高考化学实验设计和评价

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1、优秀学习资料欢迎下载化学实验设计和评价1 复习要点： 掌握化学实验的记录方法和运用化学知识设计一些基本实验。（1）根据实验现象，观察、记录、分析或处理数据，得出正确结论。（2）根据实验试题要求，设计基本实验方案。（3）能绘制和识别典型的实验仪器装置图2、实验知识与技能的综合应用。3例题精讲 例 1 四氯化锡常温下是无色液体，在空气中极易水解，熔点36，沸点114，金属锡的熔点为231，拟利用图中的仪器，设计组装一套实验装置，用熔融的金属锡跟干燥的氯气直接作用制取无水四氯化锡（此反应过程放出大量的热） 。请回答下列各问题。（1）用玻管 （未画出） 连接上述装置，正确的顺序是（填各接口的代码字母）

2、_接_、_接_、_接_、_接_、_接_。（2）装置的作用是_；装置的作用是_。（3）冷凝管理冷却水的流向是从_进入，从 _流出。（4）实验时应先点燃_处酒精灯，加热温度应大于_，待 _即可停止加热。（5） 已知四氯化锡遇水强烈水解，产物之一是固态二氧化锡，那么四氯化锡水解的化学方程式为。（ 6）如果将制取的四氯化锡少许暴露于空气中，预期可看到的现象是_。（ 7）为了防止污染空气，在装置的最后应_。 解析 ：这是一个制备实验。实验目的是：制备无水SnCl4实验原理是： Sn+2Cl2SnCl4先制备 Cl2：2H2SO4( 浓)+2NaCl+MnO2Na2SO4+MnSO4+Cl2+2H2O 实

3、验的干扰因素是：SnCl4遇水强烈水解，因此，除去实验中水蒸气的干扰，是实验成败的关键。这里要分析水蒸气的来源以及除去水蒸气的措施。水蒸气的来自于制Cl2和空气中的水蒸气。题目中提供的信息：SnCl4的性质在设计方案时要充分利用这些信息。以上问题清楚了，实验方案就基本确定了。精品p d f 资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - -欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 1 页，共 13 页 - - - - - - - - - - 优秀学习资料欢迎下载答案： （1）B接 J，I 接 K，A接 C，D接 G ，H接 E（或 F）（

4、2）除去 Cl2中混有的HCl 和水蒸气，在制Cl2时发生的副反应2NaCl+H2SO42HCl+Na2SO4，产生了 HCl；防止空气中的水蒸气进入锥形瓶中使SnCl4发生水解。（3）a、p （4）I 231 Sn 粒熔化（5）SnCl4+2H2O=SnO2+4HCl （6）出现白色烟雾（7）通入 NaOH 溶液中，吸收多余Cl2 例 2 为了测定工业纯碱中碳酸钠的质量分数（纯碱中常含少量NaCl） ，某学生设计了实验装置如图（1）准确称取盛有碱石灰的干燥管的质量（设为W1）（2）准确称取一定量纯碱样品（设为W0） ，并放入烧瓶中。从分液漏斗缓缓滴入稀硫酸，待不再发生气体后。称干燥管的总质量

5、（设为W2） 。设学生导出的计算公式为：Na2CO3的质量分数210=100%22w（w -w ） 53试回答：W2W1表示什么？如果不计称量误差，该生的实验结果有无明显误差？如有，是偏大还是偏小？请简要说明根据并提出补救措施。 解析 ：这是一道定量实验题实验目的是：测定纯碱中 Na2CO3的质量分析实验原理： 稀 H2SO4与 Na2CO3反应生成CO2，测出 CO2的质量即可求出Na2CO3的质量， 继而求出Na2CO3的质量分数。CO2的质量为（ W2W1）g，样品质量为W0g Na2CO3+H2SO4=Na2SO4+H2O+CO2 106 44 x W2-W1x= = Na2CO3%=

6、100% 产生误差的原因（即干扰因素）有:(1) 烧瓶的 CO2不能都被碱石灰吸收，实验值偏低。(2)CO2气体混有的水蒸气和空气中的水蒸气被碱石灰吸收，使实验值偏高，两个因素综合考虑，CO2的影响是主要的，所以实验值偏低。106(W2-W1) 4453(W2-W1) 2253(W2-W1) 22 W0精品p d f 资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - -欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 2 页，共 13 页 - - - - - - - - - - 优秀学习资料欢迎下载补救的办法：如图将蒸馏烧瓶改为集气瓶，利于排出CO

7、2。向集气瓶中通入（已除去CO2）空气，用空气将烧瓶中CO2尽量排出去。在干燥管前连接盛有浓H2SO4的试管，以除去水蒸气；在 U型管中装有碱石灰，以吸收空气中的CO2气体和水蒸汽，经过这些补救措施，实验误差可以降低。 例 3 实验室中用浓盐酸与MnO2制 Cl2，再用 Cl2和 Ca(OH)2反应制少量漂白粉，已知Cl2和 Ca(OH)2制漂白粉是放热反应，温度稍高即发生副反应：6Cl2+6Ca(OH)2=Ca(ClO3)2+5CaCl2+6H2O ，现有三位同学设计的三套装置如图（U形管中放有玻璃纤维，可使气体顺利通过）：（1）请从以下六方面对上述甲、乙、丙三套装置的优缺点进行评价，将适当

8、的选项序号填于下表内（错选、漏选、多选均倒扣分）a不易控制反应速率b容易控制反应速率c有副反应发生d可防止副反应发生e容易污染环境f 可防止污染环境优点缺点甲装置乙装置丙装置（2）请从甲、乙、丙三装置中，选取合理的组成部分（A、B、C 、D、E、F、G） ，组装一套你认为更完善的实验装置，连接顺序（按气流左到右方向）为_，在此装置及甲、乙、丙三装置中，你认为是否还缺少必要的装置，说明原因_。 解析 ：这是一道评价实验方案的题。该题从是否有副反应发生，是否易控制反应速率，是否防止污染，是否干扰反应产物等方面进行评价。答案：精品p d f 资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - -

9、 - - - - - - -欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 3 页，共 13 页 - - - - - - - - - - 优秀学习资料欢迎下载（1）优点缺点甲装置 d a 、e 乙装置 f a 、c 丙装置 b e 、c （2）F BE 在 Cl2中混有 HCl，应在烧瓶和U型管之间连接一个盛有饱和食盐水的试管，以除去HCl 气体。 仪 器 连 接 的 顺 序 （ 填 编 号 ； 一 起 可 重 复 使 用 ） 是。 中 浓 硫 酸 的 作 用是。实验完毕时，观察到中的现象是。列出计算的原子量的表达式：。下列情况将使测定结果偏大的是。（）未全部还原为；（）受潮；（

10、）中混有。（）如果仍采用上图所示的仪器装置，涉及其他方案，还可测定的物理量有。（）（）和（）；（）（）和（） ；（）（）和（） ；（）（）和（）例4 实验室里临时需要用溶液和来制取纯CO溶液。已知气体在通入溶液过程中极易过量生成，且无明显现象。实验室有下列试剂：未知浓度的、的盐酸、的硫酸、的盐酸、大理石、固体（）。实验室有下列仪器：铁架台、启普发生器、量筒、烧杯、橡皮管、玻璃导管、分液漏斗。已知下表中各物质在常温时的溶解度（） 。（）本实验应选用的仪器除启普发生器、橡皮管、玻璃导管外，还需要. （）为保证制得的溶液尽量纯， 应选用的药品 （填编号） 除外，还需要。（）简要叙述实验步骤，直到制得

11、纯溶液（仪器安装可省略）。（）根据给出的溶解度表，求出当溶液中溶质的质量分数大于多少时，在配置过程中会有晶体析出（写出计算步骤和必要的文字说明）？ 解析 本题的难点在第（）问。设计依据是依下列反应原理：利用定量关系及化学反应制得溶液，因题型新颖，思路新巧，故难度较大。答： （）烧杯、量筒。 （）、。（）量取一定量的溶液，分成两等分；制取，向其中一份溶液中通入过量的气体；将两份溶液混匀，摇匀。（）从表中可知，常温下溶解度为。设常温下水中溶解的质量为时，达到饱和。x 。精品p d f 资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - -欢迎下载 名师归纳 - -

12、- - - - - - - -第 4 页，共 13 页 - - - - - - - - - - 优秀学习资料欢迎下载故溶液中的质量分数偌大于时，在步骤中会有晶体析出。 例 6 某学生根据高中课本中硝酸钾受热分解的实验操作来判断硝酸铅的分解产物之一是氧气；将试管中的硝酸铅加热到熔融，把带有火星的细木条伸进试管口，检验放出的气体，当发现木条复燃时该学生即断言，硝酸铅受热分解有氧气放出。请你对上述实验及结论的合理性作出评价。如有必要，可提出改进的实验方案。解析 有关反应的方程式为：2KNO3 2KN02+O22Pb(NO3)2 2PbO+4NO2+02比较反应式和,其不同之处是中除生成02外,还生成

13、了 NO2.这一不同又产生了两个结果。一方面 NO2稀释了 O2，O2仅占混合气体的20%，而这与空气中O2的含量相近，因而此处O2不可能使带火星的木条复燃；另一方面 NO2本身也能使带火星的木条复燃。因为NO2受热能放出02：2NO22NO+O2。分析到此，问题便一清二楚。答案 上述实验及结论在科学上是错误的。由于NO2干扰了 O2的检验，因此应选用NaOH 溶液除掉NO2后再检验之。 例 7 研究某一化学反应的实验装置如下图所示：A-F 属于下列物质中的六种物质：浓硫酸、浓盐酸、浓氨水、稀硫酸、稀盐酸、稀氮水、水、锌粒、铜片、食盐、高锰酸钾、氯化钙、氧化钙、四氧化三铁、氧化铜、氢气、二氧化

14、氮、一氧化碳、氯气、氯气、氯化氢、氨气、氮气、氧气。实验现象：（1）D物质由黑色变为红色（2）无水硫酸铜粉末放入无色透明的E中得到蓝色溶液（3）点燃的镁条伸入无色无味的F 中。镁条表面生成一种灰黄色因体物质。将该灰黄色物质放入水中，有气体放出，该气体具有刺激性气味。并能使润湿的红色石蕊试纸变蓝。通过分析回答：1、写出 A-F 的物质名称：A_,B_,C_ D_,E_,F_. 2、写出有关的化学方程式：A与 B_; C与 D_; E与无水硫酸铜 _;F 与 Mg_; F 与 Mg的反应产物与水_. 精品p d f 资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - -

15、 -欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 5 页，共 13 页 - - - - - - - - - - 优秀学习资料欢迎下载 解析 “该气体具有刺激性气味，并能使润湿的红色石蕊试纸变蓝”是解答此题的突破口，此气体只能是NH3，结合题意， F 就是 N2。因此，从限定的反应物中，只能设法从氨水中获取，然后结合发生装置特点（固、液、不加热）及其他实验现象，便可推断其他的物质。 解答 1、A 浓氨水； B 、氧化钙； C、氨气； D、氧化铜； E、水； F 、氨气。 2、略。 例 8 Cu+在酸性溶液中不稳定，可发生自身氧化还原反应生成Cu2+和 Cu。现有浓硝酸、稀硫酸、稀

16、硝酸、FeCl3稀溶液及pH 试纸，而没有其它试剂。简述如何用最简便的实验方法来检验CuO经氢气还原所得到的红色产物中是否含有碱性氧化物Cu2O. 解析 Cu2O是碱性氧化物，一定可以跟稀硫酸反应，Cu+进入溶液后又可自发生成Cu2+和 Cu+，Cu2+在水溶液中呈蓝色，而 Cu不跟稀硫酸反应。因此可以设想，若CuO被 H2还原的产物全部是Cu，将其放入稀H2SO4中，无变化；若红色产物中含有Cu2O，将其放入稀H2SO4中，溶液会变成蓝色。运用已学过的知识分析其它试剂是否可用，如浓H2SO4、浓 HNO3、稀 HNO3，因为它们都有较强的氧化性，不论红色产物是 Cu还是 Cu和 Cu2O的混合物，将其分别放入这3 种酸中均被氧化为Cu2+，也无法检验。而pH试纸则不能用。所以检验方法是取少量该红色物质放入稀H2SO4中，振荡，若溶液变为蓝色，说明产物中有Cu2O ；若溶液不变色，说明产物中无Cu2O。4实战演练1. 用 pH试纸测定某无色溶液的pH时，规范的操作是( ) A.将 pH试纸放入溶液中观察其颜色的变化，跟标准比色卡比较B.将溶液倒在pH试纸上，跟标准比色卡比较C.用干燥的