2020屆高考化學高分復習專題課件-實驗設(shè)計與評價制備型實驗考點突破(共90張PPT)

1、2020屆高考化學高分復習專題課件實驗方案設(shè)計與評價考點突破(制備型實驗) 【體系構(gòu)建】【核心自測】1.正誤判斷,正確的畫“”,錯誤的畫“”。(1)用硫酸酸化的雙氧水與Fe(NO3)2溶液反應,證明H2O2的氧化性比Fe3+強。()提示:。在酸性條件下, 和H2O2均可氧化Fe2+,不能說明H2O2的氧化性比Fe3+強。(2)將混有HCl的Cl2通入飽和NaHCO3溶液中除去HCl。()提示:。在NaHCO3溶液中Cl2和HCl均被吸收放出CO2氣體。(3)利用如圖裝置可定量測定化學反應速率。()提示:。裝置中使用長頸漏斗,反應產(chǎn)生的O2會從長頸漏斗逸出,無法在注射器中收集到氣體。(4)可用如

2、圖所示裝置及藥品比較KMnO4、Cl2和S氧化性的相對強弱。()提示:。KMnO4與濃鹽酸反應放出Cl2,說明氧化性KMnO4Cl2;Cl2通入Na2S溶液可置換出硫單質(zhì),說明氧化性Cl2S。(5)用以下三種途徑來制取相同質(zhì)量的硝酸銅:銅與濃硝酸反應;銅與稀硝酸反應;銅與氧氣反應生成CuO,CuO再與稀硝酸反應。最佳方案應是。()提示:。方案中原料的利用率最高,且反應中無有毒氣體產(chǎn)生。(6)若用以下裝置制備干燥純凈的CO,裝置中a和b的作用分別是防倒吸和保持壓強恒定(已知CO的制備原理:HCOOH CO+H2O)。()濃硫酸提示:。裝置中a的作用是保持壓強恒定,保證液體順利流下,b是安全瓶,作

3、用是防止倒吸。(7)向2 mL 0.2 molL-1的NaOH溶液中滴加5滴0.1 molL-1的MgCl2溶液,產(chǎn)生白色沉淀;向混合物中再滴加5滴0.1 molL-1的CuSO4溶液,振蕩,沉淀由白色變?yōu)樗{色,說明KspMg(OH)2KspCu(OH)2。()提示:。在NaOH溶液中滴加MgCl2溶液后,溶液中還含有過量OH,會與Cu2+生成Cu(OH)2沉淀,不能說明Mg(OH)2沉淀轉(zhuǎn)化為Cu(OH)2。(8)相同溫度下,向10 mL 0.1 molL-1的KMnO4溶液中,分別加入10 mL 0.1 molL-1和10 mL 0.2 molL-1的H2C2O4溶液,振蕩,根據(jù)后者先褪色

4、,可說明濃度對化學反應速率的影響。()提示:。實驗中H2C2O4溶液均不足,不能使酸性KMnO4溶液褪色。2.驗證草酸是二元酸的實驗設(shè)計:取20.00 mL 0.10 molL-1草酸溶液置于錐形瓶中,滴加少許酚酞試液,用0.10 molL-1 NaOH溶液滴定至終點,消耗NaOH溶液體積為_mL,說明草酸是二元酸。40.003.利用下圖裝置,_(填“能”或“不能”)證明酸性HClH2CO3H2SiO3,_(填“能”或“不能”)證明非金屬性ClCSi。不能不能4.碳與濃硫酸反應的化學方程式為_。要驗證碳與濃硫酸反應的產(chǎn)物,可依次通過試劑_、_、_、_、_。證明產(chǎn)物中含有CO2的實驗現(xiàn)象是_。C

5、+2H2SO4(濃)CO2+2SO2+2H2O無水硫酸銅品紅溶液酸性KMnO4溶液品紅溶液澄清石灰水中品紅溶液不褪色,中石灰水變渾濁5.實驗室制取AlCl3固體的實驗設(shè)計:(注:AlCl3易升華,易水解)MnO2與濃鹽酸反應(制取氯氣)_濃硫酸硬質(zhì)玻璃管(鋁粉,加熱)收集瓶(浸于冷凝裝置中)干燥管(盛裝_)飽和食鹽水堿石灰6.實驗室進行草酸晶體(H2C2O42H2O)分解產(chǎn)物(H2O、CO2、CO)的檢驗的實驗流程:已知信息:(1)草酸晶體的熔點為101 ,在170 以上分解;(2)草酸鈣是難溶于水的白色沉淀。硬質(zhì)玻璃管(給草酸晶體加熱)試劑為_(檢驗H2O)冰水冷凝裝置(目的是_)澄清石灰水

6、(檢驗CO2)_溶液(除去CO2)濃硫酸(除去水蒸氣)灼熱氧化銅(目的是_)澄清石灰水(檢驗新生成的CO2)NaOH溶液(除去CO2)燃著的酒精燈(消除CO的污染)。無水硫酸銅除去草酸蒸氣NaOH檢驗CO考點一制備型實驗【核心透析】制備實驗方案設(shè)計的注意事項(1)實驗中反應物或產(chǎn)物若易吸水、潮解、水解等,要采取措施防止吸水,如利用氯氣與Al、Fe反應制備AlCl3和FeCl3,由于AlCl3和FeCl3都易水解,因此Cl2必須干燥,最后還應連接干燥裝置防止空氣中的水蒸氣進入。(2)易揮發(fā)的液體產(chǎn)物要及時冷卻,如蒸氣通過冷凝管冷凝,收集裝置進行冷水浴、冰水浴、冰鹽浴等。(3)易揮發(fā)的液體反應物,

7、需在反應裝置中加裝冷凝回流裝置(如長導管、豎直的干燥管、冷凝管等)。(4)注意防止倒吸的問題。(5)認識常見實驗儀器,如坩堝、研缽、100 mL容量瓶、三頸燒瓶、蒸餾燒瓶、分液漏斗等;準確描述實驗藥品,如無水硫酸銅(CuSO4)、新制Cu(OH)2懸濁液。(6)實驗裝置改進,如為防止分液漏斗中的液體不能順利流出,用橡皮管連接成連通裝置;為防止氣體從長頸漏斗中逸出,可在發(fā)生裝置中的漏斗末端套一支小試管等?！绢}組過關(guān)】角度1 無機制備實驗1.三氯化鉻是化學合成中的常見物質(zhì),三氯化鉻易升華,在高溫下能被氧氣氧化,堿性條件下能被H2O2氧化為Cr()。制三氯化鉻的流程如下:(1)重鉻酸銨分解產(chǎn)生的三氧

8、化二鉻(Cr2O3難溶于水)需用蒸餾水洗滌的原因_,如何判斷其已洗滌干凈_。(2)已知CCl4沸點為57.6 ,為保證穩(wěn)定的CCl4氣流,適宜的加熱方式是_。(3)用如圖裝置制備CrCl3時,主要步驟包括:將產(chǎn)物收集到蒸發(fā)皿中;加熱反應管至400 ,開始向三頸燒瓶中通入氮氣,使CCl4蒸氣經(jīng)氮氣載入反應管進行反應,繼續(xù)升溫到650 ;三頸燒瓶中裝入150 mL CCl4,并加熱CCl4,溫度控制在5060 ;反應管出口端出現(xiàn)了CrCl3升華物時,切斷加熱管式爐的電源;停止加熱CCl4,繼續(xù)通入氮氣;檢查裝置氣密性。正確的順序為_。(4)已知反應管中發(fā)生的主要反應有:Cr2O3+3CCl4 2C

9、rCl3 + 3COCl2,因光氣有劇毒,實驗需在通風櫥中進行,并用乙醇處理COCl2,生成一種含氧酸酯(C5H10O3),用乙醇處理尾氣的化學方程式為_。(5)樣品中三氯化鉻質(zhì)量分數(shù)的測定稱取樣品0.330 0 g,加水溶解并定容于250 mL容量瓶中。移取25.00 mL于碘量瓶(一種帶塞的錐形瓶)中,加熱至沸后加入1 g Na2O2,充分加熱煮沸,適當稀釋,然后加入過量的2 molL -1H2SO4至溶液呈強酸性,此時鉻以 存在,再加入1.1 g KI,密塞,搖勻,于暗處靜置5分鐘后,加入1 mL指示劑,用0.025 0 molL -1硫代硫酸鈉溶液滴定至終點,平行測定三次,平均消耗標準

10、硫代硫酸鈉溶液24.00 mL。已知: +6I-+14H+ 2Cr3+3I2+7H2O,2Na2S2O3+I2Na2S4O6+2NaI。該實驗可選用的指示劑名稱為_。移入碘量瓶的CrCl3溶液需加熱煮沸,加入Na2O2后也要加熱煮沸,其主要原因是_。樣品中無水三氯化鉻的質(zhì)量分數(shù)為_?！窘馕觥?1)重鉻酸銨分解不完全,還可能含有其他可溶性雜質(zhì),用蒸餾水洗滌除去其中可溶性雜質(zhì)。取最后一次洗滌液適量于試管中,向其中加入適量濃度的氫氧化鈉溶液,加熱,取一片潤濕紅色石蕊試紙,粘在玻璃棒上,接近試管口,觀察試紙是否變藍,若不變藍,則洗滌干凈。(2)因為CCl4沸點為57.6 ,溫度比較低,因此保證穩(wěn)定的C

11、Cl4氣流,可以通過水浴加熱來控制其流量,并用溫度計指示溫度。(3)由題干(4)可知反應制備原理為Cr2O3+3CCl4 2CrCl3+3COCl2,四氯化碳在管式爐中反應管與Cr2O3反應,反應管出口端出現(xiàn)了CrCl3升華物時,切斷加熱管式爐的電源,停止加熱CCl4,繼續(xù)通入氮氣,將產(chǎn)物收集到蒸發(fā)皿,故操作順序為。(4)由分子式可知,COCl2中的2個氯原子被2個OC2H5代替,故乙醇與COCl2發(fā)生取代反應,OC2H5取代氯原子生成C2H5OCOOC2H5與HCl,反應方程式為COCl2+2C2H5OH C2H5OCOOC2H5+2HCl。(5)利用Na2S2O3滴定生成的I2,I2使淀粉

12、顯藍色,可以用淀粉作指示劑,I2反應完畢藍色褪去。溶液中有溶解的氧氣,氧氣可以氧化I-,若不除去其中溶解的氧氣會使生成的I2的量增大,產(chǎn)生偏高的誤差,故加熱煮沸,其主要原因是除去其中溶解的氧氣,防止氧氣將I-氧化,產(chǎn)生偏高的誤差。25.00 mL溶液中,由鉻元素守恒及方程式可得關(guān)系式2Cr3+ 3I26Na2S2O3,根據(jù)關(guān)系式計算,2Cr3+ 3I26Na2S2O326n(Cr3+)0.025 0 molL-10.024 L故n(Cr3+)=0.025 0 molL-10.024 L ,所以250 mL溶液中n(Cr3+)=0.025 0 molL-10.024 L =0.002 mol,根

13、據(jù)鉻元素守恒可知n(CrCl3)=n(Cr3+)=0.002 mol,所以樣品中m(CrCl3)=0.002 mol158.5 gmol-1=0.317 g,故樣品中無水三氯化鉻的質(zhì)量分數(shù)為 100%=96.1%。答案:(1)除去其中可溶性雜質(zhì)(或除去固體表面的重鉻酸銨溶液)取最后一次洗滌液適量于試管中,向其中加入適量濃度的氫氧化鈉溶液,加熱,取一片潤濕紅色石蕊試紙,粘在玻璃棒上,接近試管口,觀察試紙是否變藍,若不變藍,則洗滌干凈(2)水浴加熱(并用溫度計指示溫度)(3)(4)COCl2+2C2H5OH C2H5OCOOC2H5+2HCl(5)淀粉溶液除去其中溶解的氧氣,防止O2將I-氧化,產(chǎn)

14、生偏高的誤差96.1%2.(新題預測)亞硝酸鈉是一種重要的工業(yè)用鹽,某同學針對亞硝酸鈉設(shè)計了如下實驗:(已知:Na2O2+2NO 2NaNO2;Na2O2+2NO22NaNO3)(1)該同學用以上儀器制備NaNO2,則裝置的連接順序為A_E。(填序號,可重復)(2)儀器a的名稱為_。(3)NO在E中可被氧化成 ,寫出反應的離子方程式_。(4)比色法測定樣品中的NaNO2含量:在5個有編號的帶刻度試管中分別加入不同量的NaNO2溶液,各加入1 mL的M溶液(M遇NaNO2呈紫紅色,NaNO2的濃度越大顏色越深),再加蒸餾水至總體積均為10 mL并振蕩,制成標準色階:試管編號abcdeNaNO2含

15、量/(mgL-1)020406080稱量0.10 g制得的樣品,溶于水配成500 mL溶液,取5 mL待測液,加入1 mL M溶液,再加蒸餾水至10 mL并振蕩,與標準比色階比較。比色的結(jié)果是待測液的顏色與d組標準色階相同,則樣品中NaNO2的質(zhì)量分數(shù)為_。(5)滴定法測定樣品中的NaNO2含量:稱量0.500 0 g制得的樣品,溶于水配成500 mL溶液,取25.00 mL待測液于錐形瓶中,加入s mL KI酸性溶液(足量),發(fā)生反應 +2I-+4H+2NO+I2+2H2O。滴入23滴_作指示劑,用0.010 0 molL-1 Na2S2O3溶液進行滴定,當看到_現(xiàn)象時,即為滴定終點(已知:

16、2Na2S2O3+I2Na2S4O6+2NaI)。重復實驗后,平均消耗Na2S2O3溶液的體積為20.50 mL,則樣品中NaNO2的質(zhì)量分數(shù)為_(保留3位有效數(shù)字)。下列操作會導致測定結(jié)果偏高的是_(填字母)。A.滴定過程中向錐形瓶中加少量水B.滴定前滴定管尖嘴部分有氣泡,滴定后氣泡消失C.觀察讀數(shù)時,滴定前仰視,滴定后俯視D.滴定時搖瓶幅度過大標準溶液滴到瓶外【解析】(1)由題中信息可知,A用于制備二氧化氮,二氧化氮經(jīng)D轉(zhuǎn)化為NO,NO經(jīng)B干燥后通入C與過氧化鈉反應制備亞硝酸鈉,為防止過氧化鈉吸收水蒸氣,需要用B保護C,剩余的NO用E裝置吸收,因此裝置的連接順序為ADBCBE。(2)儀器a

17、的名稱為硬質(zhì)玻璃管。(3)NO在E中可被氧化成 ,該反應的離子方程式為5NO+ +4H+= +3Mn2+2H2O。(4)待測液的顏色與d組標準色階相同,由表中數(shù)據(jù)可知,NaNO2的質(zhì)量濃度為60 mgL-1,10 mL該溶液中所含NaNO2的質(zhì)量為1010-3 L60 mgL-1=0.6 mg,所以,樣品中NaNO2的質(zhì)量分數(shù)為 100%=60%。(5)用Na2S2O3溶液滴定I2,應選用淀粉溶液作指示劑,滴定終點的判斷方法為當看到加入最后一滴液體時,錐形瓶內(nèi)溶液恰好從藍色變?yōu)闊o色,且維持半分鐘不變色現(xiàn)象時,即為滴定終點。由題中2個反應可得到關(guān)系式 I22Na2S2O3,n(NaNO2)=n(

18、Na2S2O3)=0.010 0 molL-120.5010-3 L=2.05010-4 mol,則樣品中NaNO2的質(zhì)量分數(shù)為 100%=56.6%。滴定過程中向錐形瓶中加少量水,對測定結(jié)果無影響;滴定前滴定管尖嘴部分有氣泡,滴定后氣泡消失,則滴定管末讀數(shù)偏大,測定結(jié)果偏高;觀察讀數(shù)時,滴定前仰視,滴定后俯視,則讀取反應消耗的標準液體積偏小,導致測定結(jié)果偏小;滴定時搖瓶幅度過大標準溶液滴到瓶外,則導致消耗的標準液體積偏大,測定結(jié)果偏高。綜上所述,會導致測定結(jié)果偏高的是B、D。答案:(1)DBCB(2)硬質(zhì)玻璃管(3)5NO+ +4H+= +3Mn2+2H2O(4)60%(5)淀粉溶液加入最后

19、一滴液體時,錐形瓶內(nèi)溶液恰好從藍色變?yōu)闊o色,且維持半分鐘不變色56.6%B、D【拓展思考】(1)寫出D裝置中發(fā)生反應的離子方程式。提示:3NO2+H2O=2H+ +NO,3Cu+8H+ = 3Cu2+2NO+4H2O。(2)該實驗中制得的NaNO2常含有少量NaNO3,如何改進實驗可減少NaNO3的生成?提示:由于實驗裝置中含有空氣,其中的氧氣可氧化NO生成NO2,NO2與Na2O2生成NaNO3。實驗前應先通入N2,排除裝置中的空氣,然后再進行裝置A中的反應。角度2 有機制備實驗3.一氯甲烷是一種重要的化工原料,常溫下它是無色有毒氣體,微溶于水,易溶于乙醇、CCl4等。(1)某小組同學在實驗

20、室用如圖所示裝置模擬催化法制備和收集一氯甲烷。無水ZnCl2為催化劑,圓底燒瓶中發(fā)生反應的化學方程式為_,如果實驗時圓底燒瓶加熱時間過長,最終在瓶底得到一種白色物質(zhì),該物質(zhì)的化學式是_。裝置B的主要作用是_。收集到的CH3Cl氣體在氧氣中充分燃燒,產(chǎn)物用過量的V1 mL c1 molL-1 NaOH溶液充分吸收,以甲基橙作指示劑,用c2 molL-1鹽酸標準液對吸收液進行返滴定,最終消耗V2 mL鹽酸。則所收集CH3Cl的物質(zhì)的量為_mol。(已知:2CH3Cl+3O2 2CO2+2H2O+2HCl)點燃 (2)查閱資料可知:AgNO3的乙醇溶液可以檢驗CH3X中的鹵素原子。相關(guān)數(shù)據(jù)如下表:化

21、學鍵CClCBr鍵能(kJmol-1)330276化合物AgClAgBrKsp1.810-10510-13CH3X通入AgNO3的乙醇溶液中,除有沉淀生成外,還生成硝酸甲酯,請寫出硝酸甲酯的結(jié)構(gòu)簡式_。CH3Cl和CH3Br的混合氣體通入AgNO3的乙醇溶液中,先出現(xiàn)淡黃色沉淀。請依據(jù)表中數(shù)據(jù)解釋原因_。設(shè)計實驗證明Ksp(AgCl)Ksp(AgBr):_(簡要說明實驗操作、現(xiàn)象和結(jié)論)。【解析】(1)裝置A為制備CH3Cl,ZnCl2作催化劑,即圓底燒瓶中發(fā)生反應的化學方程式為CH3OH+HCl CH3Cl+H2O。根據(jù)所加物質(zhì),在溶液中ZnCl2水解:ZnCl2+2H2O Zn(OH)2+

22、2HCl,隨著反應的進行和鹽酸揮發(fā),平衡右移,生成Zn(OH)2沉淀,加熱時Zn(OH)2可分解生成ZnO,因此白色物質(zhì)是Zn(OH)2或ZnO。ZnCl2鹽酸容易揮發(fā),因此裝置B的作用是除去揮發(fā)出的HCl氣體。CH3Cl燃燒產(chǎn)生CO2和HCl,CO2與NaOH反應:2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O,HCl+NaOH=NaCl+H2O,然后以甲基橙為指示劑,用鹽酸滴定吸收液,發(fā)生NaOH+HCl=NaCl+H2O、Na2CO3+2HCl=2NaCl+CO2+H2O,兩次消耗的差值,應為一氯甲烷燃燒生成HCl的量,即為(V1c1-V2c2)10-3 mol,根據(jù)氯元素守恒,即CH3Cl的

23、物質(zhì)的量為(V1c1-V2c2)10-3 mol。(2)硝酸甲酯可看作HONO2和CH3OH反應形成的酯,因此結(jié)構(gòu)簡式為CH3ONO2。根據(jù)表格數(shù)據(jù),淡黃色沉淀是AgBr,原因是CBr鍵的鍵能小,更容易斷裂,同時溴化銀的溶度積更小,溴化銀更容易形成沉淀。向等濃度的氯化鈉和溴化鈉的混合溶液中滴加硝酸銀溶液,先生成淡黃色沉淀,則證明Ksp(AgCl)Ksp(AgBr);或者向足量氯化鈉溶液滴加少量的硝酸銀溶液,出現(xiàn)白色沉淀,然后向溶液中滴加溴化鈉溶液,出現(xiàn)淡黃色沉淀,說明Ksp(AgCl)Ksp(AgBr)。答案:(1)CH3OH+HCl CH3Cl+H2OZn(OH)2(或ZnO)除去氯化氫氣體

24、(c1V1-c2V2)10-3(2)CH3ONO2CBr鍵的鍵能小,更容易斷裂,同時溴化銀的溶度積更小,溴化銀更容易形成沉淀ZnCl2向等濃度的氯化鈉和溴化鈉的混合溶液中滴加硝酸銀溶液,先生成淡黃色沉淀,則證明Ksp(AgCl)Ksp(AgBr)(其他合理答案也可)【加固訓練】1.過氧化鈣(CaO2)是一種白色晶體,無臭無味,能潮解,難溶于水,可與水緩慢反應;不溶于醇類、乙醚等,易與酸反應,常用作殺菌劑、防腐劑等。通常利用CaCl2在堿性條件下與H2O2反應制得。某化學興趣小組在實驗室制備CaO2的實驗方案和裝置示意圖(圖一)如下:已知:CaO2的制備原理:CaCl2+H2O2+2NH3H2O

25、+6H2O=CaO28H2O+2NH4Cl請回答下列問題:(1)儀器C的名稱為_,支管B的作用是_。(2)加入氨水的作用是_(從化學平衡移動的原理分析)。(3)過濾后洗滌沉淀的試劑最好用_。A.水B.濃鹽酸C.無水乙醇D.CaCl2溶液(4)沉淀反應時常用冰水浴控制溫度在0 左右,其可能原因是_、_(寫出兩種)。(5)已知CaO2在350 時能迅速分解,生成CaO和O2。該小組采用如圖二所示的裝置測定剛才制備的產(chǎn)品中CaO2的純度(設(shè)雜質(zhì)不分解產(chǎn)生氣體)。檢查該裝置氣密性的方法是_;準確稱取0.500 0 g樣品,置于試管中加熱使其完全分解,收集到44.80 mL(已換算為標準狀況)氣體,則產(chǎn)

26、品中過氧化鈣的質(zhì)量分數(shù)為_(保留4位有效數(shù)字)?！窘馕觥?1)C為恒壓滴液漏斗或恒壓分液漏斗。支管B的作用是平衡氣壓,便于恒壓滴液漏斗中的液體能夠順利滴下。(2)加入氨水能與鹽酸發(fā)生中和反應,使可逆反應CaCl2+H2O2 CaO2+2HCl向著生成CaO2的方向移動,提高CaO2的產(chǎn)率。(3)洗滌沉淀的試劑不能與CaO2反應,過氧化鈣能潮解,難溶于水,可與水緩慢反應;易與酸反應,故A、B、D錯誤。CaO2不溶于醇類,故選C。(4)反應時溫度不能過高,溫度高氨氣就會揮發(fā),過氧化氫就會分解。(5)檢查該裝置氣密性的方法是連接好裝置,向水準管中注水至液面與量氣管中形成高度差,靜置一段時間,若高度差

27、不變,則裝置不漏氣,反之裝置漏氣。收集到標準狀況下的氣體44.80 mL,則n(O2)= =0.002 mol。根據(jù)反應:2CaO2 2CaO+O2,n(CaO2)=2n(O2)=0.004 mol,則產(chǎn)品中過氧化鈣的質(zhì)量分數(shù)為 100%=57.60%。答案:(1)恒壓滴液漏斗(或恒壓分液漏斗)平衡氣壓,便于恒壓滴液漏斗中的液體能夠順利滴下(2)CaCl2+H2O2 CaO2+2HCl,加入氨水與鹽酸發(fā)生中和反應,使該可逆反應向著生成CaO2的方向移動,提高CaO2的產(chǎn)率(3)C(4)防止氨水揮發(fā)防止過氧化氫分解(5)連接好裝置,向水準管中注水至液面與量氣管中形成液面差,靜置一段時間,若液面差保持不變,則裝置不漏氣,反之裝置漏氣57.60%2.工業(yè)上用苯和1,2-二氯乙烷制聯(lián)芐的反應原理如下:實驗室制取聯(lián)芐的裝置如圖所示(加熱和夾持儀器略去)實驗步驟:在三頸燒瓶中加入120.0 mL苯和適量無水AlCl3,由滴液漏斗滴加10.0 mL 1,2-二氯乙烷,控制反應溫度在6065