高考化學一輪復習 第一部分 必考部分 第10章 化學實驗 第3節(jié) 物質(zhì)的制備、實驗方案的設計與評價課件 新人教版.ppt

走向高考 化學 路漫漫其修遠兮吾將上下而求索 人教版 高考總復習 化學實驗 第十章 第一部分必考部分 第三節(jié)物質(zhì)的制備 實驗方案的設計與評價 第十章 考綱要求 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 根據(jù)實驗試題要求設計 評價或改進實驗方案 3 分析或處理實驗數(shù)據(jù) 得出合理結(jié)論 了解控制實驗條件的方法 4 繪制和識別典型的實驗儀器裝置圖 命題趨勢 以陌生有機物的制備為載體綜合考查基本實驗操作是近幾年全國卷命題的主要形式 將定性實驗與定量實驗相結(jié)合 根據(jù)實驗目的設計簡單實驗方案 或?qū)σ延蟹桨高M行評價 將實驗基礎與實驗操作相結(jié)合 立足于綜合實驗能力的考查是明年高考命題的趨勢 1 常見氣體的制備原理和發(fā)生裝置 常見氣體的制備 知識梳理 暴沸 2na2o2 2h2o 4naoh o2 na2so3 h2so4 濃 na2so4 so2 h2o 3cu 8hno3 稀 3cu no3 2 2no 4h2o cu 4hno3 濃 cu no3 2 2no2 h2o 2 氣體的凈化 1 除雜試劑選擇的依據(jù) 制備氣體和雜質(zhì)氣體性質(zhì)上的差異 如溶解性等 如 酸性雜質(zhì)用堿性物質(zhì)吸收 堿性雜質(zhì)用酸性物質(zhì)吸收 氧化性雜質(zhì)用還原性物質(zhì)吸收 還原性雜質(zhì)用氧化性物質(zhì)吸收 易溶于水的物質(zhì)用水吸收 2 除雜原則 不損失主體氣體 不引入新的雜質(zhì)氣體 在密閉裝置內(nèi)進行 先除易除的氣體 3 除雜裝置 4 氣體凈化時應注意的事項 用洗氣瓶吸收雜質(zhì)時 氣流方向是長管進 短管出 用干燥管吸收雜質(zhì)時 氣流方向是大口進 小口出 用玻璃管或u形管吸收雜質(zhì)時 氣流方向可以任意選擇 當氣體中含有多種雜質(zhì)時 若采用洗氣裝置 通常是除雜在前 干燥在后 若用加熱裝置除雜時 通常是干燥在前 除雜在后 3 氣體的干燥 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 a 酸性干燥劑不能干燥 性氣體 b 堿性干燥劑不能干燥 性氣體 c 具有強氧化性的干燥劑不能干燥具有強 性的氣體 注 h2 co so2雖具確還原性 但可用濃硫酸干燥 堿 酸 還原 2 常用的干燥裝置及干燥劑的選用 h2 o2 co2 cl2 so2 h2 o2 nh3 nh3 hi nh3 cl2 hcl so2 4 氣體的收集 不溶于水 大 小 o2 h2 no c2h4 o2 co2 no2 cl2 hcl so2 nh3 h2 5 尾氣處理方法 1 對于極易溶于水的尾氣 如nh3 hcl hbr等 可采用防倒吸裝置 即在導氣管的出氣口處連接一倒置的漏斗與吸收劑液面接觸 吸收 2 對于溶解度不大的尾氣 如cl2 co2等 可直接將出氣管插入吸收劑液面中吸收 3 對于有毒且易燃的氣體 如co等 可在尾氣出口處放置一點燃的酒精燈 使co燃燒轉(zhuǎn)變?yōu)闊o毒的co2氣體 6 具有特殊作用的實驗改進裝置 1 防堵塞安全裝置 如圖所示 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 見恒壓式 為防止粉末或糊狀物堵塞導氣管 可將棉花團置于導管口處 見防阻式 和 2 液封裝置 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上一支小試管 見液封式 3 啟普發(fā)生器的拓展創(chuàng)新 1 制備同種氣體時 要注意原理不同選擇的裝置也不同 如制備氧氣 用高錳酸鉀分解 選固 固加熱裝置 用雙氧水在二氧化錳作用下分解 選擇固 液不加熱裝置 2 進行氣體制備時 不要忘記對裝置進行氣密性檢驗 檢驗時首先對裝置密封 如關閉活塞 塞緊瓶塞 把導管插入到水中進行水封等 3 排空氣法收集氣體時 除了考慮氣體的密度大小外 還要考慮是否與空氣反應 如no能被氧氣氧化 不能用排空氣法收集 易錯警示 互動思考 氣體由b進a出時可用作防倒吸裝置 氣體由a通入時可用于排水法收集no co等氣體 氣體由b通入時可用于排氣法收集h2 nh3 ch4等密度比空氣小的氣體 答案 1 2 3 2015 遼寧大連雙基測試 用如圖所示裝置制取表中的四種氣體 圖中加熱及氣體收集裝置均已略去 必要時可以加熱 a b c d表示相應儀器中加入的試劑 典例透析 解析 制備co2時不能用飽和碳酸鈉溶液吸收hcl 因為co2能與飽和碳酸鈉溶液反應 應用飽和碳酸氫鈉溶液吸收hcl a項錯誤 除去cl2中混有的hcl氣體不能用naoh溶液 因為cl2也能與naoh溶液反應 應用飽和食鹽水 b項錯誤 銅與稀硫酸不反應 不能用于制備so2 c項錯誤 答案 d 方法技巧 1 除雜試劑的選擇方法 易溶于水或能與水反應不生成其他氣體雜質(zhì)的用水吸收 如h2 hcl n2 nh3 no no2 括號內(nèi)為雜質(zhì)氣體 下同 可將混合氣體通過盛水的a裝置來除去 酸性雜質(zhì)用堿性吸收劑 堿性雜質(zhì)用酸性吸收劑來吸收 如co co2 可將混合氣體通過盛naoh溶液的a裝置 或盛堿石灰的b裝置或c裝置或d裝置來除去雜質(zhì) 還原性雜質(zhì) 可用氧化性較強的物質(zhì)作吸收劑來吸收或轉(zhuǎn)化 氧化性雜質(zhì) 可用還原性較強的物質(zhì)作吸收劑來吸收 例如co2 co 可將混合氣體通過盛灼熱cuo的e裝置來除去雜質(zhì) 選用能與氣體中的雜質(zhì)反應生成難溶性物質(zhì)或可溶性物質(zhì)的試劑作吸收劑來除去雜質(zhì) 如o2 h2s 可將混合氣體通過盛有cuso4溶液的a裝置除去雜質(zhì) 2 氣體制備實驗中應注意的6項安全問題 爆炸 可燃性氣體的點燃 不純氣體受熱 氣體導管堵塞導致 炸裂 玻璃儀器的驟冷驟熱 受熱不均等導致 暴沸 大火加熱液體 受熱液體沸點低等導致 倒吸 氣體在用液體吸收或與液態(tài)試劑反應時 由于極易溶解或反應導致 堵塞 生成的蒸氣易凝結(jié) 生成氣體的同時產(chǎn)生粉塵等導致 空氣污染 生成的氣體有毒 缺少尾氣處理措施或措施不當導致 跟蹤演練 解析 nh3不能用濃硫酸干燥 不能用向上排空氣法收集 a錯誤 用飽和nahco3溶液除去co2中混有的hcl氣體 co2能用向上排空氣法收集 b正確 no接觸氧氣會被氧化為no2 不能用排空氣法收集 c錯誤 naoh溶液會與no2反應 收集不到氣體 d錯誤 答案 b 解析 h2s nh3不能用濃h2so4干燥 cl2 no不能用水處理尾氣 答案 b 解析 苯的密度小于水 應在水的上層 故x不是苯 應該是ccl4 答案 c 氣體制備實驗應注意的問題 1 看藥品和裝置是部分給出還是有剩余 若藥品和裝置只部分給出 則應需要作必要的補充 若有剩余 則應進行篩選和淘汰 2 看題目條件有無特殊要求 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 確定操作步驟都做了限定 必須高度重視 3 注意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 容易被忽略 總結(jié)提升 4 明確藥品的名稱和儀器的規(guī)格 有些題目要求指出藥品的名稱 這類問題最難答準確 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 1 化學實驗方案設計的五項基本原則 化學實驗方案的設計 知識梳理 2 化學實驗設計的基本內(nèi)容 3 化學實驗方案設計的基本思路根據(jù)實驗目的和原理及所選用的藥品和儀器 設計合理的裝置 并且從幾種方案中分析選擇出最佳方案 4 化學實驗方案的設計步驟 1 明確目的 弄清原理 5 化學實驗方案設計的注意事項 1 實驗操作順序裝置選擇與連接 氣密性檢查 加固體藥品 加液體藥品 開始實驗 按程序 拆卸儀器 其他處理等 2 加熱操作先后順序的選擇若氣體制備實驗需加熱 應先加熱氣體發(fā)生裝置 通入氣體排出裝置中的空氣后 再給實驗中需要加熱的物質(zhì)加熱 目的是 防止爆炸 如氫氣還原氧化銅 保證產(chǎn)品純度 防止反應物或生成物與空氣中的物質(zhì)反應 熄滅酒精燈的順序則相反 3 實驗中試劑或產(chǎn)物防止變質(zhì)或損失 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 易揮發(fā)的液體產(chǎn)物要及時冷卻 易揮發(fā)的液體反應物 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 注意防止倒吸的問題 5 儀器藥品的準確描述 實驗中所用試劑名稱 如無水硫酸銅 cuso4 硫酸銅溶液 酸性高錳酸鉀溶液 澄清石灰水 飽和碳酸氫鈉溶液等 儀器名稱 如坩堝 研缽 100ml容量瓶 6 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 一般能畫出簡單的裝置圖即可 但要符合要求 例如形狀 比例等 1 實驗方案的設計對細節(jié)要求較高 往往在細節(jié)上失分 如實驗原理 儀器選擇 操作步驟 實驗現(xiàn)象的描述 實驗安全等方面 不全面 不準確是失分的重要方面 2 實驗設計不完整 也是實驗題失分的重要原因 如制備一些在空氣中易變質(zhì)的物質(zhì)時 在制備裝置后還要連接一防變質(zhì)裝置 3 補畫裝置圖的題目中 裝置圖畫得不準確也會失分 易錯警示 典例透析 1 寫出裝置a中發(fā)生反應的化學方程式 2 寫出試劑y的名稱 3 已知 通入一定量的氯氣后 測得d中只有一種常溫下為黃紅色的氣體 其為含氯氧化物 可以確定的是c中含氯元素的鹽只有一種 且含有nahco3 現(xiàn)對c成分進行猜想和探究 提出合理假設 假設1 存在兩種成分 nahco3和 假設2 存在三種成分 nahco3和 設計方案 進行實驗 請寫出實驗步驟以及預期現(xiàn)象和結(jié)論 可不填滿 限選實驗試劑和儀器 蒸餾水 稀hno3 bacl2溶液 澄清石灰水 agno3溶液 試管 小燒杯 方法技巧 性質(zhì)實驗方案的設計依據(jù) 1 證明酸性 ph試紙或酸堿指示劑 與碳酸鈉反應 與鋅等反應 2 證明弱酸性 證明存在電離平衡 測定對應鹽溶液的酸堿性 測量在稀釋前后的ph變化 3 證明氧化性 與還原劑反應現(xiàn)象明顯 4 證明還原性 與氧化劑反應現(xiàn)象明顯 5 證明為膠體分散系 丁達爾效應 6 證明有碳碳雙鍵 或三鍵 使溴水或酸性高錳酸鉀溶液褪色 7 比較金屬的活動性 與水反應 與酸反應 金屬間的置換反應 原電池原理 電解原理 最高價氧化物對應水化物的堿性 8 比較非金屬性的強弱 非金屬間的置換反應 與氫氣化合的難易 氣態(tài)氫化物穩(wěn)定性 最高價氧化物對應水化物的酸性 9 比較酸堿性 強酸或強堿制弱酸或弱堿 跟蹤演練 解析 a 由于硝酸有強的氧化性 會將so氧化為so 因此無論亞硫酸鈉試樣是否變質(zhì) 最終都會產(chǎn)生白色沉淀 不能用于檢驗物質(zhì)是否變質(zhì) a錯誤 b 檢驗某鹽是否為銨鹽應該利用鹽與堿共熱 觀察是否產(chǎn)生能使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍的氣體 而不能利用物質(zhì)的穩(wěn)定性 b錯誤 c hno3有強的氧化性 也會將nai氧化為i2 因此該方法不可行 c錯誤 d 硝酸鉀的溶解度受溫度的影響變化較大 而氯化鈉的溶解度受溫度的影響變化較小 因此除去氯化鈉晶體中少量硝酸鉀可以用重結(jié)晶的方法 d正確 答案選d 答案 d 1 測定硝酸的物質(zhì)的量反應結(jié)束后 從如圖裝置b中所得100ml溶液中取出25 00ml溶液 用0 1mol l 1的naoh溶液滴定 用酚酞作指示劑 滴定前后的滴定管中液面的位置如上圖所示 在b容器中生成硝酸的物質(zhì)的量為 mol 則ag與濃硝酸反應過程中生成的no2在標準狀況下的體積為 ml 選用如圖所示儀器組合一套可用來測定生成no體積的裝置 其合理的連接順序是 填各導管口編號 在測定no的體積時 若量筒中水的液面比集氣瓶的液面要低 此時應將量筒的位置 填 下降 或 升高 以保證量筒中的液面與集氣瓶中的液面持平 3 氣體成分分析若實驗測得no的體積為112 0ml 已折算到標準狀況 則ag與濃硝酸反應的過程中 填 有 或 沒有 no產(chǎn)生 作此判斷的依據(jù)是 解析 1 b容器中是二氧化氮和水反應生成硝酸和一氧化氮 100ml溶液中取出25 00ml溶液 用0 1mol l的naoh溶液滴定 用酚酞做指示劑 終點時 消耗氫氧化鈉溶液的體積為20 40ml 0 40ml 20 00ml 所以生成硝酸25 00ml溶液中含有0 02l 0 1mol l 0 002mol 則b容器中生成硝酸的物質(zhì)的量為0 008mol 由3no2 h2o 2hno3 no可知金屬與硝酸反應生成二氧化氮物質(zhì)的量為0 012mol 其體積為0 012 22 4 268 8ml 故答案為 0 008mol 268 8ml 2 一氧化氮氣體易被氧化生成二氧化氮對驗證產(chǎn)生干擾 ad相比a裝置利用氮氣可以把裝置中的空氣排凈 故答案選a 因為a裝置可以通過n2將裝置中的空氣排盡 防止no被空氣中o2氧化 用a進行銀和濃硝酸的反應 用水吸收生成的二氧化氮氣體 導氣管長進短出 可以用排水量氣法測定一氧化氮氣體的體積 排水集氣瓶導氣管應短進長出 連接順序為 123547 故答案為123547 讀數(shù)之前應保持內(nèi)外壓強相同 恢復到室溫下讀取量筒中液體的體積 故答案為 等液體冷卻到室溫 并使集氣瓶和量筒內(nèi)液面相平 3 實驗測得no的體積為112 0ml 已換算到標準狀況 依據(jù)上述計算得到銀和濃硝酸生成二氧化氮氣體物質(zhì)的量為0 012mol 依據(jù)3no2 h2o 2hno3 no 計算得到一氧化氮氣體物質(zhì)的量為0 004mol 標準狀況下體積為0 004mol 22 4l mol 0 0896l 89 6ml 112 0ml可知銀和硝酸反應生成一氧化氮氣體 故答案為 有 因為no2與水反應生成的no的體積小于收集到的no的體積 89 6 112 0 答案 1 0 008268 8 2 a因為a裝置可以通過n2將裝置中的空氣排盡 防止no被空氣中的o2氧化 123547 升高 3 有因為no2與水反應生成的no的體積小于收集到的no的體積 89 6 112 0 物質(zhì)性質(zhì)實驗題的解題策略和答題規(guī)范 1 解題策略性質(zhì)驗證型實驗題的關鍵是結(jié)合題目要求和所給的儀器 裝置以及所給的試劑 了解命題的意圖 一般思路是 總結(jié)提升 已給出試劑或裝置 儀器 的實驗 該類題目的關鍵是通讀全題 結(jié)合題意或元素化合物的性質(zhì) 弄清楚在某一儀器處發(fā)生的反應或該反應的現(xiàn)象 同時要理解設置的儀器或裝置的目的 這樣問題就能迎刃而解 已知反應或反應現(xiàn)象及儀器操作要求 該類題目的關鍵是根據(jù)題目的現(xiàn)象或操作要求等 通過所學元素化合物性質(zhì)或化學實驗的儀器使用和基本操作 確定此處缺少的試劑或缺少的裝置或儀器 2 答題規(guī)范注意回答問題時 一定要錘煉語言 使自己的語言描述準確 規(guī)范 避免 心里知道卻說不清 的現(xiàn)象 如對實驗的描述可按 操作 現(xiàn)象 結(jié)論 的順序組成語言 另外敘述要精確 表達要清楚 化學實驗方案的評價 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 在實際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 知識梳理 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(chǎn)過程中對人類健康和環(huán)境的危害 減少廢棄物的產(chǎn)生和排放 據(jù)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 原料利用率以及生成物質(zhì)的產(chǎn)率是否較高 4 實驗過程中是否造成環(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?？紤]的主要因素如下 1 凈化 吸收氣體及熄滅酒精燈時要防液體倒吸 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 氣體點燃先驗純等 3 防氧化 如h2還原cuo后要 先滅燈再停氫 4 防吸水 如實驗取用 制取易吸水 潮解 水解的物質(zhì)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(chǎn)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 也從防污染 防氧化 防倒吸 防爆炸 防泄