【三維設計】高考化學二輪復習 專題五 第二講 化學實驗方案的設計與評價課件（廣東、江蘇專版）.ppt

專題三元素及其化合物 抓基礎 提能力 研考點 第二講 化學實驗方案的設計與評價 1 掌握常見氣體的實驗室制法 包括所用試劑 儀器 反應原理和收集方法 2 能根據(jù)實驗試題要求 做到 1 設計 評價或改進實驗方案 2 了解控制實驗條件的方法 化學實驗方案的設計與評價 3 分析或處理實驗數(shù)據(jù) 得出合理結論 4 繪制和識別典型的實驗儀器裝置圖 3 了解科學探究的基本過程 并運用以實驗和推理為基礎的科學探究方法解決有關問題 一 常見氣體的實驗室制法1 制取裝置將h2 o2 cl2 nh3 co2 no2填入下表 o2 nh3cl2 h2 co2 no2 o2 nh3 2 氣體的凈化 1 氣體的除雜 飽和碳酸氫鈉溶液飽和食鹽水溴水 2 氣體的干燥 有以下氣體 o2 cl2 so2 co2 no2 nh3 hbr 其中能用濃硫酸干燥的是 能用堿石灰干燥的是 o2 cl2 so2 co2 no2 o2 nh3 3 氣體的收集有以下氣體 h2 o2 co2 nh3 hcl no cl2 1 適合用向下排空氣法收集的氣體有 2 適合用排水法收集的氣體有 3 適合用排飽和nahco3溶液收集的氣體為 4 適合用排飽和食鹽水收集的氣體為 h2 nh3 h2 o2 no co2 ci2 二 化學實驗方案的設計與評價 1 物質(zhì)檢驗方案的描述 解答該類題目時 應按取樣 操作 現(xiàn)象 結論的順序進行 但描述時往往出現(xiàn)以下錯誤 1 原瓶操作 不取樣 2 試劑選擇 實驗操作不正確 3 只答現(xiàn)象不答結論 4 描述不準確 辭不達意 2 實驗操作設計中應注意的問題 1 儀器接口的連接 總體上遵循裝置的排列順序 但對于吸收裝置應 長 進 短 出 或 深 入 淺 出 量氣裝置應 短 進 長 出 洗氣裝置應 長 進 短 出 干燥管應 大 進 小 出 2 實驗操作的順序 裝置選擇與連接 氣密性檢驗 裝固體藥品 加液體藥品 開始實驗 按程序 拆卸儀器 其他處理等 3 如果實驗室取用或制取易吸水 潮解 水解的物質(zhì) 要采取必要的措施防止其吸水 以保證達到實驗目的 4 冷凝回流 有些實驗中 為減少易揮發(fā)液體反應物的損耗和充分利用原料 需在反應裝置上加裝冷凝回流裝置 如長玻璃管及冷疑管等 3 對實驗方案的合理與否 嚴密與否作出評判時易忽視以下角度 1 實驗原理 儀器連接是否正確 2 裝置是否較為簡單 操作是否方便 3 藥品是否經(jīng)濟 現(xiàn)象是否明顯或產(chǎn)率是否較高 4 實驗過程是否安全 污染處理是否得當 5 是否 排除干擾 排除干擾 是指反應條件的控制 防止空氣的介入 副反應盡量避免 雜質(zhì)的清除以及防止物質(zhì)的揮發(fā)性 溶解性 顏色等對實驗的干擾 判斷正誤 正確的打 號 錯誤的打 號 1 實驗室可采用如圖所示裝置制取氨氣 做考題查漏補缺 1 2011 海南高考 硫酸亞鐵銨 nh4 2so4 feso4 6h2o 為淺綠色晶體 實驗室中常以廢鐵屑為原料來制備 其步驟如下 步驟1 將廢鐵屑放入碳酸鈉溶液中煮沸除油污 分離出液體 用水洗凈鐵屑 步驟2 向處理過的鐵屑中加入過量的3mol l 1h2so4溶液 在60 左右使其反應到不再產(chǎn)生氣體 趁熱過濾 得feso4溶液 步驟3 向所得feso4溶液中加入飽和 nh4 2so4溶液 經(jīng)過 一系列操作 后得到硫酸亞鐵銨晶體 請回答下列問題 1 在步驟1的操作中 下列儀器中不必用到的有 填儀器編號 鐵架臺 燃燒匙 錐形瓶 廣口瓶 研體 玻璃棒 酒精燈 2 在步驟2中所加的硫酸必須過量 其原因是 3 在步驟3中 一系列操作 依次為 和過濾 4 本實驗制備的硫酸亞鐵銨晶體常含有fe3 雜質(zhì) 檢驗fe3 常用的試劑是 可以觀察到得現(xiàn)象是 解析 1 在步驟1中 稱取一定質(zhì)量的鐵屑 放入小燒杯中 加入碳酸鈉溶液 用酒精燈加熱煮沸后 傾倒去碳酸鈉堿性溶液 用自來水沖洗后 再用蒸餾水將鐵屑沖洗潔凈 2 亞鐵鹽在水溶液中容易發(fā)生水解反應 fe2 2h2o fe oh 2 2h 過量的硫酸可以抑制fe2 的水解 防止生成fe oh 2或fe oh 3沉淀 3 利用feso4和 nh4 2so4的溶解度隨溫度變化大的原理 采用加熱濃縮 制成熱的飽和溶液 然后降溫析出晶體 過濾 洗滌干燥即得純凈的硫酸亞鐵銨晶體 4 fe3 遇kscn溶液會產(chǎn)生血紅色溶液 答案 1 2 抑制fe2 的水解 防止生成fe oh 2或fe oh 3沉淀 3 加熱濃縮 降溫結晶 4 kscn溶液產(chǎn)生血紅色溶液 3 寫出操作 的具體操作步驟 4 某同學用如圖所示的實驗裝置制取氧化劑并將其通入鹽湖苦鹵中 裝置b在實驗中的作用是 若把上述裝置中的a b作為氣體的發(fā)生 收集裝置 裝置c可任意改進 則根據(jù)下列提供的藥品 用這套裝置還可以制取的氣體是 填序號 若用上述裝置中的a b制取并收集no 應將裝置b如何改進 制nh3 濃氯水和堿石灰 制so2 cu片和濃硫酸 制no cu片和稀硝酸 制o2 mno2和雙氧水 3 操作 是由kcl溶液得到kcl晶體 實驗操作為蒸發(fā)結晶 4 裝置b的作用是防止倒吸 該裝置可以制取的氣體特點是固液或液液混合不需加熱 且可以用向下排空氣法收集 因此密度比空氣小 該氣體只能nh3 若用該裝置中的a b制取并收集no 由于no能與空氣中的o2反應 因此需要將b中裝滿水 利用排水法收集 答案 1 萃取 分液蒸餾燒瓶 冷凝管 牛角管 錐形瓶 2 k2co3取無色溶液d 加入bacl2溶液 若沒有白色沉淀生成 則so已除盡 其他合理答案也可 3 將溶液倒入蒸發(fā)皿中并置于三腳架上 加熱并用玻璃棒不斷攪拌 直到溶液表面出現(xiàn)晶體膜時 停止加熱 4 安全瓶 或防目倒吸 將b中裝滿水 2 4 鏈知識觸類旁通 1 制備實驗方案設計的基本思路 2 實驗設計時遵循的原則 1 科學性 實驗原理準確 實驗流程合理 2 安全性 保護人身 保護環(huán)境 保護儀器 3 可行性 條件允許 效果明顯 操作簡便可行 4 簡約性 方案簡單易行 盡可能采取簡單的實驗裝置 用較少的步驟和藥品完成實驗 2 防暴沸 配制硫酸的水溶液或硫酸的酒精溶液時 要將密度大的濃硫酸緩慢倒入水中或酒精中 加熱液體混合物時要加沸石 或碎瓷片 3 防中毒 制取有毒氣體 如cl2 co so2 h2s no2 no 時 應在通風櫥中進行 且進行尾氣處理 4 防倒吸 加熱法制取并用排水法收集氣體或吸收溶解度較大的氣體 如nh3 hcl 時 要注意熄燈順序或加裝安全瓶 做考題查漏補缺 1 操作 使用的試劑是 所用主要儀器的名稱是 2 加入溶液w的目的是 用cao調(diào)節(jié)溶液y的ph 可以除去mg2 由表中數(shù)據(jù)可知 理論上可選擇的ph最大范圍是 酸化溶液z時 使用的試劑為 3 實驗室用貝殼與稀鹽酸反應制備并收集co2氣體 下列裝置中合理的是 4 常溫下 h2so3的電離常數(shù)ka1 1 2 10 2 ka2 6 3 10 3 h2co3的電離常數(shù)ka1 4 5 10 7 ka2 4 7 10 11 某同學設計實驗驗證h2so3酸性強于h2co3 將so2和co2氣體分別通入水中至飽和 立即用酸度計測兩溶液的ph 若前者的ph小于后者 則h2so3酸性強于h2co3 該實驗設計不正確 錯誤在于 設計合理實驗驗證h2so3酸性強于h2co3 簡要說明實驗步驟 現(xiàn)象和結論 儀器自選 供選擇的試劑 co2 so2 na2co3 nahco3 na2so3 nahso3 蒸餾水 飽和石灰水 酸性kmno4溶液 品紅溶液 ph試紙 方案一 配制相同物質(zhì)的量濃度的nahso3和nahco3溶液 用酸度計 或ph試紙 測兩溶液的ph 前者的ph小于后者 證明h2so3酸性強于h2co3 方案二 將so2氣體依次通過nahco3 或na2so3 溶液 酸性kmno4溶液 品紅溶液 澄清石灰水 品紅溶液不褪色 且澄清石灰水變渾濁 證明h2so3酸性強于h2co3 方案三 將co2氣體依次通過nahso3 或na2so3 溶液 品紅溶液 品紅溶液不褪色 證明h2so3酸性強于h2co3 4 2011 廣東高考 某同學進行實驗探究時 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 化學式量 315 在室溫下配制溶液時發(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 該同學查得ba oh 2 8h2o在283k 293k和303k時的溶解度 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 假設試劑由大量ba oh 2 8h2o和少量baco3組成 設計實驗方案 進行成分檢驗 寫出實驗步驟 預期現(xiàn)象和結論 不考慮結晶水的檢驗 室溫時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 燒杯 試管 帶塞導氣管 滴管 3 將試劑初步提純后 準確測定其中ba oh 2 8h2o的含量 實驗如下 配制250ml約0 1mol l 1ba oh 2溶液 準確稱取w克試樣 置于燒杯中 加適量蒸餾水 將溶液轉入 中 洗滌 定容 搖勻 滴定 準確量取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 記錄數(shù)據(jù) 重復滴定2次 平均消耗鹽酸vml 計算 ba oh 2 8h2o的質(zhì)量分數(shù) 只列出算式 不做運算 4 室溫下 填 能 或 不能 配制1 0mol l 1ba oh 2溶液 解析 本題考查化學實驗 意在考查一定物質(zhì)的量濃度溶液的配制 酸堿中和滴定及考生的實驗設計能力 1 空氣中存在的co2能與ba oh 2反應生成baco3 3 配制250ml溶液應使用250ml容量瓶 固體溶解后應恢復至室溫方可轉移至容量瓶中 取樣品溶液25ml 其中c oh 大約是0 2mol l 1 據(jù)中和滴定關系 可確定鹽酸濃度為0 1980mol l 1較為合適 結合ba oh 2 2hcl bacl2 2h2o即可計算 4 由上述可知 ba oh 2固體易與空氣中水和co2變質(zhì) 同時依據(jù)ba oh 2 8h2o的溶解度知 常溫下不能配制出1 0mol l 1的ba oh 2溶液 答案 1 空氣中的co2能與ba oh 2反應 2 2 操作最安全 對于不同實驗途徑 實驗藥品 優(yōu)先選擇實驗過程與操作最安全的途徑 3 藥品價格低廉 在選擇實驗方案時 應盡量選擇消耗藥品最少 轉化率最高 實驗成本最低的實