高考化學二輪復習 參考第一階段（考前12周考前6周）專題五 第2講 實驗方案的設計與評價課件

?？键c專題五第2講高考前沿快訊知識升級知識點一知識點二必考點講透考點鎖定?？键c練清難點速通課時檢測必考點一必考點二第一階段 1掌握常見氣體的實驗室制法掌握常見氣體的實驗室制法(包括所用試劑、儀器、包括所用試劑、儀器、反應原理和收集方法反應原理和收集方法)。 2能根據(jù)實驗試題要求，做到：能根據(jù)實驗試題要求，做到： (1)設計、評價或改進實驗方案；設計、評價或改進實驗方案； (2)了解控制實驗條件的方法；了解控制實驗條件的方法； (3)分析或處理實驗數(shù)據(jù)，得出合理結(jié)論；分析或處理實驗數(shù)據(jù)，得出合理結(jié)論； (4)繪制和識別典型的實驗儀器裝置圖。繪制和識別典型的實驗儀器裝置圖。 3了解科學探究的基本過程，并運用以實驗和推理了解科學探究的基本過程，并運用以實驗和推理為基礎的科學探究方法解決有關問題。為基礎的科學探究方法解決有關問題。新課程標準實施以來，化學高考實驗題越來越趨向于探新課程標準實施以來，化學高考實驗題越來越趨向于探究性，這類試題一般具有條件不完整性、結(jié)論不確定性、知究性，這類試題一般具有條件不完整性、結(jié)論不確定性、知識綜合性的特點，考生必須從多角度、多層次運用多種思維識綜合性的特點，考生必須從多角度、多層次運用多種思維模式去解決問題，能夠通過實驗現(xiàn)象提出合理的猜想，或設模式去解決問題，能夠通過實驗現(xiàn)象提出合理的猜想，或設計對照實驗，進行比較探究，或剖析反應原理，進行綜合探計對照實驗，進行比較探究，或剖析反應原理，進行綜合探究。設計實驗時要求裝置簡單、操作安全可行，實驗現(xiàn)象明究。設計實驗時要求裝置簡單、操作安全可行，實驗現(xiàn)象明顯等。顯等。思考思考回顧回顧1制取裝置制取裝置將將H2、O2、Cl2、NH3、CO2、NO2填入下表：填入下表：類型類型固體固體固體固體加熱加熱固體液體固體液體加熱加熱固固(或液或液)體液體體液體不加熱不加熱裝置裝置適用的適用的氣體氣體O2、NH3Cl2H2、CO2、NO2、O2、NH32氣體的凈化氣體的凈化(1)氣體的除雜：氣體的除雜：除雜除雜(括號內(nèi)為雜質(zhì)括號內(nèi)為雜質(zhì))除雜試劑除雜試劑除雜裝置除雜裝置CO2(HCl)Cl2(HCl)CH4(C2H4) (2)氣體的干燥：氣體的干燥： 有以下氣體：有以下氣體：O2、Cl2、SO2、CO2、NO2、NH3、HBr，其，其中能用濃硫酸干燥的是中能用濃硫酸干燥的是 ；能用堿石；能用堿石灰干燥的是灰干燥的是 。飽和碳酸氫鈉溶液飽和碳酸氫鈉溶液飽和食鹽水飽和食鹽水洗氣瓶洗氣瓶溴水溴水O2、Cl2、SO2、CO2、NO2O2、NH33氣體的收集氣體的收集有以下氣體：有以下氣體：H2、O2、CO2、NH3、HCl、NO、Cl2。(1)適合用向下排空氣法收集的氣體有適合用向下排空氣法收集的氣體有 ；(2)適合用排水法收集的氣體有適合用排水法收集的氣體有 ；(3)適合用排飽和適合用排飽和NaHCO3溶液收集的氣體為溶液收集的氣體為 ；(4)適合用排飽和食鹽水收集的氣體為適合用排飽和食鹽水收集的氣體為 。H2、NH3H2、O2、NOCO2Cl2歸納歸納助學助學 2有毒氣體的處理有毒氣體的處理 制取有毒氣體制取有毒氣體(如如Cl2、CO、SO2、H2S、NO2、NO)時，時，應在通風櫥或密閉系統(tǒng)中進行，外加尾氣吸收裝置。應在通風櫥或密閉系統(tǒng)中進行，外加尾氣吸收裝置。 (1)灼燒式灼燒式(如如CO)：(2)收集式收集式(有毒氣體均可有毒氣體均可)：(3)吸收式：吸收式：Cl2、SO2、NO2(均可用均可用NaOH溶液吸收溶液吸收)；NO：先通入空氣，再用：先通入空氣，再用NaOH溶液吸收；溶液吸收；H2S：用：用CuSO4溶液吸收。溶液吸收。 3常見的防倒吸的裝置常見的防倒吸的裝置 加熱法制取并用排水法收集氣體或吸收溶解度較大氣加熱法制取并用排水法收集氣體或吸收溶解度較大氣體時，要注意熄燈順序或加裝安全瓶。體時，要注意熄燈順序或加裝安全瓶。鑒賞鑒賞領悟領悟判斷下列描述的正誤判斷下列描述的正誤(正確的打正確的打“”，錯誤的打，錯誤的打“”)。1僅用酒精燈、燒杯、導管、集氣瓶就可以用僅用酒精燈、燒杯、導管、集氣瓶就可以用NH4Cl固體固體和和Ca(OH)2固體制備并收集固體制備并收集NH3(2012安徽高考安徽高考) ( )解析：解析：因?qū)嶒炇抑迫∫驅(qū)嶒炇抑迫H3的裝置不熟悉而造成錯誤；用的裝置不熟悉而造成錯誤；用NH4Cl固體和固體和Ca(OH)2固體制取固體制取NH3需要在試管中進行。需要在試管中進行。2將混有將混有HCl的的Cl2通入飽和通入飽和NaHCO3溶液中除去溶液中除去HCl(2012廣東高考廣東高考) ( )解析：解析：因?qū)怏w除雜質(zhì)的要求認識不清而造成判斷錯誤；因?qū)怏w除雜質(zhì)的要求認識不清而造成判斷錯誤；HCl與與NaHCO3反應產(chǎn)生反應產(chǎn)生CO2氣體，引入了新的雜質(zhì)氣體，氣體，引入了新的雜質(zhì)氣體，且且Cl2也能與也能與NaHCO3溶液發(fā)生反應，應改為飽和食鹽水。溶液發(fā)生反應，應改為飽和食鹽水。3因為濃硫酸有強氧化性，所以濃因為濃硫酸有強氧化性，所以濃H2SO4可用于干燥可用于干燥H2和和CO(2012廣東高考廣東高考) ( )解析：解析：因混淆濃因混淆濃H2SO4的性質(zhì)與用途間的關系而造成錯誤；的性質(zhì)與用途間的關系而造成錯誤；利用濃利用濃H2SO4的吸水性可用于干燥的吸水性可用于干燥H2和和CO。 思考思考回顧回顧由銅屑、濃硫酸制取由銅屑、濃硫酸制取CuSO4的方案如下：的方案如下： 試評價上述兩種方案制取試評價上述兩種方案制取CuSO4的優(yōu)劣。的優(yōu)劣。 提示：提示：制取相同量的制取相同量的CuSO4，方案二中，方案二中H2SO4的用量少，的用量少，且不產(chǎn)生污染環(huán)境的且不產(chǎn)生污染環(huán)境的SO2氣體。故方案二為最佳方案。氣體。故方案二為最佳方案。歸納歸納助學助學 1實驗方案設計需遵循的原則實驗方案設計需遵循的原則 (1)科學性：實驗原理準確，實驗流程合理。科學性：實驗原理準確，實驗流程合理。 (2)安全性：保護人身，保護環(huán)境，保護儀器。安全性：保護人身，保護環(huán)境，保護儀器。 (3)可行性：條件允許，效果明顯，操作簡便可行?？尚行裕簵l件允許，效果明顯，操作簡便可行。 (4)簡約性：方案簡單易行，盡可能采取簡單的實驗裝置，簡約性：方案簡單易行，盡可能采取簡單的實驗裝置，用較少的步驟和試劑完成實驗。用較少的步驟和試劑完成實驗。 2實驗方案評價實驗方案評價“三視角三視角” 判斷實驗方案的合理與否、嚴密與否要從合理選擇、排除干判斷實驗方案的合理與否、嚴密與否要從合理選擇、排除干擾、操作準確視角入手。擾、操作準確視角入手。 (1)“合理選擇合理選擇”是指儀器的選擇、試劑的選擇、連接方式的選是指儀器的選擇、試劑的選擇、連接方式的選擇等。儀器的選擇又包括發(fā)生裝置擇等。儀器的選擇又包括發(fā)生裝置(幾種基本類型幾種基本類型)、凈化裝置、凈化裝置(除除雜質(zhì)的試劑與順序雜質(zhì)的試劑與順序)、反應裝置、尾氣處理裝置等；試劑的選擇包、反應裝置、尾氣處理裝置等；試劑的選擇包括試劑的種類、濃度、狀態(tài)等；連接方式的選擇指儀器連接的先括試劑的種類、濃度、狀態(tài)等；連接方式的選擇指儀器連接的先后順序，導管接口的連接等。后順序，導管接口的連接等。 (2)“排除干擾排除干擾”是指反應條件的控制、防止空氣成分介入、盡是指反應條件的控制、防止空氣成分介入、盡量避免副反應、雜質(zhì)的清除以及防止物質(zhì)的揮發(fā)性、溶解性、顏量避免副反應、雜質(zhì)的清除以及防止物質(zhì)的揮發(fā)性、溶解性、顏色等對實驗的干擾。色等對實驗的干擾。 (3)“操作準確操作準確”則要求熟悉主要儀器的性能、用途和典型的實則要求熟悉主要儀器的性能、用途和典型的實驗操作步驟。驗操作步驟。鑒賞鑒賞領悟領悟判斷下列描述的正誤判斷下列描述的正誤(正確的打正確的打“”，錯誤的打，錯誤的打“”)。1Fe與稀與稀HNO3、稀、稀H2SO4反應均有氣泡產(chǎn)生，說明反應均有氣泡產(chǎn)生，說明Fe與兩與兩種酸均發(fā)生置換反應種酸均發(fā)生置換反應(2012山東高考山東高考)( )解析：解析：因忽視了稀因忽視了稀HNO3的強氧化性而錯誤判斷的強氧化性而錯誤判斷Fe與稀與稀HNO3發(fā)生了置換反應；發(fā)生了置換反應；Fe與稀與稀HNO3發(fā)生的反應為：發(fā)生的反應為：Fe4HNO3(稀稀)=Fe(NO3)3NO2H2O，該反應不屬于，該反應不屬于置換反應。置換反應。2將將SO2通入酸性通入酸性KMnO4溶液中，可證明溶液中，可證明SO2具有漂白性具有漂白性(2012合肥模擬合肥模擬) ( )解析：解析：因忽視因忽視SO2的還原性而造成錯誤；的還原性而造成錯誤；SO2使酸性使酸性KMnO4溶液褪色的原因是溶液褪色的原因是SO2被酸性被酸性KMnO4氧化，而不氧化，而不是是SO2的漂白性。的漂白性。3將將SO2通入品紅溶液中，品紅溶液褪色，加熱褪色后的品通入品紅溶液中，品紅溶液褪色，加熱褪色后的品紅溶液，溶液恢復紅色，證明紅溶液，溶液恢復紅色，證明H2SO3的不穩(wěn)定性的不穩(wěn)定性(2012濰濰坊模擬坊模擬) ( )解析：解析：混淆混淆H2SO3的不穩(wěn)定性和的不穩(wěn)定性和SO2的漂白原理而造成判的漂白原理而造成判斷錯誤；斷錯誤；SO2使品紅溶液褪色的原因是由于使品紅溶液褪色的原因是由于SO2與有色物與有色物質(zhì)化合生成了不穩(wěn)定的無色物質(zhì)，加熱后不穩(wěn)定的無色物質(zhì)化合生成了不穩(wěn)定的無色物質(zhì)，加熱后不穩(wěn)定的無色物質(zhì)分解又使溶液重新變?yōu)榧t色。質(zhì)分解又使溶液重新變?yōu)榧t色。命題角度一命題角度一2012上海高考上海高考 實驗室制取少量干燥的氨氣涉及下列裝置，其中正確的實驗室制取少量干燥的氨氣涉及下列裝置，其中正確的是是 () A是氨氣發(fā)生裝置是氨氣發(fā)生裝置 B是氨氣發(fā)生裝置是氨氣發(fā)生裝置 C是氨氣吸收裝置是氨氣吸收裝置 D是氨氣收集、檢驗裝置是氨氣收集、檢驗裝置 解析：解析：選選 。實驗室制。實驗室制NH3是加熱是加熱NH4Cl固體和固體和Ca(OH)2固體混合物而不是加熱固體混合物而不是加熱NH4Cl固體，固體，A錯誤；吸收錯誤；吸收NH3要防止倒吸，倒置的漏斗邊沿接觸水面，要防止倒吸，倒置的漏斗邊沿接觸水面，C錯誤；收錯誤；收集集NH3的試管口應放置一團棉花，以防止的試管口應放置一團棉花，以防止NH3與空氣對流，與空氣對流，D錯誤。錯誤。B 命題角度二命題角度二高考匯編高考匯編 (1)(2012山東高考山東高考)無水無水AlCl3(183升華升華)遇潮濕空氣遇潮濕空氣即產(chǎn)生大量白霧，實驗室可用下列裝置制備。即產(chǎn)生大量白霧，實驗室可用下列裝置制備。 裝置裝置B中盛放飽和中盛放飽和NaCl溶液，該裝置的主要作用是溶液，該裝置的主要作用是_。F中試劑的作用是中試劑的作用是_。用一件儀器裝填適當試劑后也可起。用一件儀器裝填適當試劑后也可起到到F和和G的作用，所裝填的試劑為的作用，所裝填的試劑為_。(2)(2011大綱全國卷大綱全國卷)在實驗室欲制取適量在實驗室欲制取適量NO氣體。氣體。下圖中最適合完成該實驗的簡易裝置是下圖中最適合完成該實驗的簡易裝置是_(填序號填序號)；根據(jù)所選的裝置完成下表根據(jù)所選的裝置完成下表(不需要的可不填不需要的可不填)：應加入的物質(zhì)應加入的物質(zhì)所起的作用所起的作用ABCD 簡單描述應觀察到的實驗現(xiàn)象簡單描述應觀察到的實驗現(xiàn)象_。 解析：解析：(1)裝置裝置B中飽和中飽和NaCl溶液用于除去揮發(fā)出的溶液用于除去揮發(fā)出的HCl，F(xiàn)中盛裝濃硫酸，作用是吸收水蒸氣，防止水蒸氣進入中盛裝濃硫酸，作用是吸收水蒸氣，防止水蒸氣進入E中，中，G的作用是吸收未反應完的的作用是吸收未反應完的Cl2，用干燥管盛裝堿石灰可以起，用干燥管盛裝堿石灰可以起到到F和和G的作用。的作用。 (2)實驗室制取實驗室制取NO氣體通常用銅與稀硝酸反應：氣體通常用銅與稀硝酸反應：3Cu8HNO3(稀稀)=3Cu(NO3)22NO4H2O。由于。由于NO易與空氣易與空氣中的中的O2反應生成反應生成NO2，不宜用排空氣法收集，不宜用排空氣法收集NO氣體，應用排氣體，應用排水法收集水法收集NO，故裝置，故裝置和和錯誤。裝置錯誤。裝置和和比較，比較，更簡更簡單，單，A中中Cu與稀硝酸反應生成與稀硝酸反應生成NO氣體，氣體，B中盛滿水，用排水中盛滿水，用排水法收集法收集NO。答案：答案：(1)除去除去HCl吸收水蒸氣堿石灰吸收水蒸氣堿石灰(2)應加入的物質(zhì)應加入的物質(zhì)所起的作用所起的作用A銅屑和稀硝酸銅屑和稀硝酸產(chǎn)生產(chǎn)生NO氣體氣體B水水排水收集排水收集NO氣體氣體C主要是接收主要是接收B中排出的水中排出的水D 反應開始時，反應開始時，A中銅表面出現(xiàn)無色小氣泡，反應速率中銅表面出現(xiàn)無色小氣泡，反應速率逐漸加快；逐漸加快；A管上部空間由無色逐漸變?yōu)闇\紅棕色，隨著反管上部空間由無色逐漸變?yōu)闇\紅棕色，隨著反應的進行又逐漸變?yōu)闊o色；應的進行又逐漸變?yōu)闊o色；A中的液體由無色變?yōu)闇\藍色；中的液體由無色變?yōu)闇\藍色；B中的水面逐漸下降，中的水面逐漸下降，B管中的水逐漸流入燒杯管中的水逐漸流入燒杯C中。中。 通過近幾年的高考試題可以看出，高考注重了對常見氣通過近幾年的高考試題可以看出，高考注重了對常見氣體如體如Cl2、SO2、NO2、NO的考查，主要側(cè)重于氣體的性質(zhì)、的考查，主要側(cè)重于氣體的性質(zhì)、實驗裝置的選擇、試劑的選擇及用途、實驗現(xiàn)象的描述等方實驗裝置的選擇、試劑的選擇及用途、實驗現(xiàn)象的描述等方面的內(nèi)容，有時還會涉及一些生產(chǎn)、生活中的應用，但主要面的內(nèi)容，有時還會涉及一些生產(chǎn)、生活中的應用，但主要還是以物質(zhì)的制備為載體綜合考查學生的實驗能力。還是以物質(zhì)的制備為載體綜合考查學生的實驗能力。 1氣體制備與性質(zhì)驗證設計流程氣體制備與性質(zhì)驗證設計流程 任何一個涉及氣體制取與性質(zhì)驗證的實驗都可以將其任何一個涉及氣體制取與性質(zhì)驗證的實驗都可以將其分割成四個部分，這四個部分分別為：分割成四個部分，這四個部分分別為： 2裝置選擇原則裝置選擇原則 (1)發(fā)生裝置選擇應依據(jù)所用試劑的狀態(tài)及反應條件；發(fā)生裝置選擇應依據(jù)所用試劑的狀態(tài)及反應條件； (2)收集裝置選擇應依據(jù)產(chǎn)物的性質(zhì)及狀態(tài)，產(chǎn)物為氣收集裝置選擇應依據(jù)產(chǎn)物的性質(zhì)及狀態(tài)，產(chǎn)物為氣體的則主要考慮其水溶性和相對空氣密度大??；體的則主要考慮其水溶性和相對空氣密度大??； (3)凈化裝置選擇應依據(jù)產(chǎn)物與雜質(zhì)的性質(zhì)差異，僅使雜凈化裝置選擇應依據(jù)產(chǎn)物與雜質(zhì)的性質(zhì)差異，僅使雜質(zhì)被吸收；質(zhì)被吸收； (4)尾氣處理裝置選擇應依據(jù)氣體產(chǎn)物的水溶性、酸堿性、尾氣處理裝置選擇應依據(jù)氣體產(chǎn)物的水溶性、酸堿性、可燃性等，勿使有毒氣體排入空氣中造成環(huán)境污染，也勿使可燃性等，勿使有毒氣體排入空氣中造成環(huán)境污染，也勿使空氣的成分對裝置有不良影響?？諝獾某煞謱ρb置有不良影響。命題角度一命題角度一2012福建高考福建高考實驗室常用實驗室常用MnO2與濃鹽酸反應制備與濃鹽酸反應制備Cl2(發(fā)生裝置如圖所示發(fā)生裝置如圖所示)。 (1)制備實驗開始時，先檢查裝置氣密性，制備實驗開始時，先檢查裝置氣密性，接下來的操作依次是接下來的操作依次是_(填序號填序號)。 A往燒瓶中加入往燒瓶中加入MnO2粉末粉末 B加熱加熱 C往燒瓶中加入濃鹽酸往燒瓶中加入濃鹽酸 (2)制備反應會因鹽酸濃度下降而停止。為測定反應殘余制備反應會因鹽酸濃度下降而停止。為測定反應殘余液中鹽酸的濃度，探究小組同學提出下列實驗方案：甲方案：液中鹽酸的濃度，探究小組同學提出下列實驗方案：甲方案：與足量與足量AgNO3溶液反應，稱量生成的溶液反應，稱量生成的AgCl質(zhì)量。質(zhì)量。 乙方案：采用酸堿中和滴定法測定。乙方案：采用酸堿中和滴定法測定。 丙方案：與已知量丙方案：與已知量CaCO3(過量過量)反應，稱量剩余的反應，稱量剩余的CaCO3質(zhì)量。質(zhì)量。 丁方案：與足量丁方案：與足量Zn反應，測量生成的反應，測量生成的H2體積。繼而進行體積。繼而進行 下列判斷和實驗：下列判斷和實驗： 判定甲方案不可行，理由是判定甲方案不可行，理由是_。 進行乙方案實驗：準確量取殘余清液稀釋一定倍數(shù)后作進行乙方案實驗：準確量取殘余清液稀釋一定倍數(shù)后作為試樣。為試樣。 a量取試樣量取試樣20.00 mL，用，用0.100 0 molL1NaOH標準溶液標準溶液滴定，消耗滴定，消耗22.00 mL，該次滴定測得試樣中鹽酸濃度為，該次滴定測得試樣中鹽酸濃度為_molL1； b平行滴定后獲得實驗結(jié)果。平行滴定后獲得實驗結(jié)果。 判斷丙方案的實驗結(jié)果判斷丙方案的實驗結(jié)果_(填填“偏大偏大”、“偏小偏小”或或“準準確確”)。 已知：已知：Ksp(CaCO3)2.8109、Ksp(MnCO3)2.31011 進行丁方案實驗：裝置如圖所示進行丁方案實驗：裝置如圖所示(夾持器夾持器具已略去具已略去)。 (i)使使Y形管中的殘余清液與鋅粒反應的正形管中的殘余清液與鋅粒反應的正確操作是將確操作是將_轉(zhuǎn)移到轉(zhuǎn)移到_中。中。 (ii)反應完畢，每間隔反應完畢，每間隔1分鐘讀取氣體體積，分鐘讀取氣體體積，氣體體積逐次減小，直至不變。氣體體積逐次減小的氣體體積逐次減小，直至不變。氣體體積逐次減小的原因是原因是_(排除儀器和實驗操作的影響因素排除儀器和實驗操作的影響因素)。答案：答案：(1)ACB(按序?qū)懗鋈棸葱驅(qū)懗鋈?(2)殘余清液中，殘余清液中，n(Cl)n(H)(或其他合理答案或其他合理答案)0.110 0偏小偏小(i)Zn粒殘余清液粒殘余清液(按序?qū)懗鰞身棸葱驅(qū)懗鰞身?(ii)裝置內(nèi)氣體尚未冷至室溫裝置內(nèi)氣體尚未冷至室溫 命題角度二命題角度二2012天津高考天津高考 信息時代產(chǎn)生的大量電子垃圾對環(huán)境構(gòu)成了極大的威脅。信息時代產(chǎn)生的大量電子垃圾對環(huán)境構(gòu)成了極大的威脅。某某“變廢為寶變廢為寶”學生探究小組將一批廢棄的線路板簡單處理后，學生探究小組將一批廢棄的線路板簡單處理后，得到含得到含70%Cu、25%Al、4%Fe及少量及少量Au、Pt等金屬的混合等金屬的混合物，并設計出如下制備硫酸銅和硫酸鋁晶體的路線：物，并設計出如下制備硫酸銅和硫酸鋁晶體的路線： 請回答下列問題：請回答下列問題： (1)第第步步Cu與酸反應的離子方程式為與酸反應的離子方程式為_；得到濾渣得到濾渣1的主要成分為的主要成分為_。 (2)第第步加步加H2O2的作用是的作用是_，使用，使用H2O2的優(yōu)點是的優(yōu)點是_；調(diào)溶液；調(diào)溶液pH的目的是使的目的是使_生成沉淀。生成沉淀。 (3)用第用第步所得步所得CuSO45H2O制備無水制備無水CuSO4的方法是的方法是_。 (4)由濾渣由濾渣2制取制取Al2(SO4)318H2O，探究小組設計了三，探究小組設計了三種方案：種方案： 上述三種方案中，上述三種方案中，_方案不可行，原因是方案不可行，原因是_； 從原子利用率角度考慮，從原子利用率角度考慮，_方案更合理。方案更合理。 解析：解析：(1)由于沒有明確加入的硝酸總量，故混合后溶液中由于沒有明確加入的硝酸總量，故混合后溶液中硝酸總濃度可能較大硝酸總濃度可能較大(此時還原產(chǎn)物為此時還原產(chǎn)物為NO2)，也可能較小，也可能較小(此時此時還原產(chǎn)物為還原產(chǎn)物為NO)，故離子方程式有兩種；濾渣，故離子方程式有兩種；濾渣1是不反應的金與是不反應的金與鉑。鉑。(2)第第步加雙氧水的作用是將步加雙氧水的作用是將Fe2氧化成氧化成Fe3。因雙氧水。因雙氧水被還原后生成被還原后生成H2O，故不會帶來任何雜質(zhì)與污染。由調(diào)節(jié)，故不會帶來任何雜質(zhì)與污染。由調(diào)節(jié)pH后后可得到沉淀知，調(diào)節(jié)可得到沉淀知，調(diào)節(jié)pH的目的是使的目的是使Fe3、Al3轉(zhuǎn)化為沉淀。轉(zhuǎn)化為沉淀。(3)因無水硫酸銅加熱時不能水解到底，故可通過直接加熱脫水得因無水硫酸銅加熱時不能水解到底，故可通過直接加熱脫水得到無水硫酸銅。到無水硫酸銅。(4)因濾渣因濾渣2中含有中含有Fe(OH)3，而甲方案沒有除去，而甲方案沒有除去鐵的實驗設計，得到的產(chǎn)品中會含有較多的鐵的實驗設計，得到的產(chǎn)品中會含有較多的Fe2(SO4)3 ，故甲方，故甲方案不可行；乙方案中涉及的反應有案不可行；乙方案中涉及的反應有2Al(OH)33H2SO4=Al2(SO4)36H2O及副反應：及副反應：2Fe(OH)33H2SO4=Fe2(SO4)36H2O、Fe2(SO4)32Al=Al2(SO4)32Fe，鐵含量少且最終也，鐵含量少且最終也都轉(zhuǎn)化為都轉(zhuǎn)化為Al2(SO4)3；丙方案中涉及的反應有；丙方案中涉及的反應有Al(OH)3NaOH=NaAlO22H2O、2NaAlO24H2SO4=Al2(SO4)3Na2SO44H2O。乙、丙兩種方案中生成。乙、丙兩種方案中生成1 mol Al2(SO4)3時，乙時，乙方案消耗方案消耗3 mol H2SO4，丙方案消耗，丙方案消耗4 mol H2SO4、2 mol NaOH，乙的原子利用率高于丙，故乙方案較合理。乙的原子利用率高于丙，故乙方案較合理。 綜合實驗設計和評價是綜合應用實驗基礎知識、基本操綜合實驗設計和評價是綜合應用實驗基礎知識、基本操作，結(jié)合化學基本理論、元素化合物知識和化學計算等相關作，結(jié)合化學基本理論、元素化合物知識和化學計算等相關知識，進行整合，解決有關實驗問題。近幾年高考試題的主知識，進行整合，解決有關實驗問題。近幾年高考試題的主要特點是：不出現(xiàn)大型的連接裝置，均為小型的又帶有研究要特點是：不出現(xiàn)大型的連接裝置，均為小型的又帶有研究性的試題；一般為無機實驗題，主要為填寫化學方程式、選性的試題；一般為無機實驗題，主要為填寫化學方程式、選擇儀器裝置、評價實驗方案、簡述所設計的操作步驟、說明擇儀器裝置、評價實驗方案、簡述所設計的操作步驟、說明理由等，考查分析問題的能力和語言表達能力。理由等，考查分析問題的能力和語言表達能力。 評價實驗方案應遵循的原則評價實驗方案應遵循的原則 (1)裝置最簡：對于不同的化學實驗方案，在能達到實驗目裝置最簡：對于不同的化學實驗方案，在能達到實驗目的的前提下，盡量選擇實驗裝置、實驗步驟最簡單的方案；的的前提下，盡量選擇實驗裝置、實驗步驟最簡單的方案； (2)安全無污染：對于不同實驗途徑、實驗藥品，在達到實安全無污染：對于不同實驗途徑、實驗藥品，在達到實驗目的的前提下，優(yōu)先選擇實驗過程與操作最安全的途徑；驗目的的前提下，優(yōu)先選擇實驗過程與操作最安全的途徑； (3)操作方便：不同的實驗方案需要不同的實驗條件，如加操作方便：不同的實驗方案需要不同的實驗條件，如加熱、加壓和催化劑等，在評價方案時，看實驗條件是否簡單、熱、加壓和催化劑等，在評價方案時，看實驗條件是否簡單、操作是否方便；操作是否方便； (4)原理簡單、正確：力求選擇反應速率易控制的實驗方案，原理簡單、正確：力求選擇反應速率易控制的實驗方案，以便于有利于對生成物的控制和確保實驗安全；以便于有利于對生成物的控制和確保實驗安全； (5)現(xiàn)象最明顯：在性質(zhì)驗證或檢驗的實驗中，應選擇反應現(xiàn)象最明顯：在性質(zhì)驗證或檢驗的實驗中，應選擇反應現(xiàn)象明顯的方案?，F(xiàn)象明顯的方案。1(2012上海高考上海高考) )堿式碳酸銅堿式碳酸銅【Cu2(OH)2CO3】是一種是一種用途廣泛的化工原料，實驗室以廢銅屑為原料制取堿式碳用途廣泛的化工原料，實驗室以廢銅屑為原料制取堿式碳酸銅的步驟如下：酸銅的步驟如下：步驟一：廢銅屑制硝酸銅步驟一：廢銅屑制硝酸銅如圖，用膠頭滴管吸取濃如圖，用膠頭滴管吸取濃HNO3緩慢緩慢加到錐形瓶內(nèi)的廢銅屑中加到錐形瓶內(nèi)的廢銅屑中(廢銅屑過量廢銅屑過量)，充分反應后過濾，得到硝酸銅溶液。充分反應后過濾，得到硝酸銅溶液。步驟二：堿式碳酸銅的制備步驟二：堿式碳酸銅的制備向大試管中加入碳酸鈉溶液和硝酸銅溶液，水浴加熱至向大試管中加入碳酸鈉溶液和硝酸銅溶液，水浴加熱至70左右，用左右，用0.4 mol/L的的NaOH溶液調(diào)節(jié)溶液調(diào)節(jié)pH至至8.5，振蕩，振蕩，靜置，過濾，用熱水洗滌，烘干，得到堿式碳酸銅產(chǎn)品。靜置，過濾，用熱水洗滌，烘干，得到堿式碳酸銅產(chǎn)品。2某研究性學習小組從網(wǎng)上查閱資料得知：某種由氮、鎂某研究性學習小組從網(wǎng)上查閱資料得知：某種由氮、鎂形成的二元化合物形成的二元化合物Q，它易與水反應，可用于制備特殊的，它易與水反應，可用于制備特殊的陶瓷材料、特種玻璃等。下面是制備陶瓷材料、特種玻璃等。下面是制備Q的工藝流程圖：的工藝流程圖：該小組成員擬根據(jù)上述流程圖選用如下裝置該小組成員擬根據(jù)上述流程圖選用如下裝置(加熱及夾持裝加熱及夾持裝置均略去置均略去)在加熱條件下制備一定量的純凈的在加熱條件下制備一定量的純凈的Q。(1)選擇必要的裝置，按氣流的流向由左向右的連接順序為選擇必要的裝置，按氣流的流向由左向右的連接順序為_(填儀器接口順序填儀器接口順序)。(2)簡述檢驗裝置氣密性的方法：簡述檢驗裝置氣密性的方法：_，A中中反應的離子方程式為反應的離子方程式為_。(3)實驗中，對裝置實驗中，對裝置A進行加熱的最佳方法應該是進行加熱的最佳方法應該是_，實，實驗開始后，加熱裝置驗開始后，加熱裝置B的前提條件是的前提條件是_。實驗結(jié)束時，實驗結(jié)束時，A、B兩處熄滅酒精燈的順序為兩處熄滅酒精燈的順序為_。(4)若某次實驗開始時準確稱取若某次實驗開始時準確稱取3.6 g經(jīng)過酸洗后的干燥鎂粉，實經(jīng)過酸洗后的干燥鎂粉，實驗中持續(xù)地通入驗中持續(xù)地通入N2直至不再發(fā)生反應為止，最后稱量所得固體直至不再發(fā)生反應為止，最后稱量所得固體的質(zhì)量為的質(zhì)量為5.0 g，則，則Q的化學式為的化學式為_，寫出主要計算過程，寫出主要計算過程_。(5)假設在加熱裝置假設在加熱裝置B的操作順序上出現(xiàn)了錯誤，則所得固體中鎂的操作順序上出現(xiàn)了錯誤，則所得固體中鎂元素的百分含量與元素的百分含量與Q中鎂元素的百分含量中鎂元素的百分含量_(填填“相等相等”、“前者高前者高”或或“前者低前者低”)。解析：解析：(1)由于氮化鎂易與水反應，故進入由于氮化鎂易與水反應，故進入B中的氣體應該是干燥中的氣體應該是干燥的，為方便檢查裝置的氣密性，裝置應該按的，為方便檢查裝置的氣密性，裝置應該按ACBD的順序連接。的順序連接。(3)因因A中液體的溫度要控制在中液體的溫度要控制在7080，故最好采取水浴加熱。，故最好采取水浴加熱。因鎂粉能與氧氣反應，故在加熱因鎂粉能與氧氣反應，故在加熱B中的試劑之前，應該用氮氣排中的試劑之前，應該用氮氣排盡裝置內(nèi)的空氣，反應結(jié)束時，要注意防止盡裝置內(nèi)的空氣，反應結(jié)束時，要注意防止D中的濃硫酸倒流，中的濃硫酸倒流，應先停止應先停止B處的加熱，繼續(xù)通處的加熱，繼續(xù)通N2直到直到B冷卻至室溫，以防止?jié)饬蚶鋮s至室溫，以防止?jié)饬蛩岬刮Ｋ岬刮?5)若裝置內(nèi)存在空氣時加熱若裝置內(nèi)存在空氣時加熱B，會有，會有MgO生成，生成，MgO中鎂的百分含量比氮化鎂中鎂的百分含量低，故含有中鎂的百分含量比氮化鎂中鎂的百分含量低，故含有MgO的固的固體中鎂的百分含量較體中鎂的百分含量較Q中的低。中的低。 探究物質(zhì)化學性質(zhì)的實驗方案設計探究物質(zhì)化學性質(zhì)的實驗方案設計 設計性質(zhì)探究實驗方案有以下四點要求：設計性質(zhì)探究實驗方案有以下四點要求： (1)實驗方案要可行。要盡量避免使用高壓和特殊催化實驗方案要可行。要盡量避免使用高壓和特殊催化劑等實驗室難以達到的條件，實驗方案要簡單易行。劑等實驗室難以達到的條件，實驗方案要簡單易行。 (2)實驗順序要科學。要對各個實驗步驟進行統(tǒng)一的規(guī)實驗順序要科學。要對各個實驗步驟進行統(tǒng)一的規(guī)劃和安排，保證實驗的準確高效，同時要減少副反應的發(fā)劃和安排，保證實驗的準確高效，同時要減少副反應的發(fā)生和避免實驗步驟間的干擾。生和避免實驗步驟間的干擾。 (3)實驗現(xiàn)象要直觀。要求設計的實驗在操作過程中有實驗現(xiàn)象要直觀。要求設計的實驗在操作過程中有明顯的實驗現(xiàn)象，便于物質(zhì)化學性質(zhì)的確認。明顯的實驗現(xiàn)象，便于物質(zhì)化學性質(zhì)的確認。 (4)實驗結(jié)論要可靠。要反復推敲實驗步驟和多方論證實驗結(jié)論要可靠。要反復推敲實驗步驟和多方論證實驗結(jié)果，做到實驗結(jié)論準確、可靠。實驗結(jié)果，做到實驗結(jié)論準確、可靠。 典例示法典例示法 某化學興趣小組在探究次氯酸鈉溶液的性質(zhì)時發(fā)現(xiàn)向過某化學興趣小組在探究次氯酸鈉溶液的性質(zhì)時發(fā)現(xiàn)向過量量FeSO4溶液中滴入幾滴溶液中滴入幾滴NaClO溶液，并加入適量硫酸，溶溶液，并加入適量硫酸，溶液立即變黃。請你協(xié)助他們完成該反應中還原產(chǎn)物的探究。液立即變黃。請你協(xié)助他們完成該反應中還原產(chǎn)物的探究。 (1)甲同學推測該反應的還原產(chǎn)物為甲同學推測該反應的還原產(chǎn)物為Cl2，乙同學推測該，乙同學推測該反應的還原產(chǎn)物為反應的還原產(chǎn)物為_。 (2)你認為甲同學的推測是否正確？你認為甲同學的推測是否正確？_(填填“正確正確”或或“不正確不正確”)。請用簡要的文字或離子方程式說明理由：。請用簡要的文字或離子方程式說明理由：_。根據(jù)乙同學的推測，。根據(jù)乙同學的推測，上述反應的離子方程式為上述反應的離子方程式為_。 (3)請你設計一個實驗方案驗證乙同學的推測是否正確。請你設計一個實驗方案驗證乙同學的推測是否正確。要求在下表中寫出實驗操作步驟、預期現(xiàn)象和結(jié)論要求在下表中寫出實驗操作步驟、預期現(xiàn)象和結(jié)論(可以不可以不填滿填滿)： 實驗操作實驗操作預期現(xiàn)象和結(jié)論預期現(xiàn)象和結(jié)論步驟步驟1：步驟步驟2：步驟步驟3： 解析解析(1)次氯酸鈉具有較強的氧化性，氯元素的化次氯酸鈉具有較強的氧化性，氯元素的化合價可由合價可由1降至降至0或或1，還原產(chǎn)物可能是，還原產(chǎn)物可能是Cl2或或Cl。即時應用即時應用設計一個實驗，能通過觀察到的明顯的現(xiàn)象，說明設計一個實驗，能通過觀察到的明顯的現(xiàn)象，說明CO2與與NaOH溶液發(fā)生了反應。實驗用品：集氣瓶、燒瓶、分液溶液發(fā)生了反應。實驗用品：集氣瓶、燒瓶、分液漏斗、長頸漏斗、導管、橡膠管、彈簧夾、燒杯、量筒、漏斗、長頸漏斗、導管、橡膠管、彈簧夾、燒杯、量筒、水、水、CO2氣體、氣體、NaOH溶液以及你認為所能用到的儀器和溶液以及你認為所能用到的儀器和藥品?，F(xiàn)有五位同學設計了如下圖所示五個裝置，試完成藥品?，F(xiàn)有五位同學設計了如下圖所示五個裝置，試完成下列問題：下列問題： (1)對圖對圖A，當將分液漏斗中的，當將分液漏斗中的NaOH溶液滴入燒瓶時，如果溶液滴入燒瓶時，如果看到水槽中的水被吸入到燒瓶中，則證明看到水槽中的水被吸入到燒瓶中，則證明CO2與與NaOH溶液發(fā)溶液發(fā)生了反應。請寫出生了反應。請寫出NaOH溶液與過量溶液與過量CO2反應的離子方程式反應的離子方程式_。(2)對圖對圖BE，請指出能達到實驗目的的裝置，請指出能達到實驗目的的裝置_(用用B、C、D、E填空填空)，并選出其中一種，說明能證明，并選出其中一種，說明能證明CO2與與NaOH溶液發(fā)生了反應的操作及實驗現(xiàn)象，將結(jié)果填入下表：溶液發(fā)生了反應的操作及實驗現(xiàn)象，將結(jié)果填入下表：所選裝置所選裝置操作方法操作方法實驗現(xiàn)象實驗現(xiàn)象解析：解析：密閉容器中的密閉容器中的CO2與與NaOH溶液反應，致使密閉容溶液反應，致使密閉容器中的壓強降低，器中的壓強降低，AE五個裝置中均能產(chǎn)生相應的現(xiàn)象。五個裝置中均能產(chǎn)生相應的現(xiàn)象。A：水倒吸到燒瓶中。：水倒吸到燒瓶中。B：NaOH溶液倒吸到試管中，從而溶液倒吸到試管中，從而使試管中液面上升到一定高度。使試管中液面上升到一定高度。C：容器：容器a中中CO2與與NaOH反應使容器反應使容器a中壓強降低，中壓強降低，b容器中長導管口有氣泡產(chǎn)生，容器中長導管口有氣泡產(chǎn)生，且液體不會壓到燒杯中。且液體不會壓到燒杯中。D：CO2被容器被容器a中的中的NaOH溶液溶液吸收，故吸收，故b中導管口無氣泡產(chǎn)生。中導管口無氣泡產(chǎn)生。E：CO2與與NaOH溶液作溶液作用，圓底燒瓶中的壓強降低形成噴泉。用，圓底燒瓶中的壓強降低形成噴泉。答案：答案：(1)CO2OH=HCO(2)B、C、D、E所選裝置所選裝置操作方法操作方法實驗現(xiàn)象實驗現(xiàn)象B將盛將盛CO2的試管的橡膠的試管的橡膠塞打開塞打開燒杯中的燒杯中的NaOH溶液上升溶液上升到試管中到試管中C通過分液漏斗向盛滿通過分液漏斗向盛滿CO2氣體的集氣瓶氣體的集氣瓶a中中加入加入NaOH溶液溶液b瓶中的瓶中的NaOH溶液不能溶液不能排入燒杯中，且排入燒杯中，且b瓶液面瓶液面下的導管口有氣泡產(chǎn)生下的導管口有氣泡產(chǎn)生D向向a瓶中通入瓶中通入CO2氣體氣體b中無氣泡產(chǎn)生中無氣泡產(chǎn)生E將滴管中的將滴管中的NaOH溶液溶液擠入燒瓶中擠入燒瓶中產(chǎn)生噴泉現(xiàn)象產(chǎn)生噴泉現(xiàn)象-3