【备战】高考化学 专题30 制备实验方案的设计热点题型和提分秘籍（含解析）(1).doc

专题30 制备实验方案的设计热点题型和提分秘籍【高频考点解读】物质制备是中学化学试验的重要组成部分，以新物质制备为背景的实验题，涉及知识面广、题型多变、思维发散空间大，能很好的考查学生综合运用化学试验基础知识解决实际问题的能力，因而倍受高考命题者的青睐。【热点题型】题型一 气体的制备 例1、co中混有co2、h2s、hcl和水蒸气，为了得到干燥、纯净的co，操作步骤和顺序完全正确的是（） 通过装浓h2so4的洗气瓶 通过装水的洗气瓶 通过装naoh溶液的洗气瓶 通过灼热的cuo 通过装cuso4溶液的洗气瓶 通过装p2o5的干燥管 a.b. c. d. 【提分秘籍】 1.气体的制备思路，可从下面几个方面来归纳 2.操作顺序 （1）组装仪器：自下而上，从左到右，气体净化时：先净气 装置，后干燥装置； （2）检查装置的气密性； （3）装药品进行实验操作； （4）记录实验现象、数据；（5）拆卸、洗涤仪器：自右而左、从上到下。 3.发生装置：依据所用试剂的状态及反应条件 4.气体的收集方法 确定气体的收集方法时要考虑气体的密度、溶解性、稳定性。 【特别提醒】（1）启普发生器具有随开随用、随关随停的特点，实验室中没有启普发生器时，我们可以设计成如下装置。 （2）刚开始排出的气体不能收集，只有当气体连续并比较均匀地放出时才能收集，否则收集的气体中混有空气。（3）用排空气法收集的气体中混有空气，用排水法收集的气体中混有水蒸气。若想得到干燥纯净的气体，可用气囊或塑料袋收集。 5.气体的净化 （1）净化原则：不减少被净化气体的量，不引入新的杂质，操作简便，易于分离。 （2）气体的净化装置与方法易溶于水或能与水反应不生成其他气体的杂质用水吸收。如h2（hcl）、n2（nh3）、no（no2）（括号内为杂质气体，下同），可将混合气体通过盛水的a装置来除去杂质气体。 酸性杂质用碱性吸收剂、碱性杂质用酸性吸收剂来吸收。如co（co2），可将混合气体通过盛naoh溶液的a或盛碱石灰的b或c或d来除去杂质。还原性杂质，可用氧化性较强的物质来吸收或转化；氧化性杂质，可用还原性较强的物质来吸收。例如co2（co），可将混合气体通过盛灼热cuo的e来除去杂质。 选用能与气体中的杂质反应生成难溶性物质或可溶性物质的试剂做吸收剂来除去杂质。如o2（h2s），可将混合气体通过盛有cuso4溶液的a除去杂质。 6.尾气的吸收 对于有毒、有害、污染空气的气体尾气必须进行处理，用溶液吸收或点燃使它们变为无毒、无害、无污染的物质。 （1）吸收原则 能充分吸收气体。不能倒吸。（2）常见装置 吸收溶解度较小的尾气（如cl2、so2等）用图a装置。 吸收溶解度较大的尾气（如hcl、nh3等）用图b、c装置。co等气体可用点燃或收集于塑料袋中的方法除去，如图d、e。 【特别提醒】（1）当气体中含有多种杂质时，若采用洗气装置，通常是除杂在前，干燥在后。若用加热装置除杂时，通常是干燥在前，除杂在后。（2）尾气处理装置应与大气相通，如图就不能作为尾气处理装置。 【举一反三】下图是气体制取装置，下列能用此装置制取气体并能“随开随用、随关随停”的是（） 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【热点题型】题型二 制备实验方案的设计 例2、.化学实验室制取氯化氢气体的方法之一是将浓硫酸滴入浓盐酸中。请从下图中挑选所需仪器，在方框内画出用该方法制备、收集干燥氯化氢气体的装置简图，并在图中标明所用试剂。（仪器可重复使用，固定装置不必画出） .实验室制备少量硫酸亚铁晶体的实验步骤如下：取过量洁净的铁屑，加入20%30%的稀硫酸溶液，在50 80 水浴中加热至不再产生气泡。将溶液趁热过滤，滤液移至试管中，用橡胶塞塞紧试管口，静置、冷却一段时间后收集产品。 （1）写出该实验制备硫酸亚铁的化学方程式：_。 （2）硫酸溶液过稀会导致_。 （3）采用水浴加热的原因是_。 （4）反应时铁屑过量的目的是（用离子方程式表示）。 （5）溶液趁热过滤的原因是_。 塞紧试管口的目的是_。（6）静置冷却一段时间后，在试管中观察到的现象是。 【提分秘籍】 1.制备实验方案设计的基本思路 最佳途径原则：原理正确、方法可行、仪器简单、操作方便、经济安全、绿色环保。 2.典型物质的实验室制备 （1）选择最佳反应途径 用铜制取硫酸铜2cuo2 2cuocuoh2so4（稀）=cuso4h2o 用铜制取硝酸铜 2cuo2 2cuo cuo2hno3（稀）=cu（no3）2h2o 用铝制取氢氧化铝 2al3h2so4=al2（so4）33h2 2al2naoh2h2o=2naalo23h2 al2（so4）36naalo212h2o=8al（oh）33na2so4 当n（al3）n（alo）13时，al（oh）3产率最高。 （2）选择最佳原料实验室用铝盐溶液与碱溶液反应制取氢氧化铝，应选用氨水，而不能选用强碱溶液；同理用偏铝酸盐与酸反应制取氢氧化铝，应选用通入co2，而不能选用强酸溶液；用铜盐与碱溶液反应制取氢氧化铜，应选用氢氧化钠溶液，而不能选用氨水（氢氧化铜可溶解在氨水中）等。 （3）选择适宜操作方法实验室制备氢氧化亚铁时，因氢氧化亚铁在空气中极易与氧气、水反应生成氢氧化铁，更要注意隔绝空气。其方法是：亚铁盐需新制（用足量铁与稀硫酸反应或还原氯化铁溶液）；将所用氢氧化钠溶液煮沸以赶尽溶于其中的空气（o2）；在亚铁盐溶液中加几滴苯或植物油以隔绝空气；使用长滴管吸入氢氧化钠溶液后将滴管伸至氯化亚铁溶液的液面以下，慢慢挤压乳胶头使氢氧化钠与氯化亚铁接触。 【举一反三】某研究小组制备消毒液（主要成分naclo）设计了a、b两套装置。并查阅到下列资料，“在加热情况下卤素和碱液发生如下反应3x26oh5xxo3h2o”。回答下列问题： （1）装置a的大试管内发生反应的离子方程式为_。 （2）装置a中能否省去盛饱和nacl溶液的洗气瓶？_， 理由是_。 （3）装置a中能否省去盛浓硫酸的洗气瓶？，理由是_。 （4）装置a中能否省去盛冰水的烧杯？，理由是_。 （5）装置b中制备cl2时发生的电解反应的化学方程式为_。 （6）装置b中a端应接电源的极，理由是_。【热点题型】题型三 非气体物质制备 例3、某实验小组利用如下装置(部分固定装置略去)制备氮化钙(ca3n2)，并探究其实验式。(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始终插入试管a的水中，目的是_。(3)制备氮化钙的操作步骤是：打开活塞k并通入n2；点燃酒精灯，进行反应；反应结束后，_；拆除装置，取出产物。(4)数据记录如下：空瓷舟质量m0/g瓷舟与钙的质量m1/g瓷舟与产物的质量m2/g14.8015.0815.15 计算得到实验式caxn2，其中x_。若通入的n2中混有少量o2，请比较x与3的大小，并给出判断依据：_。【答案】(1)关闭活塞k，微热反应管，试管a中有气泡冒出，停止加热；冷却后若末端导管中水柱上升且高度保持不变，说明装置气密性良好【提分秘籍】制备装置的识图技巧明确目的；所制备物质是否有特殊性质(即是否需要特殊保护)；制备过程中是否产生有毒气体等；进入每一装置的物质是什么，吸收了什么物质或产生了什么物质。【举一反三】碱式碳酸铜cu2(oh)2co3是一种用途广泛的化工原料，实验室以废铜屑为原料制取碱式碳酸铜的步骤如下：步骤一：废铜屑制硝酸铜如图，用胶头滴管吸取浓硝酸缓慢加到锥形瓶内的废铜屑中(废铜屑过量)，充分反应后过滤，得到硝酸铜溶液。步骤二：碱式碳酸铜的制备向大试管中加入碳酸钠溶液和硝酸铜溶液，水浴加热至70 左右，用0.4 moll1的naoh溶液调节ph至8.5，振荡，静置，过滤，用热水洗涤，烘干，得到碱式碳酸铜产品。完成下列填空：(1)写出浓硝酸与铜反应的离子方程式_。(2)上图装置中naoh溶液的作用是_。(3)步骤二中，水浴加热所需仪器有_、_(加热、夹持仪器、石棉网除外)，水浴加热的优点是_。(4)若实验得到2.42 g样品(只含cuo杂质)，取此样品加热至分解完全后，得到1.80 g固体，此样品中碱式碳酸铜的质量分数是_。【高考风向标】1（2014天津卷）实验室制备下列气体时，所用方法正确的是()a制氧气时，用na2o2或h2o2作反应物可选择相同的气体发生装置b制氯气时，用饱和nahco3溶液和浓硫酸净化气体c制乙烯时，用排水法或向上排空气法收集气体d制二氧化氮时，用水或naoh溶液吸收尾气2（2014山东卷）下列实验操作或装置(略去部分夹持仪器)正确的是()a配制溶液 b中和滴定 c制备乙酸乙酯 d制备收集干燥的氨气3（2014新课标全国卷）下列图示实验正确的是()4（2014安徽卷）为实现下列实验目的，依据下表提供的主要仪器，所用试剂合理的是()选项实验目的主要仪器试剂a分离br2和ccl4的混合物分液漏斗、烧杯br2和ccl4的混合物、蒸馏水b鉴别葡萄糖和蔗糖试管、烧杯、酒精灯葡萄糖溶液、蔗糖溶液、银氨溶液c实验室制取h2试管、带导管的橡皮塞锌粒、稀hno3d测定naoh溶液的浓度滴定管、锥形瓶、烧杯naoh溶液、0100 0 moll1盐酸5（2014江苏卷）下列装置应用于实验室制氯气并回收氯化锰的实验，能达到实验目的的是()a用装置甲制取氯气b用装置乙除去氯气中的少量氯化氢c用装置丙分离二氧化锰和氯化锰溶液d用装置丁蒸干氯化锰溶液制mncl24h2o6（2014海南卷）硫代硫酸钠(na2s2o3)可用做分析试剂及鞣革还原剂。它受热、遇酸易分解。工业上可用反应：2na2sna2co34so2=3na2s2o3co2制得。实验室模拟该工业过程的装置如图所示。回答下列问题：(1)b中反应的离子方程式为_，c中试剂为_。(2)反应开始后，c中先有浑浊产生，后又变澄清。此浑浊物是_。(3)d中的试剂为_。(4)实验中要控制so2生成速率，可以采取的措施有_(写出两条)。(5)为了保证硫代硫酸钠的产量，实验中通入的so2不能过量，原因是_。 7（2014山东卷）工业上常利用含硫废水生产na2s2o35h2o，实验室可用如下装置(略去部分夹持仪器)模拟生产过程。烧瓶c中发生反应如下：na2s(aq)h2o(l)so2(g)=na2so3(aq)h2s(aq)()2h2s(aq)so2(g)=3s(s)2h2o(l)()s(s)na2so3(aq)na2s2o3(aq)()(1)仪器组装完成后，关闭两端活塞，向装置b中的长颈漏斗内注入液体至形成一段液柱，若_，则整个装置气密性良好。装置d的作用是_。装置e中为_溶液。(2)为提高产品纯度，应使烧瓶c中na2s和na2so3恰好完全反应，则烧瓶c中na2s和na2so3物质的量之比为_。(3)装置b的作用之一是观察so2的生成速率，其中的液体最好选择_。a蒸馏水 b饱和na2so3溶液c饱和nahso3溶液 d饱和nahco3溶液实验中，为使so2缓慢进入烧瓶c，采用的操作是_。已知反应()相对较慢，则烧瓶c中反应达到终点的现象是_。反应后期可用酒精灯适当加热烧瓶a，实验室用酒精灯加热时必须使用石棉网的仪器还有_。a烧杯 b蒸发皿c试管 d锥形瓶(4)反应终止后，烧瓶c中的溶液经蒸发浓缩、冷却结晶即可析出na2s2o35h2o，其中可能含有na2so3、na2so4等杂质。利用所给试剂设计实验，检测产品中是否存在na2so4，简要说明实验操作、现象和结论：_。已知na2s2o35h2o遇酸易分解：s2o2h=sso2h2o供选择的试剂：稀盐酸、稀硫酸、稀硝酸、bacl2溶液、agno3溶液。【随堂巩固】1在实验室可用氧化还原反应制取的气体是no2o2co2cl2noh2ab仅c仅 d仅2实验室采用如图装置制备气体，下列有关说法不正确的是a实验前必须检查装置的气密性b该装置可以用于制备氢气、氧气和氨气c为了防止固体颗粒堵塞导气管，常在试管口放一团棉花d若用该装置制备氧气，并用排水法收集，实验结束时要先将导管撤出水槽，再停止加热3以下气体发生装置中，不易控制反应产生气体的量的是4下列能达到实验目的的是a除去杂质气体co2b收集并吸收多余的cl2c干燥cl2 d吸收hcl制盐酸5下列关于实验的叙述正确的是a向一定量的稀硫酸中加入除去油污的废铁屑，是制备硫酸亚铁溶液的可行方案b向煮沸的1 moll1naoh溶液中滴加fecl3饱和溶液制备fe(oh)3胶体c向铝屑与硫酸反应后的溶液中加入氢氧化钠溶液反应，是制备氢氧化铝的最佳方案d向某溶液中，依次加入氯水和硫氰化钾溶液，溶液变红，说明溶液中含有fe26实验是研究化学的基础，下列图中所示的实验方法、装置或操作中正确的是a干燥so2b实验室制取并收集o2c装置气密性的检查d分离乙醇和乙酸的混合液7关于下列各装置图的叙述中，正确的是a装置是洗气装置，除去氯气中的氯化氢b实验室用装置制取氨气c装置可用于制备氢氧化亚铁并观察其颜色d装置中x若为四氯化碳，可用于吸收氨气，并防止倒吸8实验室中某些气体的制取、收集及尾气处理装置如图所示(省略夹持和净化装置)。仅用此装置和表中提供的物质完成相关实验，最合理的选项是选项a中的物质b中的物质c中收集的气体d中的物质a浓氨水caonh3h2ob浓硫酸na2so3so2naoh溶液c稀硝酸cuno2h2od浓盐酸mno2cl2naoh溶液9用如图所示的实验装置，选择适当的试剂b并进行如下实验，可以达到目的的是a试剂b为浓硫酸，除去co2中混有的少量so2气体b试剂b为饱和食盐水，除去氯气中混有的少量氯化氢气体c试剂b为水，收集no、co等难溶于水的气体d试剂b为新制氢氧化铜悬浊液，检验空气中是否含有甲醛10要组装一套实验室利用液体和液体反应制备气体的装置，现设计了如下的五步操作，正确的程序是将蒸馏烧瓶固定在铁架台上将酒精灯放在铁架台上，根据酒精灯确定铁圈高度，固定铁圈，放好石棉网用漏斗向蒸馏烧瓶中加入一种液体反应物，再向分液漏斗中加入另一种液体反应物，并将导气管放入气体收集装置中检查装置的气密性(利用固定装置微热的方法检查气密性)在蒸馏烧瓶中装好分液漏斗，连接好导气管a bc d11某课外实验小组设计的下列实验合理的是a.制备少量氨气b.吸收hclc.配制一定浓度硫酸溶液d.制备并收集少量no2气体12为测定镀锌铁皮锌镀层的厚度，将镀锌铁皮与足量盐酸反应，待产生的气泡明显减少时取出，洗涤，烘干，称重。关于该实验的操作对测定结果的影响判断正确的是a铁皮未及时取出，会导致测定结果偏小b铁皮未洗涤干净，会导致测定结果偏大c烘干时间过长，会导致测定结果偏小d若把盐酸换成硫酸，会导致测定结果偏大13如图是用于气体制备、干燥、性质验证、尾气处理的部分仪器装置(加热及夹持固定装置均已略去)。请根据下列要求回答问题。(1)若烧瓶中盛装锌片，分液漏斗中盛装稀硫酸，则：当仪器连接顺序为acbbd时，两次使用b装置，其中所盛的药品依次是cuo、无水cuso4粉末。此实验的目的是_，d装置的作用是_。为了使b中cuo反应充分，在不改变现有药品的条件下，可采取的方法有(写一种)_。加热前必须进行的操作是_。(2)若烧瓶中盛装na2o2固体，分液漏斗中盛装浓氨水，慢慢打开分液漏斗的活塞，则：烧瓶内产生的气体主要有(写化学式)_。用产生的气体做氨的催化氧化实验，各装置按气流方向从左到右的连接顺序是(填字母_e。试管b中的反应方程式为_。14某实验小组利用如下仪器组装一套制备氮化硼晶体的装置。反应原理是b2o32nh3高温,2bn3h2o。(已知：bn高温下能被空气氧化，不溶于水；b2o3难溶于冷水但可溶于热水。)(1)各仪器接口由左到右的连接顺序为_。(2)实验过程分为如下操作：提纯bn滴加浓氨水添加药品连接装置加热管式电炉检查装置气密性取出反应混合物停止加热，继续通一段时间的氨气。则正确的操作顺序为_(填序号)。(3)仪器a的名称为_，装置d的作用是_，若去掉装置e会导致_。(4)装置c能产生氨气的原因有_(答出其中一项即可)。(5)