2014高考化學(人教)一輪復習配套學案部分：綜合實驗設計.ppt

學案39綜合實驗設計 判斷下列說法的正確與否 在正確的后面畫 在錯誤的后面畫 1 氫氣還原氧化銅實驗中 要先加熱CuO后再通入氫氣 2 加熱制取且用排水法收集的氣體的裝置在拆卸時 應該先將導管從水槽中取出 后熄滅酒精燈 3 為了研究催化劑對H2O2分解速率的影響 設計實驗為 分別向兩支試管中加入相同體積不同濃度的H2O2溶液 再向其中一支試管中加入MnO2 解析 先排凈裝置中的空氣 再加熱CuO 防止發(fā)生爆炸 解析 該實驗中的變量有兩個 為研究催化劑對H2O2分解速率的影響應使H2O2溶液濃度相等 4 以銀為原料制備硝酸銀時 選擇銀與稀硝酸反應比選擇銀與濃硝酸反應要好 5 用石墨作電極 電解Mg NO3 2和Cu NO3 2的混合溶液 來確定鎂和銅的金屬活動性強弱 6 根據Na2CO3和Na2SO3水溶液的堿性強弱 確定碳和硫兩元素的非金屬性強弱 7 將氯氣的制備與性質實驗聯合進行以減少實驗中的空氣污染 8 用同一電路測定等濃度的鹽酸 醋酸溶液的導電性 來比較二者的酸性強弱 解析 應比較Na2SO4和Na2CO3溶液的酸堿性 9 在銅和濃硫酸反應的實驗中 將銅片改為可調節(jié)高度的銅絲 可防止生成過量的二氧化硫對環(huán)境的影響 10 為測定熔融氫氧化鈉的導電性 可在瓷坩堝中熔化氫氧化鈉固體后進行測量 11 某溶液中通入Cl2后 滴入KSCN溶液以檢驗原溶液中有無Fe2 解析 不能肯定溶液中的Fe3 是原來就有的 還是原有的Fe2 被氧化生成的 因而不能確定溶液中Fe2 的存在 解析 瓷坩堝中含有的SiO2與NaOH反應 考點1化學實驗方案的設計 自主梳理 1 化學實驗方案設計的思路 2 化學實驗方案設計時遵循的原則 1 科學性 實驗原理 實驗操作程序和方法應該正確 2 安全性 實驗設計時 應盡量避免使用和進行具有一定危險性的實驗操作 3 環(huán)保性 有毒物質必須處理 以防污染環(huán)境 4 可行性 設計和實驗方案要切實可行 所選用的化學藥品 儀器 設備和方法等在現有的下能夠得到滿足 5 簡約性 實驗設計應盡可能簡單易行 應采用簡單的實驗裝置 用較少的實驗步驟和實驗藥品 并能在較短的時間內完成實驗 且效果明顯 6 經濟性 綜合考慮原料的用量 價格 3 實驗設計的方法 1 明確實驗目的 2 選擇 有毒藥品 實驗條件 實驗原理 實驗用品 3 設計裝置步驟 4 記錄 5 分析得出結論 以上只是解答綜合實驗設計題的一般思考方法 在解答過程中 應根據實驗設計題的具體情況和要求 作出正確的回答 4 化學實驗方案設計的類型 實驗現象 實驗數據 1 化學實驗方案設計的基本內容一個相對完整的化學實驗方案一般包括下述內容 1 實驗名稱 2 實驗目的 3 實驗原理 4 實驗用品 藥品 儀器 裝置 設備 及規(guī)格 5 實驗裝置圖 實驗步驟和操作方法 6 實驗注意事項 7 實驗現象的記錄及結果處理 8 問題與討論 2 實驗設計的步驟 1 明確目的原理 首先必須認真審題 明確實驗的目的及要求 弄清題目有哪些新的信息 綜合已學過的知識 通過類比 遷移 分析 從而明確實驗原理 2 選擇儀器藥品 根據實驗的目的和原理 以及反應物和生成物的性質 反應條件 如反應物和生成物的狀態(tài) 能否腐蝕儀器和其他物件 反應是否加熱及溫度是否控制在一定的范圍內等 選擇合理的化學儀器和藥品 3 設計裝置步驟 根據上述實驗目的和原理 以及所選用的儀器和藥品 設計出合理的實驗裝置和實驗操作步驟 學生應具備識別和繪制典型的實驗儀器裝置圖的能力 實驗步驟應完整而簡明 4 記錄現象數據 根據觀察 全面而準確地記錄實驗過程中的現象和數據 5 分析得出結論 根據實驗觀察的現象和記錄的數據 通過分析 計算 圖表 推理等處理 得出正確的結論 3 化學實驗方案設計的注意事項 1 藥品和儀器是部分給出還是有剩余若藥品和儀器是部分給出 則應作必要的補充 若有剩余 則應進行篩選和淘汰 2 條件有無特殊要求如采用最簡單或最合理的實驗步驟 這些要求對我們考慮反應原理 選擇藥品和裝置 確定操作步驟都作了限定 必須高度重視 3 實驗過程中的隱蔽性操作如某些必要的干燥 除雜 冷凝等 這些都是實驗中必不可少的 但容易被忽略 4 藥品的描述有些題目要求指出藥品的名稱 這類問題學生最難答準確 如有些藥品的準確描述為 硫酸銅粉末 澄清石灰水 酸性高錳酸鉀溶液 濃硫酸 飽和NaHCO3溶液 NaOH溶液等 此外也應注意某些儀器的規(guī)格 5 會畫簡單的實驗裝置圖 考綱要求能夠繪制和識別典型的實驗儀器裝置圖 可用 示意裝置圖 表示 6 其他注意事項 冷凝回流的問題 冷卻問題 防止倒吸問題 具有特殊作用的實驗改進裝置 如為使分液漏斗中的液體能順利流出 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 例1 某研究小組用MnO2和濃鹽酸制備Cl2時 利用剛吸收過少量SO2的NaOH溶液對其尾氣進行吸收處理 1 請完成SO2與過量NaOH溶液反應的化學方程式 SO2 2NaOH 2 反應Cl2 Na2SO3 2NaOH 2NaCl Na2SO4 H2O中的還原劑為 3 吸收尾氣一段時間后 吸收液 強堿性 中肯定存在Cl OH 和SO2 4 請設計實驗 探究該吸收液中可能存在的其他陰離子 不考慮空氣中CO2的影響 提出合理假設 假設1 只存在SO2 3 假設2 既不存在SO2 3 也不存在ClO 假設3 Na2SO3 H2O Na2SO3 只存在ClO 設計實驗方案 進行實驗 請寫出實驗步驟以及預期現象和結論 限選實驗試劑 3mol L 1H2SO4 1mol L 1NaOH 0 01mol L 1KMnO4 淀粉 KI溶液 紫色石蕊試液 答案 解析 本題主要考查實驗設計與評價能力 背景知識為氧化還原反應 意在考查學生的實驗設計能力 分析與解決問題的能力 本題在對學生實驗評價能力的考查上具有特別的價值 是一個既具有新穎性 又不失經典性的好題 1 SO2與過量NaOH反應的產物為Na2SO3與H2O 2 在反應中 硫元素的化合價升高 所以Na2SO3為還原劑 3 SO2 3具有較強的還原性 而ClO 具有極強的氧化性 ClO 與SO2 3是不能共存的 所以假設3為 只存在ClO 實驗設計只要求證實酸化后的溶液是具有氧化性 還是具有還原性 還是既不具有氧化性 也不具有還原性 若加入淀粉 KI溶液會出現藍色 證明存在ClO 若加入KMnO4溶液時 KMnO4溶液褪色 證明存在SO2 3 若兩種現象均無 則假設2成立 備考指南 探究性實驗假設的提出要依據題目環(huán)境和化學知識 如本題中假設 3 是在研究假設 1 2 的基礎上提出的 是研究SO2 3和ClO 的存在問題 因此假設 3 是只有ClO 不可能SO2 3和ClO 同時存在 再如研究鐵元素的價態(tài)時 假設的提出應當為 1 Fe2 2 Fe3 3 Fe2 Fe3 2012年安徽卷碳酸鉛和堿式碳酸鉛存在的假設 2011年安徽卷考察了影響脫氮速率的因素 對影響速率提出假設 2009年廣東卷考查了鐵元素存在形態(tài)的假設 這些題值得研究 例2 下面是某化學學習小組的同學進行 草酸晶體受熱分解的部分產物的驗證 的探究性實驗 已知草酸及草酸晶體的一些相關知識如下表 備注 草酸晶體失去結晶水后 175 以上開始分解 且分解產物中的氣體可能是CO CO2或它們的混合物 請回答下列問題 1 寫出草酸晶體加熱分解的化學方程式 圖5 39 1 2 填寫表中空格 請在澄清石灰水 氫氧化鈉溶液 濃硫酸 無水硫酸銅之間選擇試劑 無水硫酸銅 氫氧化鈉溶液 除去CO氣體中的水蒸氣 澄清石灰水 3 在實驗過程中 該學生發(fā)現應對上述實驗裝置進行一些改進 才能保證實驗的科學性和安全性 如圖5 39 2 請回答下列問題 圖5 39 2 為證明通往玻璃管的CO氣體已除去CO2 可在乙和丙之間連接 填裝置序號 在裝置丁和戊之間連接b裝置 其作用是 為了防止余氣對實驗室或環(huán)境造成污染 可在裝置丁后連接 填裝置序號 4 資料記載 草酸是二元弱酸 酸性比碳酸強 在受熱分解過程中有少量升華 草酸鈣和草酸氫鈣均為白色不溶物 若在乙裝置中盛澄清石灰水 發(fā)現澄清石灰水變渾濁 能否證明草酸晶體分解生成的氣體中一定有CO2 請說明理由 解析 根據元素守恒 H2C2O4 2H2O分解除了得到H2O外 必定生成CO和CO2的混合氣體 檢驗水通常用無水硫酸銅 除去CO2可用NaOH溶液 檢驗CO2可選用澄清石灰水 不能 在未洗氣的情況下通入石灰水 可能因草酸蒸氣與石灰水反應生成草酸鈣沉淀 對實驗有干擾 c 防止戊中的液體倒吸 a 備考指南 1 實驗方案設計的解題思路與方法 1 思考問題的順序 圍繞主題問題思考 如選適當的實驗路線 方法 所用藥品 儀器簡單易得 實驗過程快速 安全 實驗現象明顯 思考有關物質的制備 凈化 吸收和存放等問題 例如 制取在空氣中易水解的物質 Al2S3 AlCl3 Mg3N2等 及易受潮的物質時 往往在裝置末端連接一個干燥管 以防止空氣中的水蒸氣進入 思考實驗的種類及如何合理地組裝儀器 并將實驗與課本實驗比較 聯系 2 儀器安裝順序遵循 由下往上 從左到右 的原則 氣體先凈化后干燥原則 3 儀器間的連接順序 洗氣裝置導管 長進短出 量氣裝置導管 短進長出 干燥管除雜 大口進 小口出 整體裝置連接順序 氣體發(fā)生 除雜 干燥 主要實驗 尾氣處理 4 實驗操作及操作順序 氣體實驗 連接儀器 檢查氣密性 裝入藥品 開始實驗 拆卸儀器 其他處理 加熱操作順序 先通原料氣排盡空氣 再點燃酒精燈 以防爆炸或發(fā)生副反應 即 先通后點 反應結束后 繼續(xù)通入原料氣至裝置冷卻 再熄滅氣體發(fā)生裝置的酒精燈 即 先冷后停 補全實驗操作的名稱或簡單的實驗步驟 特別是溶解 過濾 洗滌 蒸發(fā)烘干結晶 冷卻結晶和濃縮結晶 等操作是高考的熱點 2 實驗方案設計時需注意的幾個問題 1 防止倒吸問題 凡涉及有關極易溶于水的氣體 如NH3 HCl等 的綜合性實驗時 應增加防倒吸裝置 2 具有特殊作用的實驗改進裝置 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 3 拆卸時注意安全性和科學性 有些實驗為防止爆炸 防氧化或防倒吸 應注意停熱或停氣的順序 4 可燃性氣體的驗純 5 排水量氣時讀數一般調節(jié)氣體壓強為1個大氣壓以及如何調節(jié)的問題 Na2O2 2 2 進行探究 提出假設 假設1 全部是Na2O2假設2 全部是Na2CO3假設3 設計方案 進行實驗 請寫出實驗步驟以及預期現象和結論 可不填滿 限選實驗試劑和儀器 蒸餾水 1moL L 1H2SO4 澄清石灰水 淀粉 KI溶液 酚酞溶液 火柴 試管 小燒杯 是Na2O2與Na2CO3的混合物 說明 不可能有 NaOH 因為在空氣中即使吸水生成有NaOH 但時間長了也與CO2反應生成了Na2CO3 假設2或假設3成立 或假設1不成立 另取少量固體于試管中加適量蒸餾水 再滴入酚酞溶液 或 用帶火星的火柴伸入試管口 若滴入酚酞溶液后先變紅后褪色 或帶火星的火柴復燃 則假設1或假設3成立 若紅色不褪色 則假設2成立 解析 1 2Na2O2 2CO2 2Na2CO3 O2 是Na2O2發(fā)生了自身氧化還原反應 既是氧化劑又是還原劑 每生成1molO2則轉移了2mol電子 2 Na2O2在空氣中主要是可以和CO2 H2O反應分別生成Na2CO3與NaOH 而因為NaOH在空氣中與CO2反應最終也生成Na2CO3 所以不可能有NaOH 故有三種假設情況 實際上就是CO2 3及Na2O2的檢驗 考點2化學實驗方案的評價 對幾個實驗方案的正確與錯誤 嚴密與不嚴密 準確與不準確做出判斷 要考慮是否完全合理 有無干擾現象 經濟上是否合算 對環(huán)境有無污染等 1 從可行性方面對實驗方案做出評價科學性和可行性是設計實驗方案的兩條重要原則 在對實驗方案進行評價時 要分析實驗方案是否科學可行 實驗方案是否遵循化學理論和實驗方法要求 在實驗操作時能否做到可控易行 評價時 從以下4個方面分析 1 實驗原理是否正確 可行 2 實驗操作是否安全 合理 3 實驗步驟是否簡單 方便 4 實驗效果是否明顯等 2 從 綠色化學 視角對實驗方案做出評價 綠色化學 要求設計安全的 對環(huán)境友好的合成線路 降低化學工業(yè)生產過程中對人類健康和環(huán)境的危害 減少廢棄物的產生和排放 據此 對化學實驗過程或方案從以下4個方面進行綜合評價 1 反應原料是否易得 安全 無毒 2 反應速率是否較快 3 原料利用率以及合成物質的產率是否較高 4 合成過程中是否造成環(huán)境污染 3 從安全性方面對實驗方案做出評價化學實驗從安全角度常考慮的主要因素如下 1 凈化 吸收氣體及熄滅酒精燈要防止液體倒吸 2 進行某些易燃易爆實驗時要防爆炸 如H2還原CuO應先通H2 氣體點燃前先驗純等 3 防氧化 如H2還原CuO后要 先滅燈再停氫 白磷切割宜在水中進行等 4 防吸水 如實驗取用 制取易吸水 潮解 水解的物質時宜采取必要措施 以保證達到實驗目的 5 冷凝回流 有些反應中 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 豎裝的干燥管及冷凝管等 6 易揮發(fā)液體產物 導出時可為蒸氣 的及時冷卻 7 儀器拆卸的科學性與安全性 可從防污染 防氧化 防倒吸 防爆炸 防泄漏等角度考慮 8 其他 如實驗操作順序 試劑加入順序 實驗方法使用順序等 例3 某化學研究小組通過網上查找資料發(fā)現 N2的制取有下列不同方案 a方案 加熱條件下NH3還原CuO制得純凈的N2和活性銅粉 方案 加熱NaNO2和NH4Cl的濃溶液制得c方案 將空氣緩慢地通過灼熱的銅粉制得較純的N2現實驗室有供選擇的如圖5 39 3幾種儀器來制取N2 圖5 39 3 1 若按a方案制N2時需要的氨氣用生石灰和濃氨水作原料制取 則宜采用上述儀器中的 填A B C 作NH3的發(fā)生器 該發(fā)生裝置中發(fā)生反應的化學方程式為 要制取并收集純凈的N2 允許含有少量水蒸氣 還須使用到的上述儀器中的 按氣流從左到右的流向順序列出 填A B C 2 若按c方案制N2 用E裝置將空氣緩慢通入 填A B C 反應器 反應器內可觀察到的現象是 該反應的化學方程式為 E CaO NH3 H2O Ca OH 2 NH3 A C A 紫紅色固體逐漸變黑 O2 2Cu 2CuO 3 上述制N2的三個方案中 a c方案結合使用越來越受到人們的關注 這種方法與方案b相比 其優(yōu)越性在于 CuO和Cu可循環(huán)利用 避免使用有毒物質NaNO2 解析 1 由題中所給信息可知 可適用于制備氣體的裝置是B E 而E裝置的優(yōu)點是能控制反應的進程 而B裝置只能一次性加入所需要的反應物 不能控制反應的進程 所以選擇E更好 其中發(fā)生的反應是CaO NH3 H2O Ca OH 2 NH3 用此法制得的氣體中還會含有未反應的NH3 因此還需要用試劑吸收NH3 但由于NH3是一種極易溶于水的氣體 所以用排水法即可除去N2中含有的NH3 所以還需要使用的裝置是A C 2 利用分液漏斗中的水將空氣從燒瓶中排入到A裝置中 在加熱條件下將Cu氧化 從而除去O2 這樣可得到純凈的氮氣 O2 2Cu 2CuO 3 在a c的方案中可將Cu和CuO交替使用 進行循環(huán)使用 從而降低成本 而b方案中用到了有毒的NaNO2 備考指南 由于中學生能力的限制 高考題不可能出現讓學生單獨設計一個完整的實驗方案 而只能是把一個相對復雜的實驗剝離部分內容 進行 完形填空 實驗方案的評價作為實驗設計的一個重要組成部分往往是實驗考查的重點和難點 實驗方案的評價有顯性的 如 請你評價 乙方案中難以實現之處和不妥之處 就屬于顯性的 對于顯性評價 一定要準確使用化學用語言簡意賅的表達自己的觀點 還有隱性的 如儀器的選擇 試劑 濃度的選擇 路線的確定 步驟的先后都是隱性的 因此取舍的過程就是評價的過程 無論哪種類型的實驗方案的評價 都要根據科學性 安全性 可行性 簡約性四個基本原則 對方案的正確與錯誤 嚴密與漏洞 精確與粗略做出判斷 要考慮是否合理 有無干擾因素 是否經濟 是否符合綠色化學思想等 一般注意從三個方面評價 1 合理選擇儀器和藥品及儀器連接方式 2 排除干擾 注意反應條件的控制 如防止空氣的進入 防止倒吸 盡量避免副反應 雜質的清除以及防止物質的揮發(fā) 溶解性等對實驗的干擾 3 操作準確 注意重要的實驗操作步驟有無不當之處 圖5 39 4 主要實驗步驟如下 組裝儀器并檢查裝置的氣密性 稱量綠礬樣品及U形干燥管E的質量 將稱量后的綠礬置于硬質玻璃管內 關閉活塞K 加強熱使綠礬完全分解 打開活塞K 緩緩鼓入一定量的氮氣 再次稱量干燥管E的質量 重復步驟 的操作 直到干燥管E的質量基本不變?yōu)橹?稱量洗氣瓶C中所得沉淀的質量 試回答下列問題 1 洗氣瓶D中濃H2SO4的作用為 2 步驟 從溶液中獲取生成沉淀質量的具體操作為 除去SO2中的水蒸氣 或干燥SO2 過濾 洗滌 干燥 稱量 3 實驗小組的報告如下 請補充完整 Fe2O3 0 035 4 該實驗所得到的數據與所查到的化學方程式中的定量關系不相符合 請分析可能的原因 兩條即可 5 為達到 驗證綠礬受熱分解是否發(fā)生上述反應 的目的 該實驗的設計有多處不妥 請?zhí)岢龈倪M建議 兩條即可 SO2氣體的裝置 如將干燥管E換成裝有品紅試液的洗氣瓶等 不必稱量質量 在裝置最后再加上一個干燥管 防止空氣中的水蒸氣進入干燥管E中 加尾氣吸收裝置 防止空氣污染 任寫兩條 解為SO2和O2 干燥管E吸收了空氣中的H2O和CO2氣體 綠礬分解不完全 反應生成的氣體未被完全吸收 任寫兩條 高溫下部分SO3分 增加檢驗 解析 1 綠礬高溫分解生成紅棕色的Fe2O3 SO2 SO3和H2O 裝置B中的無水CuSO4用于檢驗生成的H2O 裝置C中的BaCl2溶液用于檢驗SO3 裝置D中的濃硫酸用于干燥SO2 裝置E中的堿石灰用于吸收SO2 2 裝置C中的沉淀為BaSO4 獲取BaSO4沉淀的質量需經過濾將其與溶液分離 然后洗滌沉淀除去BaSO4吸附的雜質離子 再干燥除去含有的水分 最后稱量即可 3 干燥管增加的質量為SO2的質量 計算得其物質的量為0 035mol C中4 66g沉淀為BaSO4的質量 即0 02mol 4 從 3 中的實驗數據可以看出 SO2的物質的量比SO3的物質的量要多 其原因可能是干燥管E吸收了空氣中的H2O CO2氣體 或者SO3未被BaCl2溶液完全吸收 或者在過濾洗滌BaSO4時損耗了BaSO4 或者高溫下SO3分解了等 綠礬的物質的量為0 06mol 而實際得到的SO3為0 02mol 理論上可得0 03molSO3 可能是綠礬分解不徹底所導致的 5 因只要求確定生成的物質是SO2 SO3 H2O 可利用品紅溶液 酸性KMnO4溶液或溴水來檢驗是否有SO2 用BaCl2溶液檢驗SO3 不必知道BaSO4的質量 由于SO2有毒 應加盛有NaOH溶液的尾氣處理裝置等 物質含量測定基本原理1 測量氣體法 1 測量氣體質量將待測物質或雜質轉化為氣體 利用合適的吸收劑吸收氣體 測定反應放出氣體的質量 從而求得物質含量 注意事項 必須保證氣體吸收劑只吸收一種氣體 排除裝置內空氣干擾 排除裝置外空氣的干擾 確保反應產生的氣體全部排出且被吸收劑吸收 通過稱量可以判斷氣體是否已經被完全吸收 2 測量氣體體積常用排水或排液體量氣法測量氣體體積 考點3定量實驗 注意事項 不必將裝置中氣體全部排出 因為殘留的氣體體積與排出的空氣體積相等 必須保證內外壓強相等 必須消除液體增加引起的體積變化 2 沉淀法將待測物質或雜質轉化為難溶于水的沉淀 測定生成沉淀的質量 從而求得物質含量 1 基本步驟待測物 溶液 滴加沉淀劑 檢驗沉淀完全 過濾洗滌沉淀 檢驗沉淀已經洗凈 烘干 稱量 2 注意事項 熟練掌握基本操作 如何檢驗沉淀已經完全 怎樣洗滌沉淀 怎樣檢驗沉淀已經洗凈 怎樣檢驗沉淀已經烘干 生成的沉淀物的摩爾質量盡可能大 可以減小誤差 生成的沉淀物一般應該不容易被氧化 不容易分解 通常使用重復干燥和稱量的方法來確認沉淀已經干燥 3 滴定法利用酸堿中和滴定或氧化還原滴定法 測出消耗標準滴定液的體積 從而求得物質的含量 滴定法又分為直接滴定和間接滴定法 返滴定法 滴定法的關鍵是準確判斷滴定終點 例4 某研究性學習小組借助A D的儀器裝置完成有關實驗 圖5 39 5 實驗一 收集NO氣體 1 用裝置A收集NO氣體 正確的操作是 填序號 a 從 口進氣 用排水法集氣b 從 口進氣 用排氣法集氣c 從 口進氣 用排水法集氣d 從 口進氣 用排氣法集氣 c 實驗二 為了探究鍍鋅薄鐵板上鋅的質量分數w Zn 和鍍層厚度 已知鋅易溶于強堿 Zn 2NaOH Na2ZnO2 H2 據此 截取面積為S的雙面鍍鋅薄鐵板試樣 剪碎 稱得質量為m1g 用固體燒堿和水作試劑 擬出下列實驗方案并進行相關實驗 方案甲 通過測量試樣與堿反應生成的氫氣體積來實現探究目標 2 選用B和 填儀器標號 兩個裝置進行實驗 3 測得充分反應后生成氫氣的體積為VL 標準狀況 w Zn 4 計算鍍層厚度 還需檢驗的一個物理量是 D 65V 22 4m1 或2 9V m1等其他合理答案 金屬鋅的密度 或其他合理答案 5 若裝置B中的恒壓分液漏斗改為普通分液漏斗 測得結果將 填 偏大 偏小 或 無影響 方案乙 通過稱量試樣與堿反應前后的質量實現探究目標 選用儀器C做實驗 試樣經充分反應 濾出不溶物 洗滌 烘干 稱得其質量為m2g 6 w Zn 方案丙 通過稱量試樣與堿反應前后儀器 試樣和試劑的總質量 其差值即為H2的質量 實現探究目標 實驗同樣使用儀器C 7 從實驗誤差角度分析 方案丙方案乙 填 優(yōu)于 劣于 或 等同于 劣于 偏大 m1 m2 m1 或其他合理答案 解析 1 NO難溶于水且易與空氣中的O2反應 所以NO的收集只能用排水法 2 D裝置可用于測量生成H2的體積 3 由方程式Zn 2NaOH Na2ZnO2 H2 結合已知數據可計算Zn的質量分數 4 計算鍍層厚度 即鍍層體積 截取面積S已知 可結合密度計算 5 恒壓式分液漏斗產生的氣體有部分殘留在分流漏斗上方 故排氣時收集少了 所以用普通分液漏斗時收集的H2多一些 則計算出的Zn的量偏大 6 方案乙中 m2g為Fe的質量 所以Zn的質量分數為 m1 m2 m1 7 相對于整套裝置的質量 由于產生H2的質量小 丙方案稱量中產生的誤差較大 備考指南 定量實驗測量的方法主要有 1 沉淀法 測量沉淀的質量進行相關的計算 2 測量氣體的體積進行相關的計算 3 測量氣體的質量進行相關的計算 4 滴定法 3 將鋁鎂合金與足量稀硫酸溶液反應 測定生成的氣體在通常狀況下 約20 1 01 105Pa 的體積 1 同學們擬選用圖5 39 6中實驗裝置完成實驗 你認為最簡易的裝置其連接順序是 A接 接 接 填接口字母 可不填滿 圖5 39 6 E D G 實驗開始時 先打開分液漏斗上口的玻璃塞 再輕輕打開其可旋轉的活塞 反應一會兒后 稀硫酸不能順利滴入錐形瓶 請你幫助分析原因 實驗結束時 在讀取測量實驗中生成氫氣的體積時 你認為合理的是 A 待實驗裝置冷卻后再讀數B 上下移動量筒F 使其中液面與廣口瓶中液面相平C 上下移動量筒G 使其中液面與廣口瓶中液面相平D 視線與凹液面的最低點相平 讀取量筒中的水的體積 2 仔細分析實驗裝置后 同學們經討論認為以下兩點會引起較大誤差 稀硫酸滴入錐形瓶中 即使不生成氫氣 也會將瓶內空氣排出 使所測氫氣體積偏大 實驗結束時 連接廣口瓶和量筒的導管中有少量水存在 使所測氫氣體積偏小 于是他們設計了如圖5 39 7所示的實驗裝置 鋅與稀硫酸反應放熱且生成氣體 使錐形瓶中氣體壓強變大 A C D 裝置中導管a的作用是 實驗前后堿式滴定管中液面讀數分別為V1mL V2mL 則產生氫氣的體積為mL 圖5 39 7 便于稀硫酸順利滴下 滴入錐形瓶內稀硫酸體積等于進入分液漏斗內氣體體積 從而消除由于滴入稀硫酸引起的H2體積測量誤差 使錐形瓶與分液漏斗內壓強相等 V1 V2 解析 本題以Al Mg合金含量測定為體裁 綜合考查了實驗 計算和基本的化學概念 起點高 落點低 1 排水量氣用洗氣瓶 H2O 和量筒 導氣管在底部 因此連接順序為E D G 讀數時一定要注意使兩邊液面相平 保證測一個大氣壓下的體積 同時注意滴入H2SO4的體積對氣體體積的影響 2012年重慶理綜化學卷 27 氯離子插層鎂鋁水滑石 Mg2Al OH 6Cl xH2O 是中國新型離子交換材料 其在高溫下完全分解為MgO Al2O3 HCl和水蒸氣 現用圖5 39 8所示裝置進行試驗確定其化學式 固定裝置略去 圖5 39 8 1 該材料熱分解的化學方程式為 2 若只通過測定裝置C D的增重來確定x 則裝置的連接順序為 按氣流方向 用接口字母表示 其中C的作用是 裝置連接后 首先要進行的操作名稱是 3 加熱前先通過N2排盡裝置中的空氣 稱取C D的初始質量后 再持續(xù)通入N2的作用是 等 a e d b 吸收HCl氣體 檢驗氣密性 將分解產生的氣體全部帶 入裝置C D中完全吸收 防止產生倒吸 4 完全分解后測得C增重3 65g D增重9 90g 則x 若取消冷卻玻管B后進行試驗 測定x值將 填 偏高 或 偏低 5 上述水滑石在空氣中放置時易發(fā)生反應生成 Mg2Al OH 6Cl 1 2y CO3 z xH2O 該生成物能發(fā)生類似的熱分解反應 現以此物為樣品 用 2 中連接的裝置和試劑進行試驗測定z 除測定D的增重外 至少還需測定 3 偏低 裝置C的增重及樣品質量 樣品質量及殘余物質量或裝置C的增重及樣品分解后殘余物質量 解析 1 由已知產生的物質不難寫出其方程式 2 Mg2Al OH 6Cl xH2O 4MgO Al2O3 2HCl 5 2x H2O 2 C吸收HCl D吸收H2O 需先吸收水 再吸收HCl 另外注意導管應長進短出 氫氧化鈉溶液可以吸收HCl氣體 通過與D增重的量 共同求得x值 該過程有氣休生成 連接好裝置后需檢驗氣密性 3 該實驗目的為通過裝置C D增重 來判斷化學組成 故需將分解產生的氣體全部帶入裝置C D中完全吸收 同時也防止產生倒吸現象 4 n HCl n H2O 2 5 2x 3 65g 36 5 9 9g 18 可求得x 3 若去掉冷卻玻璃管 使熱的空氣可以通過C D 使結果偏低 5 要求得x 在方程式中需知兩種物質的量 所以可以是 裝置C的增重及樣品質量 樣品質量及其分解后殘余物質量 裝置C的增重及樣品分解后殘余物質量 都可以解決 高溫 復習技巧 1 閱卷體會與建議 1 近幾年高考閱卷的抽樣分析表明 由于缺乏對問題的總體分析 常導致氣體系列裝置連接不當 而引起答題的系列失誤 主要錯誤有 看不懂裝置圖 不了解各儀器或有關試劑的作用 不注意區(qū)分實驗裝置中的細節(jié)問題 如導管長短 洗氣與量氣的區(qū)別 安全裝置 尾氣處理等 復習時應根據反應物的狀態(tài)及反應條件對氣體發(fā)生裝置進行分類 整理 氣體綜合實驗的知識框架一般為 制氣 凈化 干燥 收集或化學反應 尾氣吸收 2 實驗題中常穿插大量的現象描述 原理分析 化學方程式書寫等 答題時應簡明扼要切中要害 常見問題是 結論與現象混淆 創(chuàng)造性思維不到位 原因分析不準確 方程式書寫失誤 如反應不配平 不注明反應條件 有機物結構簡式書寫錯誤等 3 建議平時解題時要真正弄清實驗的原理 分析為什么這樣做 還可以怎樣做 不可怎樣做 同時盡可能自己動手 多做一些實驗 4 在實驗設計中的實驗操作順序的設計 如有關氣體的實驗首先應進行裝置的氣密性檢查 點燃或高溫加熱可燃性氣體前應先進行氣體純度的檢驗等 以保證實驗的安全和準確 2 規(guī)范答題的幾點歸納 1 書寫所選試劑要規(guī)范 溶液最好用中文寫出名稱 或化學式后加 溶液 固體 氣體可用中文寫出名稱 也可直接寫化學式 有些題目還需指明試劑的濃度和用量 2 規(guī)范書寫裝置中試劑的用途發(fā)生裝置 生成 產生 制取 除雜裝置 除去 吸收 防止 干擾 影響 除去 中的 雜質 以免影響測量結果性質實驗裝置 與 反應驗證 說明 尾氣吸收裝置 吸收 防止 的污染 影響 3 出現的化學方程式 離子方程式 電極反應式等要書寫規(guī)范 描述現象要全方位 準確簡潔 4 溶液 顏色由 變成 液面上升或下降 形成液面差 溶液變渾濁 生成 產生 沉淀 處溶液發(fā)生倒吸 產生大量氣泡 有氣體從溶液中逸出 有液體溢出 5 固體 固體表面產生大量氣泡 固體逐漸溶解 固體體積逐漸變小 變細 顏色由 變成 6 氣體 生成 色 味 氣體 氣體由 色變成 色 先變 后 加深 變淺 褪色 1 某課外活動小組加熱炭粉 過量 和FeO的混合物 再用圖5 39 9所示裝置 對獲得的鐵粉 含炭 樣品進行實驗 圖中鐵架臺等裝置已略去 圖5 39 9 一 實驗目的 測定鐵粉樣品中鐵的質量分數 二 實驗用品 儀器 天平 分液漏斗 錐形瓶 硬質玻璃管 干燥管 酒精燈 洗氣瓶等 藥品 樣品 過氧化氫溶液 二氧化錳 堿石灰 濃硫酸等 三 實驗內容 1