高考总复习(苏教版)：专题一-物质制备实验方案的设计与评价(选修6)

选修试验化学第1页专题一物质制备试验方案设计与评价第2页课堂互动讲练考点一物质制备试验方案设计及评价1．试验方案设计思绪及流程第3页2．试验方案优化标准设计物质制备试验方案时，要注意优化试验流程中每一个详细步骤，遵照优化标准是：原料廉价、原理绿色、条件优化、仪器简单、分离方便。【尤其提醒】设计物质制备方案时，一是要求原料利用率高；二是尽可能不使用有毒物质，而且不产生有污染性物质，以免对环境造成污染；三是产品纯度高，且易于分离和提纯。第4页(年高考江苏卷)环己酮是一个主要化工原料，试验室惯用以下方法制备环己酮：例1第5页环己醇、环己酮和水部分物理性质见下表：物质沸点(℃)密度(g·cm－3，20℃)溶解性环己醇161.1(97.8)*0.9624能溶于水环己酮155.6(95)*0.9478微溶于水水100.00.9982*括号中数据表示该有机物与水形成含有固定组成混合物沸点第6页(1)酸性Na2Cr2O7溶液氧化环己醇反应ΔH<0，反应猛烈将造成体系温度快速上升，副反应增多。试验中将酸性Na2Cr2O7溶液加到盛有环己醇烧瓶中，在55℃～60℃进行反应。反应完成后，加入适量水，蒸馏，搜集95℃～100℃馏分，得到主要含环己酮和水混合物。①酸性Na2Cr2O7溶液加料方式为________。②蒸馏不能分离环己酮和水原因是_________________________。第7页(2)环己酮提纯需要经过以下一系列操作：a.蒸馏，搜集151℃～156℃馏分；b.过滤；c.在搜集到馏分中加NaCl固体至饱和，静置，分液；d.加入无水MgSO4固体，除去有机物中少许水。①上述操作正确次序是________(填字母)。②上述操作b、c中使用玻璃仪器除烧杯、锥形瓶、玻璃棒外，还需________。③在上述操作c中，加入NaCl固体作用是________________。(3)利用核磁共振氢谱能够判定制备产物是否为环己酮，环己酮分子中有________种不一样化学环境氢原子。第8页【解析】

(1)①由信息可知，若快速加入酸性Na2Cr2O7溶液，将造成体系温度上升，从而引发副反应发生，故应迟缓滴加酸性Na2Cr2O7溶液。②因为环己酮与水能形成含有固定组成混合物，因而会同时被蒸出，不能到达分离环己酮和水目标。(2)①若得到环己酮应除去其中水，正确次序是c、d、b、a。第9页【答案】

(1)①迟缓滴加②环己酮和水形成含有固定组成混合物被一起蒸出(2)①c、d、b、a

②普通漏斗、分液漏斗③增加水层密度，有利于分层(3)3第10页跟踪训练

(随学随练，轻松夺冠)1．(年苏北四市高三调研)阿司匹林(乙酰水杨酸)是惯用解热镇痛药，以下是合成阿司匹林工艺流程。第11页②抽滤试验装置以下列图所表示。第12页请回答相关问题：(1)仪器A名称是________。(2)在步骤②中，若冷却结晶时未出现结晶，能够________，促使晶体析出。(3)试验时，当仪器B中液面高度快到达支管口位置时，应进行操作是___________________。(4)仪器C中两玻璃导管位置是否正确？答：________。(填“正确”或“不正确”)(5)在步骤④中，用饱和NaHCO3溶液能够将阿司匹林和剐产物等分离，其化学原理是________________________。第13页要检测产品中是否含有水杨酸，其试验操作是________________________________。(6)在步骤⑤中，搅拌使反应充分进行至________为止。(7)若试验得到2.70g纯净阿司匹林，则产品产率为________。解析：(1)仪器A为布氏漏斗。(2)能够用玻璃棒摩擦瓶壁促使晶体析出。(3)当仪器B中液面高度快到达支管口位置时，应关掉水龙头，拔掉吸滤瓶上橡胶塞，从吸滤瓶上口倒出溶液。(4)仪器C中两玻璃导管位置正确。第14页第15页答案：(1)布氏漏斗(2)用玻璃棒摩擦瓶壁(3)关掉水龙头，拔掉吸滤瓶上橡胶塞，从吸滤瓶上口倒出溶液(4)正确(5)NaHCO3溶液能够与阿司匹林生成可溶性钠盐将少许产品加入水中，然后滴加FeCl3溶液，若有紫色出现说明含有水杨酸，不然不含(6)混合物中不再产生气泡(7)75.0%第16页考点二化学试验方案设计中绿色化和安全性要求1．绿色化学思想从源头上预防污染产生或把化学过程对环境负面影响降低到最低程度，即要求原料和产品无害，在化学过程中不产生“三废”或使“三废”降低到最低程度。2．化学试验绿色化路径(1)开发绿色试验，实现原料和反应过程绿色化。如试验室制O2，用H2O2分解代替KClO3分解。第17页(2)预防试验过程中尾气、废物等对环境污染，试验过程中加强有害气体尾气吸收，妥善处理试验产生废物。(3)在确保试验效果前提下，尽可能降低试剂用量，使试验微型化。第18页3．化学试验方案设计中“四防”四防内容可能引发事故操作采取方法防爆炸点燃可燃性气体(如H2、CO、CH4、C2H4、C2H2等)点燃前要先检验气体纯度防暴沸加热液体混合物尤其是沸点较低液体混合物在混合液中加入碎瓷片防倒吸试验过程中使用到HCl、NH3等极易溶于水气体加装安全防倒吸装置防污染制取有毒气体及对环境有污染物质抽取有毒气体要有通风设备且进行有毒气体试验时，要设计尾气处理装置第19页【尤其提醒】化学试验方案设计中若必须使用到有毒气体，则一定要设计尾气吸收装置，常见有毒气体处理方法为：(1)Cl2——NaOH溶液吸收(2)SO2——NaOH溶液吸收(3)H2S——CuSO4溶液或碱液吸收(4)NO2——NaOH溶液吸收(5)NO——与O2混合后通入NaOH溶液吸收

(6)CO——点燃第20页例2第21页(1)这些装置连接次序是(按气体流向，由左至右填装置编号)：⑥→________________→①。(2)验证生成物中有一氧化碳气体试验现象是_____________________________________________________________________。第22页(3)装置③中所加固体药品是________，可验证产物是________，确定装置③在整套装置中位置理由是_______________________。(4)装置⑤中所盛溶液是________，该装置在此试验中作用是________________________。(5)本试验从最终一个装置出来气体是否需要处理？如需处理，请回答怎样处理；如不需处理，请说明理由____________________________________。第23页【解析】本题为试验装置连接题，解题过程中要了解试验目标，依据反应原理加以处理。(1)依据反应后生成物CO、CO2、H2O，欲检验它们，应先经过无水硫酸铜检验H2O，然后再检验CO2，可经过澄清石灰水；此时因为CO2可能没有完全与澄清石灰水作用，故继而经过NaOH溶液除去CO2。最终把气体经过灼热氧化铁，以检验CO存在，因为多出CO会污染环境，所以最终一个装置出来气体需要处理，可点燃使未反应一氧化碳气体完全燃烧。第24页【答案】

(1)③→①→②→⑤→④(或③→①→②→①→⑤→④)(2)装置④中红棕色固体变为黑色，末端装置①中澄清石灰水变浑浊(3)无水硫酸铜水当生成物经过溶液时会携带出水蒸气，若放在其它装置后，无法证实生成物中有水蒸气(4)浓硫酸除去气体中水蒸气

(5)需处理，应点燃使未反应一氧化碳气体完全燃烧第25页第26页该方案目标是为了制备(

)A．HBr

B．CaOC．H2 D．Hg答案：C第27页第28页第29页第30页考点三元素周期表中元素及其化合物性质递变规律1．电离能、电负性(1)第一电离能：气态原子失去一个电子形成＋1价气态阳离子所需最低能量。(2)电负性：用来衡量元素原子在化合物中吸引电子能力。①电负性越大，非金属性越强，反之越弱。②金属电负性普通小于1.8，非金属电负性普通大于1.8，电负性在1.8左右时，现有金属性，又有非金属性。第31页2．性质递变规律项目同周期(从左→右)同主族(从上→下)原子核外电子排布电子层数相同，最外层电子数逐步增多，1→8(第1周期1→2)最外层电子数相同，电子层数递增原子半径逐步减小(0族除外)逐步增大元素主要化合价最高正价由＋1→＋7(F、O除外)，最低负价由－4→－1最高正价＝主族序数，非金属最低负价＝主族序数－8原子得、失电子能力得电子能力逐步增强，失电子能力逐步减弱得电子能力逐步减弱，失电子能力逐步增强元素第一电离能增大趋势逐步减小元素电负性逐步增大逐步减小元素金属性、非金属性金属性逐步减弱，非金属性逐步增强金属性逐步增强，非金属性逐步减弱第32页【尤其提醒】

1.金属活动性次序与元素对应电离能大小次序不一致，故不能依据金属活动性次序表判断电离能大小。2．元素电负性数值越大，元素非金属性就越强。第33页

依据信息回答以下问题：A．第一电离能I1是指气态原子X(g)处于基态时，失去一个电子成为气态阳离子X＋(g)所需能量。下列图是部分元素原子第一电离能I1随原子序数改变曲线图(其中12号至17号元素相关数据缺失)。例3第34页B．不一样元素原子在分子内吸引电子能力大小可用数值表示，该数值称为电负性。普通认为：假如两个成键原子间电负性差值大于1.7，原子之间通常形成离子键；假如两个成键原子间电负性差值小于1.7，通常形成共价键。下表是一些元素电负性值：第35页元素符号LiBeBCOFNaAlSiPSCl电负性值0.981.572.042.553.443.980.931.611.902.192.583.16第36页(1)认真分析A图中同周期元素第一电离能改变规律，推断Na～Ar元素中，Al第一电离能大小范围为________<Al<________(填元素符号)；(2)从A图分析可知，同一主族元素原子第一电离能I1改变规律是_________________________；(3)A图中第一电离能最小元素在周期表中位置是________周期________族；(4)依据对角线规则，Be、Al元素最高价氧化物对应水化物性质相同，它们都含有________性，其中Be(OH)2显示这种性质离子方程式是_________________________；第37页(5)经过分析电负性值改变规律，确定Mg元素电负性值最小范围__________________________；(6)请归纳元素电负性和金属性、非金属性关系是_______________________________；(7)从电负性角度，判断AlCl3是离子化合物还是共价化合物？请说出理由(即写出判断方法和结论)是__________________________；请设计一个试验方案证实上述所得到结论___________________________。第38页【解析】

(1)由信息所给图能够看出，同周期ⅠA族元素第一电离能最小，而ⅢA族元素中第一电离能小于ⅡA族元素中第一电离能，故Na<Al<Mg。(2)同主族元素第一电离能从图中可看出从上到下逐步减小。(3)依据第一电离能递变规律能够看出，图中所给元素中Rb第一电离能最小，其位置为第五周期第ⅠA族。(4)依据对角线规则，Al(OH)3与Be(OH)2性质相同，Be(OH)2应为两性，依据Al(OH)3＋NaOH===NaAlO2＋2H2O，Al(OH)3＋3HCl===AlCl3＋3H2O能够类似写出Be(OH)2与酸或碱反应离子方程式。第39页(5)依据电负性递变规律：同周期从左到右电负性逐步增大，同主族从上到下电负性逐步减小，可知，在同周期中电负性Na<Mg<Al，同主族Be>Mg>Ca，最小范围应为0.93～1.57。(6)因电负性能够用来衡量原子吸引电子能力大小，所以，电负性越大，原子吸引电子能力越强，非金属性越强，反之金属性越强。(7)AlCl3中Al与Cl电负性差值为1.55，依据信息，电负性差值若小于1.7，则形成共价键，所以AlCl3为共价化合物。共价化合物和离子化合物最大区分在于熔融状态下是否导电。离子化合物在熔融状态下以离子形式存在，能够导电，但共价化合物却不能。第40页第41页跟踪训练

(随学随练，轻松夺冠)3．依据以下五种元素第一至第四电离能数据(单位：kJ·mol－1)，回答以下问题：元素代号I1I2I3I4Q2080400061009400R500460069009500S7401500770010500T5801800270011600U420310044005900第42页(1)在周期表中，最可能处于同一族是________。A．Q和R

B．S和TC．T和UD．R和TE．R和U(2)以下离子氧化性最弱是________。A．S2＋

B．R2＋C．T3＋

D．U＋(3)以下元素中，化学性质和物理性质最像Q元素是________。A．硼

B．铍

C．氦

D．氢第43页(4)每种元素都出现相邻两个电离能数据相差较大情况，这一事实从一个侧面说明：____________________________，假如U元素是短周期元素，你预计它第2次电离能飞跃数据将发生在失去第________个电子时。

(5)假如R、S、T是同周期三种主族元