高考化学鲁科版一轮复习课件第10章第3讲实验方案设计与评价

第3讲实验方案设计与评价考点实验的设计与评价(全国卷5年10考命题指数★★★★★)

【关键能力·层级突破】命题角度1：定性实验方案的设计与评价【典例1】(2020·全国Ⅰ卷)为验证不同化合价铁的氧化还原能力，利用下列电池装置进行实验，回答下列问题：考点一无机物的制备(全国卷5年12考命题指数★★★★★)【必备知识·自我排查】一、气体的制备1．常见的气体制备原理：(1)O2：2KClO32KCl＋3O2↑、___________________________________或__________________________。(2)H2：__________________________。MnO2△====△====MnO2====2KMnO4K2MnO4＋MnO2＋O2↑2H2O22H2O＋O2↑Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑(3)NH3：______________________________________________；__________________________。(4)CO2：___________________________________。(5)Cl2：_________________________________________；__________________________________________________。△====△====△====2NH4Cl＋Ca(OH)2CaCl2＋2H2O＋2NH3↑NH3·H2ONH3↑＋H2OCaCO3＋2HCl===CaCl2＋H2O＋CO2↑MnO2＋4HCl(浓)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O2KMnO4＋16HCl(浓)===2KCl＋2MnCl2＋5Cl2↑＋8H2O(6)SO2：_____________________________________。(7)NO：___________________________________________。(8)NO2：__________________________________________。(9)H2S：___________________________。Na2SO3＋H2SO4===Na2SO4＋H2O＋SO2↑3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2OCu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2OFeS＋H2SO4===FeSO4＋H2S↑(10)C2H4：___________________________。(11)C2H2：_______________________________。C2H5OHC2H4↑＋H2OCaC2＋2H2O===Ca(OH)2＋C2H2↑2．常见气体制备的发生装置：气体制备装置注意事项“固—固”加热装置(该装置可用于制备O2和NH3等)A.试管口应___________，防止水蒸气冷凝回流炸裂试管B.试管夹夹在距试管口___处C.药品应平铺于试管底部D.导管不宜伸入试管内过长，粉末状固体应在试管口堵一团棉花E.实验前先_________________F.加热时，先预热，且用外焰加热略向下倾斜1/3检验装置的气密性气体制备装置注意事项“固(液)—液”加热装置(该装置可用于制备Cl2、NH3、HCl、C2H4、CO等)A.实验前检验装置的气密性B.加热烧瓶需要垫_______C.加热时要先预热，使受热均匀D.加热易暴沸的混合物时要加_______，防暴沸E.制乙烯时不必用分液漏斗，但要用温度计控制反应温度F.若使用分液漏斗，滴液前先_____________或将上口活塞处小孔对准凹槽，以保证液体顺利滴下；分液漏斗中液体滴完后，应及时关闭漏斗活塞，防止气体经分液漏斗逸出石棉网碎瓷片打开上口活塞气体制备装置注意事项“固(液)－液”不加热装置(该装置可用于制备H2、O2、Cl2、NH3、CO2、H2S、SO2、NO2、NO和C2H2等)A.使用前检验装置的气密性B.使用长颈漏斗应将下端管口_____________C.制H2S时应在通风橱中D.启普发生器只适用于_______________在反应速率适中且不加热(也不能大量放热)条件下制取难溶于反应混合物的气体如CO2、H2S、H2(不可用于制C2H2、SO2、NO2)插入液面以下块状固体与液体②化学方法。a．氧化还原法：通过灼热的铜丝网除去混合气体中的___；通过灼热的CuO除去________等。b．酸碱法：将NH3和CO2的混合气体通过碱石灰除去____。c．沉淀法：除去CO2中的H2S可利用CuSO4溶液，_____________________________。H2、COCO2H2S＋CuSO4===CuS↓＋H2SO4O2(4)吸收剂的选择。①原则。不减原则：通过操作之后，目标气体的量不能减少；不反应原则：除杂试剂不能与目标气体反应。②常见吸收剂。试剂适用范围浓硫酸利用吸水性，可除去H2、SO2、HCl、CO、NO2、CH4等气体中混有的水蒸气(不能用于干燥____________________)NaOH溶液可吸收CO2、SO2、H2S、Cl2、NO2等_________饱和NaHCO3溶液/NaHSO3溶液可除去________中混有的HCl等气体酸性KMnO4溶液可除去SO2、H2S等还原性气体CuSO4溶液除去H2S、PH3等气体CCl4或苯等有机溶剂除去Br2、苯蒸气等H2S、HI、HBr、NH3酸性气体CO2/SO2③常见干燥剂。酸性干燥剂浓硫酸、P2O5可以干燥H2、O2、N2、CO2、CO、Cl2、HCl、SO2、CH4等气体碱性干燥剂碱石灰主要用于干燥NH3，但也可干燥H2、O2、N2、CO和CH4等中性干燥剂CaCl2可以干燥H2、O2、N2、CO2、Cl2、HCl和H2S等，但不能干燥NH34.常见的气体收集装置：收集方法收集装置适用范围向上排空气法适用于收集_______________气体，如CO2、Cl2、HCl等向下排空气法适用于收集_______________气体，如H2、NH3等排水法(或排饱和溶液法)适用于收集________________________________气体，如H2、O2、NO、C2H2、N2、CO等；也可排饱和溶液，如Cl2(排饱和食盐水)密度比空气大的密度比空气小的难溶或微溶于水，且与水不反应的5.常见的尾气处理装置尾气处理方法尾气处理装置适用范围直接排放/适用于空气组分O2、N2水溶解法适用于___________的HX、NH3等碱液(或碱性干燥剂)吸收法适用于Cl2、H2S、CO2、SO2、NO2等_________极易溶于水酸性气体尾气处理方法尾气处理装置适用范围燃烧法适用于可燃且燃烧产物对环境无害的气体，如CH4、C2H4、C2H2、H2、CO等收集法适用于处理直接排放污染空气的气体，如CO、H2S、SO2等二、几种非气体物质的制备1．氢氧化铝的制备：(1)原理。①铝盐法：___________________________________。②偏铝酸盐法：____________________________________。③铝盐和偏铝酸盐水解法：_________________________________。Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3＋CO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋Al3＋＋3＋6H2O===4Al(OH)3↓(2)注意事项。氢氧化铝属于_____氢氧化物，能溶于氢氧化钠溶液，但不溶于_____，制备时一般用可溶性铝盐与_____反应。2．氢氧化亚铁的制备：(1)原理：离子方程式：_________________________。(2)注意事项。两性氨水氨水Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓①Fe(OH)2有强_____性，易被空气中的O2氧化而迅速变色，因此用于配制硫酸亚铁溶液和氢氧化钠溶液的蒸馏水常通过_____除去水中溶解的_____。②将吸有氢氧化钠溶液的胶头滴管_____硫酸亚铁溶液液面下，再将氢氧化钠溶液挤出。③还可在硫酸亚铁溶液上方加一层_______，以减少与空气的接触。还原煮沸氧气伸入植物油3．氢氧化铁胶体的制备：实验步骤在洁净的小烧杯里加入约25mL蒸馏水，加热至沸腾，然后向沸水中逐滴加入1～2mLFeCl3饱和溶液，继续煮沸至液体呈_____色，停止加热实验现象及结论所制胶体呈_____色透明状化学方程式_____________________________________△====红褐红褐FeCl3＋3H2OFe(OH)3(胶体)＋3HCl4.氨碱法制纯碱：制备原理向浓氨水中加足量食盐晶体制成饱和氨盐水，然后向饱和氨盐水中通入足量的CO2气体生成________，因为________在该状态下溶解度小先结晶析出。再加热分解得到_____、水和二氧化碳化学方程式_____________________________________________________________________________△====NaHCO3NaHCO3NaCl＋NH3＋H2O＋CO2===NaHCO3↓＋NH4Cl2NaHCO3Na2CO3＋H2O＋CO2↑纯碱【基本技能·小测】1．判断下列说法是否正确，正确的打“√”，错误的打“×”(1)SO2是还原性气体，不能用浓硫酸干燥。 (

)提示：×。SO2与浓硫酸不反应，可以用浓硫酸干燥。(2)吸收NH3可用如图装置，或将有机溶剂CCl4换成苯。 (

)提示：×。NH3极易溶于水，如题图所示装置可以防倒吸，苯的密度小于水，不能有效防倒吸。(3)使用MnO2作催化剂制备氧气，不一定需要加热。 (

)提示：√。若用MnO2催化氯酸钾分解需要加热，而催化过氧化氢分解不需加热。(4)除去SO2中混有的HCl气体，可将气体通过装有饱和Na2SO3溶液的洗气瓶，再干燥。 (

)提示：×。除杂试剂应选用饱和NaHSO3溶液。(5)实验室中可利用二氧化锰或高锰酸钾与浓盐酸反应制取氯气，两制备方法中氯气的发生装置完全相同。 (

)提示：×。二氧化锰与浓盐酸反应需要加热，高锰酸钾与浓盐酸反应不需要加热，二者制备氯气的装置不同。(6)可利用如图装置收集氢气。 (

)提示：√。氢气难溶于水，可用排水法进行收集。2．实验室合成硫酰氯要先制取干燥氯气。制备干燥纯净的氯气所用仪器如图：上述仪器的连接顺序：e接______，________接______，______接______，______接______(按气流方向，用小写字母表示)。提示：d

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g考点二有机物的制备(全国卷5年15考命题指数★★★★★)【必备知识·自我排查】1．常见的有机物分离提纯方法：(1)蒸馏。实验原理利用有机物沸点的不同，通过加热使低沸点组分蒸发，再冷凝，从而与高沸点的物质分离开来注意事项①使用前要检查装置气密性②蒸馏烧瓶需垫_______加热③蒸馏时液体体积应占蒸馏烧瓶容积的________④温度计水银球应位于蒸馏烧瓶的_______处⑤冷凝水方向为___口进___口出石棉网1/3～2/3支管口下上(2)分液。实验原理分离两种不互溶液体的混合物注意事项分液时下层液体从_________，上层液体从_________下口放出上口倒出(3)重结晶。实验原理将晶体用蒸馏水溶解，经过滤、蒸发、冷却等步骤再次析出晶体，得到更纯净的晶体的过程注意事项①被提纯的有机物在溶剂中的溶解度受温度影响大，冷却后容易结晶析出②杂质在溶剂中的溶解度很小或很大，易于除去2.常见有机物的检验与鉴别：物质试剂与方法现象与结论乙烯(1)加溴水或酸性KMnO4溶液。(2)点燃(1)褪色。(2)乙烯燃烧有黑烟醇(乙醇)(1)加活泼金属钠。(2)加乙酸、浓硫酸，加热。(3)红热铜丝多次插入乙醇中(1)有气体放出。(2)有果香味油状液体生成。(3)铜丝重新光亮，生成有刺激性气味的物质羧酸(乙酸)(1)加紫色石蕊试液。(2)加NaHCO3溶液(1)显红色。(2)有气体逸出物质试剂与方法现象与结论酯闻气味或加稀硫酸有果香味；检验水解产物淀粉碘水呈现蓝色蛋白质(1)加浓硝酸。(2)灼烧(1)微热后显黄色。(2)产生烧焦羽毛的气味3．有机物的制备：高中课本(必修)中的有机实验(1)苯的取代反应。(2)乙酸乙酯的制备。【基本技能·小测】1．判断下列说法是否正确，正确的打“√”，错误的打“×”(1)用水能够鉴别苯、乙醇、硝基苯。 (

)提示：√。水与苯混合，有机层在上层；水与乙醇任意比互溶，不分层；水与硝基苯混合，有机层在下层。(2)用灼烧的方法可以区分蚕丝和人造纤维。 (

)提示：√。蚕丝的主要成分是蛋白质，人造纤维的主要成分是纤维素。(3)乙烷中混有乙烯，可用酸性KMnO4溶液除杂。 (

)提示：×。酸性KMnO4溶液可将乙烯氧化为CO2，引入新杂质，应选用溴水。(4)聚乙烯和聚氯乙烯均可用作食品包装材料。 (

)提示：×。聚乙烯(PE)可用于包装食品，聚氯乙烯(PVC)不可。(5)乙酸乙酯制备实验中，除杂试剂饱和Na2CO3溶液可以换成NaOH溶液。

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)提示：×。乙酸乙酯与NaOH反应。(6)溴乙烷与NaOH乙醇溶液加热可制备乙烯，生成的气体直接通入酸性KMnO4溶液，紫色褪去即可证明乙烯生成。 (

)提示：×。生成的乙烯中混有挥发出来的乙醇，乙醇也可使酸性KMnO4溶液紫色褪去。(7)向蔗糖水解液中加入银氨溶液，即可证明水解产物的生成。 (

)提示：×。蔗糖水解液呈酸性，应先加入碱将溶液调至碱性，再用银氨溶液检验还原性糖。【思维升级·母题延伸】(1)装置c中倒置漏斗有什么作用？提示：由于HBr气体易溶于水，因此倒置漏斗有防倒吸作用。(2)此实验能否说明苯与溴发生的是取代反应？提示：能。可以从碳酸钠溶液中有气体生成说明反应中产生了HBr气体，从而说明此反应为取代反应。(3)反应后的混合液经稀碱溶液洗涤，分液后得到溴苯会含有一定量的苯，应怎样除去？提示：苯和溴苯为互溶的沸点不同的两种有机液体，因此采用蒸馏的方式分离。名称相对分子质量熔点/℃沸点/℃密度/(g·mL－1)溶解性甲苯92－95110.60.867不溶于水，易溶于乙醇苯甲酸122122.4(100℃左右开始升华)248——微溶于冷水，易溶于乙醇、热水考点三物质的组成、性质实验探究(全国卷5年10考命题指数★★★★★)【必备知识·自我排查】1．物质(离子)检验的基本原则和方法：(1)物质检验的“三原则”：一看(颜色、状态)、二嗅(气味)、三实验(加试剂)。(2)物质检验的基本方法。根据实验时生成物所表现的现象不同，检验离子的方法可归纳为四类：①生成_____，如、的检验。②生成_____，如Cl－、的检验。③显现特殊颜色，如Fe3＋、苯酚的检验。④焰色反应，检验金属或金属离子。气体沉淀(3)物质检验的注意事项。①选取试剂要最佳：选取的试剂与试剂组中的各物质反应现象：溶液颜色的改变、沉淀的生成或溶解、气体的产生等要专一，使之一目了然。②尽可能选择特效反应以减少干扰，如用_____溶液检验SO2，用______溶液检验Fe3＋，用湿润的_________试纸检验NH3。③一定要注意避免离子间的相互干扰，如检验时，会造成干扰；Fe2＋遇氧化剂对Fe3＋的检验造成干扰。④注意离子检验所要求的环境，如酸碱性、浓度、温度的选择。品红KSCN红色石蕊【基本技能·小测】1．判断下列说法是否正确，正确的打“√”，错误的打“×”(1)FeCl3溶液可使淀粉KI试纸变蓝，说明FeCl3有氧化性。 (

)提示：√。Fe3＋氧化I－为I2，I2使淀粉变蓝，说明FeCl3有氧化性。(2)将SO2通入溴水中，溴水褪色，说明SO2具有漂白性。 (

)提示：×。SO2与Br2发生氧化还原反应，说明SO2具有还原性。(3)将镁片和铝片分别浸入NaOH溶液中形成原电