化學(xué)綜合實驗題解題策略

劉西廣

摘?要：化學(xué)綜合實驗題是高考每年必考題型，但是每年的考查方向又有所不同.本文從3個方面剖析常見的3種類型，助力教師的教學(xué)和學(xué)生的學(xué)習(xí).

關(guān)鍵詞：化學(xué)綜合實驗題；有機(jī)物的制備及分離；實驗探究；實驗方案設(shè)計

中圖分類號：G632???文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A???文章編號：1008-0333（2024）13-0143-03

高考化學(xué)綜合實驗題源于教材，高于教材，又不拘泥于教材，它靈活多變，新穎別致，層次分明，難易適度，基礎(chǔ)知識和能力考查并重，在試卷評價中占重要地位.如何在高考中做好化學(xué)綜合實驗題是學(xué)生拿高分的關(guān)鍵.本文主要從以下3個方面分析高考化學(xué)綜合實驗題的考查方向.

1 以常見有機(jī)物的制備及其分離提純?yōu)橹黝}的綜合實驗題

近幾年高考試題在此方面的命題角度主要有：①實驗裝置中各部分的特點及組裝要求；②實驗步驟中的反應(yīng)原理及除雜方法；③有機(jī)物的提純方法和某些試劑的作用；④有機(jī)物的產(chǎn)率計算.此類題目的難度屬于中檔水平[1].

審題策略：（1）審清反應(yīng)原理（試劑要求、反應(yīng)條件、產(chǎn)物性質(zhì)）.

（2）審清裝置的設(shè)計問題：

①冷凝管中的水流方向（下口進(jìn)水，上口出水），②溫度計的位置，③燒瓶、三頸瓶的容量大小，④尾氣處理、加熱方式（水浴、油浴等）.

（3）審清實驗步驟：

①加試劑順序；

②實驗中物質(zhì)制備順序；

③除雜和分離提純所需試劑及使用方法.

（4）審清反應(yīng)物的量：確定過量反應(yīng)物，用反應(yīng)完的反應(yīng)物的質(zhì)量計算產(chǎn)品的理論產(chǎn)量，再算產(chǎn)率.

例1?冬青油是一種無色液體，某實驗小組利用如圖所示的裝置制備冬青油.

化學(xué)反應(yīng)原理（如圖1）和實驗裝置（如圖2）所示：

COOHOH+CH3OH濃硫酸△水楊酸COOCH3OH+H2O冬青油產(chǎn)物的有關(guān)數(shù)據(jù)見表1.

相對分子質(zhì)量密度/g·cm-3沸點/℃溶解性冬青油1521.180222.2微溶于水

實驗步驟如下：

（1）向三頸瓶中加入6.9 g（0.05 mol）水楊酸和24 g（0.75 mol）甲醇，再小心地加入6 mL濃硫酸，搖勻；

（2）加入2粒沸石（或碎瓷片），裝上儀器a在石棉網(wǎng)上保持溫度在85～95 ℃，回流1.5 h；（3）反應(yīng)完畢，將燒瓶冷卻，加入5 mL蒸餾水，然后轉(zhuǎn)移至分液漏斗，棄去水層，將有機(jī)層再倒入分液漏斗中，依次用50 mL 5%碳酸氫鈉溶液和30 mL水洗滌；

（4）將產(chǎn)物移至干燥的錐形瓶中，加入0.5 g無水氯化鈣；（5）最后將粗產(chǎn)品進(jìn)行蒸餾，收集221～224 ℃的餾分，質(zhì)量為6.8 g.

請回答下列問題：

（1）本實驗中濃硫酸的作用是.

（2）裝置中儀器a的名稱是；進(jìn)水口為（填“Ⅰ”或“Ⅱ”）.溫度計的適宜規(guī)格為（填代號）.

①50 ℃ ?②100 ℃??③300 ℃

（3）用碳酸氫鈉溶液洗滌的目的是；用水洗滌時，產(chǎn)品在（填“上”或“下”）層.

（4）加入無水氯化鈣的目的是；步驟②忘加沸石，如何操作.

（5）本次實驗中冬青油的產(chǎn)率為.

解析

（1）已知反應(yīng)反應(yīng)特點：可逆反應(yīng)濃H2SO4作催化劑

吸水促進(jìn)反應(yīng)

（2）表格數(shù)據(jù)ρ＝1.180微溶于水有機(jī)物在水的下層

（3）水楊酸（0.05 mol）和甲醇（0.75 mol）反應(yīng)時水楊酸完全反應(yīng)冬青油的理論物質(zhì)的量為0.05 mol.

參考答案：（1）催化劑、吸水劑?（2）球形冷凝管 ?Ⅰ?②

（3）除去水楊酸和硫酸?下

（4）除去粗產(chǎn)品中的水分?停止加熱，冷卻后再補加沸石

（5）89.5%

2 以實驗探究為主題的綜合實驗題

命題角度主要有：（1）氣密性檢查；（2）儀器連接；（3）反應(yīng)原理涉及的化學(xué)方程式；（4）各儀器的作用；（5）各部分的現(xiàn)象；（6）裝置的缺陷及其改進(jìn)措施.

審題策略：（1）明確涉及氣體或新物質(zhì)制備實驗的思路（實驗流程）：

氣體的發(fā)生→除雜→干燥→主體實驗→尾氣處理.

（2）儀器連接的順序要明確：

①儀器是否齊全：如制備有毒氣體及涉及有毒氣體的實驗是否有尾氣吸收裝置；

②儀器連接順序是否合理：如氣體凈化裝置中不應(yīng)干燥后又經(jīng)過水溶液洗氣；

③儀器間連接順序是否正確：如洗氣時“長進(jìn)短出”，干燥管除雜質(zhì)時“大進(jìn)小出”，排水量氣時“短進(jìn)氣，長出水”等.

（3）儀器中的試劑要明確：

①常見氧化劑：氯水、溴水、酸性KMnO4溶液；

②常見干燥劑：濃H2SO4、P2O5、堿石灰、CaCl2、硅膠；

③常見沉淀劑：澄清石灰水，Ba（OH）2溶液、AgNO3溶液、BaCl2溶液等；

④檢驗H2O：無水CuSO4.

（4）注意“四防”：①防倒吸；②防爆炸；③防氧化；④防潮解、水解.

例2?“摩爾鹽”[（NH4）2Fe（SO4）2·6H2O]是分析化學(xué)中的重要試劑.已知：摩爾鹽隔絕空氣加熱至500 ℃時可完全分解.某學(xué)習(xí)小組欲探究其分解產(chǎn)物.

（1）【提出猜想】小組同學(xué)認(rèn)為分解產(chǎn)物可能有以下幾種情況：

A．Fe2O3?SO2?NH3?H2O

B．FeO?SO3?NH3?H2O

C．FeO?SO2?NH3?H2O

D．Fe2O3?SO3?SO2?NH3?H2O

根據(jù)所學(xué)知識，可確定不成立（填序號）.

（2）【藥品驗純】甲同學(xué)提出可以用濕潤的紅色石蕊試紙、稀鹽酸和溶液檢驗出“摩爾鹽”中的3種離子；取一定量的“摩爾鹽”配成溶液，取少量溶液置于試管中，向其中滴加（填試劑名稱和實驗現(xiàn)象），則“摩爾鹽”未因氧化而變質(zhì).

（3）【實驗探究】為檢驗分解產(chǎn)物，甲同學(xué)設(shè)計了如圖3所示的實驗裝置.

①取一定量“摩爾鹽”置于加熱管A中，加熱至分解完全后打開K，再通入N2，目的是；

②實驗中觀察到A中固體逐漸變?yōu)榧t棕色，B、C中均產(chǎn)生白色沉淀.C中反應(yīng)的離子方程式為；

③實驗驗證：取A中殘留物少許加入稀硫酸溶解，再滴入KMnO4稀溶液，不褪色證明產(chǎn)物不含.

（4）【實驗結(jié)論與反思】通過實驗現(xiàn)象和認(rèn)真反思，上述（1）猜想中一定正確的是（填序號）.

解析?【信息提取】?①（NH4）2Fe（SO4）2·6H2O化合價Fe為＋2，S為＋6；

②分解反應(yīng)元素化合價有升、降、且升降數(shù)相等；

③A固體變?yōu)榧t棕色Fe2O3生成；B、C中產(chǎn)生白色沉淀生成SO3和SO2 2種氣體；

④殘留物用酸溶解后加入KMnO4溶液不褪色無FeO生成.

參考答案：（1）C??（2）Ba（OH）2?KSCN溶液，不變紅

（3）①使反應(yīng)生成的氣體進(jìn)入B、C裝置中

②H2O2＋SO2＋Ba2+BaSO4↓＋2H+③FeO

（4）D

3 以實驗方案設(shè)計與評價為主題的綜合實驗題

命題角度主要有：（1）根據(jù)實驗?zāi)康暮退o試劑進(jìn)行簡單方案的設(shè)計，如設(shè)計實驗進(jìn)行酸性強(qiáng)弱比較、氧化性強(qiáng)弱比較、離子的檢驗等；（2）根據(jù)所給方案進(jìn)行評價進(jìn)而改進(jìn)創(chuàng)新等，如裝置的評價與創(chuàng)新、實驗過程的評價與改進(jìn)等.

審題策略：

（1）對實驗方案設(shè)計試題的審題關(guān)鍵：

①明確實驗?zāi)康暮蛯嶒炘?；②根?jù)實驗原理合理選擇試劑；③根據(jù)試劑和反應(yīng)原理設(shè)計方案步驟和選擇儀器裝置；④設(shè)計方案時要考慮一些干擾反應(yīng).

（2）對實驗方案的評價試題的審題關(guān)鍵：①可行性（科學(xué)性、操作性、簡單方便等）；②安全性（防爆、防倒吸、防污染、防氧化、防吸水等）；③綠色思想（污染少或無污染，原子利用率高；試劑無毒、安全等）.

例3?實驗室用濃鹽酸與MnO2反應(yīng)制Cl2，再用Cl2和Ca（OH）2反應(yīng)制少量漂白粉，已知用Cl2和Ca（OH）2制漂白粉的反應(yīng)是放熱反應(yīng)，溫度稍高時發(fā)生副反應(yīng)：

6Cl2＋6Ca（OH）2Ca（ClO3）2＋5CaCl2＋6H2O

現(xiàn)有3位同學(xué)設(shè)計的3套裝置如圖4所示（U形管中放有玻璃纖維，可使氣體順利通過）：

（1）請對丙裝置的優(yōu)缺點進(jìn)行評價：.

（2）請從甲、乙、丙各套裝置中選取合理的部分，按氣體從左至右的流向組成一套較合理的裝置（填各部分儀器的字母編號）.

解析?①Cl2和Ca（OH）2反應(yīng)制Ca（ClO）2是放熱反應(yīng)且溫度稍高時生成副產(chǎn)物Ca（ClO3）2，故反應(yīng)需冷卻條件.

②分析甲、乙、丙3個裝置，甲無尾氣處理、乙無冷卻措施、丙可以控制濃HCl加入速度和用量，但

無冷卻措施和尾氣處理.

③濃鹽酸與MnO2加熱反應(yīng)制取的Cl2中含有HCl.

參考答案：（1）優(yōu)點：使用分液漏斗控制反應(yīng)速率；使用U形管及消石灰，產(chǎn)率高.缺點：未采取降溫措施來控制副反應(yīng)發(fā)生；未除去剩余的氯氣，污染環(huán)境.

（2）F→B→E

4 結(jié)束語

化學(xué)綜合實驗題從以上3個方面進(jìn)行講解和練習(xí)，可以大大提高此類試題的得分率.實驗教學(xué)中，教師要注重學(xué)生化學(xué)思維品質(zhì)和創(chuàng)新思維的培養(yǎng)，幫助學(xué)生提高化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)，培養(yǎng)其全面發(fā)展.

參考文獻(xiàn)：

［1］管建華.化學(xué)綜合實驗題解題策略[J].新高考（高三理化生）， 2014（5）：53-57.

［責(zé)任編輯：季春陽］