高考化学二轮复习 2.3.2 化学实验设计与评价（第1课时）课件.ppt

第2讲化学实验设计与评价 2 专题知识脉络 能力目标解读 热点考题诠释 3 专题知识脉络 能力目标解读 热点考题诠释 4 专题知识脉络 能力目标解读 热点考题诠释 5 专题知识脉络 能力目标解读 热点考题诠释 2016全国丙 节选 过氧化钙微溶于水 溶于酸 可用作分析试剂 医用防腐剂 消毒剂 以下是一种制备过氧化钙的实验方法 回答下列问题 过氧化钙的制备 1 步骤 的具体操作为逐滴加入稀盐酸 至溶液中尚存有少量固体 此时溶液呈性 填 酸 碱 或 中 将溶液煮沸 趁热过滤 将溶液煮沸的作用是 6 专题知识脉络 能力目标解读 热点考题诠释 2 步骤 中反应的化学方程式为 该反应需要在冰浴下进行 原因是 3 将过滤得到的白色结晶依次使用蒸馏水 乙醇洗涤 使用乙醇洗涤的目的是 4 制备过氧化钙的另一种方法是 将石灰石煅烧后 直接加入双氧水反应 过滤后可得到过氧化钙产品 该工艺方法的优点是 产品的缺点是 7 专题知识脉络 能力目标解读 热点考题诠释 8 专题知识脉络 能力目标解读 热点考题诠释 解题要领 1 caco3 2hclcacl2 co2 h2o co2溶于溶液中使溶液呈酸性 可通过煮沸的方法除去co2 2 反应物为cacl2 nh3 h2o h2o2 产物之一为目标产物cao2 根据原子个数守恒 可判断还有nh4cl和h2o生成 h2o2不稳定 受热易分解 冰浴下进行反应的目的是防止h2o2分解 3 乙醇易挥发 且cao2在乙醇中溶解度小 用乙醇洗涤可带走晶体表面的水分 得到较干燥的晶体 4 相对于前一种方法 直接煅烧石灰石后加入双氧水 操作更简单 但得到的cao2中会混有caco3 cao等杂质而使产品不纯 9 热点一 热点二 热点三 常见气体的制备有关气体制备与性质验证实验的思维路径 10 热点一 热点二 热点三 问题探究1 常见气体的发生装置有哪些 11 热点一 热点二 热点三 2 常见气体的收集一般采用哪些方法 1 no一般用排水法收集 2 no2 hcl一般用向上排空气法收集 3 nh3一般用向下排空气法收集 4 cl2 so2 co2除可用向上排空气法外 还可分别用排饱和食盐水 饱和nahso3溶液 饱和nahco3溶液法收集 5 h2 o2 n2 co既可用排空气法 也可用排水法收集 3 常见气体的尾气一般采用哪些方法处理 1 h2 co ch4常用点燃方法 2 常见的酸性气体如no2 so2 cl2等常用碱性溶液吸收 nh3常用酸性溶液吸收 3 任何气体都可用未充气的气球收集 12 热点一 热点二 热点三 例1 2014福建理综 焦亚硫酸钠 na2s2o5 是常用的食品抗氧化剂之一 某研究小组进行如下实验 实验 焦亚硫酸钠的制取采用下图装置 实验前已除尽装置内的空气 制取na2s2o5 装置 中有na2s2o5晶体析出 发生的反应为 na2so3 so2na2s2o5 13 热点一 热点二 热点三 1 装置 中产生气体的化学方程式为 2 要从装置 中获得已析出的晶体 可采取的分离方法是 3 装置 用于处理尾气 可选用的最合理装置 夹持仪器已略去 为 填序号 14 热点一 热点二 热点三 分析推理 1 实验室制取so2常用原理是什么 利用h2so3的弱酸性 用亚硫酸盐与强酸反应制取so2 如na2so3与盐酸 硫酸反应 注意最好使用硫酸 因为盐酸易挥发 并且不能使用硝酸 还可以利用浓硫酸的强氧化性 如铜与浓硫酸加热生成so2 2 选择尾气处理装置应注意哪些事项 要符合物理原理 如本题 3 中a选项 不能保持内外压平衡 气体无法通入a中 要注意倒吸及对防倒吸原理的理解 3 中c d选项均可防止倒吸 b选项不能防止倒吸 要注意吸收液是否合理 b c选项中的吸收液均不与so2反应 15 热点一 热点二 热点三 16 热点一 热点二 热点三 对点训练1 改编组合 下列实验装置设计合理的是 答案 解析 17 热点一 热点二 热点三 物质的制备有关物质制备实验方案设计的思维路径 18 热点一 热点二 热点三 问题探究1 物质制备实验的操作顺序是怎样的 2 物质制备实验中有哪些注意事项 1 要注意加热操作先后顺序的选择 若气体性质实验需加热 应先加热气体发生装置 通入气体排出装置中的空气后 再给实验中需要加热的物质加热 目的是 防止爆炸 如氢气还原氧化铜 保证产品纯度 防止反应物或生成物与空气中的物质反应 熄灭酒精灯的顺序则相反 19 热点一 热点二 热点三 2 要注意防止实验中试剂或产物变质或损失 实验中反应物或产物若易吸水 潮解 水解等 要采取措施防止吸水 易挥发的液体产物要及时冷却 易挥发的液体反应物 需在反应装置中加装冷凝回流装置 如长导管 竖直的冷凝管等 注意防止倒吸 3 要注意仪器的选择及其连接顺序 20 热点一 热点二 热点三 例2 2014浙江理综 葡萄糖酸钙是一种可促进骨骼生长的营养物质 葡萄糖酸钙可通过以下反应制得 相关物质的溶解性见下表 21 热点一 热点二 热点三 请回答下列问题 1 第 步中溴水氧化葡萄糖时 下列装置中最适合的是 22 热点一 热点二 热点三 制备葡萄糖酸钙的过程中 葡萄糖的氧化也可用其他试剂 下列物质中最适合的是 a 新制的cu oh 2悬浊液b 酸性kmno4溶液c o2 葡萄糖氧化酶d ag nh3 2 oh溶液 2 第 步充分反应后caco3固体需有剩余 其目的是 本实验中不宜用cacl2替代caco3 理由是 23 热点一 热点二 热点三 3 第 步需趁热过滤 其原因是 4 第 步加入乙醇的作用是 5 第 步中 下列洗涤剂最合适的是 a 冷水b 热水c 乙醇d 乙醇 水混合溶液 24 热点一 热点二 热点三 分析推理 1 制取物质时如何选择装置 装置的选择主要看反应条件和反应物的状态 第 步反应条件为55 所以选择水浴加热 且要有温度计 反应物为液体和液体混合 故选择用分液漏斗加入另一液体 2 制备实验中是否需要尾气处理 如何选择尾气处理装置 在制备实验中 如有有毒 有害的气体产生 则一定要进行尾气处理 有些气体尾气的处理装置还要兼有防倒吸的作用 3 制得的粗产品往往需要洗涤 如何选择洗涤剂 选择洗涤剂的方法 洗涤剂应尽可能地溶解或带走粗产品表面的杂质 同时产品在洗涤剂中的溶解度尽可能小 25 热点一 热点二 热点三 答案 1 bc 2 提高葡萄糖酸的转化率 便于后续分离氯化钙难以与葡萄糖酸直接反应得到葡萄糖酸钙 3 冷却后葡萄糖酸钙会结晶析出 如不趁热过滤会损失产品 4 可降低葡萄糖酸钙在溶剂中的溶解度 有利于葡萄糖酸钙析出 5 d评分细则警示文字表达要全面到位 如 3 4 小题不能只回答前半句话或后半句话 26 热点一 热点二 热点三 对点训练2 2015四川成都检测 na2s2o4是重要的工业漂白剂 某化学小组欲制备na2s2o4 如图 并探究其性质 现将1 5mol l 1的hcoona溶液和0 5mol l 1naoh溶液等体积注入三颈烧瓶 发生反应 hcoona 2so2 naohna2s2o4 co2 h2o 27 热点一 热点二 热点三 1 a装置的名称 c装置的目的 2 b中制备so2的化学方程式为 控制b中反应速率的方法是 3 当三颈烧瓶中溶液接近中性时停止通入气体 蒸发得到固体产品 取1 0g固体产品溶于5ml水中 加入1ml银氨溶液 振荡 水浴10s出现银镜 甲同学得出结论 10s时na2s2o4与银氨溶液反应形成银镜 乙同学认为上述实验不能说明甲的结论一定成立 其依据可能是 28 热点一 热点二 热点三 针对甲 乙同学的分歧 丙同学取该实验所得固体设计如下实验方案 请你帮助完成 29 热点一 热点二 热点三 答案 1 分液漏斗吸收so2 防止污染空气 2 na2so3 h2so4na2so4 so2 h2o通过分液漏斗颈部活塞控制滴加h2so4的速度 3 因为hcoona过量 分离出的晶体含杂质hcoona hcoona具有还原性 也能发生银镜反应对三颈烧瓶分离出的产品进行重结晶得到纯净的na2s2o45若10s出现银镜 则甲的结论正确 或na2s2o4具有还原性 反之则乙正确 30 热点一 热点二 热点三 解析 1 so2为大气污染物 显然c的作用是吸收so2 防止污染空气 2 可通过液体的滴入速度来控制反应的快慢 3 根据题目所给数据知 甲酸钠过量 所以分离出的粗产品中含有甲酸钠 甲酸钠也能与银氨溶液反应形成银镜 故甲同学结论不成立 要证明na2s2o4能与银氨溶液反应形成银镜 则必须排除hcoona的干扰 所以丙同学设计的实验方案应首先提纯na2s2o4 可采用重结晶方法获得纯净的na2s2o4 再与银氨溶液反应 31 热点一 热点二 热点三 化学实验方案的设计与评价有关化学实验方案的设计与评价的思维路径 32 热点一 热点二 热点三 问题探究如何评价化学实验方案的优劣 评价实验方案的优劣主要从以下几方面入手 1 实验原理是否正确 可行 2 是否安全 如是否有防倒吸 防爆炸装置或措施等 3 是否环保 如是否有尾气处理装置 4 是否排除了干扰因素 如氢气还原氧化铜是否排尽了系统中的氧气等 33 热点一 热点二 热点三 例3 2015广州模拟 碳酸钙 盐酸是中学化学实验中的常用试剂 1 甲同学拟测定caco3固体与过量0 1mol l 1hcl的反应速率 该反应的化学方程式为 设计两种实验方案 方案一 通过测量和计算反应速率 方案二 通过测量和计算反应速率 34 热点一 热点二 热点三 配制250ml0 1mol l 1hcl 量取ml10mol l 1hcl加入烧杯中 加适量蒸馏水 搅拌 将溶液转入中 洗涤 定容 摇匀 2 乙同学拟用如图装置探究固体表面积和反应物浓度对化学反应速率的影响 限选试剂与用品 0 1mol l 1hcl 颗粒状caco3 粉末状caco3 蒸馏水 量筒 秒表 35 热点一 热点二 热点三 设计实验方案 在固体表面积或反应物浓度不同的条件下 测定 要求所测得的数据能直接体现反应速率大小 拟定实验表格 完整体现实验方案 表格列数自定 列出所用试剂的用量 待测物理量和拟定的数据 数据可用字母a b c等表示 36 热点一 热点二 热点三 37 热点一 热点二 热点三 分析推理 1 实验方案设计有哪些基本要求 如本题中的 1 小题中的方案设计 测生成的co2的质量或体积可行 测消耗的caco3的质量也可行 只要条件允许 效果明显 操作方便 均可行 38 热点一 热点二 热点三 2 实验方案设计的基本思路是怎样的 根据实验目的和原理及所选用的药品和仪器 设计合理的实验方案 并且从几种方案中分析选择出最佳方案 如本题中的 2 小题 实验目的是探究固体表面积和反应物浓度对化学反应速率的影响 因此应从分别改变固体表面积和反应物浓度两个角度来设计实验 39 热点一 热点二 热点三 3 控制变量的实验设计应注意哪些事项 设计时 只能改变一个变量 实验设计应从改变的变量分析 如本题 2 中表格的填写 实验1和2应改变固体的表面积 实验1和3应改变反应物的浓度 可以通过加水来改变 答案 1 caco3 2hclcacl2 co2 h2o 生成co2的体积 或质量 反应时间消耗caco3固体的质量反应时间 答案合理即可 2 5250ml容量瓶 2 生成等质量co2所需的时间 或相同时间内生成的co2的质量 40 热点一 热点二 热点三 41 热点一 热点二 热点三 42 热点一 热点二 热点三 评分细则警示 1 方案合理即可 如h 浓度 或溶液ph 的变化和反应时间 容量瓶规格不写不给分 2 回答 生成co2的质量 相同时间内生成的co2的体积 等不给分 完整补充表中的物理量及其单位 允许灵活表达 合理即可 未标明单位 实验1 2作为一组 数据填写正确 实验1 3作为一组 数据填写正确 以上都不给全分 43 热点一 热点二 热点三 对点训练3 2014北京理综 用如图装置 夹持 加热装置已略 进行实验 有 中现象 不能证实 中反应发生的是 a 44 热点一 热点二 热点三 解析在初始加热时 排出的试管 中的空气也会使肥皂水冒泡 故a不能证实 中发生了反应 酚酞溶液变红 说明有碱性气体产生 能证实 中反应发生 石蜡油的主要成分是烷烃 不能使溴的四氯化碳溶液褪色 在碎瓷片上受热后 产生的气体能使溴的四氯化碳溶液褪色 说明有含不饱和键的新物质生成 能证明 中发生了反应 45 1 2 3 4 1 2016山西忻州一中等四校联考 下列关于甲 乙 丙 丁四组仪器装置的有关用法正确且能达到目的的是 a 甲装置 可用来证明硫的非金属性比硅的强b 乙装置 用盐酸标准液测氢氧化钠溶液的浓度c 丙装置 配制一定物质的量浓度的氢氧化钠溶液d 丁装置 可在瓶中先装满水 气体由 口入 收集no气体 答案 解析 46 1 2 3 4 2 2016辽宁沈阳模拟 实验室可将硬质玻璃管改装为燃烧管 如图所示 挤压软塑料瓶壁 向装有固体b的锥形瓶中加入溶液a 同时往燃烧管中通入气体c并点燃 可看到明显的燃烧现象 金属网用以防止气体混合爆炸 若用此装置模拟工业制氯化氢 则关于试剂选择正确的是 答案 解析 47 1 2 3 4 3 2015河北衡水中学模拟 关于下列四个装置的说明符合实验要求的是 48 1 2 3 4 a 装置 实验室中若需制备较多量的乙炔可用此装置b 装置 实验室中可用此装置来制备硝基苯 但产物中可能会混有苯磺酸c 装置 实验室中可用此装置来分离含碘的四氯化碳液体 最终在锥形瓶中可获得碘d 装置 实验室中可用此装置来制备乙酸乙酯并在烧瓶中获得产物 答案 解析 49 1 2 3 4 4 2015全国课标 草酸 乙二酸 存在于自然界的植物中 其k1 5 4 10 2 k2 5 4 10 5 草酸的钠盐和钾盐易溶于水 而其钙盐难溶于水 草酸晶体 h2c2o4 2h2o 无色 熔点为101 易溶于水 受热脱水 升华 170 以上分解 回答下列问题 50 1 2 3 4 1 甲组同学按照如图所示的装置 通过实验检验草酸晶体的分解产物 装置c中