第十一章实验方案的设计改进及评价Word格式文档下载.docx
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五种氧化物（CO2、SO2、NO2、NO、CO）的制备；
两种有机物（C2H4、C2H2）的制备。
复习时，除了掌握好教材中经典的制备方法外，还应对药品选择、反应原理进行拓展和创新。
典例导悟1（2010·
上海，26）CaCO3广泛存在于自然界，是一种重要的化工原料。
大理石主要成分为CaCO3，另外有少量的含硫化合物。
实验室用大理石和稀盐酸反应制备CO2气体。
下列装置可用于CO2气体的提纯和干燥。
完成下列填空：
（1）用浓盐酸配制1∶1（体积比）的稀盐酸（约6mol·
L－1），应选用的仪器是__________。
a．烧杯b．玻璃棒c．量筒d．容量瓶
（2）上述装置中，A是________________溶液，NaHCO3溶液可以吸收________。
（3）上述装置中，B物质是____________。
用这个实验得到的气体测定CO2的分子量，如果B物质失效，测定结果________（填“偏高”、“偏低”或“不受影响”）。
（4）一次性饭盒中石蜡（高级烷烃）和CaCO3在食物中的溶出量是评价饭盒质量的指标之一，测定溶出量的主要实验步骤设计如下：
剪碎、称重→浸泡溶解→过滤→残渣烘干→冷却、称重→恒重
为了将石蜡和碳酸钙溶出，应选用的试剂是__________。
a．氯化钠溶液b．稀醋酸c．稀硫酸d．正己烷
（5）在溶出量测定实验中，为了获得石蜡和碳酸钙的最大溶出量，应先溶出________，后溶出__________。
（6）上述测定实验中，连续__________，说明样品已经恒重。
知识点二性质实验装置的改进设计
研究物质的物理性质和化学性质，是化学实验的最主要功能。
而许多化学实验装置的设计，其目的就是研究物质所具有的性质。
注重考查考生的创新思维能力。
解答该类题应先明确实验目的和要求，再依据化学原理、物质性质和实验设计的基本要求进行解答。
1．基础性训练
以教材实验为载体，从反应原理、装置原理和操作原理等方面进行强化训练。
2．拓展性训练
一是要注重对教材实验的改进和挖掘；
二是要对实验进行创新设计。
对于多种情况的反应，根据“实验问题”提出猜想；
依据假设设计实验，要充分考虑多种可能性，避免肯定的或惟一性结论。
在性质探究实验中，尾气处理装置、安全瓶和防倒吸装置等都是考查的热点，要理解其原理，选择或设计最简便的装置。
典例导悟2（2009·
广东，21）三草酸合铁酸钾晶体K3[Fe（C2O4）3]·
3H2O可用于摄影和蓝色印刷。
某小组将无水三草酸合铁酸钾在一定条件下加热分解，对所得气体产物和固体产物进行实验和探究。
请利用实验室常用仪器、用品和以下限选试剂完成验证和探究过程。
限选试剂：
浓硫酸、1.0mol·
L－1HNO3、1.0mol·
L－1盐酸、1.0mol·
L－1NaOH、3%H2O2、0.1mol·
L－1KI、0.1mol·
L－1CuSO4、20%KSCN、澄清石灰水、氧化铜、蒸馏水。
（1）将气体产物依次通过澄清石灰水（A）、浓硫酸、灼热氧化铜（B）、澄清石灰水（C），观察到A、C中澄清石灰水都变浑浊，B中有红色固体生成，则气体产物是________。
（2）该小组同学查阅资料后推知，固体产物中，铁元素不可能以三价形式存在，而盐只有K2CO3。
验证固体产物中钾元素存在的方法是
________________________________________________________________________，
现象是
________________________________________________________________________。
（3）固体产物中铁元素存在形式的探究。
①提出合理假设
假设1：
________________________________________________________________________；
假设2：
假设3：
②设计实验方案证明你的假设
③实验过程
根据②中方案进行实验。
按下表的格式写出实验步骤、预期现象与结论。
实验步骤
预期现象与结论
步骤1：
步骤2：
步骤3：
……
知识点三 制备实验装置的改进设计
制备一种物质，应根据目标产品的组成来确定原料及反应原理，设计反应路径，选择合适的仪器和装置。
最后，根据生成物的性质将产品分离提纯出来。
整个过程如下图所示：
1．在设计物质制备的实验方案时，要优化上述流程中的每一个具体环节。
遵循的优化原则是：
原料廉价，原理绿色，条件优化，仪器简单，分离方便。
2．一些物质的制备，由于其性质上的特殊性，需要设计一些特殊的装置来完成。
如实验室制备Fe（OH）2固体，由于Fe（OH）2遇空气易被氧化而变质，故其制备实验装置必须严格防止制备的Fe（OH）2固体与O2接触；
再如，常见有机物的制备中，由于有机反应缓慢、副产品多、原料容易挥发，所以常见有机物的制备装置都要加装冷凝回流装置，使原料回流、充分反应，提高产率。
典例导悟3化学研究小组通过网上查找资料发现N2的制取有下列不同方案：
a方案：
加热条件下NH3还原CuO制得纯净的N2和活性铜粉。
b方案：
加热NaNO2和NH4Cl的浓溶液制得N2。
c方案：
将空气缓慢地通入灼热的铜粉制得较纯的N2。
现实验室提供如下几种装置来制取N2。
（1）若按a方案制取N2时，需要的氨气用生石灰和浓氨水作原料制取，则宜采用上述仪器中的__________（填序号）作发生器，该发生装置中发生反应的化学方程式为__________________________________。
要制取并收集纯净的N2（允许含有少量水蒸气），还须使用到的上述仪器中的（按气流从左到右的流向顺序列出）________（填序号）。
（2）若按c方案制取N2，用E装置将空气缓慢通入______（填A、B、C）反应器，反应器内可观察到的现象是________________________________，该反应的化学方程式为____________________________________。
（3）上述制取N2的三个方案中，a、b方案结合使用越来越受到人们的关注，这种方法与b方案相比，其优越性在于____________________________。
巩固练习
1．（2011·
安徽理综，10）下列有关实验操作、现象和解释或结论都正确的是（ ）
选项
实验操作
现象
解释或结论
A
过量的Fe粉中加入稀HNO3，充分反应后，滴入KSCN溶液
溶液呈红色
稀HNO3将Fe氧化为Fe3＋
B
AgI沉淀中滴入稀KCl溶液
有白色沉淀出现
AgCl比AgI更难溶
C
Al箔插入稀HNO3中
无现象
Al箔表面被HNO3氧化，形成致密的氧化膜
D
用玻璃棒蘸取浓氨水点到红色石蕊试纸上
试纸变蓝色
浓氨水呈碱性
2.（2011·
江苏，7）下列有关实验原理或实验操作正确的是（ ）
A．用水润湿的pH试纸测量某溶液的pH
B．用量筒量取20mL0.5000mol·
L－1H2SO4溶液于烧杯中，加水80mL，配制成0.1000mol·
L－1H2SO4溶液
C．实验室用图1所示的装置制取少量氨气
D．实验室用图2所示的装置除去Cl2中的少量HCl
3．（2011·
江苏，13）下列有关实验原理、方法和结论都正确的是（ ）
A．向饱和FeCl3溶液中滴加过量氨水，可制取Fe（OH）3胶体
B．取少量溶液X，向其中加入适量新制的氯水，再加几滴KSCN溶液，溶液变红，说明X溶液中一定含有Fe2＋
C．室温下向苯和少量苯酚的混合溶液中加入适量NaOH溶液，振荡、静置后分液，可除去苯中的少量苯酚
D．已知II2＋I－，向盛有KI3溶液的试管中加入适量CCl4，振荡静置后CCl4层显紫色，说明KI3在CCl4中的溶解度比在水中的大
4．（2011·
广东理综，23改编）下列实验现象预测正确的是（ ）
①实验Ⅰ：
振荡后静置，上层溶液颜色保持不变
②实验Ⅱ：
酸性KMnO4溶液中出现气泡，且颜色逐渐褪去
③实验Ⅲ：
微热稀HNO3片刻，溶液中有气泡产生，广口瓶内始终保持无色
④实验Ⅳ：
继续煮沸溶液至红褐色，停止加热，当光束通过体系时可产生丁达尔效应
A．①③B．②④C．①④D．②③
5．（2009·
天津理综，6）下列实验设计和结论相符的是（ ）
A．将碘水倒入分液漏斗，加适量乙醇，振荡后静置，可将碘萃取到乙醇中
B．某气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，该气体水溶液一定显碱性
C．某无色溶液中加Ba（NO3）2溶液，再加稀盐酸，沉淀不溶解，则原溶液中一定有SO
D．在含FeCl2杂质的FeCl3溶液中通足量Cl2后，充分加热，除去过量的Cl2，即可得到较纯净的FeCl3溶液
6.（2011·
全国理综，29）请回答下列实验室中制取气体的有关问题。
（1）下图是用KMnO4与浓盐酸反应制取适量氯气的简易装置。
装置B、C、D的作用分别是：
B________________________________________________________________________；
C________________________________________________________________________；
D________________________________________________________________________。
（2）在实验室欲制取适量NO气体。
①下图中最适合完成该实验的简易装置是__________（填序号）；
②根据所选的装置完成下表（不需要的可不填）：
应加入的物质
所起的作用
③简单描述应观察到的实验现象
________________________________________________________________________
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