高考化學(xué)實(shí)驗(yàn)題的考查方式與解題策略

＞＞＞韓 娟 張英鋒

在高考理綜化學(xué)部分，實(shí)驗(yàn)題是一道必考題，此類題目比較靈活，形式多樣，考生解起來比較困難，得分普遍不高。但實(shí)際上這類題目基本上都是在教材實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上改編而成的，不管形式怎么變化，基本原理都是教材上的內(nèi)容。只要把握了教材內(nèi)容，掌握一定的解題技巧，答好實(shí)驗(yàn)題并不難。高考化學(xué)實(shí)驗(yàn)題可分為定量實(shí)驗(yàn)、制備實(shí)驗(yàn)、探究實(shí)驗(yàn)、設(shè)計實(shí)驗(yàn)四大類。現(xiàn)結(jié)合近幾年高考試卷中常見的考點(diǎn)對這四類實(shí)驗(yàn)題的解題思路進(jìn)行說明，拋磚引玉，引發(fā)學(xué)生對實(shí)驗(yàn)題解題策略進(jìn)行思考。

一、定量實(shí)驗(yàn)

定量實(shí)驗(yàn)在近兩年的高考題中考查比較多的就是滴定實(shí)驗(yàn)。滴定實(shí)驗(yàn)可分為酸堿中和滴定、氧化還原滴定、沉淀滴定等。

1.酸堿中和滴定

例1.(2017年全國Ⅰ卷理綜26題)凱氏定氮法是測定蛋白質(zhì)中氮含量的經(jīng)典方法，其原理是用濃硫酸在催化劑存在下將樣品中有機(jī)氮轉(zhuǎn)化成銨鹽，利用如圖所示裝置處理銨鹽，然后通過滴定測量。已知：NH3+H3BO3=NH3·H3BO3；NH3·H3BO3+HCl=NH4Cl+H3BO3。回 答 下 列問題：

（5）取某甘氨酸（C2H5NO2）樣品m 克進(jìn)行測定，滴定g中吸收液時消耗濃度為c mol·L-1的鹽酸V mL，則樣品中氮的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為________%，樣品的純度≤________%。

答案：（5）1.4cV 7.5cV m m

【解析】實(shí)驗(yàn)中先把甘氨酸中的氮元素轉(zhuǎn)化為銨鹽，再把銨鹽轉(zhuǎn)化為氨氣被硼酸吸收，然后利用NH3·H3BO3和鹽酸的反應(yīng)進(jìn)行滴定實(shí)驗(yàn)。在轉(zhuǎn)化過程中，甘氨酸中的氮元素和鹽酸的物質(zhì)的量相等，根據(jù)這個定量關(guān)系很容易就能計算出樣品中氮的質(zhì)量分?jǐn)?shù)和樣品的純度。

2.氧化還原滴定

例2.(2018年全國Ⅲ卷理綜26題)硫代硫酸 鈉 晶 體（Na2S2O3·5H2O，M=248g·mol-1）可用作定影劑、還原劑。回答下列問題：

（2）利用K2Cr2O7標(biāo)準(zhǔn)溶液定量測定硫代硫酸鈉的純度。測定步驟如下：

②滴定：取 0.00950 mol·L-1的 K2Cr2O7標(biāo)準(zhǔn)溶液20.00 mL，硫酸酸化后加入過量KI，發(fā)生反應(yīng)：Cr2O72-+6I-+14H+=3I2+2Cr3++7H2O。然后用硫代硫酸鈉樣品溶液滴定至淡黃綠色，發(fā)生反應(yīng)：I2+2S2O32-=S4O62-+2I-。加入淀粉溶液作為指示劑，繼續(xù)滴定，當(dāng)溶液____________ ，即為終點(diǎn)。平行滴定3次，樣品溶液的平均用量為24.80 mL，則樣品純度為_____________%（保留1位小數(shù)）。

答案：（2）② 藍(lán)色褪去 95.0

【解析】本題選用淀粉作指示劑，在滴定過程中K2Cr2O7標(biāo)準(zhǔn)溶液與I-反應(yīng)生成I2，I2與硫代硫酸鈉樣品溶液存在定量關(guān)系，通過轉(zhuǎn)化可以找到K2Cr2O7標(biāo)準(zhǔn)溶液和硫代硫酸鈉樣品溶液之間的定量關(guān)系，通過計算即可求出樣品純度并判斷滴定終點(diǎn)的現(xiàn)象。

3.沉淀滴定

例3.(2017年天津卷理綜化學(xué)9題)用沉淀滴定法快速測定NaI等碘化物溶液中c(I-)，實(shí)驗(yàn)過程包括準(zhǔn)備標(biāo)準(zhǔn)溶液和滴定待測溶液。

Ⅱ.滴定的主要步驟

a.取待測NaI溶液25.00 mL于錐形瓶中。

b.加入 25.00 mL 0.1000 mol·L-1AgNO3溶液（過量），使I-完全轉(zhuǎn)化為AgI沉淀。

c.加入NH4Fe(SO4)2溶液作指示劑。

d.用0.1000 mol·L-1NH4SCN溶液滴定過量的Ag+，使其恰好完全轉(zhuǎn)化為AgSCN沉淀后，體系出現(xiàn)淡紅色，停止滴定。

e.重復(fù)上述操作兩次。三次測定數(shù)據(jù)如下表：

實(shí)驗(yàn)序號 1 2 3消耗H4SCN標(biāo)準(zhǔn)溶液體積/mL 10.24 10.02 9.98

f.數(shù)據(jù)處理。

回答下列問題：

所消耗的NH4SCN標(biāo)準(zhǔn)溶液平均體積為_______mL，測得 c(I-)=____________mol·L-1。答案：10.00 0.0600

【解析】第一次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)誤差較大要舍去，用第二和第三次的數(shù)據(jù)取平均值即可求出所消耗的NH4SCN標(biāo)準(zhǔn)溶液的平均體積。一定體積的NaI溶液與一定量且過量的AgNO3溶液反應(yīng)，剩余的AgNO3溶液用一定濃度的NH4SCN溶液進(jìn)行滴定，根據(jù)NH4SCN溶液的用量可以求出過量的AgNO3溶液，進(jìn)而求出NaI溶液中I-的物質(zhì)的量濃度。

解題策略：此類定量實(shí)驗(yàn)中考查的氧化還原滴定、沉淀滴定，表面上看是陌生知識，但實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)步驟和數(shù)據(jù)處理方法都與教材中酸堿中和滴定實(shí)驗(yàn)完全一致，實(shí)驗(yàn)成功的關(guān)鍵是要明確反應(yīng)物之間的定量關(guān)系，找到合適的指示劑指示滴定終點(diǎn)。所以想要解答好此類題目，首先要熟知教材中的相關(guān)知識，然后結(jié)合題目所給關(guān)鍵信息找到實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵點(diǎn)，最后進(jìn)行類比分析就可以了。

二、制備實(shí)驗(yàn)

例4.(2018年全國Ⅰ卷理綜26題）醋酸亞鉻[(CH3COO)2Cr·2H2O］為磚紅色晶體，難溶于冷水，易溶于酸，在氣體分析中用作氧氣吸收劑。一般制備方法是先在封閉體系中利用金屬鋅作還原劑，將三價鉻還原為二價鉻；二價鉻再與醋酸鈉溶液作用即可制得醋酸亞鉻。實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示。回答下列問題：

（1）實(shí)驗(yàn)中所用蒸餾水均需經(jīng)煮沸后迅速冷卻，目的是______。儀器a的名稱是______。

（2）將過量鋅粒和氯化鉻固體置于c中，加入少量蒸餾水，按圖連接好裝置。打開K1、K2，關(guān)閉 K3。

①c中溶液由綠色逐漸變?yōu)榱了{(lán)色，該反應(yīng)的離子方程式為_________。

②同時c中有氣體產(chǎn)生，該氣體的作用是_________。

（3）打開K3，關(guān)閉K1和K2。c中亮藍(lán)色溶液流入d，其原因是_________；d中析出磚紅色沉淀。為使沉淀充分析出并分離，需采用的操作是___________、___________ 、洗滌、干燥。

（4）指出裝置d可能存在的缺點(diǎn)________。

答案：(1)去除水中溶解氧 分液（或滴液）漏斗（2）① Zn+2Cr3＋＝ Zn2＋+2Cr2＋②排除c中空氣（3） c中產(chǎn)生H2使壓強(qiáng)大于大氣壓 （冰浴）冷卻 過濾

（4）敞開體系，可能使醋酸亞鉻與空氣接觸

【解析】該題中醋酸亞鉻晶體這種物質(zhì)對于考生來說是陌生的，但仔細(xì)閱讀題中信息發(fā)現(xiàn)，此實(shí)驗(yàn)成功的關(guān)鍵在于創(chuàng)造一個無氧環(huán)境，防止二價鉻被氧化。通過分析，考生自然會想到這與教材中氫氧化亞鐵的制備原理是完全一致的。實(shí)驗(yàn)過程中通過蒸餾水煮沸、用氫氣排出裝置內(nèi)的空氣等操作來實(shí)現(xiàn)排除氧氣的目的；d裝置敞口放置會與空氣接觸，會使生成的醋酸亞鉻晶體被氧化，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)失敗。

解題策略：高考題對新物質(zhì)的性質(zhì)、結(jié)構(gòu)、制備和應(yīng)用等知識的考查是必然的，遇到陌生物質(zhì)時，只要考生能讀懂題目中的信息，緊緊抓住新物質(zhì)的性質(zhì)，聯(lián)系所學(xué)同類物質(zhì)的相關(guān)知識，靈活進(jìn)行類比遷移，就可以使問題迎刃而解。

三、探究實(shí)驗(yàn)

例5.(2017年北京卷理綜28題）某小組在驗(yàn)證反應(yīng)Fe+2Ag+=Fe2++2Ag的實(shí)驗(yàn)中檢測到Fe3+，發(fā)現(xiàn)和探究過程如下。

向硝酸酸化的0.05 mol·L-1硝酸銀溶液（pH≈2）中加入過量鐵粉，攪拌后靜置，燒杯底部有黑色固體，溶液呈黃色。

（2）針對“溶液呈黃色”，甲認(rèn)為溶液中有Fe3+，乙認(rèn)為鐵粉過量時不可能有Fe3+，乙依據(jù)的原理是_________（用離子方程式表示）。針對兩種觀點(diǎn)繼續(xù)實(shí)驗(yàn)：

①取上層清液，滴加KSCN溶液，溶液變紅，證實(shí)了甲的猜測。同時發(fā)現(xiàn)有白色沉淀產(chǎn)生，且溶液顏色深淺、沉淀量多少與取樣時間有關(guān)，對比實(shí)驗(yàn)記錄如下：______________

序號取樣時間/min____________________________ _現(xiàn)象_ⅰ__________3__產(chǎn)生大量白色沉淀；溶液呈紅色ⅱ 30 產(chǎn)生白色沉淀；較3 min時量少；溶液紅色較3 min時加深ⅲ 120 產(chǎn)生白色沉淀；較30 min時量少；溶液紅色較30 min時變淺

（資料：Ag+與SCN-生成白色沉淀AgSCN）

② 對Fe3+產(chǎn)生的原因作出如下假設(shè)：

假設(shè)a：可能是鐵粉表面有氧化層，能產(chǎn)生Fe3+；

假設(shè)b：空氣中存在O2，由于______（用離子方程式表示），可產(chǎn)生Fe3+；

假設(shè)c：酸性溶液中NO3-具有氧化性，可產(chǎn)生 Fe3+；

假設(shè)d：根據(jù)______現(xiàn)象，判斷溶液中存在Ag+，可產(chǎn)生Fe3+。

③ 下列實(shí)驗(yàn)Ⅰ可證實(shí)假設(shè)a、b、c不是產(chǎn)生Fe3+的主要原因。實(shí)驗(yàn)Ⅱ可證實(shí)假設(shè)d成立。

實(shí)驗(yàn)Ⅰ：向硝酸酸化的______溶液（pH≈2）中加入過量鐵粉，攪拌后靜置，不同時間取上層清液滴加KSCN溶液，3 min時溶液呈淺紅色，30 min后溶液幾乎無色。

實(shí)驗(yàn)Ⅱ：裝置如圖。其中甲溶液是_____，操作及現(xiàn)象是______ 。

（3）根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，結(jié)合方程式推測實(shí)驗(yàn)ⅰ～ⅲ中Fe3+濃度變化的原因：__________。

答案：(2)2Fe3++Fe=3Fe2+②4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O 加入KSCN溶液后產(chǎn)生白色沉淀

③ 0.05mol·L-1NaNO3FeSO4溶液 分別取電池工作前與工作一段時間后左側(cè)燒杯中溶液，同時滴加KSCN溶液，后者紅色更深

1.1 鄉(xiāng)鎮(zhèn)文化人才總量、特別是中高級專業(yè)技術(shù)人才偏少，正高職稱人才幾乎沒有，副高職稱技術(shù)人才也是鳳毛麟角。中高級人才多為文化藝術(shù)、文博，并多數(shù)集中在縣公益性文化事業(yè)單位，如：文工團(tuán)、博物館、文化館等單位，而真正在鄉(xiāng)鎮(zhèn)文化站的人才比較少。

(3)溶液中存在反應(yīng)：①2Ag++Fe＝Fe2++2Ag，②Ag++Fe2+＝Fe3++Ag，③Fe+2Fe3+＝3Fe2+。反應(yīng)開始時c(Ag+)大，以反應(yīng)①、②為主，c(Fe3+)增大。約30min后，c(Ag+)小，以反應(yīng)③為主，c(Fe3+)減小

【解析】題目中所給信息和實(shí)驗(yàn)操作比較多，但仔細(xì)分析可知核心問題是如何在鐵粉過量的情況下產(chǎn)生Fe3+，把握住了這個關(guān)鍵點(diǎn)思路就清晰了。考生運(yùn)用已掌握的氧化還原反應(yīng)知識，找到把Fe2+氧化成Fe3+的氧化劑，提出假設(shè)，然后根據(jù)假設(shè)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究。其它實(shí)驗(yàn)探究是給出實(shí)驗(yàn)方案，學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象得出結(jié)論；而本題是給出假設(shè)，要求考生自己設(shè)計實(shí)驗(yàn)方案，加大了題目的難度。考生需要分析找出假設(shè)a、b、c和假設(shè)d的差異是氧化劑是否為Ag+，然后再根據(jù)Ag+把Fe2+氧化為Fe3+的實(shí)驗(yàn)結(jié)論，解釋實(shí)驗(yàn)ⅰ～ⅲ中的現(xiàn)象。

解題策略：解答這類題目，首先要讀懂題中的信息，并抓住關(guān)鍵信息；其次要熟練掌握氧化還原反應(yīng)知識，結(jié)合實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象探究反應(yīng)原理；最后還要有嚴(yán)密的邏輯思維，注重設(shè)問的變化。

四、設(shè)計實(shí)驗(yàn)

例6.(2018年全國Ⅲ卷理綜26題）硫代硫酸鈉晶體（Na2S2O3·5H2O，M=248 g·mol-1）可用作定影劑、還原劑。回答下列問題：

（1）已知：Ksp(BaSO4)=1.1×10-10，Ksp(BaS2O3)=4.1×10-5。市售硫代硫酸鈉中常含有硫酸根雜質(zhì)，選用下列試劑設(shè)計實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行檢驗(yàn)：

試劑：稀鹽酸、稀H2SO4、BaCl2溶液、Na2CO3溶液、H2O2溶液

實(shí)驗(yàn)步驟 現(xiàn)象①取少量樣品，加入除氧蒸餾水②固體完全溶解得無色澄清溶液③④ ，有刺激性氣體產(chǎn)生⑥⑤靜置，

答案：（1）③加入過量稀鹽酸；④出現(xiàn)乳黃色渾濁；⑤（吸）取上層清液，滴入BaCl2溶液；⑥產(chǎn)生白色沉淀。

解題策略：物質(zhì)的檢驗(yàn)和提純等實(shí)驗(yàn)中經(jīng)常考查其他物質(zhì)的干擾，但只要熟知教材中常見物質(zhì)的檢驗(yàn)方法，充分考慮到其他物質(zhì)存在對檢驗(yàn)過程干擾的實(shí)際，設(shè)計實(shí)驗(yàn)排除干擾，實(shí)驗(yàn)設(shè)計方案就水到渠成了。

通過對以上四類實(shí)驗(yàn)題的分析不難發(fā)現(xiàn)，雖然高考中這類題目比較靈活，形式多樣，但只要熟練掌握了教材中的基礎(chǔ)知識，學(xué)會提取信息，把握信息的關(guān)鍵點(diǎn)，具有一定的邏輯思維能力和計算能力，就可以在高考中攻克實(shí)驗(yàn)題這一難關(guān)。

輕松一刻

1.有些人的存在就是為了提醒我們，不要成為那樣的人。

2.當(dāng)你死的時候，你其實(shí)沒什么感覺，痛苦都是別人的。當(dāng)你愚蠢的時候也是一樣。

3.人到中年，就是一部西游記。悟空的壓力，八戒的身材，老沙的發(fā)型，唐僧一樣的絮絮叨叨……關(guān)鍵還離西天越來越近了!

4.每個陽光和煦的早晨走在上班的路上都會感喟一下：“天氣這么好，真不該上班!”但其實(shí)如果真的不必上班，我大概也不會爬起來，看到這樣和暖宜人的早晨。

5.躺在床上玩手機(jī)，困到手機(jī)三番五次從手中跌落，也要撿起來繼續(xù)刷。我們總覺得自己最放不下的是一些人和一些事，其實(shí)，最放不下的是手機(jī)。

6.花自己的錢辦自己的事，既講節(jié)約，又講效果。

花自己的錢辦人家的事，只講節(jié)約，不講效果。

花人家的錢辦自己的事，只講效果，不講節(jié)約。

花人家的錢辦人家的事，既不講效果，又不講節(jié)約。

7.釣魚時我對魚說

來吧

來岸上吧

辭掉你水中的工作

在旅游中升華自我

告別那水中的污濁

讓天空凈化你的魂魄

魚對我說

如果我信了你的心靈雞湯

今晚我就會變成魚湯