2019届一轮复习鲁科版10-3化学实验方案的设计与评价教案 29页

第3节　化学实验方案的设计与评价 考纲定位 全国卷5年考情 ‎1.了解化学实验是科学探究过程中的一种重要方法。‎ ‎2．根据化学实验目的和要求能做到：‎ ‎①设计实验方案；‎ ‎②正确选用实验装置；‎ ‎③分析或处理实验数据得出合理结论；‎ ‎④掌握控制实验条件的方法；‎ ‎⑤评价或改进实验方案。‎ ‎2017年：Ⅰ卷T26；Ⅱ卷T28；Ⅲ卷T26‎ ‎2016年：Ⅰ卷T13；Ⅱ卷T10、T26(1)；Ⅲ卷T9、T26(6)‎ ‎2015年：Ⅰ卷T26；Ⅱ卷T28‎ ‎2014年：Ⅰ卷T26；Ⅱ卷T28‎ ‎2013年：Ⅰ卷T26；Ⅱ卷T26‎ 考点1| 化学实验方案的设计 ‎(对应学生用书第200页)‎ ‎[考纲知识整合]‎ ‎1．基本原则 ‎2．基本思路 了解实验目的→明确实验原理→掌握实验条件→选择仪器药品→设计装置步骤→记录现象数据→分析得出结论。‎ ‎3．基本内容 ‎4．实验设计的注意事项 ‎(1)实验操作顺序 装置选择与连接→气密性检查→加固体药品→加液体药品→开始实验(按程序)→拆卸仪器→其他处理等。‎ ‎(2)加热顺序选择 若气体制备实验需加热，应先加热气体发生装置，通入气体排出装置中的空气后，再给实验中需要加热的物质加热。目的：①防止爆炸(如氢气还原氧化铜)；②保证产品纯度，防止反应物或生成物与空气中的物质反应。熄灭酒精灯的顺序则相反。‎ ‎(3)防止试剂变质 ‎①实验中反应物或产物若易吸水、潮解、水解等，要采取措施防止其吸水；‎ ‎②易挥发的液体产物要及时冷却；‎ ‎③易挥发的液体反应物需在反应装置中加装冷凝回流装置(如长导管、竖直的干燥管、冷凝管等)；‎ ‎④注意防止倒吸。‎ ‎(4)画简单装置图 能够绘制和识别典型的实验仪器装置图，一般能画出简单的装置图即可，但要符合要求，例如形状、比例等。‎ ‎(5)仪器连接问题 注意所选仪器是否恰当，安装顺序是否恰当，接口顺序是否恰当。‎ ‎[高考命题点突破]‎ 命题点1　物质制备为主体的方案设计 类型一　无机物的制备 ‎[典例导航]‎ ‎(2018·湖南岳阳模拟)三氯化硼是一种重要的化工原料，主要用作半导体硅的掺杂源或有机合成催化剂，还用于高纯硼或有机硼的制取。已知：BCl3的沸点为12.5_℃，熔点为－107.3_℃，易潮解①。实验室制备三氯化硼的原理为：‎ B2O3＋‎3C＋3Cl22BCl3＋3CO ‎ ‎【导学号：95160365】‎ ‎(1)甲组同学拟用下列装置制备干燥纯净的氯气②(不用收集)：‎ ‎①装置B的作用是________，装置C的作用是________。‎ ‎②装置A中发生反应的离子方程式为____________________________‎ ‎_________________________________________________________________。‎ ‎(2)乙组同学选用甲组实验中的A、B、C和下列装置(装置可重复使用)制备BCl3并验证反应中有CO生成③。‎ ‎①乙组同学的实验装置中，依次连接的合理顺序为A→B→C→________→________→________→________→________④→F→D→I；其中装置E的作用是_____________________________________________‎ ‎____________________________________________。‎ ‎②实验开始时，先通入干燥的N的目的是____________________________。‎ ‎③能证明反应中有CO生成的现象是____________________________‎ ‎_____________________________________。‎ ‎④三氯化硼接触潮湿空气时会形成腐蚀性浓厚白雾⑥，其与水反应的化学方程式为________________________________。‎ ‎[审题指导]　①根据BCl3的熔、沸点可确定，易液化，可用冷却水冷凝；易潮解要注意BCl3制备时水蒸气的影响，气体要干燥。‎ ‎②干燥纯净的Cl2制取时注意除杂[杂质HCl、H2O(g)]，及除杂的先后顺序为先除HCl再干燥。‎ ‎③验证CO生成，一般是利用CO的还原性与CuO反应生成CO2，根据CO2存在证明CO的生成，但要注意CO2干扰。‎ ‎④剩余4个装置，题中留有5个装置空白，说明有一装置重复。‎ ‎⑤装置中的O2要与C反应，干扰实验，N2排空气，防止O2干扰。‎ ‎⑥HCl在空气中易形成白雾。‎ ‎【答案】　(1)①吸收Cl2中的HCl气体　干燥Cl2或吸收Cl2中的H2O(g)‎ ‎②ClO＋5Cl－＋6H＋3Cl2↑＋3H2O ‎(2)①G、E、H、J、H　冷凝BCl3为液体 ‎②排除装置中的空气，防止O2的干扰 ‎③装置，装置F中黑色粉末变为红色中D澄清石灰水变浑浊 ‎④BCl3＋3H2O===H3BO3＋3HCl ‎[题后归纳]　物质制备与提纯的思维流程 ‎[对点训练]‎ ‎1．(2017·广州一测)高纯MnCO3是广泛用于电子行业的强磁性材料。MnCO3‎ 为白色粉末，不溶于水和乙醇，在潮湿环境下易被氧化，温度高于‎100 ℃‎开始分解。‎ Ⅰ.实验室以MnO2为原料制备MnCO3‎ ‎(1)制备MnSO4溶液：‎ ‎①主要反应装置如图所示，缓缓通入经N2稀释的SO2气体，发生反应H2SO3＋MnO2===MnSO4＋H2O。下列措施中，目的是加快反应速率的是________(填标号)。‎ A．MnO2加入前先研磨 B．搅拌 C．提高混合气中N2比例 ‎②已知实验室制取SO2的原理是Na2SO3＋2H2SO4(浓)===2NaHSO4＋SO2↑＋H2O。选择下图所示部分装置与上图装置相连制备MnSO4溶液，应选择的装置有________(填标号)。‎ ‎③若用空气代替N2进行实验，缺点是_____________________________‎ ‎________________________________________________________________ (酸性环境下Mn2＋不易被氧化)。‎ ‎(2)制备MnCO3固体：‎ 实验步骤：①向MnSO4溶液中边搅拌边加入饱和NH4HCO3溶液生成MnCO3沉淀，反应结束后过滤；‎ ‎②……‎ ‎③在70～‎80 ℃‎下烘干得到纯净干燥的MnCO3固体。步骤②需要用到的试剂有________。‎ Ⅱ.设计实验方案 ‎(3)利用沉淀转化的方法证明Ksp(MnCO3)Cl2>Br2。限选试剂：NaBr溶液、KMnO4、浓盐酸、浓硫酸。‎ 装置d中盛放的试剂是________；实验中观察到的现象为_____________________________________；‎ 此实验装置的不足之处是__________________________________________。‎ ‎【解析】　需要判断氧化性KMnO4>Cl2>Br2，可利用氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性来进行判断，用KMnO4和浓盐酸反应制取Cl2，用Cl2和NaBr反应制取Br2，装置d中盛放的试剂是NaBr溶液，实验现象为c中有黄绿色气体产生，d中溶液变为棕(橙)黄色；Cl2是有毒气体，需要尾气处理装置。‎ ‎【答案】　NaBr溶液　c中有黄绿色气体产生，d中溶液变为棕(橙)黄色　没有尾气吸收装置 ‎ ‎4．(2018·广西调研)某研究性学习小组的同学为了探究NO的性质，进行了如下实验。‎ ‎　　　　　　　　　　甲　　　　　　　乙 ‎(1)甲同学设计了图甲装置进行实验，观察到集气瓶中收集到无色气体，由此确定铜和稀硝酸反应生成NO气体。甲同学的推断________(填“正确”或“‎ 不正确”)，理由是________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________。‎ ‎(2)乙同学不同意甲同学的推断，他观察到图甲装置圆底烧瓶中的气体不是无色。为此乙同学设计了图乙装置进行实验，步骤为：‎ ‎①在大试管中放入适量石灰石，加入过量稀硝酸；‎ ‎②待石灰石反应完全，将铜丝浸入过量的稀硝酸中；‎ ‎③一段时间后，观察到大试管中气体始终为无色，收集反应产生的气体；‎ ‎④待集气瓶充满气体后从水槽中取出，敞口正放在桌面上，观察到瓶口气体颜色有变化，证明稀硝酸与铜反应生成NO。‎ 步骤①的作用是：__________________________；步骤④瓶口气体的颜色变化是________。‎ ‎(3)当过量的铜与稀硝酸完全反应后，再加入20%的稀硫酸，铜片上又有气泡产生，稀硫酸的作用是________(填正确选项的编号)，反应的离子方程式是：_______________________________________________________________。‎ a．还原剂　　　　　　 b．氧化剂 c．酸化 d．提供热能 ‎【解析】　(2)乙同学的设计中，使稀硝酸先与碳酸钙反应产生CO2将装置内的空气排尽，以避免空气中的氧气对实验产生干扰。(3)过量的铜与稀硝酸完全反应后所得溶液的溶质为硝酸铜，在铜片过量的情况下，再加入稀硫酸，提供了足量的H＋，NO在H＋存在的情况下继续和铜反应生成NO。‎ ‎【答案】　(1)不正确　NO2能与水反应生成NO，无论铜与稀硝酸反应生成的是NO还是NO2，集气瓶中收集到的气体都是NO ‎(2)排净装置内的空气　无色变成红棕色 ‎(3)c　3Cu＋2NO＋8H＋===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O ‎[易错防范]　实验装置需改进的4个角度 (1)无尾气处理装置。‎ (2)无防倒吸装置。‎ (3)定量实验时无法排出生成的气体被完全吸收。‎ (4)易潮解或易被氧化或易与CO2反应的物质制备时，最后没有连防空气进入的装置。‎