专题15 物质的制备及实验方案设计与评价基础练测解析版最新修正版Word文档下载推荐.docx

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“控制实验条件的方法”的要求由“了解”提高为“掌握”；

“预测或描述实验现象”；

删去：

2016大纲“绘制和识别典型的实验仪器装置图”。

2018年预计以给定实验情境或物质性质，要求考生设计实验方案;

提出实验问题，要求考生选择仪器、药品，组装实验装置，确定实验步骤，评价实验方案;

结合给定的实验情境分析现象与得出结论，并绘制和识别典型的实验仪器、装置图，以考查考生的实际操作技能和分析能力，体现了科学探究的学科素养。

一、气体制备相关问题分析

1．气体制备实验的操作原则

（1）“从下往上”原则：

以Cl2实验室制法为例，装配发生装置顺序是：

放好铁架台→摆好酒精灯→根据酒精灯位置固定好铁圈→垫上石棉网→固定好圆底烧瓶。

（2）“从左到右”原则：

装配复杂装置应遵循从左到右顺序。

如上装置装配顺序为：

发生装置→集气瓶→尾气吸收。

（3）先“塞”后“定”原则：

带导管的塞子在烧瓶固定前塞好，以免烧瓶固定后因不宜用力而塞不紧或因用力过猛而损坏仪器。

（4）“固体先放”原则：

上例中，烧瓶内试剂MnO2应在烧瓶固定前装入，以免固体放入时损坏烧瓶。

总之固体试剂应在固定前加入相应容器中。

（5）“液体后加”原则：

液体药品在烧瓶固定后加入。

如上例中浓盐酸应在烧瓶固定后从分液漏斗中缓慢加入。

（6）“先验气密性”原则：

收集或进行气体实验时，应在装入药品前先进行气密性的检查。

（7）“后点酒精灯”原则：

所有装置装完后，再点燃酒精灯。

2、气体的净化

（1）净化原则：

不减少被净化气体的量，不引入新的杂质，操作简便，易于分离。

（2）气体的净化装置与方法。

①易溶于水或能与水反应不生成其他气体的杂质用水吸收。

如H2（HCl）、N2（NH3）、NO（NO2）（括号内为杂质气体，下同），可将混合气体通过盛水的a来除去杂质气体。

②酸性杂质用碱性吸收剂、碱性杂质用酸性吸收剂来吸收。

如CO（CO2），可将混合气体通过盛NaOH溶液的a或盛碱石灰的b或c或d来除去杂质。

③还原性杂质，可用氧化性较强的物质来吸收或转化；

氧化性杂质，可用还原性较强的物质来吸收。

例如CO2（CO），可将混合气体通过盛灼热CuO的e来除去杂质。

④选用能与气体中的杂质反应生成难溶性物质或可溶性物质的试剂做吸收剂来除去杂质。

如O2（H2S），可将混合气体通过盛有CuSO4溶液的a除去杂质。

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3．气体的收集：

确定气体的收集方法时要考虑气体的密度、溶解性、稳定性。

收集方法

排水法

向上排空气法

向下排空气法

收集原理

收集的气体不与水反应或难溶于水

收集的气体密度比空气大，不与空气中成分反应且与空气密度相差较大

收集的气体密度比空气小，不与空气中成分反应，且与空气密度相差较大

收集装置

适用的气体

H2、O2、NO、CH4、C2H4

Cl2、HCl、CO2、NO2、H2S、SO2

H2、NH3、CH4

4.尾气处理：

通常有毒和有污染的尾气必须适当处理，常用尾气处理装置有：

a用于NaOH溶液吸收氯气、CO2（气体溶解或反应速率不很快，不易引起倒吸）。

b用于收集少量气体然后处理。

c、d用于收集极易溶且溶解很快的气体，如HCl、HBr、NH3等；

其中d吸收量少。

e用于处理难以吸收且可燃的气体，如H2、CO等。

二、实验方案设计的注意事项

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、加热操作先后顺序的选择：

若气体制备实验需加热，应先加热气体发生装置，产生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。

目的是：

①防止爆炸（如氢气还原氧化铜）；

②保证产品纯度，阻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、实验中试剂或产物防止变质或损失

（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）注意防止倒吸的问题。

4、仪器药品的准确描述

（1）实验中所用试剂名称，如无水硫酸铜（CuSO4），硫酸铜溶液，酸性高锰酸钾溶液；

澄清石灰水；

饱和碳酸氢钠溶液等。

（2）仪器名称：

如坩埚、研钵、100mL容量瓶。

5、会画简单的实验装置图：

考纲要求能够绘制和识别典型的实验仪器装置图，可用“示意装置图”表示。

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。

6、实验装置的改进如为防止分液漏斗中的液体不能顺利流出，用橡皮管连接成连通装置；

为防止气体从长颈漏斗中逸出，可在发生装置中的漏斗末端套一支小试管等。

三、化学实验方案的评价

对几个实验方案进行评价，主要从正确与错误、严密与不严密、准确与不准确、可行与不可行等方面作出判断。

另外有无干扰、是否经济、是否安全、有无污染等也是要考虑的。

1、可行性方面

（1）分析实验方案是否科学可行；

（2）实验操作是否安全合理；

（3）实验步骤是否简单方便；

（4）实验效果是否明显。

2、绿色化学方面

（1）实验过程中是否造成环境污染；

（2）原料是否无毒、安全、易得；

（3）原料利用率及反应速率是否较高；

（4）反应速率是否较快。

3、从安全性方面对实验方案做出评价：

化学实验从安全角度常考虑的主要因素如下：

（1）净化、吸收气体及熄灭酒精灯时要防止液体倒吸；

（2）进行某些易燃易爆实验时要防爆炸（如H2还原CuO应先通H2，气体点燃前先验纯等）；

（3）防氧化（如H2还原CuO后要“先灭灯再停氢”，白磷切割宜在水中进行等）；

（4）污染性的气体要进行尾气处理；

有粉末状物质参加的反应，要注意防止导气管堵塞；

（5）防吸水（如实验取用、制取易吸水、潮解、水解的物质时宜采取必要措施，以保证达到实验目的）。

4、从规范性方面

（1）冷凝回流（有些反应中，为减少易挥发液体反应物的损耗和充分利用原料，需在反应装置上加装冷凝回流装置，如长玻璃管、竖装的干燥管及冷凝管等）；

（2）易挥发液体产物（导出时可为蒸气）的及时冷却；

（3）仪器拆卸与组装顺序相反，按照从右向左，从高到低的顺序；

（4）其他（如实验操作顺序、试剂加入顺序、实验方法使用顺序等）。

5、最佳方案的选择：

几个实验方案都能达到目的，选出一个最佳方案。

所谓最佳，就是装置最简单，药品容易取得、价格低廉，现象明显，干扰小，无污染。

考点1气体制备相关问题分析

【例1】表中a、b、c表示相应仪器中加入的试剂，可用如图所示装置制取、净化、收集的气体是（）

【答案】B

考点2实验方案设计的注意事项

【例2】下列实验操作规范且能达到目的的是

目的

操作

A．

取20.00mL盐酸

在50mL酸式滴定管中装入盐酸，调整初始读数为30.00mL后，将剩余盐酸放入锥形瓶

B．

清洗碘升华实验所用试管

先用酒精清洗，再用水清洗

C．

测定醋酸钠溶液pH

用玻璃棒蘸取溶液，点在湿润的pH试纸上

D．

配制浓度为0.010

的KMnO4溶液

称取KMnO4固体0.158g，放入100mL容量瓶中，加水溶解并稀释至刻度

【名师点睛】考查实验基本操作的评价，涉及酸式滴定管的结构、碘的物理性质、pH试纸的使用和盐类水解及溶液的配制操作等，易错点为选项C，使用湿润的pH试纸测定溶液pH，水稀释了被测溶液，如果溶液为中性则没有影响，如果溶液显酸性，则pH测定值偏大，如果显碱性，测定值偏小，即使用湿润的pH试纸测溶液pH的操作不规范，测试结果可能有误差；

另外滴定管的0刻度在上方，最大刻度在下方，但最大刻度到尖嘴部分仍有一定的体积无法确定，容易忽视。

考点3化学实验方案的评价

【例3】由下列实验及现象不能推出相应结论的是

实验

现象

结论

向2mL0.1

的

溶液中加足量铁粉，振荡，加1滴KSCN溶液

黄色逐渐消失，加KSCN溶液颜色不变

还原性：

将金属钠在燃烧匙中点燃，迅速伸入集满CO2的集气瓶

集气瓶中产生大量白烟，瓶内有黑色颗粒产生

CO2具有氧化性

加热盛有少量NH4HCO3固体的试管，并在试管口放置湿润的红色石蕊试纸

石蕊试纸变蓝

NH4HCO3显碱性

向2支盛有2mL相同浓度银氨溶液的试管中分别加入2滴相同浓度的NaCl和NaI溶液

一只试管中产生黄色沉淀，另一支中无明显现象

【答案】C

【名师点睛】考查根据实验现象，得出结论，本题的难度不大，培养学生分析问题，得出结论的能力，体现了化学学科素养。

1．下列制取SO2、验证其漂白性、收集并进行尾气处理的装置和原理能达到实验目的的是

A．制取SO2B．验证漂白性C．收集SO2D．尾气处理

【解析】A．铜和稀硫酸不反应，A错误；

B．二氧化硫可使品红溶液褪色，B正确；

C．二氧化硫密度比空气大，应将进气管伸到瓶底，用向上排空气法收集，C错误；

D．二氧化硫在饱和亚硫酸氢钠溶液中溶解度很小，不可用于吸收尾气，D错误。

【名师点睛】本题以二氧化硫的制备、性质验证、收集及尾气处理为背景，考查学生对常见气体的制备的实验装置图的识别、实验原理的理解、实验基本操作的认识和实验条件的控制等方面知识的掌握水平和应用能力。

解题时首先要明确实验目的，再全面分析必需的试剂和仪器、合理的实验装置、规范的实验操作、科学的条件控制，有些实验还需要从绿色环保等方面进行分析。

2．实验室用H2还原WO3制备金属W的装置如图所示（Zn粒中往往含有硫等杂质，焦性没食子酸溶液用于吸收少量氧气），下列说法正确的是

A．①、②、③中依次盛装KMnO4溶液、浓H2SO4、焦性没食子酸溶液

B．管式炉加热前，用试管在④处收集气体并点燃，通过声音判断气体纯度

C．结束反应时，先关闭活塞K，再停止加热

D．装置Q（启普发生器）也可用于二氧化锰与浓盐酸反应制备氯气

【名师点睛】该题通过氢气的制备以及性质检验考查学生的化学实验基本素养，明确实验原理和相关物质的性质是解答的关键，注意化学实验的考查今后仍然是以常见仪器的选用、实验基本操作为中心，通过是什么、为什么和怎样做重点考查实验基本操作的规范性和准确性及灵活运用知识解决实际问题的能力。

3．下列由实验得出的结论正确的是

将乙烯通入溴的四氯化碳溶液，溶液最终变为无色透明

生成的1,2-二溴乙烷无色、可溶于四氯化碳

乙醇和水都可与金属钠反应产生可燃性气体

乙醇分子中的氢与水分