高考化學一輪復習第11章化學綜合實驗第54講“微”實驗方案的設計與評價學案

化學綜合實驗第54講“微”實驗方案的設計與評價1．通過對“微”實驗方案的分析，進一步加深對元素化合物、化學反應原理等知識的理解。2．能依據(jù)“微”實驗目的、現(xiàn)象，對實驗裝置、操作、設計進行正確的評價。考點一儀器組裝與創(chuàng)新使用1．廣口瓶的多種用途(1)用裝置A收集氣體，若用排空氣法收集CO2，則應從eq\o(□,\s\up1(1))______口進氣；若瓶中裝滿飽和食鹽水，收集Cl2，則應從eq\o(□,\s\up1(2))______口進氣；若用裝置A除去Cl2中的少量HCl，則廣口瓶中應盛放eq\o(□,\s\up1(3))__________________，且從eq\o(□,\s\up1(4))______口進氣。(2)裝置E可用于貯存少量氣體，若E中收集了少量H2，則排出H2的方法是eq\o(□,\s\up1(5))___________________________________________。(3)上述裝置中可用于測量氣體體積的是裝置eq\o(□,\s\up1(6))________(填裝置字母，下同)，可用作安全瓶的是裝置eq\o(□,\s\up1(7))________，可接在氣體制備的連續(xù)實驗裝置中間，用于控制氣流平穩(wěn)的是裝置eq\o(□,\s\up1(8))________。(4)用裝置F監(jiān)控氣體流速，應從eq\o(□,\s\up1(9))______口通入氣體，根據(jù)液體中產(chǎn)生氣泡的速率來監(jiān)控通入氣體的流速。2．球形干燥管的多種用途(1)在整套實驗裝置的中間橫放——干燥、吸收及檢驗裝置①球形干燥管內(nèi)裝有固體干燥劑，可用于干燥氣體。無機實驗中常用的固體干燥劑有eq\o(□,\s\up1(10))__________________________________________等。②球形干燥管內(nèi)盛有eq\o(□,\s\up1(11))__________________(填寫試劑名稱)時，可用于水蒸氣的檢驗。③可用于定量測定氣體的質量。(2)在整套實驗裝置的最后橫放——“左吸右擋”：既可以吸收多余的尾氣，防止污染空氣，又可以阻擋外界空氣中的干擾氣體(如CO2、水蒸氣等)進入裝置中。(3)球形干燥管的創(chuàng)新使用A．該裝置中的球形干燥管可用于eq\o(□,\s\up1(12))______，原理類似于倒置在水中的eq\o(□,\s\up1(13))______。B．簡易的eq\o(□,\s\up1(14))________裝置，如凈化天然水。C．簡易的啟普發(fā)生器，其優(yōu)點為eq\o(□,\s\up1(15))________________________。[答案自填]eq\o(□,\s\up1(1))beq\o(□,\s\up1(2))aeq\o(□,\s\up1(3))飽和食鹽水eq\o(□,\s\up1(4))beq\o(□,\s\up1(5))打開止水夾，向長頸漏斗中注入適量蒸餾水eq\o(□,\s\up1(6))Ceq\o(□,\s\up1(7))Deq\o(□,\s\up1(8))Beq\o(□,\s\up1(9))aeq\o(□,\s\up1(10))堿石灰、無水氯化鈣、五氧化二磷eq\o(□,\s\up1(11))無水硫酸銅eq\o(□,\s\up1(12))防倒吸eq\o(□,\s\up1(13))漏斗eq\o(□,\s\up1(14))過濾eq\o(□,\s\up1(15))可控制反應的發(fā)生和停止1.用如圖所示裝置進行下列實驗，其中能達到實驗目的的是()A．瓶中盛有適量濃硫酸，從A口進氣來干燥NH3B．從B口進氣，用排空氣法收集CO2C．瓶中裝滿水，從B口進氣，用排水法收集NO2D．瓶中裝滿水，A口連接導管并伸入量筒中，從B口進氣，用排水法測量生成H2的體積解析：選D。A項，NH3能與濃硫酸反應，不能用濃硫酸干燥NH3；B項，用向上排空氣法收集CO2時，應從A口進氣；C項，NO2能與H2O反應生成NO，不能用排水法收集NO2；D項，H2難溶于水，從B口通入H2，能將瓶中的水壓入量筒中，進入量筒中水的體積即為H2的體積。2．下圖給出了球形干燥管的不同應用，請回答下列問題：(1)圖甲所示的球形干燥管可作為氣體干燥裝置，下列組合中氣體a和固體R均正確的是________(填字母)。選項ABCD氣體aNH3SO2C2H4Cl2固體R堿石灰濃硫酸高錳酸鉀堿石灰(2)甲裝置還可以作為特殊情況下的氣體發(fā)生裝置。例如，在常溫下可用此裝置來制備空氣中的某種單質氣體，此時氣體a為________，固體R為__________。(3)若按圖乙來組裝，可用于NaOH濃溶液吸收Cl2制“84”消毒液，此時球形干燥管的作用是______________________________________________。答案：(1)A(2)CO2Na2O2(3)防止倒吸考點二“微”實驗方案的設計與評價1．實驗裝置、操作的目的性評價對比各種裝置、操作，從設計方案的可行性、操作的規(guī)范性、安全性等方面進行分析，選出最佳方案?？尚行寓賹嶒炘?如試劑的選擇)是否正確、可行；②實驗操作(如儀器的選擇、連接)是否安全、合理；③實驗現(xiàn)象是否明顯，實驗結論是否正確規(guī)范性①儀器的查漏、氣密性檢驗；②加熱方式；③溫度計的規(guī)范使用、水銀球的位置；④冷卻、冷凝的方法等安全性①從防污染、防氧化、防倒吸、防爆炸等角度考慮；②實驗操作順序、試劑加入順序、實驗方法使用順序等2.實驗操作、現(xiàn)象、結論的邏輯性評價緊扣實驗目的，對各方案的原理綜合考慮，從原理是否科學、原料是否節(jié)約、誤差是否較小等方面進行全面分析，選出最佳方案。(1)物質檢驗類。①檢驗試劑選擇及用量是否正確。檢驗試劑不能對其他物質的檢驗有干擾，且宏觀現(xiàn)象要明顯。②實驗操作是否簡單可行。③操作順序是否正確，注意排除干擾因素。(2)原理或性質探究類。①理論依據(jù)是否正確(物質的性質、化學原理等)。②是否控制變量。③實驗操作是否規(guī)范。④實驗現(xiàn)象與結論是否具有因果關系。1．(2024·廣州執(zhí)信中學統(tǒng)考)利用下列裝置(夾持裝置已略去)進行實驗，能達到實驗目的的是()A．用裝置①制備Fe(OH)3膠體B．用裝置②加熱蒸干MgCl2溶液制備MgCl2固體C．裝置③可用于濃鹽酸與MnO2反應制備Cl2D．用裝置④檢驗溴乙烷的消去產(chǎn)物為乙烯解析：選D。A．Fe2(SO4)3和NaOH溶液反應生成氫氧化鐵沉淀，應選飽和FeCl3溶液在沸水中水解制備Fe(OH)3膠體，故A不能達到實驗目的；B．直接蒸發(fā)MgCl2溶液時，生成的HCl易揮發(fā)，最終得到氫氧化鎂，應該在HCl氣流中蒸發(fā)MgCl2溶液制備無水MgCl2，故B不能達到實驗目的；C．用濃鹽酸和二氧化錳反應制備氯氣需加熱，故C不能達到實驗目的；D．水可除去揮發(fā)的乙醇，乙烯可被酸性高錳酸鉀溶液氧化而使其褪色，可檢驗溴乙烷的消去產(chǎn)物為乙烯，故D能達到實驗目的。2．(2024·廣州越秀區(qū)測試)下列實驗操作及現(xiàn)象、結論均正確的是()選項實驗操作及現(xiàn)象結論A在pH試紙上滴幾滴新制氯水，試紙變白，然后在酒精燈上微熱，試紙恢復為原來的顏色氯水中次氯酸的漂白性是可逆的B取一定量Na2SO3樣品，溶解后加入Ba(NO3)2溶液，產(chǎn)生白色沉淀，加入濃鹽酸，仍有白色沉淀此樣品中含有SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))C向溴水中加入苯，振蕩后靜置，下層溶液顏色變淺溴水中的溴被苯萃取D切開金屬鈉，鈉表面的銀白色逐漸變暗常溫下，Na在空氣中會生成Na2O2解析：選C。A．次氯酸漂白pH試紙后，加熱不能恢復為原來的顏色，故A錯誤；B．取一定量Na2SO3樣品，溶解后加入Ba(NO3)2溶液，產(chǎn)生BaSO3白色沉淀，加入濃鹽酸，NOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))在酸性條件下會將SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))氧化為SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))，產(chǎn)生BaSO4白色沉淀，不能說明此樣品中含有SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))，故B錯誤；C．向溴水中加入苯，振蕩后靜置，苯的密度比水的小，萃取后，下層溶液顏色變淺，故C正確；D．常溫下，Na在空氣中生成Na2O，故D錯誤。1．(2023·新高考山東卷)實驗室中使用鹽酸、硫酸和硝酸時，對應關系錯誤的是()A．稀鹽酸：配制AlCl3溶液B．稀硫酸：蔗糖和淀粉的水解C．稀硝酸：清洗附有銀鏡的試管D．濃硫酸和濃硝酸的混合溶液：苯的磺化解析：選D。AlCl3為強酸弱堿鹽，在溶液中會發(fā)生水解：AlCl3＋3H2O?Al(OH)3＋3HCl，配制AlCl3溶液時，為抑制其水解，常加入稀鹽酸，A正確；蔗糖和淀粉在H2SO4作為催化劑、加熱條件下會發(fā)生水解，B正確；稀硝酸具有強氧化性，能與不活潑的金屬銀發(fā)生反應，故附有銀鏡的試管常用稀硝酸進行清洗，C正確；苯與濃硫酸和濃硝酸的混合溶液反應生成硝基苯，屬于苯的硝化，D錯誤。2．(2023·高考全國乙卷)下列裝置可以用于相應實驗的是()ABCD制備CO2分離乙醇和乙酸驗證SO2酸性測量O2體積答案：D3．(2022·新高考湖北卷)下列實驗裝置(部分夾持裝置略)或現(xiàn)象錯誤的是()A．滴入酚酞溶液B．吸氧腐蝕C．鈉的燃燒D．石蠟油的熱分解解析：選C。A．碳酸鈉和碳酸氫鈉都會因水解而使溶液顯堿性，COeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))的水解程度大于HCOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))的水解程度，故等濃度時碳酸鈉溶液的堿性強于碳酸氫鈉溶液，滴入酚酞溶液，碳酸鈉溶液呈紅色，碳酸氫鈉溶液呈淺紅色，A正確；B．食鹽水為中性，鐵釘發(fā)生吸氧腐蝕，試管中的氣體減少，導管中形成一段水柱，B正確；C．鈉燃燒溫度在400℃以上，玻璃表面皿不耐高溫，故鈉燃燒通常在坩堝或燃燒匙中進行，C錯誤；D．石蠟油的熱分解實驗裝置正確，D正確。4．(2023·高考新課標卷)根據(jù)實驗操作及現(xiàn)象，下列結論正確的是()選項實驗操作及現(xiàn)象結論A常溫下將鐵片分別插入稀硝酸和濃硝酸中，前者產(chǎn)生無色氣體，后者無明顯現(xiàn)象稀硝酸的氧化性比濃硝酸的強B取一定量Na2SO3樣品，溶解后加入BaCl2溶液，產(chǎn)生白色沉淀。加入濃硝酸，仍有沉淀此樣品中含有SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))C將銀和AgNO3溶液與銅和Na2SO4溶液組成原電池。連通后銀表面有銀白色金屬沉積，銅電極附近溶液逐漸變藍Cu的金屬性比Ag的強D向溴水中加入苯，振蕩后靜置，水層顏色變淺溴與苯發(fā)生了加成反應解析：選C。鐵遇濃硝酸發(fā)生鈍化，故不能據(jù)此判斷濃硝酸和稀硝酸的氧化性強弱，A錯誤；SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))會與Ba2＋反應生成BaSO3沉淀，加入濃硝酸，BaSO3會被氧化成BaSO4，沉淀不溶解，故不能判斷原樣品中是否含有SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))，B錯誤；由實驗現(xiàn)象可知，該原電池中，Cu為負極，失去電子生成Cu2＋，Ag為正極，溶液中的Ag＋在正極得電子生成Ag，故可得出Cu的金屬性比Ag的強，C正確；苯可以萃取出溴水中的Br2，溴水中的Br2進入苯中，水層顏色變淺，未發(fā)生化學變化，D錯誤。課時跟蹤練[基礎鞏固]1．(2024·佛山順德區(qū)高三質檢)實踐是檢驗真理的唯一標準。下列實驗操作或裝置能達到實驗目的的是()A．過濾B．除去CO中的CO2C．制取并收集NH3D．實驗室制取乙炔解析：選B。A．過濾時，漏斗下端管口要緊靠燒杯內(nèi)壁，A不能達到實驗目的；B．CO2能和NaOH溶液反應，可用NaOH溶液除去CO中的CO2，B能達到實驗目的；C．收集NH3時，導管應伸入試管底部，C不能達到實驗目的；D．實驗室制取乙炔應使用分液漏斗，水應改成飽和食鹽水，以防止反應過于劇烈，D不能達到實驗目的。2．(2024·江門調(diào)研)利用下列裝置(夾持裝置略)進行實驗，能達到實驗目的的是()A．用甲裝置制備并收集CO2B．用乙裝置制備溴苯并驗證有HBr產(chǎn)生C．用丙裝置制備無水MgCl2D．用丁裝置精煉銅解析：選C。A．二氧化碳的密度比空氣的大，應用向上排空氣法收集，故A不能達到實驗目的；B．溴易揮發(fā)，揮發(fā)的溴溶于水后也會生成HBr，與硝酸銀反應生成淡黃色沉淀，應用四氯化碳除去揮發(fā)的溴，再用硝酸銀溶液檢驗制備溴苯的另一產(chǎn)物HBr，故B不能達到實驗目的；C．HCl可抑制鎂離子水解，無水氯化鈣可吸收水，故丙裝置可制備無水MgCl2，故C能達到實驗目的；D．粗銅應與電源正極相連，作為陽極，故D不能達到實驗目的。3．(2024·廣州第65中學月考)對于下列實驗，不能達到實驗目的的是()A．用甲裝置驗證二氧化硫的氧化性B．用乙裝置驗證氧化性：Cl2>Fe3＋>I2C．用丙裝置驗證稀硝酸的還原產(chǎn)物為NOD．用丁裝置檢驗SO2中是否混有CO2解析：選B。A．二氧化硫和硫化鈉反應生成硫單質，二氧化硫體現(xiàn)氧化性，A能達到實驗目的；B．乙裝置中右側試管中四氯化碳呈現(xiàn)紫紅色，說明有碘單質生成，但可能是氯氣和碘化鉀反應生成了碘單質，不能證明Fe3＋和I2的氧化性強弱，B不能達到實驗目的；C．稀硝酸與碳酸鈣反應生成硝酸鈣、二氧化碳和水，二氧化碳可以排出裝置中的氧氣，再將銅絲伸入，讓銅與稀硝酸反應，即可驗證稀硝酸的還原產(chǎn)物為一氧化氮，C能達到實驗目的；D．先用酸性高錳酸鉀溶液除去二氧化硫，之后用品紅溶液檢驗二氧化硫是否除凈，此時若澄清石灰水變渾濁，則可以證明混有二氧化碳，D能達到實驗目的。4．(2024·廣州第65中學開學考試)化學是以實驗為基礎的科學。下列實驗操作或做法正確且能達到目的的是()選項操作或做法目的A用泡沫滅火器熄滅燃著的鈉隔絕空氣、降低著火溫度B向盛放液溴的試劑瓶中加入適量水防止液溴揮發(fā)C分別向0.1mol·L－1的NaCl溶液和Na2CrO4溶液中逐滴滴加0.01mol·L－1AgNO3溶液比較Ksp(AgCl)與Ksp(Ag2CrO4)的大小D用潔凈鉑絲蘸取某溶液在酒精燈火焰上灼燒，觀察火焰顏色檢驗溶液中是否含有K＋解析：選B。A．鈉和水反應生成H2，H2容易燃燒，泡沫滅火器不能用于燃著的鈉滅火，故A不能達到目的；B．液溴在水中的溶解度不大，且密度比水的大，故保存液溴時加入適量水可防止其揮發(fā)，故B能達到目的；C．AgCl與Ag2CrO4的陰、陽離子個數(shù)比不同，不能通過現(xiàn)象直接比較Ksp(AgCl)與Ksp(Ag2CrO4)的大小，故C不能達到目的；D．用焰色試驗檢驗溶液中是否含有鉀離子，需透過藍色鈷玻璃觀察，故D不能達到目的。5．(2024·廣州大學附屬中學高三月考)下列實驗操作、現(xiàn)象和結論均正確的是()選項操作現(xiàn)象結論A常溫下，將銅、鐵用導線連接后插入濃硝酸中銅片上持續(xù)產(chǎn)生大量氣泡鐵的金屬性強于銅的B在FeCl3＋3KSCN?Fe(SCN)3＋3KCl平衡體系中加入KCl固體溶液顏色變淺加入生成物可使該化學平衡向逆反應方向移動C常溫下，用pH計測定1mol/LCH3COONH4溶液的pH測得pH＝7CH3COONH4溶液對水的電離無影響D向含有酚酞的Na2CO3溶液中加入BaCl2固體溶液紅色變淺Na2CO3溶液中存在水解平衡解析：選D。A．常溫下，鐵遇濃硝酸發(fā)生鈍化，所以將銅、鐵用導線連接后插入濃硝酸中，銅片為負極，失電子，現(xiàn)象為銅片逐漸溶解，鐵片上持續(xù)產(chǎn)生大量氣泡，A錯誤；B．該反應的實質是Fe3＋＋3SCN－?Fe(SCN)3，KCl沒有參與反應，加入氯化鉀固體，對平衡無影響，溶液顏色不變，B錯誤；C．常溫下，用pH計測得1mol/LCH3COONH4溶液的pH＝7，說明醋酸根離子和銨根離子的水解程度相同，促進水的電離，C錯誤；D．Na2CO3溶液中存在水解平衡：COeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))＋H2O?HCOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))＋OH－，使酚酞溶液變紅，加入氯化鋇，Ba2＋與COeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))結合生成BaCO3使上述水解平衡逆向移動，堿性減弱，溶液紅色變淺，D正確。6．下列實驗操作和現(xiàn)象及實驗結論均正確的是()選項實驗操作和現(xiàn)象實驗結論A向盛有氨水的燒杯中插入兩個石墨電極，接通電源，電流表指針發(fā)生較大偏轉氨水是電解質B向某溶液中滴加稀鹽酸，產(chǎn)生的氣體通入品紅溶液，品紅溶液褪色該溶液中一定含有SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))C取久置的氯水于試管中，加入幾滴紫色石蕊溶液，溶液變?yōu)榧t色，且一段時間內(nèi)不褪色氯水已經(jīng)完全變質D向蔗糖晶體中加入濃硫酸，輕輕攪拌，有海綿狀的碳生成濃硫酸具有吸水性答案：C[素養(yǎng)提升]7．(2024·廣東河源中學調(diào)研)實驗室常利用點滴板來完成部分實驗，這樣既可以減少藥品的用量，又便于觀察實驗現(xiàn)象。圖中所示的實驗點滴板上描述的實驗現(xiàn)象或推論正確的是()A．新制氯水滴加到pH試紙以及淀粉KI溶液孔穴中，都體現(xiàn)新制氯水的漂白性B．生銹鐵屑加入過量稀硫酸反應后，若加入酸性KMnO4溶液褪色，說明該溶液中有Fe2＋存在C．Na2O2固體中滴加FeCl2溶液后最終為白色沉淀D．生銹鐵屑加入足量稀硫酸后，若加入KSCN溶液，溶液一定變?yōu)榧t色解析：選B。A．新制氯水滴加到pH試紙上，試紙先變紅后褪色，體現(xiàn)新制氯水的漂白性，滴入淀粉KI溶液中，Cl2與I－反應生成Cl－和I2，體現(xiàn)新制氯水的氧化性，A錯誤；B．亞鐵離子具有還原性，酸性高錳酸鉀溶液具有氧化性，生銹鐵屑加入過量稀硫酸反應后，若加入酸性KMnO4溶液褪色，則說明一定有Fe2＋存在，B正確；C．過氧化鈉具有強氧化性，Na2O2固體中滴加FeCl2溶液后，生成紅褐色沉淀，C錯誤；D．生銹鐵屑加入足量稀硫酸后生成鐵離子，鐵離子可與未生銹的鐵屑反應生成亞鐵離子，若鐵過量，加入KSCN溶液，則溶液不變紅色，D錯誤。8．(2024·廣州天河區(qū)高三測試)根據(jù)實驗操作及現(xiàn)象，得到的下列結論正確的是()選項實驗操作及現(xiàn)象結論A向蔗糖溶液中滴加稀硫酸，水浴加熱，再加入新制Cu(OH)2，無磚紅色沉淀生成蔗糖未發(fā)生水解B取少量待測液于試管中，加入濃NaOH溶液并加熱，產(chǎn)生能使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍的氣體待測液中含有銨根離子C向CuSO4溶液中逐滴加入氨水，得到藍色沉淀，繼續(xù)加入氨水，沉淀溶解Cu(OH)2屬于兩性