【三維設(shè)計(jì)】高考化學(xué)二輪復(fù)習(xí) 專題五 第二講 化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)與評(píng)價(jià)課件（廣東、江蘇專）

專題三元素及其化合物抓基礎(chǔ)提能力研考點(diǎn)第二講化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)與評(píng)價(jià)1.掌握常見(jiàn)氣體的實(shí)驗(yàn)室制法(包括所用試劑、儀

器、反應(yīng)原理和收集方法)。2．能根據(jù)實(shí)驗(yàn)試題要求，做到：(1)設(shè)計(jì)、評(píng)價(jià)或改進(jìn)實(shí)驗(yàn)方案；(2)了解控制實(shí)驗(yàn)條件的方法；化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)與評(píng)價(jià)(3)分析或處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，得出合理結(jié)論；(4)繪制和識(shí)別典型的實(shí)驗(yàn)儀器裝置圖。3．了解科學(xué)探究的基本過(guò)程，并運(yùn)用以實(shí)驗(yàn)和推

理為基礎(chǔ)的科學(xué)探究方法解決有關(guān)問(wèn)題。一、常見(jiàn)氣體的實(shí)驗(yàn)室制法1．制取裝置將H2、O2、Cl2、NH3、CO2、NO2填入下表：類型固體＋固體加熱固體＋液體加熱固(或液)體＋液體不加熱裝置類型固體＋固體加熱固體＋液體加熱固(或液)體＋液體不加熱適用的氣體O2、NH3

Cl2H2、CO2、NO2、

O2、

NH32．氣體的凈化(1)氣體的除雜：除雜(括號(hào)內(nèi)為雜質(zhì))除雜試劑除雜裝置CO2(HCl)洗氣瓶Cl2(HCl)CH4(C2H4)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、NO2O2

、NH33．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、NH3H2、O2、NOCO2CI2二、化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)與評(píng)價(jià)1．物物質(zhì)質(zhì)檢檢驗(yàn)驗(yàn)方方案案的的描描述述。。解解答答該該類類題題目目時(shí)時(shí)，，應(yīng)應(yīng)按按取取樣樣、、操操作、、現(xiàn)現(xiàn)象象、、結(jié)結(jié)論論的的順順序序進(jìn)進(jìn)行行，，但但描描述述時(shí)時(shí)往往往往出出現(xiàn)現(xiàn)以以下下錯(cuò)錯(cuò)誤：：(1)原瓶瓶操操作作，，不不取取樣樣；；(2)試劑劑選選擇擇、、實(shí)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)操操作作不不正正確確；；(3)只答答現(xiàn)現(xiàn)象象不不答答結(jié)結(jié)論論。。(4)描述述不不準(zhǔn)準(zhǔn)確確，，辭辭不不達(dá)達(dá)意意。。2．實(shí)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)操操作作設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)中中應(yīng)應(yīng)注注意意的的問(wèn)問(wèn)題題：：(1)儀器器接接口口的的連連接接：：總總體體上上遵遵循循裝裝置置的的排排列列順順序序，，但但對(duì)對(duì)于于吸吸收裝置應(yīng)“長(zhǎng)”進(jìn)“短”出(或“深”入“淺”出)；量氣裝置應(yīng)應(yīng)“短”進(jìn)“長(zhǎng)”出；洗氣裝置置應(yīng)“長(zhǎng)”進(jìn)“短”出；干燥管應(yīng)應(yīng)“大”進(jìn)“小”出。(2)實(shí)驗(yàn)操作的順順序：裝置選選擇與連接→氣密性檢驗(yàn)→裝固體藥品→加液體藥品→開(kāi)始實(shí)驗(yàn)(按程序)→拆卸儀器→其他處理等。。(3)如果實(shí)驗(yàn)室取取用或制取易易吸水、潮解解、水解的物物質(zhì)，要采取必要的措施施防止其吸水水，以保證達(dá)達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡摹?4)冷凝回流：有有些實(shí)驗(yàn)中，，為減少易揮揮發(fā)液體反應(yīng)應(yīng)物的損耗和充分利用原原料，需在反反應(yīng)裝置上加加裝冷凝回流流裝置(如長(zhǎng)玻璃管及及冷疑管等)。3．對(duì)實(shí)驗(yàn)方案案的合理與否否、嚴(yán)密與否否作出評(píng)判時(shí)時(shí)易忽視以下下角度：(1)實(shí)驗(yàn)原理、儀儀器連接是否否正確；(2)裝置是否較為為簡(jiǎn)單，操作作是否方便；；(3)藥品是否經(jīng)濟(jì)濟(jì)，現(xiàn)象是否否明顯或產(chǎn)率率是否較高；；(4)實(shí)驗(yàn)過(guò)程是否否安全，污染染處理是否得得當(dāng)。(5)是否“排除干擾”，“排除干擾”是指反應(yīng)條件件的控制，防防止空氣的介入、、副反應(yīng)盡量量避免、雜質(zhì)質(zhì)的清除以及及防止物質(zhì)的的揮發(fā)性、溶溶解性、顏色色等對(duì)實(shí)驗(yàn)的的干擾。判斷正誤：(正確的打“√”號(hào)，錯(cuò)誤的打打“×”號(hào))(1)實(shí)驗(yàn)室可采用用如圖所示裝裝置制取氨氣氣。(×)[做考題查漏漏補(bǔ)缺]1．(2011··海南高考)硫酸亞鐵銨[(NH4)2SO4·FeSO4·6H2O]為淺綠色晶體，實(shí)實(shí)驗(yàn)室中常以以廢鐵屑為原原料來(lái)制備，，其步驟如下下：步驟1：將廢鐵屑放放入碳酸鈉溶溶液中煮沸除除油污，分離離出液體，用用水洗凈鐵屑屑。步驟2：向處理過(guò)的的鐵屑中加入入過(guò)量的3mol··L－1H2SO4溶液，在60℃左右使其反反應(yīng)到不再產(chǎn)產(chǎn)生氣體，趁趁熱過(guò)濾，得得FeSO4溶液。步驟3：向所得FeSO4溶液中加入飽飽和(NH4)2SO4溶液，經(jīng)過(guò)“一系列操作”后得到硫酸亞亞鐵銨晶體。。請(qǐng)回答下列問(wèn)問(wèn)題：(1)在步驟1的操作中，下下列儀器中不不必用到的有有________(填儀器編號(hào))①鐵架臺(tái)②②燃燒匙③③錐形瓶④④廣口瓶⑤⑤研體⑥⑥玻璃棒⑦⑦酒精燈(2)在步驟2中所加的硫酸酸必須過(guò)量，，其原因是______________________________________________________________________________________________；(3)在步驟3中，“一系列操作”依次為_(kāi)_______、________和過(guò)濾；(4)本實(shí)驗(yàn)制備的的硫酸亞鐵銨銨晶體常含有有Fe3＋雜質(zhì)。檢驗(yàn)Fe3＋常用的試劑是是________________，可以觀察到到得現(xiàn)象是___________________________________________________________________________________。解析：(1)在步驟1中，稱取一定定質(zhì)量的鐵屑屑，放入小燒燒杯中，加入入碳酸鈉溶液液。用酒精燈燈加熱煮沸后后，傾倒去碳碳酸鈉堿性溶溶液，用自來(lái)來(lái)水沖洗后，，再用蒸餾水水將鐵屑沖洗洗潔凈。(2)亞鐵鹽在水溶溶液中容易發(fā)發(fā)生水解反應(yīng)應(yīng)：Fe2＋＋2H2OFe(OH)2＋2H＋，過(guò)量的硫酸酸可以抑制Fe2＋的水解，防止止生成Fe(OH)2或Fe(OH)3沉淀；(3)利用FeSO4和(NH4)2SO4的溶解度隨溫溫度變化大的的原理，采用用加熱濃縮，，制成熱的飽飽和溶液，然然后降溫析出出晶體，過(guò)濾濾、洗滌干燥燥即得純凈的的硫酸亞鐵銨銨晶體。(4)Fe3＋遇KSCN溶液會(huì)產(chǎn)生血血紅色溶液答案：(1)②③④⑤(2)抑制Fe2＋的水解，防止止生成Fe(OH)2或Fe(OH)3沉淀(3)加熱濃縮，降降溫結(jié)晶(4)KSCN溶液產(chǎn)生血血紅色溶液(3)寫(xiě)出操作Ⅲ的具體操作步步驟____________________________________________________________________。(4)某同學(xué)用如圖圖所示的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)裝置制取氧氧化劑并將其其通入鹽湖苦苦鹵中，裝置置b在實(shí)驗(yàn)中的作作用是________________________________________________；若把上述裝置置中的a、b作為氣體的發(fā)發(fā)生、收集裝裝置，裝置c可任意改進(jìn)，，則根據(jù)下列列提供的藥品品，用這套裝裝置還可以制制取的氣體是是________(填序號(hào))；若用上述裝裝置中的a、b制取并收集NO，應(yīng)將裝置b如何改進(jìn)？_____________________________________________。①制NH3：濃氯水和堿堿石灰②制SO2：Cu片和濃硫酸③制NO：Cu片和稀硝酸④制O2：MnO2和雙氧水(3)操作Ⅲ是由KCl溶液得得到KCl晶體，，實(shí)驗(yàn)驗(yàn)操作作為蒸蒸發(fā)結(jié)結(jié)晶。。(4)裝置b的作用用是防防止倒倒吸。。該裝裝置可可以制制取的的氣體體特點(diǎn)點(diǎn)是固固液或或液液液混合合不需需加熱熱，且且可以以用向向下排排空氣氣法收收集，，因此此密度度比空空氣小小，該該氣體體只能能NH3。若用用該裝裝置中中的a、b制取并并收集集NO，由于于NO能與空空氣中中的O2反應(yīng)，，因此此需要要將b中裝滿滿水，，利用用排水水法收收集。。答案：：(1)萃取、、分液液蒸餾燒燒瓶、、冷凝凝管、、牛角角管、、錐形形瓶(2)K2CO3取無(wú)色色溶液液D，加入入BaCl2溶液，，若沒(méi)沒(méi)有白白色沉沉淀生生成，，則SO已除盡盡(其他合合理答答案也也可)(3)將溶液液倒入入蒸發(fā)發(fā)皿中中并置置于三三腳架架上，，加熱熱并用用玻璃璃棒不不斷攪攪拌，，直到到溶液液表面面出現(xiàn)現(xiàn)晶體體膜時(shí)時(shí)，停停止加加熱(4)安全瓶(或防目倒吸吸)①將b中裝滿水2-4[鏈知識(shí)觸觸類旁通]1．制備實(shí)驗(yàn)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)計(jì)的基本思思路2．實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)計(jì)時(shí)遵循的的原則(1)科學(xué)性：實(shí)實(shí)驗(yàn)原理準(zhǔn)準(zhǔn)確，實(shí)驗(yàn)驗(yàn)流程合理理。(2)安全性：保保護(hù)人身，，保護(hù)環(huán)境境，保護(hù)儀儀器。(3)可行性：條條件允許，，效果明顯顯，操作簡(jiǎn)簡(jiǎn)便可行。。(4)簡(jiǎn)約性：方方案簡(jiǎn)單易易行，盡可可能采取簡(jiǎn)簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)裝置，用較少的步步驟和藥品品完成實(shí)驗(yàn)驗(yàn)。(2)防暴沸：配配制硫酸的的水溶液或或硫酸的酒酒精溶液時(shí)時(shí)，要將密密度大的濃硫硫酸緩慢倒倒入水中或或酒精中；；加熱液體體混合物時(shí)時(shí)要加沸石石(或碎瓷片)。(3)防中毒：制制取有毒氣氣體(如Cl2、CO、SO2、H2S、NO2、NO)時(shí)，應(yīng)在通通風(fēng)櫥中進(jìn)進(jìn)行，且進(jìn)進(jìn)行尾氣處處理。(4)防倒吸：加加熱法制取取并用排水水法收集氣氣體或吸收收溶解度較較大的氣體(如NH3、HCl)時(shí)，要注意意熄燈順序序或加裝安安全瓶。[做考題查查漏補(bǔ)缺](1)操作Ⅰ使用的試劑劑是________，所用主要要儀器的名名稱是________。(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)數(shù)據(jù)可知，，理論上可可選擇的pH最大范圍是是________。酸化溶液液Z時(shí)，使用的的試劑為_(kāi)_______。開(kāi)始沉淀時(shí)的pH沉淀完全時(shí)的pHMg2＋9.611.0Ca2＋12.2c(OH－)＝1.8mol·L－1(3)實(shí)驗(yàn)室用貝貝殼與稀鹽鹽酸反應(yīng)制制備并收集集CO2氣體，下列列裝置中合理理的是________。(4)常溫下，H2SO3的電離常數(shù)數(shù)Ka1＝1.2×10－2，Ka2＝6.3×10－3，H2CO3的電離常數(shù)數(shù)Ka1＝4.5×10－7，Ka2＝4.7×10－11。某同學(xué)設(shè)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)驗(yàn)證H2SO3酸性強(qiáng)于H2CO3：將SO2和CO2氣體分別通通入水中至至飽和，立立即用酸度度計(jì)測(cè)兩溶溶液的pH，若前者的的pH小于后者，，則H2SO3酸性強(qiáng)于H2CO3。該實(shí)驗(yàn)設(shè)設(shè)計(jì)不正確確，錯(cuò)誤在在于_________________________________________________________________________________________________。設(shè)計(jì)合理實(shí)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證H2SO3酸性強(qiáng)于H2CO3(簡(jiǎn)要說(shuō)明實(shí)實(shí)驗(yàn)步驟、、現(xiàn)象和結(jié)結(jié)論)：__________________________________________________________________________________________________________________________________________。儀器自選選。供選擇的試試劑：CO2、SO2、Na2CO3、NaHCO3、Na2SO3、NaHSO3、蒸餾水、、飽和石灰灰水、酸性性KMnO4溶液、品紅紅溶液、pH試紙。方案一：配配制相同物物質(zhì)的量濃濃度的NaHSO3和NaHCO3溶液，用酸酸度計(jì)(或pH試紙)測(cè)兩溶液的的pH，前者的pH小于后者，，證明H2SO3酸性強(qiáng)于H2CO3；方案二：：將SO2氣體依次通通過(guò)NaHCO3(或Na2SO3)溶液、酸性性KMnO4溶液、品紅紅溶液、澄澄清石灰水水，品紅溶溶液不褪色色，且澄清清石灰水變變渾濁，證證明H2SO3酸性強(qiáng)于H2CO3；方案三：：將CO2氣體依次通通過(guò)NaHSO3(或Na2SO3)溶液、品品紅溶液液，品紅紅溶液不不褪色，，證明H2SO3酸性強(qiáng)于于H2CO34．(2011·廣東高考考)某同學(xué)進(jìn)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)探究時(shí)時(shí)，欲配配制1.0mol··L－1Ba(OH)2溶液，但但只找到到在空氣氣中暴露露已久的的Ba(OH)2·8H2O試劑(化學(xué)式量量：315)。在室溫溫下配制制溶液時(shí)時(shí)發(fā)現(xiàn)所所取試劑劑在水中中僅部分分溶解，，燒杯中中存在大大量未溶溶物。為為探究其其原因，，該同學(xué)學(xué)查得Ba(OH)2·8H2O在283K、293K和303K時(shí)的溶解解度(g/100gH2O)分別為2.5、3.9、和5.6。(1)燒杯中未未溶物可可能僅為為BaCO3，理由是是________________________________________________________________________________________________。(2)假設(shè)試劑劑由大量量Ba(OH)2·8H2O和少量BaCO3組成。設(shè)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)方案，，進(jìn)行成成分檢驗(yàn)驗(yàn)。寫(xiě)出出實(shí)驗(yàn)步步驟、預(yù)預(yù)期現(xiàn)象象和結(jié)論論。(不考慮結(jié)結(jié)晶水的的檢驗(yàn)；；室溫時(shí)時(shí)BaCO3飽和溶液液的pH＝9.6)限選試劑劑及儀器器：稀鹽鹽酸、稀稀硫酸、、NaOH溶液、澄澄清石灰灰水、pH計(jì)、燒杯杯、試管管、帶塞塞導(dǎo)氣管管、滴管管實(shí)驗(yàn)步驟預(yù)期現(xiàn)象和結(jié)論步驟

1：取適量試劑于潔凈燒杯中，加入足量蒸餾水，充分?jǐn)嚢瑁o置，過(guò)濾，得濾液和沉淀步驟

2：取適量濾液于試管中，滴加稀硫酸步驟

3：取適量步驟

1中的沉淀于試管中，______步驟

4：(3)將試劑初初步提純純后，準(zhǔn)準(zhǔn)確測(cè)定定其中Ba(OH)2·8H2O的含量。。實(shí)驗(yàn)如如下：①配制250mL約0.1mol·L－1Ba(OH)2溶液：準(zhǔn)準(zhǔn)確稱取取w克試樣，，置于燒燒杯中，，加適量量蒸餾水水，________，將溶液液轉(zhuǎn)入________中，洗滌滌，定容容，搖勻勻。②滴定：準(zhǔn)準(zhǔn)確量取取25.00mL所配Ba(OH)2溶液于錐錐形瓶中中，滴加加指示劑劑，將________(填“0.020”、“0.05”、“0.1980”或“1.5””)mol·L－1鹽酸裝入入50mL酸式滴定定管，滴滴定至終終點(diǎn)，記記錄數(shù)據(jù)據(jù)。重復(fù)復(fù)滴定2次。平均均消耗鹽鹽酸VmL。③計(jì)算：Ba(OH)2·8H2O的質(zhì)量分分?jǐn)?shù)＝________(只列出算算式，不不做運(yùn)算算)。(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(xué)學(xué)實(shí)驗(yàn)，意在在考查一定物物質(zhì)的量濃度度溶液的配制制、酸堿中和和滴定及考生生的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)計(jì)能力。(1)空氣中存在的的CO2能與Ba(OH)2反應(yīng)生成BaCO3。(3)配制250mL溶液應(yīng)使用250mL容量瓶，固體體溶解后應(yīng)恢恢復(fù)至室溫方方可轉(zhuǎn)移至容容量瓶中；取取樣品溶液25mL，其中c(OH－)大約是0.2mol·L－1，據(jù)中