物質(zhì)制備實驗方案的設(shè)計與評價-課件-2021屆高三化學(xué)一輪復(fù)習(xí)

物質(zhì)制備實驗方案的設(shè)計與評價高三年級化學(xué)目的與要求綜合實驗方案的設(shè)計和評價是綜合應(yīng)用實驗基礎(chǔ)知識、基本操作，結(jié)合化學(xué)基本理論、元素化合物知識、化學(xué)計算等相關(guān)知識，進行整合，從而解決有關(guān)實驗問題。一、常見氣體的制備與收集（1）儀器的安裝①由下到上：②從左到右：③先塞后定：1、氣體制備實驗的操作順序（2）加試劑順序：固體先放入，液體后滴加（即先固后液）。（3）其他操作順序：先檢驗氣密性，后裝入藥品，最后點酒精燈；在連接導(dǎo)管時，應(yīng)“長進短出”；量氣裝置的導(dǎo)管應(yīng)“短進長出”；干燥管應(yīng)“大口進，小口出”。2．常見氣體發(fā)生裝置反應(yīng)裝置類型反應(yīng)裝置圖適用氣體操作注意事項固、固加熱型

O2、NH3等①試管要干燥②試管口略向下傾斜③加熱時先均勻加熱再固定加熱固、液加熱型或液、液加熱型

Cl2、HCl等①燒瓶加熱時要墊石棉網(wǎng)②反應(yīng)物均為液體時，燒瓶內(nèi)要加碎瓷片2．常見氣體發(fā)生裝置反應(yīng)裝置類型反應(yīng)裝置圖適用氣體操作注意事項固、液不加熱型或液、液不加熱型

H2、CO2、SO2、NO、NO2等①使用長頸漏斗時，要使漏斗下端插入液面以下②啟普發(fā)生器只適用于塊狀固體和液體的反應(yīng)，且氣體不溶于水③使用分液漏斗既可以增強氣密性，又可控制液體流速。3、氣體的收集方法（1）常用的收集方法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溶于水或難溶于水收集的氣體的密度比空氣大，與空氣密度相差較大，且不與空氣中的成分發(fā)生反應(yīng)收集的氣體的密度比空氣小，與空氣密度相差較大，且不與空氣中的成分發(fā)生反應(yīng)收集裝置

適用的氣體H2、O2、NO、CH4Cl2、CO2、NO2、SO2H2、NH3、CH43、氣體的收集方法（2）其他收集方法Cl2：排飽和食鹽水；SO2：排飽和亞硫酸氫鈉溶液；CO2：排飽和碳酸氫鈉溶液。4、檢驗裝置氣密性（1）微熱法：（2）液差法：二、氣體的凈化、尾氣處理。1、氣體的凈化（1）氣體的凈化原則不減少被凈化氣體的量，不引入新的雜質(zhì)，操作簡單，易于分離。二、氣體的凈化、尾氣處理。1、氣體的凈化（2）氣體的凈化裝置與方法二、氣體的凈化、尾氣處理。1、氣體的凈化（2）氣體的凈化裝置與方法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裝置來除去雜質(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裝置，也可用盛堿石灰的b裝置或c裝置或d裝置來除去雜質(zhì)。二、氣體的凈化、尾氣處理。1、氣體的凈化（2）氣體的凈化裝置與方法③還原性雜質(zhì)，可用氧化性較強的物質(zhì)來吸收或轉(zhuǎn)化；氧化性雜質(zhì)可用還原性較強的物質(zhì)來吸收。如CO2(CO),可將混合氣體通過盛灼熱CuO的e裝置來除去雜質(zhì)。④選用能與氣體中雜質(zhì)反應(yīng)生成難溶性物質(zhì)或可溶性物質(zhì)的試劑作吸收劑來除去雜質(zhì)。如O2(H2S)，可將混合氣體通過盛有CuSO4溶液的a裝置除去雜質(zhì)。（3）氣體的干燥——“酸干酸、堿干堿、氧化不能干還原”常用干燥劑濃硫酸無水氯化鈣堿石灰狀態(tài)及性質(zhì)液體，酸性，強氧化性固體、中性固體、堿性可干燥的氣體H2，O2，Cl2，SO2，CO2，CO，CH4，N2H2，O2，Cl2，SO2，CO2，CO，CH4，N2H2，O2，CH4，N2，NH3不可干燥的氣體NH3

，HBr，HI，H2SNH3Cl2，SO2，CO2，NO2，HCl，H2S二、氣體的凈化、尾氣處理

2、尾氣處理裝置常見裝置：三、化學(xué)實驗方案設(shè)計的基本要求和注意事項

1、實驗方案設(shè)計的基本要求⑴科學(xué)性：⑵安全性：⑶可行性：⑷簡約性：⑸經(jīng)濟性：三、化學(xué)實驗方案設(shè)計的基本要求和注意事項

2、化學(xué)實驗方案設(shè)計的注意事項⑴藥品和儀器是部分給出還是有剩余⑵條件有無特殊要求⑶實驗過程中的隱蔽性操作⑷藥品的描述⑸會畫簡單的實驗裝置圖⑹其他注意事項：①冷凝回流的問題。②冷卻問題。③防止倒吸問題。④具有特殊作用的實驗改進裝置。四、化學(xué)實驗方案的評價

1、從可行性方面對實驗方案作出評價（1）實驗原理是否正確、可行；（2）實驗操作是否安全、合理；（3）實驗步驟是否簡單、方便；（4）實驗效果是否明顯等。四、化學(xué)實驗方案的評價

2、從“綠色化學(xué)”視角對實驗方案做出評價（1）反應(yīng)原料是否易得、安全、無毒；（2）反應(yīng)速率是否較快；（3）原料利用率以及生成物質(zhì)的產(chǎn)率是否較高；（4）實驗過程中是否造成環(huán)境污染。四、化學(xué)實驗方案的評價

3、從“安全性”方面對實驗方案做出評價（1）凈化、吸收氣體及熄滅酒精燈時要防止倒吸；（2）進行某些易燃易爆實驗時要防爆炸；（3）防氧化；（4）防吸水；（5）冷凝回流；（6）易揮發(fā)液體產(chǎn)物及時冷卻；（7）儀器拆卸的科學(xué)性與安全性；（8）其他，如實驗操作順序、試劑加入順序、實驗方法使用順序等。四、化學(xué)實驗方案的評價

4、最佳方案的選擇幾個實驗方案都能達到目的，選出一個最佳方案。⑴原理：CH3COOH+CH3CH2OHCH3COOCH2CH3+H2O⑵收集：飽和碳酸鈉溶液現(xiàn)象：碳酸鈉溶液上層有油狀液體⑶注意事項：①試劑的混合方法：先取無水乙醇，再沿器壁慢慢加入濃硫酸，冷卻至室溫后再加冰醋酸；②長導(dǎo)管不要插入液面下；③飽和碳酸鈉溶液的作用：中和乙酸，吸收乙醇，降低乙酸乙酯的溶解度。五、幾種重要物質(zhì)的制備1.乙酸乙酯的制備：⑴原理離子方程式為：Al3＋＋3NH3·H2O=Al(OH)3↓＋3NH4＋

AlO2－＋CO2＋2H2O=Al(OH)3↓＋HCO3－⑵注意事項：氫氧化鋁是兩性氫氧化物，能溶于氫氧化鈉溶液，但不溶于氨水，制備時一般用可溶性鹽與氨水反應(yīng)。2．氫氧化鋁的制備：五、幾種重要物質(zhì)的制備⑴原理化學(xué)方程式為：FeCl3＋3H2O（沸水）

Fe(OH)3（膠體）＋3HCl⑵操作步驟加熱蒸餾水至沸騰，逐滴滴加飽和氯化鐵溶液，加熱至液體呈紅褐色停止加熱，不可攪拌。3．氫氧化鐵膠體的制備五、幾種重要物質(zhì)的制備（1）巧審題（2）想過程（3）看準圖（4）細分析1、解題思路、方法六、綜合實驗題的解題策略2、解題技巧六、綜合實驗題的解題策略1、制備同種氣體時，要注意原理不同選擇的裝置也不同。2、進行氣體制備時，不要忘記對裝置進行氣密性檢驗。3、排空氣收集氣體時，除了考慮氣體的密度大小外，還要考慮是否與空氣反應(yīng)。一、常見氣體的制備和收集總結(jié)1、對氣體提純時若用溶液作除雜質(zhì)的試劑，要注意溶液中含水應(yīng)先除去雜質(zhì)后干燥；用加熱除去雜質(zhì)時，應(yīng)先干燥后加熱。2、氣體凈化時，除考慮除去雜質(zhì)外，最好是把雜質(zhì)轉(zhuǎn)化成要提純的物質(zhì)。二、氣體的凈化、尾氣處理總結(jié)1、根據(jù)試題要求，分析所給信息，選擇并確定實驗原理。2、根據(jù)實驗原理，確定藥品，選擇儀器，提出實驗方案。3、分析實驗成敗關(guān)鍵，修改完善實驗程序。三、化學(xué)實驗方案設(shè)計的基本要求和注意事項總結(jié)1、合理選擇2、排除干擾3、操作準確四、化學(xué)實驗方案的評價總結(jié)

SO2是大氣污染物之一，某同學(xué)在實驗室中對SO2與氯水的反應(yīng)進行了探究。制備SO2與氯水可供選擇的儀器如圖所示，請回答下列問題：例題

（1）該同學(xué)選用KMnO4和濃鹽酸快速制備Cl2，該反應(yīng)的離子方程式為________________。欲制備一瓶飽和氯水，請選擇上圖中的裝置，其連接順序為：________(按氣流方向，用字母衣示)?！敬鸢浮浚?）2MnO4－＋10Cl－＋16H＋===5Cl2↑＋2Mn2＋＋8H2OBEH或BEC例題

（2）制備SO2的適宜藥品為________(填代號)。①Na2SO3固體②Na2SO3溶液③20%硫酸④70%硫酸⑤銅片【答案】（2）①④（3）對SO2與氯水的反應(yīng)進行探究①用注射器吸入一定量的飽和氯水和SO2，震蕩，靜置，再吸入少量品紅溶液，發(fā)現(xiàn)品紅溶液不褪色，解釋其原因(用化學(xué)反應(yīng)方程式表示)_________?！敬鸢浮浚?）①Cl2＋SO2＋2H2O===2HCl＋H2SO4例題

②改變氯水用量，重復(fù)①操作，發(fā)現(xiàn)品紅溶液紅色褪色，你認為可能的原因是________。設(shè)計一個實驗(說明操作方法、現(xiàn)象及結(jié)論)來驗證你的假設(shè)：_________?！敬鸢浮浚?）②過量氯水將品紅氧化漂白或過量SO2與品紅結(jié)合成無色物質(zhì)；將實驗②注射器中的溶液注入試管少許，加熱，若無紅色出現(xiàn)，原因為前者，反之則為后者（4）請你設(shè)計一個實驗，測定飽和氯水中氯元素的含量：________?！敬鸢浮浚?）量取一定量的試樣，加入足量的Fe(NO3)2溶液，再加入足量的硝酸銀溶液，過濾、洗滌，干燥，稱量沉淀質(zhì)量例題

堿式碳酸鎂可用于牙膏、醫(yī)藥和化妝品等工業(yè)，化學(xué)式為4MgCO3·Mg(OH)2·5H2O，某堿式碳酸鎂中含有SiO2雜質(zhì)，為測定其純度，某興趣小組設(shè)計了如下幾個方案：方案Ⅰ.取一定質(zhì)量的樣品，與硫酸充分反應(yīng)，通過測定生成CO2的質(zhì)量計算純度：例題（1）乙中發(fā)生反應(yīng)的方程式為______________________。（2）儀器接口的連接順序為(裝置可以重復(fù)使用)a________，丁的作用是________。（3）當樣品充分反應(yīng)完后，緩慢通入空氣的目的是：_______________?！敬鸢浮浚?）4MgCO3·Mg(OH)2·5H2O＋5H2SO4===5MgSO4＋11H2O＋4CO2↑（2）debcb除去CO2中的水蒸氣（3）將裝置中殘留的CO2全部趕出被完全吸收。例題

方案Ⅱ.①稱取堿式碳酸鎂樣品mg；②將樣品充分高溫煅燒，冷卻后稱量；③重復(fù)操作②，測得剩余固體質(zhì)量為m1g。（4）下列儀器中，該方案不會用到的是________。

【答案】（4）E例題

（5）判斷樣品完全分解的方法是__________________；本實驗至少需要稱量________次。（6）有同學(xué)認為方案Ⅱ高溫煅燒的過程中會發(fā)生MgCO3＋SiO2MgSiO3＋CO2↑，會導(dǎo)致測定結(jié)果有誤，你認為這位同學(xué)的觀點正確嗎？________。(填“正確”或“錯誤”)請說明理由：________?！敬鸢浮浚?）樣品連續(xù)兩次高溫煅燒，冷卻稱量質(zhì)量相差0.1g以內(nèi)4（6）錯誤該反應(yīng)的發(fā)生不影響生成CO2和水蒸氣的量例題

已知：CH3Cl常溫下為氣態(tài)，難溶于水，易溶于乙醇等有機溶劑。實驗室制備CH3C1原理為：CH3OH＋HCl(濃)===CH3Cl(g)＋H2O（1）實驗步驟如下：①干燥ZnCl2晶體。實驗室干燥ZnCl2晶體制得無水ZnCl2的方法是________________?！敬鸢浮浚?）①在干燥的HCl氣氛中加熱例題

②洗氣瓶A中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式：______________；洗氣瓶C中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式：____________________________________。③產(chǎn)生的CH3Cl氣體，最好選用________(填“向上排空氣法”、“向下排空氣法”、“排水法”)收集，原因是________________?！敬鸢浮浚?）②Ⅲ③排水法；CH3Cl不易溶于水，用排水法收集同時可除去HCl、CH3OH等雜質(zhì)氣體例題

（2）為探究CH3Cl與CH4分子穩(wěn)定性的差別，某化學(xué)興趣小組設(shè)計實驗驗證CH3Cl能被強氧化劑酸性高錳酸鉀溶液氧化。①將CH3Cl制備裝置中產(chǎn)生的氣體依次通過洗氣瓶________(填洗氣瓶編號)，如果觀察到現(xiàn)象________則證明CH3C1穩(wěn)定性弱于CH4?！敬鸢浮浚?）①BAC；A中