《高考化学二轮复习 第一篇 专题通关攻略 专题四 化学实验基础化学实验方案与设计课件》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高考化学二轮复习 第一篇 专题通关攻略 专题四 化学实验基础化学实验方案与设计课件（299页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第2讲 化学实验方案与设计,【真题回访】 1.(2016全国卷T26)过氧化钙微溶于水,溶于酸,可用作分析试剂、医用防腐剂、消毒剂。以下是一种制备过氧化钙的实验方法。回答下列问题:,(一)碳酸钙的制备,(1)步骤加入氨水的目的是_。 小火煮沸的作用是使沉淀颗粒长大,有利于_。 (2)如图是某学生的过滤操作示意图,其操作不规范的是_(填标号)。,a.漏斗末端颈尖未紧靠烧杯壁 b.玻璃棒用作引流 c.将滤纸湿润,使其紧贴漏斗壁 d.滤纸边缘高出漏斗 e.用玻璃棒在漏斗中轻轻搅动以加快过滤速度,(二)过氧化钙的制备(3)步骤的具体操作为逐滴加入稀盐酸,至溶液中尚存有少量固体,此时溶液呈_性(填“酸”
2、 “碱”或“中”)。将溶液煮沸,趁热过滤。将溶液煮沸的作用是_。,(4)步骤中反应的化学方程式为_, 该反应需要在冰浴下进行,原因是_。 (5)将过滤得到的白色结晶依次使用蒸馏水、乙醇洗涤,使用乙醇洗涤的目的是_。 (6)制备过氧化钙的另一种方法是:将石灰石煅烧后,直接加入双氧水反应,过滤后可得到过氧化钙产品。该工艺方法的优点是_,产品的缺点是_ _。,【解析】(1)由碳酸钙的制备流程图可以看出,加入盐 酸后得到的溶液中含有Ca2+、Fe2+或Fe3+,加入双氧水可 以把Fe2+氧化成Fe3+,加入氨水先中和多余的盐酸,再把 Fe3+转化为氢氧化铁沉淀经过滤而除去,即可得到比较 纯净的氯化钙溶
3、液。小火煮沸时液体沸腾不剧烈,有利 于沉淀颗粒长大,颗粒越大越有利于过滤分离。(2)过 滤操作时,漏斗末端颈尖要紧靠烧杯壁、滤纸紧贴漏斗,壁,滤纸边缘低于漏斗,液面边缘要低于滤纸边缘,用玻 璃棒引流,不能用玻璃棒搅拌,以防滤纸破碎,因此不规 范的操作是a、d、e。(3)向CaCO3固体中逐滴加入稀盐 酸生成CaCl2、H2O和CO2,因为溶液中尚存有少量固体, 所以盐酸不足,溶液中的溶质是CaCl2,因为CaCl2是强 酸强碱盐,在水中不能水解,其溶液显中性,但是由于产 生的CO2能够部分溶于水生成碳酸,所以溶液显酸性。,将溶液煮沸可以除去溶液中溶解的CO2。(4)根据题意, 反应物是CaCl
4、2、NH3H2O和H2O2,生成物中一定有CaO2, 根据元素守恒可以判断还有NH4Cl和H2O,据此写出并且 配平方程式;因为反应物中H2O2受热易分解,所以该反 应需要在冰浴下进行。(5)过氧化钙微溶于水,用水洗 可以洗去结晶表面的少量杂质,然后用乙醇洗涤结晶表 面残留的少量水,利用其挥发性而除去水。(6)CaO和,H2O2反应的化学方程式为CaO+H2O2=CaO2+H2O,其优点是流程短,操作简单,节省药品,无污染性物质产生,环保。缺点是煅烧石灰石需要消耗大量的能量,而且石灰石中含有的杂质无法除去,产品的纯度低。,答案:(1)调节溶液pH使Fe3+沉淀 过滤分离 (2)a、d、e (3
5、)酸 除去溶液中的CO2 (4)CaCl2+2NH3H2O+H2O2+6H2O CaO28H2O +2NH4Cl或CaCl2+2NH3H2O+H2O2 CaO2+2NH4Cl +2H2O 温度过高时双氧水易分解 (5)去除结晶表面的水分 (6)工艺简单,操作方便 纯度较低(合理即可),2.(2015全国卷T26)草酸(乙二酸)存在于自然界的植物中,其K1=5.410-2,K2=5.410-5。草酸的钠盐和钾盐易溶于水,而其钙盐难溶于水。草酸晶体(H2C2O42H2O)无色,熔点为101,易溶于水,受热脱水、升华,170以上分解。回答下列问题:,(1)甲组同学按照如图所示的装置,通过实验检验草酸
6、晶体的分解产物。装置C中可观察到的现象是_, 由此可知草酸晶体分解的产物中有_。 装置B的主要作用是_。,(2)乙组同学认为草酸晶体分解产物中还有CO,为进行验证,选用甲组实验中的装置A、B和下图所示的部分装置(可以重复选用)进行实验。,乙组同学的实验装置中,依次连接的合理顺序为A、B、_。装置H反应管中盛有的物质是_。,能证明草酸晶体分解产物中有CO的现象是_。 (3)设计实验证明: 草酸的酸性比碳酸的强_。 草酸为二元酸_。,【解析】(1)草酸中只有碳、氢、氧三种元素,生成的 可能产物中能用澄清石灰水检验的只能是二氧化碳,现 象是有气泡产生,石灰水变浑浊,添加冷凝装置是防止 草酸进入石灰水
7、和其反应生成沉淀。(2)检验一氧化碳 时应先除去二氧化碳并检验是否除净,所以先通入氢氧 化钠和石灰水溶液,再除去水蒸气(通过无水氯化钙), 最后通过灼热氧化铜和石灰水溶液并检验产物,如果,前面二氧化碳除净,后面有二氧化碳生成,则证明有一氧化碳。(3)证明草酸的酸性比碳酸强,只要验证草酸和碳酸氢钠或碳酸钠反应生成二氧化碳即可,即向盛有少量NaHCO3(或Na2CO3)的试管中滴加草酸溶液,有气泡产生。验证草酸是二元酸,只要证明1 mol草酸需要2 mol氢氧化钠即可,即用氢氧化钠标准溶液滴定草酸溶液,消耗氢氧化钠的物质的量为草酸的两倍。,答案:(1)有气泡产生,澄清石灰水变浑浊 CO2 冷凝(水
8、蒸气、草酸等),防止草酸进入装置C反应生成沉淀,干扰二氧化碳的检验 (2)F、D、G、H、D、I CuO(或氧化铜) H中黑色粉末变为红色,其后的D中澄清石灰水变浑浊 (3)向盛有少量NaHCO3(或Na2CO3)的试管中滴加草酸溶液,有气泡产生,用氢氧化钠标准溶液滴定草酸溶液,消耗氢氧化钠的物质的量为草酸的两倍,【命题特点】 客观题: 1.考查“制备”:仪器、收集方法的选择,反应原理的合理性。 2.考查“实验判断”:判断设计的实验能否达到实验目的。,3.考查“实验选择”:对所设计的实验方案做出选择。 4.考查“评价”:对所给出的实验方案合理性做出评价。,主观题: 1.考查“原理”:物质制备的
9、实验原理。 2.考查“选择与评价”:提出实验问题与目的,给出实验情景或物质的性质,要求选择仪器、药品,组装实验装置,确定实验步骤和评价实验方案等。,3.考查“综合评价”:联系工业生产过程,进行定性、定量分析和综合实验评价。 4.考查“计算”:根据实验方案,利用守恒法计算产率、纯度或成分等。,【真题备选】 (2012全国卷T28)溴苯是一种化工原料,实验室合成溴苯的装置示意图及有关数据如下:,按下列合成步骤回答问题: (1)在a中加入15 mL无水苯和少量铁屑。在b中小心加入4.0 mL液态溴。向a中滴入几滴溴,有白色烟雾产生, 是因为生成了_气体。继续滴加至液溴滴完。装置d的作用是_;,(2)
10、液溴滴完后,经过下列步骤分离提纯: 向a中加入10 mL水,然后过滤除去未反应的铁屑; 滤液依次用10 mL水、8 mL 10%的NaOH溶液、10 mL水洗涤。NaOH溶液洗涤的作用是_; 向分出的粗溴苯中加入少量的无水氯化钙,静置、过滤。加入氯化钙的目的是_;,(3)经以上分离操作后,粗溴苯中还含有的主要杂质为_,要进一步提纯,下列操作中必须的是_(填入正确选项前的字母); A.重结晶 B.过滤 C.蒸馏 D.萃取,(4)在该实验中,a的容积最适合的是_(填入正确选项前的字母)。 A.25 mL B.50 mL C.250 mL D.500 mL,【解析】液溴与铁反应生成溴苯和溴化氢,溴化
11、氢极易溶于水,可看到白雾;装置d用于吸收溴化氢和未反应完的溴单质;氢氧化钠可洗涤除去未反应的溴单质和生成的溴化氢;无水氯化钙起干燥作用;经过、两步后粗溴苯中还含有未反应的苯,应用蒸馏的方法除去;实验中共向a中加入了15 mL苯、4 mL液溴、10 mL水,共29 mL液体,所以容积50 mL的a合适。,答案:(1)HBr 吸收HBr和未反应完的Br2 (2)除去HBr和未反应的Br2 干燥 (3)苯 C (4)B,【知识回顾】 1.实验室典型的4类气体发生装置:,(1)实验室制取氨气可以选用装置_。 (2)若用H2O2分解来制取氧气,可以选用装置_。 (3)实验室制取氯气,可以选用装置_。 (
12、4)装置B可以制备的最常见气体有_和_。,A,C,D,H2,2.实验设计的一般过程:,3.必考的评价实验方案的基本原则: (1)装置应_对于不同的实验方案,尽量选择实验 装置、实验步骤最简单的方案。 (2)环保_:对于不同的实验方案,尽量选择不产 生污染性气体等有利于环境保护的实验方案。,最简:,无污染,(3)操作_:在选择方案时力求实验条件简单,有 利于节约资源。 (4)原理_:所选择的反应原理要正确合理,力求 选择反应速率容易控制的实验方案,以便有利于对生成 物的控制和确保实验安全。 (5)现象_:在性质验证或物质检验的实验中,应 选择反应现象最明显的实验方案。,较方便,较简单,最明显,4
13、.常考的对照实验设计的两类方法: (1)_对照设计:探究性实验设计中,设计两 组实验,在可能对实验结果造成影响的众多因素中,控 制一种因素(X)不同,比较两组实验结果的差异,得出X 因素对实验结果的影响情况。,变量控制式,(2)_对照实验设计:选择一种大家公认的具有或 不具有某种性能的物质(A),让A与需要进行实验设计的 物质(B)进行相同的变化,对比A、B实验反应现象的异 同,从而确定A、B性能的异同。如酸碱强弱的实验设计 中常使用此方法。,参照性,【易错辨析】 判断下列说法是否正确,正确的打“”,错误的打“”。 1.Cl2收集可用排饱和NaCl溶液法,不能用排水法( ) 提示:。Cl2能溶
14、于水而不易溶于饱和NaCl溶液。 2.除去CO2中的HCl可以将混合气通入饱和的Na2CO3溶液中。( ) 提示:。CO2也能与饱和的Na2CO3溶液反应。,3.用浓盐酸酸化KMnO4溶液,增强KMnO4的强氧化性。 ( ) 提示:。KMnO4具有强氧化性,能将HCl氧化。 4.实验室可选用大理石与浓硫酸反应制备CO2。( ) 提示:。大理石与浓硫酸不反应。,5.实验室中的CCl4含有少量溴,加适量的苯,振荡、静 置后分液,可除去CCl4中的溴。( ) 提示:。CCl4和苯互溶。 6.NaOH的酚酞溶液 红色褪去,说明SO2具有漂 白性。( ) 提示:。红色褪去是NaOH溶液与酸性氧化物SO2
15、反 应。SO2不漂白酸碱指示剂。,7.验证Fe3O4固体含有+2价铁离子和+3价铁离子,可采用如下实验设计:( ),提示:。+2价铁离子可用酸性高锰酸钾检验;+3价铁离子可用KSCN检验。,8. 说明Na2SO3已部分变质。( ) 提示:。硝酸具有强氧化性,能将 氧化。,考点一 “气体制备”为纽带的实验方案的设计 【典型例题】 (2016四川高考)CuCl广泛应用于化工和印染等行业。某研究性学习小组拟热分解CuCl22H2O制备CuCl,并进行相关探究。,【资料查阅】,【实验探究】该小组用下图所示装置进行实验(夹持仪器略)。,请回答下列问题: (1)仪器X的名称是_。 (2)实验操作的先后顺序是a_e(填操作的编号)。 a.检查装置的气密性后加入药品 b.熄灭酒精灯,冷却,
