新高考化學(xué)二輪復(fù)習(xí)化學(xué)實驗設(shè)計與評價課件（167張）

第1講

化學(xué)常用計量考情分析·備考定向?qū)ｎ}知識脈絡(luò)

能力目標(biāo)解讀熱點考題詮釋1.(2021全國乙)氧化石墨烯具有穩(wěn)定的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),在能源、材料等領(lǐng)域有著重要的應(yīng)用前景。通過氧化剝離石墨制備氧化石墨烯的一種方法如下(裝置如圖所示):Ⅰ.將濃硫酸、NaNO3、石墨粉末在c中混合,置于冰水浴中。劇烈攪拌下,分批緩慢加入KMnO4粉末,塞好瓶口。Ⅱ.轉(zhuǎn)至油浴中,35℃攪拌1小時。緩慢滴加一定量的蒸餾水。升溫至98℃并保持1小時。Ⅲ.轉(zhuǎn)移至大燒杯中,靜置冷卻至室溫。加入大量蒸餾水,而后滴加H2O2至懸濁液由紫色變?yōu)橥咙S色。Ⅳ.離心分離,稀鹽酸洗滌沉淀。Ⅴ.蒸餾水洗滌沉淀。Ⅵ.冷凍干燥,得到土黃色的氧化石墨烯?；卮鹣铝袉栴}:(1)裝置圖中,儀器a、c的名稱分別是

、

,儀器b的進水口是

(填字母)。

(2)步驟Ⅰ中,需分批緩慢加入KMnO4粉末并使用冰水浴,原因是

。

(3)步驟Ⅱ中的加熱方式采用油浴,不使用熱水浴,原因是

。

(4)步驟Ⅲ中,H2O2的作用是

(以離子方程式表示)。

(5)步驟Ⅳ中,洗滌是否完成,可通過檢測洗出液中是否存在

來判斷。檢測的方法是

。

(6)步驟Ⅴ可用pH試紙檢測來判斷Cl-是否洗凈,其理由是

。

答案:(1)滴液漏斗三頸燒瓶d(2)防止反應(yīng)過快和產(chǎn)生其他副反應(yīng)(3)便于控制溫度,因為98℃已接近水的沸點(5)取少量洗出液,滴加BaCl2溶液看是否有白色沉淀生成(6)步驟Ⅳ中用稀鹽酸洗滌沉淀,稀鹽酸中含有大量的H+和Cl-,故可用溶液的pH判斷Cl-是否洗凈解題要領(lǐng):(1)由圖示可知,a的名稱是滴液漏斗,c的名稱是三頸燒瓶;根據(jù)冷凝管中冷卻水低進高出的原則,儀器b的進水口是d。(2)KMnO4受熱易分解,為防止KMnO4分解并使石墨粉末被氧化生成石墨烯,KMnO4應(yīng)分批緩慢加入并使用冰水浴。使用冰水浴控制溫度可以防止反應(yīng)過快,還可以防止?jié)饬蛩崤c硝酸鈉作用生成的硝酸分解。(3)步驟Ⅱ中采用油浴,便于控制溫度,因為98

℃已接近水的沸點。2.(2021全國甲)膽礬(CuSO4·5H2O)易溶于水,難溶于乙醇。某小組用工業(yè)廢銅焙燒得到的CuO(雜質(zhì)為氧化鐵及泥沙)為原料與稀硫酸反應(yīng)制備膽礬,并測定其結(jié)晶水的含量?；卮鹣铝袉栴}:(1)制備膽礬時,用到的實驗儀器除量筒、酒精燈、玻璃棒、漏斗外,還必須使用的儀器有

(填標(biāo)號)。

A.燒杯 B.容量瓶

C.蒸發(fā)皿

D.移液管(2)將CuO加入適量的稀硫酸中,加熱,其主要反應(yīng)的化學(xué)方程式為

,與直接用廢銅和濃硫酸反應(yīng)相比,該方法的優(yōu)點是

。(3)待CuO完全反應(yīng)后停止加熱,邊攪拌邊加入適量H2O2,冷卻后用NH3·H2O調(diào)pH為3.5~4,再煮沸10min,冷卻后過濾。濾液經(jīng)如下實驗操作:加熱蒸發(fā)、冷卻結(jié)晶、

、乙醇洗滌、

,得到膽礬。其中,控制溶液pH為3.5~4的目的是

,煮沸10min的作用是

。

(4)結(jié)晶水測定:稱量干燥坩堝的質(zhì)量為m1,加入膽礬后總質(zhì)量為m2,將坩堝加熱至膽礬全部變?yōu)榘咨?置于干燥器中冷至室溫后稱量,重復(fù)上述操作,最終總質(zhì)量恒定為m3。根據(jù)實驗數(shù)據(jù),膽礬分子中結(jié)晶水的個數(shù)為

(寫表達(dá)式)。

(5)下列操作中,會導(dǎo)致結(jié)晶水?dāng)?shù)目測定值偏大的是

(填標(biāo)號)。

①膽礬未充分干燥②坩堝未置于干燥器中冷卻③加熱時有少量膽礬迸濺出來解題要領(lǐng):(1)原料與稀硫酸反應(yīng)在燒杯中進行,其中稀硫酸用量筒量取,充分反應(yīng)后需過濾除去不溶性雜質(zhì),用到燒杯、漏斗、玻璃棒,膽礬從溶液中析出需要蒸發(fā)濾液,蒸發(fā)濾液需要用到蒸發(fā)皿、玻璃棒、酒精燈,故選AC。(2)CuO與稀硫酸在加熱時反應(yīng)的化學(xué)方程式為CuO+H2SO4

CuSO4+H2O;銅與濃硫酸在加熱條件下反應(yīng)的化學(xué)方程式為Cu+2H2SO4

CuSO4+SO2↑+2H2O,硫酸利用率低且產(chǎn)生的SO2會污染大氣。將工業(yè)廢銅焙燒得到CuO,再用稀硫酸溶解CuO,可以避免生成SO2,同時可提高硫酸利用率。(3)從濾液中獲得膽礬的實驗操作包括:加熱蒸發(fā)、冷卻結(jié)晶、過濾、乙醇洗滌、干燥。由于焙燒廢銅得到的CuO中含有氧化鐵,用硫酸溶解時產(chǎn)生硫酸鐵雜質(zhì),為從CuSO4溶液中除去Fe2(SO4)3,應(yīng)控制溶液pH為3.5~4,使Fe3+轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3,同時還可抑制CuSO4水解,防止生成Cu(OH)2沉淀;煮沸10

min的作用是破壞Fe(OH)3膠體,促進Fe(OH)3沉淀的生成。(5)膽礬不干燥會使m2偏大,則導(dǎo)致所求x偏大;坩堝未置于干燥器中冷卻,CuSO4吸收空氣中的水蒸氣導(dǎo)致m3偏大,使所求x偏小;加熱時有晶體迸濺出來,會使m3偏小,導(dǎo)致x偏大。故選①③。3.(2020全國Ⅲ)氯可形成多種含氧酸鹽,廣泛應(yīng)用于殺菌、消毒及化工領(lǐng)域。實驗室中利用下圖裝置(部分裝置省略)制備KClO3和NaClO,探究其氧化還原性質(zhì)?；卮鹣铝袉栴}:(1)盛放MnO2粉末的儀器名稱是

,a中的試劑為

。

(2)b中采用的加熱方式是

。c中化學(xué)反應(yīng)的離子方程式是

,采用冰水浴冷卻的目的是

。(3)d的作用是

,可選用試劑

(填字母)。2S C.Ca(OH)22SO4(4)反應(yīng)結(jié)束后,取出b中試管,經(jīng)冷卻結(jié)晶,

,

,干燥,得到KClO3晶體。(5)取少量KClO3和NaClO溶液分別置于1號和2號試管中,滴加中性KI溶液。1號試管溶液顏色不變。2號試管溶液變?yōu)樽厣?加入CCl4振蕩,靜置后CCl4層顯

色。可知該條件下KClO3的氧化能力

(填“大于”或“小于”)NaClO。答案:(1)圓底燒瓶飽和食鹽水(2)水浴加熱Cl2+2OH-═Cl-+ClO-+H2O避免生成NaClO3(3)吸收尾氣(Cl2)

AC(4)過濾少量(冷)水洗滌(5)紫小于解題要領(lǐng):本題考查了氯氣的制備、除雜、尾氣吸收,用氯氣在不同的溫度條件下制備KClO3、NaClO,同時還考查了物質(zhì)氧化性強弱的比較等。實驗裝置分析:整套裝置的最左端為氯氣的發(fā)生裝置,利用二氧化錳固體和濃鹽酸在加熱條件下制取氯氣,由于鹽酸有揮發(fā)性,導(dǎo)致氯氣中含有雜質(zhì)HCl和水蒸氣。其中,氯氣中的雜質(zhì)HCl氣體會影響后面KClO3和NaClO的制備,故需要用飽和食鹽水(a中盛放試劑)除去氯氣中的HCl雜質(zhì)。b為氯氣與KOH溶液在加熱條件下制取KClO3的裝置,發(fā)生的反應(yīng)為3Cl2+6KOHKClO3+5KCl+3H2O。c為氯氣與NaOH溶液在較低溫度下制取NaClO的裝置,發(fā)生的反應(yīng)為Cl2+2NaOH═NaCl+NaClO+H2O。d為尾氣的吸收裝置,可防止污染環(huán)境,吸收氯氣可用還原性物質(zhì)或堿性溶液。(2)b中采用的是水浴加熱方法。c裝置中反應(yīng)的離子方程式為Cl2+2OH-═Cl-+ClO-+H2O,c中采用冰水浴的目的是防止溫度較高氯氣和NaOH溶液生成NaClO3。(3)d裝置中應(yīng)盛放還原性物質(zhì)或堿性物質(zhì),故符合條件的試劑為A、C。(4)從溶液中獲得晶體可采用的方法步驟為:冷卻結(jié)晶→過濾→洗滌(少量冷水)→干燥。(5)1號試管中的KClO3溶液不能將I-氧化為單質(zhì)I2,而2號試管中的NaClO溶液可將I-氧化為I2,故在此條件下氧化性:KClO3小于NaClO。四氯化碳萃取出碘水中的I2后,靜置一段時間可觀察到液體分為兩層,由于四氯化碳的密度大于水的密度,則碘的四氯化碳溶液在下層,呈紫色。4.(2019全國Ⅲ,改編)乙酰水楊酸(阿司匹林)是目前常用藥物之一。實驗室通過水楊酸進行乙酰化制備阿司匹林的一種方法如下:實驗過程:在100mL錐形瓶中加入水楊酸6.9g及醋酸酐10mL,充分搖動使固體完全溶解。緩慢滴加0.5mL濃硫酸后加熱,維持瓶內(nèi)溫度在70℃左右,充分反應(yīng)。稍冷后進行如下操作。①在不斷攪拌下將反應(yīng)后的混合物倒入100mL冷水中,析出固體,過濾。②所得結(jié)晶粗品加入50mL飽和碳酸氫鈉溶液,溶解、過濾。③濾液用濃鹽酸酸化后冷卻、過濾得固體。④固體經(jīng)純化得白色的乙酰水楊酸晶體5.4g?；卮鹣铝袉栴}:(1)該合成反應(yīng)中應(yīng)采用

加熱。(填字母)

A.熱水浴 B.酒精燈C.煤氣燈 D.電爐(2)下列玻璃儀器中,①中需使用的有

(填字母),不需使用的有

(填名稱)。

(3)①中需使用冷水,目的是

。(4)②中飽和碳酸氫鈉的作用是

,以便過濾除去難溶雜質(zhì)。

(5)④采用的純化方法為

。

(6)本實驗的產(chǎn)率是

%。

答案:(1)A(2)BD分液漏斗、容量瓶(3)充分析出乙酰水楊酸固體(結(jié)晶)(4)生成可溶的乙酰水楊酸鈉(5)重結(jié)晶(6)60解題要領(lǐng):本題為實驗綜合題,考查了考生基礎(chǔ)實驗?zāi)芰?如儀器的實驗、結(jié)晶提純的方法、產(chǎn)率計算等,難度較小。(1)由于反應(yīng)溫度需維持在70

℃左右,所以應(yīng)采用熱水浴加熱法。(2)根據(jù)步驟①的實驗描述可知,其中涉及了溶液(催化劑濃硫酸)稀釋、冷卻結(jié)晶(倒入冷水中乙酰水楊酸結(jié)晶析出)、過濾等操作,所以用到備選儀器中的漏斗、燒杯,不需使用的是分液漏斗、容量瓶。(3)由于乙酰水楊酸的熔點為135~138

℃,故將反應(yīng)后的混合液倒入冷水中,便于乙酰水楊酸的結(jié)晶析出。(4)步驟②中飽和碳酸氫鈉溶液可與乙酰水楊酸反應(yīng)生成乙酰水楊酸鈉溶液,以方便除去不溶性雜質(zhì)。(5)提純乙酰水楊酸的實驗方法為重結(jié)晶。5.(2019全國Ⅱ)咖啡因是一種生物堿(易溶于水及乙醇,熔點234.5℃,100℃以上開始升華),有興奮大腦神經(jīng)和利尿等作用。茶葉中含咖啡因約1%~5%、單寧酸(Ka約為10-6,易溶于水及乙醇)約3%~10%,還含有色素、纖維素等。實驗室從茶葉中提取咖啡因的流程如下圖所示。索氏提取裝置如圖所示。實驗時燒瓶中溶劑受熱蒸發(fā),蒸汽沿蒸汽導(dǎo)管2上升至球形冷凝管,冷凝后滴入濾紙?zhí)淄?中,與茶葉末接觸,進行萃取。萃取液液面達(dá)到虹吸管3頂端時,經(jīng)虹吸管3返回?zé)?從而實現(xiàn)對茶葉末的連續(xù)萃取?；卮鹣铝袉栴}:(1)實驗時需將茶葉研細(xì),放入濾紙?zhí)淄?中,研細(xì)的目的是

。圓底燒瓶中加入95%乙醇為溶劑,加熱前還要加幾粒

。

(2)提取過程不可選用明火直接加熱,原因是

。與常規(guī)的萃取相比,采用索氏提取器的優(yōu)點是

。(3)提取液需經(jīng)“蒸餾濃縮”除去大部分溶劑。與水相比,乙醇作為萃取劑的優(yōu)點是

?！罢麴s濃縮”需選用的儀器除了圓底燒瓶、蒸餾頭、溫度計、接收管之外,還有

(填字母)。

A.直形冷凝管

B.球形冷凝管C.接收瓶

D.燒杯(4)濃縮液加生石灰的作用是中和

和吸收

。(5)可采用如圖所示的簡易裝置分離提純咖啡因。將粉狀物放入蒸發(fā)皿中并小火加熱,咖啡因在扎有小孔的濾紙上凝結(jié),該分離提純方法的名稱是

。

答案:(1)增加固液接觸面積,提取充分沸石(2)乙醇易揮發(fā),易燃使用溶劑量少,可連續(xù)萃取(萃取效率高)(3)乙醇沸點低,易濃縮AC(4)單寧酸水(5)升華解題要領(lǐng):(1)將茶葉研細(xì)是為了增加固液接觸面積,使提取充分。為了防止暴沸,需要加入沸石。(2)乙醇容易揮發(fā),且易燃燒。根據(jù)所給萃取的原理和裝置,可知該種萃取方法中萃取劑可以連續(xù)使用,萃取效率高。(3)乙醇的沸點比水的低,蒸餾濃縮容易;直形冷凝管便于餾分液體流出,故A項正確,B項錯誤。(4)因為茶葉中含有單寧酸,故加入生石灰可以中和單寧酸,且生石灰可與水反應(yīng),從而達(dá)到吸收水的目的。(5)固體直接轉(zhuǎn)化為氣體,屬于升華。4.(2018全國Ⅲ)硫代硫酸鈉晶體(Na2S2O3·5H2O,M=248g·mol-1)可用作定影劑、還原劑?；卮鹣铝袉栴}:(1)已知:Ksp(BaSO4)=1.1×10-10,Ksp(BaS2O3)=4.1×10-5。市售硫代硫酸鈉中常含有硫酸根雜質(zhì),選用下列試劑設(shè)計實驗方案進行檢驗:試劑:稀鹽酸、稀硫酸、BaCl2溶液、Na2CO3溶液、H2O2溶液(2)利用K2Cr2O7標(biāo)準(zhǔn)溶液定量測定硫代硫酸鈉的純度。測定步驟如下:①溶液配制:稱取1.2000g某硫代硫酸鈉晶體樣品,用新煮沸并冷卻的蒸餾水在

中溶解,完全溶解后,全部轉(zhuǎn)移至100mL的

中,加蒸餾水至

。

答案:(1)③加入過量稀鹽酸④出現(xiàn)乳黃色渾濁⑤(吸)取上層清液,滴入BaCl2溶液⑥產(chǎn)生白色沉淀(2)①燒杯容量瓶刻度②藍(lán)色褪去(2)①溶液配制應(yīng)在燒杯中溶解,容量瓶中定容。②滴定過程中I2→I-,達(dá)到滴定終點時無I2,故溶液藍(lán)色褪去,即為終點;根據(jù)反應(yīng)的離子方程式,可得到如下定量關(guān)系:高頻考點·探究突破命題熱點一

常見氣體的制備有關(guān)氣體制備與性質(zhì)驗證實驗的思維路徑問題探究1.常見氣體的發(fā)生裝置有哪些?固+液→氣

2.常見氣體的收集一般采用哪些方法?(1)CO、NO一般用排水法收集。(2)NO2、HCl一般用向上排空氣法收集。(3)NH3一般用向下排空氣法收集。(4)Cl2、SO2、CO2除可用向上排空氣法外,還可分別用排飽和食鹽水、飽和NaHSO3溶液、飽和NaHCO3溶液法收集。(5)H2、O2、N2既可用排空氣法,也可用排水法收集。3.常見氣體的尾氣一般采用哪些方法處理?(1)H2、CO、CH4常用點燃方法。(2)常見的酸性氣體如NO2、SO2、Cl2等常用堿性溶液吸收,NH3常用酸性溶液吸收。(3)任何氣體都可用未充氣的氣球收集。例1焦亞硫酸鈉(Na2S2O5)是常用的食品抗氧化劑之一。某研究小組進行如下實驗:實驗:焦亞硫酸鈉的制取采用如圖裝置(實驗前已除盡裝置內(nèi)的空氣)制取Na2S2O5。裝置Ⅱ中有Na2S2O5晶體析出,發(fā)生的反應(yīng)為:Na2SO3+SO2═Na2S2O5。(1)裝置Ⅰ中產(chǎn)生氣體的化學(xué)方程式為

。(2)要從裝置Ⅱ中獲得已析出的晶體,可采取的分離方法是

。

(3)裝置Ⅲ用于處理尾氣,可選用的最合理裝置(夾持儀器已略去)為

(填字母)。

分析推理:(1)實驗室制取SO2常用原理是什么?利用H2SO3的弱酸性,用亞硫酸鹽與強酸反應(yīng)制取SO2,如Na2SO3與鹽酸、硫酸反應(yīng),注意最好使用硫酸,因為鹽酸易揮發(fā),并且不能使用硝酸;還可以利用濃硫酸的強氧化性,如銅與濃硫酸加熱生成SO2。(2)選擇尾氣處理裝置應(yīng)注意哪些事項?①要符合物理原理,如本題(3)中a選項,不能保持內(nèi)外壓平衡,氣體無法通入a中。②要注意倒吸及對防倒吸原理的理解,(3)中c、d選項均可防止倒吸,b選項不能防止倒吸。③要注意吸收液是否合理,b、c選項中的NaCl、濃硫酸均不與SO2反應(yīng)。

答案:(1)Na2SO3+H2SO4═Na2SO4+SO2↑+H2O(或Na2SO3+2H2SO4═2NaHSO4+SO2↑+H2O)(2)過濾(3)d題后反思涉及氣體制備實驗的“4環(huán)節(jié)”對點訓(xùn)練1下列制取SO2、驗證其漂白性、收集并進行尾氣處理的裝置和原理能達(dá)到實驗?zāi)康牡氖?

)。B解析:A項,稀硫酸與Cu不反應(yīng),可用濃硫酸與Cu反應(yīng)制SO2,錯誤;B項,SO2可以使品紅褪色,可驗證其具有漂白性,正確;C項,SO2的密度比空氣大,收集時應(yīng)長管進氣短管出氣,錯誤;D項,不能用飽和NaHSO3溶液吸收SO2,應(yīng)用堿液吸收,錯誤。命題熱點二物質(zhì)的制備及儀器的連接有關(guān)物質(zhì)制備實驗方案設(shè)計的思維路徑問題探究1.物質(zhì)制備實驗的操作順序是怎樣的?裝置選擇與連接→氣密性檢查→加固體藥品→加液體藥品→開始實驗(按程序)→拆卸儀器→其他處理等2.物質(zhì)制備實驗中有哪些注意事項?(1)要注意加熱操作先后順序的選擇。若氣體性質(zhì)實驗需加熱,應(yīng)先加熱氣體發(fā)生裝置,通入氣體排出裝置中的空氣后,再給實驗中需要加熱的物質(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,防止反應(yīng)物或生成物與空氣中的物質(zhì)反應(yīng)。熄滅酒精燈的順序則相反。(2)要注意防止實驗中試劑或產(chǎn)物變質(zhì)或損失。實驗中反應(yīng)物或產(chǎn)物若易吸水、潮解、水解等,要采取措施防止吸水;易揮發(fā)的液體產(chǎn)物要及時冷卻;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、豎直的冷凝管等);注意防止倒吸。(3)要注意儀器的選擇及其連接順序。例2(2021福建高三聯(lián)考)間溴苯甲醛常用作醫(yī)藥中間體,實驗室以苯甲醛為原料,在無水AlCl3催化下加熱制備間溴苯甲醛。(1)催化劑的制備:如圖是實驗室制取少量無水AlCl3的相關(guān)實驗裝置。已知無水氯化鋁易升華,極易潮解。①寫出裝置A中KMnO4和濃鹽酸反應(yīng)制取Cl2的離子方程式:

。

②裝置C中的試劑為

(填名稱)。

③堿石灰的作用為

。

(2)間溴苯甲醛的制備實驗所用裝置如圖(夾持及加熱裝置已省略):已知相關(guān)物質(zhì)的沸點如表所示:實驗步驟如下:步驟1:將一定配比的無水AlCl3、1,2-二氯乙烷和苯甲醛在三頸燒瓶中充分混合后,升溫至60℃,緩慢滴加經(jīng)濃硫酸干燥過的液溴,維持溫度不變,反應(yīng)一段時間后,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。有機相用10%NaHCO3溶液洗滌。請回答下列問題:(1)第①步中溴水氧化葡萄糖時,下列裝置中最適合的是

。步驟3:往洗滌后的有機相中加入適量無水MgSO4固體,放置一段時間后,進行下一操作。步驟4:減壓蒸餾有機相,收集相應(yīng)餾分。①儀器a的名稱為

,本實驗需要控制反應(yīng)溫度為60℃,為了更好地控制反應(yīng)溫度,宜采用的加熱方式是

;

②步驟2分液時有機相處于

(填“上層”或“下層”),NaHCO3可以除去有機相中的Br2,反應(yīng)中1molBr2參與反應(yīng),轉(zhuǎn)移1mol電子且產(chǎn)生無色氣體,反應(yīng)的離子方程式為

;

③步驟3中將加入無水MgSO4固體的有機相放置一段時間后,進行的下一操作是

。

分析推理:裝置A制備氯氣,裝置B除去氯氣中的氯化氫,裝置C干燥氯氣,裝置D制備無水氯化鋁,裝置E收集無水氯化鋁,圖2中裝置A是發(fā)生裝置,反應(yīng)物易揮發(fā),需要冷凝裝置。(1)①裝置A中KMnO4和濃鹽酸反應(yīng)制取Cl2的離子方程式為②無水氯化鋁極易潮解,參加反應(yīng)的氯氣需要干燥,則裝置C中的試劑為濃硫酸。③氯氣有毒,且無水氯化鋁極易潮解,因此堿石灰的作用為吸收多余的Cl2并防止空氣中水蒸氣進入裝置E中。(2)①根據(jù)儀器構(gòu)造可知儀器a的名稱為直形冷凝管,本實驗需要控制反應(yīng)溫度為60

℃,為了更好地控制反應(yīng)溫度,宜采用的加熱方式是水浴加熱。②間溴苯甲醛的密度大于水,則步驟2分液時有機相處于下層,NaHCO3可以除去有機相中的Br2,反應(yīng)中1

mol

Br2參與反應(yīng),轉(zhuǎn)移1

mol電子且產(chǎn)生無色氣體,這說明單質(zhì)溴既是氧化劑也是還原劑,生成物是次溴酸鈉、溴化鈉、二氧化碳和水,反應(yīng)的離子方程式為

。③無水MgSO4固體吸水,又因為步驟4是減壓蒸餾有機相,收集相應(yīng)餾分,則步驟3中將加入無水MgSO4固體的有機相放置一段時間后,進行的下一操作是過濾。題后反思有機物制備實驗題的解題模板對點訓(xùn)練2醋酸亞鉻[(CH3COO)2Cr·2H2O]為磚紅色晶體,難溶于冷水,易溶于酸,在氣體分析中用作氧氣吸收劑。一般制備方法是先在封閉體系中利用金屬鋅作還原劑,將三價鉻還原為二價鉻;二價鉻再與醋酸鈉溶液作用即可制得醋酸亞鉻。實驗裝置如圖所示,回答下列問題:(1)實驗中所用蒸餾水均需經(jīng)煮沸后迅速冷卻,目的是

。儀器a的名稱是

。

(2)將過量鋅粒和氯化鉻固體置于c中,加入少量蒸餾水,按圖連接好裝置。打開K1、K2,關(guān)閉K3。①c中溶液由綠色逐漸變?yōu)榱了{(lán)色,該反應(yīng)的離子方程式為

。

②同時c中有氣體產(chǎn)生,該氣體的作用是

。(3)打開K3,關(guān)閉K1和K2。c中亮藍(lán)色溶液流入d,其原因是

;d中析出磚紅色沉淀。為使沉淀充分析出并分離,需采用的操作是

、

、洗滌、干燥。

(4)指出裝置d可能存在的缺點

。答案:(1)去除水中溶解氧分液(或滴液)漏斗(2)①Zn+2Cr3+═Zn2++2Cr2+

②排除c中空氣(3)c中產(chǎn)生氫氣使壓強大于大氣壓(冰浴)冷卻過濾(4)敞開體系,使醋酸亞鉻與空氣接觸而被氧化解析:(1)由題給信息“醋酸亞鉻……在氣體分析中用作氧氣吸收劑”可知,為避免溶解在水中的氧氣影響實驗,故所用蒸餾水應(yīng)先煮沸除氧并迅速冷卻,以減少氧氣的再溶解。儀器a為分液(或滴液)漏斗。(2)將鹽酸滴入c中時,CrCl3溶解,同時鋅粒與鹽酸反應(yīng)放出的氫氣可將c中的空氣排出,形成了隔絕空氣的體系,進而發(fā)生反應(yīng):Zn+2Cr3+═Zn2++2Cr2+,溶液顏色由綠色逐漸變?yōu)榱了{(lán)色。(3)當(dāng)打開K3,關(guān)閉K1和K2時,c中Zn與鹽酸反應(yīng)產(chǎn)生的氫氣排不出去,產(chǎn)生較大的壓強,可將c中生成的亮藍(lán)色溶液壓入d中。進入d中的Cr2+可與CH3COO-反應(yīng)生成(CH3COO)2Cr·2H2O沉淀。根據(jù)題意“醋酸亞鉻難溶于冷水”,要使沉淀充分析出并分離,可采用冰水浴冷卻、過濾、洗滌、干燥的方法處理。(4)由于(CH3COO)2Cr·2H2O沉淀易被氧氣氧化,所以裝置d的缺點是:裝置d為敞口體系,會使醋酸亞鉻與空氣接觸而被氧化。命題熱點三化學(xué)實驗方案的設(shè)計與評價有關(guān)化學(xué)實驗方案的設(shè)計與評價的思維路徑問題探究如何評價化學(xué)實驗方案的優(yōu)劣?評價實驗方案的優(yōu)劣主要從以下幾方面入手:(1)實驗原理是否正確、可行;(2)是否安全,如是否有防倒吸、防爆炸裝置或措施等;(3)是否環(huán)保,如是否有尾氣處理裝置;(4)是否排除了干擾因素,如氫氣還原氧化銅是否排盡了系統(tǒng)中的氧氣等。③配制250mL0.1mol·L-1HCl溶液:量取

mL10mol·L-1HCl溶液加入燒杯中,加適量蒸餾水,攪拌,將溶液轉(zhuǎn)入

中,洗滌,定容,搖勻。

(2)乙同學(xué)擬用如圖裝置探究固體表面積和反應(yīng)物濃度對化學(xué)反應(yīng)速率的影響。

限選試劑與用品:0.1mol·L-1HCl溶液、顆粒狀CaCO3、粉末狀CaCO3、蒸餾水、量筒、秒表①設(shè)計實驗方案:在固體表面積或反應(yīng)物濃度不同的條件下,測定

(要求所測得的數(shù)據(jù)能直接體現(xiàn)反應(yīng)速率大小)。

②擬定實驗表格,完整體現(xiàn)實驗方案。(表格列數(shù)自定;列出所用試劑的用量、待測物理量和擬定的數(shù)據(jù);數(shù)據(jù)可用字母a、b、c等表示)分析推理:(1)實驗方案設(shè)計有哪些基本要求?

如本題中的(1)小題中的方案設(shè)計,測生成的CO2的質(zhì)量或體積可行,測消耗的CaCO3的質(zhì)量也可行,只要條件允許,效果明顯,操作方便,均可行。(2)實驗方案設(shè)計的基本思路是怎樣的?根據(jù)實驗?zāi)康暮驮砑八x用的藥品和儀器,設(shè)計合理的實驗方案,并且從幾種方案中分析選擇出最佳方案。如本題中的(2)小題,實驗?zāi)康氖翘骄抗腆w表面積和反應(yīng)物濃度對化學(xué)反應(yīng)速率的影響。因此應(yīng)從分別改變固體表面積和反應(yīng)物濃度兩個角度來設(shè)計實驗。(3)控制變量的實驗設(shè)計應(yīng)注意哪些事項?設(shè)計時,只能改變一個變量。實驗設(shè)計應(yīng)從改變的變量分析,如本題(2)中表格的填寫,實驗1和2應(yīng)改變固體的表面積,實驗1和3應(yīng)改變反應(yīng)物的濃度,可以通過加水來改變。答案:(1)①CaCO3+2HCl═CaCl2+CO2↑+H2O②生成CO2的體積(或質(zhì)量)反應(yīng)時間消耗CaCO3固體的質(zhì)量反應(yīng)時間(答案合理即可)③

250mL容量瓶(2)①生成等質(zhì)量CO2所需的時間(或相同時間內(nèi)生成的CO2的質(zhì)量)②或:對點訓(xùn)練3(2021廣西柳州高三模擬)NH3是一種重要的化工原料,可用于制氮肥、HNO3、銨鹽、純堿,還可用于制合成纖維、塑料、染料等。某實驗小組在實驗室中對NH3的性質(zhì)進行了探究,設(shè)計了如下實驗裝置。回答下列問題:(1)氨氣的制備

①氨氣的發(fā)生裝置可以選擇上圖中的

,反應(yīng)的化學(xué)方程式為

;

②欲收集一瓶干燥的氨氣,選擇上圖中的裝置,其連接順序為:發(fā)生裝置→

(按氣流方向,用小寫字母表示)。

(2)NH3性質(zhì)探究利用制取的干燥NH3,小組開始實驗,其中A為NH3的制取裝置,并發(fā)現(xiàn)了如下實驗現(xiàn)象,同時小組對現(xiàn)象進行了討論并得出了相應(yīng)的結(jié)論。①完成實驗結(jié)論;②實驗儀器D的名稱為

,所裝藥品無水CaCl2的作用為

;

③如果裝置B中所得紅色固體為Cu2O,則反應(yīng)的化學(xué)方程式為

,體現(xiàn)了NH3的

(填“氧化”或“還原”)性。

學(xué)

科

素

養(yǎng)

練素

養(yǎng)

必

備探究類、定量分析型綜合實驗1.探究性實驗方案的設(shè)計。明確探究問題→作出合理假設(shè)→設(shè)計實驗步驟→預(yù)測實驗結(jié)果→得出實驗結(jié)論學(xué)科素養(yǎng)強化訓(xùn)練1.(2020福建三明高三檢測)亞硝酸鈉是一種食品添加劑,具有防腐和抗氧化作用。某同學(xué)對亞硝酸鈉進行了相關(guān)探究。(一)查閱資料①亞硝酸鈉(NaNO2)為無色、無味的晶體。②HNO2是一種弱酸,酸性比CH3COOH略強,性質(zhì)不穩(wěn)定,易分解生成NO和NO2;能被常見強氧化劑氧化;但在酸性溶液中它也是一種氧化劑,如能把I-氧化成I2。③AgNO2是一種微溶于水、易溶于酸的淺黃色固體。(二)問題討論(1)人體正常的血紅蛋白中應(yīng)含F(xiàn)e2+,誤食亞硝酸鹽(如NaNO2)會致使機體組織缺氧,出現(xiàn)青紫而中毒,原因是

。

若發(fā)生中毒時,你認(rèn)為下列物質(zhì)有助于解毒的是

(填字母)。A.雞蛋清

B.胃舒平[主要成分是Al(OH)3]C.小蘇打

D.維生素C(2)要區(qū)別NaNO2和NaCl兩種固體,你需用的試劑是

。

(三)實驗測定為了測定某樣品中NaNO2的含量,某同學(xué)進行如下實驗:①稱取樣品ag,加水溶解,配制成100mL溶液。②取25.00mL溶液放入錐形瓶中,用0.0200mol·L-1KMnO4標(biāo)準(zhǔn)溶液(酸性)進行滴定,滴定結(jié)束后消耗KMnO4溶液VmL。(3)上述實驗①所需玻璃儀器除玻璃棒、膠頭滴管之外,還有

。

(4)在進行滴定操作時,KMnO4溶液盛裝在

(填“酸式”或“堿式”)滴定管中。當(dāng)?shù)稳胱詈笠坏稳芤?______________時達(dá)到滴定終點。

(5)滴定過程中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式是

;測得該樣品中NaNO2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為

。

(6)若滴定過程中剛出現(xiàn)顏色變化就停止滴定,則測定結(jié)果

(填“偏大”“偏小”或“無影響”)。

解析:(1)血紅蛋白中Fe2+起運載氧氣的作用,一旦被氧化為Fe3+,將失去運載氧氣的能力,使人體表現(xiàn)出缺氧癥狀。(2)尋找區(qū)分NaNO2和NaCl兩種固體試劑時,若著眼點放在NaCl上,可使用硝酸酸化的硝酸銀溶液;若著眼點放在NaNO2上,可采用檢驗NaNO2水溶液的酸堿性或酸性條件下NaNO2的氧化性的方法。(3)實驗①是配制一定物質(zhì)的量濃度的溶液,所需玻璃儀器除玻璃棒、膠頭滴管之外,還有燒杯、100

mL容量瓶。(4)在進行滴定操作時,因KMnO4溶液具有強氧化性,會腐蝕橡膠管,所以應(yīng)盛裝在酸式滴定管內(nèi);當(dāng)?shù)稳胱詈笠坏稳芤?錐形瓶中無色溶液變成淺紫色,且30

s內(nèi)不褪色,說明達(dá)到滴定終點。(6)若滴定過程中剛出現(xiàn)顏色變化就停止滴定,則KMnO4的用量偏少,測定結(jié)果偏小。2.(2020重慶高三月考)實驗室用圖示裝置制備KClO溶液,再與KOH、Fe(NO3)3溶液反應(yīng)制備高效凈水劑K2FeO4。[査閱資料]Cl2與KOH溶液在20℃以下反應(yīng)生成KClO,在較高溫度下則生成KClO3;K2FeO4易溶于水,微溶于濃KOH溶液,在0~5℃的強堿性溶液中較穩(wěn)定。(1)儀器a的名稱是

;裝置A中反應(yīng)的離子方程式為

。裝置C中三頸燒瓶置于冰水浴中的目的是

。(2)裝置B吸收的氣體是

,裝置D的作用是

。(3)C中得到足量KClO后,將三頸燒瓶上的導(dǎo)管取下,依次加入KOH溶液、Fe(NO3)3溶液,水浴控制反應(yīng)溫度為25℃,攪拌1.5h,溶液變?yōu)樽霞t色(含K2FeO4),該反應(yīng)的離子方程式為

。再加入飽和KOH溶液,冷卻至0~5℃析出紫黑色晶體,過濾,得到K2FeO4粗產(chǎn)品。

(4)K2FeO4粗產(chǎn)品含有Fe(OH)3、KCl等雜質(zhì),其提純步驟為:①將一定量的K2FeO4粗產(chǎn)品溶于冷的3mol·L-1KOH溶液中。②過濾。③

。

④攪拌、靜置、過濾,用乙醇洗滌2~3次。⑤在真空干燥箱中干燥。(5)稱取提純后的K2FeO4樣品0.2200g放入燒杯中,加入強堿性NaCr(OH)4溶液,反應(yīng)后再加稀硫酸調(diào)節(jié)溶液呈強酸性,配成250mL溶液,取出25.00mL放入錐形瓶,用0.01000mol·L-1的(NH4)2Fe(SO4)2溶液滴定至終點,重復(fù)操作2次,平均消耗(NH4)2Fe(SO4)2溶液30.00mL。涉及主要反應(yīng)為:解析:(1)根據(jù)裝置圖可知儀器a的名稱是分液漏斗;裝置A中濃鹽酸與二氧化錳混合加熱得氯氣,發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O;Cl2與KOH溶液在20

℃以下反應(yīng)生成KClO,在較高溫度下則生成KClO3,所以冰水浴的目的是防止Cl2與KOH反應(yīng)生成KClO3。(2)濃鹽酸有揮發(fā)性,揮發(fā)出的氯化氫需要除去,氯氣有毒,需要進行尾氣吸收,所以裝置B吸收的氣體是HCl,裝置D的作用是吸收Cl2,防止污染空氣。(3)向足量KClO中依次加入KOH溶液、Fe(NO3)3溶液,發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成K2FeO4、KCl和水等,反應(yīng)的離子方程式為(4)K2FeO4易溶于水、微溶于濃KOH溶液,所以提純K2FeO4粗產(chǎn)品時,①將一定量的K2FeO4粗產(chǎn)品溶于冷的3

mol·L-1

KOH溶液中;②過濾;③將濾液置于冰水浴中,向濾液中加入飽和KOH溶液;④攪拌、靜置、過濾,用乙醇洗滌2~3次;⑤在真空干燥箱中干燥。①甲同學(xué)認(rèn)為X中除Fe3+之外還可能含有Fe2+。若要確認(rèn)其中的Fe2+,應(yīng)選用

(填字母)。

溶液和氯水 B.鐵粉和KSCN溶液C.濃氨水 D.酸性KMnO4溶液②乙同學(xué)取560mL(標(biāo)準(zhǔn)狀況)氣體Y通入足量溴水中,發(fā)生反應(yīng)SO2+Br2+2H2O═2HBr+H2SO4,然后加入足量BaCl2溶液,經(jīng)適當(dāng)操作后得干燥固體4.66g,由此推知氣體Y中SO2的體積分?jǐn)?shù)為

。

[探究二]根據(jù)上述實驗中SO2體積分?jǐn)?shù)的分析,丙同學(xué)認(rèn)為氣體Y中除SO2外還可能含有Z和W兩種氣體,其中Z氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下密度為0.0893g·L-1。為此設(shè)計了下列探究實驗裝置(假設(shè)有關(guān)氣體完全反應(yīng))。(3)裝置B中試劑的作用是

。

(4)分析Y氣體中的W氣體是如何生成的:

(用化學(xué)方程式表示)。

(5)已知洗氣瓶M中盛裝澄清石灰水,為確認(rèn)W的存在,需在裝置中添加M于

(填字母)。

之前 B.A~B間C.B~C間 D.C~D間(6)確認(rèn)Z氣體存在的實驗現(xiàn)象是

。

[探究三]如圖是實驗室進行二氧化硫制備與性質(zhì)實驗的組合裝置,部分固定裝置未畫出。(7)下列有關(guān)說法不正確的是

。

A.關(guān)閉K2,打開K1,滴加硫酸,則裝置B中每消耗1molNa2O2,轉(zhuǎn)移電子數(shù)為2NA(設(shè)NA為阿伏加德羅常數(shù)的值)B.關(guān)閉K1,打開K2,試劑X是酸性KMnO4溶液或FeCl3溶液,均可證明SO2有還原性C.為防止環(huán)境污染,裝置C和E中的試劑均可采用NaOH溶液D.實驗過程中體現(xiàn)了硫酸的酸性、吸水性、難揮發(fā)性、強氧化性答案:(1)常溫下,鐵在濃硫酸中表面被鈍化(2)①D

②80%(3)檢驗SO2是否除盡(4)C+2H2SO4(濃)

CO2↑+2SO2↑+2H2O(5)C(6)D中固體由黑變紅,E中固體由白變藍(lán)(7)D解析:(1)常溫下,鐵遇冷的濃硫酸發(fā)生氧化還原反應(yīng),在鐵表面生成一層致密的氧化物薄膜而阻止了進一步的反應(yīng),即發(fā)生鈍化現(xiàn)象。(2)①亞鐵離子具有還原性,而酸性高錳酸鉀溶液有氧化性,發(fā)生氧化還原反應(yīng)使高錳酸鉀溶液的紫紅色褪去,鐵離子和亞鐵離子同時存在時,應(yīng)該用酸性高錳酸鉀溶液檢驗亞鐵離子,故D正確。②SO2+Br2+2H2O═2HBr+H2SO4,H2SO4+BaCl2═BaSO4↓+2HCl,所以硫酸鋇和二氧化硫之間的關(guān)系式為SO2~BaSO4,設(shè)二氧化硫的體積為V,(3)二氧化硫能使品紅溶液褪色,所以用品紅溶液檢驗二氧化硫是否除盡。(4)碳素鋼中含有碳,加熱條件下,碳能與濃硫酸反應(yīng)生成二氧化硫、二氧化碳和水,反應(yīng)的化學(xué)方程式為C+2H2SO4(濃)CO2↑+2SO2↑+2H2O。(5)二氧化硫和二氧化碳都能使澄清石灰水變渾濁,但二氧化硫還能使品紅溶液褪色,所以要檢驗二氧化碳必須排除二氧化硫的干擾,裝置B是檢驗二氧化硫是否除盡,所以澄清石灰水應(yīng)放置在B和C之間,即在通入堿石灰之前檢驗。(6)根據(jù)Z的密度可求出其摩爾質(zhì)量約為2

g·mol-1,所以Z是氫氣,氫氣具有還原性,能將黑色的氧化銅還原成紅色的銅單質(zhì),同時生成水,水能使無水硫酸銅變藍(lán)色,這是檢驗水的特征反應(yīng),所以如果D中氧化銅變紅,E中無水硫酸銅變藍(lán),則證明含有氫氣。(7)關(guān)閉K2,打開K1,滴加硫酸,則裝置B中發(fā)生SO2+Na2O2═Na2SO4,每消耗1

mol

Na2O2,轉(zhuǎn)移電子數(shù)為2NA,A項正確;關(guān)閉K1,打開K2,酸性KMnO4溶液或FeCl3溶液具有強氧化性,可與二氧化硫發(fā)生氧化還原反應(yīng),均可證明SO2有還原性,B項正確;NaOH能與SO2反應(yīng),能用于尾氣吸收,裝置C和E中的試劑均可采用NaOH溶液,C項正確;實驗過程中體現(xiàn)了硫酸的酸性、難揮發(fā)性,不能體現(xiàn)強氧化性以及吸水性,D項錯誤。新題演練·能力遷移1.(2021廣東卷)含氯物質(zhì)在生產(chǎn)生活中有重要作用。1774年,舍勒在研究軟錳礦(主要成分是MnO2)的過程中,將它與濃鹽酸混合加熱,產(chǎn)生了一種黃綠色氣體。1810年,戴維確認(rèn)這是一種新元素組成的單質(zhì),并命名為chlorine(中文命名“氯氣”)。(1)實驗室沿用舍勒的方法制取Cl2的化學(xué)方程式為

。

(2)實驗室制取干燥Cl2時,凈化與收集Cl2所需裝置的接口連接順序為

。

(3)某氯水久置后不能使品紅溶液褪色,可推測氯水中_______已分解。檢驗此久置氯水中Cl-存在的操作及現(xiàn)象是

。

(4)某合作學(xué)習(xí)小組進行以下實驗探究。①實驗任務(wù)通過測定溶液電導(dǎo)率,探究溫度對AgCl溶解度的影響。②查閱資料電導(dǎo)率是表征電解質(zhì)溶液導(dǎo)電能力的物理量。溫度一定時,強電解質(zhì)稀溶液的電導(dǎo)率隨溶液中離子濃度的增大而增大;離子濃度一定時,稀溶液電導(dǎo)率隨溫度的升高而增大。25℃時,Ksp(AgCl)=1.8×10-10。③提出猜想猜想a:較高溫度的AgCl飽和溶液的電導(dǎo)率較大。猜想b:AgCl在水中的溶解度S(45℃)>S(35℃)>S(25℃)。④設(shè)計實驗、驗證猜想取試樣Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ(不同溫度下配制的AgCl飽和溶液),在設(shè)定的測試溫度下,進行表1中實驗1~3,記錄數(shù)據(jù)。表1⑤數(shù)據(jù)分析、交流討論25℃的AgCl飽和溶液中,c(Cl-)=

mol·L-1。

實驗結(jié)果為A3>A2>A1。小組同學(xué)認(rèn)為,此結(jié)果可以證明③中的猜想a成立,但不足以證明猜想b成立。結(jié)合②中信息,猜想b不足以成立的理由有

。

⑥優(yōu)化實驗小組同學(xué)為進一步驗證猜想b,在實驗1~3的基礎(chǔ)上完善方案,進行實驗4和5。請完成表2中內(nèi)容。表2⑦實驗總結(jié)根據(jù)實驗1~5的結(jié)果,并結(jié)合②中信息,小組同學(xué)認(rèn)為猜想b也成立。猜想b成立的判斷依據(jù)是

。

解析:本題考查化學(xué)實驗分析與評價。(1)MnO2與濃鹽酸在加熱條件下反應(yīng)生成氯氣:MnO2+4HCl(濃)

MnCl2+Cl2↑+2H2O。(2)產(chǎn)生的Cl2中含有HCl和水蒸氣,應(yīng)依次通過飽和食鹽水和濃硫酸,然后收集Cl2,則氣體流向為c→d→b→a→e。(3)氯水中有漂白作用的是HClO。檢驗Cl-時利用AgCl不溶于水和HNO3的性質(zhì)。⑥如果要判斷AgCl在水中的溶解度隨溫度的變化情況,可以測定不同溫度下配制的飽和溶液在相同溫度下的電導(dǎo)率,如果溫度較高下的飽和溶液電導(dǎo)率比溫度較低的飽和溶液電導(dǎo)率高,則可以得出溫度升高飽和溶液中離子濃度高。所以可以設(shè)計試樣Ⅰ在45

℃下測試與實驗3比較,設(shè)計試樣Ⅱ在45

℃下測試與實驗3比較。⑦猜想b成立的判斷依據(jù)是A3>B2>B1。2.(2021山東濰坊高三上學(xué)期期末)CuCl在染色和催化領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。實驗室利用下圖裝置(加熱和夾持裝置略去)將二氧化硫通入新制氫氧化銅中制備CuCl。已知:Ⅰ.CuCl為白色固體,難溶于水和乙醇,能溶于濃鹽酸;實驗步驟如下:向C中加入15mL0.5mol·L-1的CuCl2溶液中,加入0.5mol·L-1的NaOH溶液30mL;打開A中分液漏斗的活塞產(chǎn)生SO2氣體,一段時間后C中產(chǎn)生白色固體,將C中混合物過濾、依次用水和乙醇洗滌,所得固體質(zhì)量為0.597g。(1)試劑a為

,儀器b名稱為

。

(2)B裝置的作用是

。

(3)將二氧化