高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 第40講 化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)與評價課件

第40講化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)與評價一、制備實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)與評價一、制備實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)與評價1.一個相對完整的化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案一般應(yīng)包括的內(nèi)容有:實(shí)驗(yàn)名稱實(shí)驗(yàn)名稱、實(shí)驗(yàn)?zāi)康膶?shí)驗(yàn)?zāi)康摹?shí)驗(yàn)原理實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)用品和實(shí)驗(yàn)步驟實(shí)驗(yàn)用品和實(shí)驗(yàn)步驟、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象記錄及結(jié)果處理實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象記錄及結(jié)果處理、問題和討論問題和討論等。2.實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)的基本要求實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)的基本要求(1)科學(xué)性:科學(xué)性是指實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)操作程序和方法必須正確。(2)安全性安全性:實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)時應(yīng)盡量避免使用有毒藥品和進(jìn)行具有一定危險性的實(shí)驗(yàn)操作。(3)可行性:實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)應(yīng)切實(shí)可行,所選用的化學(xué)藥品、儀器、設(shè)備和方法等在中學(xué)現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)條件下能夠得到滿足。教材研讀教材研讀(4)簡約性簡約性:實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)應(yīng)盡可能簡單易行,應(yīng)采用簡單的實(shí)驗(yàn)裝置,用較少的實(shí)驗(yàn)步驟和實(shí)驗(yàn)藥品,并能在較短的時間內(nèi)完成實(shí)驗(yàn)。3.制備實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)制備實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)制備實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì),對鞏固元素及其化合物知識和掌握好各類物質(zhì)之間的相互轉(zhuǎn)化關(guān)系,全面訓(xùn)練實(shí)驗(yàn)技能,培養(yǎng)分析問題和解決問題的能力是有益的。制備實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì),應(yīng)遵循以下原則:a.條件合適,操作方便;b.原理正確,步驟簡單步驟簡單;c.原料豐富,價格低廉;d.產(chǎn)物純凈,污染物少污染物少。即從多種路線中選出一種最佳的制備途徑,合理地選擇化學(xué)儀器與藥品,設(shè)計(jì)合理的實(shí)驗(yàn)裝置和實(shí)驗(yàn)操作步驟。4.制備實(shí)驗(yàn)方案的評價制備實(shí)驗(yàn)方案的評價(1)從實(shí)驗(yàn)方案可行性角度可行性角度評價只有合理且切實(shí)可行的實(shí)驗(yàn)方案才有意義?？尚行允欠桨傅牡谝灰?評價方案時應(yīng)注意從實(shí)驗(yàn)原理和操作兩個方面分析:理論上要科學(xué)合理;操作上要簡單可行。(2)從經(jīng)濟(jì)效益角度評價評價一種實(shí)驗(yàn)方案,不僅要從科學(xué)性上判斷是否可行,還要從經(jīng)濟(jì)效益上考慮是否切合實(shí)際。(3)從環(huán)保角度環(huán)保角度評價防止污染的根本途徑在于控制“三廢”的排放,在對實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行評價時,不可忽視環(huán)境保護(hù)的重要性。(4)從安全性方面安全性方面對實(shí)驗(yàn)方案作出評價化學(xué)實(shí)驗(yàn)安全通常要考慮氣密性檢查、氣體純度檢驗(yàn)、加熱的順序、防倒吸、有毒氣體的吸收處理等問題。自測自測1納米碳酸鈣廣泛應(yīng)用于橡膠、塑料、造紙、化學(xué)建材、油墨、涂料、密封膠與膠黏劑等行業(yè)。在濃CaCl2溶液中通入NH3和CO2可以制得納米級碳酸鈣。某校學(xué)生實(shí)驗(yàn)小組設(shè)計(jì)如圖所示裝置制取該產(chǎn)品。D中裝有蘸稀硫酸的脫脂棉,圖中夾持裝置已略去。(1)A中制備氣體時,所需的藥品是ac(填字母)。a.石灰石b.飽和氯化鈣溶液c.6 molL-1鹽酸d.氯化銨固體e.氫氧化鈣固體(2)B中盛有飽和飽和NaHCO3溶液,其作用是除去除去CO2中的中的HCl。(3)寫出制取氨氣的化學(xué)方程式:2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2H2O+2NH3。(4)在實(shí)驗(yàn)過程中,向C中通入氣體是有先后順序的,應(yīng)先通入的氣體是NH3(寫化學(xué)式)。(5)檢驗(yàn)D出口處是否有氨氣逸出的方法是將濕潤的紅色石蕊試紙放在將濕潤的紅色石蕊試紙放在D出口處出口處,若試紙變藍(lán)若試紙變藍(lán),則證明有氨氣逸出則證明有氨氣逸出;若試紙不變藍(lán)若試紙不變藍(lán),則證明沒有氨氣逸則證明沒有氨氣逸出出(合理即可合理即可)。(6)寫出制納米級碳酸鈣的化學(xué)方程式:CaCl2+CO2+H2O+2NH3=2NH4Cl+CaCO3。解析解析(1)A中制備的氣體為CO2,所需的藥品為石灰石和6 molL-1鹽酸;(2)制得的CO2中含有HCl,應(yīng)該用飽和NaHCO3溶液除去;(4)NH3的溶解度大于CO2,所以先通入NH3使溶液呈堿性,CO2才能被充分吸收;(5)檢驗(yàn)NH3時可將濕潤的紅色石蕊試紙放在D出口處,若試紙變藍(lán),則證明有氨氣逸出;如果試紙不變藍(lán),則證明沒有氨氣逸出。自測自測2 硝基苯是重要的精細(xì)化工原料,是醫(yī)藥和染料的中間體,還可作有機(jī)溶劑。制備硝基苯的過程如下:配制混酸,組裝如圖所示的反應(yīng)裝置。取100 mL燒杯,用20 mL濃硫酸與18 mL濃硝酸配制混合酸,加入恒壓滴液漏斗中。把18 mL苯加入三頸燒瓶中。向室溫下的苯中逐滴加入混酸,邊滴邊攪拌,混合均勻。在5060 下發(fā)生反應(yīng),直至反應(yīng)結(jié)束。除去混合酸后,粗產(chǎn)品依次用蒸餾水和10%Na2CO3溶液洗滌,最后再用蒸餾水洗滌得到粗產(chǎn)品。已知:(1)+HNO3(濃)+H2O+HNO3(濃)+(2)可能用到的有關(guān)數(shù)據(jù)列表如下:物質(zhì)熔點(diǎn)/沸點(diǎn)/密度(20 )/gcm-3溶解性苯5.5800.88微溶于水硝基苯5.7210.91.205難溶于水1,3-二硝基苯893011.57微溶于水濃硝酸/831.4易溶于水濃硫酸/3381.84易溶于水請回答下列問題:(1)配制混酸應(yīng)先在燒杯中加入濃硝酸濃硝酸。(2)恒壓滴液漏斗的優(yōu)點(diǎn)是可以保持漏斗內(nèi)壓強(qiáng)與發(fā)生器內(nèi)壓強(qiáng)相等可以保持漏斗內(nèi)壓強(qiáng)與發(fā)生器內(nèi)壓強(qiáng)相等,使使漏斗內(nèi)液體能順利流下漏斗內(nèi)液體能順利流下。(3)實(shí)驗(yàn)裝置中長玻璃導(dǎo)管可用冷凝管冷凝管代替(填儀器名稱)。(4)反應(yīng)溫度控制在5060 的原因是防止副反應(yīng)發(fā)生防止副反應(yīng)發(fā)生(答案合理即可答案合理即可)。(5)反應(yīng)結(jié)束后產(chǎn)品在液體的上上層(填“上”或者“下”),分離混酸和產(chǎn)品的操作方法為分液分液。(6)用10% Na2CO3溶液洗滌之后再用蒸餾水洗滌時,怎樣驗(yàn)證液體已洗凈?取最后一次洗滌液取最后一次洗滌液,加入氯化鈣溶液加入氯化鈣溶液,無沉淀生成無沉淀生成,說明已洗凈說明已洗凈。(7)為了得到更純凈的硝基苯,還須先向液體中加入氯化鈣氯化鈣除去水,然后蒸餾。解析解析(5)由表格中相關(guān)物質(zhì)的密度可知,反應(yīng)結(jié)束后產(chǎn)品在液體的上層;分離互不相溶的液體混合物采用的方法是分液。(6)粗產(chǎn)品依次用蒸餾水和10%Na2CO3溶液洗滌,最后再用蒸餾水洗滌,如果洗滌干凈,則洗滌液中不含有C,所以驗(yàn)證已經(jīng)洗干凈的方法是取最后一次洗滌液,加入氯化鈣溶液,若無沉淀生成,說明已經(jīng)洗干凈。(7)為了得到更純凈的硝基苯,須先向液體中加入無水CaCl2除去水,然后蒸餾。23O二、探究實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)與評價二、探究實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)與評價1.探究實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)程序探究實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)程序觀察外觀性質(zhì)預(yù)測物質(zhì)性質(zhì)實(shí)驗(yàn)和觀察解釋及結(jié)論。圖示如下:(1)驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)物質(zhì)性質(zhì)推測性質(zhì)推測實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證結(jié)論。圖示如下:(2)探究性實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)探究性實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì),可以按照以下步驟進(jìn)行:2.探究實(shí)驗(yàn)方案的評價探究實(shí)驗(yàn)方案的評價(1)對實(shí)驗(yàn)用品選擇的評價包括儀器的選擇、藥品的選擇、連接方式的選擇等。儀器的選擇包括發(fā)生裝置發(fā)生裝置(幾種基本類型)、凈化裝置(除雜質(zhì)的試劑與順序)、反應(yīng)裝置、收集裝置、尾氣處理尾氣處理裝置等的選擇;藥品的選擇包括種類、濃度、物質(zhì)狀態(tài)等的選擇;連接方式的選擇包括儀器的先后順序、導(dǎo)管接口的連接方式等的選擇。(2)對不同實(shí)驗(yàn)方案的評價對幾個實(shí)驗(yàn)方案的正確與錯誤、嚴(yán)密與不嚴(yán)密、準(zhǔn)確與不準(zhǔn)確作出判斷。要考慮是否合理、有無干擾現(xiàn)象、經(jīng)濟(jì)上是否合算和對環(huán)境有無污染等。(3)最佳方案的選用幾個實(shí)驗(yàn)方案都能達(dá)到目的,應(yīng)分析各方案的優(yōu)劣并選出其中最佳的一個。所謂最佳,無非是裝置最簡單裝置最簡單、藥品容易取得且價格低廉、原料利用率高、現(xiàn)象明顯、無干擾物質(zhì)以及無污染無干擾物質(zhì)以及無污染等。自測自測3漂白粉是生產(chǎn)生活中常用的消毒劑和殺菌劑。實(shí)驗(yàn)室有一瓶密封不嚴(yán)的漂白粉樣品,其中肯定存在CaCl2,請?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn),探究該樣品中可能存在的其他固體物質(zhì)。(1)提出合理假設(shè)。假設(shè)1:該漂白粉未變質(zhì),只含有Ca(ClO)2;假設(shè)2:該漂白粉全部變質(zhì),只含有CaCO3;假設(shè)3:該漂白粉部分變質(zhì),既含有Ca(ClO)2,又含有CaCO3。(2)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案,進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。請寫出實(shí)驗(yàn)步驟、預(yù)期現(xiàn)象和結(jié)論。限選用的儀器和藥品:試管、膠頭滴管、帶導(dǎo)管的單孔塞、蒸餾水、自來水、1 mol/L鹽酸、品紅溶液、新制澄清石灰水。(提示:不必檢驗(yàn)Ca2+和Cl-) 實(shí)驗(yàn)步驟預(yù)期現(xiàn)象和結(jié)論 取少量上述漂白粉于試管中,加入適加入適量量1mol/L鹽酸溶解后鹽酸溶解后,再將產(chǎn)生的氣再將產(chǎn)生的氣體通入澄清石灰水中體通入澄清石灰水中若澄清石灰水未見渾濁若澄清石灰水未見渾濁,則假設(shè)則假設(shè)1成立成立;若若澄清石灰水變渾濁澄清石灰水變渾濁,則假設(shè)則假設(shè)2或假設(shè)或假設(shè)3成立成立 向步驟反應(yīng)后的試管中滴入向步驟反應(yīng)后的試管中滴入12滴品紅溶液滴品紅溶液,振蕩振蕩(或另外取樣操作或另外取樣操作)若品紅溶液褪色若品紅溶液褪色,則假設(shè)則假設(shè)3成立成立;若品紅溶液不褪色若品紅溶液不褪色,則假設(shè)則假設(shè)2成立成立自測自測4某化學(xué)興趣小組的同學(xué)學(xué)習(xí)了同周期元素性質(zhì)遞變規(guī)律后,設(shè)計(jì)了一套實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究,并記錄了有關(guān)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象如下表:實(shí)驗(yàn)操作實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象.用砂紙打磨后的鎂帶與沸水反應(yīng),再向反應(yīng)后的溶液中滴加酚酞A.浮于水面,熔成一個小球,在水面上不定向移動,隨之消失,溶液變紅色B.產(chǎn)生氣體,可在空氣中燃燒,溶液變成淺紅色C.反應(yīng)不十分強(qiáng)烈,產(chǎn)生的氣體可以在空氣中燃燒D.劇烈反應(yīng),產(chǎn)生可燃性氣體E.生成白色膠狀沉淀,進(jìn)而沉淀消失F.生成淡黃色沉淀.向新制的H2S飽和溶液中滴加新制的氯水.鈉與滴有酚酞溶液的冷水反應(yīng).鎂帶與2 molL-1的鹽酸反應(yīng).鋁條與2 molL-1的鹽酸反應(yīng).向AlCl3溶液中滴加NaOH溶液至過量請你幫助該同學(xué)整理并完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告。(1)實(shí)驗(yàn)?zāi)康?探究同周期元素性質(zhì)的遞變規(guī)律探究同周期元素性質(zhì)的遞變規(guī)律。(2)實(shí)驗(yàn)用品:儀器試管試管、燒杯燒杯、酒精燈酒精燈、試管夾、鑷子、小刀、玻璃片、砂紙、膠頭滴管等。藥品:鈉、鎂帶、鋁條、2 molL-1的鹽酸、新制的氯水、新制的H2S飽和溶液、AlCl3溶液、NaOH溶液等。(3)請你寫出上述的實(shí)驗(yàn)操作與對應(yīng)的現(xiàn)象:B、F、A、D、C、E。(用AF表示)寫出實(shí)驗(yàn)操作、的離子反應(yīng)方程式:實(shí)驗(yàn)操作Cl2+H2S=2H+2Cl-+S;實(shí)驗(yàn)操作Al3+3OH-=Al(OH)3、Al(OH)3+OH-=Al-2+2H2O。(4)實(shí)驗(yàn)結(jié)論:金屬性金屬性:NaMgAl,非金屬性非金屬性:ClS?？键c(diǎn)突破考點(diǎn)突破考點(diǎn)一實(shí)驗(yàn)綜合題的解題策略考點(diǎn)一實(shí)驗(yàn)綜合題的解題策略考點(diǎn)二化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)思路及步驟考點(diǎn)二化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)思路及步驟一個化學(xué)實(shí)驗(yàn),必須依據(jù)一定的實(shí)驗(yàn)原理,使用一定的儀器組裝成一套實(shí)驗(yàn)裝置,按一定順序操作,才能順利完成。因此,對于一道綜合實(shí)驗(yàn)題,我們總是可以把它分解成幾個既相互獨(dú)立又相互關(guān)聯(lián)的小實(shí)驗(yàn)、小操作來解答。由各個小實(shí)驗(yàn)確定各步操作,再由各個小實(shí)驗(yàn)之間的關(guān)系確定操作的先后順序?；舅悸啡缦?綜合實(shí)驗(yàn)小實(shí)驗(yàn)確定基本操作及其先后順序考點(diǎn)一實(shí)驗(yàn)綜合題的解題策略考點(diǎn)一實(shí)驗(yàn)綜合題的解題策略典例典例1 以下實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡氖?) 實(shí)驗(yàn)?zāi)康膶?shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)A.除去NaHCO3固體中的Na2CO3將固體加熱至恒重B.制備無水AlCl3蒸發(fā)Al與稀鹽酸反應(yīng)后的溶液C.重結(jié)晶提純苯甲酸將粗品水溶、過濾、蒸發(fā)、結(jié)晶D.鑒別NaBr和KI溶液分別加新制氯水后,用CCl4萃取D答案答案 DNaHCO3固體受熱易分解,A不正確;Al與稀鹽酸反應(yīng)生成AlCl3和H2,蒸發(fā)AlCl3溶液最終得到Al(OH)3固體,B不正確;重結(jié)晶法提純苯甲酸是將粗品溶于少量熱水中,然后趁熱過濾,冷卻結(jié)晶,C不正確;2NaBr+Cl2 2NaCl+Br2,2KI+Cl2 2KCl+I2,用CCl4萃取后,CCl4層顯橙色的原溶液為NaBr溶液,CCl4層顯紫色的原溶液為KI溶液,D正確。1-1工業(yè)上,向500600 的鐵屑中通入氯氣生產(chǎn)無水氯化鐵;向熾熱鐵屑中通入氯化氫生產(chǎn)無水氯化亞鐵。現(xiàn)用如圖所示的裝置模擬上述過程進(jìn)行實(shí)驗(yàn)?；卮鹣铝袉栴}:(1)制取無水氯化鐵的實(shí)驗(yàn)中,A中反應(yīng)的化學(xué)方程式為MnO2+4HCl(濃濃)MnCl2+Cl2+2H2O,裝置B中加入的試劑是濃硫酸濃硫酸。(2)制取無水氯化亞鐵的實(shí)驗(yàn)中,裝置A用來制取HCl。尾氣的成分是HCl和和H2。若仍用D裝置進(jìn)行尾氣處理,存在的問題是發(fā)生倒吸發(fā)生倒吸、沒有處理氫氣沒有處理氫氣。(3)若操作不當(dāng),制得的FeCl2中會含有少量FeCl3,檢驗(yàn)FeCl3常用的試劑是KSCN溶液溶液。欲制得純凈的FeCl2,在實(shí)驗(yàn)操作中應(yīng)先點(diǎn)燃點(diǎn)燃A處的酒處的酒精燈精燈(趕盡裝置內(nèi)的空氣趕盡裝置內(nèi)的空氣),再點(diǎn)燃點(diǎn)燃C處的酒精燈處的酒精燈。解析解析(1)制取無水氯化鐵的實(shí)驗(yàn)中,裝置A為制取氯氣的實(shí)驗(yàn)裝置,反應(yīng)的化學(xué)方程式為MnO2+4HCl(濃) MnCl2+Cl2+2H2O;裝置B的作用是除去混在氯氣中的水蒸氣,故B中加入的試劑為濃硫酸。(2)在制取無水氯化亞鐵的實(shí)驗(yàn)中,裝置A用于制取HCl氣體;經(jīng)濃H2SO4干燥后,在硬質(zhì)玻璃管中發(fā)生反應(yīng):Fe+2HCl(g) FeCl2+H2,則尾氣的成分是氯化氫和氫氣;若仍用D裝置進(jìn)行尾氣處理,則因氯化氫易溶于水,會產(chǎn)生倒吸,同時氫氣不能被吸收。(3)檢驗(yàn)氯化鐵溶液常用的試劑是KSCN溶液;欲制得純凈的氯化亞鐵,在實(shí)驗(yàn)過程中應(yīng)先點(diǎn)燃A處的酒精燈,利用產(chǎn)生的氯化氫氣體排出裝置中的空氣后,再點(diǎn)燃C處的酒精燈。1-2某學(xué)生對SO2與漂粉精的反應(yīng)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究:(1)Cl2和Ca(OH)2制取漂粉精的化學(xué)方程式是2Cl2+2Ca(OH)2=CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O。(2)pH試紙顏色的變化說明漂粉精溶液具有的性質(zhì)是堿性、漂白性堿性、漂白性。操作現(xiàn)象取4 g漂粉精固體,加入100 mL水部分固體溶解,溶液略有顏色過濾,測漂粉精溶液的pHpH試紙先變藍(lán)(約為12),后褪色.液面上方出現(xiàn)白霧;.稍后,出現(xiàn)渾濁,溶液變?yōu)辄S綠色;.稍后,產(chǎn)生大量白色沉淀,黃綠色褪去(3)向水中持續(xù)通入SO2,未觀察到白霧。推測現(xiàn)象的白霧由HCl小液滴形成,進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn):a.用濕潤的碘化鉀淀粉試紙檢驗(yàn)白霧,無變化;b.用酸化的AgNO3溶液檢驗(yàn)白霧,產(chǎn)生白色沉淀。實(shí)驗(yàn)a的目的是檢驗(yàn)白霧中是否含有檢驗(yàn)白霧中是否含有Cl2,排除排除Cl2干擾干擾。由實(shí)驗(yàn)a、b不能判斷白霧中含有HCl,理由是白霧中混有白霧中混有SO2,SO2可與可與酸化的酸化的AgNO3反應(yīng)產(chǎn)生白色沉淀反應(yīng)產(chǎn)生白色沉淀。(4)現(xiàn)象中溶液變?yōu)辄S綠色的可能原因:隨溶液酸性的增強(qiáng),漂粉精的有效成分和Cl-發(fā)生反應(yīng)。通過進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)確認(rèn)了這種可能性,其實(shí)驗(yàn)方案是向漂粉精溶液中逐滴加入硫酸向漂粉精溶液中逐滴加入硫酸,觀察溶液是否變?yōu)辄S綠色觀察溶液是否變?yōu)辄S綠色。(5)將A瓶中混合物過濾、洗滌,得到沉淀X。向沉淀X中加入稀鹽酸,無明顯變化。取上層清液,加入BaCl2溶液,產(chǎn)生白色沉淀。則沉淀X中含有的物質(zhì)是CaSO4。用離子方程式解釋現(xiàn)象中黃綠色褪去的原因:SO2+Cl2+2H2O= SO2-4+2Cl-+4H+。解析解析(2)由pH試紙變藍(lán)(pH約為12)可推知漂粉精溶液呈堿性,由pH試紙褪色可推知漂粉精溶液有漂白性。(3)由實(shí)驗(yàn)a可確定白霧中沒有Cl2,排除Cl2的干擾;酸化的AgNO3溶液可與HCl反應(yīng)生成AgCl白色沉淀,也可與SO2反應(yīng)生成Ag2SO4白色沉淀,故通過實(shí)驗(yàn)a、b無法判斷白霧中含有HCl。(4)由題干信息知可能會發(fā)生反應(yīng)Cl-+ClO-+2H+=Cl2+H2O。要確認(rèn)實(shí)驗(yàn)過程中發(fā)生了這個反應(yīng),設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)時可向漂粉精溶液中加入H2SO4,觀察是否產(chǎn)生黃綠色氣體(Cl2)。(5)分析可知,沉淀X應(yīng)為CaSO3、CaSO4中的一種或兩種,因加入稀鹽酸后無明顯變化,所以沉淀X為CaSO4;實(shí)驗(yàn)過程中持續(xù)通入SO2,黃綠色褪去應(yīng)該是SO2與Cl2發(fā)生了反應(yīng),依據(jù)氧化還原反應(yīng)中得失電子守恒可正確寫出Cl2、SO2在水中反應(yīng)的離子方程式?？键c(diǎn)二化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)思路及步驟考點(diǎn)二化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)思路及步驟1.化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)思路化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)思路2.化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)的基本步驟化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)的基本步驟(1)明確目的、原理(2)選擇儀器、藥品(3)設(shè)計(jì)裝置、步驟:根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮驮?以及所選用的實(shí)驗(yàn)儀器和藥品,設(shè)計(jì)出合理的實(shí)驗(yàn)裝置和實(shí)驗(yàn)操作步驟。學(xué)生應(yīng)具備識別和繪制典型的實(shí)驗(yàn)儀器及裝置圖的能力,實(shí)驗(yàn)步驟應(yīng)完整而又簡明。(4)記錄現(xiàn)象、數(shù)據(jù):根據(jù)觀察全面、準(zhǔn)確地記錄實(shí)驗(yàn)過程中的現(xiàn)象和數(shù)據(jù)。(5)分析得出結(jié)論:根據(jù)實(shí)驗(yàn)中觀察到的現(xiàn)象和記錄的數(shù)據(jù),通過分析、計(jì)算、推理等,得出正確的結(jié)論。3.實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)與評價的注意事項(xiàng)實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)與評價的注意事項(xiàng)(1)實(shí)驗(yàn)裝置的組合順序一般為:氣體生成除雜質(zhì)干燥主體實(shí)驗(yàn)尾氣處理。(2)接口的連接順序:總體上遵循裝置的排列順序,但對于吸收裝置應(yīng)“長”進(jìn)“短”出(或“深”入“淺”出);量氣裝置應(yīng)“短”進(jìn)“長”出;洗氣裝置應(yīng)“長”進(jìn)“短”出;干燥管應(yīng)“粗”進(jìn)“細(xì)”出。(3)實(shí)驗(yàn)操作順序有氣體參與的反應(yīng)一般按:儀器選擇與連接氣密性檢驗(yàn)裝固體藥品加液體藥品開始實(shí)驗(yàn)拆卸儀器其他處理等。(4)加熱操作注意事項(xiàng)主體實(shí)驗(yàn)加熱前一般應(yīng)先通原料氣趕走空氣后再點(diǎn)燃酒精燈,其目的一是防止爆炸,如H2還原CuO、CO還原Fe2O3;二是保證產(chǎn)品純度,如制備Mg3N2、CuCl2等。反應(yīng)結(jié)束時,應(yīng)先熄滅酒精燈,繼續(xù)通原料氣直到冷卻為止。(5)尾氣處理:有毒氣體常采用溶液(或固體)吸收或?qū)⑵潼c(diǎn)燃,無毒氣體直接排放。(6)氣體的純度:點(diǎn)燃或加熱通有可燃性氣體(H2、CO、CH4、C2H4、C2H2等)的裝置前,必須檢查氣體的純度。(7)倒吸問題。實(shí)驗(yàn)過程用到加熱操作的要防倒吸;氣體易溶于水的要防倒吸。(8)冷凝回流問題。有易揮發(fā)的液體反應(yīng)物時,為了避免反應(yīng)物損耗和充分利用原料,要在發(fā)生裝置中設(shè)計(jì)冷凝回流裝置或在發(fā)生裝置中安裝長玻璃管等。(9)拆卸時的安全性和科學(xué)性。實(shí)驗(yàn)儀器的拆卸要注意安全性和科學(xué)性,有些實(shí)驗(yàn)為防止“爆炸”或“氧化”,應(yīng)考慮何時移走酒精燈。如有尾氣吸收裝置的實(shí)驗(yàn),必須將導(dǎo)管提出液面后才能熄滅酒精燈,以免造成溶液倒吸;拆卸用排水法收集且需要加熱制取氣體的裝置時,需先把導(dǎo)管從水槽中取出,再熄滅酒精燈,以防止水倒吸。拆下的儀器要清洗、干燥、歸位。典例典例2 (2017北京朝陽一模,12)某學(xué)生探究0.25 mol/L Al2(SO4)3溶液與0.5 mol/L Na2CO3溶液的反應(yīng),實(shí)驗(yàn)如下。下列分析不正確的是()A.實(shí)驗(yàn)1中,白色沉淀a是Al(OH)3B.實(shí)驗(yàn)2中,白色沉淀b中含有CC.實(shí)驗(yàn)1、2中,白色沉淀成分不同與混合后溶液的pH無關(guān)D.檢驗(yàn)白色沉淀a、b是否洗滌干凈,均可用鹽酸酸化的BaCl2溶液23O答案答案 CA項(xiàng),白色沉淀a中加入稀H2SO4,沉淀溶解,無氣泡產(chǎn)生,說明沉淀中不含碳酸根離子,故為氫氧化鋁;B項(xiàng),實(shí)驗(yàn)2中,加入稀H2SO4后有氣泡產(chǎn)生,說明沉淀b中含有碳酸根離子;C項(xiàng),實(shí)驗(yàn)1混合后的溶液呈酸性,實(shí)驗(yàn)2混合后的溶液呈堿性,得到了不同的生成物,說明白色沉淀成分不同與混合后溶液pH有關(guān);D項(xiàng),實(shí)驗(yàn)1和2中得到的沉淀上都會吸附硫酸根離子,故可用鹽酸酸化的氯化鋇溶液檢驗(yàn)沉淀是否洗滌干凈。C2-1某研究性學(xué)習(xí)小組用下列裝置(鐵架臺等夾持儀器略)探究氧化鐵與乙醇的反應(yīng),并檢驗(yàn)反應(yīng)產(chǎn)物。(1)用2%的CuSO4溶液和10%的NaOH溶液配制Cu(OH)2懸濁液的注意事項(xiàng)是在過量在過量NaOH溶液中滴加數(shù)滴溶液中滴加數(shù)滴CuSO4溶液溶液(或或NaOH過量過量)。(2)為快速得到乙醇?xì)怏w,可采用的方法是在燒杯中加入熱水在燒杯中加入熱水(或?qū)踊驅(qū)訜釤?。若實(shí)驗(yàn)時小試管中的溶液已經(jīng)開始發(fā)生倒吸,可采取的措施是c(填字母)。a.取下小試管b.移去酒精燈c.將導(dǎo)管從橡膠管中取下d.以上都可以(3)如圖實(shí)驗(yàn),觀察到紅色的Fe2O3全部變?yōu)楹谏腆wM,充分反應(yīng)后停止加熱。取下試管加熱,有紅色沉淀生成。為了檢驗(yàn)M的組成,進(jìn)行下列實(shí)驗(yàn)。M能被磁鐵吸引;加入足量稀硫酸,振蕩,固體全部溶解,未觀察到有氣體生成;經(jīng)檢驗(yàn)溶液中有鐵離子和亞鐵離子,檢驗(yàn)Fe3+的方法是取少量溶液于試取少量溶液于試管中管中,加入加入KSCN溶液溶液,溶液變成紅色溶液變成紅色,則有則有Fe3+;證明溶液中含有Fe2+的方法是取少量溶液滴入適量酸性高錳酸鉀溶液中取少量溶液滴入適量酸性高錳酸鉀溶液中,高錳高錳酸鉀溶液褪色酸鉀溶液褪色,則有則有Fe2+。能得出的結(jié)論是a(填字母)。a.M中一定有+3價和+2價鐵,不能確定是否有0價鐵b.M中一定有+3價和0價鐵,無+2價鐵c.M中一定有+3價鐵,0價和+2價鐵至少有一種d.M中一定有+3價、+2價和0價鐵(4)若M的成分可表示為FexOy,用CO還原法定量測定其化學(xué)組成。稱取m g M樣品進(jìn)行定量測定,實(shí)驗(yàn)裝置(夾持裝置略去)和步驟如下:組裝儀器;點(diǎn)燃酒精燈;加入試劑;打開分液漏斗活塞;檢查氣密性;停止加熱;關(guān)閉分液漏斗活塞;正確的操作順序是b(填字母)。a.b.c.d.若M完全被還原后堿石灰增重n g,則為 (用含m、n的代數(shù)式表示)。xy11414mnn解析解析(3)根據(jù)溶液中有鐵離子可確定M中含有Fe3O4,所以M中一定有+3價和+2價鐵。(4)檢查氣密性屬于實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)備階段,應(yīng)在加藥品前進(jìn)行。反應(yīng)結(jié)束后,為防止生成的Fe被氧化,應(yīng)先撤去酒精燈,繼續(xù)通入CO至冷卻到室溫。M(FexOy)中的氧原子全部被CO奪取轉(zhuǎn)化為CO2,所以M中氧原子的物質(zhì)的量與生成的CO2的物質(zhì)的量相同,即n(O)= mol,則M中鐵原子的質(zhì)量為m(Fe)=m g-mol16 gmol-1=(m-) g,所以=。1g44 g moln44n44n411nxy14() 1156 g mol44nmgnmol11414mnn2-2H2O2是一種綠色氧化還原試劑,在化學(xué)研究中應(yīng)用廣泛。(1)某小組擬在同濃度Fe3+的催化下,探究H2O2溶液濃度對H2O2分解反應(yīng)速率的影響。限選試劑與儀器:30%H2O2溶液、0.1 molL-1 Fe2(SO4)3溶液、蒸餾水、錐形瓶、雙孔塞、水槽、橡膠管、玻璃導(dǎo)管、量筒、秒表、恒溫水浴槽、注射器。寫出本實(shí)驗(yàn)中H2O2分解反應(yīng)的化學(xué)方程式并標(biāo)明電子轉(zhuǎn)移的方向和數(shù)目: 。設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案:在不同H2O2濃度下,測定單位時間內(nèi)生成氣體的體積單位時間內(nèi)生成氣體的體積(要求所測得的數(shù)據(jù)能直接體現(xiàn)反應(yīng)速率大小)。設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)裝置,完成下圖的裝置示意圖。參照下表格式,擬定實(shí)驗(yàn)表格,完整體現(xiàn)實(shí)驗(yàn)方案(列出所選試劑體積、需記錄的待測物理量和所擬定的數(shù)據(jù);數(shù)據(jù)用字母表示)。(2)利用圖(a)和圖(b)中的信息,按圖(c)裝置(連通的A、B瓶中已充有NO2氣體)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)?？捎^察到B瓶中氣體顏色比A瓶中的深深(填“深”或“淺”),其原因是H2O2分解放熱分解放熱,使使B中中2NO2N2O4平衡逆向移動平衡逆向移動。解析解析(1)所需測定的數(shù)據(jù)不僅需直接體現(xiàn)反應(yīng)速率大小,同時要考慮“限選試劑與儀器”這一條件,故所選的量氣裝置只能由錐形瓶和量筒等儀器組裝。設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案時注意控制變量。題目中只給出了一種濃度的H2O2溶液,要達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康?應(yīng)對H2O2溶液進(jìn)行不同程度的稀釋,但要確保稀釋后溶液的總體積相同。(2)圖(a)說明H2O2的分解反應(yīng)是放熱反應(yīng),圖(b)說明2NO2(g) N2O4(g)也是一個放熱反應(yīng)。H2O2分解放熱,溫度升高,使B中2NO2 N2O4向逆反應(yīng)方向移動,顏色加深。