1、精品新高中化学大一轮复习导学案第十一章50实验方案的设计改进及评价及答案第十一章实验案50实验方案的设计、改进及评价考纲要求1能够设计、评价或改进实验方案。2了解控制实验条件的方法。3能够绘制和识别典型的实验仪器装置图。热点1气体实验装置的改进设计气体实验装置，通常由气体发生、气体净、气体收集、尾气处等装置组成，对一些常见装置进行改进和重新组合，往往能够实现一些特殊的实验目的。典型的气体实验装置改进设计有：依据启普发生器原设计的反应器，尾气吸收、防倒吸装置的设计，液封装置的设计，恒压装置的设计等。解题策略1实验设计的创新往往要体现七个“一”，即：一个实验的多种现象，一种实验现象的多种原因，一种
2、装置的多种用途，一种用途的多种装置，一个仪器的多种用法，一种物质的多种制法，一组物质的多种鉴别方法。2选择反应原的原则是：反应条件温和、转率高、实验操作简便安全、产物便于分离与收集。中实验中，常见的气体制备实验是其中的重要组成部分，生应掌握的气体制备实验有：三种单质(H2、O2、2)的制备；三种氢物(H、H2S、NH3)的制备；五种氧物(O2、SO2、NO2、NO、O)的制备；两种有机物(2H4、2H2)的制备。复习时，除了掌握好教材中经典的制备方法外，还应对药品选择、反应原进行拓展和创新。典例导悟1 (2010上海，26)O3广泛存在于自然界，是一种重要的工原料。大石主要成分为O3，另外有少
3、量的含硫合物。实验室用大石和稀盐酸反应制备O2气体。下列装置可用于O2气体的提纯和干燥。完成下列填空：(1)用浓盐酸配制11(体积比)的稀盐酸(约6 L1)，应选用的仪器是_。烧杯 b玻璃棒 c量筒 d容量瓶(2)上述装置中，A是_溶液，NHO3溶液可以吸收_。(3)上述装置中，B物质是_。用这个实验得到的气体测定O2的分子量，如果B物质失效，测定结果_(填“偏高”、“偏低”或“不受影响”)。 (4)一次性饭盒中石蜡(高级烷烃)和O3在食物中的溶出量是评价饭盒质量的指标之一，测定溶出量的主要实验步骤设计如下：剪碎、称重浸泡溶解过滤残渣烘干冷却、称重恒重为了将石蜡和碳酸钙溶出，应选用的试剂是_。
4、氯钠溶液 b稀醋酸 c稀硫酸 d正己烷(5)在溶出量测定实验中，为了获得石蜡和碳酸钙的最大溶出量，应先溶出_，后溶出_。(6)上述测定实验中，连续_，说明样品已经恒重。热点2性质实验装置的改进设计研究物质的物性质和性质，是实验的最主要功能。而许多实验装置的设计，其目的就是研究物质所具有的性质。注重考查考生的创新思维能力。解题策略解答该类题应先明确实验目的和要求，再依据原、物质性质和实验设计的基本要求进行解答。1基础性训练以教材实验为载体，从反应原、装置原和操作原等方面进行强训练。2拓展性训练一是要注重对教材实验的改进和挖掘；二是要对实验进行创新设计。对于多种情况的反应，根据“实验问题”提出猜想
5、；依据假设设计实验，要充分考虑多种可能性，避免肯定的或惟一性结论。在性质探究实验中，尾气处装置、安全瓶和防倒吸装置等都是考查的热点，要解其原，选择或设计最简便的装置。典例导悟2 (2009广东，21)三草酸合铁酸钾晶体3F(2O4)33H2O可用于摄影和蓝色印刷。某小组将无水三草酸合铁酸钾在一定条件下加热分解，对所得气体产物和固体产物进行实验和探究。请利用实验室常用仪器、用品和以下限选试剂完成验证和探究过程。限选试剂：浓硫酸、10 L1 HNO3、10 L1盐酸、10 L1 NOH、3% H2O2 、01 L1 I、01 L1 SO4、20% SN、澄清石灰水、氧铜、蒸馏水。(1)将气体产物依
6、次通过澄清石灰水(A)、浓硫酸、灼热氧铜(B)、澄清石灰水()，观察到A、中澄清石灰水都变浑浊，B中有红色固体生成，则气体产物是_。(2)该小组同查阅资料后推知，固体产物中，铁元素不可能以三价形式存在，而盐只有2O3。验证固体产物中钾元素存在的方法是_，现象是_。(3)固体产物中铁元素存在形式的探究。提出合假设假设1：_；假设2：_；假设3：_。设计实验方案证明你的假设实验过程根据中方案进行实验。按下表的格式写出实验步骤、预期现象与结论。实验步骤预期现象与结论步骤 1：步骤2：步骤3：热点3制备实验装置的改进设计制备一种物质，应根据目标产品的组成确定原料及反应原，设计反应路径，选择合适的仪器和
7、装置。最后，根据生成物的性质将产品分离提纯出。整个过程如下图所示：解题策略1在设计物质制备的实验方案时，要优上述流程中的每一个具体环节。遵循的优原则是：原料廉价，原绿色，条件优，仪器简单，分离方便。2一些物质的制备，由于其性质上的特殊性，需要设计一些特殊的装置完成。如实验室制备F(OH)2固体，由于F(OH)2遇空气易被氧而变质，故其制备实验装置必须严格防止制备的F(OH)2固体与O2接触；再如，常见有机物的制备中，由于有机反应缓慢、副产品多、原料容易挥发，所以常见有机物的制备装置都要加装冷凝回流装置，使原料回流、充分反应，提高产率。典例导悟3 研究小组通过上查找资料发现N2的制取有下列不同方
8、案：方案：加热条件下NH3还原O制得纯净的N2和活性铜粉。b方案：加热NNO2和NH4的浓溶液制得N2。c方案：将空气缓慢地通入灼热的铜粉制得较纯的N2。现实验室提供如下几种装置制取N2。(1)若按方案制取N2时，需要的氨气用生石灰和浓氨水作原料制取，则宜采用上述仪器中的_(填序号)作发生器，该发生装置中发生反应的方程式为_。要制取并收集纯净的N2(允许含有少量水蒸气)，还须使用到的上述仪器中的(按气流从左到右的流向顺序列出)_(填序号)。(2)若按c方案制取N2，用E装置将空气缓慢通入_(填A、B、)反应器，反应器内可观察到的现象是_，该反应的方程式为_。(3)上述制取N2的三个方案中，、b
9、方案结合使用越越受到人们的关注，这种方法与b方案相比，其优越性在于_。1(2011安徽综，10)下列有关实验操作、现象和解释或结论都正确的是()选项实验操作现象解释或结论A过量的F粉中加入稀HNO3，充分反应后，滴入SN溶液溶液呈红色稀HNO3将F氧为F3BAgI沉淀中滴入稀溶液有白色沉淀出现Ag比AgI更难溶A箔插入稀HNO3中无现象A箔表面被HNO3氧，形成致密的氧膜D用玻璃棒蘸取浓氨水点到红色石蕊试纸上试纸变蓝色浓氨水呈碱性2(2011江苏，7)下列有关实验原或实验操作正确的是()A用水润湿的pH试纸测量某溶液的pHB用量筒量取20 L 0500 0 L1 H2SO4溶液于烧杯中，加水8
10、0 L，配制成0100 0 L1 H2SO4溶液实验室用图1所示的装置制取少量氨气D实验室用图2所示的装置除去2中的少量H3(2011江苏，13)下列有关实验原、方法和结论都正确的是()A向饱和F3溶液中滴加过量氨水，可制取F(OH)3胶体B取少量溶液，向其中加入适量新制的氯水，再加几滴SN溶液，溶液变红，说明溶液中一定含有F2室温下向苯和少量苯酚的混合溶液中加入适量NOH溶液，振荡、静置后分液，可除去苯中的少量苯酚D已知II2I，向盛有I3溶液的试管中加入适量4，振荡静置后4层显紫色，说明I3在4中的溶解度比在水中的大4(2011广东综，23改编)下列实验现象预测正确的是()实验：振荡后静置
11、，上层溶液颜色保持不变实验：酸性MO4溶液中出现气泡，且颜色逐渐褪去实验：微热稀HNO3片刻，溶液中有气泡产生，广口瓶内始终保持无色实验：继续煮沸溶液至红褐色，停止加热，当光束通过体系时可产生丁达尔效应A B D5(2009天津综，6)下列实验设计和结论相符的是()A将碘水倒入分液漏斗，加适量乙醇，振荡后静置，可将碘萃取到乙醇中B某气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，该气体水溶液一定显碱性某无色溶液中加B(NO3)2溶液，再加稀盐酸，沉淀不溶解，则原溶液中一定有SOD在含F2杂质的F3溶液中通足量2后，充分加热，除去过量的2，即可得到较纯净的F3溶液6(2011全国综，29)请回答下列实验室中制取
12、气体的有关问题。(1)下图是用MO4与浓盐酸反应制取适量氯气的简易装置。装置B、D的作用分别是：B_；_；D_。(2)在实验室欲制取适量NO气体。下图中最适合完成该实验的简易装置是_(填序号)；根据所选的装置完成下表(不需要的可不填)：应加入的物质所起的作用ABD简单描述应观察到的实验现象_。7(2011课标全国卷，28)氢钙固体是登山运动员常用的能提供剂。某兴趣小组拟选用如下装置制备氢钙。请回答下列问题：(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
13、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，溶液中加入酚酞后显红色。该同据此判断，上述实验确有H2生成。写出H2与水反应的方程式_；该同的判断不准确，原因是_。(4)请你设计一个实验，用方法区分钙与氢钙，写出实验简要步骤及观察到的现象_。(5)登山运动员常用氢钙作为能提供剂，与氢气相比，其优点是_。8(2011北京综，27)甲、乙两同为探究SO2与可溶性钡的强酸盐能否反应生成白色BSO3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)。实验操作和现象：操作现
14、象关闭弹簧夹，滴加一定量浓硫酸，加热A中有白雾生成，铜片表面产生气泡B中有气泡冒出，产生大量白色沉淀中产生白色沉淀，液面上方略显浅棕色并逐渐消失打开弹簧夹，通入N2，停止加热，一段时间后关闭从B、中分别取少量白色沉淀，加稀盐酸均未发现白色沉淀溶解(1)A中反应的方程式是_。(2)中白色沉淀是_，该沉淀的生成表明SO2具有_性。(3)中液面上方生成浅棕色气体的方程式是_。(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
15、：甲大量白色沉淀乙少量白色沉淀检验白色沉淀，发现均不溶于稀盐酸。结合离子方程式解释实验现象异同的原因：_。(5)合并(4)中两同的方案进行实验。B中无沉淀生成，而中产生白色沉淀，由此得出的结论是_。9(2011上海，26)实验室制取少量溴乙烷的装置如下图所示。根据题意完成下列填空：(1)圆底烧瓶中加入的反应物是溴钠、_和11的硫酸。配制体积比11的硫酸所用的定量仪器为_(选填编号)。天平 b量筒c容量瓶 d滴定管(2)写出加热时烧瓶中发生的主要反应的方程式_。(3)将生成物导入盛有冰水混合物的试管A中，冰水混合物的作用是_。试管A中的物质分为三层(如图所示)，产物在第_层。(4)试管A中除了产
16、物和水之外，还可能存在_、_(写出式)。(5)用浓的硫酸进行实验，若试管A中获得的有机物呈棕黄色，除去其中杂质的正确方法是_(选填编号)。蒸馏 b用氢氧钠溶液洗涤c用四氯碳萃取 d用亚硫酸钠溶液洗涤若试管B中的酸性高锰酸钾溶液褪色，使之褪色的物质的名称是_。(6)实验员老师建议把上述装置中的仪器连接部分都改成标准玻璃接口，其原因是：_。10(2010北京综，9)用右图所示实验装置(夹持仪器已略去)探究铜丝与过量浓硫酸的反应。下列实验不合的是()A上下移动中铜丝可控制SO2的量B中选用品红溶液验证SO2的生成中选用NOH溶液吸收多余的SO2D为确认SO4生成，向中加水，观察颜色题号1234510
17、答案11(2010广东综，33)某研小组用MO2和浓盐酸制备2时，利用刚吸收过少量SO2的NOH溶液对其尾气进行吸收处。(1)请完成SO2与过量NOH溶液反应的方程式：SO22NOH=_。(2)反应2N2SO32NOH=2NN2SO4H2O中的还原剂为_。(3)吸收尾气一段时间后，吸收液(强碱性)中肯定存在、OH和SO。请设计实验，探究该吸收液中可能存在的其他阴离子(不考虑空气中O2的影响)。提出合假设假设1：只存在SO；假设2：既不存在SO，也不存在O；假设3：_设计实验方案，进行实验。请在答题卡上写出实验步骤以及预期现象和结论。限选实验试剂：3 L1 H2SO4、1 L1 NOH、001
18、L1 MO4、淀粉I溶液、紫色石蕊试液。实验步骤预期现象和结论步骤1：取少量吸收液于试管中，滴加3 L1 H2SO4至溶液呈酸性，然后将所得溶液分置于A、B试管中步骤2：步骤3：12(2010安徽综，28)某研究性习小组在上收集到如下信息：F(NO3)3溶液可以蚀刻银，制作美丽的银饰。他们对蚀刻银的原因进行了如下探究：实验制备银镜，并与F(NO3)3溶液反应，发现银镜溶解。(1)下列有关制备银镜过程的说法正确的是_。边振荡盛有1 L 2%的AgNO3溶液的试管，边逐滴滴入2%的稀氨水，至最初的沉淀恰好溶解为止b将几滴银氨溶液滴入2 L乙醛中c制备银镜时，用酒精灯的外焰给试管底部加热d银氨溶液具
19、有较弱的氧性在银氨溶液配制过程中，溶液的pH增大提出假设假设1：F3具有氧性，能氧Ag。假设2：F(NO3)3溶液显酸性，在此酸性条件下NO能氧Ag。设计实验方案，验证假设(2)甲同从上述实验的生成物中检验出F2，验证了假设1成立。请写出F3氧Ag的离子方程式：_。(3)乙同设计实验验证假设2，请帮他完成下表中内容(提示： NO在不同条件下的还原产物较复杂，有时难以观察到气体产生)。实验步骤(不要求写具体操作过程)预期现象和结论若银镜消失，假设2成立。若银镜不消失，假设2不成立。思考与交流(4)甲同验证了假设1成立，若乙同验证了假设2也成立。则丙同由此得出结论：F(NO3)3溶液中的F3和NO都氧了Ag。你是否同意丙同的结论，并简述由：_。13(2009北京综，27)某习小组探究浓、稀硝酸氧性的相对强弱，按下图装置进行实验(夹持仪器已略去)。实验表明浓硝酸能将NO氧成NO2，而稀硝酸不能氧NO。由此得出的结论是浓硝酸的氧性强于稀硝酸。可选药品：浓硝酸、3 L1稀硝酸、蒸馏水、浓硫酸、氢氧钠溶液及二氧碳已知：氢氧钠溶液不与NO反应，能与NO2反应。2NO22NOH=NNO3NNO2H2O(1)实验应避免有害气体排放到空气中。装置、中盛放的药品依次是_。(2)滴加浓硝酸之前的操作是检验装置的气密性，加入药品，打开弹簧夹后_
