【三維設計】高三化學二輪三輪總復習 重點突破專題五 第三講 化學實驗方案的設計與評價課件

1．根據實驗現象，觀察、記錄、分析或處理數據，得出正確結論．2．根據實驗試題要求，設計或評價實驗方案．3．以上各部分知識與技能的綜合應用．1．實驗室需要制備的氣體有：①O2、②H2、③NH3、④CO2、⑤Cl2、⑥SO2(1)用化學方程式表示出下列氣體的制備原理．①O2：

.②H2：

.③NH3：

.④CO2：

.⑤Cl2：

.⑥SO2：

.Zn＋H2SO4

===

ZnSO4＋H2↑CaCO3＋2HCl

===

CaCl2＋H2O＋CO2↑Na2SO3＋H2SO4

===

Na2SO4＋H2O＋SO2↑(2)根據下列氣體發(fā)生裝置，選出上述對應的氣體．能用A裝置制取的氣體為：

.能用B裝置制取的氣體為：

.能用C裝置制取的氣體為：

.能用D裝置制取的氣體為：

.(3)上述氣體中能用排水法收集的是

，能用向下排空氣法收集的是

.(4)上述氣體中能用濃H2SO4干燥的是

，能用堿石灰干燥的是

.①、③②、④①、②、③、④、⑤、⑥⑤①、②②、③①、②、④、⑤、⑥①、②、③2．設計實驗證明酸性：CH3COOH＞H2CO3＞H2SiO3.提示：利用反應：2CH3COOH＋Na2CO3===2CH3COONa＋H2O＋CO2↑Na2SiO3＋H2O＋CO2

===

Na2CO3＋H2SiO3↓即向Na2CO3溶液中加入醋酸，有

產生，證明醋酸酸性強于碳酸；將

通入Na2SiO3溶液有白色沉淀生成，證明碳酸的酸性強于硅酸．大量氣泡(CO2)CO2氣體

用“√”或“×”判斷下列高考選項的正誤．1．(2010·北京高考T9－B)用品紅溶液驗證銅與濃硫酸反應的生成物是SO2 (√)2．(2010·全國卷ⅠT7－D)將NH3通入熱的CuSO4溶液中能使Cu2＋還原成Cu (×)3．(2010·天津高考T5－D)用濃鹽酸酸化的KMnO4溶液與H2O2反應，證明H2O2具有還原性 (×)4．(2010·上海高考T8－D)用飽和碳酸鈉溶液除去二氧化碳中的氯化氫 (×)5．(2010·上海高考T14－A)測定硫酸銅晶體中結晶水含量時，灼燒至固體發(fā)黑，測定值小于理論值(×)6．(2009·重慶高考T9－B)Na的金屬活動性比Mg強，故可用Na與MgCl2溶液反應制Mg (×)一、化學學實驗方方案的設設計1．設計思路2．實驗設計的的原則(1)科學性．(2)安全性．(3)可行性．(4)簡約性．3．實驗設計的的方法(1)明確實驗目的的、原理．(2)選擇合適的儀儀器和藥品．．(3)設計裝置步驟驟．(4)記錄實驗現象象和數據．(5)分析得出結論論．4．化學實驗方方案設計中的的“六防”(1)防倒吸：易溶溶于水的氣體體經導管進入入水溶液采取取防倒吸措施．(2)防泄漏：主要要防止實驗過過程中的氣體體或液體泄漏漏．(3)防暴沸：可使使用碎瓷片(沸石)來防液體暴沸沸．(4)防堵塞：用KMnO4粉末制O2時可使用一團團棉花來防止止導管堵塞．(5)防揮發(fā)：用密密封、液封、、冷凝回流等等措施來防止止揮發(fā)．(6)防爆炸：可燃燃性氣體在點點燃之前一定定要驗純，以以防爆炸．5．實驗方案設設計時的幾個個操作(1)實驗裝置的組組合順序一般般為：氣體發(fā)發(fā)生→除雜質→干燥→主體實驗→尾氣處處理．．(2)接口的的連接接順序序：總總體上上遵循循裝置置的排排列順順序，，但對對于吸收裝裝置應應“長”進“短”出(或“深”入“淺”出)；量氣裝裝置應應“短”進“長”出；洗洗氣裝裝置應應“長”進“短”出；干干燥管管應“粗”進“細”出．(3)實驗操操作順順序氣體發(fā)發(fā)生一一般按按：裝裝置選選擇與與連接接→氣密性性檢驗驗→裝固體體藥品品→加液體體藥品品→開始實實驗(按程序序)→拆卸儀儀器→其他處處理等等．(4)加熱操操作注注意事事項主體實實驗加加熱前前一般般應先先用原原料氣氣趕走走空氣氣后再再點燃燃酒精精燈，，其目目的一一是防防止爆爆炸，，如H2還原CuO、CO還原Fe2O3；二是是保證證產品品純度度，如如制備備Mg3N2、CuCl2等．反反應結結束時時，應應先熄熄滅酒酒精燈燈，繼繼續(xù)通通原料料氣直直到冷冷卻為為止．．(5)尾氣處處理：：有毒毒氣體體常采采用溶溶液(或固體體)吸收或或將之之點燃，無無毒氣氣體直直接排排放．．有氣體體參加加的實實驗是是中學學化學學實驗驗的重重要內內容，，其設設計思思路一一般為為氣體體的發(fā)發(fā)生→除雜→干燥→性質實實驗→尾氣處處理．．二、實實驗方方案的的評價價對給出出的實實驗方方案作作出選選擇、、評價價或找找出最最佳方方案，，包含含的知知識點點很多多，能能考查查學生生分析析問題題和解解決問問題的的能力力．1．選擇擇包括儀儀器的的選擇擇、藥藥品的的選擇擇、連連接方方式的的選擇擇等．．儀器器的選擇擇包括括發(fā)生生裝置置(幾種基基本類類型)、凈化化裝置置(除雜質質的試劑和和順序序)、反應應裝置置、收收集裝裝置、、尾氣氣處理理裝置置等；；藥品品的選選擇，，包括括種類類、濃濃度、、物質質的聚聚集狀狀態(tài)等等；連連接方方式的選選擇，，包括括儀器器的先先后順順序、、導管管接口口的連連接順順序等等．2．評價價對幾個個實驗驗方案案的正正確與與錯誤誤、嚴嚴密與與不嚴嚴密、、準確確與不不準確確作出出判斷斷，要要考慮慮是否否合理理、有有無干干擾現現象、、經濟濟上是是否合合算和和對環(huán)環(huán)境有有無污污染等等．3．最佳佳方案案的選選擇所謂謂最最佳佳，，是是指指裝裝置置最最簡簡單單、、藥藥品品容容易易取取得得并并且且價價格格低低廉廉、、實實驗驗現現象象明明顯顯、、無無干干擾擾物物質質以以及及無無污污染染等等．．評價價一一個個實實驗驗方方案案的的優(yōu)優(yōu)劣劣從從以以下下幾幾個個方方面面入入手手：：實實驗驗方方法法和和操操作作程程序序是是否否科科學學合合理理，，實實驗驗方方案案是是否否切切實實可可行行，，實實驗驗步步驟驟是是否否簡簡單單易易行行，，實實驗驗現現象象是是否否明明顯顯，，實實驗驗數數據據的的獲獲得得是是否否準準確確，，實實驗驗過過程程中中安安全全及及環(huán)環(huán)保保問問題題是是否否得得以以妥妥善善解解決決．．(2010··崇文文模模擬擬)高錳錳酸酸鉀鉀是是錳錳的的重重要要化化合合物物和和常常用用的的氧氧化化劑劑．．工工業(yè)業(yè)上上以以軟軟錳錳礦礦(主要成成分是是MnO2)為原料料制備備高錳錳酸鉀鉀晶體體．請請回答答下列列問題題：(1)通常高高錳酸酸鉀保保存在在棕色色試劑劑瓶中中，下下列試試劑不不需要要用棕色試試劑瓶瓶保存存的是是________(填字母母代號號)．a．濃硝硝酸b．氯水水c．燒堿堿溶液液(2)KMnO4稀溶液液是一一種常常用的的消毒毒劑．．其消消毒機機理與與下列列物質不不同的的是________(填字母母代號號)．a．84消毒液液(主要成成分是是NaClO)b．75%酒精c．臭氧氧d．雙氧氧水(3)寫出MnO2催化H2O2溶液制制氧氣氣的化化學方方程式式_______________________________________________.(4)在用軟軟錳礦礦制備備高錳錳酸鉀鉀的生生產中中需要要純凈凈的CO2氣體．．①若實驗驗室要要制備備純凈凈的CO2，從下下列給給出的的試劑劑中最最好選選擇________(填字母母代號號)．a．石灰灰石b．濃鹽鹽酸c．稀硫硫酸d．純堿堿②與上述述所選選試劑劑對應應的氣氣體發(fā)發(fā)生裝裝置是是________(填字母代號號)．[思路點點撥](4)①由于濃濃鹽酸酸有揮揮發(fā)性性，用用它制制備的的二氧氧化碳碳氣體體中混混有氯氯化氫氫氣體體，故故宜用用稀硫硫酸，，又由由于稀稀硫酸酸與石石灰石石反應應時生生成的的硫酸酸鈣會會覆蓋蓋在石石灰石石表面面，使使反應應不能能繼續(xù)續(xù)進行行下去去，故故不用用石灰灰石，，因而而選純純堿與與稀硫硫酸；；②純堿與與稀硫硫酸反反應不不需要要加熱熱，a、b裝置不不適合合，又又由于于純堿堿易溶溶于水水，故故也不不用d裝置，，即選選用c裝置．．利用本本題(4)中裝置置c能制取取中學學化學學中哪哪些常常見氣氣體？？提示：：用本題題(4)中的裝裝置c可制取取的氣氣體有有：(1)CO2：CaCO3—稀鹽酸酸．(2)H2：Zn——稀硫酸酸．(3)O2：H2O2—MnO2；Na2O2—H2O.(4)NH3：濃氨氨水—生石灰灰．(5)SO2：Na2SO3—H2SO4.(6)Cl2：KMnO4—濃鹽酸酸．(7)H2S：FeS—稀H2SO4(或稀鹽鹽酸)．(8)C2H2：CaC2—飽和食食鹽水水．(9)NO：Cu——稀HNO3.(10)NO2：Cu——濃HNO3.(2010·重慶高高考)某興趣趣小組組用下下圖裝裝置探探究氨氨的催催化氧氧化．．(1)氨催化化氧化化的化化學方方程式式為_______________________．(2)加熱玻玻璃管管2一段時時間后后，擠擠壓1中打氣氣球鼓鼓入空空氣，，觀察到2中物質質呈紅紅熱狀狀態(tài)；；停止止加熱熱后仍仍能保保持紅紅熱，，該反反應是是________反應(填“吸熱”或“放熱”)．(3)為保證證在裝裝置4中僅觀觀察到到紅棕棕色氣氣體，，裝置置3應裝入________；若取消消3，在4中僅觀察察到大量量白煙，，原因是________________________．(4)為實現氨氨催化氧氧化，也也可用裝裝置5替換裝置置________(填裝置代號號)；化合物物X為________(只寫一種種)，Na2O2的作用是是__________________________．[思路點撥撥][解析](1)氨在催化化劑和加加熱的條條件下與與O2反應生成成NO和H2O.(2)玻璃管2中發(fā)生的的是氨的的催化氧氧化反應應．停止止加熱仍仍保持紅紅熱，說說明該反反應不需需要加熱熱也能進進行，故故為放熱熱反應．．(3)氨氣的催催化氧化化有水生生成，氨氨氣從氨氨水中逸逸出時也也可以帶帶出水，，故裝置置3需要對NO氣體進行行干燥，，防止NO與氧氣反反應生成成的NO2溶解在其其中生成成硝酸，，硝酸與與逸出的的氨氣反反應會生生成硝酸酸銨(白煙)．(4)裝置5為制備混混合反應應氣體(氨氣和氧氧氣)的裝置．．(2010·北京高考考)用右圖所所示實驗驗裝置(夾持儀器器已略去去)探究銅絲絲與過量濃硫酸酸的反應應．下列列實驗不不合理的的是()A．上下移移動①中銅絲可可控制SO2的量B．②中選用品品紅溶液液驗證SO2的生成C．③中選用NaOH溶液吸收收多余的的SO2D．為確認認CuSO4生成，向向①中加水，，觀察顏顏色.解析：上下移動動銅絲可可以控制制銅與濃濃硫酸的的接觸面面積的大大小，從從而可以以控制反反應生成成SO2的量，A項正確；；SO2可使品紅紅溶液褪褪色，因因此B項正確；；SO2有毒，能能與NaOH溶液反應應，因此此C項正確；；銅與濃濃硫酸反反應后①中溶液顯顯藍色即即可證明明有CuSO4生成，無無需向其其中加水水，D項錯誤．．答案：D1.實驗設計計所含的的主要內內容觀察現象象→根據物質質的性質質提出假假設→尋求能夠夠證明或或檢驗假假設的方方法→根據設想想的方法法選擇適適當的實實驗儀器器和藥品品→設計恰當的實實驗步驟→實施實驗→觀察記錄實驗驗現象、數據據→驗證實驗結果果是否符合實實驗預期(假設)．2．解答實驗設設計題的策略略(1)確定實驗方案案要根據實驗驗原理：實驗驗原理是解答答設計性實驗題和評價價實驗方案的的核心，是進進行設計實驗驗的依據和起起點．實驗原原理一般可從從題給的化學學情境，并結結合元素化合合物、化學基基本原理等有有關知識獲取?。?2)解析設計要求求，調控實驗驗條件，合理理選擇儀器，，擬定實驗步驟，得出出正確結論．．3．解答實驗設設計題的注意意事項題目有無特殊殊要求；題給給的藥品、裝裝置的數量；；注意實驗過過程中的安全全性操作；會會畫簡單的實實驗裝置圖；；注意藥品的的規(guī)格；要防防倒吸、防爆爆炸、防燃燒燒、防暴沸、、防氧化、防防吸水，冷凝凝、冷卻、水水浴加熱時采采取相應措施施；同一儀器器在不同位置置的相應作用用等．N2在化工生產、、農業(yè)、醫(yī)療療、航天航空空等諸多領域域用途廣泛．．某化學興趣趣小組為探究究在實驗室制制備較純凈的的N2，進行了認真真的準備．請請你參與交流流與討論．[查閱資料]N2的制法有下列列三種方案：：方案1：加熱條件下下，以NH3還原CuO可制得N2，同時獲得活活性銅粉．方案2：加熱NaNO2和NH4Cl的濃溶液制得得N2.方案3：將空氣緩緩緩通過灼熱的的銅粉獲得較較純的N2.[實驗準備]用實驗室常見見儀器(藥品)等設計的部分分裝置如圖所所示(有的夾持裝置置和加熱儀器器未畫出)．[分析交流](1)若按方案1制得干燥、純純凈的N2，且需要的NH3以生石灰和濃氨水作原原料制取，整整套制氣裝置置按氣流從左左到右的連接接順序是________(填寫序號，下下同)．獲得N2的反應原理是是__________________________________(寫化學方程式式)．(2)若以排水法收收集N2，其中會混入入水蒸氣．但但也不宜用排排空氣法