2009年高考化学实验试题的选材热点分析及启示

2009年高考化学实验试题的选材热点分析及启示纵观2009年全国各地的高考化学试题，不难发现试题中涉及化学实验内容的题目和分值与历年相比有增无减，全国卷与各地自主命题卷各有特色。命题者通过多视角选材以及不断创新精心设计试题，全面考查学生应具备的综合实验能力。因此，研究新形势下的高考，对于广大考生来说无疑是一个新的课题，充分分析高考试题的新动向，无疑是高考复习过程的重要一环。热点一：选材源于教材，注重考查学生基本实验知识和基本实验操作技能【例题1】（09广东理科基础21）下列实验能达到实验目的且符合安全要求的是解析：氢氧化亚铁易被O2氧化，盛NaOH的胶头滴管必须插入溶液中，故A项错；O2难溶于水，故可以用排水法收集，故B项正确；点可燃性气体前必须验纯，故C项错；浓硫酸的稀释应将浓硫酸加入水中，以防止爆沸，故D项错。答案：B【例题2】（09安徽卷9）下列选用的相关仪器符合实验要求的是解析：浓硝酸具有强氧化性，不能用橡胶塞，一般用玻璃塞，A选项错误；水和乙酸乙酯互不相溶，可用分液漏斗分离，B选项正确；量筒量取液体只能精确到0.1mL，C选项错误；实验室制取乙烯需要的温度为170℃，该温度计的量程不足，D选项错误。答案：B【例题3】（09江苏卷6）下列有关试验操作的叙述正确的是A.实验室常用右图所示的装置制取少量的乙酸乙酯B.用50mL酸式滴定管可准确量取25.00mLKMnO4溶液C.用量筒取5.00mL1.00mol·L－1盐酸于50mL容量瓶中，加水稀释至刻度，可配制0.100mol·L－1盐酸D.在苯萃取溴水中的溴，分液时有机层从分液漏斗的下端放出解析：A项，导气管深入到饱和碳酸钠溶液中去了，这样容易产生倒吸，所以该装置不适合用于制备乙酸乙酯；B项，准确量取一定体积的溶液，用的仪器室滴定管，滴定管有两种：酸式和碱式，具体使用范围是：酸式滴定管不得用于装碱性溶液，因为玻璃的磨口部分易被碱性溶液侵蚀，使塞子无法转动。碱式滴定管不宜于装对橡皮管有侵蚀性的溶液，如碘、高锰酸钾和硝酸银等。所以量取高锰酸钾溶液用酸式滴定管。C项，有两点错误之处，第一点量筒只能精确到小数点后一位，第二点在配制一定物质的量浓度的溶液时，溶解操作应在烧杯内溶解，不允许在容量瓶内溶解。D项，苯的密度比水小，飘在水上面，故有机层应该从上口倒出。答案：Bw启示一：近几年的高考化学命题无论是全国卷还是自主命题卷，试题有着明显回归教材的趋势。命题素材很多都源于教材，以中学教材中的实验为依托进行加工、改造和衍生而成。因此在高考化学实验复习备考过程中，广大学生应充分利用和挖掘教材实验资源，认真阅读教材实验内容，尤其是对教材中关于萃取、分液、过滤、蒸发等操作，托盘天平、容量瓶及滴定管的使用，物质的量浓度的溶液的配制，装置气密性的检查等基本实验的复习和巩固应高度重视，同时在实验过程中逐步掌握实验现象的描以及通过实验现象学会讨论实验原理，进而逐步走向实验的综合化，达到实验能力的逐步提高以及实验意识的逐步加强。热点二：选材源于物质制备的基本原理，注重考查学生实验设计和评价实验装置的能力【例题4】（09全国卷I·27）浓H2SO4和木炭在加热时发生反应的化学方程式是2H2SO4(浓)+CCO2↑+2H2O+2SO2↑，请从下图中选用所需的仪器（可重复选用）组成一套进行该反应并要检出反应产物的装置。现提供浓H2SO4、木炭和酸性KMnO4溶液，其他固、液试剂自选。（连接和固定仪器所用的玻璃管、胶管、铁夹、铁架台及加热装置等均略去）将所选的仪器连接顺序由上至下依次填入下表，并写出该仪器中应加试剂的名称及其作用。选用的仪器（填字母）加入的试剂作用解析：成套装置包括反应装置，检验装置和尾气处理装置。C中加入浓硫硫和木炭作为反应物的发生器，产物中必须先检验水，因为在检验其他物质时会在其它试剂中混入水，可选用装置B，放入无水CuSO4，若变蓝则说明有水。接着检验SO2气体，用装置A，放入品红检验，若品红褪色，则说明有SO2气体产生，再用装置A，放入酸性KMnO4溶液以除去SO2，然后再用装置A，放入品红，检验品红是否除尽，因为CO2是用澄清石灰水来检验的，而SO2也可以使澄清石灰水变浑，故先要除去SO2。答案：C浓硫硫和木炭反应物发生器（或产生气体）B无水硫酸铜检验是否有H2OA品红溶液检验SO2A酸性KMnO4除去SO2(或吸收余下的SO2)A品红检验SO2是否除尽A澄清石灰水检验CO2的存在。【例题5】（09广东化学21）三草酸合铁酸钾晶体K3[Fe(C2O4)3]·3H2O可用于摄影和蓝色印刷。某小组将无水三草酸合铁酸钾在一定条件下加热分解，对所得气体产物和固体产物进行实验和探究。请利用实验室常用仪器、用品和以下限选试剂完成验证和探究过程。限选试剂：浓硫酸、1.0mol·L－1HNO3、1.0mol·L－1盐酸、1.0mol·L－1NaOH、3%H2O2、0.1mol·L－1KI、0.1mol·L－1CuSO4、20%KSCN、澄清石灰水、氧化铜、蒸馏水。（1）将气体产物依次通过澄清石灰水（A）、浓硫酸、灼热氧化铜（B）、澄清石灰水（C），观察到A、C中澄清石灰水都变浑浊，B中有红色固体生成，则气体产物是。（2）该小组同学查阅资料后推知，固体产物中，铁元素不可能以三价形式存在，而盐只有K2CO3。验证固体产物中钾元素存在的方法是，现象是。（3）固体产物中铁元素存在形式的探究。①提出合理假设：假设1：；假设2：；假设3：。②设计实验方案证明你的假设（不要在答题卡上作答）③实验过程：根据②中方案进行实验。在答题卡上按下表的格式写出实验步骤、预期现象与结论。实验步骤预期现象与结论步骤1：步骤2：步骤3：……解析：（1）将产生的气体产物依次通过澄清石灰水，石灰水变混浊，说明产生的气体中含有CO2，然后再通过灼热氧化铜、澄清石灰水，观察到有红色固体生成，澄清石灰水都变浑浊，气体中含有CO；（2）碱金属元素的检验一般采用焰色反应；（3）依据信息：固体产物中，铁元素不可能以三价形式存在，而盐只有K2CO3，可推测铁元素只能以亚铁及铁单质的形式存在；在设计实验时，应注意Fe与FeO的性质的不同点。答案：（1）CO2、CO（2）焰色反应透过蓝色钴玻璃，观察到紫色的火焰（3）①全部为铁单质全部为FeO同时存在铁单质和FeO③答案如下表：实验步骤预期现象与结论步骤1：取适量固体产物与试管中，加入足量蒸馏水，充分振荡使碳酸钾完全溶解。分离不容固体与溶液，用蒸馏水充分洗涤不溶固体固体产物部分溶解步骤2：取上述固体少许于试管中，然后向试管中加入适量硫酸铜溶液，充分振荡（1）若蓝色溶液的颜色及固体无明显变化，则假设2成立。（2）若蓝色溶液颜色明显改变，且有暗红色固体生成，则证明有铁单质存在步骤3：继续步骤2中的（2）,进行固液分离，用蒸馏水洗涤固体至洗涤液无色。取少量固体与试管中，滴加过量HCl，静置，取上层清液，滴加适量H2O2，充分振荡后滴加KSCN结合步骤2中的（2）：（1）若溶液基本无色，则假设1成立（2）若溶液呈血红色，则假设3成立③步骤1：将固体产物加入1.0mol·L－1盐酸中观察有无气体若有气泡产生、说明固体产物中含有单质铁，反之，则不含单质铁步骤2：将固体产物加入足量的0.1mol·L－1CuSO4中充分反应后过滤、洗涤后，将沉淀物溶于1.0mol·L－1盐酸，再加入20%KSCN，最后加入3%H2O2，若最终溶液显红色，说明固体产物中含有FeO，若不出现红色、说明不含有FeO【例题6】（09江苏卷21B）环己酮是一种重要的化工原料，实验室常用下列方法制备环己酮：环己醇、环己酮和水的部分物理性质见下表：物质沸点（℃）密度（g-cm-3，200C）溶解性环己醇161.1（97.8）*0.9624能溶于水环己酮155.6（95）*0.9478微溶于水水100.00.9982*括号中的数据表示该有机物与水形成的具有固定组成的混合物的沸点（1）酸性Na2Cr2O7溶液氧化环己醇反应的△H0，反应剧烈将导致体系温度迅速上升，副反应增多。实验中将酸性Na2Cr2O7溶液加到盛有环己醇的烧瓶中，在55-60℃进行反应。反应完成后，加入适量水，蒸馏，收集95-100℃的馏分，得到主要的含环己酮和水的混合物。①酸性Na2Cr2O7溶液的加料方式为。②蒸馏不能分离环己酮和水的原因是。（2）环己酮的提纯需要经过以下一系列的操作：a蒸馏，收集151-156℃的馏分；b过滤；c在收集到的馏分中加NaCl固体至饱和，静置，分液；d加入无水MgSO4固体，除去有机物中少量水。①上述操作的正确顺序是（填字母）。②上述操作b、c中使用的玻璃仪器除烧杯、锥形瓶、玻璃棒外，还需。③在上述操作c中，加入NaCl固体的作用是。（3）利用核磁共振氢谱可以鉴定制备的产物是否为环己酮，环己酮分子中有种不同化学环境的氢原子。解析：（1）为了防止Na2Cr2O7在氧化环己醇放出大量热，使副反应增多，应让其反应缓慢进行，在加入Na2Cr2O7溶液时应缓慢滴加；依据题目信息，环己酮能与水形成具有固定组成的混合物，两者能一起被蒸出；（2）首先加入NaCl固体，使水溶液的密度增大，将水与有机物更容易分离开来，然后向有机层中加入无水MgSO4，出去有机物中少量的水，然后过滤，除去硫酸镁晶体，再进行蒸馏即可；分液需要分液漏斗，过滤还需要漏斗；依据对称性，环己酮中有3种氢。答案：（1）①缓慢滴加②环已酮和水形成具有固定组成的混合物一起蒸出（2）①cdba②漏斗、分液漏斗③增加水层的密度，有利于分层（3）3启示二：从近几年的高考化学实验试题来看，试题中对考生设计简单实验能力的考查给予了较多的关注。其中包括对实验顺序的设计，对物质检验、分离提纯的设计，对物质性质探究的设计以及简单计算等。这类试题综合性强，有一定的难度，是高考实验改革的方向，因此在复习备考过程中，要将研究性学习和探究性实验结合在一起，把科学的探究方法引入到实验问题的解决之中，重视实验方案的设计和评价，逐步培养我们分析问题的能力和设计实验方案进行实验的探究能力。热点三：选材源于对教材实验的拓展和创新，注重考查学生对实验进行推理和探究的能力【例题7】（09北京卷27）某学习小组探究浓、稀硝酸氧化性的相对强弱，按下图装置进行试验（夹持仪器的装置已略去）。实验表明浓硝酸能将NO氧化成NO2，而稀硝酸不能氧化NO。由此得出的结论是浓硝酸的氧化性强于稀硝酸。可选药品：浓硝酸、3mo/L稀硝酸、蒸馏水、浓硫酸、氢氧化钠溶液及二氧化碳已知：氢氧化钠溶液不与NO反应，能与NO2反应2NO2+2NaOH===NaNO3+NaNO2+H2O（1）实验应避免有害气体排放到空气中，装置③、④、⑥中盛放的药品依次是（2）滴加浓硝酸之前的操作是检验装置的气密性，加入药品，打开弹簧夹后（3）装置①中发生反应的化学方程式是（4）装置②的作用是，发生反应的化学方程式是（5）该小组得出的结论以据的试验现象是（6）试验结束后，同学们发现装置①中溶液呈绿色，而不显蓝色。甲同学认为是该溶液中硝酸铜的质量分数较高所致，而乙同学认为是该溶液中溶解了生成的气体。同学们分别设计了以下4个试验来判断两种看法是否正确。这些方案中可行的是（选填序号字母）a.加热该绿色溶液，观察颜色变化b.加水稀释绿色溶液，观察颜色变化c.向该绿色溶液中通入氮气，观察颜色变化d.向饱和硝酸铜溶液中通入浓硝酸与铜反应产生的气体，观察颜色变化解析：本题主要考查HNO3的性质、化学基本实验设计和评价能力。（1）根据装置特点和实验目的，装置⑤是收集NO，装置⑥中盛放NaOH溶液吸收NO2，因为要验证稀HNO3不能氧化NO，所以装置③中应该盛放稀硝酸。（2）由于装置中残存的空气能氧化NO而对实验产生干扰，所以滴加浓HNO3之前需要通入一段时间CO2赶走装置中的空气，同时也需将装置⑤中导管末端伸入倒置的烧瓶内防止反应产生的NO气体逸出。（3）Cu与浓HNO3反应生成Cu(NO3)2、NO2、H2O：Cu+4HNO3(浓)＝Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O。（4）装