安徽省高三化學(xué)二輪復(fù)習(xí) 第1部分 專題4 第13講 物質(zhì)制備 實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)與評(píng)價(jià)課件 新人教版.ppt

第13講物質(zhì)制備實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)與評(píng)價(jià) 2 氣體的凈化 除雜 選擇除雜試劑的依據(jù) 主體氣體和雜質(zhì)氣體性質(zhì)的差異 如溶解性 熔沸點(diǎn) 酸堿性 氧化性 還原性 燃燒性等 氣體除雜的四條原則 1 不損失主體氣體 2 不引入新的雜質(zhì)氣體 3 在密閉裝置內(nèi)進(jìn)行 4 先除易除的氣體 除雜裝置 洗氣瓶 干燥管 u形管 硬質(zhì)玻璃管等 3 氣體的干燥 除水 1 干燥的原則干燥劑只能吸收氣體中含有的水分而不能與氣體發(fā)生反應(yīng) 注 h2 co so2雖具有還原性 但可用濃h2so4干燥 2 常用干燥裝置及干燥劑的選用 4 氣體的收集 1 密度比空氣大的氣體可用向上排空氣法 顯然集氣瓶或集氣管的口應(yīng)向上 收集 密度比空氣小的氣體則用向下排空氣法收集 2 易溶于水或與水反應(yīng)的氣體 如nh3 hcl no2等 只能用排空氣法收集 3 常溫下與o2反應(yīng)的氣體 如no 密度跟空氣相近的氣體 如n2 co c2h4 c2h6等 都不能用排空氣法收集 4 能溶于水但溶解度不大的氣體 可以用排某種飽和溶液的方法收集 如 co2 排飽和nahco3溶液 so2 排飽和nahso3溶液 h2s 排飽和nahs溶液 cl2 排飽和nacl溶液 5 氣體的量取對(duì)難溶于水且不與水反應(yīng)的氣體 往往借助其排出水的體積 用量筒 量氣管或滴定管測(cè)定 從而確定氣體的體積 裝置如圖 6 尾氣的處理對(duì)于極易溶于水的尾氣 如nh3 hcl hbr等 可采用防倒吸裝置 即在導(dǎo)氣管的出氣口處連接一倒置漏斗與吸收劑液面接觸 吸收 對(duì)于溶解度不大的尾氣 如cl2 co2等 可直接將導(dǎo)氣管插入吸收劑液面下吸收 對(duì)于有毒且易燃的氣體 如co等 可采取在尾氣出口處放置一燃著的酒精燈 使co燃燒后轉(zhuǎn)變?yōu)闊o(wú)毒的co2氣體 裝置如下圖 氣體凈化時(shí)應(yīng)注意的事項(xiàng) 1 用洗氣瓶吸收雜質(zhì)時(shí) 氣流方向是長(zhǎng)管進(jìn) 短管出 用干燥管吸收雜質(zhì)時(shí) 氣流方向是大口進(jìn) 小口出 2 若氣體中有多種酸性氣體雜質(zhì)時(shí) 應(yīng)先將酸性較強(qiáng)的雜質(zhì)氣體除去 再除去酸性較弱的雜質(zhì)氣體 某課外小組在實(shí)驗(yàn)室制備氯氣 并進(jìn)行有關(guān)氯氣性質(zhì)的探究 1 該小組同學(xué)加熱濃鹽酸與二氧化錳的混合物制取干燥的氯氣 應(yīng)該選用的裝置有 填字母編號(hào) 不要求順序 將各儀器按先后順序連接起來(lái) a接 接 接 接h 用導(dǎo)管口字母表示 濃鹽酸與二氧化錳反應(yīng)制取氯氣的化學(xué)方程式為 2 該小組同學(xué)設(shè)計(jì)利用下圖裝置探究氯氣的氧化性 g中的現(xiàn)象 原因是 用化學(xué)方程式說(shuō)明原因 h中的現(xiàn)象為 破題技巧 1 整套裝置順序?yàn)橹茪庋b置 除雜裝置 干燥裝置 收集裝置 尾氣吸收裝置 2 利用 固 液氣 制氯氣 應(yīng)選用a裝置 下表是實(shí)驗(yàn)室制備氣體的有關(guān)內(nèi)容 1 上表氣體中 從制備過(guò)程看 必須選擇合適的氧化劑才能實(shí)現(xiàn)的是 填氣體的化學(xué)式 下同 從反應(yīng)原理看 明顯不同于其他兩種氣體的是 2 根據(jù)表中所列實(shí)驗(yàn)原理 從下列裝置中選擇合適的氣體發(fā)生裝置 將其編號(hào)填入上表中的空格中 3 若用上述制備o2的裝置制備nh3 則選擇的試劑為 4 制備cl2需用8mol l 1的鹽酸100ml 現(xiàn)用12mol l 1的鹽酸來(lái)配制 為提高配制的精確度 量取濃鹽酸的儀器可選用下列中的 填序號(hào) 配制過(guò)程中 除上圖所列儀器外 還需要的儀器有 解析 由hcl制備cl2需要加氧化劑才能實(shí)現(xiàn) 制氧氣 氯氣均為氧化還原反應(yīng) 制氨氣為復(fù)分解反應(yīng) a b c d四套裝置分別可以用來(lái)進(jìn)行的反應(yīng)為 固體 液體需要加熱 固體 固體需要加熱 塊狀固體 液體不需要加熱 固體 液體不需要加熱 要提高量取液體的精確度應(yīng)該用滴定管 取鹽酸應(yīng)該用酸式滴定管 答案 1 cl2nh3 2 3 濃氨水和固體氫氧化鈉 或生石灰等 4 c 100ml容量瓶膠頭滴管玻璃棒 1 化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)原則 1 科學(xué)性 實(shí)驗(yàn)原理準(zhǔn)確 實(shí)驗(yàn)流程合理 2 安全性 保護(hù)人身 保護(hù)環(huán)境 保護(hù)儀器 3 可行性 條件允許 效果明顯 操作簡(jiǎn)便可行 4 簡(jiǎn)約性 方案簡(jiǎn)單易行 盡可能采取簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)裝置 用較少的步驟和藥品完成實(shí)驗(yàn) 2 化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案的評(píng)價(jià)原則 1 裝置最簡(jiǎn) 2 安全無(wú)污染 3 藥品價(jià)格低廉 4 環(huán)保無(wú)污染 5 操作方便 6 原理簡(jiǎn)單 正確 7 現(xiàn)象最明顯 2011 寧波六校聯(lián)考 某同學(xué)對(duì) 鋁熱反應(yīng) 的現(xiàn)象有這樣的描述 反應(yīng)放出大量的熱 并放出耀眼的光芒 紙漏斗的下部被燒穿 有熔融物落入沙中 由化學(xué)手冊(cè)查閱得有關(guān)物質(zhì)的熔沸點(diǎn)數(shù)據(jù)見(jiàn)下表 1 該同學(xué)推測(cè) 鋁熱反應(yīng)所得到的熔融物應(yīng)是鐵鋁合金 理由是 該反應(yīng)放出的熱量使鐵熔化 而鋁的熔點(diǎn)比鐵低 此時(shí)液態(tài)的鐵和鋁熔合成鐵鋁合金 你認(rèn)為他的解釋是否合理 填 合理 或 不合理 2 設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)方案 證明上述所得的塊狀熔融物中含有金屬鋁 該實(shí)驗(yàn)所用試劑是 反應(yīng)的離子方程式為 3 實(shí)驗(yàn)室溶解該熔融物 下列試劑中最好的是 填序號(hào) 并說(shuō)明理由 a 濃硫酸b 稀硫酸c 稀硝酸d 氫氧化鈉溶液 實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn) 硝酸發(fā)生氧化還原反應(yīng)時(shí) 硝酸的濃度越稀 對(duì)應(yīng)還原產(chǎn)物中氮元素的化合價(jià)越低 取一定量該熔融物與足量很稀的硝酸充分反應(yīng) 反應(yīng)過(guò)程中無(wú)氣體放出 在反應(yīng)結(jié)束后的溶液中 逐滴加入4mol lnaoh溶液 所加naoh溶液的體積 ml 與產(chǎn)生沉淀的物質(zhì)的量 mol 的關(guān)系如圖所示 試回答下列問(wèn)題 1 逐滴加入4mol lnaoh溶液的定量玻璃儀器是 圖中oc段沒(méi)有沉淀生成的原因是 用離子方程式表示 2 由上述圖象分析可知 溶液中結(jié)合oh 的能力最強(qiáng)的離子是 填離子符號(hào) 下同 最弱的離子是 3 若測(cè)定f點(diǎn)沉淀的質(zhì)量 需對(duì)混合物進(jìn)行的處理是 過(guò)濾 稱量 4 用上圖數(shù)據(jù)計(jì)算 熔融物中的兩種金屬的物質(zhì)的量之比n fe n al 2011 廣東高考 某同學(xué)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究時(shí) 欲配制1 0mol l 1ba oh 2溶液 但只找到在空氣中暴露已久的ba oh 2 8h2o試劑 化學(xué)式量 315 在室溫下配制溶液時(shí)發(fā)現(xiàn)所取試劑在水中僅部分溶解 燒杯中存在大量未溶物 為探究其原因 該同學(xué)查得ba oh 2 8h2o在283k 293k和303k時(shí)的溶解度 g 100gh2o 分別為2 5 3 9和5 6 1 燒杯中未溶物可能僅為baco3 理由是 2 假設(shè)試劑由大量ba oh 2 8h2o和少量baco3組成 設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案 進(jìn)行成分檢驗(yàn) 寫出實(shí)驗(yàn)步驟 預(yù)期現(xiàn)象和結(jié)論 不考慮結(jié)晶水的檢驗(yàn) 室溫時(shí)baco3飽和溶液的ph 9 6 限選試劑及儀器 稀鹽酸 稀硫酸 naoh溶液 澄清石灰水 ph計(jì) 燒杯 試管 帶塞導(dǎo)氣管 滴管 3 將試劑初步提純后 準(zhǔn)確測(cè)定其中ba oh 2 8h2o的含量 實(shí)驗(yàn)如下 配制250ml約0 1mol l 1ba oh 2溶液 準(zhǔn)確稱取w克試樣 置于燒杯中 加適量蒸餾水 將溶液轉(zhuǎn)入 中 洗滌 定容 搖勻 滴定 準(zhǔn)確量取25 00ml所配ba oh 2溶液于錐形瓶中 滴加指示劑 將 填 0 020 0 05 0 1980 或 1 5 mol l 1鹽酸裝入50ml酸式滴定管 滴定至終點(diǎn) 記錄數(shù)據(jù) 重復(fù)滴定2次 平均消耗鹽酸vml 計(jì)算 ba oh 2 8h2o的質(zhì)量分?jǐn)?shù) 只列出算式 不做運(yùn)算 4 室溫下 填 能 或 不能 配制1 0mol l 1ba oh 2溶液 破題技巧 解答本題要注意以下三點(diǎn) 1 明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康?理清實(shí)驗(yàn)步驟 2 檢驗(yàn)碳酸鋇時(shí)要注意兩種離子都要檢驗(yàn) 3 靈活利用溶解度進(jìn)行有關(guān)計(jì)算和判斷 精講精析 2 在成分檢驗(yàn)中 要檢驗(yàn)濾液中含有ba2 oh 固體中含有baco3 步驟2中的現(xiàn)象為產(chǎn)生白色沉淀 則有ba2 步驟3中 應(yīng)再加入稀鹽酸 將生成的氣體通入澄清石灰水中 若澄清石灰水變渾濁則為baco3 步驟4中則可以利用測(cè)定ph的方法確定含有oh 3 中和滴定時(shí) 根據(jù)n oh n h 進(jìn)行計(jì)算 當(dāng)鹽酸的濃度為0 05mol l或0 020mol l時(shí) 需要鹽酸的體積大于50ml 所給的滴定管不能滿足要求 若鹽酸濃度為1 5mol l時(shí) 求得的鹽酸體積很小 誤差較大 4 若配制1 0mol l的氫氧化鋇溶液 則需100g水溶解31 5克左右的ba oh 2 8h2o 而ba oh 2 8h2o常溫下的溶解度僅為3 9克 所以不能配制1mol l的氫氧化鋇溶液 答案 1 ba oh 2 8h2o在溫度為293k時(shí)的溶解度為3 9g 100gh2o ba oh 2 8h2o吸收空氣中的co2生成的baco3難溶于水 2 綜合實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和評(píng)價(jià)題是考查學(xué)生綜合應(yīng)用實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)知識(shí) 化學(xué)理論 元素化合物知識(shí)和化學(xué)計(jì)算等相關(guān)知識(shí)解決實(shí)驗(yàn)問(wèn)題的能力的一類題 近幾年高考中綜合實(shí)驗(yàn)題的形式主要有以下幾種 1 對(duì)物質(zhì)制備 分離 提純和檢驗(yàn)中化學(xué)原理 相關(guān)裝置作用的設(shè)計(jì)和評(píng)價(jià) 2 提出實(shí)驗(yàn)問(wèn)題或目的 給定實(shí)驗(yàn)情景或物質(zhì)性質(zhì) 要求選擇儀器 藥品 組裝實(shí)驗(yàn)裝置 確定實(shí)驗(yàn)步驟 評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)方案 3 對(duì)教材實(shí)驗(yàn)通過(guò)重組 深化 優(yōu)化或創(chuàng)新提出問(wèn)題 讓學(xué)生去完成 復(fù)習(xí)時(shí)必須從整體上把握實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的類型 內(nèi)容 要求和一般解題策略 同時(shí) 要注意高考實(shí)驗(yàn)題情境雖然是新的 但根源依然來(lái)自教材 在實(shí)驗(yàn)復(fù)習(xí)中要根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理來(lái)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)步驟和裝置 力求使設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)儀器簡(jiǎn)單 操作便捷 節(jié)省試劑 現(xiàn)象明顯 安全防污等 培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力和創(chuàng)造性思維能力 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)創(chuàng)新是建立在教材中的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)之上 沒(méi)有基本實(shí)驗(yàn)方法與技能就談不上實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的創(chuàng)新 實(shí)驗(yàn)的創(chuàng)新是實(shí)驗(yàn)的生命 它包括新實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)和舊實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)等 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的創(chuàng)新往往要體現(xiàn)六個(gè) 一 即 一個(gè)實(shí)驗(yàn)的多種現(xiàn)象 一個(gè)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的多種原因 一種儀器的多種用途 一個(gè)用途的多種裝置 一種物質(zhì)的多種制法 一組物質(zhì)的多種鑒別方法 1 2011 福州模擬 關(guān)于下列各裝置圖的敘述中 正確的是 a 裝置 是洗氣裝置 除去氯氣中的氯化氫b 實(shí)驗(yàn)室用裝置 制取氨氣c 裝置 可用于制備氫氧化亞鐵并觀察其顏色d 裝置 中x若為四氯化碳 可用于吸收氨氣 并防止倒吸 解析 裝置 作洗氣裝置時(shí) 應(yīng)是長(zhǎng)進(jìn)短出 a錯(cuò) 制取氨氣時(shí)的藥品不能選擇氯化銨 因?yàn)榧訜嵘傻穆然瘹浜桶睔鈺?huì)在試管口處反應(yīng)重新生成氯化銨 b錯(cuò) 制備氫氧化亞鐵時(shí) 膠頭滴管要伸入溶液中 c錯(cuò) 由于氨氣在四氯化碳中溶解度很小 可以防止倒吸 d對(duì) 答案 d 2 2011 濰坊質(zhì)檢 某地污水中含有zn2 hg2 fe3 和cu2 四種陽(yáng)離子 甲 乙 丙三位同學(xué)設(shè)計(jì)的從該污水中回收金屬銅的方案如下 下列判斷正確的是 a 三種實(shí)驗(yàn)方案中都能制得純凈的銅b 乙方案中加過(guò)量鐵粉可以將四種陽(yáng)離子全部還原c 甲方案中的反應(yīng)涉及置換 分解 化合 復(fù)分解四種反應(yīng)類型d 丙方案會(huì)產(chǎn)生環(huán)境污染 解析 甲實(shí)驗(yàn)得到的沉淀中含有fe oh 3 cu oh 2 加熱后得到fe2o3和cuo 通h2還原后不能得到純凈的銅 乙實(shí)驗(yàn)中加入過(guò)量鐵粉 過(guò)濾所得的濾渣中含有鐵 銅等物質(zhì) 最后也不能得到純凈的銅 丙實(shí)驗(yàn)中用鹽酸溶解了濾渣中過(guò)量的鐵 最后可以得到純凈的銅 因?yàn)殇\比鐵活潑 所以方案乙中加入的鐵不能還原zn2 甲方案中沒(méi)有涉及化合反應(yīng) 丙方案有可能產(chǎn)生汞和酸性廢水 從而導(dǎo)致環(huán)境污染 答案 d 3 2011 泉州模擬 硫酸亞鐵晶體 feso4 7h2o 在醫(yī)藥上可作補(bǔ)血?jiǎng)?某課外小組測(cè)定該補(bǔ)血?jiǎng)┲需F元素的含量 實(shí)驗(yàn)步驟如下 請(qǐng)回答下列問(wèn)題 1 步驟 加入過(guò)量h2o2的目的為 2 步驟 中反應(yīng)的離子方程式為 3 步驟 中的一系列操作依次為 過(guò)濾 灼燒 稱量 解析 該流程圖中的實(shí)驗(yàn)原理是 用h2o2將一定質(zhì)量feso4 7h2o中的fe2 氧化為fe3 然后加入堿溶液 將fe3 轉(zhuǎn)化為fe oh 3沉淀 經(jīng)過(guò)一系列操作 得到agfe2o3固體