《2019版高考化学一轮复习第九章无机实验9.3化学实验方案的设计与评价课件》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2019版高考化学一轮复习第九章无机实验9.3化学实验方案的设计与评价课件（215页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第三节 化学实验方案的设计与评价,考点一 探究型实验题 【典题探究】 角度一 实验设计型选择题 【典题1】(2016海南高考)下列实验设计正确的 是 ( ) 导学号79100150 A.将SO2通入溴水中证明SO2具有漂白性 B.将铁屑放入稀HNO3中证明Fe比H2活泼,C.将澄清石灰水滴入某溶液证明其中存在C D.将乙烯通入KMnO4酸性溶液证明乙烯具有还原性,【探微题眼】 (1)掌握C 的检验方法。 (2)溴水、稀硝酸、KMnO4酸性溶液具有强氧化性。,【解析】选D。SO2使溴水褪色是因为二者发生了氧化 还原反应,说明SO2具有还原性,A错误;铁屑放入稀硝 酸中不产生H2,生成的是NO,B
2、错误;澄清石灰水滴入含 HC 的溶液中也会产生白色沉淀,C错误;乙烯使酸性 KMnO4溶液褪色,是发生了氧化反应,体现了乙烯的还 原性,D正确。,【归纳提升】实验设计型选择题的常见考点 (1)物质氧化性、还原性的判断。如探究SO2具有还原性的方法是将气体通入酸性KMnO4溶液中,通过KMnO4溶液是否褪色来说明。,(2)物质氧化性强弱、还原性强弱的判断。如探究Fe3+的氧化性强于I2时,可利用FeCl3与淀粉KI溶液反应,通过溶液是否变蓝色来说明Fe3+的氧化性大于I2。,(3)同周期、同主族元素性质的递变规律一般通过设计元素金属性、非金属性的强弱实验来完成,如通过Mg、Al与同浓度盐酸反应产
3、生H2的快慢来说明Mg的活泼性强于Al。,(4)电解质强弱的判断。如探究一元酸HA是弱酸的方法是常温下配制NaA溶液,测pH,若pH7,则说明HA为弱酸;或配制0.01 molL-1的HA溶液,测量溶液的pH,若pH2则说明HA为弱酸。,(5)物质酸性强弱的判断。如探究碳酸和硅酸的酸性强弱,可利用相对强的酸制备相对弱的酸的反应原理,将CO2气体通入Na2SiO3溶液,看是否有白色沉淀生成来判断。 (6)证明H2A是二元酸的实验方法:用NaOH标准溶液滴定同浓度的H2A溶液,若消耗NaOH溶液体积是H2A溶液体积的2倍,则说明H2A为二元酸。,角度二 性质探究综合实验题 【典题2】(2018衡水
4、模拟)()SO2气体为无色气体,有强烈刺激性气味,大气主要污染物之一,具有一定的还原性,探究SO2气体还原Fe3+、I2,可以使用的药品和装置如图所示: 导学号79100151,(1)若要从FeCl3溶液中提取晶体,在必须进行的实验操作步骤中,没有用到的玻璃仪器有_(填字母)。 A.酒精灯 B.烧瓶 C.漏斗 D.烧杯 E.玻璃棒 (2)装置A中的现象是_, 写出B中发生反应的离子方程式:_。,(3)在上述装置中通入过量的SO2,为了验证A中SO2与Fe3+发生了氧化还原反应,取A中的溶液,分成两份,并设计了如下实验: 方案:向第一份溶液中加入少量酸性KMnO4溶液,紫红色褪去。 方案:向第二
5、份溶液中加入KSCN溶液,不变红,再加入新制的氯水,溶液变红。,上述方案中不合理的是_(填序号)。 ()SO2溶于水生成亚硫酸,亚硫酸的酸性强于次氯酸。选择下面的装置和药品来探究亚硫酸与次氯酸的酸性强弱。,(4)装置正确的连接顺序为A、_、D、F,其中装置B的作用是_。 证明亚硫酸的酸性强于次氯酸的现象为_。,()某同学对SO2与漂粉精的反应进行了实验探究。,(5)pH试纸颜色的变化说明漂粉精溶液具有的性质是 _。 (6)现象中溶液变为黄绿色的可能原因:随溶液酸性 的增强,漂粉精的有效成分ClO-和Cl-发生反应。写出 漂粉精在酸性条件下发生反应的离子方程式:_ _。,【探微题眼】 (1)从F
6、eCl3溶液中提取FeCl3晶体需防止FeCl3水解。 (2)SO2的还原性大于Fe2+,酸性KMnO4先氧化SO2。 (3)根据强酸制弱酸的原理比较两种酸的酸性强弱。 (4)pH试纸先变蓝后褪色,说明溶液显碱性且具有漂白性。,【解析】()(1)从FeCl3溶液中得到FeCl3晶体,为防 止Fe3+水解,在加热时,需要在HCl的氛围中加热FeCl3 溶液,得到FeCl3晶体,然后过滤,因此使用不到的仪器 是烧瓶。(2)A中盛放含有Fe3+的溶液,利用Fe3+的氧化 性把SO2氧化成S ,本身被还原成Fe2+,即溶液的颜 色由棕黄色变为浅绿色;I2具有氧化性,能把SO2氧 化成S ,本身被还原成
7、I-,离子反应方程式为,I2+SO2+2H2O=2I-+S +4H+。(3)方案:因为通入 过量的SO2,加入KMnO4溶液后,紫红色褪去,不能说明 SO2与Fe3+发生氧化还原反应,故方案不合理;方案: 加入KSCN溶液,溶液不变红,说明溶液中不含Fe3+,再加 入氯水,溶液变红,说明溶液中含有Fe3+,从而推出SO2 与Fe3+发生氧化还原反应,Fe3+被还原成Fe2+,故方案,合理。()(4)根据题目所给装置,先比较亚硫酸与 碳酸酸性,然后利用碳酸的酸性强于次氯酸,从而做 出推断,装置A的作用是制取SO2,此装置中含有SO2、 HCl,HCl干扰实验,必须除去,制出的SO2通入C装置,然
8、 后通入装置B中,有气泡冒出,说明亚硫酸的酸性强于 碳酸,此气体中混有SO2,然后用KMnO4溶液除去SO2,然后再通入品红溶液,检验SO2是否被完全除尽,品红 不褪色,说明SO2被完全除尽,通入F装置中,如果有白 色沉淀产生,说明碳酸酸性强于次氯酸,从而得出结论, 因此装置的连接顺序是ACBEDF,装置B的作 用是制取CO2,现象是D中品红溶液不褪色,F中出现白 色沉淀。()(5)pH试纸先变蓝,说明溶液显碱性,后,褪色,说明溶液具有漂白性或强氧化性;(6)ClO-中Cl显+1价,Cl-显-1价,在酸性条件下发生:ClO-+Cl-+2H+=H2O+Cl2。,答案:(1)B (2)溶液由黄色逐
9、渐变为浅绿色 I2+SO2+2H2O=2I-+S +4H+ (3) (4)C、B、E 制取CO2 D中品红溶液不褪色,F中出现白色沉淀 (5)碱性、漂白性 (6)ClO-+Cl-+2H+=H2O+Cl2,【母题变式】 (1)Cl2和Ca(OH)2反应制取漂粉精的化学方程式是 _。 提示:2Cl2+2Ca(OH)2=CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O。,(2)题()SO2与漂粉精的实验探究中产生大量白色沉淀的名称是_。 提示:硫酸钙。SO2被氧化生成硫酸钙沉淀。,【归纳提升】 1.性质实验探究的角度与方法 物质性质实验探究是中学化学实验探究的重要内容。 设计实验探究时,要求原理准确、步骤简捷
10、、现象明 显、结论易得,且不对环境造成污染,如钢铁发生电化 学腐蚀的规律探究。可以通过控制所含的杂质是否与,空气接触、所接触的电解质溶液的酸碱度、钢铁在腐蚀过程中体系内的气压变化等角度设计实验,找出规律。,2.物质实验探究设计需要注意的问题 (1)有水蒸气生成时,先检验水蒸气再检验其他成分。 (2)对于需要进行转化才能检测的成分要注意排除干扰。如CO的检验,要先检测CO中是否含有CO2,如果有CO2,先除去CO2后才能对CO实施转化,最后再检测转化生成的CO2。,(3)若试题只给出部分药品和装置,则应给出必要的补充;若给出多余的试剂品种,则应进行筛选。 (4)注重答题的规范性,有些题目要求指出
11、试剂的名称。如无水硫酸铜、澄清石灰水、酸性高锰酸钾溶液、饱和NaHCO3溶液等。,角度三 探究实验方案的评价 【典题3】(2018武汉模拟)硫酸铜是一种应用极其广泛的化工原料。铜不能与稀硫酸直接反应,某化学兴趣小组将适量浓硝酸分多次加入铜粉与稀硫酸的混合物中,加热使之反应完全,通过蒸发、结晶得到硫酸铜晶体(装置如图1、2所示)。 导学号79100152,(1)图1烧瓶中发生反应的离子方程式为_ _。 (2)图2是图1的改进装置,其优点有:_; _。,(3)为符合绿色化学的要求,该小组进行如下设计: 方案1:以空气为氧化剂。将铜粉在仪器B中反复灼烧,使铜与空气充分反应生成氧化铜,再将氧化铜与稀硫
12、酸反应。,方案2:将空气或氧气直接通入铜粉与稀硫酸的混合物中,发现在常温下几乎不反应。向混合物中加FeSO4溶液或Fe2(SO4)3溶液,即发生反应。反应完全后向其中加物质甲调节pH至34,产生Fe(OH)3沉淀,过滤、蒸发、结晶,滤渣作催化剂循环使用。已知Fe(OH)3和Cu(OH)2完全沉淀时的pH分别为3.7、6.4,请回答下列问题: 方案1中仪器B的名称是_。 方案2中物质甲是_(填字母)。 a.CaO b.CuCO3 c.CaCO3,以加入FeSO4为例,用离子方程式解释反应发生的原因:_。,方案3:将3.2 g铜丝放入45 mL 1.5 molL-1的稀硫酸中,控温在50 。加入1
13、8 mL 10%的H2O2溶液,反应0.5小时后,升温到60 ,持续反应1小时后,过滤、蒸发、结晶、减压抽滤后,用少量95%的酒精淋洗后晾干,得10.06 g CuSO45H2O。,上述三种方案中,更符合绿色化学理念的是_ (填“方案1”“方案2”或“方案3”),理由是_ _。,【探微题眼】 (1)对实验装置进行评价时,从环保角度评价铜和浓硝酸反应生成有毒气体,从“安全性”方面考虑防倒吸。 (2)物质甲的选择要从调节pH和不引入杂质的角度分析。 (3)比较三种方案的不同点,确定答题的依据。,【解析】(1)铜和浓硝酸反应生成硝酸铜、二氧化氮 和水,随着反应进行,浓硝酸变成稀硝酸,稀硝酸和铜 反应
14、生成硝酸铜、一氧化氮和水,反应的离子方程式 为Cu+4H+2N Cu2+2NO2+2H2O、3Cu+8H+2N 3Cu2+2NO+4H2O。,(2)反应中会产生NO,由于NO与NaOH溶液不反应,故应向氢氧化钠溶液中通入空气(或氧气),图2装置中在尾气吸收装置之前连接集气瓶,通入氧气有利于氮氧化合物的完全吸收,同时起安全瓶作用,防止倒吸。,(3)高温灼烧固体应在坩埚中进行,方案1将铜粉在 坩埚中反复灼烧。由于溶液酸性较强,欲使Fe3+沉淀, 需加入某种试剂减小H+浓度,但又不能引入新杂质。 CaO能减小H+浓度,但引入钙离子,a项错误;CuCO3能减 小H+浓度,过量的CuCO3可以过滤除去,
15、不引入新杂质,b 项正确;CaCO3引入钙离子,c项错误。上述三种方案,中,更符合绿色化学理念的是方案3,理由是方案1需要灼烧,消耗能源多;方案2所得产品中含有杂质;方案3几乎不产生有害气体,且所得产品纯度较高。,答案:(1)Cu+4H+2N Cu2+2NO2+2H2O、3Cu+8H+2N 3Cu2+2NO+4H2O (2)防止倒吸 有害气体能被完全吸收 (3)坩埚 b 4Fe2+O2+4H+=4Fe3+2H2O; 2Fe3+Cu=2Fe2+Cu2+ 方案3 方案1需要灼烧,消耗能源多;方案2所得产品中含有杂质;方案3几乎不产生有害气体,且所得产品纯度较高,【归纳提升】评价实验方案的三个角度,【题组过关】 1.(RJ必修1P103改编题)在实验室进行物质制备,下列从原料及试剂分别制取相应的最终产物的设计中,理论上正确、操作上可行、经济上合理的是 ( ),
