【三维设计】高考化学二轮复习 专题五 第二讲 化学实验方案的设计与评价课件（广东、江苏专）

专题三元素及其化合物抓基础提能力研考点第二讲化学实验方案的设计与评价1.掌握常见气体的实验室制法(包括所用试剂、仪

器、反应原理和收集方法)。2．能根据实验试题要求，做到：(1)设计、评价或改进实验方案；(2)了解控制实验条件的方法；化学实验方案的设计与评价(3)分析或处理实验数据，得出合理结论；(4)绘制和识别典型的实验仪器装置图。3．了解科学探究的基本过程，并运用以实验和推

理为基础的科学探究方法解决有关问题。一、常见气体的实验室制法1．制取装置将H2、O2、Cl2、NH3、CO2、NO2填入下表：类型固体＋固体加热固体＋液体加热固(或液)体＋液体不加热装置类型固体＋固体加热固体＋液体加热固(或液)体＋液体不加热适用的气体O2、NH3

Cl2H2、CO2、NO2、

O2、

NH32．气体的净化(1)气体的除杂：除杂(括号内为杂质)除杂试剂除杂装置CO2(HCl)洗气瓶Cl2(HCl)CH4(C2H4)饱和碳酸氢钠溶液饱和食盐水溴水(2)气体的干燥：有以下气体：O2、Cl2、SO2、CO2、NO2、NH3、HBr，其中能用浓硫酸干燥的是

；能用碱石灰干燥的是

。O2、Cl2、SO2、CO2、NO2O2

、NH33．气体的收集有以下气体：H2、O2、CO2、NH3、HCl、NO、Cl2(1)适合用向下排空气法收集的气体有

；(2)适合用排水法收集的气体有

；(3)适合用排饱和NaHCO3溶液收集的气体为

；(4)适合用排饱和食盐水收集的气体为

。H2、NH3H2、O2、NOCO2CI2二、化学实验方案的设计与评价1．物物质质检检验验方方案案的的描描述述。。解解答答该该类类题题目目时时，，应应按按取取样样、、操操作、、现现象象、、结结论论的的顺顺序序进进行行，，但但描描述述时时往往往往出出现现以以下下错错误：：(1)原瓶瓶操操作作，，不不取取样样；；(2)试剂剂选选择择、、实实验验操操作作不不正正确确；；(3)只答答现现象象不不答答结结论论。。(4)描述述不不准准确确，，辞辞不不达达意意。。2．实实验验操操作作设设计计中中应应注注意意的的问问题题：：(1)仪器器接接口口的的连连接接：：总总体体上上遵遵循循装装置置的的排排列列顺顺序序，，但但对对于于吸吸收装置应“长”进“短”出(或“深”入“浅”出)；量气装置应应“短”进“长”出；洗气装置置应“长”进“短”出；干燥管应应“大”进“小”出。(2)实验操作的顺顺序：装置选选择与连接→气密性检验→装固体药品→加液体药品→开始实验(按程序)→拆卸仪器→其他处理等。。(3)如果实验室取取用或制取易易吸水、潮解解、水解的物物质，要采取必要的措施施防止其吸水水，以保证达达到实验目的的。(4)冷凝回流：有有些实验中，，为减少易挥挥发液体反应应物的损耗和充分利用原原料，需在反反应装置上加加装冷凝回流流装置(如长玻璃管及及冷疑管等)。3．对实验方案案的合理与否否、严密与否否作出评判时时易忽视以下下角度：(1)实验原理、仪仪器连接是否否正确；(2)装置是否较为为简单，操作作是否方便；；(3)药品是否经济济，现象是否否明显或产率率是否较高；；(4)实验过程是否否安全，污染染处理是否得得当。(5)是否“排除干扰”，“排除干扰”是指反应条件件的控制，防防止空气的介入、、副反应尽量量避免、杂质质的清除以及及防止物质的的挥发性、溶溶解性、颜色色等对实验的的干扰。判断正误：(正确的打“√”号，错误的打打“×”号)(1)实验室可采用用如图所示装装置制取氨气气。(×)[做考题查漏漏补缺]1．(2011··海南高考)硫酸亚铁铵[(NH4)2SO4·FeSO4·6H2O]为浅绿色晶体，实实验室中常以以废铁屑为原原料来制备，，其步骤如下下：步骤1：将废铁屑放放入碳酸钠溶溶液中煮沸除除油污，分离离出液体，用用水洗净铁屑屑。步骤2：向处理过的的铁屑中加入入过量的3mol··L－1H2SO4溶液，在60℃左右使其反反应到不再产产生气体，趁趁热过滤，得得FeSO4溶液。步骤3：向所得FeSO4溶液中加入饱饱和(NH4)2SO4溶液，经过“一系列操作”后得到硫酸亚亚铁铵晶体。。请回答下列问问题：(1)在步骤1的操作中，下下列仪器中不不必用到的有有________(填仪器编号)①铁架台②②燃烧匙③③锥形瓶④④广口瓶⑤⑤研体⑥⑥玻璃棒⑦⑦酒精灯(2)在步骤2中所加的硫酸酸必须过量，，其原因是______________________________________________________________________________________________；(3)在步骤3中，“一系列操作”依次为________、________和过滤；(4)本实验制备的的硫酸亚铁铵铵晶体常含有有Fe3＋杂质。检验Fe3＋常用的试剂是是________________，可以观察到到得现象是___________________________________________________________________________________。解析：(1)在步骤1中，称取一定定质量的铁屑屑，放入小烧烧杯中，加入入碳酸钠溶液液。用酒精灯灯加热煮沸后后，倾倒去碳碳酸钠碱性溶溶液，用自来来水冲洗后，，再用蒸馏水水将铁屑冲洗洗洁净。(2)亚铁盐在水溶溶液中容易发发生水解反应应：Fe2＋＋2H2OFe(OH)2＋2H＋，过量的硫酸酸可以抑制Fe2＋的水解，防止止生成Fe(OH)2或Fe(OH)3沉淀；(3)利用FeSO4和(NH4)2SO4的溶解度随温温度变化大的的原理，采用用加热浓缩，，制成热的饱饱和溶液，然然后降温析出出晶体，过滤滤、洗涤干燥燥即得纯净的的硫酸亚铁铵铵晶体。(4)Fe3＋遇KSCN溶液会产生血血红色溶液答案：(1)②③④⑤(2)抑制Fe2＋的水解，防止止生成Fe(OH)2或Fe(OH)3沉淀(3)加热浓缩，降降温结晶(4)KSCN溶液产生血血红色溶液(3)写出操作Ⅲ的具体操作步步骤____________________________________________________________________。(4)某同学用如图图所示的实验验装置制取氧氧化剂并将其其通入盐湖苦苦卤中，装置置b在实验中的作作用是________________________________________________；若把上述装置置中的a、b作为气体的发发生、收集装装置，装置c可任意改进，，则根据下列列提供的药品品，用这套装装置还可以制制取的气体是是________(填序号)；若用上述装装置中的a、b制取并收集NO，应将装置b如何改进？_____________________________________________。①制NH3：浓氯水和碱碱石灰②制SO2：Cu片和浓硫酸③制NO：Cu片和稀硝酸④制O2：MnO2和双氧水(3)操作Ⅲ是由KCl溶液得得到KCl晶体，，实验验操作作为蒸蒸发结结晶。。(4)装置b的作用用是防防止倒倒吸。。该装装置可可以制制取的的气体体特点点是固固液或或液液液混合合不需需加热热，且且可以以用向向下排排空气气法收收集，，因此此密度度比空空气小小，该该气体体只能能NH3。若用用该装装置中中的a、b制取并并收集集NO，由于于NO能与空空气中中的O2反应，，因此此需要要将b中装满满水，，利用用排水水法收收集。。答案：：(1)萃取、、分液液蒸馏烧烧瓶、、冷凝凝管、、牛角角管、、锥形形瓶(2)K2CO3取无色色溶液液D，加入入BaCl2溶液，，若没没有白白色沉沉淀生生成，，则SO已除尽尽(其他合合理答答案也也可)(3)将溶液液倒入入蒸发发皿中中并置置于三三脚架架上，，加热热并用用玻璃璃棒不不断搅搅拌，，直到到溶液液表面面出现现晶体体膜时时，停停止加加热(4)安全瓶(或防目倒吸吸)①将b中装满水2-4[链知识触触类旁通]1．制备实验验方案设计计的基本思思路2．实验设计计时遵循的的原则(1)科学性：实实验原理准准确，实验验流程合理理。(2)安全性：保保护人身，，保护环境境，保护仪仪器。(3)可行性：条条件允许，，效果明显显，操作简简便可行。。(4)简约性：方方案简单易易行，尽可可能采取简简单的实验验装置，用较少的步步骤和药品品完成实验验。(2)防暴沸：配配制硫酸的的水溶液或或硫酸的酒酒精溶液时时，要将密密度大的浓硫硫酸缓慢倒倒入水中或或酒精中；；加热液体体混合物时时要加沸石石(或碎瓷片)。(3)防中毒：制制取有毒气气体(如Cl2、CO、SO2、H2S、NO2、NO)时，应在通通风橱中进进行，且进进行尾气处处理。(4)防倒吸：加加热法制取取并用排水水法收集气气体或吸收收溶解度较较大的气体(如NH3、HCl)时，要注意意熄灯顺序序或加装安安全瓶。[做考题查查漏补缺](1)操作Ⅰ使用的试剂剂是________，所用主要要仪器的名名称是________。(2)加入溶液W的目的是________。用CaO调节溶液Y的pH，可以除去Mg2＋。由表中数数据可知，，理论上可可选择的pH最大范围是是________。酸化溶液液Z时，使用的的试剂为________。开始沉淀时的pH沉淀完全时的pHMg2＋9.611.0Ca2＋12.2c(OH－)＝1.8mol·L－1(3)实验室用贝贝壳与稀盐盐酸反应制制备并收集集CO2气体，下列列装置中合理理的是________。(4)常温下，H2SO3的电离常数数Ka1＝1.2×10－2，Ka2＝6.3×10－3，H2CO3的电离常数数Ka1＝4.5×10－7，Ka2＝4.7×10－11。某同学设设计实验验验证H2SO3酸性强于H2CO3：将SO2和CO2气体分别通通入水中至至饱和，立立即用酸度度计测两溶溶液的pH，若前者的的pH小于后者，，则H2SO3酸性强于H2CO3。该实验设设计不正确确，错误在在于_________________________________________________________________________________________________。设计合理实实验验证H2SO3酸性强于H2CO3(简要说明实实验步骤、、现象和结结论)：__________________________________________________________________________________________________________________________________________。仪器自选选。供选择的试试剂：CO2、SO2、Na2CO3、NaHCO3、Na2SO3、NaHSO3、蒸馏水、、饱和石灰灰水、酸性性KMnO4溶液、品红红溶液、pH试纸。方案一：配配制相同物物质的量浓浓度的NaHSO3和NaHCO3溶液，用酸酸度计(或pH试纸)测两溶液的的pH，前者的pH小于后者，，证明H2SO3酸性强于H2CO3；方案二：：将SO2气体依次通通过NaHCO3(或Na2SO3)溶液、酸性性KMnO4溶液、品红红溶液、澄澄清石灰水水，品红溶溶液不褪色色，且澄清清石灰水变变浑浊，证证明H2SO3酸性强于H2CO3；方案三：：将CO2气体依次通通过NaHSO3(或Na2SO3)溶液、品品红溶液液，品红红溶液不不褪色，，证明H2SO3酸性强于于H2CO34．(2011·广东高考考)某同学进进行实验验探究时时，欲配配制1.0mol··L－1Ba(OH)2溶液，但但只找到到在空气气中暴露露已久的的Ba(OH)2·8H2O试剂(化学式量量：315)。在室温温下配制制溶液时时发现所所取试剂剂在水中中仅部分分溶解，，烧杯中中存在大大量未溶溶物。为为探究其其原因，，该同学学查得Ba(OH)2·8H2O在283K、293K和303K时的溶解解度(g/100gH2O)分别为2.5、3.9、和5.6。(1)烧杯中未未溶物可可能仅为为BaCO3，理由是是________________________________________________________________________________________________。(2)假设试剂剂由大量量Ba(OH)2·8H2O和少量BaCO3组成。设设计实验验方案，，进行成成分检验验。写出出实验步步骤、预预期现象象和结论论。(不考虑结结晶水的的检验；；室温时时BaCO3饱和溶液液的pH＝9.6)限选试剂剂及仪器器：稀盐盐酸、稀稀硫酸、、NaOH溶液、澄澄清石灰灰水、pH计、烧杯杯、试管管、带塞塞导气管管、滴管管实验步骤预期现象和结论步骤

1：取适量试剂于洁净烧杯中，加入足量蒸馏水，充分搅拌，静置，过滤，得滤液和沉淀步骤

2：取适量滤液于试管中，滴加稀硫酸步骤

3：取适量步骤

1中的沉淀于试管中，______步骤

4：(3)将试剂初初步提纯纯后，准准确测定定其中Ba(OH)2·8H2O的含量。。实验如如下：①配制250mL约0.1mol·L－1Ba(OH)2溶液：准准确称取取w克试样，，置于烧烧杯中，，加适量量蒸馏水水，________，将溶液液转入________中，洗涤涤，定容容，摇匀匀。②滴定：准准确量取取25.00mL所配Ba(OH)2溶液于锥锥形瓶中中，滴加加指示剂剂，将________(填“0.020”、“0.05”、“0.1980”或“1.5””)mol·L－1盐酸装入入50mL酸式滴定定管，滴滴定至终终点，记记录数据据。重复复滴定2次。平均均消耗盐盐酸VmL。③计算：Ba(OH)2·8H2O的质量分分数＝________(只列出算算式，不不做运算算)。(4)室温下，，______(填“能”或“不能”)配制1.0mol·L－1Ba(OH)2溶液。解析：本题考查化学学实验，意在在考查一定物物质的量浓度度溶液的配制制、酸碱中和和滴定及考生生的实验设计计能力。(1)空气中存在的的CO2能与Ba(OH)2反应生成BaCO3。(3)配制250mL溶液应使用250mL容量瓶，固体体溶解后应恢恢复至室温方方可转移至容容量瓶中；取取样品溶液25mL，其中c(OH－)大约是0.2mol·L－1，据中