1、专题十七 物质的制备 实验方案的设计与评价,化学实验方案的设计和评价是高考的压轴题,主 要考查物质制备方案、性质验证方案的设计与评 价,以及探究性综合实验。本专题失分的原因是对 所涉及物质的制备原理、性质与变化分不清楚,不 理解或理不清设计思路,不知从何处下手对实验进行评价等。 对于化学实验方案的设计与评价,关键是明确实验方案设计的目的,理解实验的原理,在熟知相关物质性质的基础上,选择适合的实验仪器以及实验步骤,分析现象和数据,从实验原理的科学性和可行性、实验操作的安全性和简约性、实验效果是否明显、是否对环境污染等角度,作出正确而合理的选择、评价和结论。 复旦大学医学院 严佳琦,考点54,考点
2、55,高手必备,萃取高招,对点精练,实验方案的设计 1.(2017课标全国,10)实验室用H2还原WO3制备金属W的装置如图所示(Zn粒中往往含有硫等杂质,焦性没食子酸溶液用于吸收少量氧气)。下列说法正确的是( ),透析真题,试做真题,考点54,考点55,高手必备,萃取高招,对点精练,A.、中依次盛装KMnO4溶液、浓H2SO4、焦性没食子酸溶液 B.管式炉加热前,用试管在处收集气体并点燃,通过声音判断气体纯度 C.结束反应时,先关闭活塞K,再停止加热 D.装置Q(启普发生器)也可用于二氧化锰与浓盐酸反应制备氯气 【答案】 B A项,杂质中有水蒸气时应最后除去,故浓硫酸应在中,A项错误;可燃性
3、气体在受热前应先验纯,B项正确;C项,实验结束后为防止生成的金属W被氧化应在停止加热后继续通一段时间的H2,故C项错误;D项,二氧化锰与浓盐酸反应需要加热,而启普发生器(装置Q)不能受热,故D项错误。,透析真题,试做真题,考点54,考点55,高手必备,萃取高招,对点精练,2.(2016课标全国,13)下列实验操作能达到实验目的的是 ( ),透析真题,试做真题,考点54,考点55,高手必备,萃取高招,对点精练,【答案】 D 制备Fe(OH)3胶体应将饱和FeCl3溶液加到沸水中并加热至液体呈红褐色,而将NaOH浓溶液加到饱和FeCl3溶液中会得到Fe(OH)3沉淀,A项达不到实验目的;由于MgC
4、l2水解及HCl的挥发性,蒸干MgCl2溶液得不到无水MgCl2,B项达不到实验目的;Cu、CuO都可溶于稀硝酸,C项达不到除杂目的;Na与水反应剧烈,而Na与乙醇反应缓慢,借此对比实验可比较水、乙醇中氢的活泼性,D项能达到实验目的。,透析真题,试做真题,考点54,考点55,高手必备,萃取高招,对点精练,3.(2017北京理综,28)某小组在验证反应“Fe+2Ag+ Fe2+2Ag”的实验中检测到Fe3+,发现和探究过程如下。 向硝酸酸化的0.05 molL-1硝酸银溶液(pH2)中加入过量铁粉,搅拌后静置,烧杯底部有黑色固体,溶液呈黄色。 (1)检验产物 取少量黑色固体,洗涤后, (填操作和
5、现象),证明黑色固体中含有Ag。 取上层清液,滴加K3Fe(CN)6溶液,产生蓝色沉淀,说明溶液中含有 。 (2)针对“溶液呈黄色”,甲认为溶液中有Fe3+,乙认为铁粉过量时不可能有Fe3+,乙依据的原理是 (用离子方程式表示)。针对两种观点继续实验:,透析真题,试做真题,考点54,考点55,高手必备,萃取高招,对点精练,取上层清液,滴加KSCN溶液,溶液变红,证实了甲的猜测。同时发现有白色沉淀产生,且溶液颜色变浅、沉淀量多少与取样时间有关,对比实验记录如下:,(资料:Ag+与SCN-生成白色沉淀AgSCN),透析真题,试做真题,考点54,考点55,高手必备,萃取高招,对点精练,对Fe3+产生
6、的原因作出如下假设: 假设a:可能是铁粉表面有氧化层,能产生Fe3+; 假设b:空气中存在O2,由于 (用离子方程式表示),可产生Fe3+; 假设c:酸性溶液中 具有氧化性,可产生Fe3+; 假设d:根据 现象,判断溶液中存在Ag+,可产生Fe3+。 下列实验可证实假设a、b、c不是产生Fe3+的主要原因。实验可证实假设d成立。 实验:向硝酸酸化的 溶液(pH2)中加入过量铁粉,搅拌后静置,不同时间取上层清液滴加KSCN溶液,3 min时溶液呈浅红色,30 min 后溶液几乎无色。,透析真题,试做真题,考点54,考点55,高手必备,萃取高招,对点精练,实验:装置如图。其中甲溶液是 ,操作及现象
7、是 。(3)根据实验现象,结合方程式推测实验中Fe3+浓度变化的原因: 。,透析真题,试做真题,考点54,考点55,高手必备,萃取高招,对点精练,【答案】 (1)加硝酸加热溶解固体,再滴加稀盐酸,产生白色沉淀 Fe2+,加入KSCN溶液后产生白色沉淀 0.05 molL-1 NaNO3 FeSO4溶液 分别取电池工作前与工作一段时间后左侧烧杯中溶液,同时滴加KSCN溶液,后者红色更深,为主,c(Fe3+)增大。约30 min后,c(Ag+)小,以反应为主,c(Fe3+)减小,透析真题,试做真题,考点54,考点55,高手必备,萃取高招,对点精练,【解析】 (1)黑色固体是Fe与Ag的混合物,检验
8、Ag可先用硝酸在加热条件下溶解固体,再滴加稀盐酸检验溶液中的Ag+即可。 K3Fe(CN)6溶液可用于检验Fe2+,现象是产生蓝色沉淀。,假设d:取上层清液,滴加KSCN溶液产生白色沉淀,结合题给资料:Ag+与SCN-生成白色沉淀AgSCN,可判断溶液中存在Ag+,Ag+可氧化Fe2+生成Fe3+。 实验:根据前后信息可知,所做实验中加入物质要与硝酸酸化的0.05 molL-1 AgNO3溶液(pH2)作对比,所以可以选用硝酸酸化的0.05 molL-1 NaNO3溶液(pH2)。,透析真题,试做真题,考点54,考点55,高手必备,萃取高招,对点精练,生,故左池中的甲溶液可为FeSO4溶液。相
9、应的操作及现象是:分别取电池工作前和工作一段时间后左侧烧杯中溶液少许,同时向其中滴加KSCN溶液,后者红色更深。,为主,c(Fe3+)增大。约30 min后,c(Ag+)小,以反应为主,c(Fe3+)减小。,透析真题,试做真题,考点54,考点55,高手必备,萃取高招,对点精练,透析真题,试做真题,4.(2015课标全国,26)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
10、,通过实验检验草酸晶体的分解产物。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 。,考点54,考点55,高手必备,萃取高招,对点精练,透析真题,试做真题,(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。,考点54,考点55,高手必备,萃取高招,对点精练,透析真题,试做真题,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 。,【答案】 (
11、1)有气泡逸出、澄清石灰水变浑浊 CO2 冷凝(水蒸气、草酸等),防止草酸进入装置C中反应生成沉淀,干扰CO2的检验 (2)F、D、G、H、D、I CuO H中黑色粉末变为红色,其后的装置D中的石灰水变浑浊 (3)向盛有少量NaHCO3溶液的试管中滴加草酸溶液,有气泡产生 用NaOH标准溶液滴定同浓度的草酸溶液,消耗NaOH的物质的量为草酸的2倍,考点54,考点55,高手必备,萃取高招,对点精练,透析真题,试做真题,【解析】 (1)澄清石灰水通常可以用来检验二氧化碳,所以推测产物中有二氧化碳;草酸易升华,加热易变成气体随分解产物进入C装置,影响二氧化碳的检验。 (2)要想检验一氧化碳,必须先除
12、净二氧化碳和水蒸气,故选F、D、G装置;再利用一氧化碳的还原性检验它的存在,选H、D装置;还要进行一氧化碳的尾气处理,选I装置。 若存在一氧化碳,则黑色的氧化铜被还原为红色的铜,一氧化碳被氧化成二氧化碳使澄清石灰水变浑浊。 (3)根据强酸制弱酸的原理,用碳酸盐溶液和草酸混合,只要能看到气泡产生即可。利用酸碱中和的原理,用NaOH标准溶液滴定同浓度的草酸溶液,证明消耗的氢氧化钠的物质的量是草酸的2倍即可。,考点54,考点55,高手必备,萃取高招,对点精练,透析真题,试做真题,(2016课标全国,26)氮的氧化物(NOx)是大气污染物之一,工业上在一定温度和催化剂条件下用NH3将NOx还原生成N2
13、。某同学在实验室中对NH3与NO2反应进行了探究。回答下列问题: (1)氨气的制备,考点54,考点55,高手必备,萃取高招,对点精练,透析真题,试做真题,氨气的发生装置可以选择上图中的 ,反应的化学方程式为 。 欲收集一瓶干燥的氨气,选择上图中的装置,其连接顺序为:发生装置 (按气流方向,用小写字母表示)。 (2)氨气与二氧化氮的反应 将上述收集到的NH3充入注射器X中,硬质玻璃管Y中加入少量催化剂,充入NO2(两端用夹子K1、K2夹好)。在一定温度下按图示装置进行实验。,考点54,考点55,高手必备,萃取高招,对点精练,透析真题,试做真题,考点54,考点55,高手必备,萃取高招,对点精练,透
14、析真题,试做真题,NH3+H2O制取NH3,故也可以选B装置。 生成的NH3中混有水蒸气,且氨气是碱性气体,可用碱石灰干燥,用向下排空气法收集;在收集装置后,需要连接防倒吸的尾气处理装置。 (2)NO2具有强氧化性,NH3具有还原性,NO2中氮元素由+4价降至0价,NH3中氮元素由-3价上升至0价,生成N2,故化学方程式为8NH3+6NO2 7N2+12H2O,则Y管内气体颜色变浅甚至变为无色。 由于反应后气体体积减小,故Y管中压强减小,烧杯内NaOH溶液在大气压强的作用下会倒吸入Y管内。,考点54,考点55,高手必备,萃取高招,对点精练,透析真题,试做真题,(2)红棕色气体慢慢变浅 8NH3
15、+6NO2 7N2+12H2O Z中NaOH溶液产生倒吸现象 反应后气体分子数减少,Y管中压强小于外压,考点54,考点55,高手必备,萃取高招,对点精练,透析真题,试做真题,考点54,考点55,高手必备,萃取高招,对点精练,透析真题,试做真题,考点54,考点55,高手必备,萃取高招,对点精练,透析真题,试做真题,高手必备,萃取高招,对点精练,考点54,考点55,透析真题,试做真题,1.常见气体的实验室制法 (1)实验室典型的气体发生装置,高手必备,萃取高招,对点精练,考点54,考点55,透析真题,试做真题,(2)气体收集方法,高手必备,萃取高招,对点精练,考点54,考点55,透析真题,试做真题
16、,(3)常见气体的实验室制备原理与收集,高手必备,萃取高招,对点精练,考点54,考点55,透析真题,试做真题,高手必备,萃取高招,对点精练,考点54,考点55,透析真题,试做真题,(4)气体的净化 常见净化装置:a装置:加热固态试剂以除去气体中杂质的装置,为防止固体“流动”,两端用石棉或玻璃棉堵住,但要使气流通畅。 b装置:盛液体试剂,用于洗气。 c或d装置:盛固体试剂,用于气体除杂。,高手必备,萃取高招,对点精练,考点54,考点55,透析真题,试做真题,常见干燥剂:,高手必备,萃取高招,对点精练,考点54,考点55,透析真题,试做真题,(5)尾气的处理 直接排空处理:主要是针对无毒、无害气体
17、的处理,如N2、O2、CO2等。 尾气处理装置:,a.在水中溶解度较小的有毒气体,多数可通入烧杯中的某种试剂吸收除去(如图甲)。如Cl2、NO2均可通入NaOH溶液中除去。 b.某些可燃性气体可用点燃或转化的方法,如图丙。如CO、H2可点燃或通过灼热的CuO除去。,高手必备,萃取高招,对点精练,考点54,考点55,透析真题,试做真题,c.某些可燃性气体(如CH4、C2H4、H2、CO等)可以采用气球收集的方法(如图丁)。 d.对于溶解度很大吸收速率很快的气体,吸收时应防止倒吸,典型装置如图乙。常见的防倒吸装置还有如下改进装置(以NH3的吸收为例,未注明的液体为水)。,高手必备,萃取高招,对点精
18、练,考点54,考点55,透析真题,试做真题,2.几种重要非气态物质的制备 (1)氢氧化铝 原理,注意事项 氢氧化铝是两性氢氧化物,能溶于氢氧化钠溶液,但不溶于氨水,制备时一般用可溶性铝盐与氨水反应。 (2)氢氧化亚铁 原理,高手必备,萃取高招,对点精练,考点54,考点55,透析真题,试做真题,注意事项 a.Fe(OH)2有强还原性,易被空气中的O2氧化而迅速变色,因此用于配制硫酸亚铁溶液和氢氧化钠溶液的蒸馏水常通过煮沸除去水中溶解的氧气。 b.将吸有氢氧化钠溶液的胶头滴管伸入硫酸亚铁溶液液面下,再将氢氧化钠溶液挤出。 c.还可在硫酸亚铁溶液上方加一层植物油,以减少与空气的接触。 (3)氢氧化铁
19、胶体的制备 原理,高手必备,萃取高招,对点精练,考点54,考点55,透析真题,试做真题,操作步骤 加热蒸馏水至沸腾,逐滴滴加饱和氯化铁溶液,加热至液体呈红褐色停止加热,不可搅拌。,高手必备,萃取高招,对点精练,考点54,考点55,透析真题,试做真题,(4)乙酸乙酯的制备,试剂的混合方法:先加入无水乙醇,再沿器壁慢慢加入浓硫酸,冷却至室温后再加冰醋酸。,高手必备,萃取高招,对点精练,考点54,考点55,透析真题,试做真题,3.化学实验方案的设计 (1)基本原则 科学性:实验原理、操作顺序、操作方法等科学合理。 可行性:原理可行,选用的药品、仪器、设备及实验方法能够满足现行条件要求。 简约性:装置
20、或方法简单,步骤少、节约药品,短时间能完成,符合绿色化学的要求。 安全性:避免使用有毒药品或危险性的实验操作,对有毒气体进行尾气处理。,高手必备,萃取高招,对点精练,考点54,考点55,透析真题,试做真题,(2)基本思路,高手必备,萃取高招,对点精练,考点54,考点55,透析真题,试做真题,(3)实验设计的步骤 明确实验目的、实验原理; 选择药品和仪器; 设计实验装置和操作步骤,实施实验操作; 记录实验现象和实验数据; 分析得出结论。,高手必备,萃取高招,对点精练,考点54,考点55,透析真题,试做真题,【疑难辨析】 (1)气体发生装置要根据反应物的状态和反应条件来选择;气体的净化根据净化药品
21、的状态及反应条件选择净化装置;气体收集装置可根据所收集气体的溶解性和密度来选择。 (2)制备二氧化碳不能用大理石和稀硫酸,因为反应生成的硫酸钙附着在大理石表面会阻止反应的进行。 (3)实验室用KClO3或H2O2制取氧气时都用到MnO2,其作用都为催化剂。 (4)瓶中装满水,A口连导管并伸入量筒中,从B口进气,可用排水法测量H2(或其他不溶于水的气体)的体积。,高手必备,萃取高招,对点精练,考点54,考点55,透析真题,试做真题,(5)除去SO2中的水蒸气,可以用盛浓硫酸的洗气瓶洗气。 (6)气体实验装置的设计顺序:制气装置净化装置反应或收集装置尾气处理装置;安装顺序:由下向上, 由左向右;操
22、作顺序:装配仪器检验气密性加入药品使反应进行。,高手必备,萃取高招,对点精练,考点54,考点55,透析真题,试做真题,典例导引(2017河南郑州模拟)某化学兴趣小组的同学利用下图所示实验装置进行某些气体的制备、性质等实验(图中夹持装置有省略)。,高手必备,萃取高招,对点精练,考点54,考点55,透析真题,试做真题,请按有关要求填空。 (1)根据上述实验装置,为制备干燥NH3可选用的发生、净化装置为 接 ,其中发生装置中可以选用药品为 (填序号)。 a.碱石灰和浓氨水 b.无水CaCl2和浓氨水 c.碱石灰和氯化铵 d.生石灰和氯化铵 (2)根据上述实验装置,为制备纯净、干燥的Cl2可选用的发生
23、、净化装置为 接E、E(用两个相同的装置),而第一个E装置内的药品是 。,高手必备,萃取高招,对点精练,考点54,考点55,透析真题,试做真题,(3)利用装置F可探究Cl2与 NH3的反应。实验时打开开关1、3,关闭2,先向烧瓶中通入 ,然后关闭1、3,打开2,向烧瓶中慢慢通入一定量的另一种气体。一段时间后烧瓶内出现的现象为 。其中装置F烧杯中发生反应的离子方程式为 。请设计一个实验方案(答出操作过程、实验现象)鉴定生成固体中的阳离子 。已知Cl2与NH3可发生反应:3Cl2+2NH3 N2+6HCl。 (4)若制取的Cl2与CH4在装置F(光照)中发生反应,其有机产物有 (填化学式)。,高手
24、必备,萃取高招,对点精练,考点54,考点55,透析真题,试做真题,【解析】 (1)根据氨气的制备原理,可利用碱性物质与浓氨水反应采用装置C制备,干燥氨气可用碱石灰或生石灰在干燥管(装置D)中干燥;(2)实验室利用MnO2和浓盐酸反应制取的氯气中含有HCl和水蒸气,要得到干燥、纯净的Cl2,可用饱和食盐水除HCl,再用浓硫酸干燥Cl2,采用的制备装置是A;(3)应先向烧瓶中通Cl2,再通NH3,因为Cl2的密度大且有颜色,便于观察是否充满;一开始若通NH3,由于弹簧夹3打开,容易形成喷泉;通入NH3后,NH3与Cl2反应,烧瓶中气体颜色变浅甚至消失,生成的HCl与NH3反应生成NH4Cl,有白烟
25、生成;其中装置F的烧杯中盛有NaOH溶液,可吸收多余的Cl2,防止污染,高手必备,萃取高招,对点精练,考点54,考点55,透析真题,试做真题,CHCl3+Cl2 CCl4+HCl,其有机产物为CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3和CCl4。 【答案】 (1)C D a (2)A 饱和食盐水 (3)氯气 气体的黄绿色逐渐变浅甚至消失,有白烟产生 Cl2+2OH- Cl-+ClO-+H2O 取少量固体于试管中,加入适量NaOH溶液并加热,在管口用湿润的红色石蕊试纸检验产生的气体,若湿润的红色石蕊试纸变蓝,证明固体中有 (4)CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3和CCl4,高手必备,萃取高招,对点精
26、练,考点54,考点55,透析真题,试做真题,高招选择气体发生装置的思路,高手必备,萃取高招,对点精练,考点54,考点55,透析真题,试做真题,1.(2017山东潍坊模拟)下列仪器和装置,用橡胶管经过简单连接,可制备、收集多种纯净、干燥的气体(要考虑污染性气体的尾气吸收)。关于这些装置的连接,下列说法正确的是 ( ),高手必备,萃取高招,对点精练,考点54,考点55,透析真题,试做真题,A.制备收集Cl2:连接afced B.制备收集H2:连接bcg C.制备收集CO2:连接bde D.制备收集NH3:连接bdec 【答案】 A 用排水法收集不到干燥的气体,B项错误;CO2不能用碱石灰来干燥,C
27、项错误;由于氨气极易与浓硫酸反应,吸收尾气时导管插入液面下易发生倒吸,D项错误。,高手必备,萃取高招,对点精练,考点54,考点55,透析真题,试做真题,2.(2017安徽合肥二模)下列图示的实验操作,能实现相应实验目的的是( ),高手必备,萃取高招,对点精练,考点54,考点55,透析真题,试做真题,【答案】 C 蒸干CuCl2溶液,由于加热促进CuCl2水解,HCl和H2O挥发后得到Cu(OH)2或CuO,得不到CuCl2,A项错误;B项,制备的氯气中含有HCl和水蒸气,不是纯净氯气,B项错误;验证某一因素对化学反应速率的影响,应使其他条件相同,即Fe3+和Cu2+的浓度需相同,H2O2溶液的
28、体积和浓度相同,方可达到实验目的,C项正确;D项,未反应的氯气对HCl的检验产生干扰,不能达到实验目的,D项错误。,高手必备,萃取高招,对点精练,考点54,考点55,透析真题,试做真题,3.(2017山东泰安一模)硫酰氯(SO2Cl2)是一种化工原料,已知如下相关信息:硫酰氯常温下为无色液体,熔点为-54.1 ,沸点为69.1 ,在潮湿空气中“发烟”;100 以上开始分解,生成二氧化硫和氯气。 氯化法是合成硫酰氯的常用方法,实验室合成硫酰氯的反应原理和实验装置如下:,高手必备,萃取高招,对点精练,考点54,考点55,透析真题,试做真题,回答下列问题: (1)仪器A的名称为 ,甲中活性炭的作用是
29、 ,B中加入的药品是 。实验时从仪器C中放出溶液的操作方法是 。 (2)装置丁中发生反应的化学方程式为 。用亚硫酸钠固体和浓硫酸反应制备二氧化硫气体,下图中可选用的气体发生装置是 (填写字母)。,高手必备,萃取高招,对点精练,考点54,考点55,透析真题,试做真题,(3)氯磺酸(ClSO3H)加热分解也能生成硫酰氯与另外一种物质,该反应的化学方程式为 ,分离产物的方法是 。 (4)若缺少装置乙,氯气和二氧化硫可能发生反应的化学方程式为 。为提高本实验中硫酰氯的产率,在实验操作中还需要注意的事项有(答出一条即可) 。,高手必备,萃取高招,对点精练,考点54,考点55,透析真题,试做真题,【答案】
30、 (1)冷凝管或蛇形冷凝管 催化剂 碱石灰 打开分液漏斗上方的玻璃塞(或先使玻璃塞上的凹槽与漏斗口颈上的小孔对准),再旋转活塞使液体流下,控制气流速率,宜慢不宜快;若三颈烧瓶发烫,可适当降温;先通冷凝水,冷凝回流副产物和产品,再进行实验(其他合理答案也可),高手必备,萃取高招,对点精练,考点54,考点55,透析真题,试做真题,【解析】 (1)分析已知信息可知,活性炭不参加反应,只能是反应的催化剂;结合“在潮湿空气中发烟”可知系统中不能进入水蒸气,B的作用是防止空气中水蒸气进入A中;丁装置用于制取氯气,利用丙装置除去氯气中的HCl气体,利用乙装置干燥氯气;(2)利用分液漏斗控制滴加液体速率可以控
31、制反应速率。因为亚硫酸钠溶于水所以不能用d装置;(3)依据元素守恒可知另外一种物质为H2SO4;依据硫酰氯的沸点可知用蒸馏方法分离;(4)应从气流速率、反应温度、冷凝回流等角度分析。,高手必备,萃取高招,对点精练,考点54,考点55,透析真题,试做真题,4.(2017河南联考)某课题组设计实验探究SO2的性质。实验现象:B中无沉淀生成,C中有白色沉淀,D中溶液颜色变浅,E中产生白色沉淀。 (1)仪器R的名称是 。 (2)实验室在常温下用80%的硫酸与亚硫酸钠粉末反应制备SO2,写出A中反应的化学方程式: 。,高手必备,萃取高招,对点精练,考点54,考点55,透析真题,试做真题,(3)部分实验步
32、骤如下:连接装置、检查气密性、装药品,向装置中通入一段时间的N2,然后启动A中反应。“通入一段时间的N2”的目的是 。 (4)探究装置C中通入SO2的量与产物的关系。 他们提出如下猜想: 猜想1:通入过量的SO2,则发生反应的离子方程式为,猜想2:通入少量的SO2,则发生反应的离子方程式为 。,高手必备,萃取高招,对点精练,考点54,考点55,透析真题,试做真题,请你帮他们设计实验证明猜想1和猜想2哪个合理,完成下列实验: 提供试剂:溴水、铜粉、Ba(NO3)2溶液、BaCl2溶液,(5)下列可检验装置D反应后溶液中是否有Fe2+的最佳试剂是 (填字母)。 a.KSCN溶液 b.NaOH溶液
33、c.K3Fe(CN)6溶液 d.KSCN溶液和双氧水 (6)常温下实验完毕后,分离、提纯装置E中白色固体M,取适量M于试管中,滴加少量盐酸(M有剩余),所得溶液的pH (填“”“”或“=”)7。,高手必备,萃取高招,对点精练,考点54,考点55,透析真题,试做真题,【答案】 (1)分液漏斗,(3)排尽装置内空气,避免O2干扰实验,加入铜粉(或BaCl2溶液) 若铜粉溶解,溶液变蓝色(或无沉淀),则猜想2正确;若铜粉不溶解(或产生白色沉淀),则猜想1正确 (5)c (6),高手必备,萃取高招,对点精练,考点54,考点55,透析真题,试做真题,【解析】 (4)猜想1中若通入过量的SO2,反应的化学
34、方程式为,3BaSO4+2NO+4HNO3。猜想1和猜想2的差别在于生成的酸不同,猜想1生成了硫酸,猜想2生成了硝酸,故可以用铜粉(或BaCl2溶液)检验猜想1和猜想2哪个正确。,检验Fe2+时要考虑Fe3+的干扰,应选择K3Fe(CN)6溶液检验Fe2+。 (6)E中白色沉淀是BaSO3;与盐酸反应的化学方程式为,后留下来的溶液呈酸性。,试做真题,高手必备,萃取高招,对点精练,考点54,考点55,实验方案的评价 1.(2017课标全国,13)由下列实验及现象不能推出相应结论的是( ),试做真题,高手必备,萃取高招,对点精练,考点54,考点55,试做真题,高手必备,萃取高招,对点精练,考点54
35、,考点55,热,NH4HCO3分解产生NH3、CO2和H2O,若在试管口放置湿润的红色石蕊试纸,试纸不一定变蓝,若石蕊试纸变蓝,也只能说明氨气溶于水呈碱性,不能证明NH4HCO3显碱性,C项错误;D项,根据沉淀溶解平衡知识,难溶电解质的溶度积越小,越容易形成沉淀,故Ksp(AgI)Ksp(AgCl),D项正确。,试做真题,高手必备,萃取高招,对点精练,考点54,考点55,2.(2016课标全国,10)下列实验操作能达到实验目的的是 ( ) A.用长颈漏斗分离出乙酸与乙醇反应的产物 B.用向上排空气法收集铜粉与稀硝酸反应产生的NO C.配制氯化铁溶液时,将氯化铁溶解在较浓的盐酸中再加水稀释 D.
36、将Cl2与HCl混合气体通过饱和食盐水可得到纯净的Cl2 【答案】 C 用分液漏斗才能分离出乙酸与乙醇反应的产物乙酸乙酯,A项错误;NO易与氧气反应生成NO2,不能用排空气法收集NO,只能用排水法收集,B项错误;Fe3+易水解,溶液呈酸性,因此在配制氯化铁溶液时,为了抑制Fe3+的水解,可将氯化铁溶解在较浓的盐酸中再加水稀释,C项正确;将Cl2与HCl混合气体通过饱和食盐水,只能除去氯气中的HCl,不能除去其中的水蒸气,即不能得到纯净的Cl2,D项错误。,试做真题,高手必备,萃取高招,对点精练,考点54,考点55,3.(2013课标全国,10)下列操作不能达到目的的是( ),【答案】 A A中
37、应将25 g CuSO45H2O溶于水,再转移到100 mL的容量瓶中,配成100 mL溶液,A中操作不能达到目的,其余均能达到目的。,试做真题,高手必备,萃取高招,对点精练,考点54,考点55,4.(2016课标全国,26)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 。,试做真题,高手必备,萃取高招,对点精练,考点54,考点55,(2)右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
38、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,试做真题,高手必备,萃取高招,对点精练,考点54,考点55,(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 (填“酸”“碱”或“中”)性。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
39、是 ,产品的缺点是 。,试做真题,高手必备,萃取高招,对点精练,考点54,考点55,【答案】 (一)(1)调节溶液pH使Fe(OH)3沉淀 过滤分离 (2)ade (二)(3)酸 除去溶液中的CO2,温度过高时H2O2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,【解析】 (1)用盐酸溶解固体时盐酸过量,加入氨水中和了过量的盐酸,OH-的浓度增大,使Fe3+3H2O Fe(OH)3+3H+平衡正向移动,从而使Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀而除去。 (2)过滤时,漏斗末端颈尖应紧贴烧杯内壁,a不规范;如果滤纸边缘高于漏斗边缘,则液体易洒出,故滤纸边缘应低于漏斗边缘,d不
40、规范;过滤时,不可用玻璃棒搅拌,否则易损坏滤纸,e不规范。,试做真题,高手必备,萃取高招,对点精练,考点54,考点55,(3)CaCO3+2HCl CaCl2+CO2+H2O,CO2溶于溶液中使溶液呈酸性;可通过煮沸的方法除去CO2。 (4)反应物为CaCl2、NH3H2O、H2O2,产物之一为目标产物CaO2,根据原子个数守恒,可判断还有NH4Cl和H2O生成。H2O2不稳定,受热易分解,冰浴下进行反应的目的是防止H2O2分解。 (5)乙醇易挥发,且CaO2在乙醇中溶解度小,用乙醇洗涤可带走晶体表面的水分得到较干燥的晶体。 (6)相对于前一种方法,直接煅烧石灰石后加入双氧水,操作更简单,但得
41、到的CaO2中会混有CaCO3、CaO等杂质而使产品不纯。,试做真题,高手必备,萃取高招,对点精练,考点54,考点55,对几个实验方案进行评价,主要看实验方案是否正确、严密、准确、可行。另外,有无干扰、是否经济、是否安全、有无污染等也是要考虑的。 1.化学实验方案的可行性方面 (1)分析实验方案是否科学可行; (2)实验操作是否安全合理; (3)实验步骤是否简单方便; (4)实验效果是否明显。 2.化学实验方案的绿色化学方面 (1)实验过程中是否容易造成环境污染; (2)原料是否无毒、安全、易得; (3)原料利用率及反应速率是否较高。,试做真题,高手必备,萃取高招,对点精练,考点54,考点55
42、,3.从安全性方面对实验方案做出评价 (1)净化、吸收气体,当熄灭酒精灯及左边有挥发性液体被加热,气压不恒定时(如乙酸乙酯的制备)要防止液体倒吸; (2)进行某些易燃易爆实验时要防爆炸(如H2还原CuO,应先通H2,点燃酒精灯前先检验导管中排出H2的纯度等); (3)防氧化(如H2还原CuO后要“先灭灯,再停氢”,白磷切割宜在水中进行等); (4)污染性的气体要进行尾气处理;有粉末状物质参加的反应,要注意防止导气管堵塞; (5)防吸水(如实验取用、制取易吸水、易潮解、易水解的物质时要采取必要措施防止吸水,以保证达到实验目的)。,试做真题,高手必备,萃取高招,对点精练,考点54,考点55,4.化
43、学实验方案的规范性 (1)冷凝回流(有些反应中,为减少易挥发液体反应物的损耗和充分利用原料,需在反应装置上加装冷凝回流装置,如长玻璃管、竖装的干燥管及冷凝管等); (2)易挥发液体产物(导出时可为蒸气)的及时冷却; (3)仪器拆卸与组装顺序相反,按照从右向左,从高到低的顺序; (4)其他(如实验操作顺序、试剂加入顺序、装置连接顺序等)。 5.最佳实验方案的选择 几个实验方案都能达到目的,应选出最佳方案。所谓最佳,就是装置最简单,药品容易取得、价格低廉,现象明显,干扰小,无污染。,试做真题,高手必备,萃取高招,对点精练,考点54,考点55,6.实验方案评价分类 (1)实验装置的评价 对比各方案所
44、用装置,从装置选用的合理性、操作的简便可行性等方面进行全面分析,优选最佳装置。 (2)实验原理的评价 紧扣实验目的,对各方案的原理综合考虑,从原理是否科学正确、是否节省原料、涉及的操作是否简便易行、是否误差较小等方面进行全面分析,设计或优选出最佳方案。,试做真题,高手必备,萃取高招,对点精练,考点54,考点55,典例导引(2017河北邯郸一模)碳铵是一种较常使用的化肥,它在常温下易分解。某化学兴趣小组对碳铵的成分存在疑问,进行了如下探究。 【定性实验】检验溶液中的阴、阳离子 取少量固体放入试管中,加入盐酸,把生成的气体通入澄清石灰水中,有白色沉淀生成。再另取少量碳铵放入试管中,加入浓NaOH溶
45、液,加热,用湿润的红色石蕊试纸检验生成的气体,石蕊试纸变蓝色。 (1)根据实验现象,推测碳铵中所含有阴离子可能是 和 。 (2)根据实验现象,碳铵与足量NaOH溶液加热反应的化学方程式可能是 。,试做真题,高手必备,萃取高招,对点精练,考点54,考点55,【定量实验】测定碳铵中C元素和N元素质量比。该兴趣小组准确称取a g碳铵,加热使之分解,并把产物通入碱石灰中,如图所示:(3)碳铵固体应放在 中进行加热。 A.试管 B.蒸发皿 C.烧瓶 D.坩埚,试做真题,高手必备,萃取高招,对点精练,考点54,考点55,(4)从安全的角度考虑,尾气处理的装置可以选用 。 (5)若灼烧后没有固体残余,称量U
46、形管在实验前后的质量差为b g。由此测得N元素的质量是 g。 (6)为了测定碳铵中碳元素的质量,他们设计的实验方案是将a g碳铵完全溶解于水,加入过量BaCl2溶液,然后测定生成沉淀的质量。请你评价该方案是否合理; (填“合理”或“不合理”),理由是 。,试做真题,高手必备,萃取高招,对点精练,考点54,考点55,【解析】 【定性实验】取少量固体放入试管中,加入盐酸,把生成的气体通入澄清石灰水中,有白色沉淀生成,白色沉淀为碳酸钙,浓NaOH溶液,加热,用湿润的红色石蕊试纸检验生成的气体,石蕊试纸变蓝色,则气体为氨气,则原固体中含铵根离子。(1)由上述分析,试做真题,高手必备,萃取高招,对点精练
47、,考点54,考点55,【定量实验】a g碳铵,加热使之分解,碱石灰增重为水和二氧化碳的质量,尾气为氨气。(3)因加热装置后连接U形管,则选择仪器只能为试管,故答案为A。(4)尾气处理,应防止倒吸。B不能防止倒吸;C中收集气体时应短管进气;D为密闭容器,容器中压强增大会产生危险;只有A装置既能收集NH3又能防倒吸,故答案为A。(5)灼烧后没有固体残余,称量U形管在实验前后的质量差为b g,则氨气的质量为(a-b) g,含N质量为 (a-b) g。(6)a g碳铵完全溶解于水,加入过量BaCl2溶液,然后测定生成沉淀质量。答案可以是:不合理,液能完全反应生成BaCO3沉淀,由BaCO3的质量可确定
48、碳元素的质量。,试做真题,高手必备,萃取高招,对点精练,考点54,考点55,(6)本小题属于开放性试题,若考生只回答“合理”或“不合理”不给分;若考生回答“合理”或“不合理”且能作出相应解释,可酌情给分。例如:考生回答,试做真题,高手必备,萃取高招,对点精练,考点54,考点55,高招设计并实施实验方案的流程,试做真题,高手必备,萃取高招,对点精练,考点54,考点55,1.(2017河北石家庄模拟)下列实验方案不能达到相应实验预期目的的是( ) A.用铜和浓硝酸制取少量NO2 B.比较S、C、Si的非金属性 C.验证HCl的溶解性 D.用于吸收NH3尾气,并防止倒吸,【答案】 A NO2不能用排水法收集,因为NO2与H2O反应。,试做真题,高手必备,萃取高招,对点精练,考点54,考点55,2.(2017山东济南模拟)下列操作或装置能达到实验目的的是(部分夹持装置省略)( ),试做真题,高手必备,萃取高招,对点精练,考点54,考点55,【答案】 C 配制一定物质的量浓度的溶液,定容时应平视刻度线,A项错误;Cl2和HCl都能与NaHCO3饱和溶液反应生成CO2,除去氯气中的HCl气体应通过饱和的食盐水,B项错误;食盐水呈中性,铁钉发生吸氧腐蚀,左侧试管中的压强减小,导致右侧导管中的红墨水液面上升,C项正确;氨气极易溶于水,不能用排水法收集,D项错误。,
