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 實驗方案的設(shè)計與評價課件 新人教版.pptVIP

第13講物質(zhì)制備實驗方案的設(shè)計與評價 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 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 量氣管或滴定管測定 從而確定氣體的體積 裝置如圖 6 尾氣的處理對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毒的co2氣體 裝置如下圖 氣體凈化時應(yīng)注意的事項 1 用洗氣瓶吸收雜質(zhì)時 氣流方向是長管進(jìn) 短管出 用干燥管吸收雜質(zhì)時 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 應(yīng)先將酸性較強的雜質(zhì)氣體除去 再除去酸性較弱的雜質(zhì)氣體 某課外小組在實驗室制備氯氣 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 不要求順序 將各儀器按先后順序連接起來 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)方程式說明原因 h中的現(xiàn)象為 破題技巧 1 整套裝置順序為制氣裝置 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 下表是實驗室制備氣體的有關(guān)內(nèi)容 1 上表氣體中 從制備過程看 必須選擇合適的氧化劑才能實現(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)表中所列實驗原理 從下列裝置中選擇合適的氣體發(fā)生裝置 將其編號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 配制過程中 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)實驗方案設(shè)計原則 1 科學(xué)性 實驗原理準(zhǔn)確 實驗流程合理 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 化學(xué)實驗方案的評價原則 1 裝置最簡 2 安全無污染 3 藥品價格低廉 4 環(huán)保無污染 5 操作方便 6 原理簡單 正確 7 現(xiàn)象最明顯 2011 寧波六校聯(lián)考 某同學(xué)對 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)手冊查閱得有關(guān)物質(zhì)的熔沸點數(shù)據(jù)見下表 1 該同學(xué)推測 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 而鋁的熔點比鐵低 此時液態(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)計一個簡單的實驗方案 證明上述所得的塊狀熔融物中含有金屬鋁 該實驗所用試劑是 反應(yīng)的離子方程式為 3 實驗室溶解該熔融物 下列試劑中最好的是 填序號 并說明理由 a 濃硫酸b 稀硫酸c 稀硝酸d 氫氧化鈉溶液 實驗研究發(fā)現(xiàn) 硝酸發(fā)生氧化還原反應(yīng)時 硝酸的濃度越稀 對應(yīng)還原產(chǎn)物中氮元素的化合價越低 取一定量該熔融物與足量很稀的硝酸充分反應(yīng) 反應(yīng)過程中無氣體放出 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 試回答下列問題 1 逐滴加入4mol lnaoh溶液的定量玻璃儀器是 圖中oc段沒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 的能力最強的離子是 填離子符號 下同 最弱的離子是 3 若測定f點沉淀的質(zhì)量 需對混合物進(jìn)行的處理是 過濾 稱量 4 用上圖數(shù)據(jù)計算 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(xué)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(xué)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(shè)試劑由大量ba oh 2 8h2o和少量baco3組成 設(shè)計實驗方案 進(jìn)行成分檢驗 寫出實驗步驟 預(yù)期現(xiàn)象和結(jié)論 不考慮結(jié)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(dǎo)氣管 滴管 3 將試劑初步提純后 準(zhǔn)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(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 記錄數(shù)據(jù) 重復(fù)滴定2次 平均消耗鹽酸vml 計算 ba oh 2 8h2o的質(zhì)量分?jǐn)?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 破題技巧 解答本題要注意以下三點 1 明確實驗?zāi)康?理清實驗步驟 2 檢驗碳酸鋇時要注意兩種離子都要檢驗 3 靈活利用溶解度進(jìn)行有關(guān)計算和判斷 精講精析 2 在成分檢驗中 要檢驗濾液中含有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中則可以利用測定ph的方法確定含有oh 3 中和滴定時 根據(jù)n oh n h 進(jìn)行計算 當(dāng)鹽酸的濃度為0 05mol l或0 020mol l時 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 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 綜合實驗設(shè)計和評價題是考查學(xué)生綜合應(yīng)用實驗基礎(chǔ)知識 化學(xué)理論 元素化合物知識和化學(xué)計算等相關(guān)知識解決實驗問題的能力的一類題 近幾年高考中綜合實驗題的形式主要有以下幾種 1 對物質(zhì)制備 分離 提純和檢驗中化學(xué)原理 相關(guān)裝置作用的設(shè)計和評價 2 提出實驗問題或目的 給定實驗情景或物質(zhì)性質(zhì) 要求選擇儀器 藥品 組裝實驗裝置 確定實驗步驟 評價實驗方案 3 對教材實驗通過重組 深化 優(yōu)化或創(chuàng)新提出問題 讓學(xué)生去完成 復(fù)習(xí)時必須從整體上把握實驗設(shè)計的類型 內(nèi)容 要求和一般解題策略 同時 要注意高考實驗題情境雖然是新的 但根源依然來自教材 在實驗復(fù)習(xí)中要根據(jù)實驗原理來設(shè)計實驗步驟和裝置 力求使設(shè)計的實驗儀器簡單 操作便捷 節(jié)省試劑 現(xiàn)象明顯 安全防污等 培養(yǎng)實驗設(shè)計能力和創(chuàng)造性思維能力 實驗設(shè)計創(chuàng)新是建立在教材中的基礎(chǔ)實驗之上 沒有基本實驗方法與技能就談不上實驗設(shè)計的創(chuàng)新 實驗的創(chuàng)新是實驗的生命 它包括新實驗的設(shè)計和舊實驗的改進(jìn)等 實驗設(shè)計的創(chuàng)新往往要體現(xiàn)六個 一 即 一個實驗的多種現(xiàn)象 一個實驗現(xiàn)象的多種原因 一種儀器的多種用途 一個用途的多種裝置 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 實驗室用裝置 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 應(yīng)是長進(jìn)短出 a錯 制取氨氣時的藥品不能選擇氯化銨 因為加熱生成的氯化氫和氨氣會在試管口處反應(yīng)重新生成氯化銨 b錯 制備氫氧化亞鐵時 膠頭滴管要伸入溶液中 c錯 由于氨氣在四氯化碳中溶解度很小 可以防止倒吸 d對 答案 d 2 2011 濰坊質(zhì)檢 某地污水中含有zn2 hg2 fe3 和cu2 四種陽離子 甲 乙 丙三位同學(xué)設(shè)計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 三種實驗方案中都能制得純凈的銅b 乙方案中加過量鐵粉可以將四種陽離子全部還原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 丙方案會產(chǎn)生環(huán)境污染 解析 甲實驗得到的沉淀中含有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 乙實驗中加入過量鐵粉 過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 丙實驗中用鹽酸溶解了濾渣中過量的鐵 最后可以得到純凈的銅 因為鋅比鐵活潑 所以方案乙中加入的鐵不能還原zn2 甲方案中沒有涉及化合反應(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)藥上可作補血劑 某課外小組測定該補血劑中鐵元素的含量 實驗步驟如下 請回答下列問題 1 步驟 加入過量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 過濾 灼燒 稱量 解析 該流程圖中的實驗原理是 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)過一系列操作 得到agfe2o3固體