2011年高三化学第一轮复习课件——化学实验方案的设计与评价

1/47第28讲2/471.下列实验的设计不可行的是A.用水一次性鉴别苯、四氯化碳、乙醇三种物质B.用碳酸氢铵和碱石灰共热可制取少量氨气C.除去粗盐中的Ca2+、Mg2+，依次加入的物质是H2O、Ba(OH)2、Na2CO3、HClD.测定某溶液的pH用湿润的pH试纸课前体验【解析】溶液的pH测定时，pH试纸不能润湿，否则将产生误差。3/472.下列实验能达到预期目的是A.向煮沸的1mol·L−1NaOH溶液中滴入FeCl3饱和溶液制备Fe(OH)3胶体B.向乙酸乙酯中加入过量饱和Na2CO3溶液，振荡、分液分离除去乙酸乙酯中的少量乙酸C.称取16.25gFeCl3用100mL蒸馏水溶液配制1.0mol/LFeCl3溶液D.用氢氧化铜粉末检测尿糖课前体验【解析】FeCl3饱和溶液滴入NaOH溶液得到的是Fe(OH)3沉淀并非Fe(OH)3胶体，A错；用100mL水配制成溶液后，溶液体积不再是100mL，C错；检验尿糖用的是新制Cu(OH)2悬浊液，D错。4/473.下列实验中，不能达到目的的是A.Fe与Cl2反应生成FeCl3，Fe与S反应生成FeS，确定非金属性：ClSB.用石墨作电极，电解Mg(NO3)2、Cu(NO3)2的混合溶液，确定铜和镁的金属活动性强弱C.进行H2O与H2S的热分解实验，确定硫和氧两种元素的非金属性强弱D.测定同温同浓度的NaCl和NaF溶液的pH，确定F、Cl两元素的非金属的强弱课前体验【解析】元素非金属性强的不能通过其无氧酸盐溶液的pH来判定，D错。5/47课前体验4.为除去粗盐中的Ca2+、Mg2+、Fe3+、SO42−以及泥沙等杂质，某同学设计了一种制备精盐的实验方案，步骤如下(用于沉淀的试剂稍过量)：称取粗盐溶解①BaCl2②NaOH③Na2CO3④过滤⑤滤液适量盐酸⑥蒸发、结晶、烘干⑦精盐(1)判断BaCl2已过量的方法是__________________________________________________________________________________________________________。(2)第④步中，相关的离子方程式是________________________________________________________________________。取第②步后的上层清液1～2滴于点滴板上，再滴入1～2滴BaCl2溶液，若溶液未变浑浊，则表明BaCl2已过量Ca2++CO32−CaCO3↓、Ba2++CO32−BaCO3↓6/47课前体验4.为除去粗盐中的Ca2+、Mg2+、Fe3+、SO42−以及泥沙等杂质，某同学设计了一种制备精盐的实验方案，步骤如下(用于沉淀的试剂稍过量)：称取粗盐溶解①BaCl2②NaOH③Na2CO3④过滤⑤滤液适量盐酸⑥蒸发、结晶、烘干⑦精盐(3)若先用盐酸调pH再过滤，将对实验结果产生影响，其原因是_____________________________________________________________。(4)为检验精盐纯度，需配制150mL0.2mol/LNaCl(精盐)溶液，右图是该同学转移溶液的示意图，图中的错误是___________________________________。在此酸度条件下，会有部分沉淀溶解，从而影响制得精盐的纯度未用玻璃棒引流；未采用150mL容量瓶7/47课前体验【解析】本题是对物质分离提纯设计方案的考查。(1)判断BaCl2已过量可通过检验反应后溶液中是否有Ba2+、来实现。(2)第④步是Na2CO3与Ca2+、Ba2+的反应。(3)因为生成的部分沉淀能与盐酸反应，所以应先过滤除去这些沉淀，然后再加入盐酸酸化。(4)是对实验规范性的考查。8/47课前体验5.某课外研究小组，用含有较多杂质的铜粉，通过不同的化学反应制取胆矾。其设计的实验过程为：(1)铜中含有大量的有机物，可采用灼烧的方法除去有机物，灼烧时将瓷坩埚置于____上(用以下所给仪器的编号填入，下同)，取用坩埚应使用____，灼烧后的坩埚应放在____上，不能直接放在桌面上。实验所用仪器：a.蒸发皿b.石棉网c.泥三角d.表面皿e.坩埚钳f.试管夹ceb9/47课前体验5.某课外研究小组，用含有较多杂质的铜粉，通过不同的化学反应制取胆矾。其设计的实验过程为：(2)杂铜经灼烧后得到的产物是氧化铜及少量铜的混合物，用以制取胆矾。灼烧后含有少量铜的可能原因是()a.灼烧过程中部分氧化铜被还原b.灼烧不充分铜未被完全氧化c.氧化铜在加热过程中分解生成铜d.该条件下铜无法被氧气氧化ab10/47课前体验5.某课外研究小组，用含有较多杂质的铜粉，通过不同的化学反应制取胆矾。其设计的实验过程为：(3)通过途径Ⅱ实现用粗制氧化铜制取胆矾，必须进行的实验操作步骤：酸溶、加热通氧气、过滤、______、冷却结晶、______、自然干燥。(4)由粗制氧化铜通过两种途径制取胆矾，与途径Ⅰ相比，途径Ⅱ有明显的两个优点是____________________________、____________________________。蒸发过滤产生等量胆矾途径Ⅱ消耗硫酸少产生等量胆矾途径Ⅱ消耗硫酸少11/47课前体验【解析】本题考查实验仪器的选择，组装使用方法(坩埚)，实验方案的评价及数据的处理等内容，综合程度较高。在灼烧过程中铜可被空气氧化，但生成的氧化铜也可被有机物还原，因此(2)题选ab；粗制的氧化铜经途径Ⅰ制取硫酸铜会产生二氧化硫，污染空气，且耗酸较多，而途径Ⅱ相对经济环保。12/47典例精析【例1】已知某纯碱试样中含有NaCl杂质，为测定试样中纯碱的质量分数，可用下图中的装置进行实验。主要实验步骤如下：①按图组装仪器，并检验装置的气密性。②将ag试样放入锥形瓶中，加适量蒸馏水溶解，得到试样溶液。③称量盛有碱石灰的U形管的质量，得到bg。④从分液漏斗滴入6mol·L−1的硫酸，直到不再产生气体时为止。⑤从导管A处缓缓鼓入一定量的空气。⑥再次称量盛有碱石灰的U形管的质量，得到cg。⑦重复步骤⑤和⑥的操作，直到U形管的质量基本不变，为dg。13/47典例精析请填空和回答问题：(1)在用托盘天平称量关品时，如果天平的指针向左偏转，说明________________。(2)装置中干燥管B的作用是__________________________________________。(3)如果将分液漏斗中的硫酸换成浓度相同的盐酸，测试的结果_______(填“偏高”、“偏低”或“不变”)。(4)步骤⑤的目的是________________________________。(5)步骤⑦的目的是__________________________________________________________。(6)试样中纯碱的质量分数的计算式为_________________。样品重，砝码轻防止空气中的CO2和水气进入U形管中偏高把反应中的CO2全部导入U形管中判断反应中的CO2是否全部排出，并被U形管中的碱石灰吸收%10044)(106abd14/47典例精析请填空和回答问题：(7)还可以用其他实验方法测定试样中纯碱的质量分数。请简述一种不同的实验方法。____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________取一定量的纯碱试样，溶入适量的蒸馏水中，加入足量的BaCl2溶液，过滤、洗涤、干燥、称量滤渣(BaCO3)(或其他合理答案)【解析】本题测定原理是：Na2CO3～CO2，由生成CO2的量来测定样品中的Na2CO3的含量，从而计算出其质量分数。在实验中①需防止空气中的CO2和水蒸气对产生的CO2的测定的干扰；②需在反应结束后继续通入除去CO2的空气，把装置内的CO2全部驱入U形管中。15/47典例精析请填空和回答问题：(7)还可以用其他实验方法测定试样中纯碱的质量分数。请简述一种不同的实验方法。____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________取一定量的纯碱试样，溶入适量的蒸馏水中，加入足量的BaCl2溶液，过滤、洗涤、干燥、称量滤渣(BaCO3)(或其他合理答案)【评注】本题是考查综合实验能力的基础题，素材朴素易懂，但蕴含的基本实验能力和思维能力及计算能力却得到很好的考查。16/47典例精析变式1某研究性学习小组对过量炭粉与氧化铁反应中气体产物的成分进行了研究。【提出假设】该反应中的气体产物可能是CO或者CO2或是CO和CO2的混合物。【查阅资料】氮气不与碳、氧化铁发生反应。实验室可以用氯化铵饱和溶液和亚硝酸(NaNO2)饱和溶液混合加热反应制得氮气。【设计方案】如图所示，将一定量的氧化铁在隔绝空气的条件下与过量炭粉充分反应，测定参加反应的碳元素与氧元素的质量比。17/47典例精析试回答下列问题：(1)按上图连接装置，如何检查核装置的气密性？_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________(2)广口瓶内盛放的试剂为________，其作用为________。(3)实验开始时，应先打开弹簧夹2一段时间后关闭，同时打开弹簧夹1，再点燃酒精喷灯，理由是________________。在装置末端连接一导管插入烧杯内的水中，点燃酒精微热烧瓶，若导管中有气泡生成，停止加热后导管口以上形成一段稳定的水柱，则说明装置气密性良好。浓硫酸干燥氮气排尽装置内的空气18/47典例精析试回答下列问题：(4)称取3.20g氧化铁、2.00g炭粉混合均匀，放入质量为48.48g的硬质玻璃管中；待反应结束，再通一段时间的氮气。冷却至室温，称得硬质玻璃管和固体总质量为52.24g。经进一步测定得知参加反应的氧元素质量为0.96g。从而确定该反应的气体产物是CO2和CO的混合物，理由是__________________________________________________。根据数据处理结果判断，反应产生的气体中n(CO2)∶n(CO)=________。(5)有同学根据实验得出的结论，认为应对实验装置进一步完善，你认为应作何改进？_________________________________________________________。经计算知反应的气体中碳、氧原子的物质的量之比为2∶31∶1在尾气出气口处加一点燃的酒精灯或增加一尾气处理装置19/47典例精析【解析】本题实验涉及气密性检查，试剂的选择，操作顺序数据处理及实验设计评价的内容，是综合程度很高的考查。要确定C与氧化铁粉反应的产物是CO还是CO2或是它们的混合物，可通过反应后气体的质量及反应前固体混合物的质量来判断，实验中应排除装置中原空气的干扰及反应结束后留滞于装置内气体带来的影响，故实验前后均需通N2以便完全排出装置内中的空气和反应产生的气体(使CO2被NaOH吸收)。实验中可能有CO尾气产生，应加以处理。20/47典例精析【例2】某校研究性实验小组同学设计了如图所示实验装置进行实验(夹持装置已略去)。(1)该小组同学用该装置进行铝与氢氧化钠溶液反应制取气体及其燃烧性质探究实验。①