化学实验是新课标的高考必考内容,也是高考的重头戏,考查内容主要有以下三个特点。①考查基本实验:主要包含实验安全知识、 重要化学仪器的识别与选用、物质分离和提纯的重要方法(过滤、萃取、分液 等)、药品的取用和保存等;②考查实验方案的设计与评价:实验方案的设 计考查范围很广,如物质制备步骤的设计、性质探究的设计、物质检验与分 离提纯的步骤设计等,对于实验方案的评价主要从装置的选取、方法的选择、步骤的顺序、环保等角度进行命题;③考查实验数据处理:主要考查实验数据的获取方法及其可靠性,以及利用合理可靠的数据进行物质含量、转化率、物质的组成等的计算。高考中考查化学实验知识的题型有选择题和非选择题。 考查的内容主要涉及实验安全知识、试剂的存放和使用、仪器的使用、溶液的配制、试纸的使用、装置气密性的检查以及仪器的洗涤等。此外,根据实验要求恰当地选用仪器,将常见仪器另作他用(如干燥管用于防倒吸装置 等),根据物质的性质在特殊装置、特定条件下进行非常规操作,这些也可能成为2017年高考命题的新动向。对于综合性实验题,从近几年新课标全国各地的高考化学试题来看,在非选择题中均有一个或两个综合性题目,分值较大,区分度较好,命题者往往通过多视角选材并不断创新试题,全面考查考生的综合实验能力。实验综合题从形式上或类型上可分为三类:①制备型实验题;②数据处理型实验题;③创新探究型实验题。全国卷Ⅰ卷自2013年开始将实验探究题在试卷中的位置前移,作为化学科第一道非选择题,结合考纲中“同一学科中不同试题尽量按由易到难的顺序排列”,可推测命题者认为实验探究题情境陌生度较小,试题信息简洁条理性强,相对而言有利于学生得分(2013、2014年达到预期),但是当试题转向实验方案设计考查时(如2015年),学生得分下降幅度超过预期。
复习备考该考点时要注意:①了解《考试大纲》,明确复习内容; ②化零为整,集中强化实验复习。化学实验知识渗透在中学化学的各个知识点中, 在复习实验时,要注意将零散的知识加以整合,化零为整,对实验知识和实验技能进 行归类复习。实验复习内容的归类不能只是单一地归类,而应该就这一类实验知 识或实验操作进行分析、比较,找出其相同之处和相异之处;③按部就班地进行复习。复习过程中要探索符合自己适用的复习方法,以便达到最佳的复习效果。
例19 (2016年高考新课标Ⅰ卷)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Cl2与HCl混合气体通过饱和食盐水可得到纯净的Cl2
例20 (2016年高考新课标Ⅱ卷)下列实验操作能达到实验目的的是( )
解析:A.向沸水中滴入饱和氯化铁溶液制备氢氧化铁胶体,A项错误;B.氯化镁是强酸弱碱盐,MgCl2溶液水解产生的HCl易挥发,所以由MgCl2溶液制备无水MgCl2要在HCl气流中加热蒸干,B项错误;C.铜与稀硝酸反应,应该用稀盐酸,C项错误;D.分别将少量钠投入到盛有水和乙醇的烧杯中,反应剧烈的是水,反应平缓的是乙醇,利用此反应比较水和乙醇中氢的活泼性,D项正确。答案:D
例21 (2016年高考新课标Ⅰ卷)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。某同学在实验室中对NH3与NOx反应进行了探究。回答下列问题:
(1)氨气的制备
①氨气的发生装置可以选择上图中的_________,反应的化学方程式为_______________。
②欲收集一瓶干燥的氨气,选择上图中的装置,其连接顺序为:发生装置→______(按气流方向,用小写字母表示)。
(2)氨气与二氧化氮的反应
将上述收集到的NH3充入注射器X中,硬质玻璃管Y中加入少量催化剂,充入NO2(两端用夹子K1、K2夹好)。在一定温度下按图示装置进行实验。
解析:(1)①在实验室中,利用氢氧化钙与NH4Cl混合加热发生复分解反应制取氨气,氢氧化钙与NH4Cl都是固体,固体混合物加热制取气体,故应选用A装置进行,制取氨气,发生反应的化学方程式为2NH4Cl Ca(OH)2--CaCl2 2NH3↑ 2H2O;也可以利用NH3·H2O的不稳定性,该物质受热分解产生氨气和水制取氨气,这时应该选择的装置是装置B,反应的化学方程式是:NH3·H2O--NH3↑ H2O;②利用A(或B)装置制得的氨气,由于氨气是碱性气体,所以需要利用碱性干燥剂碱石灰进行干燥,然后再根据氨气的密度比空气小的性质,用向下排空气法收集,氨气是大气污染物,要进行尾气处理,可利用其在水中极易溶解的性质,用水作吸收剂进行尾气处理,故装置的连接顺序为d→c→f→e→i;(2)①NO2具有强氧化性,NH3有强还原性,两者相遇,会发生氧化还原反应产生氮气和水,根据电子守恒、原子守恒,可得反应的方程式:8NH3 6NO2--7N2 12H2O,根据反应方程式可知反应现象是:Y管内看到红棕色气体慢慢变浅,同时在注射器的内壁有水珠产生;②根据①分析可知发生该反应的方程式是8NH3 6NO2==7N2 12H2O;③反应后由于容器内气体的物质的量减少,所以会使容器内气体压强减小。当打开K2后,烧杯内NaOH溶液在大气压强的作用下会倒吸进入Y管内;④溶液进入Y管内的原因是由于该反应是气体体积减小的反应,反应发生导致装置内压强降低,在外界大气压的作用下而发生倒吸现象。
答案:(1)① A; 2NH4Cl Ca(OH)2==2NH3↑ CaCl2 2H2O(或B;NH3·H2O
==NH3↑ H2O);②d c f e i;(2)①红棕色气体慢慢变浅;②8NH3 6NO2 ==7N2 12H2O;③Z中NaOH溶液产生倒吸现象;④反应后气体分子数减少,Y管中压强小于外压
例22 (2015年高考新课标Ⅰ卷)草酸(乙二酸)存在于自然界的植物中,其K1=5.4×10-2,K2=5.4×10-5。草酸的钠盐和钾盐易溶于水,而其钙盐难溶于水。草酸晶体(H2C2O4·2H2O)无色,熔点为101℃,易溶于水,受热脱水、升华,170℃以上分解。回答下列问题:
(1)甲组同学按照如图所示的装置,通过实验检验草酸晶体的分解产物。装置C中可观察到的现象是_________,由此可知草酸晶体分解的产物中有_______。装置B的主要作用是________。
(2)乙组同学认为草酸晶体分解的产物中含有CO,为进行验证,选用甲组实验中的装置A、B和下图所示的部分装置(可以重复选用)进行实验。