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第十一章化学实验热点第5讲实验作图题热点1实验装置图的绘制绘制实验装置图，不仅考察绘图水平、是否做过实验，即使做过实验，这些也都是在严密的思维中进行的。更重要的是实验能力尤其是思维能力的培养和提高。解题策略1．掌握化学实验仪器的形状特征化学实验仪器的造型多是由简单的几何图形组成的，而且大都是轴对称的“旋转体”，如试管由空心圆柱体和空心半球体组成；圆底烧瓶、平底烧瓶、干燥管、蒸馏烧瓶和三口烧瓶等由空心圆柱体和空心球体组成；漏斗、锥形瓶等由空心圆柱体和空心圆锥体组成的。2．绘制仪器装置图应做到(1)仪器规范，图形正确。仪器规范是指要显示出仪器的特征。图形正确是指：仪器的放置，各件仪器的连接和布局，单件仪器间的距离等都应确切无误。(2)示意合理、线条清晰。示意合理指：反应器皿中各种物质的量多少等要合乎情理、恰当。线条清晰指：线条要平直、清晰、粗细均匀，实线和虚线的使用要恰当。(3)布局合理，图形完整。即一幅实验装置图应表明化学原理、反应条件，同时整个画面要显得端正、平稳、不能歪斜。(4)比例适当，画法统一。比例适当要求单件仪器各部分和整套装置中各单件仪器大小要协调适当、符合比例。画法统一要求同一个装置图的画面里不能出现两种或以上的投影画法。(5)画面整洁、没有污痕。即整套装置图要整齐、清洁、美观、清爽。3．画制气体装置图的易错点易错点1选择试剂不合理、导管位置出错典例剖析1研究性学习小组进行SO2的制备及性质探究实验。根据反应Na2SO3(s)＋H2SO4(浓)===Na2SO4＋SO2↑＋H2O制SO2气体。用下列简图，画出制备并收集SO2的实验装置(含试剂)示意图。错解：如图甲，收集气体的方法错误，应长导管进，短导管出；二氧化硫在水中溶解度不是很大(1∶40)，应用氢氧化钠溶液吸收二氧化硫；氢氧化钠与二氧化硫反应较慢，不用防倒吸装置。正解：装置如图乙易错点2气体净化顺序、尾气处理等错误典例剖析2设计实验用二氧化锰与浓盐酸制备纯净、干燥的氯气，其他药品和试剂任选。在下面虚线框中，有分液漏斗和圆底烧瓶组成的气体发生器，请在虚线框内的发生装置之后完成该反应的实验装置示意图(夹持装置、连接胶管不必画出，需要加热的仪器下方用△标出)，其他可选用的仪器(数量不限)简易表示如下：错解1：如图A碳酸氢钠溶液呈碱性，能吸收氯气；没有尾气处理装置。错解2：如图B先干燥，后除氯化氢，收集气体带有水蒸气；集气瓶密闭，空气无法排出，易发生危险。正解：装置如图C典例剖析3(2010·全国理综Ⅰ，29)请设计CO2在高温下与木炭反应生成CO的实验。(1)在下面方框中，A表示由长颈漏斗和锥形瓶组成的气体发生器，请在A后完成该反应的实验装置示意图(夹持装置，连接胶管及尾气处理部分不必画出，需要加热的仪器下方用△标出)，按气流方向在每件仪器下方标出字母B、C……；其他可选用的仪器(数量不限)简易表示如下：导管：试管：反应管：胶塞：(插入导管表示已开孔)(2)根据方框中的装置图，填写下表仪器标号仪器中所加物质作用A石灰石、稀盐酸石灰石与盐酸作用产生CO2(3)有人对气体发生器作如下改进：在锥形瓶中放入一小试管，将长颈漏斗下端插入小试管中。改进后的优点是_______________________________。(4)验证CO的方法是____________________。解析(1)这里与一般的物质制备思路是一致的，思路是先制备CO2，再净化除杂，干燥，接着再与C在高温下反应制CO，再除去未反应完的CO2，我们这里只需要画装置简图即可。(2)各个仪器装置中所盛试剂及其作用：B中：饱和的碳酸氢钠溶液，除去气体中的氯化氢气体；C中：浓硫酸，除去二氧化碳中的水蒸气；D中：干燥的木炭粉，目的是与二氧化碳反应产生CO；E中为氢氧化钠溶液，除去未反应的二氧化碳。(3)将长颈漏斗下端插入一小试管中的优点：一是可以控制反应的快慢，通过控制加入的酸的用量来控制反应产生的气体的快慢；二是防止容器内因压力过大造成气体从长颈漏斗中逸出。(4)验证一氧化碳的方法可以利用一氧化碳的可燃性进行，将气体点燃，然后在火焰上方罩一内壁涂有澄清石灰水的烧杯，若火焰呈蓝色且澄清石灰水变浑浊，证明产生了一氧化碳。答案(1)如下图所示(2)仪器标号仪器中所加物质作用B饱和碳酸氢钠溶液除去CO2中的HCl气体C浓硫酸除去CO2中的水蒸气D干燥木炭粉与CO2反应产生COE氢氧化钠溶液吸收未反应的CO2(3)可以通过控制加酸的量，来控制气体产生的快慢；同时小试管中充满盐酸，可以起到液封的作用，防止反应激烈时气体经漏斗冲出(4)点燃气体，火焰呈蓝色，再用一个内壁附着有澄清石灰水的烧杯罩在火焰上，烧杯内壁的石灰水变浑浊热点2化学曲线型绘图题化学曲线型图象题，指基于某种化学量随时间或条件的改变而产生连续性变化的曲线图象并依此而设计问题的试题。曲线型图象试题所基于的化学基础知识主要有以下几类，溶解度曲线类、化学反应速率与化学平衡类、反应体系中某种物质或某种离子的量的变化类、定量推定化学反应等4类。解题策略1．解决此类基于曲线图形的化学问题必须通过对图形、图表的观察，去粗存精以获取有用的信息，这能充分考查学生的观察能力；而基于曲线图的问题必须进行辨析或将化学信息进行归纳而总结出一定的规律，并运用此规律，进行推理或抽象成数学规律而解决问题；在解决曲线型试题时常需将试题所给的新信息，与课内已学过的有关知识结合起来，从而形成解决问题所需的新的知识或方法；曲线图也是化学实验中处理实验数据的一种典型方式，这也考查了实验能力。2．解此类图象题一般需注意以下几点，第一需清楚每条或每段曲线所代表的物质，第二需清楚在指定条件范围内生成物的种类，第三需计算在该条件下各生成物的量或量之比。从定量角度分析化学反应，要打破对化学反应只从定性角度思考的思维定势，近年来这类图象题从竞赛的常客变成了高考的常客。典例剖析4超音速飞机在平流层飞行时，尾气中的NO会破坏臭氧层。科学家正在研究利用催化技术将尾气中的NO和CO转变成CO2和N2，化学方程式如下：2NO＋2CO2CO2＋N2为了测定在某种催化剂作用下的反应速率，在某温度下用气体传感器测得不同时间的NO和CO浓度如下表：时间/s012345c(NO)/mol/L1.00×10－34.50×10－42.50×10－41.50×10－41.00×10－41.00×10－4c(CO)/mol/L3.60×10－33.05×10－32.85×10－32.75×10－32.70×10－32.70×10－3请回答下列各题(均不考虑温度变化对催化剂催化效率的影响)：(1)在上述条件下反应能够自发进行，则反应的ΔH______0(填写“”、“”或“＝”)。(2)前2s内的平均反应速率v(N2)＝_________。(3)在该温度下，反应的平衡常数K＝_______________________________________。(4)假设在密闭容器中发生上述反应，达到平衡时采取下列措施能提高NO转化率的是________。A．选用更有效的催化剂B．升高反应体系的温度C．降低反应体系的温度D．缩小容器的体积(5)研究表明：在使用等质量催化剂时，增大催化剂比表面积可提高化学反应速率。为了分别验证温度、催化剂比表面积对化学反应速率的影响规律，某同学设计了三组实验，部分实验条件已经填在下面实验设计表中。实验编号T/℃NO初始浓度/mol/LCO初始浓度/mol/L催化剂的比表面积/m2/gⅠ2801.20×10－35.80×10－382Ⅱ124Ⅲ350124①请在上表空格中填入剩余的实验条件数据。②请在给出的坐标图中，画出上表中的三个实验条件下混合气体中NO浓度随时间变化的趋势曲线图，并标明各条曲线的实验编号。解析(1)该反应的ΔS0，由ΔH－TΔS0反应自发进行推知，ΔH0。(2)2s内的v(N2)＝12v(NO)＝12×10.00×10－4mol/L－2.50×10－4mol/L2s＝1.88×10－4mol/(L·s)。(3)2NO＋2CO2CO2＋N2起始浓度1.00×10－33.60×10－300变化浓度9.00×10－49.0×10－49.0×10－44.5×10－4平衡浓度1.00×10－42.70×10－39.0×10－44.5×10－4/mol/L/mol/L/mol/L(4s时)K＝c2(CO2)·c(N2)c2(NO)·c2(CO)＝(9.00×10－4)2×(4.5×10－4)(1.00×10－4)2×(2.7×10－3)2＝5.00×103。(4)A使用催化剂，平衡不移动，NO转化率不变；升温，平衡向左移动，NO转化率降低，B错，C正确；D缩小容器体积，平衡向右移动，NO转化率提高。(5)①本实验的目的是验证温度、催化剂的比表面积对化学反应速率的影响，Ⅰ、Ⅱ组内题中信息的比表面积不同，则温度、反应物初始浓度一定相同，Ⅱ、Ⅲ组中，比表面积相同，温度不同，其他则一定相同。②据三段式可分别计算出不同条件下平衡时NO的浓度，从而画图。答案(1)(2)1.88×10－4mol/(L·s)(3)5.00×103(4)CD(5)①Ⅱ.2801.20×10－35.80×10－3Ⅲ.1.20×10－35.80×10－3②即时巩固．1．(2008·天津理综，28)Ⅰ.化学实验室制取氯化氢气体的方法之一是将浓硫酸滴入浓盐酸中。请从图中挑选所需仪器，在方框内画出用该方法制备、收集、干燥氯化氢气体的装置简图，并在图中标明所用试剂。(仪器可重复使用，固定装置不必画出)Ⅱ.实验室制备少量硫酸亚铁晶体的实验步骤如下：取过量洁净的铁屑，加入20%～30%的稀硫酸溶液，在50℃～80℃水浴中加热至不再产生气泡。将溶液趁热过滤，滤液移至试管中，用橡胶塞塞紧试管口，静置、冷却一段时间后收集产品。(3)采用水浴加热的原因是_______________。(4)反应时铁屑过量的目的是(用离子方程式表示)_______________________________________。(1)写出该实验制备硫酸亚铁的化学方程式：_______________________________________________________________________________________。(2)硫酸溶液过稀会导致__________________。(5)溶液趁热过滤的原因是_______________。(6)静置冷却一段时间后，在试管中观察到的现象是______________________________________。答案Ⅰ.Ⅱ.(1)Fe＋H2SO4(稀)===========50℃～80℃FeSO4＋H2↑(2)反应速率慢，不利于晶体析出(3)容易控制温度(4)Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋(5)减少FeSO4的损失；防止空气进入试管将Fe2＋氧化为Fe3＋(6)有浅绿色晶体析出2．(2009·广东，24)超细氧化铝是一种重要的功能陶瓷原料。(1)实验室常以NH4Al(SO4)2和NH4HCO3为原料，在一定条件下先反应生成沉淀NH4AlO(OH)HCO3，该沉淀高温分解即得超细Al2O3。NH4AlO(OH)HCO3热分解的化学反应方程式为____________________________________。(2)NH4Al(SO4)2·12H2O的相对分子质量为453。欲配制100mLpH为2、浓度约为0.1mol/L的NH4Al(SO4)2溶液，配制过程为：①用托盘天平称量NH4Al(SO4)2·12H2O固体__________g；②将上述固体置于烧杯中，______________。(3)在0.1mol/LNH4Al(SO4)2溶液中，铝各形态的浓度(以Al3＋计)的对数(lgc)随溶液pH变化的关系见下图：①用NaOH溶液调节(2)中溶液pH至7，该过程中发生反应的离子方程式有________________。②请在框图中，画出0.01mol/LNH4Al(SO4)2溶液