要加热, 且二氧化锰是粉末状固 体, 所以不能用装置Q制备氯气,D项错误。 答案: B 解题关键: 迁移应用 氢气还原氧化 钨实验可联想到类似教材实验中氢气还原氧 化铜实验。紧扣信息: 信息1 锌粒中的 硫指硫元素, 即锌粒中含有少量的硫化锌, 暗 示制备氢气时会生成H2S; 信息2 焦性 没食子酸溶液用于吸收装置内少量O2。 考查意图: 此题源于教材实验中的氢气 还原氧化铜, 但又高于教材实验, 提供了新的 情境和新的信息( 没食子酸溶液等) , 综合考 查了物质的制备、 气体的净化、 实验操作和物 质的性质, 难度较大。 考点定位:H2的制取,H2还原WO 3制 备金属W的综合实验考查, 涉及气体的制 备、 除杂、 干燥。 点评: 近三年全国卷化学实验选择题考 查的热点集中在:化学仪器的用途和使用, 如长颈漏斗、 容量瓶、 冷凝管、 分液漏斗;化 学实验基本操作, 如分离、 仪器干燥、 润洗、 除 杂;实验现象的预测和分析。我们在解答 实验类选择题时, 需对每个选项进行分析、 判 断, 属于评价范畴, 但是无论哪种评价, 基础 性不变。仪器或装置、 操作与原理、 物质性质 这三要素不变。变的是呈现方式( 如文字、 图 标、 装置) 、 组合方式。 4 知识篇 知识结构与拓展 高考理化 2 0 1 8年4月 ( 二) 填空题分析。 综合实验以制备、 探究为主, 除考查实验 基础知识、 基本技能外, 还渗透了化学基本概 念、 化学反应原理、 元素化学、 有机化学、 化学 计算等模块的知识与技能, 同学们要具备科 学实验的方法和理念, 对实验方案进行设计、 评价或改进, 能够预测或描述实验现象, 分析 或处理实验数据, 得出合理的结论。 1 .注重探究设 计 的 原 理 和 定 量 分 析 的 能力。 例4 凯氏定氮法是测定蛋白质中氮 含量的经典方法, 其原理是用浓硫酸在催化 剂存在下将样品中有机氮转化成铵盐, 利用 图2所示装置处理铵盐, 然后通过滴定测量。 已知:NH3+H3B O 3NH3·H3B O3, NH3·H3B O3+HC lNH4C l + H3B O3。 图2 回答下列问题: ( 1)a的作用是 。 ( 2)b中放入少量碎瓷片的目的是 。 f的名称是 。 ( 3) 清洗仪器:g中加蒸馏水; 打开k1, 关 闭k 2、k3, 加热b, 蒸气充满管路; 停止加热, 关闭k 1,g中蒸馏水倒吸进入c, 原因是 ; 打开k 2放掉水, 重复操作2 3次。 ( 4) 仪器清洗后,g中加入硼酸(H3B O3) 和指示剂。铵盐试样由d注入e, 随后注入氢 氧化钠溶液, 用蒸馏水冲洗d, 关闭k 3,d中保 留少量水。打开k 1, 加热b, 使水蒸气进入e。 d中保留少量水的目的是 。 e中主要反应的离子方程式为 , e 采用中空双层玻璃瓶的作用是。 ( 5) 取某甘氨酸(C2H5NO2) 样品mg进 行测 定, 滴 定g中 吸 收 液 时 消 耗 浓 度 为 cm o l·L -1的盐酸V m L, 则样品中氮的质量 分数为 %, 样品的纯度%。 解析: ( 1)a导管与大气相通, 其作用是 避免烧瓶内气压过大, 发生危险。( 2) 加热液 体时加入碎瓷片, 其作用是防止液体暴沸。 冷凝管有直形冷凝管和球形冷凝管等, 要指 明。( 3) 停止加热, 瓶内水蒸气冷凝, 气体压 强减小, 会引起g中液体倒吸入c中, 利用蒸 馏水倒吸来洗涤仪器e、f。(4)止水夹k 3 处可能漏气, 导致测定的N元素质量分数偏 低, 故d中保留少量水起液封作用, 防止氨气 逸出。 e中发生的主要反应是铵盐与氢氧 化钠反应, 需要加热, 使氨气全部逸出。考生 对中空双层玻璃瓶比较陌生, 可以联想平时 生 活 中 的 保 温 玻 璃 瓶 来 分 析 问 题。 ( 5)n(N)=n(NH3)=n(HC l)= c V 10 0 0m o l , (N)= c V 10 0 0m o l × 1 4g ·m o l -1 mg ×1 0 0 % = 1 .4c V m %。C2H5NO2的相对分子质量为7 5, (C2H5NO2)= 1 .4c V m %× 7 5 1 4= 7 .5c V m %。 答案: ( 1) 避免b中压强过大 (2) 防止 暴沸 直形冷凝管 (3)c中温度下降, 管路 中形成负压 (4)液封, 防止氨气逸出 NH+4+OH- NH3+H2O 保温, 使 氨完全蒸出 (5) 1 .4c V m 7 .5c V m 解题关键: ( 1) 水蒸气发生装置需要加 热, 暗示烧瓶内可能产生大量水蒸气使气压 增大。( 3) 实验装置中液体倒吸, 要利用气压 差原理解释。( 4) 对于定量实验, 要防止氨气 逸出, 采用办法之一是液封。铵盐与碱反应 生成的氨气极易溶于水, 为了使氨气完全逸 出, 需要 加 热; 中 空 双 层 玻 璃 瓶 传 热 较 慢。 ( 5) 计算时抓住氮元素守恒。 考查意 图: 本 题 是 多 仪 器 串 联 型 实 验 题, 装置新颖, 且以凯氏定氮法的分析测定 这一陌生载 体 构 建 情 境, 操 作 较 复 杂 且 字 母多, 对考 生 阅 读 能 力、 心 理 素 质 要 求 高, 5 知识篇 知识结构与拓展 高考理化 2 0 1 8年4月 细心研究本 题 可 以 发 现, 该 题 是 在 近 几 年 全国卷 高 考 实 验 题 的 基 础 上 创 新 组 合 而 成。装置和 设 问 都 追 求 新 意, 问 题 灵 活 多 变。实验的 第 一 部 分 考 查 了 实 验 操 作、 实 验评价, 紧扣课本, 注重基础。第二部分内 容是对化学 实 验 的 分 析, 此 题 题 目 难 度 不 大, 但是运算能力要求高, 考生在思考此题 的时候能不 能 进 入 题 境 就 成 了 关 键, 此 题 最后两空有一定的区分度。 考点定位: 常见仪器的识别和用途, 实验 操作的原因分析, 铵根离子与碱反应的离子 方程式书写, 甘氨酸中氮的质量分数、 样品纯 度的计算。 2 .注重综合实验设计能力的考查。 例5 氮的氧化物(NOx) 是大气污染 物之一, 工业上在一定温度和催化剂条件下 用NH3将NOx还原生成N2。某同学在实