化学综合实验题解题策略

刘西广

摘 要：化学综合实验题是高考每年必考题型，但是每年的考查方向又有所不同.本文从3个方面剖析常见的3种类型，助力教师的教学和学生的学习.

关键词：化学综合实验题；有机物的制备及分离；实验探究；实验方案设计

中图分类号：G632   文献标识码：A   文章编号：1008-0333（2024）13-0143-03

高考化学综合实验题源于教材，高于教材，又不拘泥于教材，它灵活多变，新颖别致，层次分明，难易适度，基础知识和能力考查并重，在试卷评价中占重要地位.如何在高考中做好化学综合实验题是学生拿高分的关键.本文主要从以下3个方面分析高考化学综合实验题的考查方向.

1 以常见有机物的制备及其分离提纯为主题的综合实验题

近几年高考试题在此方面的命题角度主要有：①实验装置中各部分的特点及组装要求；②实验步骤中的反应原理及除杂方法；③有机物的提纯方法和某些试剂的作用；④有机物的产率计算.此类题目的难度属于中档水平[1].

审题策略：（1）审清反应原理（试剂要求、反应条件、产物性质）.

（2）审清装置的设计问题：

①冷凝管中的水流方向（下口进水，上口出水），②温度计的位置，③烧瓶、三颈瓶的容量大小，④尾气处理、加热方式（水浴、油浴等）.

（3）审清实验步骤：

①加试剂顺序；

②实验中物质制备顺序；

③除杂和分离提纯所需试剂及使用方法.

（4）审清反应物的量：确定过量反应物，用反应完的反应物的质量计算产品的理论产量，再算产率.

例1 冬青油是一种无色液体，某实验小组利用如图所示的装置制备冬青油.

化学反应原理（如图1）和实验装置（如图2）所示：

COOHOH+CH3OH浓硫酸△水杨酸COOCH3OH+H2O冬青油产物的有关数据见表1.

相对分子质量密度/g·cm-3沸点/℃溶解性冬青油1521.180222.2微溶于水

实验步骤如下：

（1）向三颈瓶中加入6.9 g（0.05 mol）水杨酸和24 g（0.75 mol）甲醇，再小心地加入6 mL浓硫酸，摇匀；

（2）加入2粒沸石（或碎瓷片），装上仪器a在石棉网上保持温度在85～95 ℃，回流1.5 h；（3）反应完毕，将烧瓶冷却，加入5 mL蒸馏水，然后转移至分液漏斗，弃去水层，将有机层再倒入分液漏斗中，依次用50 mL 5%碳酸氢钠溶液和30 mL水洗涤；

（4）将产物移至干燥的锥形瓶中，加入0.5 g无水氯化钙；（5）最后将粗产品进行蒸馏，收集221～224 ℃的馏分，质量为6.8 g.

请回答下列问题：

（1）本实验中浓硫酸的作用是.

（2）装置中仪器a的名称是；进水口为（填“Ⅰ”或“Ⅱ”）.温度计的适宜规格为（填代号）.

①50 ℃  ②100 ℃  ③300 ℃

（3）用碳酸氢钠溶液洗涤的目的是；用水洗涤时，产品在（填“上”或“下”）层.

（4）加入无水氯化钙的目的是；步骤②忘加沸石，如何操作.

（5）本次实验中冬青油的产率为.

解析

（1）已知反应反应特点：可逆反应浓H2SO4作催化剂

吸水促进反应

（2）表格数据ρ＝1.180微溶于水有机物在水的下层

（3）水杨酸（0.05 mol）和甲醇（0.75 mol）反应时水杨酸完全反应冬青油的理论物质的量为0.05 mol.

参考答案：（1）催化剂、吸水剂 （2）球形冷凝管  Ⅰ ②

（3）除去水杨酸和硫酸 下

（4）除去粗产品中的水分 停止加热，冷却后再补加沸石

（5）89.5%

2 以实验探究为主题的综合实验题

命题角度主要有：（1）气密性检查；（2）仪器连接；（3）反应原理涉及的化学方程式；（4）各仪器的作用；（5）各部分的现象；（6）装置的缺陷及其改进措施.

审题策略：（1）明确涉及气体或新物质制备实验的思路（实验流程）：

气体的发生→除杂→干燥→主体实验→尾气处理.

（2）仪器连接的顺序要明确：

①仪器是否齐全：如制备有毒气体及涉及有毒气体的实验是否有尾气吸收装置；

②仪器连接顺序是否合理：如气体净化装置中不应干燥后又经过水溶液洗气；

③仪器间连接顺序是否正确：如洗气时“长进短出”，干燥管除杂质时“大进小出”，排水量气时“短进气，长出水”等.

（3）仪器中的试剂要明确：

①常见氧化剂：氯水、溴水、酸性KMnO4溶液；

②常见干燥剂：浓H2SO4、P2O5、碱石灰、CaCl2、硅胶；

③常见沉淀剂：澄清石灰水，Ba（OH）2溶液、AgNO3溶液、BaCl2溶液等；

④检验H2O：无水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 “摩尔盐”[（NH4）2Fe（SO4）2·6H2O]是分析化学中的重要试剂.已知：摩尔盐隔绝空气加热至500 ℃时可完全分解.某学习小组欲探究其分解产物.

（1）【提出猜想】小组同学认为分解产物可能有以下几种情况：

A．Fe2O3 SO2 NH3 H2O

B．FeO SO3 NH3 H2O

C．FeO SO2 NH3 H2O

D．Fe2O3 SO3 SO2 NH3 H2O

根据所学知识，可确定不成立（填序号）.

（2）【药品验纯】甲同学提出可以用湿润的红色石蕊试纸、稀盐酸和溶液检验出“摩尔盐”中的3种离子；取一定量的“摩尔盐”配成溶液，取少量溶液置于试管中，向其中滴加（填试剂名称和实验现象），则“摩尔盐”未因氧化而变质.

（3）【实验探究】为检验分解产物，甲同学设计了如图3所示的实验装置.

①取一定量“摩尔盐”置于加热管A中，加热至分解完全后打开K，再通入N2，目的是；

②实验中观察到A中固体逐渐变为红棕色，B、C中均产生白色沉淀.C中反应的离子方程式为；

③实验验证：取A中残留物少许加入稀硫酸溶解，再滴入KMnO4稀溶液，不褪色证明产物不含.

（4）【实验结论与反思】通过实验现象和认真反思，上述（1）猜想中一定正确的是（填序号）.

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

②分解反应元素化合价有升、降、且升降数相等；

③A固体变为红棕色Fe2O3生成；B、C中产生白色沉淀生成SO3和SO2 2种气体；

④残留物用酸溶解后加入KMnO4溶液不褪色无FeO生成.

参考答案：（1）C  （2）Ba（OH）2 KSCN溶液，不变红

（3）①使反应生成的气体进入B、C装置中

②H2O2＋SO2＋Ba2+BaSO4↓＋2H+③FeO

（4）D

3 以实验方案设计与评价为主题的综合实验题

命题角度主要有：（1）根据实验目的和所给试剂进行简单方案的设计，如设计实验进行酸性强弱比较、氧化性强弱比较、离子的检验等；（2）根据所给方案进行评价进而改进创新等，如装置的评价与创新、实验过程的评价与改进等.

审题策略：

（1）对实验方案设计试题的审题关键：

①明确实验目的和实验原理；②根据实验原理合理选择试剂；③根据试剂和反应原理设计方案步骤和选择仪器装置；④设计方案时要考虑一些干扰反应.

（2）对实验方案的评价试题的审题关键：①可行性（科学性、操作性、简单方便等）；②安全性（防爆、防倒吸、防污染、防氧化、防吸水等）；③绿色思想（污染少或无污染，原子利用率高；试剂无毒、安全等）.

例3 实验室用浓盐酸与MnO2反应制Cl2，再用Cl2和Ca（OH）2反应制少量漂白粉，已知用Cl2和Ca（OH）2制漂白粉的反应是放热反应，温度稍高时发生副反应：

6Cl2＋6Ca（OH）2Ca（ClO3）2＋5CaCl2＋6H2O

现有3位同学设计的3套装置如图4所示（U形管中放有玻璃纤维，可使气体顺利通过）：

（1）请对丙装置的优缺点进行评价：.

（2）请从甲、乙、丙各套装置中选取合理的部分，按气体从左至右的流向组成一套较合理的装置（填各部分仪器的字母编号）.

解析 ①Cl2和Ca（OH）2反应制Ca（ClO）2是放热反应且温度稍高时生成副产物Ca（ClO3）2，故反应需冷却条件.

②分析甲、乙、丙3个装置，甲无尾气处理、乙无冷却措施、丙可以控制浓HCl加入速度和用量，但

无冷却措施和尾气处理.

③浓盐酸与MnO2加热反应制取的Cl2中含有HCl.

参考答案：（1）优点：使用分液漏斗控制反应速率；使用U形管及消石灰，产率高.缺点：未采取降温措施来控制副反应发生；未除去剩余的氯气，污染环境.

（2）F→B→E

4 结束语

化学综合实验题从以上3个方面进行讲解和练习，可以大大提高此类试题的得分率.实验教学中，教师要注重学生化学思维品质和创新思维的培养，帮助学生提高化学学科核心素养，培养其全面发展.

参考文献：

［1］管建华.化学综合实验题解题策略[J].新高考（高三理化生）， 2014（5）：53-57.

［责任编辑：季春阳］