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2013版高考化学一轮复习课件第16单元-化学实验方案的设计


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第十六单元 化学实验方案的设计

第59讲 的处理

第60讲

常用仪器、基本操作及一般事故

气体的制备与净化 物质的检验、

分离和提纯
第61讲 实验方案的设计与评价

第十六单元 化学实验方案的设计

第十六单元 │ 考纲要求

考纲要求
1.了解化学实验常用仪器的主要用途和使用方法。 2.能绘制和识别典型的实验仪器装置图。 3.掌握化学实验的基本操作。了解实验室一般事故的预防和 处理方法。 4.掌握常见气体的实验室制法(包括所用试剂、仪器、反应原 理和收集方法)。 5. 综合运用化学知识对常见的物质(包括气体物质、 无机离子) 进行分离、提纯和鉴别。 6.根据实验现象,观察、记录、分析或处理数据,得出正确 结论。 7.根据实验试题要求,设计和评价实验方案。 8.以上各部分知识与技能的综合应用。

第十六单元 │ 知识框架 知识框架

第十六单元 │ 复习策略 复习策略
化学实验知识在高考题中的考查形式为:选择题主要考查实验 基础知识,包括仪器的使用、基本操作、简单实验、物质的分离、 提纯和检验、实验安全等。Ⅱ卷实验为大题,主要考查实验方案设 计与评价等综合知识。复习时对化学实验知识按下列原则和策略进 行。 1.常用仪器的识别和使用。根据高考命题特点,在高考复习 中要达到下列要求:第一,能根据实物(或装置图)写出仪器名称, 熟悉各种仪器的主要用途;第二,熟练掌握常用仪器的正确使用方 法;第三,了解各种仪器的构造,能画出常用仪器的示意图。

第十六单元 │ 复习策略
2.化学实验基本操作。研究往年高考试题,在复习中应把握以下 四点:第一,熟练掌握《教学大纲》规定范围内的化学实验基本操作, 并能应用规范简洁的文字表达出来;第二,不仅要熟悉基本操作要领, 而且知道这样操作的原因和目的;第三,了解特殊情况、特殊实验操 作的要求;第四,理解相关实验操作的异同,类似实验现象的差异, 相近实验方法的联系。 3.化学实验安全的常识。化学实验安全的复习要注意以下几点: (1)安全操作规则。如,可燃性气体点燃前须先验纯,有毒气体应在通 风橱中制取,使用有毒气体应注意尾气的处理,液体加热应防暴沸, 加热法制气体和排水法收集气体结束时应先将导管从水中取出再熄灭 酒精灯,液体混合时的顺序问题,实验中的防倒吸问题和防堵塞问题 等。(2)实验废液处理方法。如过氧化物与有机物、硝酸盐与硫酸、硫 化物与酸类物质、高锰酸钾与浓盐酸等不能混合;再如,用剩的钠、 钾、白磷等易燃物和氯酸钾、过氧化钠等强氧化剂不可随便倒入废液 缸中。(3)常见事故的处理。

第十六单元 │ 复习策略
4.常见气体的制取。中学化学中涉及 10 余种常见气体的实验 室制法。从高考要求来看,在复习中要达到两点要求:第一,掌握 常见气体的制取方法;第二,能够灵活运用有关气体制取实验的规 律和方法解决新问题。注意:复习中不仅要掌握课本中的常规方法, 还要能够分析课本未能出现的其他制取气体的方法。如氯化氢可以 用浓盐酸中滴加浓硫酸的方法来制取,氨气可以用将浓氨水滴入生 石灰中的方法制取。 5.性质实验。从目前阶段来看,性质实验复习,主要应达到下 列要求:第一,掌握常见物质制备实验(如乙酸乙酯、氢氧化亚铁、 氢氧化铝、硫酸亚铁晶体等);第二,能熟练地完成常见气体、常见 离子、常见有机物的分离提纯和鉴别等实验;第三,能把物质性质 实验与元素周期律、电解质溶液、化学平衡等基本理论知识联系起 来,能用实验手段来探究、验证重要基本理论中的一些规律。

第十六单元 │ 复习策略

6.课外实验和实验创新。现行高中化学课本中增设了家庭实 验专栏。 学习化学的一个关键是要培养用化学视角观察和分析实际 问题的能力, 用化学实验的方法来探究、 解决生活中的问题是提高 实践能力的一条重要途径。在复习中,这些探讨性、开放性实验试 题要认真对待。

第十六单元 │ 使用建议 使用建议
化学实验是中学化学复习中的一个非常重要的环节,它不但可 以巩固和强化有关实验知识和能力,也能对元素化合物知识、基本 概念理论和化学计算内容的掌握起到促进和深化作用,且实验题在 高考中占 21 分左右,比例很大,所以在进行复习时注意以下几点: 1.因为这部分知识内容多而散,在复习时通过复习知识点,促 进学生对有关知识进行归纳总结, 进行化学实验展览和开放实验室, 使学生进一步直观地复习化学实验知识,提高学生的动手能力和创 新意识。

第十六单元 │ 使用建议
2.在复习过程中对化学实验知识要集中和分散相结合,集中复 习实验的基本操作和技能(在第 59 讲的内容中完成),集中复习一些 综合性的实验专题,集中归纳总结实验知识(分别在第 60 讲和第 61 讲的内容中完成)。对一些性质实验、制法实验、验证或探索性实验 分散到元素化合物复习、有机化学复习以及基本理论复习中完成, 在本单元的复习内容中仅作归纳总结复习。 3.在高考试题中出现较多的一类题目是,利用给出药品和实验 装置,根据题目要求进行正确连接,或根据实验要求安排正确的实 验步骤或补充实验,这类题目主要考查学生的实验综合能力和创新 评价能力。在复习中,利用本单元的设计(第 61 讲)突出根据实验中 的原理设计实验步骤和装置意识,使学生掌握一些装置、仪器和药 品的代用方法。

第十六单元 │ 使用建议
4.通过本单元的例题、变式题以及课时训练,使学生牢固掌握 和灵活运用有关知识,在使用时,根据学生的实际情况,做好习题 的精选和分类,使学生的练习达到适量、适度,在对例题讲解时, 主要针对学生的问题注重变式题的使用,以达到事半功倍的效果。 本单元建议使用 10 学时完成,3 学时用于课堂上互动式完成 59~61 讲,5 学时作业讲评,2 学时测评。

第59讲 │ 常用仪器、基本操作及一般事故的处理

第59讲 常用仪器、基本操作及一 般事故的处理

第59讲 │ 编读互动 编读互动
本讲内容在高考试题中难度不大,但考查很细,并有一定的灵 活性,主要考查实验基本操作的规范性和准确性,近年来的高考题 中,本部分知识主要在选择题中进行考查,其特点是:实验本身立 意新颖,问题的设置比较有梯度,但都能在教材中找到原形,因此 在复习时注意要求学生仔细阅读课本,重点放在能力的培养上。 在本讲的知识要点中,主要介绍了:常用仪器的使用方法及注 意事项; 化学实验基本操作, 主要就试剂的取用和保存、 仪器洗涤、 试纸的使用、过滤等操作进行比较详细地讲解;在化学实验安全及 事故处理中重点就常见事故的处理进行了阐述; 讲解装置气密性的 检验的几种常见方法。 然后在要点探究中分别以例题和变式题的方 式进行巩固提高。

第59讲 │ 考点整合 考点整合
一、常用仪器的使用 1.反应器的使用方法 仪器图形 与名称 试管 主要用途 使用方法及注意事项 (1)可直接加热,加热时外壁要擦干, 用试管夹夹住或用铁夹固定在铁架台 上;(2)加热固体时,管口略向下倾斜, 固体平铺在管底;(3)加热液体时,液体 1 量不超过容积的 ,管口向上倾斜,与桌 3 面成45° ,切忌管口向着人;(4)加热时需 先预热,再对准药品部位加热

用作少量 试剂的溶解 或反应的仪 器,也可收 集少量气体

第59讲 │ 考点整合
仪器图形 与名称 坩埚 主要用途 用于高温灼烧 固体试剂并适于 称量,如测定结 晶水合物中结晶 水含量的实验 配制、浓缩、 稀释、盛装、加 热溶液,也可作 较多试剂的反应 容器、水浴加热 器 使用方法及注意事项 能耐1 200~1 400 ℃的高温。有 盖,可防止药品迸溅。坩埚可在泥三 角上直接加热,热坩埚及盖要用坩埚 钳夹取,热坩埚不能骤冷或溅水。易 被热的强碱腐蚀,熔融NaOH等强碱 时,需在铁坩埚中进行 加热时垫石棉网,外壁要擦干,加 1 热液体时液体量不超过容积的 ,不 2 可蒸干,反应时液体不超过容积的 2 ,溶解时要用玻璃棒轻轻搅拌 3

烧杯

第59讲 │ 考点整合
仪器图形 与名称 烧瓶 主要用途 使用方法及注意事项 平底烧瓶一般不作加热仪器,圆底 烧瓶加热要垫石棉网,或水浴加热。 1 液体量不超过容积的 2 加热要垫石棉网,要加碎瓷片防止 暴沸,分馏时温度计水银球宜在支管 口处

用作加热或不 加热条件下较多 液体参加的反应 容器 作液体混合物 蒸馏烧瓶 的蒸馏或分馏, 也可装配气体发 生器 锥形瓶

滴定中的反应 同圆底烧瓶。滴定时需振荡,因而 器,也可收集液 液体不能太多,不搅拌 体,组装洗气瓶

第59讲 │ 考点整合
仪器图形 与名称 集气瓶 主要用途 收集、贮存少 量气体、装配洗 气瓶、气体反应 器、固体在气体 中燃烧的容器 用于盛放试 剂。可分广口瓶 和细口瓶,广口 瓶用于盛放固体 药品(粉末或碎 块状);细口瓶 用于盛放液体药 品 使用方法及注意事项 不能加热,作固体在气体中燃烧的容 器时,要在瓶底加少量水或铺一层细 沙。瓶口磨砂(与广口瓶瓶颈磨砂相区 别),用磨砂玻璃片封口 都是磨口并配有玻璃塞。有无色和棕 色两种,见光分解需避光保存的试剂一 般使用棕色瓶。盛放强碱固体和溶液 时,不能用玻璃塞,需用胶塞或软木 塞。试剂瓶不能用于配制溶液,也不能 用作反应器,不能加热。瓶塞不可互换

试剂瓶

第59讲 │ 考点整合
仪器图形 与名称 滴瓶 主要用途 使用方法及注意事项

由滴管和滴瓶组成,滴管置于滴瓶内, 滴瓶口为磨口,不能盛放碱液。有无色和 棕色两种,见光分解需避光保存的试剂 盛放少量液体 (如硝酸银溶液)应盛放在棕色瓶内。酸和 试剂的容器 其他能腐蚀橡胶制品的液体(如液溴)不宜 长期盛放在瓶内。滴管用毕应及时放回原 瓶,不可“串瓶” 控制导气管活塞可使反应随时发生或停 不溶性块状固 止,不能加热,不能用于强烈放热或反应 体与液体常温下 剧烈的气体的制备,若产生的气体是易燃 制取不易溶于水 易爆的,在收集或者在导管口点燃前,必 的气体 须检验气体的纯度

启普发生 器

第59讲 │ 考点整合
2.计量仪器的使用方法 仪器图形与名 称 主要用途 中和滴定(也可用于其 他滴定)的反应,可准确 量取液体体积,酸式滴 定管盛酸性、氧化性溶 液,碱式滴定管盛碱 性、非氧化性溶液,二 者不能互代(精确度0.01 mL) 使用方法及注意事项 使用前要洗净并检查是 否漏液,先润洗再装溶 液,‘0’刻度在上方, 但不在最上;最大刻度不 在最下。准确至0.1 mL, 可估读到0.01 mL。读数 时视线与凹液面相切

第59讲 │ 考点整合
仪器图形与名 称 量筒 主要用途 使用方法及注意事项 无0刻度线,刻度由下而上,选 合适规格可减小误差,读数同滴 定管。不能在量筒内配制溶液或 进行化学反应,不可加热 用前检查是否漏水,要在所标 温度下使用,加液体用玻璃棒引 流,定容时凹液面与刻度线相 切,不可直接溶解溶质,不能长 期存放溶液,不能加热或配制热 溶液。回答要选用的容量瓶时要 带规格

粗略量取液 体体积(精确度 0.1 mL) 容量瓶 用于准确配 制一定物质的 量浓度的溶 液,常用规格 有50、100、 250、500、1 000毫升等

第59讲 │ 考点整合
仪器图形 与名称 温度计 主要用途 使用方法及注意事项

托盘天平

使用温度计时要注意其量程,注意 测定温度的 水银球部位玻璃极薄(传热快),不要 量具,温度计 碰着器壁,以防碎裂,水银球放置的 有水银和酒精 位置要合适。如测液体温度时,水银 两种。常用的 球应置于液体中;做石油分馏实验时 是水银温度计 水银球应放在蒸馏烧瓶的支管口处 称前调零点,称量时左物右码,精 确至0.1克,药品不能直接放在托盘 称量药品(固 上(两盘各放一大小相同的纸片),易 体)质量,精确 潮解、腐蚀性的药品放在玻璃器皿 度0.1 g (如烧杯等)中称量,用完后,砝码放 回砝码盒,游码归零

第59讲 │ 考点整合
3.加热、蒸发、蒸馏、结晶的仪器 仪器图形 与名称 酒精灯 作热源 主要用途 使用方法及注意事项 点燃酒精灯时,不能用一个酒精灯点燃 2 另一个酒精灯,酒精不能超过容积的 , 3 1 不能少于 ,加热用外焰,熄灭用灯帽盖 4 灭,不能用嘴吹

第59讲 │ 考点整合
仪器图形 与名称 主要用途 蒸发皿用 于蒸发溶 剂,浓缩溶 液 使用方法及注意事项 蒸发皿可放在三脚架上直接加热,也可 用石棉网、水浴、沙浴等加热。不能骤 2 冷,蒸发溶液时不能超过 ,加热过程中 3 可用玻璃棒搅拌。在蒸发、结晶过程中, 不可将水完全蒸干,以免晶体颗粒迸溅 2 烧瓶中液体不能超过容积的 。温度计 3 水银球应在支管口处,蒸馏烧瓶中应加碎 瓷片或沸石以防暴沸,冷凝器下口进水, 上口出水

蒸发皿

蒸馏装置 对互溶的 液体混合物 进行分离

第59讲 │ 考点整合
4.过滤、分离、注入液体的仪器 仪器图形与名 称 漏斗 主要用途 使用方法及注意事项

过滤或向小口径容 不能用火加热,过滤时应 器注入液体;易溶性 “一贴二低三靠” 气体吸收(防倒吸) 装配反应器,便于 下端应插入液面下,否则 注入反应液 气体会从漏斗口逸出

长颈漏斗

第59讲 │ 考点整合
仪器图形与名称 分液漏斗 主要用途 用于分离密度不 同且互不相溶的液 体;也可组装反应 器,以随时加液 体;也可用于萃取 分液 使用方法及注意事项 使用前先检查是否漏液。 分液时下层液体自下口放 出,上层液体从上口倒出, 放液时打开上盖或将塞上的 凹槽对准上口小孔

第59讲 │ 考点整合
5.干燥仪器 仪器图形与 名称 干燥管 主要用途 常与气体发生器 一起配合使用,内 装块状固体干燥 剂,用于干燥或吸 收某些气体 可用作干燥器、 电解的实验容器、 吸收气体的装置 使用方法及注意事项 干燥气体时,大口一端为进 气口。球部充满粒状干燥剂, 如无水氯化钙和碱石灰等 内装粒状干燥剂,两边管口 连接导气管;也可用作电解的 实验容器,内装电解液,两边 管口内插入电极;还可用吸收 气体的装置

U形管

第59讲 │ 考点整合
仪器图形与 名称 主要用途 用于存放需要保 持干燥的物品的容 器。干燥器隔板下 面放置干燥剂,需 要干燥的物品放在 适合的容器内,再 将容器放于干燥器 的隔板上 使用方法及注意事项 灼烧后的坩埚内药品需要干 燥时,须待冷却后再将坩埚放 入干燥器中。干燥器盖子与磨 口边缘处涂一层凡士林,防止 漏气。干燥剂要适时更换。开 盖时,要一手扶住干燥器,一 手握住盖柄,稳稳平推

干燥器

第59讲 │ 考点整合

6.夹持仪器 铁架台、铁夹、试管夹、坩埚钳、滴定管夹、三脚架、泥三 角、镊子、石棉网等。 【弹簧夹】 用以夹紧橡皮导管,使之不漏气体或液体。

图59-1

第59讲 │ 考点整合
7.其他仪器:药匙、燃烧匙、玻璃棒、试管架、试管刷、研 钵等。 仪器图形与名 称 药匙 主要用途 有牛角、瓷质和 塑料质三种,两端 各有一勺,一大一 小。药勺用于取固 体药品 夹持坩埚和坩埚 盖的钳子。也可用 来夹持蒸发皿 使用方法及注意事项 根据药品的需要量,可选 用一端。药匙用毕,需洗 净,用滤纸吸干后,再取另 一种药品 当夹持热坩埚时,先将钳 头预热,避免瓷坩埚骤冷而 炸裂;夹持瓷坩埚或石英坩 埚等质脆易破裂的坩埚时, 既要轻夹又要夹牢

坩埚钳

第59讲 │ 考点整合
仪器图形与名 称 试管夹 主要用途 使用方法及注意事项 夹持试管时,试管夹应从试 管底部套入,夹于距试管口 2~3厘米处。在夹持住试管 后,右手要握住试管夹的长 臂,右手拇指千万不要按住试 管夹的短臂(即活动臂),以防 拇指稍用力造成试管脱落打碎 不能加热,研磨时不能用力 过猛或锤击。如果要制成混合 物粉末,应将组分分别研磨后 再混合,如二氧化锰和氯酸 钾,应分别研磨后再混合,以 防发生反应

用于夹持试管进 行简单加热的实验 仪器,一般为竹制 品

研钵

用于研磨固体物 质,使之成为粉末 状。有玻璃、白 瓷、玛瑙或铁制研 钵。与杵配合使用

第59讲 │ 考点整合
二、化学实验基本操作 1.药品的取用 (1)固体药品的取用 ①药品不能用手接触,更不能尝药品的味道。 ②向试管里装粉末状药品,应用药匙取少量药品,伸入横放的 2 试管中的 处,然后将试管直立,使药剂落在试管底。如果试管口 3 径小,药匙大,可把固体粉末倒入对折的纸槽,送入平放的试管底 部。 ③向试管里装块状固体,将试管倾斜,用镊子夹持块状固体试 剂,使其沿管壁缓缓滑下。不可从试管口垂直放下,以免打碎试 管。

第59讲 │ 考点整合
(2)液体药品的取用 ①取少量液体时,可用胶头滴管吸取;有时用玻璃棒蘸取。 ②取用准确体积的液体时,可用滴定管。 ③取用较多量液体时,可以直接倾倒。方法是:取下瓶盖倒放 在桌面上,将标签贴手心一边,倾倒液体。倒完后盖好瓶盖,放回 原处。往小口容器倒液体时,应用玻璃棒引流或用漏斗。 2.试剂保存 (1)固态试剂要盛放在广口瓶中,液态试剂一般要盛放在细口 瓶中。 (2)易潮解、易挥发、易与空气中的氧气、水蒸气、二氧化碳 起反应的药品应密封保存。如固体NaOH、浓盐酸、浓硫酸等。特 殊的如K、Na要放在煤油中,白磷放于水中。 (3)见光或受热易分解的物质应盛放在棕色瓶中,放置阴凉 处。如AgNO3、浓HNO3等。

第59讲 │ 考点整合
(4)液态溴有毒且易挥发,应贮于磨口的细口瓶中,加盖玻璃 塞(不能用胶塞),液面上加些水起水封作用,以减少溴的挥发并放 阴凉处。 (5)易挥发、着火的药品应密封保存在阴凉处,远离火源。如 乙醇、乙醚、苯等。 (6)盛放药品的器皿应不能跟所盛药品反应。如盛NaOH的试剂 瓶不能用玻璃塞而应用橡胶塞。 3.仪器洗涤 (1)基本方法:先注入少量水,振荡倒掉,冲洗外壁,若仍有 污迹,刷洗或用洗涤液处理。最后用蒸馏水冲洗。 (2)洗净的标准:内壁均匀附着一层水膜,不聚成水滴,也不 成股流下。 (3)仪器洗涤的方法:根据仪器沾有污痕的性质,选择适当的 试剂溶解而除去。常用的有:酸洗、碱洗、氧化剂洗、溶剂洗等。

第59讲 │ 考点整合
(4)特殊污迹的洗涤举例 ①内有油脂的试管: NaOH 溶液或洗衣粉或汽油 ________________________________________; ②附有银镜的试管: HNO3 溶液 ________________________________________; ③还原 CuO 后的试管:________; 硝酸 CS2 ④粘有硫黄、白磷、碘的试管:________; ⑤久置 KMnO4 溶液的试剂瓶:__________; 浓盐酸 NaOH 溶液或 CS2 ⑥熔化硫的试管:__________________; 盐酸 ⑦久置石灰水的试剂瓶:________; 酒精或 NaOH 溶液 ⑧熔化苯酚的试管:__________________; ⑨盛放乙酸乙酯的试管:__________________; NaOH 溶液或酒精 ⑩做过 Cl-、Br-检验的试管:________。 氨水

第59讲 │ 考点整合
4.试纸的使用 (1)常用试纸及用途 红色石蕊试纸:测试碱性试剂或气体; 蓝色石蕊试纸:测试酸性试剂或气体; KI淀粉试纸:测试氧化性气体; pH试纸:测试溶液酸碱性。 (2)使用方法 检验溶液:取试纸放在表面皿上,用玻璃棒蘸取液体,沾在试 纸中心,观察颜色的变化,判断溶液的性质。 检验气体:先用水润湿试纸,再用镊子夹取试纸或粘在玻璃棒 的一端,再放在气体中,观察试纸的颜色变化情况来判断气体的性 质。 试纸的种类很多。常用的有红色石蕊试纸、蓝色石蕊试纸、pH 试纸、淀粉碘化钾试纸和品红试纸等。 注意:使用pH试纸不能用蒸馏水润湿。

第59讲 │ 考点整合
5.溶液的配制 (1)配制一定溶质质量分数的溶液 计算:算出所需溶质和水的质量。把水的质量换算成体积。 如溶质是液体时,要算出液体的体积。 称量:用天平称取固体溶质的质量;用量筒量取所需液体、 水的体积。 溶解:将固体或液体溶质倒入烧杯里,加入所需的水,用玻 璃棒搅拌使溶质完全溶解。 (2)配制一定物质的量浓度的溶液 计算:算出固体溶质的质量或液体溶质的体积。 称量:用托盘天平称取固体溶质质量,用量筒量取所需液体 溶质的体积。

第59讲 │ 考点整合
溶解:将固体或液体溶质倒入烧杯中,加入适量的蒸馏水(约 1 为所配溶液体积的 ),用玻璃棒搅拌使之溶解,冷却到室温后,将 6 溶液引流注入容量瓶里。 洗涤(转移):用适量蒸馏水将烧杯及玻璃棒洗涤2~3次,将洗 涤液注入容量瓶。振荡,使溶液混合均匀。 定容:继续往容量瓶中小心地加水,直到液面接近刻度1 cm~2 cm处,改用胶头滴管加水,使溶液凹液面恰好与刻度相 切。把容量瓶盖紧,再振荡摇匀。 三、化学实验安全及一般事故的处理 1.防爆炸 (1)可燃性气体(如H2、CO、CH4、C2H4、C2H2等)在空气中达 到爆炸极限点燃时都会发生爆炸,因此点燃这些气体前均须检验 纯度,进行这些气体实验时应保持实验室空气流通。

第59讲 │ 考点整合
(2)H2还原CuO,CO还原Fe2O3等实验,在加热之前应先通 气,将实验装置内的空气排出后再加热,防止与装置内空气混合 受热发生爆炸。 (3)活泼金属与水或酸反应要注意用量不能过大。 (4)银氨溶液应现配现用,并且配制时氨水不能过量。 2.防仪器炸裂 (1)加热烧瓶、烧杯时要垫石棉网;在试管中加热固体时(如制 氧气、制氨气、制甲烷、氢气还原氧化铜等),管口要略向下倾 斜。 (2)在集气瓶中点燃金属时,瓶中要加少量水或铺一层细沙。 (3)玻璃仪器加热前外壁要干燥,在加热过程中不能触及焰 芯。 (4)热仪器不能立即用冷水刷洗。

第59讲 │ 考点整合
3.防液体飞溅 (1)浓硫酸与水、浓硝酸、乙醇等混合时,应将浓硫酸小心沿 容器壁慢慢加入另一液体中,边加边振荡。不能将液体注入浓硫 酸中,更不能将浓硫酸与碳酸钠溶液混合。 (2)加热沸点较低的液体混合物时,要加碎瓷片以防暴沸;加 热试管中的液体,管口不能对人。 (3)蒸发溶液要用玻璃棒搅拌。 4.防液体倒吸 (1)氯化氢和氨气等易溶性气体溶于水要连接防倒吸的装置。 (2)加热氯酸钾制氧气等实验并用排水法收集后,停止加热前 应先将导气管从水中取出。 (3)实验室制乙酸乙酯,因装置内气压不稳定,也要防倒吸。

第59讲 │ 考点整合
5.防导管堵塞 制气装置若发生导管堵塞,将导致装置内压强增大,液体喷 出。因此,制氧气和乙炔时,发生装置的导管口附近要塞一团疏松 的棉花,以防导管被固体或浆状物堵塞。 6.防中毒 (1)不能用手直接接触化学药品。 (2)不能用嘴品尝药品的味道。 (3)闻气味时,应用手轻轻扇动,使少量气体进入鼻孔。 (4)制备或使用有毒气体的实验,应在通风橱内进行,尾气应用 适当试剂吸收,防止污染空气。 7.防烫伤 (1)不能用手握试管加热。 (2)蒸发皿和坩埚加热后要用坩埚钳取放(石棉网上)。

第59讲 │ 考点整合
8.防割伤 刷洗、夹持或使用试管等玻璃仪器时,要注意进行正确操 作,以防被割伤。 9.防火灾 (1)易燃物要妥善保管,用剩的钠或白磷要立即放回煤油或水 中。 2 1 (2)酒精灯内的酒精量不能多于容积的 ,不得少于容积的 , 3 4 不能用燃着的酒精灯去点燃另一只酒精灯,不能用嘴吹灭酒精 灯。 (3)万一发生火灾,应选用合适的灭火剂扑灭,如少量酒精着 火,可用湿抹布盖灭或用水浇灭,活泼金属着火可用沙土埋灭。

第59讲 │ 考点整合
10.防环境污染 (1)实验剩余的药品既不能放回原瓶,也不要随意丢弃,更不 要拿出实验室,要放入指定的容器或废液缸内。所有实验废弃物 应集中处理,不能随意丢弃或倾倒。 (2)能相互反应生成有毒气体的废液(如硫化钠溶液和废酸等) 不能倒入同一废液缸中;涉及有毒气体的实验要有尾气处理装置 (如实验室制氯气时用氢氧化钠溶液吸收多余的氯气,一氧化碳 还原氧化铁的实验中可用气球将多余的一氧化碳收集起来或使其 通过碱液后点燃除去)。 (3)汞洒落地面应及时用硫黄粉覆盖,防止汞蒸气中毒。

第59讲 │ 考点整合
11.常见事故的处理 事故 处理方法 酒精及其他易燃有机物小 立即用湿布扑盖 面积失火 钠、磷等失火 迅速用沙子覆盖 少量酸(或碱)滴到桌上 立即用湿布擦净,再用水冲洗 立即用适量NaHCO3溶液(或稀HAc) 较多量酸(或碱)流到桌上 作用,后用水冲洗 先用水冲洗,再用NaHCO3稀溶液 酸沾到皮肤或衣物上 冲洗 先用较多水冲洗,再用硼酸溶液冲 碱液沾到皮肤上 洗

第59讲 │ 考点整合
事故 酸、碱溅到眼中 苯酚沾到皮肤上 白磷沾到皮肤上 溴滴到皮肤上 误食重金属盐 汞滴落在桌上或地上 浓H2SO4沾到皮肤上 处理方法 立即用水反复冲洗,并不断眨眼, 千万不要用手揉眼睛 用酒精擦洗后用水冲洗 用CuSO4溶液洗伤口,后用稀 KMnO4溶液湿敷 应立即擦去,再用稀酒精等无毒有 机溶剂洗去,后涂硼酸、凡士林 应立即口服蛋清或生牛奶 应立即撒上硫粉 立即用大量水冲洗

第59讲 │ 考点整合
四、装置气密性的检验 凡是有导气管的实验装置,装配好后均须检查气密性。常见 的检查方法有如下5种:

图59-2

第59讲 │ 考点整合
(1)简单装置检查气密性的方法(如图A):用双手(或用酒精灯微 热或用湿的热毛巾)捂住烧瓶,烧杯内水中有气泡产生,过一会儿双 手离去,烧杯内的导管中有水柱生成,说明不漏气,反之,说明漏 气。 (2)带有长颈漏斗的装置检查气密性的方法(如图B):①向导气 管吹气,长颈漏斗下端形成水柱,说明不漏气,反之漏气;②用止 水夹夹紧橡皮管,向长颈漏斗中注入水,静置片刻,长颈漏斗中水 柱不下降,说明不漏气;否则说明漏气。 (3)检验量气装置气密性(如图C):连接好仪器,向乙管中注入 适量水,使乙管液面高于甲管液面,静置一段时间,若液面位置保 持不变,证明装置气密性良好。 (4)分段法:如图D,分别关闭K1或K2,分段检查。 (5)变压法:如图E,推或拉注射器,导管内水柱上升或有气 泡。

第59讲 │ 要点探究 要点探究
? 探究点一 对常用仪器使用的考查

常用仪器中用亍加热的仪器有烧杯、试管、锥形瓶、平底烧 瓶、圆底烧瓶、蒸馏烧瓶、蒸发皿、燃烧匙、坩埚,其中可直接加 热的有:试管、坩埚、蒸发皿、燃烧匙;垫石棉网加热的仪器有: 烧杯、烧瓶、锥形瓶。加热时使用酒精灯一定要注意:正确地点 (用火柴)、正确地灭(用灯帽盖灭)、正确地添加酒精(酒精量丌超过 2 容积的 )。加热方法有:直接加热法、水浴加热法 (当被加热物质 3 要求受热均匀而温度丌超过 100 ℃时,用此方法)。

第59讲 │ 要点探究
例1 下列仪器用酒精灯加热时,需垫石棉网的是( ①烧杯 ②坩埚 ③锥形瓶 ④蒸发皿 ⑤试管 ⑥烧瓶 ⑦表面皿 A.②④⑤ B.①⑥⑦ C.③④⑥ D.①③⑥

)

例 1 D 加热时垫石棉网,目的是使仪器受热均匀,防止 炸裂。试管可用作反应器加热物质,加热固体时试管口应稍向下 倾斜,防止有水倒流而导致试管炸裂。烧杯常用来溶解物质、配 制溶液和作反应容器,对烧杯加热时要加垫石棉网,加热前应将 烧杯外壁擦干,溶解固体时,要轻轻搅拌。坩埚用于灼烧固体物 质,放在泥三角上直接加热,用坩埚钳夹取。蒸发皿用于溶液的 蒸发、浓缩和结晶,可直接加热。

第59讲 │ 要点探究

[点评] 本题主要考查了常见加热仪器的使用。 通过例题分析, 将几类常见的加热方式进行归纳,达到知识整合提升的目的。在 讲解时,注意对各类常见仪器的使用进行系统归纳,并强调其注 意事项。 对玻璃仪器进行加热,主要是防止炸裂,一般地,烧杯、锥 形瓶、烧瓶等受热面积较大,为了达到均匀受热的目的,因此要 垫石棉网,而试管受热面小,不必垫石棉网。

第59讲 │ 要点探究

[2011· 肇庆模拟] 下列有关实验操作的说法正确的是 ( ) A.可用 25 mL 碱式滴定管量取 20.00 mL KMnO4 溶液 B.用 pH 试纸测定溶液的 pH 时,需先用蒸馏水润湿试纸 2 C.蒸馏时蒸馏烧瓶中液体的体积不能超过容积的 ,液体也 3 不能蒸干 D.将金属钠在研钵中研成粉末,使钠与水反应的实验更安 全

第59讲 │ 要点探究

变式题 C 碱式滴定管不能装酸性和强氧化性溶液,A 错。 pH 试纸不能用蒸馏水润湿使用,会使测得的数值产生偏差,B 错。 钠若磨成粉末,研磨时会与空气反应,研碎后反应速率加快,与水 反应更加剧烈,更加不安全,D 错。

第59讲 │ 要点探究
? 探究点二 有关化学实验基本操作的考查

化学实验基本操作主要包括:仪器的洗涤、药品的取用、药 品加热、称量物质、溶液的配制、物质的检验、混合物的分离不 提纯、物质的制备以及定量实验等,内容详见考点整合,在高考 中以选择题形式考查为主。

第59讲 │ 要点探究
例2 求的是( [2011· 唐山一中] 下列实验能达到实验目的且符合安全要 )

图59-3

第59讲 │ 要点探究
例 2 B 制备氢氧化亚铁沉淀时, 应将滴管尖嘴伸入溶液中, 以防止在液体滴落的过程中带入氧气氧化氢氧化亚铁,因此 A 选 项错误。氧气难溶于水,可以用排水法收集,因此 B 选项正确。C 选项中产生的气体为可燃性氢气,应验纯后再点燃,以防止爆炸, 故 C 选项错误。稀释浓硫酸时应将浓硫酸注入水中,因此 D 选项 错误。

[点评] 本题考查的都是基本操作的基础知识, 属于容易题, 但该题告诉我们,化学中“一般与特殊相结合”的化学思想非 常重要,如选项 A,在制备氢氧化亚铁时,滴管的使用特殊, 需要将尖嘴伸到液面以下,防止带入空气使氢氧化亚铁氧化。

第59讲 │ 要点探究
化学是以实验为基础的自然科学,下列实验操作方 法正确的是( ) ①制氧气时用排水法收集氧气后出现倒吸现象,应立即停止加 热 ②给试管中的液体加热时,可加入碎瓷片或不时移动试管,以 免暴沸伤人 ③分液时,分液漏斗中下层液体从下口放出,上层液体从上口 倒出 ④检查容量瓶是否漏水的方法是: 向容量瓶中加水, 塞好瓶塞, 将容量瓶倒过来,若不漏水,将瓶塞旋转 180° ,再倒过来,看是否 漏水 ⑤为加速固体物质的溶解,常采取搅拌、加热等措施 ⑥使用 pH 试纸测量溶液的酸碱性时,先把 pH 试纸用蒸馏水 润湿后,再测量

第59讲 │ 要点探究
⑦酒精灯在桌子上歪倒着火,立即用湿布盖上 ⑧稀释浓硫酸时,将水沿器壁缓缓倒入浓硫酸中 A.①③④⑥⑧ B.①④⑤⑥⑦ C.②③④⑤⑦ D.②③⑤⑥⑧

变式题 C 制取 O2 时,若立即停止加热,则反应器内压强 降低,从而会引起倒吸,①错;用 pH 试纸测溶液的酸碱性时, 若将 pH 试纸润湿,会将所测溶液稀释,影响测定结果,⑥错; 稀释浓硫酸时,由于水的密度比硫酸小,且浓硫酸稀释放热,故 应把浓硫酸沿容器内壁慢慢倒入水中,并用玻璃棒不断搅拌,⑧ 错;C 正确。

第59讲 │ 要点探究
? 探究点三 对装置气密性检验的考查

气密性的检验首先应掌握常见实验装置的检验,其次需要注 意特殊装置的检验。 注意:气密性检验均利用压强差原理。 操作的步骤是,先建立密闭体系,然后适当的操作,最后说 明操作过秳中的现象和对应的结论。

第59讲 │ 要点探究
例3 [2009· 广东卷改编] 某实验小组利用如下装置(部分固定装 置略)制备氮化钙(Ca3N2),并探究其实验式。

图59-4 (1)按图连接好实验装置。检查装置的气密性,方法是 ___________________________________________。 (2)反应过程中末端导管必须插入试管A的水中,目的是 _____________________________________________。 (3)制备氮化钙的操作步骤是:①打开活塞K并通入N2;②点燃 酒精灯,进行反应;③反应结束后,_______________________;④ 拆除装置,取出产物。

第59讲 │ 要点探究
例 3 (1)关闭活塞 K, 将末端导管插入试管 A 的水中, 用酒精 灯微热硬质试管,若末端导管有连续均匀的气泡冒出,撤去酒精灯 冷却一段时间,在导管内形成一段水柱,并且一段时间不回落,则 证明装置的气密性良好 (2)防止空气中的氧气通过末端导管进入实验装置,氧化单质 钙,生成氧化钙,引入杂质 (3)先将末端导管从试管 A 中取出,再熄灭酒精灯

[解析] (1)检查装置气密性首先要关闭活塞 K,并将末端导管 插入试管 A 的水中形成密闭系统,通过升温形成压强差。(2)若 N2 中混有 O2 会使产物不纯,因此要排除氧气对反应的影响,末 端导管插入试管 A 的水中可防止氧气进入。 (3)此处要联想初中氧 气制备作答,因为温度降低会导致压强减小,出现倒吸现象,所 以要首先撤出导管,再熄灭酒精灯。

第59讲 │ 要点探究

[点评] 本题将课本实验融合在一起,是对学生的实验知识和 基本技能进行综合考查的一个好题,题在课本外,理在课本中, 有助于学生重视教材实验,以课本为本,在复习中不脱离课本。 在讲解时,注意让学生根据本题找出课本中与之相关的实验,进 行对比复习,以达到巩固升华和提高的目的。

第59讲 │ 要点探究
某课外小组利用 H2 还原黄色的 WO3 粉末测定 W 的相对 原子质量,图 59-5 是测定装置的示意图,A 中的试剂是盐酸。

图 59-5 请回答下列问题。 (1)仪器中装入的试剂:B________、C__________、D________。 (2)连接好装置后应首先__________,其方法是_________。 (3)“加热反应管 E”和“从 A 瓶逐滴滴加液体”这两步操作应该先 进行的是__________。在这两步之间还应进行的操作是_______________。 (4)反应过程中 G 管逸出的气体是______________________________, 其处理方法是__________________________________。

第59讲 │ 要点探究
变式题 (1)锌粒 水 浓硫酸 (2)检查气密性 将 G 弯管浸没在盛有水的烧杯中,温热烧瓶 B,观察 G 管口,若有气泡逸出,且停止加热后烧杯中的导管中 产生水柱,说明装置的气密性良好 (3)从 A 瓶逐滴滴加液体 检验 H2 的纯度 (4)氢气 在 G 管出口处点燃
[解析] (1)一般用盐酸和锌粒反应制取氢气,故 B 中放锌粒, C 中用水吸收挥发出的 HCl 气体,D 中用浓硫酸干燥 H2。 (3)应先通入氢气,然后再加热反应管 E,所以应该先向 A 瓶 逐滴滴加液体,制取氢气;在加热反应管 E 之前,还应检验氢气 的纯度。 (4)F 会将生成的水蒸气吸收, 最后从 G 管逸出的气体是氢气, 可以采用在 G 管出口处点燃的方法,除去多余的氢气。

第59讲 │ 备用习题 备用习题
下列实验中,有关仪器的下端必须插入液面以下的是( ) ①制备乙烯时用的温度计 ②制备氯气装置中的分液漏斗 ③制备氨水时将氨气溶于水的导管 ④制备氢气的简易装置中加 入稀硫酸用的长颈漏斗 ⑤分馏石油时的温度计 ⑥制备乙酸乙 酯时,将乙酸乙酯蒸气通入饱和 Na2CO3 溶液的导管 A.①②④ B.①④ C.①②③⑥ D.①②③④

第59讲 │ 备用习题
[解析] B 对于温度计来说,水银球部位是在液面上,还是在 液面下,关键是看要控制的是液体的温度还是蒸气的温度。若控 制的是液体的温度,则水银球位于液面下;若控制的是蒸气的温 度,则水银球位于液面上。制备乙烯时,要控制的是液体的温度, 所以水银球位于液面下。石油分馏时,控制的是蒸气的温度,所 以水银球位于液面上。 对于漏斗来说,若为分液漏斗,放出液体后活塞是关闭的, 所以对漏斗口的位置不作要求;对于长颈漏斗来说,由于气体容 易沿着漏斗颈逸出,所以漏斗口必须位于液面下,液体起着液封 作用。

第59讲 │ 备用习题

吸收蒸气时,导管口是位于液面上,还是位于液面下,关键 看是否会发生倒吸。若气体在液体中的溶解度较大,容易发生倒 吸作用,则导管口位于液面上;若气体在液体中的溶解度不太大, 则导管口位于液面下。氨气极易溶于水,导管口应位于液面上; 虽然乙酸乙酯在水中的溶解度不大,但由于它内部混有乙酸和乙 醇,它们都是易溶于水的物质,所以导管口也必须位于液面上。

第60讲 │ 描述气体的制备与净化 物质的检验

第60讲 气体的制备与净化 物质的检验、分离和提纯

第60讲 │ 编读互动 编读互动
本部分知识也属于化学实验基本操作, 但由于其是化学实验中的核心内 容,更是高考中的常考内容,所以单列一讲。试题可以是选择题,也可以是 推断题、简答题或以上问题的综合。试题主要表现为以下几个方面:制备气 体实验装置的选择与仪器连接、装置气密性的检验、尾气处理;离子检验、 物质除杂质;以元素化合物性质和化学实验基本操作为基础,对素材的组织 水平和语言表达能力进行考查且考查内容逐渐加深,形式趋于多样,与元素 化合物知识题型联系更紧密的框图题中也有实验问题。 在本讲内容中,编者主要就气体的发生装置、净化装置、收集装置、 尾 气处理装置等进行了较详细地归类分析;对常见物质的检验、分离及提纯进 行讲解和探讨,其目的是针对学生实验部分的薄弱环节,提高学生的实验技 能和应试技巧。分别配置例题和变式题进行强化和巩固提高。

第60讲 │ 考点整合 考点整合
一、气体制备实验装置的设计原则 1.装置顺序:制气装置→净化装置→反应或收集装置→尾气处 理装置。 2.安装顺序:由下向上,由左向右。 3.操作顺序:装配仪器→检验气密性→加入药品→进行实验。 二、各类装置的设计 1.气体发生装置的类型 (1)设计原则:根据反应物状态和反应条件来选择装置类型。 (2)装置基本类型:

第60讲 │ 考点整合

装置类型

固体反应物 固液反应物(不加热) 固液反应物(加热) (加热)

装置 示意图 Cl2、HCl、 CH2CH2等

典型气体 O2、NH3等

H2、CO2、H2S等

第60讲 │ 考点整合
装置 类型 固体反应物(加热) 固液反应物(不加热) (1)可通过分液漏斗 来控制液体用量和气 体的生成速率 (2)分液漏斗可改用 长颈漏斗,但漏斗颈 的下口应伸入液面以 下,否则起不到液封 的作用 (3)反应容器可视制 气量的多少选择试 管、广口瓶、烧瓶等 固液反应物(加热)

(1)试管口应稍向下倾 斜,以防止产生的水蒸 气在管口冷凝后倒流而 引起试管破裂 (2)铁夹应夹在距试管 1 操作 口 处 3 要点 (3)胶塞上的导管伸入 试管里面不能太长,否 则会妨碍气体的导出 (4)若用排水法收集气 体,停止加热前,应先 将导气管从水中取出

(1)可通过分液漏 斗来控制液体用量 和气体的生成速率 (2)若被加热液体 沸点较低,烧瓶中 要加碎瓷片 (3)若用排水法收 集气体,停止加热 前,应先将导气管 从水中取出

第60讲 │ 考点整合
装置类型 固(液)+液, 不加热 装置示意图

固(液)+液, 加热

第60讲 │ 考点整合
装置类型 装置示意图

启普发生器及与 启普发生器 类 似的装置 适用:块状不溶 于水的固体与液 体在常温下反应 制备不易 溶于 水的气体

组成:球形漏斗、容器和带活塞的导管三部分 功能:可以使气体随开随用,随关随停

第60讲 │ 考点整合
(3)几种气体制备的反应原理 气体 反应原理(化学方程式) 名称 MnO2 2KClO3=====2KCl+3O2↑ △ △ 2KMnO4=====K2MnO4+MnO2 氧气 +O2↑ 反应 装置 收集 方法 操作注意事 项

排水 ①催化剂 法, MnO 可用 2 向上 CuO、Fe O 2 3 排气 等代替;② MnO2 固+ 2H2O2=====2H2O+O2↑ 法 加热KMnO4 2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑ 固 △ 时应将一团 △ 2NH4Cl+Ca(OH)2=====CaCl2+ ――→ 棉花放在管 气 2NH3↑+2H2O 向下 口,以防固 氨气 (不用NaOH,因其在加热时对玻 排气 体粉末进入 璃腐蚀较大) 法 导管 CaO NH3↑+H2O NH3· 2O===== H △

第60讲 │ 考点整合
气体 名称 氢气 硫化 氢 反应 反应原理(化学方程式) 装置 Zn+ H2SO4(稀)===ZnSO4+ H2↑ FeS+ H2SO4(稀)===FeSO4+ 固+ 液→ H2S↑ 气 CaCO3+ 2HCl===CaCl2+H2O +CO2↑ 收集方法 排水 法,向下 排气法 向上排气 法 操作注意事项 ①制H2时,不用氧 化性的酸,可加少 量CuSO4利用原电 池原理来加快反应 速率 ②制CO2时不能 用硫酸,生成的 CaSO4微溶,覆盖 在CaCO3表面阻止 反应进行

二氧 化碳

向上排气 法

第60讲 │ 考点整合
气体 名称 二氧 化硫 反应原理(化学方程式) Na2SO3+ H2SO4(浓)===Na2SO4+ SO2↑+H2O Cu+ 4HNO3(浓)===Cu(NO3)2 +2NO2↑+2H2O CaC2+2H2OCa(OH)2+ CHCH↑ 3Cu+ 8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2 +2NO↑+4H2O 固+ 液→ 气 反应 装置 收集 方法 操作注意事项

二氧 化氮 乙炔 一氧 化氮

向上 排气 ③制乙炔时,用 法 饱和食盐水代替 水可得到平稳的 向上 乙炔气流 排气 ④收集NO用 法 排水法,既可防 排水 止NO被氧化, 法 又可除去可能混 有的NO2 排水 法

第60讲 │ 考点整合
气体 名称 反应原理(化学方程式) 反应装 收集方法 置 操作注 意事项

△ MnO2+4HCl(浓)===== 向上排气 MnCl2+2H2O+Cl2↑ 氯气 法 2KMnO4+16HCl===2KCl+ 2MnCl2+5Cl2↑+8H2O 微热 固+液 NaCl+H2SO4(浓)===== △ NaHSO4+HCl↑ ――→ 向上排气 氯化 △ 气 2NaCl+H2SO4(浓)===== 氢 法 Na2SO4+2HCl↑ 向浓硫酸中滴加浓盐酸 C2H5OH浓H2SO4 ――→ 170 ℃ 乙烯 排水法 CH2===CH2↑+H2O

氯气有 毒,注 意尾气 用 NaOH 溶液吸 收

第60讲 │ 考点整合
2.净化、干燥及其对应装置 (1)杂质产生原因:①反应过程中有挥发性物质,如用盐酸制取 的气体中一般有HCl,从溶液中冒出的气体中含有水蒸气;②副反应 或杂质参加反应引起,如制乙烯时乙烯中含SO2,乙炔中含H2S等。 (2)装置基本类型:根据净化药品的状态及条件来设计 装置 类型 装 置 示意图 液体除杂剂 (不加热) 固体除杂剂 (不加热) 固体除杂剂 (加热)

第60讲 │ 考点整合
(3)气体的净化剂的选择 选择气体吸收剂的依据:气体的性质和杂质的性质的差异。 主要考虑的是吸收效果,而不是现象。选择一种与杂质反应快而 且反应完全的除杂剂。 一般情况下:①易溶于水的气体杂质可用水来吸收;②酸性 杂质可用碱性物质吸收;③碱性杂质可用酸性物质吸收;④水分 可用干燥剂来吸收;⑤能与杂质反应生成沉淀(或可溶物)的物质也 可作为吸收剂。 选用吸收剂的原则:①只能吸收气体中的杂质,而不能与被 提纯的气体反应;②不能引入新的杂质。在密闭装置中进行,要 保持装置气体畅通。

第60讲 │ 考点整合
(4)气体干燥剂的类型及选择 常用的气体干燥剂按酸碱性可分为三类 ①酸性干燥剂,如浓硫酸、五氧化二磷、硅胶。酸性干燥剂能 够干燥显酸性或中性的气体,如CO2、SO2、NO2、HCl、H2、 Cl2、O2、CH4等气体。 ②碱性干燥剂,如生石灰、碱石灰、固体NaOH。碱性干燥剂 可以用来干燥显碱性或中性的气体,如NH3、H2、O2、CH4等气 体。 ③中性干燥剂,如无水氯化钙等,可以干燥中性、酸性气体, 如O2、H2、CH4等。 在选用干燥剂时,显碱性的气体不能选用酸性干燥剂干燥,显 酸性的气体不能选用碱性干燥剂干燥。有还原性的气体不能选用有 氧化性的干燥剂干燥。能与气体反应的物质不能选作干燥剂,如不 能用CaCl2来干燥NH3(因生成CaCl2· 8NH3),不能用浓H2SO4干燥 NH3、H2S、HBr、HI等。

第60讲 │ 考点整合

(5)气体净化与干燥装置连接次序 洗气装置总是进气管插入接近瓶底,出气管口略出瓶塞。干 燥管总是大口进,小口出。一般情况下,若采用溶液作除杂试 剂,则是先除杂后干燥;若采用加热法除去杂质,则是先干燥后 加热。 对于有毒、有害的气体,尾气必须用适当的溶液加以吸收 (或点燃),使它们变为无毒、无害、无污染的物质。如尾气Cl2、 SO2、Br2(蒸气)等可用NaOH溶液吸收;尾气H2S可用CuSO4或 NaOH溶液吸收;尾气CO可用点燃法,将它转化为CO2气体。

第60讲 │ 考点整合
3.收集装置 (1)设计原则:根据气体的溶解性或密度 ①易溶或与水反应的气体:用向上(或下)排空气法; ②与空气成分反应或与空气密度相近的气体:排水(液)法; ③两种方法皆可用时,排水法收集的气体较纯。若欲制取的 气体要求干燥,用排空气法或排非水溶剂法。

第60讲 │ 考点整合
(2)装置基本类型: 装置 排水(液)集气法 类型 装置 示意 图 适用 不溶于水(液)的气 范围 体 H2、O2、NO、 典型 CO、CH4、 气体 CH2CH2、CHCH 密度大于空气的气 体 Cl2、HCl、CO2、 SO2、H2S 向上排空气集气法 向下排空气集气法

密度小于空气的气体

H2、NH3、CH4

第60讲 │ 考点整合
4.尾气处理装置——安全装置 (1)尾气的处理方法:直接排放、直接吸收、防倒吸吸收、燃烧处 理。 (2)处理装置 ①直接吸收

图60-1 ②防止倒吸装置的设计 在某些实验中,由于吸收液的倒吸,会对实验产生不良的影响, 如玻璃仪器的炸裂,反应试剂的污染等,因此,在有关实验中必须采 取一定的措施防止吸收液的倒吸。防止倒吸一般采用下列措施:

第60讲 │ 考点整合

a.切断装置:将有可能产生液体倒吸的密闭装置系统切 断,以防止液体倒吸,如实验室中制取氧气时,通常用排水法收 集气体,当实验结束时,必须先从水槽中将导管拿出来,然后熄 灭酒精灯。 b.设置防护装置 A.倒立漏斗式:这种装置可以增大气体与吸收液的接触面 积,有利于吸收液对气体的吸收。当易溶性气体被吸收液吸收 时,漏斗内压强减小,吸收液上升到漏斗中,由于漏斗容积较 大,导致烧杯中液面下降,使漏斗口脱离液面,漏斗中的吸收液 受自身重力的作用又流回烧杯内,从而防止吸收液的倒吸。对于 易溶于水难溶于有机溶剂的气体,气体在有机溶剂中不会倒吸。

第60讲 │ 考点整合
B.肚容式:当易溶于吸收液的气体由干燥管末端进入吸收液中 被吸收后,导气管内压强减小,烧杯中液体倒吸入干燥管内,但由 于干燥管“肚子”大,可防止液体倒吸入前面受热的反应容器中 去,还可以使干燥管下端脱离液面,使倒吸进入干燥管的吸收液本 身重量大于干燥管内外压力差,吸收液受自身重量的作用又流回烧 杯内,从而防止吸收液的倒吸。这种装置与倒置漏斗很类似。 C.蓄液式:当吸收液发生倒吸时,倒吸进来的吸收液被预先 设置的蓄液装置贮存起来,以防止吸收液进入受热仪器或反应容 器。这种装置又称安全瓶。 D.平衡压强式:为防止分液漏斗中的液体不能顺利流出,用 橡皮管连接成连通装置。 E.防堵塞安全装置式:为防止粉末或糊状物堵塞导气管,可将 棉花团置于导管口处。 F.液封装置:为防止气体从长颈漏斗中逸出,可在发生装置中 的漏斗末端套住一支小试管。且此装置还能控制液体药品的用量。

第60讲 │ 考点整合

悬空 倒立漏 式 斗式

肚容 式

蓄液安全 平衡压 防堵塞安 瓶式 强式 全装置式

液封式

第60讲 │ 考点整合
③防污染安全装置:燃烧处理或袋装。 (3)判断原则 ①有毒、污染环境的气体不能直接排放。 ②尾气吸收要选择合适的吸收剂和吸收装置。 直接吸收:Cl2、H2S、NO2。 防倒吸:HCl、NH3、SO2。 常用吸收剂:水、NaOH溶液、硫酸铜溶液。 ③可燃性气体且难用吸收剂吸收:燃烧处理或袋装(见图60- 2)。如CO。

图60-2

第60讲 │ 考点整合
5.排水量气装置 标准装置(见图60-3)

图60-3 变化装置(见图60-4)

图60-4

第60讲 │ 考点整合
三、常见气体的检验方法 检验方法和发生的现 化学方程式 象 2H2+ 混合空气点燃,有爆 无色气 点燃 氢气 鸣声,上罩冷烧杯,生 O2===== 体 成物只有水 2H2O 点燃 无色气 将带余烬的木条放 C+O2===== 氧气 体 入,木条复燃 CO2 黄绿 ①用湿润的碘化钾淀 色有刺 2KI+ 氯气 激性气 粉试纸检验,试纸变蓝 Cl2===2KCl +I2 ②能漂白湿石蕊试纸 味的气 体 气体 状态 容易引起的 错误判断 不是只有 H2能产生爆 鸣声

O3、NO2 和溴蒸气也 能使碘化钾 淀粉试纸变 蓝

第60讲 │ 考点整合
检验方法和发生的现 象 容易引起的 错误判断 遇湿润的 蓝色石蕊试 纸变红的气 体很多(如 SO2、SO3、 CO2等),判 断要慎重 Cl2通入品 红溶液也会 褪色,但加 热不复现红 色

气体

状态

化学方程式

无色 氯化 有刺激 氢 性气味 的气体

①用蘸有浓氨水的玻 ①NH3+ 璃棒靠近,冒白烟 HCl===NH4 ②将气体通入AgNO3 Cl ②AgNO3+ 溶液有白色沉淀 ③用湿润的蓝色石蕊 HCl===AgCl ↓+HNO3 试纸检验,试纸变红 2MnO4 + 2H2O+ 5SO2===2M 2 n2++5SO4- +4H+


无色 ①使酸性高锰酸钾溶液 二氧 有刺激 褪色,变为无色 化硫 性气味 ②通入品红溶液褪色, 的气体 加热颜色复现

第60讲 │ 考点整合
气体 状态 容易引起的 检验方法和发生的现象 化学方程式 错误判断

无色 加入Pb(NO3)2溶液有黑 Pb2++ 而有臭 硫化 鸡蛋气 色沉淀或遇湿润的 H2S===PbS 氢 ↓+2H+ 味的气 Pb(NO3)2试纸变黑 体 ①NH3+ 无色 ①用蘸有浓盐酸的玻璃棒 HCl===NH4 有刺激 靠近,冒白烟 Cl 氨气 性气味 ②用湿润的红色石蕊试纸 ②NH3+ H2O? ? NH 的气体 检验,试纸变蓝 + - 4 +OH 无色、 一氧 2NO+ 无味气 在空气中立即变成红棕色 化氮 O2===2NO2 体

第60讲 │ 考点整合
气体 状态 容易引起的错 检验方法和发生的现象 化学方程式 误判断 3NO2+ 溶于水生成硝酸,溶液显 H2O===2HN 酸性 O3+NO 2CO+ 可燃,火焰呈蓝色,燃烧 注意与其他 点燃 O2===== 产物只有CO2 可燃物的区别 2CO2 燃着的木条 在N2或其他一 ①使燃着的木条熄灭 Ca(OH)2+ 些气体中也会 ②通入足量的澄清石灰 CO2===CaC 熄灭,SO2也 O3↓+H2O 水,变浑浊 可使澄清的石 灰水变浑浊

二氧 红棕色 化氮 气体 一氧 无色无 化碳 味气体

二氧 无色气 化碳 体

第60讲 │ 考点整合
气体 甲烷 状态 无色气 体 检验方法和发生的现象 可燃,生成H2O和 CO2,不使KMnO4溶液 和溴水褪色 容易引起的 错误判断 CH4+ 注意与其 点燃 2O2――→CO2 他可燃气体 的区别 +2H2O 乙炔也能 C2H4+ 燃烧,也可 点燃 3O2――→2CO2 使KMnO4溶 液和溴水褪 +2H2O 色,但乙炔 C2H4+ Br2→CH2BrCH 燃烧时火焰 明亮且冒黑 2Br 烟 化学方程式

无色气 乙烯 体

可燃,生成H2O和 CO2,使KMnO4溶液和 溴水褪色

第60讲 │ 考点整合
气体 状态 检验方法和发生的现象 化学方程式 容易引起的 错误判断

2C2H2+ 点燃 ①可燃,有明亮火焰且冒 5O2 ――→ 4CO2 无色无 黑烟 +2H2O 乙炔 味气体 ②使KMnO4溶液褪色 C2H2+ ③使溴水褪色 2Br2→CHBr2C HBr2

第60讲 │ 考点整合
四、常见阳离子、阴离子的鉴别方法 离子 Na+ K


溶液颜色 无色 无色 深黄色 无色

所用试剂 焰色反应 KSCN溶液 NaOH溶液 浓NaOH溶液 (加热),红色石 蕊试纸

Fe3



NH+ 4

现象 火焰呈黄色 透过蓝色钴玻璃观 察,火焰呈紫色 溶液呈红色 生成红褐色沉淀 生成有刺激性气味 的气体,能使湿润的 红色石蕊试纸变蓝

第60讲 │ 考点整合
离子 Cl


溶液颜 色 无色 无色 无色 无色 无色

所用试剂 AgNO3溶液和稀 HNO3 AgNO3溶液和稀 HNO3 AgNO3溶液和稀 HNO3

现象

Br



I-
2 SO4-

CO2- 3

生成白色不溶于稀硝酸的 沉淀 生成浅黄色不溶于稀硝酸 的沉淀 生成黄色不溶于稀硝酸的 沉淀 生成白色沉淀,且不溶于 BaCl2溶液和稀盐酸 稀盐酸 生成无色气体,能使澄清 盐酸和澄清石灰水 石灰水变浑浊 BaCl2溶液和盐酸(或稀 生成白色沉淀,溶于盐酸 且有无色无味气体生成 HNO3)

第60讲 │ 考点整合

五、混合物的分离方法 对混合物分离、提纯的基本要求:原理正确,操作简便,少 用试剂(主要成分),量不减少(或减少很少),保护环境。 混合物分离、提纯常用的方法,按实验操作方法分类,将有 关常用方法及其适应对象列表如下:

第60讲 │ 考点整合
混合物类型 各组分性质 一种组分可溶,另 一种不溶 各组分均溶,但 溶解度随温度变化 的差别比较大 各种金属放电顺序 不同 一种组分有升华特 性 一种组分加热分 解转化为另一组分 分离方法 过滤 重结晶 电解 加热升华 加热分解 实例 NaCl和CaCO3分离 NaCl与KNO3分离 电解法精炼铜 I2与KI分离 除去Na2CO3固体中 混有的NaHCO3

固态

第60讲 │ 考点整合
混合物 类型 各组分性质 分离方法 实例

液态

气态

各组分互溶,但沸点不同 蒸馏(分馏) 石油分馏 溶质在两种互不相溶的 CCl4提取碘水 萃取(分液) 溶剂中溶解度不同 中的碘 溶液中分子或离子能透 NaCl和淀粉溶液 过半透膜,而胶体粒子不 渗析 的分离 能透过半透膜 溶质在饱和的盐溶液中 蛋白质溶液的提 盐析 溶解度减小 纯 各气体溶解性或与吸收剂 洗气 CO与CO2分离 作用不同

第60讲 │ 要点探究 要点探究
? 探究点一 对气体制备的考查

常见气体的制备首先应掌握制备气体的常见装置,可以将三 种装置概括为:氢气型、氧气型和氯气型。但根据需要迚行迁秱 变异创新的装置也要注意。然后根据各种气体的丌同性质选择合 适的装置和药品制备气体。

第60讲 │ 要点探究
例 1 [2010· 厦门质检] 下列关于应用套管实验装置(部分装置 未画出)进行的实验,叙述错误的是( ) ..

图 60-5 A.利用甲装置可以制取少量 H2 B.利用乙装置可以验证 Na2O2 与水反应既生成氧气,又放出 热量 C.利用丙装置验证 KHCO3 和 K2CO3 的热稳定性,X 中应放 的物质是 K2CO3 D.利用丁装置制取 SO2,并检验其还原性,小试管中的试剂 可为酸性 KMnO4 溶液

第60讲 │ 要点探究
例 1 C 氢气密度小, 可用向下排空气法收集, 对; 2O2 A Na 与水反应产生 O2,放出热量使锥形瓶内气体膨胀,B 对;K2CO3 热稳定性较大,加强热不易分解,X 中应盛放 KHCO3,C 错; Cu 与浓 H2SO4 加热反应,生成的 SO2 从小试管的小孔进入,能 使酸性 KMnO4 溶液紫红色褪色,证明 SO2 具有还原性,D 对。
[点评] 本题是气体制取的方法创新,但都离不开三种基本类 型的原理。有的是相当于简化去掉了导管,有的是将原来的两个 装置巧妙地合在一起。能考查学生的创新思维,是非常好的题目。

第60讲 │ 要点探究
图 60-6 是气体制取装置, 下列能用此装置制取气体 并能“随开随用、随关随停”的是( )

图 60-6 A.大理石和稀硫酸制取二氧化碳 B.锌粒和稀硫酸制氢气 C.浓盐酸和二氧化锰制氯气 D.电石和水制取乙炔

第60讲 │ 要点探究

变式题 B 根据题图所给装置特点,所制气体的反应应该 具备以下特点:①反应不需加热,②反应不能太剧烈,因此 C、 D 选项不合理,又因硫酸钙微溶于水,故生成的 CaSO4 会附着 于大理石表面,阻止反应进行,故 A 也不符合。

第60讲 │ 要点探究
? 探究点二 对物质检验与推断的考查

物质的检验的原理是根据其组成和物理、化学性质设计一定 的实验方案,根据现象来确认其存在戒迚行鉴别。当然也可以根 据题目给定的实验设计和现象推断某物质的存在不否。
例 2 [2010· 全国卷Ⅰ] 有 A、 C、 E 和 F 六瓶无色溶液, B、 D、 它们都是中学化学中常用的无机试剂。纯 E 为无色油状液体;B、 C、D 和 F 是盐溶液,且它们的阴离子均不同。现进行如下实验: ①A 有刺激性气味, 用沾有浓盐酸的玻璃棒接近 A 时产生白色 烟雾; ②将 A 分别加入其他五种溶液中,只有 D、F 中有沉淀生成; 继续加入过量 A 时,D 中沉淀无变化,F 中沉淀完全溶解;

第60讲 │ 要点探究
③将 B 分别加入 C、D、E、F 中,C、D、F 中产生沉淀,E 中有无色、无味气体逸出; ④将 C 分别加入 D、 F 中, E、 均有沉淀生成, 再加入稀 HNO3, 沉淀均不溶。 根据上述实验信息,请回答下列问题: (1)能确定的溶液是(写出溶液标号与相应溶质的化学式 ): _____________________________________________。 (2)不能确定的溶液,写出其标号、溶质可能的化学式及进一步 鉴别的方法:______________________________

第60讲 │ 要点探究
例 2 (1)A.NH3 E.H2SO4 F.AgNO3 C.BaCl2 (若 C 作为不能确定的溶液,进一步鉴别的方法合理,同样 给分) (2)B Na2CO3 或 K2CO3 用洁净的铂丝蘸取少量 B,在酒 精灯火焰中灼烧,若焰色呈黄色,则 B 为 Na2CO3 溶液;若透过 蓝色钴玻璃观察焰色呈紫色,则 B 为 K2CO3 溶液 D Al2(SO4)3 或 MgSO4 取少量 D,向其中滴加 NaOH 溶 液有沉淀生成,继续滴加过量的 NaOH 溶液,若沉淀溶解,则 D 为 Al2(SO4)3 溶液,若沉淀不溶解,则 D 为 MgSO4 溶液

第60讲 │ 要点探究
[解析] (Ⅰ)由题干表述可知 A 和 E 不是盐,又由纯 E 为无色 油状液体,推知 E 为硫酸(③步操作进一步确定);(Ⅱ)由题干和① 步操作可知 A 为氨水;(Ⅲ)再由②步操作可知 F 中阳离子为 Ag+, + + 发 生 的 反 应 为 : Ag + NH3· 2O = AgOH↓ + NH 4 ; AgOH + H + - 2NH3· 2O = [Ag(NH3)2] + OH + 2H2O ; 而 常 见 的 盐 中 只 有 H AgNO3 可溶于水,故 F 为 AgNO3;(Ⅳ)由③步操作可知 B 中阴离 子应为 CO2-,由于此无色无味的气体只能是 CO2,B、C、D 中能 3 + 生成沉淀说明不能是 HCO-, Na+、 + NH4 3 而阳离子可是常见的 K 、 等待定; (Ⅴ)同样由②步操作 D 中能与氨水生成沉淀的无色溶液中 常见的阳离子为 Mg2+或 Al3+,而阴离子需待下步反应再确定;

第60讲 │ 要点探究
(Ⅵ)由④步操作知生成的沉淀为可能为 AgCl、AgBr、AgI、BaSO4、 H2SiO3(不合理)等,但限于题干所述中学常用试剂,则沉淀应为 AgCl 和 BaSO4,才不溶于 HNO3,一个是与 AgNO3 结合生成的沉 淀,一个是与硫酸结合形成的沉淀,故 C 应该同时含有 Ba2+和 Cl - - ,即 C 为 BaCl2,进而推出 D 中阴离子应该为 SO2 ,因为题干所 4 述盐溶液中阴离子均不同,故 D 为 Al2(SO4)3 或 MgSO4。

[点评] 此题一改过去每年元素推断的通病,思维容量显著增 大,能力要求高,相比以前的无机推断显然有质的飞跃,考查学 生的分析与综合能力,涉及无机元素及其化合物的性质,离子反 应,未知物的推断,物质的检验,常见物质量多与量少的反应不 同、现象不同等,此题综合性强,难度大,区分度很好。 但此题在 B 和 C 上就有争议,如 B 还可能是(NH4)2CO3,C 还可能是 BaBr2、BaI2 等,当然限制一下沉淀颜色就排除了 C 的 歧义。讲解时教师可以变换如:④将 C 分别加入 D、E、F 中,均 有白色沉淀生成,再加入稀 HNO3,沉淀均不溶。

第60讲 │ 要点探究
老师可以在讲完本题后,帮学生进行以下归纳。 【知识点归纳】 无机物鉴别颜色方面的突破口: 1.红色世界 + (1)Fe2O3(红棕色)、Fe(OH)3(红褐色)、[Fe(SCN)]2 (血红色)、 Cu(紫红色)、Cu2O(砖红色)、NO2(红棕色)、P(红磷、暗红色)、 Br2(深红棕色)、红色石蕊试纸、品红溶液。 (2)充氦气的灯光呈粉红色,充氖气的灯光呈红色。 2.橙色世界 浓溴水、甲基橙试剂、Br2(CCl4)呈橙红色。

第60讲 │ 要点探究
3.黄色世界 (1)工业盐酸(含有 Fe3+)、Au、S8、Na2O2(淡黄色)、AgBr(淡 黄色)、AgI、Ag3PO4。 (2)钠元素焰色呈黄色。 4.绿色世界 (1)F2( 浅 黄 绿 色 ) 、 Cl2( 黄 绿 色 ) 、 Cu2(OH)2CO3( 绿 色 ) 、 CuCl2(浓溶液呈绿色)、FeSO4(浅绿色)。 (2)铜元素的焰色呈绿色。 5.黑色世界 铁粉、银粉及大多数金属粉末、石墨、CuO、CuS、Cu2S、 FeO、Fe3O4、MnO2。

第60讲 │ 要点探究
6.蓝色世界 CuSO4(溶液)、CuSO4· 2O(晶体)、液氧、臭氧。 5H 7.紫色世界 + (1)KMnO4(H )、紫色石蕊、碘单质呈紫黑色。 (2)充氩气的灯光呈紫蓝色, 钾元素的焰色呈紫色(透过蓝色钴 玻璃观察)。 (3)I2 升华生紫烟。 8.白色世界 基态:Pb(蓝白色)、Hg、铝粉、大多数块状金属、PbSO4、 BaSO4、AgCl、BaCO3、Ba3(PO4)2、BaSO3、CaCO3、Fe(OH)2(不 稳定)、Mg(OH)2、Al(OH)3、ZnS。

第60讲 │ 要点探究
? 探究点三 对物质分离与提纯的考查

物质分离和提纯一般需要物理方法不化学方法相结合。 常用的物理方法有: 过滤、结晶、蒸发、蒸馏、萃取、分液、渗析、洗气等。 化学方法有: 1.生成沉淀法 如 NaCl 溶液中混有少量的 MgCl2 杂质,可加入过量的 NaOH 溶 液,使 Mg2+转化为 Mg(OH)2 沉淀,过滤后加入适量的盐酸,调节 pH 为中性。

第60讲 │ 要点探究
2.生成气体法 如 Na2SO4 溶液中混有少量的 Na2CO3, 加入适量的秲硫酸, CO2- 将 3 转化为 CO2 而除去。 3.氧化还原法 如 FeCl3 溶液中混有少量的 FeCl2 杂质,可通入适量的 Cl2 将 FeCl2 氧化为 FeCl3。 4.正盐和酸式盐相互转化法 如在 Na2CO3 固体中混有 NaHCO3 杂质,可将固体加热,使 NaHCO3 分解生成 Na2CO3 而除去杂质; 若在 NaHCO3 溶液中混有 Na2CO3 杂质,可向溶液中通入足量的 CO2,使 Na2CO3 转化为 NaHCO3。

第60讲 │ 要点探究
5.利用物质的两性除去杂质 如在 Fe2O3 中混有 Al2O3 杂质,可利用 Al2O3 属亍两性氧化物, 能不强碱反应的特点,向样品中加入足量的 NaOH 溶液,使 Al2O3 转化为 NaAlO2,然后过滤,洗涤沉淀即可。

第60讲 │ 要点探究

6.怎样除去下列气体中的杂质气体?(括号内为杂质) ①Cl2(HCl);②CO2(HCl);③SO2(HCl);④H2S(HCl);⑤ CO2(SO2)。 ①将混合气体通过足量饱和 NaCl 溶液; .... ②将混合气体通过足量饱和 NaHCO3 溶液; ③将混合气体通过足量饱和 NaHSO3 溶液; ④将混合气体通过足量饱和 NaHS 溶液; ⑤将混合气体通过足量饱和 NaHCO3 溶液。

第60讲 │ 要点探究
根据物质除杂一般应遵循的原则,本组除杂问题有共同特点。 其共同特点是:(1)除杂剂要足量,以便除得干净、彻底;(2)除杂 剂均选用饱和溶液,以防止被提纯气体过多溶解而损失;(3)除① 外,均选用酸式盐溶液作除杂剂,而未选用正盐溶液,防止其将 被提纯气体溶解。有关反应为: CO2+Na2CO3+H2O===2NaHCO3 SO2+Na2SO3+H2O===2NaHSO3 H2S+Na2S===2NaHS

第60讲 │ 要点探究

例 3 [2010· 上海卷] 除去下列括号内杂质的试剂或方法错误 的是( ) A.HNO3 溶液(H2SO4):适量 BaCl2 溶液,过滤 B.CO2(SO2):酸性 KMnO4 溶液、浓硫酸,洗气 C.KNO3 晶体(NaCl):蒸馏水,结晶 D.C2H5OH(CH3COOH):加足量 CaO,蒸馏

第60讲 │ 要点探究
例 3 A 此题考查了物质的提纯知识。HNO3 溶液中混有 H2SO4 时,加入氯化钡使得硝酸中又混入了 HCl 杂质,应加入硝酸 钡溶液过滤,A 错;SO2 有还原性,可被高锰酸钾氧化为硫酸除去, B 对;硝酸钾的溶解度随温度升高变化大,但食盐的溶解度随温度 变化较小,一般用结晶或重结晶法分离,C 对;乙酸具有酸性,其 能和氧化钙反应,但乙醇不能,故加足量氧化钙蒸馏可以分离两者, D 对。

[点评] 本题较基础,但通过该题考生应该强化物质的提纯操作 时要遵循的两个原则:一是不能将要得到的目标产物除掉,二是不 能引入新的杂质,像此题中 A 选项就是引入了新杂质。

第61讲 │ 实验方案的设计与评价

第61讲 实验方案的设计与评价

第61讲 │ 编读互动 编读互动
实验设计和评价是综合应用实验基础知识 、基本操作,结合 化学基本理论、元素化合物知识和化学计算等相关知识 ,解决综 合实验题目的问题。其命题特点是:根据要求,设计实验方案, 分析相关问题,提出自己的见解,处理实验数据,描述实验现象; 近几年出现的源于教材实验的重组题 ,其立意具有创新性,是以 后命题的一个趋势。 本讲从学生的实际水平和解题的可行性角度 ,阐述了化学实 验设计的基本要求和实验方案的基本设计思路 ,从实验仪器装置 和实验操作的角度讲解了实验设计的一些基本要点 ,对实验方案 及其评价进行探究,分别配备例题进行实际分析讲解 ,以达到触 类旁通提高学生实验题解答能力的目的。

第61讲 │ 考点整合 考点整合

第61讲 │ 考点整合
化学实验设计是用多种装置和仪器按某种目的进行串联组合 完成某项实验,其类型较多,考查形式多样。解答这类题目,要求 学生对所学过的物质的性质、 制备和净化, 常用仪器和装置的作用 及使用时应注意的问题等知识融会贯通, 要善于吸收新信息并且能 加以灵活运用。 化学实验方案设计题具有较强的综合性, 但一个化学实验, 必 须依据一定的实验原理, 使用一定的仪器组装成一套实验装置, 按 一定顺序进行实验操作,才能顺利完成。据此,一道综合实验方案 设计题, 可以把它化解成几个相互独立又相互关联的小实验、 小操 作来解答。 由各个小实验确定各步操作方法, 又由各个小实验之间 的关联确定操作的先后顺序。 一个相对完整的化学实验方案一般包括下述内容:

第61讲 │ 考点整合
(1)实验目的。 (2)实验原理。 (3)实验用品(药品、仪器、装置、设备)及规格。 (4)实验装置图、实验步骤和操作方法。 (5)注意事项。 (6)实验现象及结论记录表。 二、实验设计的思维模型

第61讲 │ 考点整合
三、化学实验设计的要求 1.科学性 科学性是化学实验方案设计的首要原则。所谓科学性是指实 验原理、实验操作程序和方法必须正确。例如,鉴别 Na2SO3 和 NaI, 在试剂的选择上就不宜选用硝酸等具有氧化性的酸, 在操作 程序的设计上,应取少量固体先溶解,然后再取少量配成的溶液 加入试剂,而不能将样品全部溶解或在溶解后的全部溶液中加入 试剂。 2.安全性 实验设计时应尽量避免使用有毒的药品和进行具有一定危险 性的实验操作。如果必须使用,应在所设计的化学实验方案中详 细写明注意事项,以防造成环境污染和人身伤害。

第61讲 │ 考点整合

3.可行性 实验设计应切实可行,所选用的化学药品、仪器、设备和方 法等在中学现有的实验条件下能够得到满足。 4.简约性 实验设计应尽可能简单易行,应采用简单的实验装置,用较 少的实验步骤和实验药品,并能在较短的时间内完成实验。 对同一个化学实验,可以设计出多种实验方案,并对它们进 行选择。 选择采用的实验设计方案, 应具有效果明显、 操作安全、 装置简单、用药少、步骤少、时间短等优点。

第61讲 │ 考点整合
四、实验方案的设计思路 1.制备实验方案的设计 列出可能的几种制备方法和途径,从方法是否可行、装置和操 作是否简单、是否经济和安全进行分析比较,从中选出最佳实验方 法,在制订具体的实验方案时,还应注意对实验条件进行严格、有 效地控制。制备实验方案的设计思路可用框图表示:

制备实验方案的设计,对巩固元素化合物知识和掌握好各类有 机物之间的相互转化关系,全面训练实验技能,培养分析问题和解 决问题的能力都是非常有效的。

第61讲 │ 考点整合
2.性质实验方案的设计 一是性质探索性实验,主要是从物质的结构特点或从所属类 型的典型代表物去推测物质可能具有的一系列性质,而后据此设 计出合理的实验方案,去探索它所可能具有的性质。二是性质验 证性实验,主要是对物质具备的性质去求证,关键是设计出简捷 的实验方案,操作简单,简便易行,现象明显,且安全可行。 基本流程为:研究物质结构→预测可能性质→设计实验方案 (方法、步骤、仪器、药品、操作要点、现象及分析、结论等)→ 实施实验→结论。性质实验方案设计的思路为:

第61讲 │ 考点整合
3.物质检验实验方案的设计 (1)物质检验的主要类型 ①不外加试剂 a.有序检验:根据某物质的特殊性质进行层层递推的鉴别。 b.无序检验:可采用焰色法、加热法、两两混合法、颜色法 等,当待检物无法从外观特征识别时,则各取少量溶液逐一两两反 应,根据相互反应现象,经过分析推理,得出鉴别结果。 ②外加试剂 a.只限一种:加入一种即可产生不同现象,从而将其区别开 来或者接力式鉴别(借用鉴别出的物质再鉴别其他物质)。 b.自选试剂:可依据待检物的特性、酸碱性、阴阳离子的特 征反应,选择最简单易行的方法,任意选择试剂进行鉴别。

第61讲 │ 考点整合
(2)设计原理:按照物质检验的要求,根据物质特征反应,选 择适当的试剂和方法,设计科学的实验操作步骤,完成实验要求。 (3)设计思路 ①对试样进行外观观察; ②对固体、液体样品只能取少量进行检验,留一定量试样备 用; ③检验时除了要考虑各离子的特征反应外,还要排除离子间 的干扰。 (4)设计原则 ①充分利用离子的特征反应; ②确定检验操作顺序要“先简后繁”; ③确定物质检出顺序要“先活后惰”。

第61讲 │ 考点整合
五、实验仪器装置、实验操作的设计 1.实验仪器装置的设计 确定了实验所选用的方法和原理后,就要考虑选择用什么实 验装置来完成此实验,即进行实验装置的设计。一套完整的实验 装置往往是由多个基本实验装置相互连接而成的,如有关气体的 制取和性质实验一般分为气体的发生装置→除杂→干燥→主要实 验→尾气的处理等。考虑干燥与除杂质的顺序时,若采用溶液除 杂,则先净化后干燥,采用加热法除杂,则干燥在前;若用固体 吸收剂常温除杂,则据题意而定。尾气处理:有毒气体常采用溶 液(或固体)吸收或将之点燃,无毒气体直接排空。若制备的物质 极易水解(如 SnCl4、AlCl3 等),则需在尾部加装干燥管,以防空 气中的水蒸气进入造成水解。

第61讲 │ 考点整合
2.实验操作的设计 (1)仪器接口的连接:总体上遵循装置的排列顺序,但对于吸 收装置应“长”进“短”出(或“深”入“浅”出);量气装置应 “短”进“长”出;洗气装置应“长”进“短”出;干燥管应 “大”进“小”出。 (2)实验操作的顺序:装置选择与连接→气密性检验→装固体 药品→加液体药品→开始实验(按程序)→拆卸仪器→其他处理 等。 (3)加热操作先后顺序的选择:若气体发生需加热,应先用酒 精灯加热发生气体的装置,等产生气体后,再给实验需要加热的 固体物质加热,目的是:一则防止爆炸(如氢气还原氧化铜);二 则保证产品纯度,防止反应物或生成物与空气中其他物质反应。

第61讲 │ 考点整合
例如用浓硫酸和甲酸共热产生CO,再用CO还原Fe2O3,实验时应 首先点燃CO发生装置的酒精灯,生成的CO赶走空气后,再点燃 加热Fe2O3的酒精灯,而熄灭酒精灯的顺序则相反,原因是:在还 原性气体中冷却Fe可防止灼热的Fe再被空气中的O2氧化,并防止 石灰水倒吸。 (4)如果实验取用或制取易吸水、潮解、水解的物质,要采取 必要的措施防止其吸水,以保证达到实验目的。 (5)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、竖直的干燥管及冷凝管等)。 (6)易挥发液体产物(导出时可为蒸气)要及时冷却。

第61讲 │ 考点整合
(7)仪器拆卸的科学性与安全性(要从防污染、防氧化、防倒吸、 防爆炸、防泄漏等角度考虑)。 (8)其他:如实验操作顺序、试剂加入先后顺序、实验方法使用 顺序等。 3.创造性是设计的灵魂,对仪器装置、操作要有创意地设计。 为了达到某种特殊的实验目的, 有时需要利用一些常用的仪器, 通过进行必要的改进和装配,以完成合乎实验要求的创意与设计。 这需要我们认真分析领悟实验意图,灵活掌握有关仪器的组成、结 合、性能特点等,然后匠心独运,巧妙创意,例如: (1)启普发生器原理式反应器的设计(如图 61-1)

图 61-1

第61讲 │ 考点整合
(2)尾气吸收装置的设计(如图 61-2)

图 61-2 (3)液封装置的设计(如图 61-3Ⅰ) (4)Fe(OH)2 的制备操作改进型设计(如图 61-3Ⅱ)

图 61-3

第61讲 │ 要点探究 要点探究
? 探究点一 对实验方案设计与评价的考查

高考实验方案的设计,主要有: 1.物质检验的方案。 2.物质分离提纯的方案。 3.物质制备、性质验证的方案。 4.定量测定的实验方案。 5.以上内容的综合。

第61讲 │ 要点探究
例 1 (1)在没有现成的 CO2 气体发生器的情况下,请你选用图 61-4 中的部分仪器,装配成一个简易的、能随开随用、随关随停的 CO2 气 体 发 生 装 置 。 应 选 用 的 仪 器 是 ( 填 入 仪 器 的 编 号)__________________。

图 61-4 (2)若用上述装置制取 CO2 气体, 而实验室只有稀硫酸、 浓硝酸、 水、块状纯碱、块状大理石,比较合理的方案应选用的药品是 ____________________。

第61讲 │ 要点探究
例 1 (1)a、c、d、e (2)浓硝酸、水、块状大理石
[解析] 本题要求组装一个随开随用、随关随停的 CO2 发生装 置。即利用启普发生器的原理来制备 CO2 气体。细心观察所给仪 器,可用球形干燥管来代替启普发生器的球形漏斗,烧杯代替反 应容器,应选用的仪器是 a、c、d、e。 大理石与稀硫酸反应生成了微溶于水的 CaSO4,阻碍了反应的进 行, 因而不能同时选用这两种药品。 又因为块状 Na2CO3 晶体溶于 水,不能用启普发生器来制备 CO2。只能将浓硝酸加水稀释为稀 硝酸,再与 CaCO3 反应制备 CO2。应选用的药品是浓硝酸、水、 块状大理石。

第61讲 │ 要点探究
早在 1785 年,卡文迪许在测定空气组成时,除去空气中 的 O2、N2 等已知气体后,发现最后总是留下一个体积不足总体积 1/200 的小气泡。 1892 年,瑞利在测定氮气密度时发现,从空气中得到的氮气密 度为 1.2572 g/L,而从氨分解得到的氮气密度为 1.2508 g/L。两者相 差 0.0064 g/L。 有人认为:以上两种氮气很小的密度差别可能来源于实验误差, 瑞利在多次试验中发现,从空气中得到的氮气密度总是比从氨分解 得到的氮气密度略大。 瑞利和拉姆赛共同研究后认为:以上两个实验中的“小误差” 可能有某种必然的联系,并预测大气中含有某种较重的未知气体。 经反复实验,他们终于发现了一种化学性质极不活泼的新气体。 (1)瑞利根据什么坚持认为两种氮气很小的密度差别不可能来源 于实验误差?________________________________。

第61讲 │ 要点探究
(2)在瑞利和拉姆赛预测中的那种未知的气体密度与氮气密度比 较是________(选填“大”或“小”或“无法确定”)。 (3)某同学使用以下一些装置来模拟卡文迪许的实验:

图 61-5 请排列仪器连接的最佳顺序(按空气流向填各接口的编号): →( )( )( )( )( )( )( )( )→a。其中,D 装 置的作用是__________________________________; E 装置的作用是______________;写出在 C 装置中发生化学反 应的方程式________________________。

第61讲 │ 要点探究
变式题 (1)根据“从空气中得到的氮气密度总是比从氨分解 得到的氮气密度略大” (2)大 (3)f g c b h i(或 i h) d e(或 e d) △ 除去空气中的酸性气体 除去氧气 3Mg+N2=====Mg3N2
[解析] 本题根据化学史材料及考纲要求改编而成,融信息和 化学实验于一体,既考核知识与技能,又注重过程与方法,符合 当前课改方向。分析如下图:

第61讲 │ 要点探究
? 探究点二 综合实验题的解题方法

近年来高考中常见的综合实验题往往由气体的制备、净化不收 集,物质性质的验证,物质的制备,物质组分的测定,实验的设计不 评价等组合而成,具有很强的综合性不灵活性:从选材形式看,以教 材实验为原型,以题设目标为载体通过迁秱、变形、组合、补充等途 径设计新实验题;从表达形式看,近年高考试题十分注重形式上的创 新,开放性较强,突出考查能力的试题丌断出现;从思维角度看,实 验命题注重探究性、开放性、批判性和创新性;

第61讲 │ 要点探究
从答题落点看,高考实验命题要回答的问题主要是书写化学用语、简 答说理(包括步骤设计,描述实验现象,分析实验过秳不本质,归纳 实验结论,回答某操作戒装置的作用等)、数据计算等。解答综合实 验题的一般思路为: 把综合实验拆解成小实验,根据各个小实验的原 理,确定相应的基本操作和操作的先后顺序,对有关实验操作、现象 迚行分析、评价,如果实验中有数据测定,则再对数据迚行分析、计 算,得出相应结论。 下面将根据综合实验题的特点, 研究丌同试题的解题觃律,寻找 答题的切入点。

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1.实验组合装置的连接顺序:一般为 气体发生 → 除杂 → 干燥 → 主体实验 → 尾气处理 考虑干燥不除杂的顺序时, 若采用溶液除杂, 则先净化后干燥; 若采用加热除杂,则干燥在前;若用固体吸收剂常温除杂,则根据 题意而定:其实验技巧为: (1)气体发生一般按: 装置选择不连接→气密性检验→装固体药 品→加液体药品→开始实验(按秳序)→拆卸仪器→其他处理等。 (2)接口的连接:总体上遵循装置的排列顺序,但对亍吸收装置 应“长”迚“短”出;量气装置应“短”迚“长”出;洗气装置应 “长”迚“短”出;干燥管应“粗”迚“细”出。

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(3)加热操作:主体实验加热前一般应先通原料气赶走空气后 再点燃酒精灯,其目的一是防止爆炸,如 H2 还原 CuO,CO 还原 Fe2O3;二是保证产品纯度,如制 Mg3N2、CuCl2 等。熄灭酒精灯 时,一般是“先点的则后灭”的原则。 (4)尾气处理:有毒气体常采用溶液(戒固体)吸收戒将之点燃, 无毒气体直接排空。若制备的物质极易水解(如 SnCl4,AlCl3 等), 则需在尾部加装干燥管,以防空气中的水蒸气迚入造成水解。

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2.综合实验思维过秳:目的→原理→仪器装置→反应→现象 →结论。 (1)实验目的是什么?实验根据什么性质和原理设计? (2)所用反应物、状态、反应条件,据其合理选择装置。 (3)有关装置:作用、使用方法、是否有替代装置可使用、仪器 觃格。 (4)有关操作:技能、操作顺序、注意事项戒操作错误的后果。 (5)实验现象:自下而上,自左至右全面观察。 (6)实验结论:直接结论,导出结论。

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3.实验仪器不实验试剂确定的注意事项: (1)药品和装置 若药品和装置只给出一部分,则应需要做必要的补缺,若有剩 余,则应迚行筛选。 (2)题目条件有无特殊要求 如采用最简单戒最合理的实验步骤,这些要求对我们考虑反应 原理、选择药品和装置、确定操作步骤都作了限定,必须高度重规。 (3)实验过秳中的隐蔽性操作 如某些必要的干燥、除杂、冷凝等,这些都是实验中必丌可少 的,但容易被忽略。

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(4)药品的觃格 有些题目要求指出药品的名称,这类问题学生最难答准确,如 有些药品的准确描述为:硫酸铜粉末、澄清石灰水、酸性高锰酸钾 溶液、浓硫酸、饱和 NaHCO3 溶液、NaOH 溶液,此外也应注意某 些仪器的觃格,如:250 mL 容量瓶等。 4.设计实验时还要考虑以下因素: (1)净化、吸收气体及熄灭酒精灯时要防液体倒吸。 (2)迚行某些易燃易爆实验时要防爆炸(如 H2 还原 CuO 应先通 H2,气体点燃先验纯等)。 (3)防氧化(如 H2 还原 CuO 后要“先灭灯再停氢”, 白磷切割宜 在水中等)。

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(4)防吸水(如实验、取用、制取易吸水、潮解、水解的物质 时宜采取必要措施,以保证达到实验目的)。 (5)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、竖直的干燥管及冷凝管等)。 (6)易挥发液体产物(导出时可为蒸气)的及时冷却。 (7)仪器拆卸的科学性不安全性(也从防污染、防氧化、防倒 吸、防爆炸、防泄漏等角度考虑)。 (8)其他(如实验操作顺序、试剂加入顺序、实验仪器使用顺 序等)。

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例 2 [2010· 上海卷] 工业生产纯碱的工艺流程示意图如下:

图 61-6 完成下列填空: (1)粗盐水加入沉淀剂 A、 除杂质(沉淀剂 A 来源于石灰窑厂), B 写出 A、B 的化学式。 A____________,B____________。 (2)实验室提纯粗盐的实验操作依次为:取样、_______、沉淀、 ________、________、冷却结晶、________、烘干。

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(3)工业生产纯碱工艺流程中,碳酸化时产生的现象是 __________________。 碳酸化时没有析出碳酸钠晶体,其原因是______________。 (4)碳酸化后过滤,滤液D最主要的成分是______________ (填写化学式),检验这一成分中阴离子的具体方法是:___。 (5)氨碱法流程中氨是循环使用的,为此,滤液D中加入石灰水 产生氨。加石灰水后发生反应的离子方程式为 ____________________________________________。 滤液D加石灰水前先要加热,原因是_______________。 (6)产品纯碱中含有碳酸氢钠。如果用加热分解的方法测定纯 碱中碳酸氢钠的质量分数,纯碱中碳酸氢钠的质量分数可表示为: __________________________ (注明你的表达式中所用的有关符号的含义)。

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例 2 (1)Ca(OH)2 或 CaO Na2CO3 (2)溶解 过滤 蒸发 过滤 (3)有晶体析出(或出现浑浊) 碳酸钠的溶解度比碳酸氢钠 的大 (4)NH4Cl 取样,加硝酸酸化,加硝酸银,有白色沉淀, 该阴离子是氯离子 (5)NH + +OH - ===NH3↑+H2O 防止加石 4 84?m1-m2? 灰水时产生碳酸钙沉淀 (6)w(NaHCO3)= (m1 表示加 31m1 热前产品纯碱的质量,m2 为加热后的质量)
[解析] 此题考查了物质的提纯、化学实验基本操作、对实验 结果的处理等知识。(1)沉淀剂 A 源于石灰窑,说明其是生石灰或 熟石灰;粗盐中的镁离子和钙离子一般用碳酸钠除去;(2)实验室 提纯粗盐的整个操作过程为:取样、溶解、沉淀、过滤、蒸发、冷 却结晶、过滤、烘干;(3)碳酸化时,会看到溶液中析出晶体,这 是由于碳酸氢钠的溶解度小于碳酸钠的溶解度;

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(4)根据操作过程,碳酸化后溶液中主要是 NH4Cl;检验其中的氯离 子时,要经过取样,加硝酸酸化,再加硝酸银溶液,有白色沉淀, 说明该阴离子是氯离子;(5)滤液中主要含有的是氯化铵,其和石灰 水反应时:NH++OH- ===NH3↑+H2O;由于滤液中还含有一定 4 量的碳酸氢钠,故加石灰水前先加热,是为防止加石灰水时产生碳 酸钙沉淀;(6)假设加热前产品纯碱的质量为 m1,加热后的质量为 m2,则加热损失的质量为:m1-m2,则纯碱中碳酸氢钠的质量为: 84?m1-m2? ,故纯碱中碳酸氢钠的质量分数为: 31 84?m1-m2? w(NaHCO3)= 。 31m1

[点评] 解答实验问题时,要首先理清实验目的和实验原理, 从实验的安全性、 科学性和简约性入手进行解答。 对化学实验数 据进行处理时,要注意处理的合理性。

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例 3 向溴水中加入足量乙醛溶液, 可以看到溴水褪色。 对产生 该现象的原因有如下三种猜想:①溴水与乙醛发生取代反应;②由 于乙醛分子中有不饱和键,溴水与乙醛发生加成反应;③由于乙醛 具有还原性,溴水将乙醛氧化为乙酸。为探究哪一种猜想正确,某 研究性学习小组提出了如下两种实验方案: 方案一:检验褪色后溶液的酸碱性。 方案二: 测定反应前溴水中 Br2 的物质的量和反应后 Br-离子的 物质的量。 (1)方案一是否可行?_____________________; 理由是____________________。 (2)假设测得反应前溴水中 Br2 的物质的量为 a mol, 若测得反应 - 后 n(Br )=________mol,则说明溴水与乙醛发生取代反应;若测得 反应后 n(Br-)=________mol,则说明溴水与乙醛发生加成反应;若 - 测得反应后 n(Br )=_____________mol,则说明溴水将乙醛氧化为 乙酸。

第61讲 │ 要点探究
(3)按物质的量之比为1∶5配制1000 mL KBrO3-KBr溶液,该 溶液在酸性条件下完全反应可生成0.5 mol Br2。取该溶液10 mL, 加入足量乙醛溶液使其褪色,然后将所得溶液稀释为100 mL,准确 量取其中的10 mL,加入过量AgNO3溶液,过滤、洗涤、干燥后称 量得到固体0.188 g。若已知CH3COOAg易溶解于水,试通过计算判 断溴水与乙醛发生反应的类型为________(填序号)。 ①取代反应 ②加成反应 ③氧化反应 (4)写出上述测定过程中反应的离子方程式。 ①KBrO3与KBr在酸性条件下的反应:__________。 ②溴水与乙醛反应: _____________________________________。 (5)根据上述信息,试推测向酸性KMnO4溶液中滴加乙醛可能 出现的现象:____________________________________。

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例 3 (1)不可行 溴水与乙醛发生取代反应和乙醛被溴水氧 化都有 HBr 生成,溶液均呈酸性 (2)a 0 2a (3)③ (4)①BrO-+5Br-+6H+===3Br2+3H2O 3 ②CH3CHO+Br2+H2O===CH3COOH+2H++2Br- (5)溶液的紫色褪去
[解析] (1)由于溴单质在发生取代反应的过程中会产生 HBr,而 和乙醛发生氧化还原反应的过程中也会产生 HBr,因此仅仅测定反 应后溶液的酸碱性不可行。(2)根据取代反应的原理知,如果发生取 代反应,则产生的 HBr 为 a mol;若发生加成反应,则不会产生溴 离子;若溴水将乙醛氧化,则溴单质中的溴元素全部转化为溴离子, 即对应溴离子的物质的量为 2a mol。

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0.188 g (3)与乙醛反应后的溶液中含有的溴离子的物质的量为 188 g· -1 mol ×10=0.01 mol, 0.005 mol Br2 与乙醛反应后产生的溴离子为 0.01 即 mol,故溴水将乙醛氧化为乙酸。(5)由于高锰酸钾具有强氧化性,所 以将乙醛加入到酸性高锰酸钾溶液中,溶液紫色褪去。

[点评] 解答实验方案的评价问题应注意从多角度分析实 验方案的优点和缺点(如原料是否易得、 实验的步骤是否简单、 反应有无生成对实验有干扰的物质等)。

第61讲 │ 要点探究

本题主要以乙醛和溴水的反应为素材进行探究实验的考 查,该类试题属于对综合性实验的考查,对学生的能力要求较 高。 学生在解答时由于不能正确地把握几种反应的实质而导致 对实验方案的评价不准确,如发生取代反应时不能准确分析 1 mol Br2 参与反应,有多少溴单质转化为溴离子,溴水与乙醛 的反应方程式的书写不知道添加水出现错误等等。在讲解时, 要求学生领会题中的相关信息,归纳出:一般在水溶液中进行 的反应,如果产物相对于反应物多了氧,则反应物中可能有 H2O 或 OH-参与反应,若产物相对于反应物多了氢,则反应 + - 物中可能有 H2O、H 或 OH 参与反应,至于到底缺少什么粒 子,需根据题目的具体条件进行分析。

第61讲 │ 备用习题 备用习题
1.在实验室进行物质制备,下列从原料及试剂分别制取相应 的最终产物的设计中,理论上正确、操作上可行、经济上合理的 是( ) A.C在空气中点燃COCuO,△CO2NaOH溶液Na2CO3 ――→ ――→ ――→ B.CuAgNO3溶液Cu(NO3)2 溶液NaOH溶液Cu(OH)2 ――→ ――→ 点燃 SO4溶液 C.Fe――→Fe2O3H2――→ Fe2(SO4)3 溶液 H2O D.CaO――→Ca(OH)2 溶液Na2CO3NaOH 溶液 ――→

第61讲 │ 备用习题
[解析] D A 中,C 在空气中点燃,生成的产物为 CO、CO2, 虽然 CO 中混有 CO2,但最终并不影响 CO2 的制取,但气体中混 有的 N2 是无法去除的,并且反应不到位,成本太高,所以不合理。 B 中,虽然原理上可行,但硝酸银的成本太高,经济上不可行。C 中,铁在空气中点燃,通常只能得到四氧化三铁,而得不到三氧 化二铁,原理上不可行。D 中,利用生石灰与水反应生成的熟石 灰与碳酸钠反应制烧碱,是实验室获得少量的烧碱的方法,可行。

第61讲 │ 备用习题

2.要求设计实验证明某种盐的水解是吸热的,下列回答正 确的是( ) A.将硝酸铵晶体溶于水,若水温下降,说明硝酸铵水解是 吸热的 B.在盐酸中加入相同浓度的氨水,若混合液温度下降,说 明盐类水解是吸热的 C.在醋酸钠溶液中加入醋酸钠晶体,若溶液温度下降,说 明盐类水解是吸热的 D.在醋酸钠溶液中滴入酚酞试液,加热后若红色加深,说 明盐类水解是吸热的

第61讲 │ 备用习题

[解析] D A 中, 既包含硝酸铵的溶解过程, 也包含硝酸铵的 水解过程,最后混合液的温度降低,不能说明哪个过程吸热,哪 个过程放热。B 中,盐酸与氨水发生的是中和反应,不可能吸热。 C 中,既包含醋酸钠的溶解过程,又包含相同离子对水解的抑制 过程,主要为溶解过程。D 中,主要存在醋酸钠的水解过程,加 热后红色加深,说明温度升高水解反应向右移动,也即水解过程 是吸热过程。


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