高中化学实验题型的归纳与解答

丁德进

(山东省青岛西海岸新区第二高级中学)

实验是高中化学的重要内容,是高考的必考知识点.按照考查的知识点分为实验现象、实验原理、实验操作以及实验综合等题型.为提高学生解答不同题型的能力,本文结合具体例题进行分析.

1 实验现象类题型

解答该类习题需要在学习过程中充分理解相关实验原理,认真探究隐含在实验现象背后的化学知识,尤其应能根据题干描述,结合积累的经验,灵活迁移所学.

例1用图1 装置探究以下试剂与铜粉的反应.将一定量铜粉加入试管中,加入试剂后立即塞上橡胶塞,实验现象如表1所示.下列解释错误的是(已知Cu2＋＋4NH3⇌[Cu(NH3)4]2＋,[Cu(NH3)4]2＋为绛蓝色)( ).

图1

表1

A.①的现象说明O2参与了反应

B.溶液颜色②比①深,可能是由于H2O2将Cu氧化成了Cu2＋

C.③中左侧水柱下降可能是由生成的NO 引起的

D.④溶液变蓝比③慢可能是H2O2自身分解导致的

分析由①的试剂以及实验现象可知,一定有较强的氧化剂O2参与反应,选项A 正确.②比①的绛蓝色更深,表明[Cu(NH3)4]2＋浓度更大,即H2O2促进铜的溶解,选项B正确.由铜和硝酸的反应可知选项C正确.H2O2若分解,产生的O2会与NO 反应生成红棕色的NO2,但实际上没有红棕色气体产生,说明H2O2未分解,选项D 错误.答案为D.

2 实验原理类题型

实验原理类实验题对学生分析及理解能力具有较高要求.解答该种类型的习题时先不要着急动笔作答,应根据实验要达到的目的,搞清楚每一步实验操作的目的,从整体上对实验有一个深入的认识,确定实验原理后联系所学实验知识解答问题.

例2使用图2所示的实验流程测定二氧化锰矿粉中的MnO2含量,以下说法错误的是( ).

图2

A.Na2C2O4将MnO2还原为Mn2＋

B.滴定终点溶液颜色由无色变为浅紫色

C.MnO2含量为

D.若滴定终点时滴定管尖嘴处有气泡出现,则测得的MnO2含量偏小

分析酸化的目的在于除去杂质得到MnO2;加入Na2C2O4溶液将MnO2还原成Mn2＋;用KMnO4溶液滴定溶液中剩余的Na2C2O4,滴定终点溶液的颜色由无色变为浅紫色,选项A、B 说法正确.Na2C2O4还原高锰酸钾的关系式为5Na2C2O4～2KMnO4,则Na2C2O4还原MnO2的消耗量为

由Na2C2O4～MnO2可得n(MnO2)＝10－3mol,则其含量为,选项C说法正确.滴定终点时滴定管尖嘴处有气泡出现,高锰酸钾溶液读数偏小,则消耗的Na2C2O4增大,测得MnO2的含量偏大,选项D 说法错误.答案为D.

3 实验操作类题型

实验操作类题型主要考查学生能否正确使用相关实验仪器,以及实验操作步骤是否能够达到实验目的.该种类型习题考查的知识点较为零碎,学生在日常的学习活动中要多进行总结与反思,多问为什么,将实验中每一步操作目的搞清楚、弄明白.

例3以下实验操作中能够达到实验目的的是( ).

A.在一定温度条件下测得可溶性正盐MR 溶液的pH 为7,可得出MR 为强酸强碱盐

B.将气体依次通过盛有饱和Na2CO3溶液和浓硫酸的洗气瓶,可将CO2中的SO2去除

C.加入足量MgCl2浓溶液充分反应后过滤、洗涤,可将Mg(OH)2中的Ca(OH)2去除

D.先滴加NaOH 水溶液,加热,再加入AgNO3溶液,可检验氯乙烷中的氯原子

分析该题考查相关实验操作,需要充分理解实验原理,才能作出正确判断.若MR 为双水解程度相同的弱酸弱碱盐,测得溶液的pH 也为7,选项A 错误.CO2能够和Na2CO3发生反应,因此,应使用饱和NaHCO3溶液,选项B错误.Ca(OH)2和MgCl2反应生成Mg(OH)2,过滤、洗涤后可去除Ca(OH)2,选项C正确.应先使用过量的HNO3酸化溶液,再加入AgNO3溶液,选项D 错误.答案为C.

4 实验综合类题型

该类题型综合性较强,难度较大,学生在学习中要养成善于总结,主动与他人讨论的良好习惯,不断发现与弥补解题中的不足,提高解题能力.

例4硫脲[CS(NH2)2]是一种白色或浅黄色晶体,有苦味.可在80 ℃条件下,以CaCN2和Ca(SH)2溶液为原料制取.所用实验装置如图3所示,加热以及夹持装置已略去.

图3

(1)装置A 中a的作用为________,装置B 盛放的试剂为_________,作用为_________.

(2)A 发生反应的化学方程式为_________,装置D 可能出现的现象为_________.

(3)装置C 的总反应方程式为CaCN2＋H2S＋2H2O＝CS(NH2)2＋Ca(OH)2,若反应分两步进行,则第二步生成硫脲的化学方程式为_________.

(4)熔融NH4SCN 也可制取硫脲,检验硫氰化铵是否完全转化为硫脲的方法为_________.

分析该题考查的知识点较多,综合性较强,需要认真审题,灵活迁移所学进行解答.分析可知A 中盐酸和FeS制备H2S,C中H2S和Ca(OH)2反应生成Ca(SH)2,Ca(SH)2再和CaCN2反应制取CS(NH2)2.(1)装置A 中a的作用为平衡压强,确保盐酸顺利流下.装置B的作用在于去除H2S中的杂质HCl,应盛NaHS溶液.(2)A 发生反应的化学方程式为FeS＋2HCl＝FeCl2＋H2S↑.H2S进入装置D 中与CuSO4溶液发生反应生成黑色的CuS,因此,实验现象为出现黑色沉淀.(3)根据上述分析以及给出的总反应方程式可得第二步反应为Ca(SH)2＋2CaCN2＋6H2O＝2CS(NH2)2＋3Ca(OH)2.(4)在试管中加入少量熔融后的样品,加水溶解后加入几滴氯化铁溶液,溶液不显红色表明硫氰化铵完全转化为硫脲,否则未完全转化.

实验在高中化学中占有重要地位,知识点多且比较零碎,而且相关习题创设的情境更是复杂多变.学生要牢固掌握化学实验基础知识,不断提高解答有关实验习题的能力,要在习题训练过程中体会解题过程,积累经验.

(完)