高考化学总复习 第25章 实验综合探究、设计与评价课件.ppt

考法1气体的制备与收集考法2制气装置及连接顺序考法3实验装置图的选择 考点65常见气体的制备实验 1 常见气体的实验室制备 1 制备原理 1 常见气体的实验室制备 2 制备装置 2 气体的收集与净化 1 常见气体的收集方法 2 气体的收集与净化 2 气体的净化 净化原则 不减少被净化的气体的量 不引入新的杂质 操作简便 易于分离 气体净化的原理 装置 如图 和方法 2 气体的收集与净化 2 气体的净化 注意 易溶于水的杂质 可用水吸收 酸性杂质用碱性吸收剂来吸收 碱性杂质用酸性吸收剂来吸收 还原性杂质可用氧化性较强的物质来吸收或转化 选用与杂质生成沉淀的物质作吸收剂 常考的气体除杂举例 cl2 hcl 饱和食盐水 co2 hcl 饱和nahco3溶液 so2 hcl 饱和nahso3溶液 h2s hcl 饱和nahs溶液 2 气体的收集与净化 3 常用的干燥剂及性质 3 尾气的处理 选择合适的方法把有毒 有害的气体 变成无毒 无害 无污染的物质 1 处理原则 2 常见装置 3 可用naoh溶液处理的尾气cl2 2naoh cl2 nacl naclo h2oh2s h2s 2naoh na2s 2h2ono2 2no2 2naoh nano3 nano2 h2ono2 no no2 no 2naoh 2nano2 h2oclo2 2clo2 2naoh naclo3 naclo2 h2oso2 so2 2naoh na2so3 h2o 考法1气体的制备与收集 1 气体制取与收集装置的选择 1 制取装置的选择 根据反应物的状态和反应条件选择制备装置 2 收集装置的选择 根据气体密度 溶解性 是否有毒 是否与水反应 是否与空气中的成分反应等性质选择收集装置 考法1气体的制备与收集 2 根据实验装置判断能制备的气体 1 对给出的装置要仔细观察 看是否缺少仪器等 2 装置是否正确 3 气体收集的方法是否正确 4 排空气法收集时注意方法是否正确 考法1气体的制备与收集 3 实验仪器的选择原则 1 量器的选择 2 容器的选择 3 漏斗的选择 4 除杂仪器的选择 注意 所用除杂试剂是固体时 一般用干燥管或u形管 所用除杂试剂是液体时 一般用洗气瓶 海南化学2015 17 11分 工业上 向500 600 的铁屑中通入氯气生产无水氯化铁 向炽热铁屑中通入氯化氢生产无水氯化亚铁 现用如图所示的装置模拟上述过程进行实验 例1 回答下列问题 1 制取无水氯化铁的实验中 a中反应的化学方程式为 装置b中加入的试剂是 2 制取无水氯化亚铁的实验中 装置a用来制取 尾气的成分是 若仍用d装置进行尾气处理 存在的问题是 3 若操作不当 制得的fecl2会含有少量fecl3 检验fecl3常用的试剂是 欲制得纯净的fecl2 在实验操作中应先 再 例1 解析 1 制备无水氯化铁时 需先制备cl2 则a中发生的是mno2与浓盐酸加热制备cl2的反应 装置b中的试剂为浓硫酸 用于干燥cl2 2 制备无水氯化亚铁时 可用a装置制备hcl气体 装置c中发生反应 则所得尾气中含有h2和未反应的hcl 再用d装置处理尾气 由于hcl极易溶于水 会引起倒吸 使c中玻璃管炸裂 且h2不能被吸收 扩散到空气中遇明火易爆炸 3 检验fecl3可用kscn溶液或苯酚溶液 现象分别为出现红色或紫色 若要制得纯净的fecl2 实验中应先通hcl气体 排尽装置中的空气 再点燃c处的酒精灯 例1 答案 1 浓硫酸 2 氯化氢氯化氢 氢气易发生倒吸没有处理氢气 3 硫氰化钾溶液通入氯化氢 赶尽装置中的空气 点燃c处的酒精灯 例1 2 制备气体实验中气体的除杂 考法2制气装置及连接顺序 1 实验操作的先后顺序 通常顺序为 气密性检查 加固体药品 加液体药品 加热等 1 除杂时要明确的几个问题 气体中含有哪些杂质 除杂试剂的选择 除杂装置的选择 除杂时的先后顺序 2 除杂装置的注意事项 气体的流向 当气体含有多种杂质时 若用洗气装置 常是先除杂 后干燥 若用到加热装置 常是干燥在前 加热在后 考法3实验装置图的选择 1 解答这类题目的关键是结合题意和仪器的连接顺序 明确每一步要进行的操作 对应的装置是什么 从而确定出此处缺少的仪器或装置 2 从题目给出的仪器中选出所需要的仪器补在相应位置 或按照题目要求画出所需要的仪器或装置 天津理综2013 9题节选 fecl3在现代工业生产中应用广泛 某化学研究性学习小组模拟工业流程制备无水fecl3 再用副产品fecl3溶液吸收有毒的h2s i 经查阅资料得知 无水fecl3在空气中易潮解 加热易升华 他们设计了制备无水fecl3的实验方案 装置示意图 加热及夹持装置略去 及操作步骤如下 检验装置的气密性 通入干燥的cl2 赶尽装置中的空气 用酒精灯在铁屑下方加热至反应完成 接下页 例2 体系冷却后 停止通入cl2 并用干燥的n2赶尽cl2 将收集器密封 请回答下列问题 装置a中反应的化学方程式为 第 步加热后 生成的烟状fecl3大部分进入收集器 少量沉积在反应管a右端 要使沉积的fecl3进入收集器 第 步操作是 例2 3 操作步骤中 为防止fecl3潮解所采取的措施有 填步骤序号 4 装置b中冷水浴的作用为 装置c的名称为 装置d中fecl2全部反应后 因失去吸收cl2的作用而失效 写出检验fecl2是否失效的试剂 5 虚线框中应选择的尾气处理装置和试剂为 填序号 例2 解析 1 装置a中fe与通入的cl2在加热条件下反应生成fecl3 2 要使沉积的fecl3进入收集器 根据fecl3加热易升华的性质 第 步的操作可采取在沉积的fecl3固体下方加热的方法 3 为防止fecl3潮解所采取的措施有 通入干燥的cl2 用干燥的n2赶尽cl2 4 b中的冷水作用是冷却 使fecl3在收集器中沉积 便于收集产品 装置c的名称是干燥管 装置d中fecl2全部吸收氯气反应完后 转化为fecl3而失去吸收cl2的作用而失效 故检验fecl2是否失效就是检验溶液中是否还含有亚铁离子 最好用k3 fe cn 6 溶液 也可以用酸性高锰酸钾溶液检验 5 cl2有毒 故可将导管直接通入盛有naoh溶液的烧杯中 因最后通入的是n2 故不用考虑防倒吸 例2 答案 1 2fe 3cl22fecl3 2 在沉积的fecl3固体下方加热 3 4 冷却 使fecl3沉积 便于收集产品干燥管k3 fe cn 6 溶液 5 b 例2 考法4化学实验方案的设计考法5化学实验方案的评价 考点66实验方案的设计与评价 1 实验设计的基本原则 考法4化学实验方案的设计 2 实验设计的一般思路 考法4化学实验方案的设计 1 反应物廉价易得 无毒 无腐蚀性 用量少 2 反应条件易于控制 操作安全 装置简单 耗能低 反应物转化率要高 3 生成物要尽可能纯净 无毒 无污染 3 实验设计的一般步骤 1 明确目的和原理 2 选择药品 仪器 考法4化学实验方案的设计 3 实验设计的一般步骤 3 排除干扰因素 定性实验 干扰现象清晰度 定量实验 干扰数据准确度 制备实验 干扰纯度 产率 4 实施实验操作安全性 严谨性 规范性等 5 记录现象 数据 6 归纳分析结论 考法4化学实验方案的设计 考法4化学实验方案的设计 4 实验设计的注意事项 装置选择与连接 气密性检查 加固体药品 加液体药品 开始实验 按程序 拆卸仪器 其他处理等 若气体制备实验需加热 应先加热气体发生装置 通入气体排出装置中的空气后 再给实验中需要加热的物质加热 熄灭酒精灯的顺序则相反 考法4化学实验方案的设计 4 实验设计的注意事项 实验中反应物或产物若易吸水 潮解 水解等 要采取措施防止其吸水 易挥发的液体产物要及时冷却 易挥发的液体反应物需在反应装置中加装冷凝回流装置 如长导管 竖直的干燥管 冷凝管等 注意防止倒吸 注意所选仪器是否恰当 安装顺序是否恰当 接口顺序是否恰当 课标 理综2017 13 6分 由下列实验及现象不能推出相应结论的是 例3 解析 向2ml0 1mol l 1的fecl3溶液中加足量铁粉 振荡 黄色逐渐消失 加1滴kscn溶液 颜色不变 说明溶液中不含fe3 发生反应 fe 2fe3 3fe2 根据还原剂的还原性强于还原产物的还原性可知 还原性 fe fe2 a正确 将金属钠在燃烧匙中点燃 迅速伸入集满co2的集气瓶 瓶内有黑色颗粒产生 说明有碳单质生成 则在反应中二氧化碳转化为碳单质 碳元素化合价降低 二氧化碳作氧化剂 具有氧化性 b正确 加热盛有少量nh4hco3固体的试管 并在试管口放置湿润的红色石蕊试纸 石蕊试纸变蓝 是因为nh4hco3受热分解生成的氨气使湿润的红色石蕊试纸变蓝 不能说明nh4hco3显碱性 c错误 2支试管中银离子的浓度相同 nacl和nai溶液的浓度相同 有碘化银黄色沉淀生成 而无氯化银白色沉淀生成 说明ksp agi ksp agcl d正确 c 是否明显 清晰 考法5化学实验方案的评价 是否明确 合理 1 化学实验评价的内容 1 评价实验原理 2 评价实验方案 3 评价药品 仪器 4 评价实验现象和结论 是否安全 可行 是否方便 易得 考法5化学实验方案的评价 2 化学实验评价的三大视角 1 绿色化视角 分析实验方案是否科学可行 实验操作是否安全合理 实验步骤是否简单方便 实验效果是否明显 2 安全性视角 避免炸裂 防污染 防失火 防吸水 考法5化学实验方案的评价 2 化学实验评价的三大视角 3 规范性视角 仪器的安装与拆卸 试剂添加的顺序与用量 加热的方式方法和时机 仪器的查漏 气密性检查 温度计的规范使用 水银球的位置 实验数据的读取 冷却 冷凝的方法等 课标 理综2015 26 14分 草酸 乙二酸 存在于自然界的植物中 其k1 5 4 10 2 k2 5 4 10 5 草酸的钠盐和钾盐易溶于水 而其钙盐难溶于水 草酸晶体 h2c2o4 2h2o 无色 熔点为101 易溶于水 受热脱水 升华 170 以上分解 回答下列问题 例4 1 甲组同学按照如图所示的装置 通过实验检验草酸晶体的分解产物 装置c中可观察到的现象是 由此可知草酸晶体分解的产物中有 装置b的主要作用是 2 乙组同学认为草酸晶体分解产物中还有co 为进行验证 选用甲组实验中的装置a b和下图所示的部分装置 可以重复选用 进行实验 例4 乙组同学的实验装置中 依次连接的合理顺序为a b 装置h反应管中盛放的物质是 能证明草酸晶体分解产物中有co的现象是 3 设计实验证明 草酸的酸性比碳酸的强 草酸为二元酸 例4 解析 1 利用信息知 草酸晶体在装置a中分解 水蒸气 草酸等在装置b中冷凝 防止草酸进入装置c反应生成沉淀 干扰co2的检验 若看到c中有气泡产生 澄清石灰水变浑浊 则说明草酸分解产生co2气体 2 要证明草酸分解得到的气体中还有co 可利用co的还原性 利用co还原cuo得到可使澄清石灰水变浑浊的气体 验证前需先用浓naoh溶液除尽草酸分解得到气体中的co2 然后通入澄清石灰水 通过观察澄清石灰水是否变浑浊来判断co2是否除干净 最后将气体干燥后通入盛有cuo的h装置 故连接顺序为a b f d g h d i 3 依据强酸可以制取弱酸的原理 可利用草酸与nahco3溶液反应产生co2来证明草酸的酸性强于碳酸 若证明草酸为二元酸 则需定量测定 可采取的措施 用naoh标准溶液滴定草酸溶液 消耗naoh的物质的量为草酸的2倍 则说明草酸是二元酸 例4 答案 1 有气泡逸出 澄清石灰水变浑浊co2冷凝 水蒸气 草酸等 防止草酸进入装置c反应生成沉淀 干扰co2的检验 2 f d g h d icuo 前面的d中澄清石灰水不变浑浊 h中黑色粉末变为红色 其后的d中澄清石灰水变浑浊 3 向盛有少量nahco3的试管里滴加草酸溶液 有气泡产生 用naoh标准溶液滴定草酸溶液 消耗naoh的物质的量为草酸的2倍 例4 考法6探究性实验的常见题型及解题策略 考点67探究性实验 实验探究的过程就是科学探究的过程 在过程中对物质性质的预测 设计实验以及对实验过程中出现的问题和现象进行分析和解释 1 发现问题 2 提出猜想 3 设计验证方案 4 实施实验 5 观察现象分析数据 得出结论 考法6探究性实验的常见题型及解题策略 1 题型分析 2 解题策略 考法6探究性实验的常见题型及解题策略 3 变量探究 1 确定变量 2 定多变一 3 数据有效 注意 解答时注意选择的数据 或设置的实验 要有效 且变量统一 否则无法作出正确判断 考法6探究性实验的常见题型及解题策略 4 常考的探究方向 1 探究温度 压强对反应速率的影响 2 探究温度 浓度 压强等对化学平衡的影响 3 探究化学反应机理 4 探究物质的组成或测量物质的含量 5 探究化学反应规律 6 探究氢键的形成 7 探究吸热反应和放热反应 8 探究原电池的形成条件 9 探究化学反应的现象 10 探究对经典问题的质疑 北京理综2017 28 16分 某小组在验证反应 fe 2ag fe2 2ag 的实验中检测到fe3 发现和探究过程如下 向硝酸酸化的0 05mol l 1硝酸银溶液 ph 2 中加入过量铁粉 搅拌后静置 烧杯底部有黑色固体 溶液呈黄色 1 检验产物 取出少量黑色固体 洗涤后 填操作和现象 证明黑色固体中含有ag 取上层清液 滴加k3 fe cn 6 溶液 产生蓝色沉淀 说明溶液中含有 例5 2 针对 溶液呈黄色 甲认为溶液中有fe3 乙认为铁粉过量时不可能有fe3 乙依据的原理是 用离子方程式表示 针对两种观点继续实验 取上层清液 滴加kscn溶液 溶液变红 证实了甲的猜测 同时发现有白色沉淀产生 且溶液颜色深浅 沉淀量多少与取样时间有关 对比实验记录如下 例5 资料 ag 与scn 生成白色沉淀agscn 对fe3 产生的原因作出如下假设 假设a 可能是铁粉表面有氧化层 能产生fe3 假设b 空气中存在o2 由于 用离子方程式表示 可产生fe3 假设c 酸性溶液中的no3 具有氧化性 可产生fe3 假设d 根据 现象 判断溶液中存在ag 可产生fe3 下述实验 可证实假设a b c不是产生fe3 的主要原因 实验 可证实假设d成立 实验 向硝酸酸化的 溶液 ph 2 中加入过量铁粉 搅拌后静置 不同时间取上层清液滴加kscn溶液 3min时溶液呈浅红色 30min后溶液几乎无色 实验 装置如图 其中甲溶液是 操作及现象是 3 根据实验现象 结合方程式推测实验 中fe3 浓度变化的原因 解析 1 要证明黑色固体中含有ag 可洗涤固体后 加硝酸并加热溶解固体 此时溶液中有ag fe3 no 3 h 再滴加稀盐酸 产生白色沉淀 k3 fe cn 6 溶液可以检验fe2 若生成蓝色沉淀 说明溶液中含有fe2 2 fe3 能与fe发生反应 2fe3 fe 3fe2 空气中含有o2 酸性条件下可将fe2 氧化为fe3 4fe2 o2 4h 4fe3 2h2o 由题给资料 ag 与scn 生成白色沉淀agscn 可判断溶液中含有ag 例5 要证明假设a b c不是产生fe3 的主要原因 可以从实验 后续现象分析 30min后溶液几乎无色 说明此时溶液中几乎没有fe3 故可通过验证在假设a b c中的影响因素都存在而假设d中的影响因素 ag 不存在的条件下 溶液中还是不会产生fe3 来证明假设a b c不是产生fe3 的主要原因 故可加入0 05mol l 1的nano3溶液 此时a b c中的假设条件都满足 但最终还是不会产生fe3 要证明假设d成立 即证明实验 原电池装置中发生反应 ag fe2 fe3 ag 所以甲溶液可以是feso4溶液 作原电池的负极 发生电极反应 fe2 e fe3 右烧杯中发生电极反应 ag e ag 分别取电池工作前与工作一段时间后左侧烧杯中溶液 同时滴加kscn溶液 后者颜色更深 即可证实假设d成立 答案 1 加硝酸加热溶解固体 再滴加稀盐酸 产生白色沉淀 fe2 2 2fe3 fe 3fe2 4fe2 o2 4h 4fe3 2h2o加入kscn溶液后产生白色沉淀 0 05mol l 1nano3feso4溶液分别取电池工作前与工作一段时间后左侧烧杯中溶液 同时滴加kscn溶液 后者红色更深 3 溶液中存在反应 2ag fe fe2 2ag ag fe2 fe3 ag fe 2fe3 3fe2 反应开始时 c ag 大 以反应 为主 c fe3 增大 约30min后 c ag 小 以反应 为主 c fe3 减小 例5 考法7滴定原理及应用 考点68定量实验之滴定实验 3 滴定类型 考法7滴定原理及应用 1 滴定管的特征 1 酸式滴定管 有玻璃活塞 可以盛放酸性 中性 强氧化性溶液 2 碱式滴定管 有橡胶管 可以盛放碱性 中性溶液 指示剂的选择 1 基本依据 标准液过量一滴 2 分类说明 酸滴碱酸过量一滴 最后显酸性 选择甲基橙 碱滴酸碱过量一滴 最后显碱性 选择酚酞 酸碱中和滴定 氧化还原滴定 沉淀滴定 络合滴定等 4 滴定步骤查 洗 润 注 赶 调 加 滴 读 算 5 滴定终点的判定与描述当滴入最后一滴某标准液后 锥形瓶中溶液由 色变 色 且半分钟内不恢复原色 则已到达滴定终点 考法7滴定原理及应用 6 氧化还原滴定的原理及应用 考法7滴定原理及应用 1 高锰酸钾滴定法 2 间接碘量法 考法7滴定原理及应用 6 氧化还原滴定的原理及应用 课标 理综2017 28 15分 水中的溶解氧是水生生物生存不可缺少的条件 某课外小组采用碘量法测定学校周边河水中的溶解氧 实验步骤及测定原理如下 取样 氧的固定用溶解氧瓶采集水样 记录大气压及水体温度 将水样与mn oh 2碱性悬浊液 含有ki 混合 反应生成mno oh 2 实现氧的固定 酸化 滴定将固氧后的水样酸化 mno oh 2被i 还原为mn2 在暗处静置5min 然后用标准na2s2o3溶液滴定生成的i2 2s