《2018届高三化学二轮复习 第一篇 专题通关攻略 专题四 化学实验基础 3 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《2018届高三化学二轮复习 第一篇 专题通关攻略 专题四 化学实验基础 3 化学实验方案与设计课件（155页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第3讲 化学实验方案与设计,【高考这样考】 (2014新课标全国卷T28节选)某小组以CoCl26H2O、NH4Cl、H2O2、浓氨水为原料，在活性炭催化下，合成了橙黄色晶体X。为测定其组成，进行如下实验。,氨的测定：精确称取wg X，加适量水溶解，注入如图所示的三颈瓶中，然后逐滴加入足量10%NaOH溶液，通入水蒸气，将样品液中的氨全部蒸出，用V1mLc1molL-1的盐酸标准溶液吸收。蒸氨结束后取下接收瓶，用c2molL-1NaOH标准溶液滴定过剩的HCl，到终点时消耗V2mL NaOH溶液。,氯的测定：准确称取样品X，配成溶液后用AgNO3标准溶液滴定，K2CrO4溶液为指示剂，至出现淡
2、红色沉淀不再消失为终点(Ag2CrO4为砖红色)。 回答下列问题： (1)装置中安全管的作用原理是_。 (2)用NaOH标准溶液滴定过剩的HCl时，应使用_式滴定管，可使用的指示剂为_。,(3)测定氨前应该对装置进行气密性检验，若气密性不好测定结果将_(填“偏高”或“偏低”)。 (4)测定氯的过程中，使用棕色滴定管的原因是_。,【解析】(1)分析题中所给的装置可知，装置A中的2为安全管，其作用为当A中压力过大时，安全管中液面上升，使A中的压力较为稳定。 (2)用氢氧化钠滴定剩余的盐酸时，应该使用碱式滴定管，可用酚酞作指示剂。 (3)为保证实验结果的准确性，测定氨前应该先检查装置的气密性，若气密
3、性不好会导致氨气泄漏，测定结果将偏低。 (4)测定氯的过程中，用硝酸银溶液进行滴定，由于硝酸银见光易分解，所以应该选用棕色的滴定管进行滴定。,答案：(1)当A中压力过大时，安全管中液面上升，使A瓶中压力稳定 (2)碱 酚酞 (3)偏低 (4)防止硝酸银见光分解,【考纲要求】 1.了解并初步实践化学实验研究的一般过程，掌握化学实验的基本方法和技能。 2.了解科学探究的基本过程，学习运用以实验和推理为基础的科学探究方法。,3.能根据要求做到： (1)设计、评价或改进实验方案。 (2)了解控制实验条件的方法。 (3)分析或处理实验数据，得出合理结论。 (4)识别典型的实验仪器装置图。 4.以上各部分
4、知识与技能的综合应用。,【考查特点】 1.客观题： (1)考查“实验判断”：判断设计的化学实验方案能否达到实验目的。 (2)考查“实验选择”：对所设计的化学实验方案做出选择。 (3)考查“实验评价”：对给出的实验方案合理性做出评价。,2.主观题： (1)考查“方案设计”：化学实验方案的设计。 (2)考查“选择与评价”：提出实验问题或目的，给定实验情境或物质性质，要求选择仪器、药品，组装实验装置，确定实验步骤，评价实验方案。 (3)考查“综合评价”：联系工业生产过程，进行定量分析和综合评价。 (4)考查“计算”：根据方案利用守恒法求产率、纯度、成分等。,1.化学实验方案设计的思路： (1)思考问
5、题的顺序。 围绕主要问题思考。例如，选择适当的实验路线、方法；所用的药品、仪器简单易得；实验过程快速安全；实验现象明显。 思考物质制备、净化、吸收和存放的有关问题。例如，制取在空气中易水解、潮解的物质，往往在装置末端再加一个干燥装置，以防止空气中的水蒸气进入。,思考实验的种类以及如何合理选择组装仪器，并将实验与自己已学实验比较。例如，涉及气体的制取或者处理，对这类实验的操作程序及装置的连接顺序大体可概括为发生装置除杂质干燥主体实验尾气处理。,(2)操作顺序。 仪器安装顺序：一般遵循自下而上，从左到右的原则，气体净化装置中不应干燥后又经过水溶液洗气。 接口的连接顺序：洗气时“长进短出”；量气时“
6、短进长出”；干燥管除杂质时“大进小出”等。 实验顺序：装置选择与连接气密性检验装固体药品装液体药品开始实验(按程序)。,2.实验方案评价： (1)选择。包括仪器、药品、连接方式的选择。 (2)评价。正确、简约、安全、环保。 (3)最佳方案的选择。装置最简、药品容易取得、价格低廉、现象明显、无污染。,考点一 物质制备实验方案的设计 【典例1】(2015郑州二模)CuCl2、CuCl是重要的化工原料，广泛地用作有机合成催化剂。实验室中以粗铜(含杂质Fe)为原料，一种制备铜的氯化物的流程如下：,请回答下列问题： (1)如图装置进行反应，导管a通入氯气(夹持仪器和加热装置省略)，观察到的现象是_， 写
7、出铜与氯气反应的化学方程式：_。,(2)上述流程中固体K溶于稀盐酸的目的是_。 试剂X、固体J分别为_。 a.NaOH Fe(OH)3 b.NH3H2O Fe(OH)2 c.CuO Fe(OH)3 d.CuSO4 Cu(OH)2 (3)反应是向溶液2中通入一定量的SO2，加热一段时间后生成CuCl白色沉淀。写出制备CuCl的离子方程式：_。,(4)反应后，如图盛有NaOH溶液的广口瓶中溶液具有漂白、消毒作用，若用钢铁(含Fe、C)制品盛装该溶液会发生电化学腐蚀，钢铁制品表面生成红褐色沉淀，溶液会失去漂白、杀菌消毒功效。该红褐色沉淀的主要化学式是_，该腐蚀过程的正极反应式为_ _。 (5)以石墨
8、为电极，电解CuCl2溶液时发现阴极上也会有部分CuCl析出，写出此过程中阴极上的电极反应式：_。,【破题关键】 (1)明确制备原料和目标产品。 (2)弄清操作过程和反应的原理。 (3)根据氧化还原反应规律书写并配平化学方程式的方法：实质是电子守恒，依据是化合价升高和降低的总数相等。 (4)金属电化学腐蚀的实质是构成原电池，金属作原电池的负极被氧化。 (5)电解过程中，阳极发生氧化反应，阴极发生还原反应。,【解析】(1)铜在氯气中燃烧产生棕色的烟，生成氯化铜固体。 (2)铜盐溶解过程中会水解生成氢氧化铜，用盐酸溶解的目的是保持 溶液呈强酸性，避免铜元素因水解造成损失。铁与氯气反应生成氯化 铁，
9、溶解后溶液中含有铁离子，加入氧化铜促进铁离子水解生成氢氧 化铁沉淀过滤除去。 (3)根据题中信息，铜元素化合价由+2价转化为CuCl中的+1价，故铜 离子是氧化剂，SO2是还原剂，反应中被氧化为 ，根据氧化还 原反应的规律可以写出离子方程式。,(4)氢氧化钠溶液吸收氯气，生成物有次氯酸钠和氯化钠，钢铁在次氯酸钠和氢氧化钠的混合溶液中发生电化学腐蚀，碳等杂质为正极，铁为负极。负极的电极反应式为Fe-2e-=Fe2+，Fe2+2OH-= Fe(OH)2，4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3，正极的电极反应式为ClO-+2e-+H2O=Cl-+2OH-。 (5)电解过程中，Cu2+在阴
10、极上得电子转化为Cu+，Cu+和溶液中的Cl-结合生成CuCl。,答案：(1)试管内有棕色烟产生 Cu+Cl2 CuCl2 (2)避免Cu2+水解 c (3)2Cu2+2Cl-+SO2+2H2O=2CuCl+ +4H+ (4)Fe(OH)3 ClO-+2e-+H2O=Cl-+2OH- (5)Cu2+e-+Cl-=CuCl,【互动探究】(1)写出盛有NaOH溶液的广口瓶中溶液生成漂白、消毒作用物质的化学方程式？ 提示：Cl2+2NaOH=NaClO+NaCl+H2O。 (2)若将第(5)问中石墨电极改为铜作阳极，阴极电极反应式是否变化？ 提示：阴极电极反应式为Cu2+2e-=Cu。,【题组过关】
11、 1.(2015沈阳一模)某同学用下列装置制备并检验Cl2的性质。下列说法正确的是( ),A.图中：如果MnO2过量，浓盐酸就可全部消耗 B.图中：量筒中发生了加成反应 C.图中：生成蓝色的烟 D.图中：湿润的有色布条能褪色，将硫酸溶液滴入烧杯中，至溶液显酸性，结果有Cl2生成,【解析】选D。图中如果MnO2过量，浓盐酸逐渐变为稀盐酸，不再继续反应，不会全部消耗，A错误；图中量筒中发生甲烷与氯气的取代反应，B错误；图中氯气与铜反应，生成棕色的烟，C错误；图中湿润的有色布条能褪色，是因为氯气与水反应生成盐酸和次氯酸，次氯酸具有漂白性，使有色布条褪色，剩余氯气通入盛氢氧化钠溶液的烧杯中发生反应Cl
12、2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O，将硫酸溶液滴入烧杯中，至溶液显酸性，氯化钠和次氯酸钠会发生氧化还原反应，离子方程式为Cl-+ClO-+2H+=Cl2+H2O，有Cl2生成，D正确。,2.(2015泉州二模)实验室中利用如图所示装置制备纳米碳酸钙(1纳米=110-9m)(部分夹持装置已略去)，向饱和CaCl2溶液中通入NH3和CO2可制得纳米碳酸钙。,供选择的药品：石灰石 氯化铵 氢氧化钙 饱和氯化钙溶液 浓硫酸 6 molL-1盐酸 饱和食盐水 饱和NaHCO3溶液 (1)装置A中，仪器a的名称是_，仪器b中应盛放的固体为_(填药品序号，下同)。装置B中盛放的溶液是_。装置D的试
13、管中发生反应的化学方程式为_。,(2)如何判断所得碳酸钙颗粒是否为纳米级？_。 (3)通入适量气体后，C装置中物质恰好完全反应，过滤，所得滤液显_(填“酸”“碱”或“中”)性。 (4)装置C中，右边的导管并未插入液面以下，原因是_。 (5)上述装置存在一处缺陷，该缺陷为_。,【解析】(1)装置A是制取二氧化碳的装置，仪器a的名称是分液漏 斗；仪器b中为碳酸钙与盐酸反应：CaCO3+2H+=Ca2+H2O+CO2， 饱和NaHCO3溶液可除掉挥发出来的氯化氢；装置D中制取氨气，化学 方程式为2NH4Cl+Ca(OH)2 CaCl2+2NH3+2H2O。 (2)将少量碳酸钙加水充分搅拌，看是否有丁
14、达尔效应，若有丁达尔 效应，则说明为纳米级。,(3)C中的反应是CaCl2+2NH3+CO2+H2O=CaCO3+2NH4Cl，氯化铵在 水中发生水解显酸性，离子方程式： +H2O NH3H2O+H+。 (4)氨气极易溶于水，右边的导管并未插入液面以下是防止装置C中的 溶液倒吸到装置D中引起试管炸裂。 (5)该装置没有尾气处理装置。,答案：(1)分液漏斗 2NH4Cl+Ca(OH)2 CaCl2+2NH3+2H2O (2)将少量碳酸钙加水溶解并充分搅拌，用一束可见光照射，观察是否发生丁达尔效应，若有丁达尔效应则为纳米级，若没有丁达尔效应则不是纳米级 (3)酸 (4)防止装置C中的溶液倒吸到装置
15、D中引起试管炸裂 (5)无尾气吸收装置,【加固训练】(2015洛阳一模)如图是实验室制取气体的装置，其中发生装置相同，干燥和集气装置有两套，分别用图1和图2表示。下列选项中正确的是( ),【解析】选D。A项，应该用亚硫酸钠与硫酸反应制取二氧化硫，否则二氧化硫含氯化氢，或二氧化硫溶解在稀盐酸中，错误；B项，生成的CO2气体和碱石灰反应，不能用碱石灰干燥，错误；C项，一氧化氮能和氧气反应生成二氧化氮，不能用排空气法收集，错误；D项，氨气和碱石灰不反应，所以可用碱石灰干燥，氨气的密度小于空气的密度，所以可用向下排空气法收集，正确。,考点二 物质的组成及性质验证实验方案的设计 【典例2】(2015山师附中一模)下图是实验室中制备气体或验证气体性质的装置图。,(1)写出用装置A制取氯气的化学方程式：_
