【三维设计】高三化学二轮三轮总复习 重点突破专题五 第三讲 化学实验方案的设计与评价课件

1．根据实验现象，观察、记录、分析或处理数据，得出正确结论．2．根据实验试题要求，设计或评价实验方案．3．以上各部分知识与技能的综合应用．1．实验室需要制备的气体有：①O2、②H2、③NH3、④CO2、⑤Cl2、⑥SO2(1)用化学方程式表示出下列气体的制备原理．①O2：

.②H2：

.③NH3：

.④CO2：

.⑤Cl2：

.⑥SO2：

.Zn＋H2SO4

===

ZnSO4＋H2↑CaCO3＋2HCl

===

CaCl2＋H2O＋CO2↑Na2SO3＋H2SO4

===

Na2SO4＋H2O＋SO2↑(2)根据下列气体发生装置，选出上述对应的气体．能用A装置制取的气体为：

.能用B装置制取的气体为：

.能用C装置制取的气体为：

.能用D装置制取的气体为：

.(3)上述气体中能用排水法收集的是

，能用向下排空气法收集的是

.(4)上述气体中能用浓H2SO4干燥的是

，能用碱石灰干燥的是

.①、③②、④①、②、③、④、⑤、⑥⑤①、②②、③①、②、④、⑤、⑥①、②、③2．设计实验证明酸性：CH3COOH＞H2CO3＞H2SiO3.提示：利用反应：2CH3COOH＋Na2CO3===2CH3COONa＋H2O＋CO2↑Na2SiO3＋H2O＋CO2

===

Na2CO3＋H2SiO3↓即向Na2CO3溶液中加入醋酸，有

产生，证明醋酸酸性强于碳酸；将

通入Na2SiO3溶液有白色沉淀生成，证明碳酸的酸性强于硅酸．大量气泡(CO2)CO2气体

用“√”或“×”判断下列高考选项的正误．1．(2010·北京高考T9－B)用品红溶液验证铜与浓硫酸反应的生成物是SO2 (√)2．(2010·全国卷ⅠT7－D)将NH3通入热的CuSO4溶液中能使Cu2＋还原成Cu (×)3．(2010·天津高考T5－D)用浓盐酸酸化的KMnO4溶液与H2O2反应，证明H2O2具有还原性 (×)4．(2010·上海高考T8－D)用饱和碳酸钠溶液除去二氧化碳中的氯化氢 (×)5．(2010·上海高考T14－A)测定硫酸铜晶体中结晶水含量时，灼烧至固体发黑，测定值小于理论值(×)6．(2009·重庆高考T9－B)Na的金属活动性比Mg强，故可用Na与MgCl2溶液反应制Mg (×)一、化学学实验方方案的设设计1．设计思路2．实验设计的的原则(1)科学性．(2)安全性．(3)可行性．(4)简约性．3．实验设计的的方法(1)明确实验目的的、原理．(2)选择合适的仪仪器和药品．．(3)设计装置步骤骤．(4)记录实验现象象和数据．(5)分析得出结论论．4．化学实验方方案设计中的的“六防”(1)防倒吸：易溶溶于水的气体体经导管进入入水溶液采取取防倒吸措施．(2)防泄漏：主要要防止实验过过程中的气体体或液体泄漏漏．(3)防暴沸：可使使用碎瓷片(沸石)来防液体暴沸沸．(4)防堵塞：用KMnO4粉末制O2时可使用一团团棉花来防止止导管堵塞．(5)防挥发：用密密封、液封、、冷凝回流等等措施来防止止挥发．(6)防爆炸：可燃燃性气体在点点燃之前一定定要验纯，以以防爆炸．5．实验方案设设计时的几个个操作(1)实验装置的组组合顺序一般般为：气体发发生→除杂质→干燥→主体实验→尾气处处理．．(2)接口的的连接接顺序序：总总体上上遵循循装置置的排排列顺顺序，，但对对于吸收装装置应应“长”进“短”出(或“深”入“浅”出)；量气装装置应应“短”进“长”出；洗洗气装装置应应“长”进“短”出；干干燥管管应“粗”进“细”出．(3)实验操操作顺顺序气体发发生一一般按按：装装置选选择与与连接接→气密性性检验验→装固体体药品品→加液体体药品品→开始实实验(按程序序)→拆卸仪仪器→其他处处理等等．(4)加热操操作注注意事事项主体实实验加加热前前一般般应先先用原原料气气赶走走空气气后再再点燃燃酒精精灯，，其目目的一一是防防止爆爆炸，，如H2还原CuO、CO还原Fe2O3；二是是保证证产品品纯度度，如如制备备Mg3N2、CuCl2等．反反应结结束时时，应应先熄熄灭酒酒精灯灯，继继续通通原料料气直直到冷冷却为为止．．(5)尾气处处理：：有毒毒气体体常采采用溶溶液(或固体体)吸收或或将之之点燃，无无毒气气体直直接排排放．．有气体体参加加的实实验是是中学学化学学实验验的重重要内内容，，其设设计思思路一一般为为气体体的发发生→除杂→干燥→性质实实验→尾气处处理．．二、实实验方方案的的评价价对给出出的实实验方方案作作出选选择、、评价价或找找出最最佳方方案，，包含含的知知识点点很多多，能能考查查学生生分析析问题题和解解决问问题的的能力力．1．选择择包括仪仪器的的选择择、药药品的的选择择、连连接方方式的的选择择等．．仪器器的选择择包括括发生生装置置(几种基基本类类型)、净化化装置置(除杂质质的试剂和和顺序序)、反应应装置置、收收集装装置、、尾气气处理理装置置等；；药品品的选选择，，包括括种类类、浓浓度、、物质质的聚聚集状状态等等；连连接方方式的选选择，，包括括仪器器的先先后顺顺序、、导管管接口口的连连接顺顺序等等．2．评价价对几个个实验验方案案的正正确与与错误误、严严密与与不严严密、、准确确与不不准确确作出出判断断，要要考虑虑是否否合理理、有有无干干扰现现象、、经济济上是是否合合算和和对环环境有有无污污染等等．3．最佳佳方案案的选选择所谓谓最最佳佳，，是是指指装装置置最最简简单单、、药药品品容容易易取取得得并并且且价价格格低低廉廉、、实实验验现现象象明明显显、、无无干干扰扰物物质质以以及及无无污污染染等等．．评价价一一个个实实验验方方案案的的优优劣劣从从以以下下几几个个方方面面入入手手：：实实验验方方法法和和操操作作程程序序是是否否科科学学合合理理，，实实验验方方案案是是否否切切实实可可行行，，实实验验步步骤骤是是否否简简单单易易行行，，实实验验现现象象是是否否明明显显，，实实验验数数据据的的获获得得是是否否准准确确，，实实验验过过程程中中安安全全及及环环保保问问题题是是否否得得以以妥妥善善解解决决．．(2010··崇文文模模拟拟)高锰锰酸酸钾钾是是锰锰的的重重要要化化合合物物和和常常用用的的氧氧化化剂剂．．工工业业上上以以软软锰锰矿矿(主要成成分是是MnO2)为原料料制备备高锰锰酸钾钾晶体体．请请回答答下列列问题题：(1)通常高高锰酸酸钾保保存在在棕色色试剂剂瓶中中，下下列试试剂不不需要要用棕色试试剂瓶瓶保存存的是是________(填字母母代号号)．a．浓硝硝酸b．氯水水c．烧碱碱溶液液(2)KMnO4稀溶液液是一一种常常用的的消毒毒剂．．其消消毒机机理与与下列列物质不不同的的是________(填字母母代号号)．a．84消毒液液(主要成成分是是NaClO)b．75%酒精c．臭氧氧d．双氧氧水(3)写出MnO2催化H2O2溶液制制氧气气的化化学方方程式式_______________________________________________.(4)在用软软锰矿矿制备备高锰锰酸钾钾的生生产中中需要要纯净净的CO2气体．．①若实验验室要要制备备纯净净的CO2，从下下列给给出的的试剂剂中最最好选选择________(填字母母代号号)．a．石灰灰石b．浓盐盐酸c．稀硫硫酸d．纯碱碱②与上述述所选选试剂剂对应应的气气体发发生装装置是是________(填字母代号号)．[思路点点拨](4)①由于浓浓盐酸酸有挥挥发性性，用用它制制备的的二氧氧化碳碳气体体中混混有氯氯化氢氢气体体，故故宜用用稀硫硫酸，，又由由于稀稀硫酸酸与石石灰石石反应应时生生成的的硫酸酸钙会会覆盖盖在石石灰石石表面面，使使反应应不能能继续续进行行下去去，故故不用用石灰灰石，，因而而选纯纯碱与与稀硫硫酸；；②纯碱与与稀硫硫酸反反应不不需要要加热热，a、b装置不不适合合，又又由于于纯碱碱易溶溶于水水，故故也不不用d装置，，即选选用c装置．．利用本本题(4)中装置置c能制取取中学学化学学中哪哪些常常见气气体？？提示：：用本题题(4)中的装装置c可制取取的气气体有有：(1)CO2：CaCO3—稀盐酸酸．(2)H2：Zn——稀硫酸酸．(3)O2：H2O2—MnO2；Na2O2—H2O.(4)NH3：浓氨氨水—生石灰灰．(5)SO2：Na2SO3—H2SO4.(6)Cl2：KMnO4—浓盐酸酸．(7)H2S：FeS—稀H2SO4(或稀盐盐酸)．(8)C2H2：CaC2—饱和食食盐水水．(9)NO：Cu——稀HNO3.(10)NO2：Cu——浓HNO3.(2010·重庆高高考)某兴趣趣小组组用下下图装装置探探究氨氨的催催化氧氧化．．(1)氨催化化氧化化的化化学方方程式式为_______________________．(2)加热玻玻璃管管2一段时时间后后，挤挤压1中打气气球鼓鼓入空空气，，观察到2中物质质呈红红热状状态；；停止止加热热后仍仍能保保持红红热，，该反反应是是________反应(填“吸热”或“放热”)．(3)为保证证在装装置4中仅观观察到到红棕棕色气气体，，装置置3应装入________；若取消消3，在4中仅观察察到大量量白烟，，原因是________________________．(4)为实现氨氨催化氧氧化，也也可用装装置5替换装置置________(填装置代号号)；化合物物X为________(只写一种种)，Na2O2的作用是是__________________________．[思路点拨拨][解析](1)氨在催化化剂和加加热的条条件下与与O2反应生成成NO和H2O.(2)玻璃管2中发生的的是氨的的催化氧氧化反应应．停止止加热仍仍保持红红热，说说明该反反应不需需要加热热也能进进行，故故为放热热反应．．(3)氨气的催催化氧化化有水生生成，氨氨气从氨氨水中逸逸出时也也可以带带出水，，故装置置3需要对NO气体进行行干燥，，防止NO与氧气反反应生成成的NO2溶解在其其中生成成硝酸，，硝酸与与逸出的的氨气反反应会生生成硝酸酸铵(白烟)．(4)装置5为制备混混合反应应气体(氨气和氧氧气)的装置．．(2010·北京高考考)用右图所所示实验验装置(夹持仪器器已略去去)探究铜丝丝与过量浓硫酸酸的反应应．下列列实验不不合理的的是()A．上下移移动①中铜丝可可控制SO2的量B．②中选用品品红溶液液验证SO2的生成C．③中选用NaOH溶液吸收收多余的的SO2D．为确认认CuSO4生成，向向①中加水，，观察颜颜色.解析：上下移动动铜丝可可以控制制铜与浓浓硫酸的的接触面面积的大大小，从从而可以以控制反反应生成成SO2的量，A项正确；；SO2可使品红红溶液褪褪色，因因此B项正确；；SO2有毒，能能与NaOH溶液反应应，因此此C项正确；；铜与浓浓硫酸反反应后①中溶液显显蓝色即即可证明明有CuSO4生成，无无需向其其中加水水，D项错误．．答案：D1.实验设计计所含的的主要内内容观察现象象→根据物质质的性质质提出假假设→寻求能够够证明或或检验假假设的方方法→根据设想想的方法法选择适适当的实实验仪器器和药品品→设计恰当的实实验步骤→实施实验→观察记录实验验现象、数据据→验证实验结果果是否符合实实验预期(假设)．2．解答实验设设计题的策略略(1)确定实验方案案要根据实验验原理：实验验原理是解答答设计性实验题和评价价实验方案的的核心，是进进行设计实验验的依据和起起点．实验原原理一般可从从题给的化学学情境，并结结合元素化合合物、化学基基本原理等有有关知识获取取．(2)解析设计要求求，调控实验验条件，合理理选择仪器，，拟定实验步骤，得出出正确结论．．3．解答实验设设计题的注意意事项题目有无特殊殊要求；题给给的药品、装装置的数量；；注意实验过过程中的安全全性操作；会会画简单的实实验装置图；；注意药品的的规格；要防防倒吸、防爆爆炸、防燃烧烧、防暴沸、、防氧化、防防吸水，冷凝凝、冷却、水水浴加热时采采取相应措施施；同一仪器器在不同位置置的相应作用用等．N2在化工生产、、农业、医疗疗、航天航空空等诸多领域域用途广泛．．某化学兴趣趣小组为探究究在实验室制制备较纯净的的N2，进行了认真真的准备．请请你参与交流流与讨论．[查阅资料]N2的制法有下列列三种方案：：方案1：加热条件下下，以NH3还原CuO可制得N2，同时获得活活性铜粉．方案2：加热NaNO2和NH4Cl的浓溶液制得得N2.方案3：将空气缓缓缓通过灼热的的铜粉获得较较纯的N2.[实验准备]用实验室常见见仪器(药品)等设计的部分分装置如图所所示(有的夹持装置置和加热仪器器未画出)．[分析交流](1)若按方案1制得干燥、纯纯净的N2，且需要的NH3以生石灰和浓氨水作原原料制取，整整套制气装置置按气流从左左到右的连接接顺序是________(填写序号，下下同)．获得N2的反应原理是是__________________________________(写化学方程式式)．(2)若以排水法收收集N2，其中会混入入水蒸气．但但也不宜用排排空气法