廣東版高考化學(xué)總復(fù)習(xí)專題十八物質(zhì)的制備與性質(zhì)探究化學(xué)實驗方案的設(shè)計與評價（講解練）教學(xué)講練

1、專題十八物質(zhì)的制備與性質(zhì)探究化學(xué)實驗方案的設(shè)計與評價高考化學(xué) 廣東專用考點清單考點一物質(zhì)的制備與合成一、氣體物質(zhì)的制備1.氣體物質(zhì)制備的一般流程反應(yīng)類型發(fā)生裝置圖適用氣體操作注意事項固體加熱型O2、NH3等試管要干燥試管口略低于試管底加熱時先均勻加熱再局部加熱固、液加熱型或液、液加熱型Cl2、HCl等燒瓶加熱時要隔石棉網(wǎng)反應(yīng)物均為液體時,燒瓶內(nèi)要加碎瓷片或沸石2.氣體的制備(1)氣體發(fā)生裝置的選擇固、液不加熱型或液、液不加熱型H2、CO2、NO、NO2等使用長頸漏斗時,要將漏斗下端插入液面以下啟普發(fā)生器只適用于常溫下難溶性的塊狀固體和液體的反應(yīng),且生成的氣體不溶于水使用分液漏斗既可以增強氣密性

2、,又可控制液體流速(2)氣體凈化裝置的選擇易溶于水或與水反應(yīng)不生成其他雜質(zhì)的氣體雜質(zhì)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來除去雜質(zhì)氣體。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或盛堿石灰的b或c或d來除去雜質(zhì)。還原性雜質(zhì)可用氧化性較強的物質(zhì)來吸收或轉(zhuǎn)化;氧化性雜質(zhì)可用還原性較強的物質(zhì)來吸收或轉(zhuǎn)化。例如CO2(CO),可將混合氣體通過盛灼熱CuO的e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

3、氣體通過CuSO4溶液除去雜質(zhì)。(3)氣體干燥裝置的選擇常用干燥裝置洗氣瓶干燥管(或U形管)常用干燥劑濃硫酸(酸性、強氧化性)無水氯化鈣(中性)堿石灰(堿性)不可干燥的氣體NH3、HBr、HI、H2S等NH3Cl2、SO2、CO2、NO2、HBr等(4)尾氣處理裝置的選擇a用于吸收溶解或反應(yīng)速率不是很快的氣體,如用NaOH溶液吸收Cl2、CO2等。b用于收集少量氣體。c、d用于吸收極易溶且溶解很快的氣體,如HCl、HBr、NH3等;其中d吸收量少。e用于處理難以吸收的可燃性氣體,如H2、CO等。有機物制取的綜合實驗,重點考查物質(zhì)分離中的蒸餾、分液操作,反應(yīng)條件的控制,產(chǎn)率的計算等問題。(1)熟

4、悉有機物制取中的典型裝置圖二、有機物的制備蒸餾裝置(2)條件控制:試劑加入順序;溫度控制:主要考慮副反應(yīng)、改變反應(yīng)速率等。(3)產(chǎn)率計算公式:產(chǎn)率=100%。反應(yīng)裝置考點二物質(zhì)的性質(zhì)探究探究物質(zhì)組成、性質(zhì)的實驗方案設(shè)計模型觀察物質(zhì)的外觀預(yù)測物質(zhì)的性質(zhì)實驗和觀察解釋及結(jié)論。圖示如下:(1)驗證性實驗方案的設(shè)計物質(zhì)性質(zhì)推測實驗驗證結(jié)論。圖示如下:(2)探究性實驗方案的設(shè)計探究性實驗方案的設(shè)計,可以按照以下步驟進行:考點三化學(xué)實驗方案的設(shè)計與評價一、實驗方案的設(shè)計1.一個相對完整的化學(xué)實驗方案一般應(yīng)包括的內(nèi)容有:實驗名稱、實驗?zāi)康摹嶒炘?、實驗用品和實驗步驟、實驗現(xiàn)象記錄及結(jié)果處理、問題和討論等。

5、2.實驗方案設(shè)計的基本要求(1)科學(xué)性:科學(xué)性是指實驗原理、實驗操作程序和方法必須正確。(2)安全性:實驗設(shè)計時應(yīng)盡量避免使用有毒藥品和進行具有一定危險性的實驗操作。(3)可行性:實驗設(shè)計應(yīng)切實可行,所選用的化學(xué)藥品、儀器、設(shè)備和方法等在中學(xué)現(xiàn)有的實驗條件下能夠得到滿足。(4)簡約性:實驗設(shè)計應(yīng)盡可能簡單易行,應(yīng)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(nèi)完成實驗。3.制備實驗方案的設(shè)計制備實驗方案的設(shè)計,對鞏固元素及其化合物知識和掌握好各類物質(zhì)之間的相互轉(zhuǎn)化關(guān)系,全面訓(xùn)練實驗技能,培養(yǎng)分析問題和解決問題的能力是有益的。制備實驗方案的設(shè)計,應(yīng)遵循以下原則:a.條件合適,操

6、作方便;b.原理正確,步驟簡單;c.原料豐富,價格低廉;d.產(chǎn)物純凈,污染物少。即從多種路線中選出一種最佳的制備途徑,合理地選擇化學(xué)儀器與藥品,設(shè)計合理的實驗裝置和實驗操作步驟。4.性質(zhì)實驗方案的設(shè)計(1)探索性性質(zhì)實驗方案的設(shè)計分析物質(zhì)結(jié)構(gòu)特點或從所屬類型的典型代表物去推測該物質(zhì)可能具有的一系列性質(zhì),而后據(jù)此分別設(shè)計出合理的實驗方案,去探索它可能具有的性質(zhì)。(2)驗證性性質(zhì)實驗方案的設(shè)計對物質(zhì)具備的性質(zhì)去求證,關(guān)鍵是設(shè)計出簡捷的實驗方案,操作簡單,現(xiàn)象明顯,安全可行。(3)研究物質(zhì)性質(zhì)的基本方法和程序研究物質(zhì)性質(zhì)的基本方法:觀察法、實驗法、分類法、比較法等。研究物質(zhì)性質(zhì)的基本程序:觀察外觀預(yù)

7、測物質(zhì)性質(zhì)實驗和觀察解釋及結(jié)論。二、實驗方案的評價1.實驗方案的評價角度對幾個實驗方案進行評價,主要嚴(yán)密與不嚴(yán)密、準(zhǔn)確與不準(zhǔn)確、可行與不可行等方面進行判斷。另外有無干擾、是否經(jīng)濟、是否安全、有無污染等也是要考慮的。(1)可行性方面1)實驗方案是否科學(xué)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)實驗現(xiàn)象是否明顯。(2)綠色化學(xué)方面1)實驗過程中是否造成環(huán)境污染;2)原料是否無毒、安全、易得;3)原料利用率是否較高;4)反應(yīng)速率是否較快。(3)從安全性方面對實驗方案進行評價化學(xué)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前要防止液體倒吸;2)進行某些易燃易爆

8、實驗時要防爆炸(如H2還原CuO應(yīng)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)污染性的氣體要進行尾氣處理;有粉末狀物質(zhì)參加的反應(yīng),要注意防止導(dǎo)氣管堵塞。(4)從規(guī)范性方面1)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)裝置上加裝冷凝回流裝置,如長玻璃管、豎直安裝的冷凝管等);2)易揮發(fā)液體產(chǎn)物(導(dǎo)出時可為蒸氣)的及時冷卻;3)儀器拆卸與組裝順序相反,按照從右向左,從高到低的順序;4)要注意防吸水(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(dá)到實驗?zāi)康?;5)其他(如實驗操作順

9、序、試劑加入順序等)。(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。2.物質(zhì)制備實驗方案的評價(1)從實驗方案可行性角度評價只有合理且切實可行的實驗方案才有意義。可行性是方案的第一要素,評價方案時應(yīng)注意從實驗原理和操作兩個方面分析:理論上要科學(xué)合理;操作上要簡單可行。(2)從經(jīng)濟效益角度評價評價一種實驗方案,不僅要從科學(xué)性上判斷是否可行,還要從經(jīng)濟效益上考慮是否切合實際。(3)從環(huán)保角度評價防止污染的根本途徑在于控制“三廢”的排放,在對實驗方案進行評價時,不可忽視環(huán)境保護的重要性。(4)從“安全性”方

10、面對實驗方案做出評價化學(xué)實驗安全通常要考慮氣密性檢查、氣體純度檢驗、加熱的順序、防倒吸、有毒氣體的吸收處理等問題。3.性質(zhì)探究實驗方案的評價(1)對實驗用品選擇的評價包括儀器的選擇、藥品的選擇、連接方式的選擇等。儀器的選擇包括發(fā)生裝置(幾種基本類型)、凈化裝置(除雜質(zhì)的試劑與順序)、反應(yīng)裝置、收集裝置、尾氣處理裝置等的選擇;藥品的選擇包括種類、濃度、物質(zhì)狀態(tài)等的選擇;連接方式的選擇包括儀器連接的先后順序、導(dǎo)管接口的連接方式等的選擇。(2)對不同實驗方案的評價對幾個實驗方案的可行與不可行、嚴(yán)密與不嚴(yán)密、準(zhǔn)確與不準(zhǔn)確作出判斷。要考慮是否合理、有無干擾現(xiàn)象、經(jīng)濟上是否合算和對環(huán)境有無污染等。(3)最

11、佳方案的選用幾個實驗方案都能達(dá)到目的,應(yīng)分析各方案的優(yōu)劣并選出其中最佳的一個。所謂最佳,無非是裝置最簡單、藥品容易取得且價格低廉、原料利用率高、現(xiàn)象明顯、無干擾物質(zhì)以及無污染等。知能拓展壓強差原理在化學(xué)實驗中的應(yīng)用一、檢查裝置的氣密性裝置氣密性的檢查是先將裝置構(gòu)建成一個密封系統(tǒng),再采取一定的措施造成裝置內(nèi)外形成壓強差,通過觀察導(dǎo)氣管口是否有氣泡冒出、是否有一段水柱形成等現(xiàn)象來判斷裝置的氣密性是否良好。二、防倒吸在進行混合氣體的洗氣操作、有毒有害氣體的尾氣吸收時,若用液體試劑進行吸收,部分氣體可能溶解度較大,造成裝置系統(tǒng)內(nèi)壓強降低,容易發(fā)生倒吸的現(xiàn)象,此時需要對尾氣處理裝置加以改進,從而起到防止

12、倒吸的作用。三、防堵塞這是一類防止氣體制備過程中,因裝置堵塞或氣體產(chǎn)生速率太快而造成單位體積內(nèi)氣體分子數(shù)增多,內(nèi)壓增大造成危險而改進的裝置。裝置改進的目的就是消除壓強差。四、噴泉實驗及其衍生應(yīng)用噴泉現(xiàn)象是指極易溶于水或易發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的一類氣體被水吸收或與試劑發(fā)生反應(yīng),導(dǎo)致氣體分子數(shù)迅速減小造成壓強降低,大氣壓擠壓液體形成噴泉。噴泉實驗的衍生應(yīng)用:利用反應(yīng)過程中產(chǎn)生氣體,與大氣壓形成壓強差,裝置內(nèi)壓大于大氣壓,達(dá)到實驗過程中溶液定向遷移的目的。例(2019廣州佛山一模,26)葡萄糖酸亞鐵(C6H11O7)2Fe是常用的補鐵劑,易溶于水,幾乎不溶于乙醇。用下圖裝置制備FeCO3,并利用FeCO3與

13、葡萄糖酸反應(yīng)可得葡萄糖酸亞鐵?；卮鹣铝袉栴}: (1)a的名稱為。(2)打開K1、K3,關(guān)閉K2,一段時間后,關(guān)閉K3,打開K2。在(填儀器標(biāo)號)中制得碳酸亞鐵。實驗過程中產(chǎn)生的H2作用有、。(寫2條)(3)將制得的碳酸亞鐵濁液過濾、洗滌。如過濾時間過長會發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品部分變?yōu)榧t褐色。用化學(xué)方程式說明原因:。(4)將葡萄糖酸與碳酸亞鐵混合,加入乙醇、過濾、洗滌、干燥。加入乙醇的目的是。(5)用NaHCO3溶液代替Na2CO3溶液制備碳酸亞鐵,同時有氣體產(chǎn)生,離子方程式為 ,此法產(chǎn)品純度更高,原因是。解題導(dǎo)引利用本裝置制備FeCO3的反應(yīng)過程為:打開K1和K3、關(guān)閉K2,使稀硫酸與鐵屑反應(yīng)制備FeSO4

14、,由于該反應(yīng)產(chǎn)生H2,產(chǎn)生的H2可將裝置內(nèi)的空氣排出,達(dá)到防止Fe2+被氧化的目的。隨后關(guān)閉K3,打開K2,燒瓶中繼續(xù)產(chǎn)生H2,待燒瓶內(nèi)氣壓足夠大時,H2將FeSO4溶液壓入c中,與Na2CO3溶液反應(yīng)生成FeCO3。解析(1)根據(jù)圖示可知,a為恒壓滴液漏斗;(2)Fe與稀硫酸反應(yīng)制備硫酸亞鐵,利用反應(yīng)生成的氫氣排盡裝置中的空氣,故先打開K1、K3,關(guān)閉K2,此時在b中制備硫酸亞鐵;一段時間后,關(guān)閉K3,打開K2,利用生成的氫氣使燒瓶中氣壓增大,將硫酸亞鐵溶液壓入三頸燒瓶c中,發(fā)生的反應(yīng)為FeSO4+Na2CO3 FeCO3+Na2SO4,因此碳酸亞鐵在c中生成;(3)FeCO3在空氣中容易被

15、氧化生成氫氧化鐵,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為4FeCO3+6H2O+O2 4Fe(OH)3+4CO2;(4)葡萄糖酸亞鐵易溶于水,幾乎不溶于乙醇,加入乙醇可降低葡萄糖酸亞鐵在水中的溶解度,從而提高產(chǎn)率;(5)FeSO4溶液與NaHCO3溶液反應(yīng)生成FeCO3、CO2和H2O,該反應(yīng)的離子方程式為Fe2+2HC FeCO3+CO2+H2O,該反應(yīng)使溶液的pH減小,且NaHCO3的水解程度小于Na2CO3,從而避免生成氫氧化亞鐵。答案(1)恒壓滴液漏斗(2)c排出裝置內(nèi)空氣,防止生成的FeCO3被氧化將b中溶液壓入c中(3)4FeCO3+6H2O+O2 4Fe(OH)3+4CO2(4)降低葡萄糖酸亞鐵在

16、水中的溶解度(5)Fe2+2HC FeCO3+CO2+H2O降低溶液的pH,以免產(chǎn)生氫氧化亞鐵實踐探究綜合實驗設(shè)計題的解題思路1.巧審題,明確實驗的目的和原理。實驗原理是解答實驗題的核心,是實驗設(shè)計的依據(jù)和起點。實驗原理可從題給的化學(xué)情景(或題目所給實驗?zāi)康?結(jié)合元素化合物的有關(guān)知識獲取。在此基礎(chǔ)上,遵循科學(xué)性、簡捷性、安全性的原則,確定符合實驗?zāi)康?、要求的方案?.想過程,理清實驗操作的先后順序。根據(jù)實驗原理所確定的實驗方案中的實驗過程,明確實驗操作的方法步驟,把握各步實驗操作的重點,理清實驗操作的先后順序。(1)明確目的、原理首先必須認(rèn)真審題,明確實驗的目的要求,弄清題目有哪些新的信息,綜

17、合已學(xué)過的知識,進行類比、遷移、分析,從而明確實驗原理。(2)選擇儀器、藥品根據(jù)實驗的目的和原理,以及反應(yīng)物和生成物的性質(zhì)、反應(yīng)條件,如反應(yīng)物和生成物的狀態(tài)、能否腐蝕儀器、反應(yīng)是否需要加熱及溫度是否需要控制在一定的范圍內(nèi)等,從而選擇合理的化學(xué)儀器和藥品。(3)設(shè)計裝置、步驟根據(jù)實驗?zāi)康暮驮?以及所選用的儀器和藥品,設(shè)計出合理的實驗裝置和實驗操作步驟。學(xué)生應(yīng)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(yīng)既完整又簡明。(4)記錄現(xiàn)象、數(shù)據(jù)根據(jù)觀察,全面而準(zhǔn)確地記錄實驗過程中的現(xiàn)象和數(shù)據(jù)。(5)分析得出結(jié)論根據(jù)實驗觀察到的現(xiàn)象和記錄的數(shù)據(jù),通過分析、計算、圖表、推理等方法,得出正確的結(jié)論。3

18、.看準(zhǔn)圖,分析各項實驗裝置的作用。有許多綜合實驗題圖文結(jié)合,思考容量大。在分析解答過程中,要認(rèn)真細(xì)致地分析圖中所示的各裝置,并結(jié)合實驗?zāi)康暮驮?確定它們在該實驗中的作用。4.細(xì)分析,得出正確的實驗結(jié)論。實驗現(xiàn)象(或數(shù)據(jù))是化學(xué)原理的外在表現(xiàn)。在分析實驗現(xiàn)象(或數(shù)據(jù))的過程中,要善于找出影響實驗成敗的關(guān)鍵以及產(chǎn)生誤差的原因,或從有關(guān)數(shù)據(jù)中歸納出定量公式,繪制變化曲線等。(1)思考問題的順序圍繞主要問題思考。如選擇適當(dāng)?shù)膶嶒灺肪€、方法,所用藥品、儀器簡單,實驗過程快速、安全,實驗現(xiàn)象明顯。思考有關(guān)物質(zhì)的制備、凈化、吸收和存放等問題。如制取在空氣中易水解的物質(zhì)(如Al2S3、AlCl3、Mg3N2

19、等)及易受潮的物質(zhì)時,往往在裝置末端接一個干燥裝置,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(lián)系。如涉及氣體的制取和處理,對這類實驗的操作程序及裝置的連接順序大體可概括為發(fā)生除雜質(zhì)干燥主體實驗尾氣處理。(2)儀器連接的順序所用儀器是否恰當(dāng),所給儀器是全用還是選用。儀器是否齊全。如制有毒氣體及涉及有毒氣體的實驗是否有尾氣的處理裝置。安裝順序是否合理。如氣體凈化裝置中不應(yīng)干燥后又經(jīng)水溶液洗氣。儀器間連接順序是否正確。如洗氣時“進氣管長,出氣管短”;干燥管除雜質(zhì)時“大口進,小口出”等。(3)實驗操作的順序連接儀器。檢查氣密性。在整套儀器連接完畢后,應(yīng)先檢

20、查裝置的氣密性,檢查氣密性的方法要依裝置而定。裝藥品,進行實驗操作。例(2019北京人大附中測試,26)草酸是一種常用的還原劑,某校高三化學(xué)小組探究草酸被氧化的速率問題。(1)H2C2O4是二元弱酸,寫出H2C2O4溶于水的電離方程式:。(2)實驗試管a中KMnO4最終被還原為Mn2+,該反應(yīng)的離子方程式:。(3)瑛瑛和超超查閱資料,實驗試管c中H2C2O4與K2Cr2O7溶液反應(yīng)需數(shù)月時間才能完成,但加入MnO2可促進H2C2O4與K2Cr2O7的反應(yīng)。依據(jù)此資料,吉吉和昊昊設(shè)計如下實驗證實了這一點。實驗的目的是:。(4)睿睿和萌萌對實驗繼續(xù)進行探究,發(fā)現(xiàn)溶液中Cr2濃度變化如圖:臧臧和蔡蔡

21、認(rèn)為此變化是通過兩個過程實現(xiàn)的。過程.MnO2與H2C2O4反應(yīng)生成了Mn2+。過程.。查閱資料:溶液中Mn2+能被PbO2氧化為Mn。針對過程,可采用如下方法證實:將0.000 1 mol MnO2加入到6 mL中,固體完全溶解;從中取出少量溶液,加入過量PbO2固體,充分反應(yīng)后靜置,觀察到。波波和姝姝設(shè)計實驗方案證實了過程成立,她們的實驗方案是。(5)綜合以上實驗可知,草酸發(fā)生氧化反應(yīng)的速率與有關(guān)。解析(1)因為H2C2O4是二元弱酸,分步且不完全電離,用“ ”連接;(2)Mn和H2C2O4反應(yīng)生成Mn2+和CO2,結(jié)合得失電子守恒、電荷守恒和酸性條件寫出反應(yīng)的離子方程式;(3)MnO2中

22、Mn的化合價為+4,可能被K2Cr2O7氧化為更高價態(tài);H2C2O4具有還原性,能被K2Cr2O7氧化,所以實驗是對比實驗,目的是排除實驗中MnO2直接還原重鉻酸鉀的可能性;(4)由圖像可知,2 min之前反應(yīng)緩慢,隨著反應(yīng)進行,反應(yīng)物濃度降低,反應(yīng)速率應(yīng)該降低,但2 min后反應(yīng)速率陡增,在溫度基本不變時,猜想生成物加快了反應(yīng)速率,即生成的Mn2+可加快草酸與重鉻酸鉀的反應(yīng);Mn2+能被PbO2氧化為紫色的Mn,通過觀察溶液顏色變化證明溶液中含有Mn2+,為了防止溶液酸性和c(Mn2+)不同造成干擾,結(jié)合過程和實驗信息可知,先用0.000 1 mol MnO2和6 mL 0.1 mol/L

23、H2C2O4溶液制備與實驗等濃度的Mn2+,形成對比實驗;設(shè)計實驗證明Mn2+有催化作用,可在H2C2O4和K2Cr2O7濃度不變的條件下,加入與實驗MnO2等物質(zhì)的量的可溶性MnSO4,既可驗證Mn2+的催化作用,又可排除S,注意溶液顏色變化;(5)根據(jù)實驗可知,草酸發(fā)生氧化反應(yīng)的速率與氧化劑種類、溶液酸堿性有關(guān),根據(jù)實驗、可知草酸發(fā)生氧化反應(yīng)的速率與是否有催化劑有關(guān),所以草酸發(fā)生氧化反應(yīng)的速率與氧化劑種類、溶液酸堿性、是否有催化劑等有關(guān),故答案為:氧化劑種類、溶液pH、是否有催化劑。答案(1)H2C2O4 HC2+H+HC2 C2+H+(2)5H2C2O4+6H+2Mn 10CO2+2Mn

24、2+8H2O(3)排除實驗中MnO2直接還原重鉻酸鉀的可能性(4)Mn2+可加快草酸與重鉻酸鉀的反應(yīng)0.1 mol/L H2C2O4溶液(調(diào)至pH=2)上清液為紫色將2 mL 0.3 mol/L H2C2O4溶液與4 mL 0.01 mol/L K2Cr2O7溶液混合,調(diào)至pH=2,加入0.000 1 mol MnSO4固體,6 min后溶液橙色變淺(5)氧化劑種類、溶液pH、是否有催化劑題目價值以探究草酸被氧化的速率問題為載體,考查學(xué)生實驗方案設(shè)計、實驗對照分析、氧化還原反應(yīng)及離子方程式書寫等綜合能力。要求學(xué)生根據(jù)實驗過程各類物質(zhì)及其反應(yīng)的不同特征尋找證據(jù),在復(fù)雜的化學(xué)問題情境中尋找關(guān)鍵要素

25、,控制變量并提出可能的假設(shè),基于題目給定的現(xiàn)象與數(shù)據(jù)進行分析并得出結(jié)論。充分體現(xiàn)證據(jù)推理與模型認(rèn)知、科學(xué)探究與創(chuàng)新意識的學(xué)科核心素養(yǎng)要求。創(chuàng)新思維1.結(jié)合實驗?zāi)康呐c原理,明確非常見儀器的功能與用法在化學(xué)實驗探究過程中,通常會根據(jù)不同的實驗?zāi)康呐c原理選擇實驗儀器。由于現(xiàn)階段接觸的儀器較為簡單,無法滿足某些實驗的要求,因此在題中可能會出現(xiàn)所學(xué)儀器的非常規(guī)使用甚至新型儀器的使用。而考生對于綜合實驗的分析往往缺乏條理性,不夠細(xì)致全面,導(dǎo)致無從下手。所以分析這類問題時,必須從實驗?zāi)康呐c原理出發(fā),結(jié)合實驗過程中涉及各物質(zhì)的具體性質(zhì),掌握解答綜合性實驗設(shè)計與評價題的基本流程:原理反應(yīng)物質(zhì)(性質(zhì))儀器裝置現(xiàn)象

26、結(jié)論作用意義聯(lián)想。例1(2018河北衡水中學(xué)理綜模擬,26)索氏提取法是測定動植物樣品中粗脂肪含量的標(biāo)準(zhǔn)方法。其原理是利用如圖裝置,用無水乙醚等有機溶劑連續(xù)、反復(fù)、多次萃取動植物樣品中的粗脂肪。具體步驟如下:準(zhǔn)備: 取濾紙制成濾紙筒,放入烘箱中干燥,移至儀器X中冷卻至室溫。然后放入稱量瓶中稱量,質(zhì)量記作a;在濾紙筒中包入一定質(zhì)量研細(xì)的樣品,放入烘箱中干燥,移至儀器X中冷卻至室溫,然后放入稱量瓶中稱量,質(zhì)量記作b。萃取:將裝有樣品的濾紙筒用長鑷子放入抽提筒中,注入一定量的無水乙醚,使濾紙筒完全浸沒入乙醚中,接通冷凝水,加熱并調(diào)節(jié)溫度,使冷凝下滴的無水乙醚呈連珠狀,至抽提筒中的無水乙醚用濾紙點滴檢

27、查無油跡為止(大約6 h12 h)。稱量:萃取完畢后,用長鑷子取出濾紙筒,在通風(fēng)處使無水乙醚揮發(fā),待無水乙醚揮發(fā)后,將濾紙筒放入烘箱中干燥,移至儀器X中冷卻至室溫,然后放入稱量瓶中稱量,質(zhì)量記作c?；卮鹣铝袉栴}:(1)實驗中使用了三次的儀器X的名稱。為提高乙醚蒸氣的冷凝效果,索氏提取器可選用下列(填字母)代替。a.空氣冷凝管b.直形冷凝管C.蛇形冷凝管(2)實驗中必須十分注意乙醚的安全使用,如不能用明火加熱、室內(nèi)保持通風(fēng)等。為防止乙醚揮發(fā)到空氣中形成爆燃,常在冷凝管上口連接一個球形干燥管,其中裝入的藥品為(填字母)。a.活性炭b.堿石灰c.P2O5d.濃硫酸無水乙醚在空氣中可能氧化生成少量過氧

28、化物,加熱時發(fā)生爆炸。檢驗無水乙醚中是否含有過氧化物的方法是。(3)實驗中需控制溫度在70 80 之間,考慮到安全等因素,應(yīng)采取的加熱方式是。當(dāng)無水乙醚加熱沸騰后,蒸氣通過導(dǎo)氣管上升,被冷凝為液體滴入抽提筒中,當(dāng)液面超過回流管最高處時,萃取液即回流入提取器(燒瓶)中該過程連續(xù)、反復(fù)、多次進行,則萃取液回流入提取器(燒瓶)的物理現(xiàn)象為。A.冷凝回流B.虹吸C.倒吸D.分液索氏提取法與一般萃取法相比較,其優(yōu)點為。(4)數(shù)據(jù)處理: 樣品中純脂肪百分含量(填“”或“=”)100%。解析(1)題中三次描述“移至儀器X中冷卻至室溫”,目的是為避免吸收空氣中的水蒸氣,說明儀器X是干燥器;為提高乙醚蒸氣的冷凝

29、效果,索氏提取器中的冷凝管可選用C蛇形冷凝管,增大接觸面積,延長冷凝時間,提高冷凝效果。(2)乙醚是易揮發(fā)且易燃的液體,在冷凝管上口連接一個球形干燥管的目的是吸收沒有冷凝的乙醚,避免發(fā)生意外。乙醚性質(zhì)比較穩(wěn)定,很少與除酸之外的試劑反應(yīng),與濃硫酸反應(yīng)具有一定危險性。結(jié)合這四種物質(zhì)的性質(zhì),可用來吸收乙醚的只有活性炭;過氧化物一般都有較強的氧化性,所以可在酸性條件下用KI淀粉來檢驗,方法是取少量乙醚滴加稀硫酸和KI 淀粉溶液,振蕩,若溶液變藍(lán)色則說明含過氧化物,否則不含。(3)根據(jù)需要控制的溫度,可進行水浴加熱;但又不能用明火加熱,故采用恒溫加熱爐且水浴加熱;根據(jù)實驗描述,當(dāng)萃取液的液面超過回流管最

30、高處時,萃取液即回流入提取器(燒瓶)中,這是利用虹吸原理;水浴加熱時,無水乙醚變?yōu)橐颐颜魵?蒸氣通過導(dǎo)氣管上升,被冷凝為液體后滴入抽提筒中,當(dāng)液面高于回流管最高處時,萃取液即進入提取器,該過程可多次發(fā)生,故其優(yōu)點是可進行連續(xù)、反復(fù)、多次的萃取,且每一次萃取都是用純的溶劑,能提高萃取效率。(4)由于有機溶劑乙醚可能溶解樣品中的其他有機物,所以純脂肪的質(zhì)量小于(b-c)g,因此樣品中純脂肪百分含量小于100%。答案(1)干燥器c(2)a取少量乙醚滴加稀硫酸和KI 淀粉溶液,振蕩,若溶液變藍(lán)色則說明含有過氧化物,否則不含(3)恒溫加熱爐且水浴加熱B連續(xù)、反復(fù)、多次萃取,且每一次萃取都是純的溶劑,萃取

31、效率高(4)Cu2+。(2)方案2:通過Cu2+、Ag+分別與同一物質(zhì)反應(yīng)進行比較實驗試劑編號及現(xiàn)象試管滴管1.0 molL-1KI溶液1.0 molL-1AgNO3溶液.產(chǎn)生黃色沉淀,溶液無色1.0 molL-1CuSO4溶液.產(chǎn)生白色沉淀A,溶液變黃經(jīng)檢驗,中溶液含I2。推測Cu2+作氧化劑,白色沉淀A是CuI。確認(rèn)A的實驗如下:經(jīng)檢驗,中溶液不含I2,黃色沉淀是。a.經(jīng)檢驗,濾液中無I2。溶液呈藍(lán)色說明溶液中含有(填離子符號)。b.白色沉淀B是。c.白色沉淀A與AgNO3溶液反應(yīng)的離子方程式是 ,說明氧化性Ag+Cu2+。(3)分析方案2中Ag+未能氧化I-,但Cu2+氧化了I-的原因,設(shè)計實驗如下:編號實驗1實驗2實驗3實驗現(xiàn)象無明顯變化a中溶液較快變棕黃色,b中電極上析出銀;電流表指針偏轉(zhuǎn)c中溶液較慢變淺黃色;電流表指針偏轉(zhuǎn)(電極均為石墨,溶液濃度均為1 mol/