高三化学高考考前热点复习化学实验方案的设计与评价Word格式.docx
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⑧其他(如实验操作顺序、试剂加人顺序、实验方法使用顺序等)。
3.制备实验方案的设计
制备实验方案的设计,对巩固元素化合物知识和掌握好各类有机物之间的相互转化关系,全面训练实验技能,培养分析问题和解决问题的能力是有益的。
制备实验方案的设计,应遵循以下原则:
①条件合适,操作方便;
②原理正确,步骤简单;
③原料丰富,价格低廉;
④产物纯净,污染物少。
即从多种路线中优选出一种最佳的制备途径,合理地选择化学食品与药品,设计合理的实验装置和实验操作步骤。
由于大多数有机反应,副反应较多,且为可逆反应,因此设计有机物制备实验方案时,尽可能选择步骤少、副产物少的反应的有机反应。
若两种有机物参加的可逆反应,应考虑多加一些价廉的有机物,以提高另一种有机物的转化率和产率,另外有机物的制备实验,控制反应条件尤为重要。
如实验室欲制备苯甲酸甲酯,在设计实验方案时,可这样考虑:
用甲醇与苯甲酸进行酯化反应,以浓H2SO4作催化剂。
因为酯化反应是可逆的。
根据化学平衡移动原理,增大反应物如甲醇的浓度,可以使平衡向有利苯甲酸甲酯生成的方向移动。
4.探索性实验、性质实验方案的设计
分析其结构特点或从所属类型的典型代表物去推测物质可能具有的一系列性质,而后据此分别设计出合理的实验方案,去探索它所可能具有的性质。
5.验证性实验性质实验方案的设计
对物质具备的性质去求证,关键设计出简捷的实验方案,操作简单,简便宜行,现象明显,且安全可行。
二、特殊实验装置的创新设计
1.气体反应装置:
气~气
气~液
气~固
2.实验装置的改进:
常规实验装置
改进后的实验装置
启普发生器
极易溶于水
量气装置
3.实验中的安全装置
分类
装置简图
原理及使用实例
防倒吸倒装置
隔离式
导气管末端不插入液体(水)中,导气管与液体呈隔离状态。
可用来吸收易溶于水的气体。
如课本中制溴苯实验中设计这一装置吸收HBr。
倒置
漏斗式
由于漏斗容积较大,当水进行漏斗内时,烧杯内液面下降而低于漏斗下口,受重力作用,液体又固落到烧杯中。
常用于吸收易溶于水的气体。
如93高考实验题用此装置吸收HBr。
容器接收式
使用较大容积的容器接收可能倒吸过来的液体,防止进入气体发生装置或受热的反应容器。
如96“引火铁”用此装置接收可能倒吸的水,以防进入灼热的硬质试管中。
防堵塞装置
液封平
衡管式
插入液面中的长玻璃管与大气连通,流动的气体若在前方受阻,增大的气压会随玻璃管中液面的上升而得到调节。
如97高考设计此装置可用来检查堵塞,还可防倒吸。
恒压式
使分液漏斗与烧瓶内气压相同,保证漏斗中液体顺畅流出。
如95上海高考题设置该装置。
防污染安全装置
吸收式
容器中盛有与有毒气体反应的溶液,将未反应的有毒气体吸收,使其不扩散到空气中,造成污染。
如Cl2、SO2、H2S等酸性有毒气体可用碱液吸收。
灼烧式
适当时候,点燃尖咀中的有毒可燃气体,充分燃烧后,转化为对环境无污染的产物。
如CO等可燃性有毒气体。
收集式
利用气球或球胆将有毒气体收集后,另作处理,避免其逸散到空气中,污染环境。
三、化学反应条件的控制
化学反应总是在一定的条件下进行的,改变条件会对化学反应产生重要影响。
例如,在硝酸的工业生产中,氨的催化过程需要严格控制反应条件(铂—钯—铑做催化剂,温度约为900℃,氧气与氨气的体积比为1.7:
7),否则会产生许多副反应,达不到生产要求;
由于高温、光照等条件会加快双氧水的分解反应,因此双氧水常常保存在阴凉、避免阳光直射的地方;
当溶液的酸碱性不同时,高锰酸钾溶液与还原剂反应的产物不同。
那么,反应条件对化学反应的影响表现在哪些方面?
它们是如何影响化学反应的?
我们通过实验研究物质性质及反应规律时应注意什么问题?
1.浓度对平衡的影响
2.反应条件对化学反应速率的影响
3.反应介质、浓度对化学反应结坚果的影响
以上这三方面我们在以前的课本中都学习过,在此不再叙述。
但是我们一定要知道研究反应条件对化学反应结果影响的核心思路是:
只改变一种条件,观察实验结果,从而得出该条件对化学反应结果的影响,这种思路反映的是变量控制的思想。
(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A→E→D→B→H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,分液漏斗内改改加浓氨水,圆地烧瓶内改加NaOH固体,E内装有铂铹合金网,按A→G→E→D装置程序制取干燥氧气,并验证氨的某些性质。
①装置A中能产生氨气的原因有:
。
②实验中观察到E内有红棕色气体现出,证明氨气具有性。
解析:
(1)根据实验要求,A装置中通入的气体为CO和CO2的混合气,在A中,CO2被氢氧化钠吸收,若要获得纯净干燥的CO,需要选取装置C,证明CO2被除尽,然后通过盛有浓硫酸的B除去水蒸气,要验证CO的还原性,需要装有CuO的装置E,验证CO的氧化产物CO2,还需要装置C,最后需要F除去为反应的CO。
所选装置的连接顺序是ACBECF,能验证CO的氧化产物的实验现象是:
AB之间的C装置中溶液保持澄清,EF之间的C装置中溶液变浑浊。
(2)停止通入CO和CO2的混合气体,需要关闭活塞a,然后打开活塞b,此时稀硫酸与碳酸钠溶液(CO2与NaOH反应生成的)反应,反应生成的CO2气体进入E中,并与与Na2O2反应产生氧气,氧气通过D除去可能存在的CO2,通过B除去水蒸气,得到纯净干燥的氧气,氧气氧化乙醇的条件是需要加热且有铜做催化剂,因此需要加热k使乙醇挥发,并且加热m,使氧气与乙醇蒸气反应,反应的化学方程式是:
2CH3CH2OH+O2
2CH3CHO+2H2O。
(3)氢氧化钠固体易吸水并且在溶于水时放出大量的热,氢氧化钠溶于水后溶液中的OH—的浓度增大,这些因素均能浓氨水中的化学平衡:
NH3+H2O
NH3·
H2O
NH4++OH-向逆反应方向移动,使浓氨水中的氨气放出。
根据常识可以判断出在E中出现的红棕色气体应该是NO2,由氨气和NO2中氮元素的化合价可以判断氨气被氧化生成NO2氨气体现出的是还原性。
答案:
(1)ACBECFAB之间的C装置中溶液保持澄清,EF之同的C装置中溶液变浑浊
(2)关闭打开km2CH3CH2OH+O2
2CH3CHO+2H2O
(3)①氢氧化钠溶于水放出大量热,温度升高,使氨的溶解度减小而放出;
氧氧化钠吸水,促使氨放出;
氢氧化钠电离出的OH-增大了氨水中OH-浓度,促使氨水电离平衡左移,导致氨气放出。
②还原
专题训练
一、选择题
1.(2007海南·
09)由海水制备无水氯化镁,主要有以下步骤:
①在一定条件下脱水干燥;
②加熟石灰;
③加盐酸;
④过滤;
⑤浓缩结晶。
其先后顺序正确的是()
A.②④⑤③①B.③②④①⑤C.③④②⑤①D.②④③⑤①
2、(07年广东化学·
18)下述实验能达到预期目的的是
编号
实验内容
实验目的
A
将SO2通入酸性KMnO4溶液中
证明SO2具有氧化性
B
将Cl2通入NaBr溶液中
比较氯与溴的氧化性强弱
C
将铜与浓硝酸反应生成的气体收集后用冰水混合物冷却降温
研究温度对化学平衡的影响
D
分别向2支试管中加入相同体积不同浓度的H2O2溶液,再向其中1支加入少量MnO2
研究催化剂对H2O2分解速率的影响
3.(08年广东文基·
67)下列实验不能达到目的的是
A.往酸性KMnO4溶液中通入乙烯验证乙烯的还原性
B.加热氯化铵与氢氧化钙固体混合物制取氨气
C.用二氧化锰和稀盐酸反应制取氯气
D.用四氯化碳萃取碘水中的碘
4.为制备干燥、纯净的CO2,将大理石和盐酸反应生成的气体先后通过装有下列物质的两个吸收装置,两个装置应顺序装入()。
A.水;
无水CaCl2B.饱和NaHCO3溶液;
浓H2SO4
C.浓H2SO4;
饱和NaHCO3溶液D.饱和NaHCO3溶液;
稀H2SO4
5.下列各组溶液,只要用试管和胶头滴管,不用其他任何试剂就可以鉴别的是()。
A.KOH和Al2(SO4)3B.稀H2SO4和NaHCO3
C.CaCl2和Na2CO3D.Ba(OH)2和NaHSO4
6.一瓶Na2SO3已部份氧化,必须通过实验确定其纯度,正确的操作顺序为()。
①称取样品②用蒸馏水溶解样品③过滤④在烘箱中烘干沉淀⑤向溶液中加过量的用盐酸酸化的BaCl2溶液⑥用蒸馏水洗涤沉淀再用AgNO3溶液检验,不出现沉淀为止⑦准确称量干燥沉淀的质量⑧在干燥器中冷却⑨计算
A.①②③⑥⑤④⑧⑦⑨B.①②⑤③⑥④⑧⑦⑨
C.①②③④⑤⑧⑥⑦⑨D.①②③⑤⑥④⑧⑦⑨
7.根据下列实验事实得出的结论正确的是()。
8.限用一种试剂即可区别Na2S、Na2SO3、Na2CO3、NaAlO2、Na2SO4五种溶液,应选用()。
A.烧碱溶液B.BaCl2溶液C.氨水D.盐酸
9.欲使CuSO4•5H2O、NH4Cl和SiO2的混合物分开,其必要的操作为()。
A.升华、溶解、过虑、蒸发B.溶解、过虑、蒸发、分液。
C.加热、溶解、过虑、结晶D.溶解、过虑、分馏、结晶
10.现给你提供以下试剂①蒸馏水②铁粉③浓:
H2SO4④浓盐酸⑤烧碱⑥浓氨水⑦Cl2请你设计一个实验;
从电子工业上用FeCl3溶液腐蚀印刷电路板后的废液中回收并制纯净的FeCl3溶液。
在方案中需选用上述试剂中的()。
A.①②④⑦B.①③④⑥C.②④⑥⑥⑦D.①④⑥⑦
11.某学生设计了三种制备方案①用KI晶体与浓H3PO4反应制HI②用饱和食盐水制电石气③用纯碱和石灰水制烧碱,可用的方案是()。
A.①B.①③C.②③D.全部
12.设计实验从草木灰中提取钾盐,下列仪器不必罗列在实验通知单中的是()。
A.滴定管B.玻璃棒C.烧杯D.分液漏斗
13.去掉苯酚中混有少量的苯甲酸、应选用最好的实验方案是()。
A.在混合物中加入盐酸、充分振荡,再用分液漏斗分离
B.在混合物中加入NaOH溶液、充分振荡,再通入过量CO2使反应完全后,再分液漏斗分离
C.将混合物用蒸馏方法分离
D.在混合物中加入乙醚、充分蒸取苯酚后,再用分液漏斗分离
14.下列实验中用错试剂的是()。
A.用稀HCl清洗焰色反应的铁丝B.用酒精萃取碘水中的碘
C.用稀HNO3洗去残留在试管壁上的银D.用碱石灰吸收氨气中的水蒸气
15.氯仿可作麻醉剂,常因保存不慎而被空气氧化产生剧毒的光气:
2CHCl3+O2→2HCl+2COCl2(光气)
为防止事故,使用前要检验氯仿是否变质,所用试剂是()。
A.NaOH溶液B.溴水C.AgNO3溶液D.KI-淀粉溶液
16.为验证某混合气体中是否含有SO2,下列实验方案合理的是()。
A.首先通入NaOH溶液中,再在溶液中加入BaCl2溶液,然后再加足量稀盐酸
B.首先确定混合气体中有无其它还原性气体,如HI、HBr等,在排除这些气体的前提下,将混合气体通入酸性KMnO4溶液
C.首先将气体通入到品红溶液中,再设计实验证实是否含有Cl2等能使品红褪色的其它物质
D.首先将气体通入酸性KMnO4溶液,再通入品红溶液,再通过BaCl2溶液
17.从以下反应①CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑;
C6H5ONa+H2O+CO2→C6H5OH+NaHCO3。
②2KMnO4+16HCl=2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O;
2KBr+Cl2=2KCl+Br2。
推出结论为()。
A.酸性:
HCl>
H2CO3>
C6H5OHB.酸性:
C6H5OH>
HCl>
H2CO3
C.氧化性:
Cl2>
Br2>
KMnO4D.氧化性:
KMnO4>
Cl2>
Br2
18.过氧化氢的沸点比水高,受热易分解。
某试剂厂先制得7%~8%(质量分数)的H2O2溶液,再浓缩为30%的溶液时,可采用的适宜方法是()。
A.常压蒸馏B.减压蒸馏C.加生石灰常压蒸馏D.加压蒸馏
19.去掉苯酚中混有少量的苯甲酸,应选用的最好的实验方案是()。
A.在混合物中加入HCl溶液,充分振荡,再用分液漏斗分离。
B.在混合物中加入NaOH溶液,充分振荡,再通入过量CO2,使反应完全后,用分液漏斗分离。
C.将混合物用蒸馏方法分离。
D.在混合物中加入乙醚,充分萃取苯酚,然后再用分液漏斗分离。
二、填空题
20.亚硫酸钠中的+4价硫,既有氧化性,又有还原性。
现有试剂:
溴水、Na2S溶液、Na2SO3溶液、稀H2SO4、NaOH溶液、氨水。
(1)要证明Na2SO3具有还原性,应选用的试剂有________,看到的现象是___________。
反应的离子方程式为:
______________________________。
(2)要证明Na2SO3具有氧化性,应选用的试剂有_________,看到的现象是_________。
21.现有稀氨水、盐酸、氯化铵晶体、蒸馏水、酚酞试液、pH试纸。
请选用合适的试剂,设计最简单的实验证明氨水是弱碱。
22.(15分)(08年宁夏理综·
27)
为测试一铁片中铁元素的含量,某课外活动小组提出下面两种方案并进行了实验(以下数据为多次平行实验测定结果的平均值):
方案一:
将ag铁片完全溶解于过量稀硫酸中,测得生成氢气的体积为580 mL(标准状况);
方案二:
将
g铁片完全溶解于过量稀硫酸中,将反应后得到的溶液用0.02000mol·
L-1
的KMnO4溶液滴定,达到终点时消耗了25.00mLKMnO4溶液。
请回答下列问题:
(1)配平下面的化学方程式(将有关的化学计量数填入答题卡的横线上):
□KMnO4+□FeSO4+□H2SO4=□Fe2(SO4)3+□MnSO4+□K2SO4+□H2O
(2)在滴定实验中不能选择 式滴定管,理由是 ;
(3)根据方案一和方案二测定的结果计算,铁片中铁的质量分数依次为 和
;
(铁的相对原子质量以55.9计)
(4)若排除实验仪器和操作的影响因素,试对上述两种方案测定结果的准确性做出判断和分析。
①方案一 (填“准确”“不准确”“不一定准确”),理由是 ;
②方案二 (填“准确”“不准确”“不一定准确”),理由是 。
23.(12分)(08年广东化学·
21)
某种催化剂为铁的氧化物。
化学兴趣小组在实验室对该催化剂中铁元素的价态进行探究:
将适量稀硝酸加入少许样品中,加热溶解;
取少许溶液,滴加KSCN溶液后出现红色。
一位同学由此得出该催化剂中铁元素价态为+3的结论。
(1)请指出该结论是否合理并说明理由
。
(2)请完成对铁元素价态的探究:
限选实验仪器与试剂:
烧杯、试管、玻璃棒、药匙、滴管、酒精灯、试管夹:
3mol·
L-1H2SO4、3%H2O2、6mol·
L-1HNO3、0.01mol·
L-1KmnO4、NaOH稀溶液、0.1mol·
L-1Kl、20%KSCN、蒸馏水。
①提出合理假设
假设1:
;
假设2:
假设3:
②设计实验方案证明你的假设(不要在答题卡上作答)
③实验过程
根据②的实验方案,进行实验。
请在答题卡上按下表格式写出实验操作步骤、预期现象与结论。
实验操作
预期现象与结论
步骤1:
步骤2:
步骤3:
……
24.(08年山东理综·
28)(14分)黄铜矿(CuFeS2)是制取铜及其化合物的主要原料之一,还可以制备硫及铁的化合物。
(1)冶炼铜的反应为8CuFeS2+21O2
8Cu+4FeO+2Fe2O3+16SO2
若CuFeS2中Fe的化合价为+2,反应中被还原的元素是(填元素符号)。
(2)上述冶炼过程中产生大量SO2。
下列处理方案合理的是(填代号)。
a.高空排放b.用于制备硫酸c.用纯碱溶液吸收制Na2SO3d.用浓硫酸吸
(3)过二硫酸钾(K2S2O8)具有强氧化性,可将I-氧化为I2:
S2O82-+2I-=2SO42-+I2
通过改变反应途径,Fe3+、Fe2+均可催化上述反应。
试用离子方程式表示Fe3+对上述反应的催化过程。
、(不必配平)。
(4)利用黄铜矿冶炼铜产生的炉渣(含Fe2O3、FeO、SiO2、AI2O3)可制备Fe2O3。
方法为
①用稀盐酸浸取炉渣,过滤。
②滤液先氧化,再加入过量NaOH溶液,过滤,将沉淀洗涤、干燥、煅烧得。
据以上信息回答下列问题:
a.除去Al3+的离子方程式是。
b.选用提供的试剂,设计实验验证炉渣中含有FeO。
提供的试剂:
稀盐酸稀硫酸KSCN溶液KMnO4溶液NaOH溶液碘水
所选试剂为。
证明炉渣中含有的实验现象为
25.(09年海南化学·
16)(9分)下图表示从固体混合物中分离X的2种方案,请回答有
关问题。
(1)选用方案I时,X应该具有的性质是,残留物应该具有的性质是;
(2)选用方案Ⅱ从某金属粉末(含有Au、Ag和Cu)中分离Au,加入的试剂是,有关反应的化学方程式为;
(3)为提纯某Fe2O3样品(主要杂质有SiO2、A12O3),参照方案I和Ⅱ,请设计一种以框图形式表示的实验方案(注明物质和操作)。
26.(09年宁夏理综·
26)(14分)碱式碳酸铜可表示为:
xCuCO3·
yCu(OH)2·
zH2O,测定碱式碳酸铜组成的方法有多种。
(1)现采用氢气还原法,请回答如下问题:
①写出xCuCO3·
zH2O与氢气反应的化学方程式;
②试验装置用下列所有仪器连接而成,按氢气流方向的连接顺序是(填入仪器接口字母编号):
(a)→()()→()()→()()→()()→()()→(l)
③称取23.9g某碱式碳酸铜样品,充分反应后得到12.7g残留物,生成4.4g二氧化碳和7.2g水。
该样品的结晶水质量为g,化学式为;
(2)某同学以氮气代替氢气,并用上述全部或部分仪器来测定碱式碳酸铜的组成,你认为是否可行?
请说明理由。
参考答案:
1答案:
D。
本题是由海水制备无水氯化镁,主要步骤是先将海水中的成分氯化
镁转变为氢氧化镁即②步为第一步骤,④过滤,得到氢氧化镁,再用③加盐酸的方法,将其变为氯化镁溶液,浓缩结晶,在一定条件下脱水干燥即可得到无水氯化镁。
2、答案:
BC。
本题是一道实验题。
A选项中SO2通入酸性KMnO4溶液中,KMnO4做氧化剂,说明SO2具有还原性。
B选项中将Cl2通入NaBr溶液中发生Cl2+2NaBr=2NaCl+Br2反应,根据氧化还原反应规律可知Cl2的氧化性大于Br2。
C中发生的反应为Cu+4HNO3=Cu(NO3)2+2NO2+2H2O、2NO2(g)
N2O4;
△H<0,升温气体颜色变深,降温气体颜色变浅,D选项中H2O2溶液的浓度不同,故不能单纯判断催化剂对分解速率的影响。
3.答案:
本题考查了常见气体的实验室制法,物质的检验、提纯等化学实验的基本实验法。
做这样的题要仔细分析答案。
A项乙烯分子结构中含有碳碳双键,具有还原性,能使酸性KMn04溶液褪色,能达到实验目的。
B项是实验室置取氨气的方法,强调使用的固体要干燥氨气极易溶于水,实验可行。
C项实验室置取氯气用的是浓盐酸,且加热,稀盐酸与二氧化锰不反应,实验达不到目的,选C项。
D项考查萃取这一物质分离操作,四氯化碳与水不互溶,且密度大于水,碘在水中的溶解度小,易溶于四氯化碳,实验可行。
此题要求选不能达到目的的,考生往往在做题过程中,忘了这一要求,选了可行的。
做题要注意加点的字。
4.AB5.A6.B7.D8.D9.C10.A11.D12.AD13.B
14.B15.C16.BC17.AD18.B19.B
20.溴水、Na2SO3溶液;
溴水颜色逐渐褪去。
Na2S溶液、Na2SO3溶液、稀H2SO4。
有淡黄色的沉淀生成。
↓
21.
(1)取少量氨水,滴加酚酞试液,溶液呈红色,然后向其中加入少量CH3COONH4晶体,振荡,可看到红色变浅,说明氨水中存在电离平衡,说明氨水是弱碱。
(2)取少量NH4Cl晶体溶于水,滴加石蕊试液,溶液呈红色,说明NH4+水解,破坏了水的电离平衡,说明氨水是弱碱。
22、解析:
(1)Mn:
+7→
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- 化学 高考 考前 热点 复习 实验 方案 设计 评价