化12冲刺02化学实验教师版.docx

化12冲刺02化学实验教师版.docx

《化12冲刺02化学实验教师版.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《化12冲刺02化学实验教师版.docx（19页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

化12冲刺02化学实验教师版

1．内容水平

学习内容

学习水平（知识/技能）

19.1定量实验

19.1.1配制一定物质的量浓度的溶液

C/B

19.1.2结晶水合物中结晶水含量的测定

C/C

19.1.3中和滴定

C/C

19.1.4气体摩尔体积的测定★

D/C

19.1.5小苏打中NaHCO3的含量测定★

D/C

2．具体要求

【19.1.1】配制一定物质的量浓度的溶液

◇解释配制一定物质的量浓度溶液的实验原理

◇描述配制一定物质的量浓度溶液的实验步骤并完成操作

◇归纳容量瓶、电子天平等仪器的使用要点

【19.1.2】结晶水合物中结晶水含量的测定

◇解释硫酸铜晶体中结晶水含量测定的实验原理

◇复述恒重操作的概念和操作要点

◇描述硫酸铜晶体中结晶水含量测定的实验步骤并完成操作

◇归纳瓷坩埚、干燥器、研钵等仪器的使用要点

【19.1.3】中和滴定

◇解释盐酸（或氢氧化钠）溶液滴定氢氧化钠（或盐酸）溶液的实验原理

◇说出中和滴定中常用的酸碱指示剂

◇说出判断滴定终点的方法

◇描述盐酸（或氢氧化钠）溶液滴定氢氧化钠（或盐酸）溶液的实验步骤并完成操作

◇归纳在中和滴定中，滴定管、锥形瓶等仪器的使用要点

【19.1.4】气体摩尔体积的测定

★设计1molH2体积的测定方案并完成操作

★比较和评价各种测定方案的优缺点

【19.1.5】小苏打中NaHCO3的含量测定

★设计测定小苏打中NaHCO3含量的方案并完成操作

★比较和评价各种测定方案的优缺点

3．关键点拨

（1）定量实验学习关注的环节

a．依据实验原理选择或设计精准度高的实验方案。

b．将实验方案具体化，包括设计精准的实验操作步骤、确定定量实验仪器和药品等。

c．开展实验，观察实验现象，准确记录并处理实验数据，得出实验结果。

d．对实验进行反思，形成对定量实验的整体认识。

（2）中学常见定量实验测定方法

a．重量法。

b．滴定法。

c．气体体积法。

（3）测定含有少量氯化钠的碳酸氢钠的含量（详见例题后举例）

【例1】下列关于硫酸铜晶体中结晶水含量测定的操作要求，错误的是（）

A．硫酸铜晶体要慢慢加热B．加热后的无水硫酸铜要在干燥器中冷却

C．需要进行恒重操作D．恒重操作后无需另取晶体再做一次测试

【难度】★

【具体要求】理解硫酸铜晶体中结晶水含量测定的实验原理和实验步骤、恒重操作的概念和操作要点。

【答案】D

【例2】用标准盐酸滴定未知浓度的NaOH溶液时，不会引起实验误差的是（）

A．用蒸馏水洗净滴定管后，装入标准盐酸进行滴定

B．用蒸馏水洗净锥形瓶后，用NaOH溶液润洗，然后装入NaOH溶液进行滴定

C．用滴定管取10.00mLNaOH溶液放入锥形瓶中，再加适量蒸馏水，然后滴定

D．改用量筒量取10.00mL的NaOH溶液，放入锥形瓶后，进行滴定

【难度】★★

【具体要求】解释盐酸（或氢氧化钠）溶液滴定氢氧化钠（或盐酸）溶液的实验原理【答案】C

【例3】某课外活动小组学生模拟呼吸面具中的原理（过氧化钠与潮湿的二氧化碳反应），设计用下列仪器来制取氧气并测量氧气的体积。

图中量气装置E是由甲、乙两根玻璃管组成，它们用橡皮管连通，并装入适量水。

甲管有刻度（0~50mL），供量气用；乙管可上下移动，以调节液面高低。

实验室可供选用的药品还有：

稀硫酸、盐酸、过氧化钠、碳酸钠、大理石、水。

试回答：

（1）上述装置的连接顺序时（填各接口的编号）：

___________________________。

（2）装置C中放入的反应物是_____________和___________。

（3）装置A的作用是__________________________。

装置B的作用是___________________。

（4）为了较准确地测量氧气的体积，除了必须检查整个装置的气密性之外，再读取反应前后甲管中液面的读数，求其差值的过程中，应注意____________（填写字母编号）。

A．视线与凹液面最低处相平

B．等待片刻，待乙管中液面不再上升时，立刻度数

C．读数时应上下移动乙管，使甲、乙两管液面相平

D．读数时不一定使甲、乙两管液面相平

【难度】★★★

【具体要求】设计1molH2体积的测定方案并完成操作；比较和评价各种测定方案的优缺点

【答案】

（1）⑤③④⑥⑦②①⑧（⑥⑦可换位）

（2）大理石；盐酸

（3）除去混在O2中未反应的CO2；吸收CO2中混有的HCl（4）AC

【总结】定量测定数据的方法和过程分析

数据的测定方法

1．沉淀法

先将某种成分转化为沉淀，然后称量纯净、干燥的沉淀的质量，再进行相关计算。

2．测气体体积法

对于产生气体的反应，可以通过测定气体体积的方法测定样品纯度。

3．测气体质量法

将生成的气体通入足量的吸收剂中，通过称量实验前后吸收剂的质量，求得所吸收气体的质量，然后进行相关计算。

4．滴定法

即利用滴定操作原理，通过酸碱中和滴定、沉淀滴定和氧化还原反应滴定等获得相应数据后再进行相关计算。

【举例】测定含有少量氯化钠的碳酸氢钠的含量，可以用学过的多种定量实验方法进行测定。

如：

①体积法：

加入足量盐酸，测定产生的二氧化碳的体积，推算出碳酸氢钠的含量。

②重量法：

对样品进行充分加热，使之分解完全，通过测定反应前后固体的质量差推算出碳酸氢钠的含量。

③滴定法：

实验原理

NaHCO3+HCl→NaCl+CO2↑+H2O

NaCl溶液呈中性，不与盐酸反应，NaHCO3溶液呈弱碱性，能与盐酸反应。

取一定质量的样品，测出与盐酸恰好完全反应时消耗盐酸的量，可以计算出其中NaHCO3的质量，即可以算出样品中NaHCO3的含量。

控制两者恰好完全反应，适合用滴定法。

实验仪器

电子天平、100mL容量瓶、烧杯、玻璃棒、胶头滴管、滴定管、锥形瓶、铁架台、滴定管夹

实验步骤

1、称取5.000g试样溶于水，配制100mL溶液。

2、取滴定管检漏、洗涤、润洗后加满标准酸液和待测液。

3、待两支滴定管的液面在0刻度或略低于0刻度后，记录初读数，向洁净的锥形瓶内放入待测液，滴入2-3滴甲基橙试液；滴加酸液，进行滴定操作；判断滴定终点，记录末读数；另取一锥形瓶，重复上述滴定操作，取数据的平均值，算出结果。

注意事项

与中和滴定类似

知识梳理

模块二：

化学与工业

1．学习内容与要求

学习内容

学习水平

21.1无机化工

21.1.1溴与碘的提取

B

21.1.2合成氨工业

C

21.1.3硫酸工业★

C

21.1.4纯碱工业★

C

2．具体要求

【21.1.1】溴和碘的提取

◇说出通常情况下Br2、I2的颜色和状态

◇说出液溴易挥发、碘易升华的特征

◇描述碘与淀粉的显色现象

◇识别Br2、I2溶解在水、苯和四氯化碳中的颜色

◇描述Br2、I2在水中和在有机溶剂中的溶解性差异

◇描述海水提溴的主要原理和过程，书写相关化学反应的离子方程式

◇归纳海带提碘的主要原理和过程，书写相关化学反应的离子方程式

【21.1.2】合成氨工业

◇书写工业合成氨反应的化学方程式，从氮分子的结构解释反应难以发生的原因

◇应用化学反应速率和化学平衡知识解决合成氨合理生产条件的选择

【21.1.3】硫酸工业

★说出接触法制硫酸的化学原理和原料，书写主要反应的化学方程式

★应用化学反应速率和化学平衡知识解决工业制硫酸合理生产条件的选择

★认识硫酸工业中充分利用能量的方式

【21.1.4】纯碱工业

★归纳氨碱法生产纯碱的原理，了解简单流程，对该方法进行评价

★归纳侯氏制碱法的原理，了解简单流程，对该方法进行评价

★归纳化工生产中绿色化学思想

3．关键点拨（参见各例题后的注意点及总结）

【例1】取碘水四份于试管中，编号为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ，分别加入苯、四氯化碳、酒精、食盐水，振荡后静置，现象正确的是（）

A．Ⅰ中溶液不分层，呈紫红色

B．Ⅱ中溶液分层，下层呈紫红色

C．Ⅲ中溶液分层，下层呈棕黄色

D．Ⅳ中溶液不分层，溶液由棕黄色变成黄绿色

【难度】★

【具体要求】描述Br2、I2在水中和在有机溶剂中的溶解性差异【答案】B

【注意点】从海水中提取物质

从海水中提取的物质主要有两类：

一类是在海水中含量较高的物质，如钠、镁、氯等。

另一类是陆地上含量很少，常从海水中提取的物质，如碘、溴等。

由于溴和碘在海水中含量也很少，因此提取过程一般需要经过浓缩、氧化、提取三个步骤。

海水提溴

海带提碘

浓缩

海水晒盐后获得浓度较大的卤水

将富集碘元素的海带等海洋植物烧成灰后溶解浸泡获得提取液

氧化

通入氯气：

Cl2+2Br－→Br2+2Cl－

通入适量氯气：

Cl2+2I－→I2+2Cl－

提取

利用溴的挥发性，用热空气或高温水蒸气将其吹出收集

用四氯化碳萃取后再进行分离得到

【例2】合成氨工业上，采用氮氢循环操作的主要目的是（）

A．加快反应速率B．提高氨气的平衡浓度

C．降低氨气的沸点D．提高N2和H2的利用率

【难度】★★【具体要求】综合应用化学反应速率和化学平衡知识分析合成氨的合理生产条件

【答案】D

【注意点】在和合成氨工业中，根据N2（g）+3H2（g）

2NH3（g）+Q（Q＞0），可以对反应条件作出分析和判断：

反应

条件

从化学反应速率角度思考

从化学平衡角度思考

从成本角度考虑

综合因素考虑后采用的条件

压强

增大压强，可以加快反应速率

增大压强，有利于平衡正向移动

增大压强，成本提高

适当增大压强，对氨的总体生产效益提升有利，故采用20-50MPa高压

催化剂

使用催化剂，可以显著加快反应速率

使用催化剂，对平衡无影响

使用催化剂，对成本有一定的提高

使用性价比较高的催化剂（铁触媒）

温度

升高温度，可以加快反应速率

降低温度，有利于平衡正向移动

升高温度，成本提高

温度控制在铁触媒的活性温度500℃左右为宜

浓度

增加反应物N2、H2浓度，可以加快反应速率

增加反应物N2、H2浓度，减少生成物NH3浓度，均有利于平衡正向移动

由于转化率一定，尽量减少未反应的氮气、氢气的损耗

N2与H2体积比约为1:

3；把氨从平衡混合气中及时分离出去；将分离出的原料气循环利用

合成氨的工业流程可用下图表示：

【补充】硫酸工业

在硫酸工业中，二氧化硫催化氧化的化学方程式为：

2SO2（g）+O2（g）

2SO3（g）+Q（Q＞0）

可以仿照合成氨的分析过程总结其工业生产条件。

值得注意的是，该反应在常压下的转化率已经高达98%，因此无需加压，温度也以催化剂V2O5的活性温度为准，同时使O2过量促进化学平衡正向移动。

此外，在进行催化氧化的装置中部设计有热交换器，利用催化氧化放出的热量来加热原料气，达到维持反应条件、节约能源的目的。

最后用98%的浓硫酸代替水吸收SO3以避免产生酸雾，尾气中的SO2可以循环利用，或用氨水处理得到相应的铵态氮肥。

【例3】索尔维制碱法（氨碱法）与侯德榜制碱法都是工业生产纯碱的主要方法。

向饱和食盐水中通入氨水和二氧化碳，即有碳酸氢钠晶体析出。

（1）结合速率与平衡理论解释为何会有NaHCO3析出？

______________________________________________________________________

（2）侯德榜对索尔维法进行了改进，利用平衡移动原理从析出NaHCO3后的母液中提取NH4Cl产品，所需的物质有__________（填化学式）。

（3）对比两种制减法，Na+利用率更高的是___________。

【难度】★★★【具体要求】

（1）归纳氨碱法生产纯碱的原理，了解简单流程；1

（2）归纳侯氏制碱法生产纯碱的原理，了解简单流程；（3）对侯氏制碱法进行评价。

【答案】

（1）饱和NaCl溶液中含有较多的Na+，通入NH3和CO2后产生较多的HCO3-，使NaHCO3的结晶速率大于溶解速率，溶解平衡向结晶方向移动，析出NaHCO3晶体

（2）NH3，NaCl（3）侯氏制碱法

【注意点】氨碱法与侯氏制碱法的对比：

①工业上从食盐、石灰石和氨出发生产纯碱，称为索尔维制碱法，又称氨碱法。

氨碱法的生产流程可以表示如下（

代表所需物质，

代表产品）：

向饱和食盐水中依次通入足量的氨气与二氧化碳，发生反应：

产物NaHCO3的溶解度相对较小，从溶液中析出，过滤洗涤后灼烧得到Na2CO3。

向母液中加入生石灰，将氨气蒸出循环使用。

索尔维制碱法实现了纯碱的连续生产，成本也较低廉，因此被世界各大纯碱厂商广泛采用。

但该法氯化钠的利用率低，生成了大量当时无用的氯化钙，堆积易造成污染。

②中国的侯德榜对索尔维制碱法进行了改进，将合成氨工厂与纯碱工业联营，发明了侯氏制碱法，又称联合制碱法，生产流程可以表示如下（

代表所需物质，

代表产品）：

该法利用合成氨工业的产品NH3和废气CO2为原料，降低了成本。

同时，在母液处理上，利用溶解平衡原理，采用向母液中通入氨气、冷却、加入食盐等方法，使氯化铵的溶解平衡向结晶方向移动。

提取具有生产效益的氯化铵后，再将母液循环用于制碱。

侯氏制碱法大大提高了食盐的利用率，缩短了生产流程，减少了对环境的污染，在全球享有盛誉。

【总结】化工生产的基本原则

一个生产工艺的实现，涉及许多问题。

如化学反应原理、原料选择、能源消耗、设备结构、工艺流程、环境保护以及综合经济效益等等。

一般而言，应遵循“多、快、好、省”的原则。

“多”是指原料的利用率或产物的产率高，一般可以从影响化学平衡移动角度选择适宜的条件。

“快”是指反应速率快，一般可以从影响化学反应速率角度选择适宜的条件。

“好”主要是指对环境友好，生产过程应体现“绿色化学”的原则，有效利用（最好可再生）原料，消除废物和避免使用有毒的和危险的试剂或溶剂，从源头上预防污染的产生。

“省”是指在选择原料、设备、工艺等方面应考虑降低生产成本，例如优化流程与设备，力求充分利用原料与能量等。

在实际生产过程中，以上四条原则不一定能同时满足，此时应按照实际生产需求进行综合考虑。

1.在配制100mL0.1mol/LNaCl溶液的实验中，必须使用下列仪器中的（）

【难度】★【答案】A

2.测定胆矾晶体结晶水含量时，下列实验操作可能引起测定结果偏高的是（）

A．强热灼烧晶体，固体发黑

B．坩埚里有少量受热不分解的杂质

C．两次加热前后固体的质量差大于0.01g即停止加热

D．加热胆矾晶体后，无水硫酸铜在潮湿的空气中冷却

【难度】★★【答案】A

3.取某结晶水合物（A·nH2O）pg，加热使结晶水全部失去后，质量变为qg，由此可知该结晶水合物的式量为（）

A．18pn/qB．18pn/（p-q）C．18qn/pD．18qn/（p-q）

【难度】★★【答案】B

4.通常情况下，氮气的化学性质稳定的原因是（）

A．N2是双原子分子B．氮元素的活动性很弱

C．N2分子中的化学键很牢固D．氮的原子结构很稳定

【难度】★【答案】C

5.大量获得乙烯的工业方法是（）

A．煤的干馏B．石油分馏C．石油裂化D．石油裂解

【难度】★【答案】D

6.右图是石油分馏设备示意图。

图中字母分别表示石油分馏产生的汽油、重油与油气的馏出位置。

则三者冷凝分出的位置依次是（）

A．a、b、cB．b、a、c

C．b、c、aD．c、b、a

【难度】★★★【答案】C

7.向溴化钠、碘化钠的混合溶液中通入足量氯气之后加热，将溶液蒸干，并灼烧片刻，最后残留的物质是（）

A．NaClB．NaCl、NaBr、NaI

C．NaBr、NaID．NaCl、I2

【难度】★【答案】A

8.比较合成氨工业与制硫酸中SO2催化氧化的生产过程，下列说法错误的是（）

A．都使用了合适的催化剂

B．都选择了较高的温度

C．都按化学方程式中的系数比进行投料

D．合成氨工业采用了高压生产条件，SO2的催化氧化采用了常压的生产条件

【难度】★★★【答案】C

9.海水是巨大的资源宝库。

下图是人类从海水中提溴的流程示意图。

请回答下列问题：

（1）操作A是____________（填实验基本操作名称）。

如何才能方便知道海水晒盐的过程中溶液里食盐含量在逐渐提高？

____________

a．分析氯化钠含量b．测定溶液密度c．观察是否有沉淀析出

（2）向苦卤中通入Cl2，发生反应的离子方程式是____________________________________，操作B是_________________。

（3）上图中虚线框内流程的主要作用是______________________。

【难度】★★

【答案】

（1）蒸发结晶；b

（2）Cl2+2Br－→Br2+2Cl－；热空气吹出（3）富集Br2

10.M是由两种阳离子、一种阴离子和结晶水组成的化合物。

某学习小组的同学对该化合物进行了研究。

（1）取M的样品配成溶液，溶液呈棕黄色。

将溶液分成三份，做了下列3组实验，分别检出A、B、C三种离子。

请完成下表中的空格：

组别

操作

实验现象

检出的离子

第1组

加入足量的NaOH溶液并加热

产生的气体使湿润的红色石蕊试纸变蓝

A：

_________

第2组

加入KSCN溶液

溶液呈_______色

B：

Fe3+

第3组

加入________和BaCl2溶液

有白色沉淀生成

C：

SO42-

（2）取9.640gM配成溶液，加入足量的NaOH溶液，得到红褐色沉淀，将沉淀过滤、洗涤、灼烧，冷却后称量。

经过4次灼烧、称量，得到的红棕色固体的质量数据如下表所示：

第1次

第2次

第3次

第4次

质量（g）

1.630

1.610

1.600

1.600

①请标出图示仪器的名称：

Ⅰ：

__________；Ⅱ：

___________。

②查阅资料并分析可知红棕色固体为Fe2O3。

根据上表数据，Fe2O3的准确质量为_________g。

③另取9.640gM配成溶液，加入足量的BaCl2溶液，得到白色沉淀，将沉淀过滤、洗涤、干燥，称得其质量为9.320g。

小组同学提出A、B、C三种离子的物质的量存在以下关系：

n（A）+3n（B）=2n（C），他们依据的原理是____________________________________________。

④请分析整个实验过程，回答下表中的问题：

上述信息是否足够确定M的化学式（相关元素的相对原子质量均为已知）？

________（填“是”或“否”）

若填“是”，请写出所需用到的物理量和数据

若填“否”，请写出还缺少的物理量的名称

物理量的名称

题中原始数据及单位

【难度】★★★

【答案】

（1）NH4+；血红；盐酸

（2）①坩埚；电子天平②1.600③化学式中各元素（原子团）的化合价的代数和为0（或化合物中正、负电荷总数相等；或化合物呈电中性）④是；M的质量：

9.640g；Fe2O3的质量：

1.600g；BaSO4的质量：

9.320g

11.某设计院承担某硫酸厂的设计任务，情况如下：

①该厂以固体硫为原料，每天消耗硫16t。

②用送风机送风使硫充分燃烧，并在下一步催化氧化时不再额外补充空气。

③送风机每天输送空气的体积为5000m3/台（已折算至标准状况）。

已知转化过程不考虑损耗；固体硫中杂质与空气不反应；空气中氧气的体积分数为21%。

回答下列问题：

（1）理论上应安装多少台送风机？

（2）实际安装送风机的台数应略多于理论数（不考虑损坏），但也不能过分增加。

请解释原因。

【难度】★★★

【答案】

题号

参考答案

评价要点

（1）

该厂每天消耗硫的物质的量为：

16×106÷32=5×105mol

根据化学方程式：

S+O2→SO2与2SO2+O2

2SO3，每天需要消耗氧气的物质的量为5×105×1.5=7.5×105mol，折算到标准状况下的体积为7.5×105×22.4÷1000=1.68×104m3

每台送风机一天可送氧气体积为5000×21%=1050m3

理论上需要送风机1.68×104÷1050=16台

方程式书写正确，计算过程完整，结果准确无误。

（2）

实际安装送风机台数略多于理论数可以增大空气（氧气）的量，有利于2SO2+O2

2SO3平衡向右移动，提高二氧化硫的转化率

但过分增加空气的量，会带走热交换器的热量，降低反应的速率，不利于工业生产

结论明确，理由充分，能从两个角度进行分析。

用语简洁，能以段落形式和完整的句子作答。

1.有一支盛有溶液的50mL滴定管，其液面恰好在10.00mL刻度处，现把滴定管内的溶液全部排出，用量筒承接，量筒内溶液的体积为（）

A．大于40.0mLB．40.0mLC．大于10.0mLD．10.0mL

【难度】★★【答案】A

2.如果某强酸溶液跟某强碱溶液恰好完全中和，那么该反应中一定相等的是（）

A．两种溶液的质量

B．两种溶液中溶质的物质的量

C．两种溶液的物质的量浓度

D．两种溶液中氢离子和氢氧根离子的物质的量

【难度】★★【答案】D

3.合成氨工业有下列生产流程：

①原料气制备；②氨的合成；③原料气净化；④氨的分离。

其先后顺序为（）

A．①②③④B．①③②④C．④③②①D．②③④①

【难度】★★【答案】B

4.下列物质的工业生产的主要反应原理不涉及氧化还原反应的是（）

A．烧碱B．纯碱C．硫酸D．盐酸

【难度】★★【答案】B

5.下列实验方案中，不能测定Na2CO3和NaHCO3混合物中Na2CO3质量分数的是（）

①取a克混合物充分加热，减重b克

②取a克混合物与足量稀盐酸充分反应，加热、蒸干、灼烧，得b克固体

③取a克混合物与足量稀硫酸充分反应，逸出气体用碱石灰吸收，增重b克

④取a克混合物与足量Ba（OH）2溶液充分反应，过滤、洗涤、烘干，得b克固体

⑤取a克混合物与足量稀硫酸充分反应，用排水法将产生的气体收集在量筒中，读数为b升

⑥取a克混合物于锥形瓶中加适量水溶解，酚酞作指示剂，用cmol·L－1的标准盐酸滴定至终点时，消耗盐酸b升

A．②③B．④⑤⑥C．③⑤D．全部

【难度】★★★【答案】C

【解析】取a克混合物充分加热，减重b克，根据差量法可求出NaHCO3的质量，从而求出Na2CO3的质量分数，故①正确；取a克混合物与足量稀盐酸充分反应，加热、蒸干、灼烧，得b克固体氯化钠，列方程组即可求出，②正确；③中，取a克混合物与足量稀硫酸充分反应，逸出气体用碱石灰吸收，增重b克，由于逸出气体中含有H2O，故无法求解；④中由于二者都能与Ba（OH）2溶液反应生成BaCO3沉淀，由Na2CO3→BaCO3、NaHCO3→BaCO3的转化关系，列方程组即可求出混合物