2018专题5：高考化学试验专题讲座

1、2018年高考化学实验专题讲座第一讲化学实验方案的设计与评价一、化学实验方案的设计思路（一）实验设计过程中的先后顺序问题.装置的连接顺序的一般原则：气体发生装置一除杂装置一干燥装置一主体实验装置一废气处理装置.接口连接顺序的一般原则洗气瓶干燥管量气瓶冷凝管水流.实验操作顺序的一般原则装置选择与连接气密性检查装固体药品装液体药品开始实验结束实验.加热装置顺序：可燃性气体加热或点燃前需赶走空气（防爆）固体制备前赶走空气（提 高产品纯度）先等导管从液体中取出再熄灯（防倒吸）例1、氢化钙固体是登山运动员常用的能源提供剂。某兴趣小组拟选用如下装置制备氢化钙。浓璐酸 LUOH溶灌小二打 锌苞Mi）2饱瞬液

2、回答下列问题：（1）请选择必要的装置，按气流方向连接顺序为 （填仪器接口的字母编号）。（2）根据完整的实验装置进行实验，实验步骤如下：检查装置气密性后，装入药品；打开 分液漏斗活塞； （请按正确的顺序填入下列步骤的标号）。A.加热反应一段时间B.收集气体并检验其纯度C.关闭分液漏斗活塞D.停止加热，充分冷却（3）实验结束后，某同学取少量产物，小心加入水中，观察到有气泡冒出，溶液中加入酚欧后显红色。该同学据此判断，上述实验确有CaH2生成。写出CaH2与水反应的化学方程式 ； 2该同学的判断不准确，原因是。（4）请你设计一个实验，用化学方法区分钙与氢化钙，写出实验简要步骤及观察到的现象（5）登山

3、运动员常用氢化钙作为能源提供剂，与氢气相比，其优点是即时体验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）2回答下列问题：一.盛浓H2s0回答下列问题：一.盛浓H2s04的装置用途是浓或Sd NaOH溶液，盛NaOH溶液的装置用途是（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：g-ab- （5）能证明混合气

4、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。即时体验2. （2016年全国高考卷一）氮的氧化物（NOx）是大气污染物之一，工业上在一定温度和催化剂条件下用NH3将NOx3还原生成N2。某同学在实验室中对NH3与NO2反应进行了探究。回答下列问题: （1）氨气的制备氨气的发生装置可以选择上图中的，反应的化学方程式为。欲收集一瓶干燥的氨气，选择上图中的装置，其连接顺序为：发生装置一 （按气 流方向，用小写字母表示）。（2）氨气与二氧化氮的反应将上述收集到的NH3充入注射器X中，硬质玻璃管Y中加入少量催化剂，充入NO2 （两端用 夹子K1、K2夹好）。在一定温度下按图示装置进行

5、实验。操作步骤实验现象解释原因打开K1，推动注射器活塞，使X 中的气体缓慢充入Y管中Y管中反应的化学方程式将注射器活塞退回原处并固定， 待装置恢复到室温Y管中有少量水珠生成的气态水凝聚打开K2KiMiOH溶液KiMiOH溶液(二)、实验设计过程中仪器的选择、改进与创意.气体发生装置.气体的收集装置Y(a)排水集气(c)向下排空气法(a)排水集气(c)向下排空气法.气体的干燥与除杂装置(c)(c).量气装置.可以随时随停的气体发生装置浓陶酸浓陶酸.防倒吸的实验安全处理装置有以下几种脱离液面法倒置漏斗法容器接收式（脱离液面法倒置漏斗法容器接收式（安全瓶）.尾气处理装置收集式收集式例1.二氯化二硫（

6、S2c12）在工业上用于橡胶的硫化。为在实验室合成62c12），某化学研究性学习小组查阅了有关资料，得到如下信息：2 2将干燥的氯气在110140c与硫反应，即可得粗品。有关物质的部分性质如下表：气不够完善，请提;E币反应的化学方程式:利（气不够完善，请提;E币反应的化学方程式:利（2） B中反应的离子方程式:,NaOH溶液（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）S2c12粗品中可能混有的杂质是（填写两种），为了提高S2c12的纯 度，关键的操作是控制好温度和。2 2即时体验1

7、、某校课外活动小组为了探究铜与稀硝酸反应产生的气体主要是NO而设计了下 列实验，装置如图所示（加热装置和固定装置均已略去）。图中K为止水夹（处于关闭状态）, F是吸入了一半空气的注射器。请生完成（1（2子方程式为：.（3）.装置E请生完成（1（2子方程式为：.（3）.装置E和F的作用是祖清和质家的是 的“达到此 铜丝行的操作是。 |入稀硝酸，并微热之，B中反应的离 弗百；为实现此作用，其操作方法是即时体验2、大气压强对许多物理实验和化学实验有着重要影响。II.制取氨气并完成喷泉实验（图中夹持装置均已略去）。S2ffilS2(1)写出实验室制取氨气的化学方程式：(02理综X02天津)(2)收集氨

8、气应作用 法，要得到干燥的氨气可选用 做干燥剂。(3)用图1装置进行喷泉实验，上部烧瓶已装满干燥氨气，引发水上喷的操作是，该实验的原理是(4)如果只提供如图2的装置，请说明引发喷泉的方法。(三)、物质的分离和提纯的实验设计.分离与提纯的基本原则“四原则”：一不增二不减三易分四复原“三必须：例1.为除去ZnCl2酸性溶液中的FeCl3,可在加热搅拌的条件下加入一种试剂，过滤后再加入适量盐酸，最好选的试剂(3)A. NaOHB. K2CO3C. ZnSQ4D. Zn(OH)2 例2.海洋植物如海带海藻中含有丰富的碘元素，碘元素以碘离子的形式存在。实验里从海洋中提取碘的流程如下： 海藻海藻灰易浊谡

9、里含际含“ 溶液适里溶漉指出提取的过程中有关实验操作名称：6指出提取的过程中有关实验操作名称：6的离子方程式.提取碘的过程中，可供选择的溶剂是。A.甲苯，酒精B.四氯化碳，苯C.汽油，乙酸D.汽油，甘油为使海藻灰中碘离子转化为碘的有机溶液，需要进行的实验步骤有：氧化、。， 实验室里有烧杯、玻璃棒、集气瓶、导管、酒精灯、圆底烧瓶、石棉网，尚缺少的玻璃仪 SB旦器是。(4)从含碘的有机溶剂中提取碘和回收有机溶剂，还需要经过(填操作名称)。下图为该 操作的装置图，指出下图所示的实验装置中的错误之处：；最后晶态的铜粉，通过不同的化学反应制取胆矶.其设计的(1)杂铜中含有大，灼烧时将瓷土甘埚置于；最后晶

10、态的铜粉，通过不同的化学反应制取胆矶.其设计的(1)杂铜中含有大，灼烧时将瓷土甘埚置于上(用以下所给仪器的编号填入，下同)取用甘埚应使用，灼烧后的甘埚应放在上，不能直接放在桌面上.实验所用仪器：a.蒸发皿b.石棉网 c泥三角 d.表面皿 e.甘埚钳 f.试管 夹(2)杂铜经灼烧后得到的产物是氧化铜及少量铜的混合物，用以制取胆矶.灼烧后含有少 量铜的可能原因是.a.灼烧过程中部分氧化铜被还原b.灼烧不充分铜未被完全氧化c.氧化铜在加热过程中分解生成铜d.该条件下铜无法被氧气氧化(3)通过途径II实现用粗制氧化铜制取胆矶，必须进行的实验操作步骤：酸溶、加热通 氧气、过滤、冷却结晶、自然干燥.(4)

11、由粗制氧化铜通过两种途径制取胆矶，与途径I相比，途径II有明显的两个优点是:、 .(5)在测定所得胆矶(CuSO4-xH2O)中结晶水x值的实验中：称量操作至少进行 次.(6)若测定结果x值偏高，可能的原因是()a.加热温度过高b.胆矶晶体的颗粒较大c.加热后放在空气中冷却d.胆矶晶体部分风化.2.物质分离和提纯过程中几种重要操作的规范描述沉淀是否完全的判断及操作沉淀的洗涤方法及操作验证沉淀洗涤是否干净的操作分液漏斗使用之前应进行的操作分液开始前应进行的操作分液过程中最关键的操作从溶液中得到晶体的操作要点例4为了测定混有少量KCl杂质的明矶KAl (S04) 2 - nH2O的纯度，同时测定n

12、的值，按下列流程进行实验：4 22晶块磨碎称取样品mf冷却后称 量固晶块磨碎称取样品mf冷却后称 量固体质 量为啊溶解于水加入 足量A 溶液干燥后称量质量为m四干燥后称量质量为m四(1)固体应在中加热，加热后的固体应放在中冷却(填仪器名称)。(2)若加热过程中有固体飞溅出来造成损失，则会使测得的n值；(填“偏大”、“偏小”或“无影响”，下同)；若加热后在空气中冷却称量，则会使测得的n值； (3)判断已脱水至恒重的方法是 ；(4)若A溶液是BaCl2溶液，判断A溶液是否足量的方法是(5)过滤后还需将沉淀洗涤干净，洗涤方法是；(6)通过实验，测得明矶化学式中n值为12,则明矶的纯度为%。例5.(2

13、017年全国高考理综卷三)绿矶是含有一定量结晶水的硫酸亚铁，在工农业生产中具 有重要的用途。某化学兴趣小组对绿矶的一些性质进行探究。回答下列问题：(1)在试管中加入少量绿矶样品，加水溶解，滴加KSCN溶液，溶液颜色无明显变化。 再向试管中通入空气，溶液逐渐变红。由此可知：、。(2)为测定绿矶中结晶水含量，将石英玻璃管(带端开关K1和K2)(设为装置A)称 重，记为m1 g。将样品装入石英玻璃管中，再次将装置A称重，记为m2 g。按下图连接好 装置进行实验。仪器B的名称是。将下列实验操作步骤正确排序 (填标号)；重复上述操作步骤，直至A恒重，记为m3 goa.点燃酒精灯，加热 b.熄灭酒精灯c.

14、关闭K1和K2d.打开K1和K2,缓缓通入N2.称量A f.冷却至室温根据实验记录，计算绿矶化学式中结晶水数目=(列式表示)。若 实验时按a、d次序操作，则使 (填“偏大”“偏小”或“无影响”)。(3)为探究硫酸亚铁的分解产物，将(2)中已恒重的装置A接入下图所示的装置中， 打开K1和K2,缓缓通入N2,加热。实验后反应管中残留固体为红色粉末。C、D中的溶液依次为 (填标号)。C、D中有气泡冒出，并可观察到的现象分别为 oa.品红b.NaOHc.BaCl2d.Ba(NO3)2e.浓 H2SO4写出硫酸亚铁高温分解反应的化学方程式o二、化学实验方案评价的基本原则.科学性原则：实验原理正确.可行性

15、原则：实验设计应具有可操作性3、简约性原则：操作简单方便，有利于简约原则4、安全性原则：实验结果安全可靠，实验过程无安全隐患例1.为探究乙快与澳的加成反应，甲同学设计并进行了如下实验：先取一定量工业用电石 与水反应，将生成的气体通入滨水中，发现溶液褪色，即证明乙快与澳水发生了加成反应。乙同学发现甲同学实验中，褪色后的溶液里有少许淡黄色浑浊，推测在制得的乙快中还 有可能含有少量还原性的杂质气体。由此他提出必须先除去之，再与澳水反应。请回答问题：(1 )写出甲同学实验中两个主要的化学方程式 o(2)甲同学设计的实验 (填“能”或“不能”)验证乙快与澳发生加成反应，其理由是 oa.使滨水褪色的反应，

16、未必是加成反应b.使滨水褪色的反应，就是加成反应c.使滨水褪色的物质，未必是乙快d.使滨水褪色的物质，就是乙快(3 )乙同学推测此乙快中必定含有的一种杂质气体是，它与滨水反应的化学 方程式是 o验证过程中必须全部除去。(4 )请你选用上列四个装置(可重复使用)来实现乙同学的实验方案，将它们的编号填入方框，并写出装置内所放的化学药品。i -* rn（浪水方而不是取代，丙同学提性?列i -* rn（浪水方而不是取代，丙同学提性?列由是什么？二即时体验1.某研究性学习小组的一个课pH试纸来测试反应后溶液的酸“NO2能否支持木条的燃烧？ ”由于实验室中没有现成的NO2气体，该小组的同学设计了两个方案，

17、方案一如图1所示，方案二如图2所示。 请回答下列问题（本题不考虑N2O4存在产生的影响）。已知浓HNO3受热分解与金属和浓HNO3 反应的方程式分别为：334HNOJ浓）4NO2 f+O2 f+2H2OCu+4HNOJ浓） Cu（NO3） 2 + 2H2O+2NO2 T飞注留飞注留方案一实验开始后木条上的火星逐渐熄灭，有的同学得出“no2不能支持木条的燃烧” 的结论。你认为这一结论是否正确？（填“正确”或“不正确”），理由是硝酸铜固体加热分解的产物有氧化铜、二氧化氮和氧气，该反应的化学方程式是；将生成的气体通入水中的现象O方案二实验当集气瓶中充满红棕色气体时，木条复燃了，有的同学得出NO2能支

18、持木条 的燃烧”的结论。你认为这一结论是否正确？（填“正确”或“不正确”），理由是 （4）为了更直接说明“NO2能否支持木条燃烧”这一问题，请你重新设计一个简单的实验方案， 简述实验原理和主要操作.即时体验2.甲、乙两同学为探究SO2与可溶性钡的强酸盐能否反应生成白色BaSO3沉淀，用下图所示装置进行实验（夹持装置和A中加热装置已略，气密性已检验）3浓统摄邦篮夹0f尾气处理装置0.25 moVI加口溶液实验操作和现象：洞浓统摄邦篮夹0f尾气处理装置0.25 moVI加口溶液实验操作和现象：洞1110操作现象关闭弹簧夹，葡加一定里浓疏酸，加热人中有白雾七成，洞片表面产生气泡E中有气泡冒出，产生丈

19、里白色沉淀C中产生白色瓦淀，液面上方略显浅标色并逐渐消失打开弹簧吴，通入叼，停止加热，一段讨间后关闭从匚中分别取少里白。沉淀，加福盐霰均未坛现白色沉违溶解(1) A中反应的化学方程式是(2) C中白色沉淀是，该沉淀的生成表明SO2具有.(3) C中液面上方生成浅棕色气体的化学方程式是4)分析B中不溶于稀盐酸的沉淀产生的原因，甲认为是空气参与反应，乙认为是白雾参 与反应.为证实各自的观点，在原实验基础上：甲在原有操作之前增加一步操作，该操作是；乙在A、B间增加洗气瓶D, D中 盛放的试剂是.进行实验，B中现象：甲大量白甲大量白色沉淀检验白色沉超发量不溶于稀盐酸.淀合离子方程式解释实验现象异同的原

20、因:5)合并(4)中两同学的方案进行实验. B中无沉淀生成，而C中产生白色沉淀，由此得 出的结论是.三、探究性实验题的解题思路例题一某些资料认为：NO、NO2不能与Na2O2反应。某小组学生提出质疑，他们从理论上分析过氧化 钠和二氧化氮都有氧化性，根据化合价升降原则提出假设：AB C假设. 假设H. (1)小组甲同学设计实验如下：试管A中反应的化学方程式是。待试管B中收集满气体，向试管B中加入适量Na2O2粉末，塞紧塞子，轻轻振荡试管内粉 末，观察到红棕色气体迅速消失；再将余烬木条迅速伸进试管内，看见木条复燃。甲同学认11为假设n正确；乙同学认为该装置不能达到实验目的，为达到实验目的，在a、b

21、之间增加 一个装置，该装置的作用是。乙同学用改进后装置，重复了甲同学的实验操作，观察到红棕色气体迅速消失；余烬木条未复燃。得出结论：假设I正确。NO2和Na2O2反应的方程式是。(2)丙同学认为NO易与02发生反应:应更易被Na2O2氧化。查阅资料： 2NO+Na2O2 = 2NaNO2 6NaNO2+3H2sO4=3Na2 SO4+ 2HNO/4NOT+2H,；酸性条件下，NO或NO -都能与MnO -反应生成NO -和Mn2+243丙同学用下图所示装置(部分夹持装置略)探究NO与Na2O2的反应。 TOC o 1-5 h z ABFB中观察到的主要现象是, F装置的作用是在反应前，打开弹簧夹，通入一段时间整，目的是。充分反应后，检验D装置中发生反应的实验是。例题二硫酸铜受热分解生成氧化铜和气体，受热温度不同，该气体成分也不同。气体成分可能含SO2、SO3和O2中的一种、二种或三种。某化学课外活动小组通过设计一探究性实验，测定反应产生的SO2、SO3和O2的物质的量，并经计算确定各物质的化学计量数，从而确定CuSO4分 解的化学方程式，实验用到的仪器如下图