主题拓展：现代仪器分析方法及其应用.doc

化学综合实验方案的设计学案惠东中学化学科组 刘泽林 付贤谷 杨关敬第 一 课 时广东考试说明要求的实验能力:1.观察记录实验现象，分析实验结果和处理实验数据，得出正确结论的能力2.初步处理实验过程中的有关安全问题的能力3.能综合应用各部分知识与技能按要求完成设计。广东省2006年-2008年高考命题实验题走向：1.实验题在命题方法上趋向于重视动手能力、安全操作以及设计、评价和改进实验的能力。2.实验题着重考查提出假设与实验设计能力、创造能力和综合素质。3.突出考查化学用语及语言表达能力化学实验设计概念：是指学生依据实验目的、化学原理确定实验步骤、选择使用合适的试剂、适当的仪器和装置以及正确的连接顺序的过程叫化学实验设计。综合实验方案设计的一般思路：了解实验目的明确实验原理掌握实验条件选择仪器药品设计装置步骤记录现象数据分析得出结论。一、 考点整合 经典例析考点1：用所给仪器考查实验设计和实验装置创新设计的能力 例1、水蒸气通过灼热的焦炭后，流出气体的主要成分是CO和H2，还有CO2和水蒸气等。请用下图中提供的仪器，选择必要的试剂，设计一个实验，证明上述混合气中有CO和H2。(加热装置和导管等在图中略去) 回答下列问题： (1)盛浓H2SO4的装置的用途是_，盛NaOH溶液的装置的用途是_。(2)仪器B中需加入试剂的名称(或化学式)是：_，所发生反应的化学方程式是：_。(3)仪器C中需加入试剂的名称(或化学式)是：_，其目的是_。(4)按气流方向连接各仪器，用字母表示接口的连接顺序：gab_。(5)能证明混合气中含有CO的实验依据是_。(6)能证明混合气中含有H2的实验依据是_。 课堂反馈练习： 我校高二课外活动小组研究乙醇氧化的实验并验证其产物，设计了下图所示的甲、乙、丙三套装置（图中有些支撑装置未画出，“”表示酒精灯热源），每套装置又分为、三部分。仪器中盛放的试剂为：a-无水乙醇（沸点：78）；b-铜丝， c-无水硫酸铜，d-新制氢氧化铜悬浊液。(1) 简述三套方案各自的优点：甲： 乙: 丙： (2) 集中三套方案的优点，组成一套比较合理完善的实验装置，可按气流由左至右的顺序表示为_。(例如甲、乙、丙)(3) 若要保证此实验有较高的效率，还需要补充的仪器有_，理由是: (4) 实验中能验证乙醇氧化产物的实验现象是: 布置作业:高考直通车P243 3、5学习反思：第 二 课 时考点2：实验装置创新设计的能力例2. 在没有现成的CO2气体发生器的情况下，请你选用下图中的部分仪器，装配成一个简易的、能随开随用、随关随停的CO2气体发生装置。应选用的仪器是（填入仪器的编号 。） 课堂反馈练习： 1.制取二氧化碳的装置创新: 2. 铜与稀硝酸的反应装置创新：3. 防倒吸装置4. 防堵塞装置5. 干燥装置6. 冷凝装置7. 量气装置实验装置创新设计要点：掌握一些装置和仪器药品的替代方法，力求使设计的实验仪器简单、操作便捷、节省试剂、现象明显、安全防污等。布置作业: 高考直通车P244245 高考实战演练1、7学习反思：第 三 课 时考点3：模拟工业生产情景设计实验例3、二氯化二硫(S2Cl2)在工业上用于橡胶的硫化。为在实验室合成S2Cl2，某化学研究性学习小组查阅了有关资料，得到如下信息：将干燥的氯气在110140与硫反应，即可得S2Cl2粗品。有关物质的部分性质如下表：物质熔点/沸点/化学性质S112.8444.6略S2Cl277137遇水生成HCl、SO2、S；300以上完全分解；S2Cl2Cl22SCl2设计实验装置图如下：(1)上图中气体发生和尾气处理装置不够完善，请你提出改进意见_。利用改进后的正确装置进行实验，请回答下列问题：(2)B中反应的离子方程式：_；E中反应的化学方程式：_。(3)C、D中的试剂分别是_、_。(4)仪器A、B的名称分别是_、_，F的作用是_。(5)如果在加热E时温度过高，对实验结果的影响是_，在F中可能出现的现象是_。(6)S2Cl2粗品中可能混有的杂质是(填写两种) _、_，为了提高S2Cl2的纯度，关键的操作是控制好温度和_。 课堂反馈练习：从海水中可提取多种化工原料，下面是工业上对海水的几项综合利用示意图。根据示意图回答下列问题：(1) 粗盐中含有Ca2、Mg2、等杂质离子，精制时所用试剂为盐 酸、BaCl2溶液、NaOH溶液、Na2CO3溶液，加入试剂的顺序是: (2) 电解饱和食盐水的总反应的化学方程式为: (3) 工业上MgCl26H2O晶体在_ 气氛中加热脱水，通入此种气体的作用是: (4)可选用药品：MgCl26H2O晶体、NaCl(s)、KClO3(s)、MnO2、浓H2SO4、浓HCl 、稀NaOH溶液仪器：见下图(装置可重复使用)。a. 组装氯化氢气体发生器，应选用的仪器(用编号A、B、填入)是_；有关的化学方程式是: b. 按HCl气流方向，其余装置的连接顺序(用数字、填入)是： ( )( )( )( )( )( )( )c. 各装置中应放的药品为：A_，B_，C_，D_，E_。 d. B装置的作用是_，B中能观察到的现象是_。布置作业: 高考直通车P244245 高考实战演练9学习反思：第 四 课 时考点4：实验和化学主干知识相结合的新题型例4、短周期元素的单质X、Y、Z在通常状况下均为气态，并有下列转化关系(反应条件略去)：已知：a常见双原子单质分子中，X分子含共价键最多。b甲分子含10个电子，乙分子含18个电子。(1)X的电子式是_。(2)实验室可用下图所示装置(缺少收集装置，夹持固定装置略去)制备并收集甲。在图中方框内绘出用烧瓶收集甲的仪器装置简图。试管中的试剂是(填写化学式)_。烧杯中溶液由无色变成红色，其原因是(用电离方程式表示)_。(3)磷在Z中燃烧可生成两种产物，其中一种产物丁分子中各原子最外层不全是8电子结构，丁的化学式是_。(4)n mol丁与n mol丙在一定条件下反应，生成4n mol乙和另一化合物，该化合物蒸气的密度是相同状况下氢气的174倍，其化学式是_。 课堂反馈练习：下图甲是课本中验证铜和浓硝酸反应的装置，乙和丙是师生对演示实验改进后的装置：(1) 写出铜和浓硝酸反应的离子方程式: (2) 和甲装置相比，乙装置的优点是: (3) 为了进一步验证NO2和水反应，某学生设计了丙装置：先关闭弹簧夹_，再打开弹簧夹_,才能使NO2气体充满试管；当气体充满试管后，将铜丝提起与溶液脱离，欲使烧杯中的水进入试管，应如何操作？ (4) 试管中的NO2和水充分反应后，所得溶液物质的量浓度的最大值是(气体按标准状况计算): 布置作业: 高考直通车P244245 高考实战演练10学习反思：第 五 课 时二、课堂实战演练1、在室温和大气压强下，用图示的装置进行实验，测得a g含CaC2 90%的样品与水完全反应产生的气体体积为b L。现欲在相同条件下，测定某电石试样中CaC2的质量分数，请回答下列问题：(1)CaC2和水反应的化学方程式是_。(2)若反应刚结束时，观察到的实验现象如图所示，这时不能立即取出导气管，理由是_。(3)本实验中测量气体体积时应注意的事项有_。(4)如果电石试样质量为c g，测得气体体积为d L，则电石试样中CaC2的质量分数计算式w(CaC2)= _。(杂质所生成的气体体积忽略不计)2、实验室模拟合成氨和氨催化氧化的流程如下：已知实验室可用饱和亚硝酸钠(NaNO2)溶液与饱和氯化铵溶液经加热后反应制取氮气。(1)从上图中选择制取气体的合适装置：氮气_、氢气_(2)氮气和氢气通过甲装置，甲装置的作用除了将气体混合外，还有_、_。(3)氨合成器出来经冷却的气体连续通入乙装置的水中吸收氨，_ (“会”或“不会”)发生倒吸，原因是_。(4)用乙装置吸收一段时间氨后，再通入空气，同时将经加热的铂丝插入乙装置的锥形瓶内，能使铂丝保持红热的原因是：_，锥形瓶中还可观察到的现象是：_。(5)写出乙装置中氨氧化的化学方程式：_。(6)反应结束后锥形瓶内的溶液中含有H、OH、_、_离子。3、以下是某同学测定硫酸钠晶体中结晶水含量的实验方案。实验用品：硫酸钠晶体试样、研钵、干燥器、坩埚、三脚架、泥三角、玻璃棒、药匙、托盘天平实验步骤：准确称量一个干净、干燥的坩埚；在坩埚中加入一定量的硫酸钠晶体试样，称重，将称量过的试样放入研钵中研细，再放回到坩埚中；将盛有试样的坩埚加热，待晶体变成白色粉末时，停止加热；将步骤中的坩埚放入干燥器，冷却至室温后，称重；将步骤中的坩埚再加热一定时间，放入干燥器中冷却至室温后称量。重复本操作，直至两次称量结果不变；根据实验数据计算硫酸钠晶体试样中结晶水的质量分数。分析该方案并回答下面问题：(1)完成本实验还需要的实验用品是_；(2)指出实验步骤中存在的错误并改正：_；(3)硫酸钠不能放置在空气中冷却的原因是_；(4)步骤的目的是_；(5)下面的情况有可能造成测试结果偏高的是_(填序号)。A试样中含有加热不挥发的杂质B试样中含有加热易挥发的杂质C测试前试样已有部分脱水 D实验前坩埚未完全干燥E晶体加热脱水不完全 F加热时晶体溅出4、下图所示为常见气体制备、分离、干燥和性质验证的部分仪器装置(加热设备及夹持固定装置均略去)，请根据要求完成下列各题(仪器装置可任意选用，必要时可重复选择，a、b为活塞)。(1)若气体入口通入CO和CO2的混合气体，E内放置CuO，选择装置获得纯净干燥的CO，并验证其还原性及氧化产物，所选装置的连接顺序为_(填代号)。能验证CO氧化产物的现象是_。(2)停止CO和CO2混合气体的通入，E内放置Na2O2，按AEDBH装置顺序制取纯净干燥的O2，并用O2氧化乙醇。此时，活塞a应_，活塞b应_，需要加热的仪器装置有_(填代号)，m中反应的化学方程式为_。(3)若气体入口改通空气，分液漏斗内改加浓氨水，圆底烧瓶内改加NaOH固体，E内放置铂铑合金网，按AGED装置顺序制取干燥的氨气，并验证氨的某些性质。装置A中能产生氨气的原因有：_。实验中观察到E内有红棕色气体出现，证明氨气具有_性。布置作业: 见试卷学习反思：强化练习1、铋(Bi)在医药方面有重要应用。下列关于的说法正确的是( )A都含有83个中子B互为同位素C的核外电子数不同D分别含有126和127个质子2、下列可用于测定溶液pH且精确度最高的是( )A酸碱指示剂BpH计C精密pH试纸 D广泛pH试纸3、下列符合化学实验“绿色化”的有( )在萃取操作的演示实验中，将CCl4萃取溴水改为CCl4萃取碘水 在铜与浓硫酸反应的实验中，将铜片改为可调节高度的铜丝 将实验室的废酸液与废碱液中和后再排放ABCD4、科学家近年来研制出一种新型细菌燃料电池，利用细菌将有机酸转化成氢气，氢气进入以磷酸为电解质的燃料电池发电。电池负极反应为( )AH22OH=2H2O2eBO24H4e=2H2OCH2=2H2eDO22H2O4e=4OH5、下列实验操作完全正确的是( )编号实 验操 作A钠与水的反应用镊子从煤油中取出金属钠，切下绿豆大小的钠，小心放入装满水的烧杯中B配制一定浓度的氯化钾溶液1000mL准确称取氯化钾固体，放入到l000mL的容量瓶中，加水溶解，振荡摇匀，定容C排除碱式滴定管尖嘴部分的气泡将胶管弯曲使玻璃尖嘴斜向上，用两指捏住胶管，轻轻挤压玻璃珠，使溶液从尖嘴流出D取出分液漏斗中所需的上层液体下层液体从分液漏斗下端管口放出，关闭活塞，换一个接收容器，上层液体继续从分液漏斗下端管口放出6、为了避免青铜器生成铜绿，以下方法正确的是( )A将青铜器放在银质托盘上B将青铜器保存在干燥的环境中C将青铜器保存在潮湿的空气中D在青铜器的表面覆盖一层防渗的高分子膜7、顺式Pt(NH3)2Cl2(式量为300)是临床广泛使用的抗肿瘤药物。下列有关该物质的说法正确的是( )A由4种元素组成B含有NH3分子CPt的化合价为4DPt元素的质量百分含量为65%8、将V1 mL 1.00molL1HCl溶液和V2 mL未知浓度的NaOH溶液混合均匀后测量并记录溶液温度，实验结果如下图所示(实验中始终保持V1V2=50mL)。下列叙述正确的是( )A做该实验时环境温度为22B该实验表明化学能可以转化为热能CNaOH溶液的浓度约是1.00molL1D该实验表明有水生成的反应都是放热反应9、根据下表中烃的分子式排列规律，判断空格中烃的同分异构体数目是( )12345678CH4C2H4C3H8C4H8C6H12C7H16C8H16A3B4C5D610、下列除去杂质的方法正确的是( )除去乙烷中少量的乙烯：光照条件下通入Cl2，气液分离；除去乙酸乙酯中少量的乙酸：用饱和碳酸氢钠溶液洗涤，分液、干燥、蒸馏；除去CO2中少量的SO2：气体通过盛饱和碳酸钠溶液的洗气瓶；除去乙醇中少量的乙酸：加足量生石灰，蒸馏。ABCD11、下列叙述错误的是( )A13C和14C属于同一种元素，它们互为同位素B1H和2H是不同的核素，它们的质子数相等C14C和14N的质量数相等，它们的中子数不等D6Li和7Li的电子数相等，中子数也相等12、a g铁粉与含有H2SO4的CuSO4溶液完全反应后，得到a g铜，则参与反应的CuSO4与H2SO4的物质的量之比为( )A17B71C78D8713、一定条件下，合成氨反应达到平衡时，测得混合气体中氨气的体积分数为20.0%，与反应前的体积相比，反应后体积缩小的百分率是( )A16.7%B20.0%C80.0%D83.3%14、离子检验的常用方法有三种：检验方法沉淀法显色法气体法含义反应中有沉淀产生或溶解反应中有颜色变化反应中有气体产生下列离子检验的方法不合理的是( )A气体法BI沉淀法CFe3显色法DCa2气体法15、有关物质燃烧时火焰颜色描述错误的是( )A氢气在氯气中燃烧苍白色B钠在空气中燃烧黄色C乙醇在空气中燃烧淡蓝色D硫在氧气中燃烧绿色16、用一张已除去表面氧化膜的铝箔紧紧包裹在试管外壁(如下图)，将试管浸入硝酸汞渣液中，片刻取出，然后置于空气中，不久铝箔表面生出“白毛”，红墨水柱右端上升，根据实验现象判断下列说法错误的是( )A实验中发生的反应都是氧化还原反应B铝是一种较活泼的金属C铝与氧气反应放出大量的热量D铝片上生成的白毛是氧化铝和氧化汞的混合物17、分离或提纯物质常用到下列某些仪器或装置，请将适当的装置或仪器的编号填入相应的空格中：(1)从CH3COONa和CH3COOH的混合物中提纯乙酸，应选用上列仪器或装置中的_。(2)除去C2H5Br中混有的少量C2H5OH，应选用上列仪器或装置中的_。(3)除去淀粉胶体中的Na、Cl，应选用上列装置或仪器中的_。(4)将粗铜(含少量Zn、Ni、Ag、Au等)提纯，应选用上列装置或仪器中的_。18、已知稀溴水和氯化铁溶液都呈黄色。现在向足量的稀氯化亚铁溶液中，加入l2滴液溴，振荡后溶液呈黄色。(1)甲同学认为这不是发生化学反应所致，则使溶液呈黄色的物质是：_(填粒子的化学式，下同)；乙同学认为这是发生化学反应所致，则使溶液呈黄色的物质是_。(2)你认为哪位同学的观点是正确的? _ (填“甲”或“乙”)。为了验证你的判断的正确性，请根据下面所提供的可用试剂，用两种方法加以验证，并将选用的试剂代号及实验中观察到的现象填入下表。实验可供选用试剂：A酸性高锰酸钾溶液 B氢氧化钠溶液 C四氯化碳 D硫氰化钾溶液 E硝酸银溶液 F淀粉碘化钾溶液实验方案所选用试剂(填代号)实验现象方案一方案二(3)根据上述实验推测，若在稀溴化亚铁溶液中通入氯气，则首先被氧化的离子是_；若选用淀粉碘化钾溶液来判断哪位同学的推断是正确的，你认为是否可行? _。理由是：_。(4)在标准状况下，若向100.0mL溴化亚铁溶液中通入268.8mL Cl2时有70%的溴被氧化，则原溴化亚铁溶液的物质的量浓度为_molL1。所发生反应的离子方程式为：_。19、用示意图中的装置进行A、B、C、D 4组实验，在a、b、c中加入的试剂如表中所示。请填写表中空格。abc实验现象对实验现象的解释A饱和食盐水碳化钙酸性KMnO4溶液b中c中B浓盐酸K