高考化学一轮复习 考点20 气体的制备、实验方案的设计与评价（第35课时）气体的制备、实验方案的设计与评价课件.pptVIP

第35课时气体的制备 实验方案的设计与评价 课标版化学 一 气体的实验室制法1 o2的实验室制法 2 co2的实验室制法 3 h2的实验室制法 4 nh3的实验室制法 5 cl2的实验室制法 自测1下列制备和收集气体的实验装置合理的是 答案da中加热的试管管口应略向下倾斜 b中no很容易被空气中的氧气氧化 不能用排空气法收集 c中氢气的密度比空气小 所以集气瓶中的进气导管应比出气导管短 自测2用如图所示装置制取少量某无色气体 则x内的药品应是 a 铜和稀硝酸b 铜和浓硝酸c 碳酸钙与稀硫酸d 亚硫酸钠和浓硫酸答案da项 生成的no不能用排空气法收集 b项 生成的no2为红棕 色 c项 caco3与稀硫酸反应 由于生成的caso4为微溶物 附着在caco3固体表面而影响反应的顺利进行 d项 生成so2 可用向上排空气法收集 符合题意 二 化学实验方案的设计与评价1 设计基本要求2 设计基本思路 3 实验设计类型 探究 成分 4 化学实验方案的评价根据化学原理和实验操作原理 通过比较 分析和综合的方法对 及其顺序 实验步骤等优劣进行科学论证和评判 并能在必要时提出合理的改进意见 化学实验原理 试剂与仪器的选用 实验基本操作 自测3下列实验装置正确且能达到实验目的的是 a 装置 可用于已知浓度的氢氧化钠溶液测定未知浓度的盐酸的实验b 装置 可用于氯化铵固体和氢氧化钙固体反应制取少量氨气c 装置 可用于收集cl2 并吸收多余的cl2d 装置 可用于制取少量cl2 答案ba选项 氢氧化钠溶液应装在碱式滴定管中 错误 c选项 收集cl2应该用向上排空气法 长进短出 且不能用水处理尾气 错误 d选项 应该用浓盐酸 错误 自测4下列实验操作正确且能达到实验目的的是 a 将碳酸钠晶体置于蒸发皿中 加热脱去结晶水b 用分液漏斗分离乙醇和食盐水的混合物c 用铁粉与稀硝酸反应 制取少量氢气 用排水法收集d 用酸式滴定管量取6 55ml的kmno4溶液 答案d固体加热应在坩埚中进行 a错误 乙醇和食盐水混合 溶液不分层 故不能使用分液法分离 b错误 铁粉与硝酸反应不产生氢气 c错误 高锰酸钾溶液用酸式滴定管盛装 且酸式滴定管的精确度为0 01ml d正确 考点一实验室制取气体实验方案的设计1 气体制取实验方案设计 1 基本思路实验目的 实验原理 药品选择 反应装置 操作步骤 注意事项 形成方案 2 原理的选择制备一种气体可以由多种反应来实现 但只有部分反应适用于实验室制备 这些反应一般应符合以下几个条件 反应物容易获得 反应条件容易实现 反应容易控制 副反应少 生成的气体易于分离和收集 2 气体制备实验的操作顺序 1 仪器安装顺序 由下到上 如制氯气的发生装置安装顺序是 放铁架台 摆酒精灯 固定铁圈 放置石棉网 固定圆底烧瓶 从左到右 如制氯气 发生装置 净化装置 收集装置 尾气吸收装置 先塞后定 把带导管的橡胶塞在烧瓶固定前塞好 以免烧瓶固定后因不宜用力而塞不紧或因用力过猛而损坏 2 试剂添加顺序 固体先放入 液体后滴加 即先固后液 3 其他操作顺序先检验气密性 后装入药品 最后点燃酒精灯 所有准备工作完毕后 洗气 除杂装置的导管应长进短出 量气装置的导管应短进长出 干燥管应大口进 小口出 3 发生装置的选择选择发生装置一般需从反应物的状态 溶解性和反应条件确定装置类型 具体如下 4 气体的净化和干燥 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 气体的干燥装置和常见干燥剂 5 气体收集方法 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 利用液体吸收尾气时 要注意防止液体倒吸 特别提示 1 对气体提纯时若用溶液做除杂质的试剂 要注意溶液中含水 应先除杂质后干燥 用加热法除去杂质时 应先干燥后加热 2 若制备的物质 如fecl3 alcl3等 易潮解时 不要忽视空气中水蒸气的影响 应在制备装置后连接一个干燥装置 3 尾气处理时要注意装置应与大气相通 常见气体的制备原理 典例1 2015山东东营模拟 1 下表是实验室制备气体的有关内容 根据表中所列实验原理 从下列装置中选择合适的发生装置 将其编号填入下表的空格中 2 上述实验中 从制备过程看 必须选择合适的氧化剂才能实现的是 填气体的化学式 下同 从反应中有无电子转移的角度看 明显不同于其他气体的是 写出实验室制取该气体的化学方程式 3 制备cl2需用8mol l 1的盐酸100ml 现用12mol l 1的盐酸来配制 需要12mol l 1的盐酸的体积为ml 精确到0 1ml 在容量瓶的使用中 下列操作不正确的是 填写标号 a 使用容量瓶前检查它是否漏水b 容量瓶用蒸馏水洗净后 再用待配溶液润洗 c 配制溶液时用量筒量取浓盐酸后用玻璃棒引流入容量瓶中 缓慢加入蒸馏水到距刻度线1 2cm处 用胶头滴管滴加蒸馏水直到凹液面的最低处和刻度线相平d 定容后盖好瓶塞 用食指顶住瓶塞 用另一只手的手指托住瓶底 把容量瓶倒转和摇动多次答案 1 c b a 2 cl2nh3ca oh 2 2nh4clcacl2 2nh3 2h2o 3 66 7 b c解析 1 用h2o2制取o2时采用mno2作催化剂 故应用固 液气装置 用nh4cl固体和ca oh 2固体制取nh3 应用固 固气装置 制取cl2时用 浓盐酸和mno2固体在加热条件下反应 应用固 液气装置 3 容量瓶使用前需要检漏 a项正确 容量瓶洗净后不需要润洗 否则会引起误差 故b项错误 配制溶液时 应先将浓盐酸在烧杯内稀释并冷却至室温后再转移至容量瓶中 故c项错误 定容后需将容量瓶翻转摇匀 故d项正确 1 1 2015安徽安庆模拟 如图为实验室制氢气的简易装置 若在加稀硫酸时 发现锌粒与稀硫酸没有接触而稀硫酸又不够了 为使该反应顺利进行 可以从长颈漏斗中加入的试剂是 食盐水 kno3溶液 乙醇 na2co3溶液 ccl4 浓氨水a b c d 答案a 加入kno3溶液后不再产生h2 会产生no气体 na2co3会与硫酸反应生成co2 既消耗h2so4又会使h2不纯净 ccl4在下层 使稀硫酸与锌粒接触 浓氨水会与硫酸反应 考点二化学实验方案的设计1 实验设计的程序 2 化学实验设计要做到 六防 1 防爆炸 点燃可燃性气体 如h2 co ch4等 或用co h2还原cuo 或fe2o3 之前要检验气体的纯度 2 防暴沸 加热液体混合物时要加入沸石 3 防氧化 实验过程中要防止易被氧化的物质与空气中的o2接触 如h2还原cuo时要 先灭灯后停氢 4 防水解 实验制取易吸水 潮解 水解的物质要在装置的前后增加干燥装置 5 防倒吸 实验中使用或制取极易溶于水的气体 如nh3 hcl等 要增加防倒吸装置 6 防污染 实验中使用或制取有毒气体 如cl2 so2 co no2 no h2s等 要进行尾气处理 典例2 2015陕西铜川三模 某研究小组为了探究一种无机矿物质x 仅含四种元素 的组成和性质 设计并完成如下实验 实验一 定性测定 用图1装置测定矿物x中的元素 图1 图2 1 加热一段时间后观察到现象 cuso4固体由白色变为蓝色 澄清石灰水变浑浊 说明x分解生成了和 2 取分解后的固体少量 加入稀盐酸后固体溶解得到蓝色溶液 根据以上事实证明x中的四种元素分别是 实验二 定量测定 通过图2所示装置的连接 进行定量分析来测定其组成 3 实验开始时要通入过量的氮气 其作用是 4 各装置的接口顺序是 a g d 5 装置c放在最后的作用是 6 实验过程中称取矿物x的质量为11 1g 反应结束后装置b质量增加了2 2g e装置增重0 9g 则矿物x的化学式为 答案 1 co2h2o 2 cu h c o 3 排尽装置中的co2和水蒸气 4 fhibc 5 防止空气中的co2和水蒸气进入 影响测定结果 6 cu2 oh 2co3解析 1 无水硫酸铜变蓝 说明有水生成 澄清石灰水变浑浊 说明有二氧 化碳生成 即x分解生成了co2和h2o 2 由 1 分析可知x分解生成二氧化碳和水 即x中含有c h o元素 取分解后的固体少量 加入稀盐酸后固体溶解得到蓝色溶液 说明x中还含有cu元素 所以x的元素组成为cu h c o 3 装置中有空气 其中的二氧化碳和水蒸气对实验有干扰 所以实验开始时要通入过量的氮气 排尽装置中的co2和水蒸气 4 由分析可知装置的连接顺序为 a f g h i b c d 5 空气中的二氧化碳和水蒸气进入b中会使测得的二氧化碳的质量偏大 所以b装置后面连接一个盛有碱石灰的干燥管c 防止空气中的co2和水蒸气进入影响测定结果 6 反应结束后装置b质量增加了2 2g 即生成的二氧化碳为2 2g 则n co2 n c 0 05mol e装置增重0 9g 即生成水为0 9g 则n h 2n h2o 2 0 1mol 由定性分析的结论推知x可能为碱式碳酸铜 则分解后的固体为cuo cuo的质量为11 1g 2 2g 0 9g 8 0g n cuo 0 1mol 样品中o元素的物质的量 n o 0 05mol 2 0 05mol 0 1mol 0 25mol 则样品中n cu n h n c n o 0 1mol 0 1mol 0 05mol 0 25mol 2 2 1 5 x的化学式为cu2 oh 2co3 2 1 2015北京清华大学附中模拟 甲同学对cl2与fecl2和kscn混合溶液的反应进行实验探究 1 b中反应的离子方程式是 2 a中溶液变红的原因是 3 为了探究现象 的原因 甲同学进行如下实验 取a中黄色溶液于试管中 加入naoh溶液 有红褐色沉淀生成 则溶液中一定存在 取a中黄色溶液于试管中 加入过量的kscn溶液 最终得到红色溶液 甲同学的实验证明产生现象 的原因是scn 与cl2发生了反应 4 甲同学猜想scn 可能被cl2氧化了 他又进行了如下研究 资料显示 scn 的电子式为 甲同学认为scn 中碳元素没有被氧化 理由是 取a中黄色溶液于试管中 加入用盐酸酸化的bacl2溶液 产生白色沉淀 由此证明scn 中被氧化的元素是 通过实验证明了scn 中氮元素转化为n 他的实验方案是 若scn 与cl2反应生成1molco2 则转移电子的物质的量是mol 答案 1 cl2 2oh cl clo h2o 2 fe2 被cl2氧化生成fe3 fe3 与scn 反应生成红色的fe scn 3 3 fe3 4 scn 中的碳元素呈最高价态 4价 硫元素 取足量铜粉于试管中 加入a中黄色溶液和一定量的稀盐酸 加热 观察到试管上方有红棕色气体生成 证明scn 中氮元素被氧化成了n 16解析 1 b装置是用来吸收氯气的 离子方程式为cl2 2oh cl clo h2o 2 fe2 被cl2氧化生成fe3 fe3 与scn 反应生成红色的硫氰化铁 3 取a中黄色溶液于试管中 加入naoh溶液 有红褐色沉淀生成 应当是氢氧化铁固体 所以原溶液中有fe3 4 根据scn 的电子式 可知 scn 中碳元素显 4价 硫元素显 2价 氮元素显 3价 碳元素已经显最高正价 不能再被氧化 加入用盐酸酸化的bacl2溶液 产生白色沉淀 说明白色沉淀为硫酸钡 即溶液中有硫酸根离子 由此证明被氧化的元素为硫元素 scn 8cl2 9h2on s co2 16cl 18h 由方程式可知每生成1mol二氧化碳要转移16mol电子 探究性实验方案的设计与评价1 有关物质组成的探究与评价在实验设计与评价试题中 有关检测物质组成的实验设计是最为常见的一类考题 需要注意的是 在离子检测 气化后的成分检测的过程中 要严格掌握离子检测 气体成分检测的先后顺序 防止各成分检测过程中的相互干扰 1 解题思路 取少量固体试样 溶于水 检测固体中的阴 阳离子 得出实验结论 取少量固体试样 在氧气流等中反应 检测所产生的物质 如气体 得出实验结论 取少量固体试样 溶于水配成溶液 加酸或碱或盐溶液生成气体 或沉淀 检测气体的成分 或沉淀性质 得出实验结论 2 注意事项 有水蒸气生成的 先检验水蒸气 再检验其他成分 如教材中c和浓h2so4的反应 产物有so2 co2和h2o g 通过实验可检验三种气体物质的存在 但要注意检验so2 co2都要通过水溶液 对检验h2o g 有干扰 对于需要进行转化才能检测的成分 如co的检测 要注意先检测co中是否含有co2 如果有co2先除去co2 后对co实施转化 最后再检测转化产物co2 2 有关物质制备的探究与评价 1 常见气体的制取流程 2 实验装置设计总思路 3 有关物质性质的探究与评价 物质性质的探究与评价类试题主要是先在题干中给出某物质的部分性质 然后让考生判断是什么物质 具有哪些性质 并且通过相关实验定性和定量探究与评价 解题时 首先要明确实验目的 然后结合所给实验装置或实验步骤分析反应原理 分析出可能具有哪些性质 能用哪些方法来验证 方案是否完整合理 有无干扰现象 经济上是否合算和是否存在环境污染等问题 最后整理出解题思路 该试题主要分为两类 1 性质实验验证型 设计性质验证实验方案可分为多种情况 一是已知物质的性质 设计实验验证物质的某些性质 二是已知某类物质的结构 或含有的官能团 设计性质实验来验证这类物质的结构 三是根据性质设计定量实验 四是根据物质性质验证化学原理 理论 或根据化学原理来验证物质的某些性质 因此设计性质验证实验方案的程序可分为如下两