高考化學(xué)大一輪復(fù)習(xí) 第十單元 化學(xué)實驗基礎(chǔ) 10.3 物質(zhì)的制備、實驗方案的設(shè)計與評價課件 新人教版

1、-1-第3節(jié)物質(zhì)的制備、實驗方案的設(shè)計與評價-2-考綱要求:1.了解化學(xué)實驗是科學(xué)探究過程中的一種重要方法。2.掌握常見氣體的實驗室制法(包括所用試劑、反應(yīng)原理、儀器和收集方法)。3.根據(jù)化學(xué)實驗的目的和要求,能做到:(1)設(shè)計實驗方案;(2)正確選用實驗裝置;(3)掌握控制實驗條件的方法;(4)預(yù)測或描述實驗現(xiàn)象、分析或處理實驗數(shù)據(jù),得出合理結(jié)論;(5)評價或改進(jìn)實驗方案。-3-基礎(chǔ)梳理考點(diǎn)突破常見氣體的實驗室制法1.常見氣體的制備原理和發(fā)生裝置-4-基礎(chǔ)梳理考點(diǎn)突破-5-基礎(chǔ)梳理考點(diǎn)突破2.氣體的凈化和干燥(1)除雜試劑的選擇方法。-6-基礎(chǔ)梳理考點(diǎn)突破易溶于水或能與水反應(yīng)不生成其他氣體雜

2、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(qiáng)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(qiáng)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(yīng)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)。-7

3、-基礎(chǔ)梳理考點(diǎn)突破-8-基礎(chǔ)梳理考點(diǎn)突破-9-基礎(chǔ)梳理考點(diǎn)突破4.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(dǎo)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,可直接將導(dǎo)管插入吸收劑液面下吸收。(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(diǎn)燃的酒精燈,使CO燃燒轉(zhuǎn)變?yōu)闊o毒的CO2氣體。-10-基礎(chǔ)梳理考點(diǎn)突破自主鞏固自主鞏固(1)常見氣體的發(fā)生裝置。實驗室用Ca(OH)2和NH4Cl、濃氨水和NaOH固體分別制取氨氣可以選用裝置A、C。若用H2O2分解來制取氧氣,可以選用裝置C。實驗

4、室制取氯氣,可以選用裝置D。裝置B可以制備的常見氣體有CO2、H2(寫出兩種)。-11-基礎(chǔ)梳理考點(diǎn)突破(2)實驗室制取、收集干燥的以下6種氣體:CO2H2SNO2O2Cl2NH3如圖裝置可適用的氣體是;制取裝置不適用的是;干燥裝置不適用的是;收集裝置不適用的是。-12-基礎(chǔ)梳理考點(diǎn)突破做氣體的制備與性質(zhì)檢驗類實驗題要有清晰的解題思路,審清題意,明確實驗?zāi)康?結(jié)合制備氣體的性質(zhì),確定實驗原理,選擇合適的試劑及儀器。應(yīng)特別注意,同一種氣體可能有多種制法,如NH3、O2、Cl2等氣體的制備,制備原理不同反應(yīng)特點(diǎn)不同制備裝置不同。1.氣體制備實驗的基本思路實驗?zāi)康膶嶒炘硭幤愤x擇反應(yīng)裝置操作步驟注意

5、事項形成方案。-13-基礎(chǔ)梳理考點(diǎn)突破-14-基礎(chǔ)梳理考點(diǎn)突破例1(2016福建龍巖教學(xué)質(zhì)量檢查)FeCl2是一種常用的還原劑。有關(guān)數(shù)據(jù)如下:實驗室可以用多種方法來制備無水FeCl2?；卮鹣铝袉栴}:-15-基礎(chǔ)梳理考點(diǎn)突破.按如圖裝置用H2還原無水FeCl3制取FeCl2。(1)裝置C的作用是;E中盛放的試劑是;D中反應(yīng)的化學(xué)方程式為。(2)若溫度控制不當(dāng),產(chǎn)品中會含單質(zhì)鐵。檢驗產(chǎn)品中是否含鐵的方案是。-16-基礎(chǔ)梳理考點(diǎn)突破.按下圖裝置,在三頸燒瓶中放入162.5g無水氯化鐵和225g氯苯,控制反應(yīng)溫度在128139加熱3h,反應(yīng)程度接近100%。冷卻,分離提純得到的粗產(chǎn)品。反應(yīng)如下:-17

6、-基礎(chǔ)梳理考點(diǎn)突破(3)該制取反應(yīng)中,作還原劑的是。(4)反應(yīng)溫度接近或超過C6H5Cl的沸點(diǎn),但實驗過程中C6H5Cl并不會大量損失。原因是。(5)冷卻實驗裝置,將三頸瓶內(nèi)物質(zhì)經(jīng)過過濾、洗滌、干燥后,將得到粗產(chǎn)品。洗滌所用的試劑可以是;回收濾液中C6H5Cl的方案是。(6)僅通過燒杯中的現(xiàn)象變化就可以監(jiān)控氯化鐵的轉(zhuǎn)化率。若要監(jiān)控氯化鐵轉(zhuǎn)化率達(dá)到或超過90%,則燒杯中加入的試劑可以是。-18-基礎(chǔ)梳理考點(diǎn)突破答案:(1)干燥氫氣堿石灰H2+2FeCl32FeCl2+2HCl(2)取樣,加入鹽酸中,觀察是否有氣泡產(chǎn)生(3)C6H5Cl(4)實驗使用了冷凝回流裝置(5)苯蒸餾濾液,并收集132時的

7、餾分(6)滴有酚酞且含18gNaOH的溶液-19-基礎(chǔ)梳理考點(diǎn)突破解析:(1)用H2還原無水FeCl3制取無水FeCl2,則A裝置用來制取氫氣,由于無水FeCl2易吸水,所以裝置C用來干燥氫氣;E中盛放的試劑用來吸收空氣中的水蒸氣,應(yīng)為堿石灰,D中發(fā)生H2還原無水FeCl3的反應(yīng),化學(xué)方程式為H2+2FeCl32FeCl2+2HCl。(2)檢驗產(chǎn)品中是否含鐵的方案是取樣加入鹽酸中,觀察是否有氣泡產(chǎn)生,若產(chǎn)生氣泡,則含鐵,反之不含鐵。(3)該反應(yīng)中,C6H5Cl中碳元素化合價升高,失電子,作還原劑。(4)由于實驗裝置中使用了冷凝回流裝置,所以反應(yīng)溫度接近或超過C6H5Cl的沸點(diǎn),在實驗過程中C6

8、H5Cl并不會大量損失。(5)C6H5Cl、C6H4Cl2易溶于苯,而FeCl2不易溶于苯,所以洗滌所用的試劑可以是苯。C6H5Cl、C6H4Cl2的沸點(diǎn)不同,所以回收濾液中C6H5Cl的方案是蒸餾濾液,并收集132時的餾分。-20-基礎(chǔ)梳理考點(diǎn)突破(6)162.5g無水氯化鐵的物質(zhì)的量是1mol,若轉(zhuǎn)化率達(dá)到90%,會生成氯化氫0.45mol,若僅通過燒杯中的現(xiàn)象變化就可以監(jiān)控氯化鐵的轉(zhuǎn)化率,可以根據(jù)鹽酸和滴有酚酞的堿液反應(yīng),觀察紅色褪去的程度;0.45molHCl需消耗18gNaOH,所以燒杯中加入的試劑可以是滴有酚酞且含18gNaOH的溶液。-21-基礎(chǔ)梳理考點(diǎn)突破歸納總結(jié) 常見改進(jìn)的尾

9、氣吸收裝置 -22-基礎(chǔ)梳理考點(diǎn)突破跟蹤訓(xùn)練跟蹤訓(xùn)練1.(2016河南八市重點(diǎn)高中質(zhì)監(jiān))利用如圖裝置進(jìn)行實驗,在試管丁中收集到Cl2,則儀器甲、乙、丙中盛有的試劑分別是()C-23-基礎(chǔ)梳理考點(diǎn)突破解析:濃鹽酸與MnO2反應(yīng)制取氯氣,需要進(jìn)行加熱,而該裝置無酒精燈,A、B項錯誤;常溫下,濃鹽酸與KMnO4反應(yīng)可制取氯氣,飽和食鹽水可除去氯氣中混有的HCl,C正確;稀鹽酸還原性差,與KMnO4反應(yīng)制取氯氣的效果很差,D錯誤。-24-基礎(chǔ)梳理考點(diǎn)突破2.(2016河南鄭州第一次質(zhì)量預(yù)測)高鐵酸鉀(K2FeO4)是一種理想的綠色高效水處理劑。某學(xué)習(xí)小組用如圖所示裝置(夾持儀器已略去)制備KClO溶液

10、,并通過KClO溶液與Fe(NO3)3溶液的反應(yīng)制備K2FeO4。查閱資料知K2FeO4的部分性質(zhì)如下:可溶于水、微溶于濃KOH溶液;在05、強(qiáng)堿性溶液中比較穩(wěn)定;在Fe3+和Fe(OH)3催化作用下發(fā)生分解;在酸性至弱堿性條件下,能與水反應(yīng)生成Fe(OH)3和O2。-25-基礎(chǔ)梳理考點(diǎn)突破請回答下列問題:(1)儀器C和D中都盛有KOH溶液,其中C中KOH溶液的用途是。(2)Cl2與KOH的濃溶液在較高溫度下反應(yīng)生成KClO3。為保證反應(yīng)生成KClO,在不改變KOH溶液濃度的前提下,需要將反應(yīng)控制在05下進(jìn)行,實驗中可以采取的措施是。(3)在攪拌下,將Fe(NO3)3飽和溶液緩慢滴加到含KOH

11、的KClO飽和溶液中即可制取K2FeO4,寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式:;該操作不能將KClO飽和溶液滴加到Fe(NO3)3飽和溶液中,其原因是。-26-基礎(chǔ)梳理考點(diǎn)突破(4)制得的粗產(chǎn)品中含有Fe(OH)3、KCl等雜質(zhì)。一種提純方案是:將一定量的K2FeO4粗產(chǎn)品溶于冷的3molL-1KOH溶液中,用砂芯漏斗過濾,將濾液置于冰水浴中,向濾液中加入飽和KOH溶液,攪拌、靜置,再用砂芯漏斗過濾,晶體用適量乙醇洗滌23次后,在真空干燥箱中干燥。第一次和第二次過濾得到的固體分別對應(yīng)的是、(填化學(xué)式),過濾時不用普通漏斗而采用砂芯漏斗的原因是。晶體用乙醇洗滌的原因是。-27-基礎(chǔ)梳理考點(diǎn)突破答案:(1)和

12、氯氣反應(yīng)制備KClO(2)裝置C加冰水浴冷卻(3)2Fe(NO3)3+3KClO+10KOH=2K2FeO4+3KCl+6KNO3+5H2O生成的K2FeO4在Fe3+催化作用下會發(fā)生分解(4)Fe(OH)3K2FeO4濾紙在強(qiáng)堿條件下易被腐蝕乙醇揮發(fā)時帶走水分,防止K2FeO4與水發(fā)生反應(yīng)-28-基礎(chǔ)梳理考點(diǎn)突破解析:(1)裝置A中KMnO4與濃鹽酸反應(yīng)制取Cl2,裝置B中飽和食鹽水用于除去Cl2中混有的HCl,裝置C中KOH溶液用于吸收Cl2制取KClO,裝置D中KOH溶液用于吸收尾氣,防止污染環(huán)境。(2)Cl2與KOH的濃溶液在較高溫度下反應(yīng)生成KClO3,在不改變KOH濃度的前提下,可

13、采用冰水浴來控制反應(yīng)溫度,防止生成KClO3。(3)在KOH溶液中,Fe(NO3)3溶液與KClO溶液反應(yīng)制取K2FeO4,鐵元素由+3價升高到+6價,根據(jù)氧化還原反應(yīng)規(guī)律推知,KClO中+1價氯元素價態(tài)降低至-1價,即生成Cl-,化學(xué)方程式為2Fe(NO3)3+3KClO+10KOH=2K2FeO4+3KCl+6KNO3+5H2O。K2FeO4在Fe3+催化作用下發(fā)生分解,若將KClO飽和溶液滴加到Fe(NO3)3溶液中,由于Fe3+過量,生成的K2FeO4易發(fā)生分解。-29-基礎(chǔ)梳理考點(diǎn)突破(4)K2FeO4粗產(chǎn)品中含有Fe(OH)3、KCl等雜質(zhì),而Fe(OH)3難溶于水,故第一次用砂芯

14、漏斗過濾,得到的固體為Fe(OH)3;K2FeO4微溶于濃KOH溶液,故第二次用砂芯漏斗過濾,得到的固體為K2FeO4。K2FeO4可溶于水,在酸性至弱堿性條件下,能與水反應(yīng)生成Fe(OH)3和O2,用乙醇洗滌可降低K2FeO4的溶解,并防止K2FeO4與水發(fā)生反應(yīng)。-30-基礎(chǔ)梳理考點(diǎn)突破實驗方案的設(shè)計與評價1.常見實驗方案的設(shè)計依據(jù)(1)證明酸性:pH試紙或酸堿指示劑;與碳酸鈉反應(yīng);與鋅等反應(yīng)。(2)證明弱酸性:證明酸在溶液中存在電離平衡;測定對應(yīng)鹽溶液的酸堿性;測量稀釋前后酸溶液的pH的變化。(3)證明氧化性:與還原劑反應(yīng)現(xiàn)象明顯。(4)證明還原性:與氧化劑反應(yīng)現(xiàn)象明顯。(5)證明為膠體

15、分散系:丁達(dá)爾效應(yīng)。(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(yīng);與酸反應(yīng);金屬間的置換反應(yīng);原電池原理;電解池原理;最高價氧化物對應(yīng)水化物的堿性。-31-基礎(chǔ)梳理考點(diǎn)突破(8)比較非金屬性的強(qiáng)弱:非金屬間的置換反應(yīng);與氫氣化合的難易;氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性;最高價氧化物對應(yīng)水化物的酸性。(9)比較酸堿性:強(qiáng)酸或強(qiáng)堿制弱酸或弱堿。-32-基礎(chǔ)梳理考點(diǎn)突破-33-基礎(chǔ)梳理考點(diǎn)突破-34-基礎(chǔ)梳理考點(diǎn)突破3.實驗方案評價題的解題要點(diǎn)(1)理論上要科學(xué)。(2)操作上要簡單可行。(3)原料用量要節(jié)約。(4)要環(huán)保,符合綠色化學(xué)原則。-35-基礎(chǔ)梳理考點(diǎn)突破

16、4.實驗評價題的常見考查角度(1)可行性方面。分析實驗方案是否科學(xué)可行;實驗操作是否安全合理;實驗步驟是否簡單方便;實驗效果是否明顯。(2)綠色化學(xué)方面。實驗過程中是否造成環(huán)境污染;原料是否無毒、安全、易得;原料利用率是否較高;反應(yīng)速率是否較快。(3)安全性方面?；瘜W(xué)實驗從安全角度常考慮的主要因素如下:凈化、吸收氣體及熄滅酒精燈時要防止液體倒吸;進(jìn)行某些易燃易爆實驗時要防爆炸;防氧化;污染性的氣體要進(jìn)行尾氣處理;有粉末狀態(tài)物質(zhì)參加的反應(yīng),要注意防止導(dǎo)氣管堵塞;防吸水。-36-基礎(chǔ)梳理考點(diǎn)突破(4)規(guī)范性方面。冷凝回流:有些反應(yīng)中,為減少易揮發(fā)液體反應(yīng)物的損耗和充分利用原料,需在反應(yīng)裝置上加裝冷

17、凝回流裝置,如長玻璃管、豎裝的干燥管及冷凝管等;易揮發(fā)液體產(chǎn)物(導(dǎo)出時可為蒸氣)的及時冷卻;儀器拆卸與組裝順序相反,按照從右向左,從高到低的順序;其他,如實驗操作順序、試劑加入順序、實驗方法使用順序等。(5)最佳方案的選擇。幾個實驗方案都能達(dá)到目的,選出一個最佳方案。所謂最佳,就是裝置最簡單,藥品容易取得、價格低廉,現(xiàn)象明顯,干擾小,無污染。-37-基礎(chǔ)梳理考點(diǎn)突破自主鞏固自主鞏固判斷正誤,正確的畫“”,錯誤的畫“”。(1)將KI和FeCl3溶液在試管中混合后,加入CCl4,振蕩,靜置,下層溶液顯紫紅色,證明氧化性:Fe3+I2()(2)將濃(NH4)2SO4、CuSO4溶液分別加入蛋白質(zhì)溶液

18、,都出現(xiàn)沉淀,表明二者均可使蛋白質(zhì)變性 ()(3)分別加熱Na2CO3和NaHCO3固體,試管內(nèi)壁都有水珠,說明兩種物質(zhì)均受熱分解 ()(4)向AgCl懸濁液中加入NaI溶液時出現(xiàn)黃色沉淀,則Ksp(AgCl)CSi,A合理;碘在CCl4中的溶解度比在水中大,故可用四氯化碳萃取碘水中的碘,溶液分層后再分液分離,B合理;銅和稀硝酸反應(yīng)生成NO,NO不溶于水,可用排水法收集,C合理;過氧化鈉和水制取氧氣時不能用帶孔的隔板,過氧化鈉顆粒較小,不能放在帶孔隔板上,D不合理,選D。 答案解析關(guān)閉D-68-123454.(2016福建廈門模擬)利用反應(yīng)I2(s)+Cl2(g)=2ICl(l),實驗室可用如

19、圖所示裝置(加熱、夾持儀器已略去)制取少量ICl。-69-12345已知:ICl的熔點(diǎn)為13.9,沸點(diǎn)為97.4,易水解,且能發(fā)生反應(yīng)ICl(l)+Cl2(g)=ICl3(l)。ICl3的熔點(diǎn)33,沸點(diǎn)77。(1)裝置A中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是。(2)裝置B的作用是。不能用裝置F代替裝置E,理由是。(3)所制得的ICl中溶有少量ICl3雜質(zhì),提純的方法是(填字母編號)。A.過濾 B.蒸發(fā)結(jié)晶C.蒸餾 D.分液答案:(1)MnO2+4HCl(濃)MnCl2+Cl2+2H2O(2)除去氯氣中的氯化氫雜質(zhì)裝置F中的水蒸氣會進(jìn)入裝置D中,使ICl水解(其他合理答案也可)(3)C-70-12345解析:(1)裝置A用于制Cl2,反應(yīng)的化學(xué)方程式為MnO2+4HCl(濃)MnCl2+2H2O+Cl2。(2)濃鹽酸具有揮發(fā)性,制得的Cl2中含有HCl、H2O雜質(zhì)氣體,應(yīng)在與碘反應(yīng)前將雜質(zhì)除去。(3)根據(jù)二者沸點(diǎn)的差別,可以用蒸餾的方法除去ICl中溶有的少量ICl3雜質(zhì)。-71-123455.(2016四川理綜,9)CuCl廣泛應(yīng)用于化工和印染等行業(yè)。某研究性學(xué)習(xí)小組擬熱分解CuCl22H2O制備CuCl,并進(jìn)行相關(guān)探究。-72-12345請回答下列問題:(1