2022年高考化學(xué)二輪復(fù)習(xí) 專題24 化學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與評價(jià)教案

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1、2022年高考化學(xué)二輪復(fù)習(xí) 專題24 化學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與評價(jià)教案 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)著眼能力立意，綜合考查考生的觀察能力、思維能力、實(shí)驗(yàn)?zāi)芰驮u價(jià)能力。在備考復(fù)習(xí)中應(yīng)注意：一是根據(jù)要求，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，分析相關(guān)問題，提出自己的見解，處理實(shí)驗(yàn)的信息數(shù)據(jù)，得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論。二是結(jié)合相關(guān)知識，聯(lián)系題給信息并聯(lián)系實(shí)際的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。三是源于教材的實(shí)驗(yàn)重組題，這種題的立意往往具有創(chuàng)新性。本類試題還有可能在裝置選擇、方法設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)處理、方案評價(jià)等方面進(jìn)行強(qiáng)化考查。預(yù)計(jì)2018年考查形式會(huì)以化工生產(chǎn)、生活實(shí)際為命題背景，將基本理論、元素化合物等相關(guān)知識與實(shí)驗(yàn)有機(jī)結(jié)合起來。常見氣體的制備復(fù)習(xí)時(shí)給予關(guān)注！另外需要注意新舊大綱的變化：

2、增加：“正確選用實(shí)驗(yàn)裝置”；調(diào)整：“控制實(shí)驗(yàn)條件的方法”的要求由“了解”提高為“掌握”；增加：“預(yù)測或描述實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象”；刪去：2016大綱“繪制和識別典型的實(shí)驗(yàn)儀器裝置圖”。 預(yù)計(jì)高考以給定實(shí)驗(yàn)情境或物質(zhì)性質(zhì)，要求考生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案;提出實(shí)驗(yàn)問題，要求考生選擇儀器、藥品，組裝實(shí)驗(yàn)裝置，確定實(shí)驗(yàn)步驟，評價(jià)實(shí)驗(yàn)方案;結(jié)合給定的實(shí)驗(yàn)情境分析現(xiàn)象與得出結(jié)論，并繪制和識別典型的實(shí)驗(yàn)儀器、裝置圖，以考查考生的實(shí)際操作技能和分析能力，體現(xiàn)了科學(xué)探究的 →固定好圓底燒瓶。 （2）“從左到右”原則：裝配復(fù)雜裝置應(yīng)遵循從左到右順序。如上裝置裝配順序?yàn)椋喊l(fā)生裝置→集氣瓶→尾氣吸收。 （3）先“塞”后“定”原則：帶

3、導(dǎo)管的塞子在燒瓶固定前塞好，以免燒瓶固定后因不宜用力而塞不緊或因用力過猛而損壞儀器。 （4）“固體先放”原則：上例中，燒瓶內(nèi)試劑MnO2應(yīng)在燒瓶固定前裝入，以免固體放入時(shí)損壞燒瓶?？傊腆w試劑應(yīng)在固定前加入相應(yīng)容器中。 （5）“液體后加”原則：液體藥品在燒瓶固定后加入。如上例中濃鹽酸應(yīng)在燒瓶固定后從分液漏斗中緩慢加入。 （6）“先驗(yàn)氣密性”原則：收集或進(jìn)行氣體實(shí)驗(yàn)時(shí)，應(yīng)在裝入藥品前先進(jìn)行氣密性的檢查。 （7）“后點(diǎn)酒精燈”原則：所有裝置裝完后，再點(diǎn)燃酒精燈。 2、氣體的凈化 （1）凈化原則：不減少被凈化氣體的量，不引入新的雜質(zhì)，操作簡便，易于分離。 （2）氣體的凈化裝置與方法。

4、 ①易溶于水或能與水反應(yīng)不生成其他氣體的雜質(zhì)用水吸收。如H2(HCl)、N2(NH3)、NO(NO2)(括號內(nèi)為雜質(zhì)氣體，下同)，可將混合氣體通過盛水的a來除去雜質(zhì)氣體。 ②酸性雜質(zhì)用堿性吸收劑、堿性雜質(zhì)用酸性吸收劑來吸收。如CO(CO2)，可將混合氣體通過盛NaOH溶液的a或盛堿石灰的b或c或d來除去雜質(zhì)。 ③還原性雜質(zhì)，可用氧化性較強(qiáng)的物質(zhì)來吸收或轉(zhuǎn)化；氧化性雜質(zhì)，可用還原性較強(qiáng)的物質(zhì)來吸收。例如CO2(CO)，可將混合氣體通過盛灼熱CuO的e來除去雜質(zhì)。 ④選用能與氣體中的雜質(zhì)反應(yīng)生成難溶性物質(zhì)或可溶性物質(zhì)的試劑做吸收劑來除去雜質(zhì)。如O2(H2S)，可將混合氣體通過盛有CuSO

5、4溶液的a除去雜質(zhì)。 3．氣體的收集： 確定氣體的收集方法時(shí)要考慮氣體的密度、溶解性、穩(wěn)定性。 收集方法 排水法 向上排空氣法 向下排空氣法 收集原理 收集的氣體不與水反應(yīng)或難溶于水 收集的氣體密度比空氣大，不與空氣中成分反應(yīng)且與空氣密度相差較大 收集的氣體密度比空氣小，不與空氣中成分反應(yīng)，且與空氣密度相差較大 收集裝置 ? ? ? 適用的氣體 H2、O2、NO、CH4、C2H4 Cl2、HCl、CO2、NO2、H2S、SO2 H2、NH3、CH4 4.尾氣處理：通常有毒和有污染的尾氣必須適當(dāng)處理，常用尾氣處理裝置有： a用于NaOH溶液吸收氯氣、CO

6、2(氣體溶解或反應(yīng)速率不很快，不易引起倒吸)。 b用于收集少量氣體然后處理。 c、d用于收集極易溶且溶解很快的氣體，如HCl、HBr、NH3等；其中d吸收量少。 e用于處理難以吸收且可燃的氣體，如H2、CO等。 二、實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)的注意事項(xiàng) 1、實(shí)驗(yàn)操作順序：裝置選擇與連接→氣密性檢查→加固體藥品→加液體藥品→開始實(shí)驗(yàn)(按程序)→拆卸儀器→其他處理等。 2、加熱操作先后順序的選擇：若氣體制備實(shí)驗(yàn)需加熱，應(yīng)先加熱氣體發(fā)生裝置，產(chǎn)生氣體排出裝置中的空氣后，再給實(shí)驗(yàn)中需要加熱的物質(zhì)加熱。目的是：①防止爆炸(如氫氣還原氧化銅)；②保證產(chǎn)品純度，阻止反應(yīng)物或生成物與空氣中的物質(zhì)反應(yīng)。熄滅酒精燈

7、的順序則相反。 3、實(shí)驗(yàn)中試劑或產(chǎn)物防止變質(zhì)或損失 （1）實(shí)驗(yàn)中反應(yīng)物或產(chǎn)物若易吸水、潮解、水解等，要采取措施防止吸水。 （2）易揮發(fā)的液體產(chǎn)物要及時(shí)冷卻。 （3）易揮發(fā)的液體反應(yīng)物，需在反應(yīng)裝置中加裝冷凝回流裝置(如長導(dǎo)管、豎直的干燥管、冷凝管等)。 （4）注意防止倒吸的問題。 4、儀器藥品的準(zhǔn)確描述 （1）實(shí)驗(yàn)中所用試劑名稱，如無水硫酸銅(CuSO4)，硫酸銅溶液，酸性高錳酸鉀溶液；澄清石灰水；飽和碳酸氫鈉溶液等。 （2）儀器名稱：如坩堝、研缽、100 mL容量瓶。 5、會(huì)畫簡單的實(shí)驗(yàn)裝置圖：考綱要求能夠繪制和識別典型的實(shí)驗(yàn)儀器裝置圖，可用“示意裝置圖”表示。一般能畫出簡

8、單的裝置圖即可，但要符合要求，例如形狀、比例等。 6、實(shí)驗(yàn)裝置的改進(jìn)如為防止分液漏斗中的液體不能順利流出，用橡皮管連接成連通裝置；為防止氣體從長頸漏斗中逸出，可在發(fā)生裝置中的漏斗末端套一支小試管等。 三、化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案的評價(jià) 對幾個(gè)實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行評價(jià)，主要從正確與錯(cuò)誤、嚴(yán)密與不嚴(yán)密、準(zhǔn)確與不準(zhǔn)確、可行與不可行等方面作出判斷。另外有無干擾、是否經(jīng)濟(jì)、是否安全、有無污染等也是要考慮的。 1、可行性方面 （1）分析實(shí)驗(yàn)方案是否科學(xué)可行； （2）實(shí)驗(yàn)操作是否安全合理； （3）實(shí)驗(yàn)步驟是否簡單方便； （4）實(shí)驗(yàn)效果是否明顯。 2、綠色化學(xué)方面 （1）實(shí)驗(yàn)過程中是否造成環(huán)境污染； （2）

9、原料是否無毒、安全、易得； （3）原料利用率及反應(yīng)速率是否較高； （4）反應(yīng)速率是否較快。 3、從安全性方面對實(shí)驗(yàn)方案做出評價(jià)：化學(xué)實(shí)驗(yàn)從安全角度?？紤]的主要因素如下： （1）凈化、吸收氣體及熄滅酒精燈時(shí)要防止液體倒吸； （2）進(jìn)行某些易燃易爆實(shí)驗(yàn)時(shí)要防爆炸(如H2還原CuO應(yīng)先通H2，氣體點(diǎn)燃前先驗(yàn)純等)； （3）防氧化(如H2還原CuO后要“先滅燈再停氫”，白磷切割宜在水中進(jìn)行等)； （4）污染性的氣體要進(jìn)行尾氣處理；有粉末狀物質(zhì)參加的反應(yīng)，要注意防止導(dǎo)氣管堵塞； （5）防吸水(如實(shí)驗(yàn)取用、制取易吸水、潮解、水解的物質(zhì)時(shí)宜采取必要措施，以保證達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康?。 4、從規(guī)范性

10、方面 （1）冷凝回流(有些反應(yīng)中，為減少易揮發(fā)液體反應(yīng)物的損耗和充分利用原料，需在反應(yīng)裝置上加裝冷凝回流裝置，如長玻璃管、豎裝的干燥管及冷凝管等)； （2）易揮發(fā)液體產(chǎn)物(導(dǎo)出時(shí)可為蒸氣)的及時(shí)冷卻； （3）儀器拆卸與組裝順序相反，按照從右向左，從高到低的順序； （4）其他(如實(shí)驗(yàn)操作順序、試劑加入順序、實(shí)驗(yàn)方法使用順序等)。 5、最佳方案的選擇：幾個(gè)實(shí)驗(yàn)方案都能達(dá)到目的，選出一個(gè)最佳方案。所謂最佳，就是裝置最簡單，藥品容易取得、價(jià)格低廉，現(xiàn)象明顯，干擾小，無污染。 考點(diǎn)1 氣體制備相關(guān)問題分析 例1.表中a、b、c表示相應(yīng)儀器中加入的試劑，可用如圖所示裝置制取、凈化、收集的氣

11、體是( ) 【答案】B 液吸收，收集不到NO2，故D錯(cuò)誤；故選B。 考點(diǎn)2 實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)的注意事項(xiàng) 例2.下列實(shí)驗(yàn)操作規(guī)范且能達(dá)到目的的是 目的 操作 A． 取20.00 mL鹽酸 在50 mL酸式滴定管中裝入鹽酸，調(diào)整初始讀數(shù)為30.00?mL后，將剩余鹽酸放入錐形瓶 B． 清洗碘升華實(shí)驗(yàn)所用試管 先用酒精清洗，再用水清洗 C． 測定醋酸鈉溶液pH 用玻璃棒蘸取溶液，點(diǎn)在濕潤的pH試紙上 D． 配制濃度為0.010的KMnO4溶液 稱取KMnO4固體0.158 g，放入100 mL容量瓶中，加水溶解并稀釋至刻度 【答案】B 考點(diǎn)3 化

12、學(xué)實(shí)驗(yàn)方案的評價(jià) 例3.由下列實(shí)驗(yàn)及現(xiàn)象不能推出相應(yīng)結(jié)論的是 實(shí)驗(yàn) 現(xiàn)象 結(jié)論 A． 向2 mL 0.1 的溶液中加足量鐵粉，振蕩，加1滴KSCN溶液 黃色逐漸消失，加KSCN溶液顏色不變 還原性： B． 將金屬鈉在燃燒匙中點(diǎn)燃，迅速伸入集滿CO2的集氣瓶 集氣瓶中產(chǎn)生大量白煙，瓶內(nèi)有黑色顆粒產(chǎn)生 CO2具有氧化性 C． 加熱盛有少量NH4HCO3固體的試管，并在試管口放置濕潤的紅色石蕊試紙 石蕊試紙變藍(lán) NH4HCO3顯堿性 D． 向2支盛有2 mL相同濃度銀氨溶液的試管中分別加入2滴相同濃度的NaCl和NaI溶液 一只試管中產(chǎn)生黃色沉淀，另一支中無

13、明顯現(xiàn)象 【答案】C 例4．下列制取SO2、驗(yàn)證其漂白性、收集并進(jìn)行尾氣處理的裝置和原理能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡氖? A．制取SO2 B．驗(yàn)證漂白性 C．收集SO2 D．尾氣處理 【答案】B 【解析】A．銅和稀硫酸不反應(yīng)，A錯(cuò)誤；B．二氧化硫可使品紅溶液褪色，B正確；C．二氧化硫密度比空氣大，應(yīng)將進(jìn)氣管伸到瓶底，用向上排空氣法收集，C錯(cuò)誤；D．二氧化硫在飽和亞硫酸氫鈉溶液中溶解度很小，不可用于吸收尾氣，D錯(cuò)誤。 例7．實(shí)驗(yàn)室制取下列氣體的實(shí)驗(yàn)正確的是（ ） A．實(shí)驗(yàn)室制氯氣 B．實(shí)驗(yàn)室制氧氣 C．實(shí)驗(yàn)室制氨氣 D．實(shí)驗(yàn)室制二氧化碳 【

14、答案】C 例8．過碳酸鈉是過氧化氫與碳酸鈉通過反應(yīng)得到的一種固體物質(zhì)，具有雙氧水的性質(zhì)，主要用作漂白劑和氧化劑、去污劑、清洗劑以及殺菌劑，一種制備過碳酸鈉的工藝如下。下列說法正確的是 A．過碳酸鈉是混合物 B．為了加快反應(yīng)速率，應(yīng)該在高溫下進(jìn)行反應(yīng)，再冷卻析出更多過碳酸鈉 C．穩(wěn)定劑使堿性溶液轉(zhuǎn)化為酸性溶液，讓過碳酸鈉更穩(wěn)定 D．操作a應(yīng)該是過濾、洗滌 【答案】D 【解析】過碳酸鈉是具有確定化學(xué)組成的化合物，選項(xiàng)A錯(cuò)誤。高溫會(huì)使過氧化氫分解而無法得到過碳酸鈉，選項(xiàng)B錯(cuò)誤。穩(wěn)定劑是硫酸鎂（中性）和硅酸鈉（堿性），都不可能使溶液顯酸性，選項(xiàng)C錯(cuò)誤。得到過碳酸鈉以后，經(jīng)冷卻結(jié)晶，過

15、濾洗滌，干燥就得到產(chǎn)品，選項(xiàng)D正確。 例9．利用下列實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)，不能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡氖? A．利用圖甲裝置，可快速制取氨氣 B．利用圖乙裝置，用飽和碳酸鈉溶液分離CH3CH2OH和CH3COOC2H5混合液 C．利用圖丙裝置，可制取乙烯并驗(yàn)證其易被酸性KMnO4溶液氧化 D．利用圖丁裝置，可說明濃H2SO4具有脫水性、強(qiáng)氧化性，SO2具有漂白性、還原性 【答案】C 例10．實(shí)驗(yàn)室以苯甲醛為原料制備間溴苯甲醛（實(shí)驗(yàn)裝置見下圖）。其實(shí)驗(yàn)步驟為： 步驟1：將三頸瓶中的一定配比的無水AlCl3、1，2－二氯乙烷和苯甲醛充分混合后，升溫至60℃，緩慢滴加經(jīng)濃硫酸干燥過的液溴，

16、保溫反應(yīng)一段時(shí)間，冷卻。 步驟2：將反應(yīng)混合物緩慢加入一定量的稀鹽酸中，攪拌、靜置、分液。有機(jī)相用10%NaHCO3溶液洗滌。 步驟3：經(jīng)洗滌的有機(jī)相加入適量無水MgSO4固體，放置一段時(shí)間后過濾。 步驟4：減壓蒸餾有機(jī)相，收集相應(yīng)餾分。 下列說法錯(cuò)誤的是 A．甲同學(xué)認(rèn)為步驟1中使用1，2－二氯乙烷的目的是做催化劑，加快反應(yīng)速率 B．乙同學(xué)認(rèn)為可在該實(shí)驗(yàn)裝置的冷凝管后加接一只裝有無水MgSO4的干燥管，實(shí)驗(yàn)效果可能會(huì)更好 C．丙同學(xué)認(rèn)為步驟2中有機(jī)相使用10%NaHCO3溶液洗滌可除去大部分未反應(yīng)完的Br2 D．丁同學(xué)認(rèn)為步驟4中減壓蒸餾有機(jī)相是因?yàn)殚g溴苯甲醛高溫下容易氧化

17、或分解 【答案】A 例11．某學(xué)習(xí)小組設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究NO與銅粉的反應(yīng)并檢驗(yàn)NO，實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示（夾持裝置略）。實(shí)驗(yàn)開始前，向裝置中通入一段時(shí)間的N2，排盡裝置內(nèi)的空氣。 已知：在溶液中，F(xiàn)eSO4＋NO[Fe(NO)]SO4（棕色），該反應(yīng)可用于檢驗(yàn)NO。下列對該實(shí)驗(yàn)相關(guān)描述錯(cuò)誤的是 A．裝置F、I中的試劑依次為水，硫酸亞鐵溶液 B．裝置J收集的氣體中不含NO C．實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，先熄滅酒精燈，再關(guān)閉分液漏斗的活塞 D．若觀察到裝置H中紅色粉末變黑色，則NO與Cu發(fā)生了反應(yīng) 【答案】B 例12．表中a、b、c表示相應(yīng)儀器中加入的試劑，可用如圖所示裝置制取、凈化、收集的氣體是

18、 ( ) 編號 氣體 a b c A NH3 濃氨水 生石灰 堿石灰 B SO2 70%濃H2SO4 Na2SO3固體 98%濃H2SO4 C NO 稀HNO3 銅屑 H2O D NO2 濃HNO3 銅屑 NaOH溶液 【答案】B 【解析】A、濃氨水有揮發(fā)性，在加熱條件下分解生成氨氣，生石灰和水反應(yīng)放出大量的熱，所以可用濃氨水和生石灰制取氨氣；堿石灰一般應(yīng)盛放在干燥管內(nèi)，氨氣的密度小于空氣的密度，所以應(yīng)采用 例13．S2Cl2用作橡膠的低溫硫化劑和粘結(jié)劑，由硫與限量氯氣在50～60℃反應(yīng)制得，進(jìn)一步氯化可得SCl2、S2

19、Cl2、SCl2的某些性質(zhì)如下： 水溶性 密度(g/cm3) 顏色 熔點(diǎn) 沸點(diǎn) S2Cl2 空氣中發(fā)煙霧，通水即分解 1.687 金黃色 -76℃ 138℃ SCl2 溶于水且劇烈反應(yīng) 1.621 櫻桃紅 -122℃ 59℃ 用如圖所示裝置制備S2Cl2回答下列問題： （1）寫出S2Cl2的電子式_________。 （2）寫出儀器c的名稱_________;實(shí)驗(yàn)開始前先在b中放入一定量的硫粉，加熱使硫熔化，然后轉(zhuǎn)動(dòng)和搖動(dòng)燒瓶使硫附著在燒瓶內(nèi)壁形成一固體薄層，這樣做的目的是_________。 （3）實(shí)驗(yàn)時(shí)，b裝置需加熱。最好采用何種方式加熱_

20、________。 （4）b中的反應(yīng)開始前，需排除裝置中的空氣，簡述相關(guān)操作：_________。 （5）裝置d中盛放的試劑是_________;其作用是①_________②_________。 （6）為了獲得更純凈的S2Cl2，需要對產(chǎn)品進(jìn)行的操作是_________。 （7）若將S2Cl2放入水中同時(shí)產(chǎn)生沉淀和氣體，寫出反應(yīng)的方程式_________。 【答案】 直型冷凝管 增大反應(yīng)接觸面積 水浴加熱 通Cl2一段時(shí)間后，看到黃綠色氣體充滿裝置b后，再開始加熱b 堿石灰 防止空氣中的水蒸氣進(jìn)入d使產(chǎn)品與水反應(yīng) 吸收剩余的Cl2 分餾（或蒸餾） 2S2Cl2+2H2O=SO2↑+3S↓+4HCl