高考化学复习教案专题13 化学实验的设计与探究.docx
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高考化学复习教案专题13化学实验的设计与探究
高考化学复习教案：
专题13化学实验的设计与探究
一、考点回顾
1.考点阐释
（1）了解化学实验常用仪器的主要用途和使用方法。
（2）掌握化学实验的基本操作。
（3）掌握常见气体的实验室制法（包括所用试剂、仪器、反应原理和收集方法）。
（4）综合运用化学知识对常见的物质（包括气体物质、无机离子）进行分离、提纯和鉴别。
（5）掌握化学实验的记录方法和运用化学知识设计一些基本实验：
①根据实验现象，观察、记录、分析或处理数据，得出正确结论。
②根据实验试题要求，设计基本实验方案。
③能绘制和识别典型的实验仪器装置图。
（6）以上各部分知识与技能的综合应用。
2.考察角度
（1）用正确的化学实验基本操作，完成规定的“学生实验”的能力。
（2）观察记录实验现象，分析实验结果和处理实验数据，得出正确结论的能力。
（3）初步处理实验过程中的有关安全问题的能力。
（4）能识别和绘制典型的实验仪器装置图的能力。
（5）根据实验试题的要求，设计简单实验方案的能力
二、.经典例题解析分热点题型综述（按考点进行解析，强化训练，解答技巧及方法总结）
热点1：
常见气体的制备
【考点阐释】
（1）掌握常见气体的实验室制法
（2）理解制备气体实验装置中各仪器的作用
（3）掌握气密性检查的方法，并能用文字准确的表达
（4）实验的安全防护
（5）尾气的吸收装置
【考察角度】
（1）气体发生装置
据反应物状态和反应条件选气体发生装置有如下几种：
固体+固体气体；固体+液体气体；固体+液体气体或液体+液体气体
（2）气体的收集
排水法：
不溶一水或微溶于水不与水发生反应气体的收集，优点是收集的气体纯度高，易判断是否收集满。
向上排气法：
不跟空气发生反应密度比空气大的气体的收集。
向下排气法：
不跟空气发生反应密度比空气大小的气体的收集。
（3）尾气吸收
点燃法：
适用于CO、H2、CH4、C2H2、C2H4等。
水吸收法：
适用于HCl、HBr、NH3等。
碱液吸收法：
适用于SO2、CO2、NO2、H2S、Cl2等。
（4）气体的净化和干燥
需净化的气体（括号内为杂质）
净化方法
H2（H2O、HCl）
NaOH溶液、浓H2SO4或碱石灰
CO2（H2O、H2S）
CuSO4溶液（或NaOH溶液）、浓H2SO4
O2（Cl2）
NaOH溶液、浓H2SO4
NO（NO2）
H2O、浓H2SO4
NH3（H2O）
碱石灰
CO2（CO）
灼热的CuO
N2（O2）
灼热的Cu
CH4（C2H4）
稀溴水、浓H2SO4
（5）装置气密性检查
采用加热法或者采用加水法。
如图装置气密性检查方法为：
联接好制气装置，把导管的一端浸在水里，里面的空气受热膨胀，导管口有气泡冒出。
移开手有水进入导管，在玻璃导管中形成一段水柱，观察水柱不下降，则装置气密性良好；反之则装置气密性不好。
启普发生器的气密性检查方法为：
关上启普发生器的开关3，在上部半球型漏斗中加入足量的水，观察1中水面不下降，则装置气密性良好；反之装置气密性不好。
要注意若装置有多个开口时，检验前要作适当的处理，只留下一个开口，通过对装置内密封的一部分气体的压强改变，观察产生的外部变化，达到检验装置气密性的目的。
如果实验装置较复杂也可以考虑用分段检查的方法。
（6）常见气体制备方法
对常见气体如：
O2、Cl2、NH3、H2、CO2、SO2、NO2、C2H2、C2H4、CH4、NO从反应原理、发生装置、收集装置、注意事项等几个方面进行认识归纳。
【方法指导】
要掌握常见气体的制备方法并在此基础上掌握实验室制备气体的一般步骤。
【考点突破】
（1）重点：
典型气体的制备、净化和收集方法
例：
拟用下图装置制取表中的四种干燥、纯净的气体（图中铁架台、铁夹、加热及气体收集装置均已略去；必要时可以加热；a、b、c、d表示相应仪器中加入的试剂）。
气体
a
b
c
d
C2H4
乙醇
浓H2SO4
NaOH溶液
浓H2SO4
Cl2
浓盐酸
MnO2
NaOH溶液
浓H2SO4
NH3
饱和NH4Cl溶液
消石灰
H2O
固体NaOH
NO
稀HNO3
铜屑
H2O
P2O5
（1）上述方法中可以得到干燥、纯净的气体是。
（2）指出不能用上述方法制取的气体，并说明理由（可以不填满）
①气体，理由是。
②气体，理由是。
③气体，理由是。
④气体，理由是。
答案：
（1）NO
（2）①C2H4装置中没有温度计，无法控制反应温度
②Cl2反应生成的Cl2被c中的NaOH溶液吸收了
③NH3反应生成的NH3被c中的H2O吸收了
点拨：
（1）用乙醇和浓硫酸制乙烯，温度控制很严，而装置中无温度计，显然不一定能制得乙烯；
（2）MnO2和浓HCl共热可制得Cl2，但当通过NaOH溶液时，Cl2被吸收，因而最后也得不到Cl2；（3）饱和NH4Cl溶液与消石灰共热可以产生NH3，但通过H2O时，NH3也被吸收，最后仍然得不到NH3；（4）NO的制备和干燥、净化均合理，因此本题可以得到干燥、较纯净的气体的应该是NO。
归纳：
考查典型气体的制备、净化和收集方法，不会单纯地考查实验室制备方法，需要以实验室制备方法为载体，综合运用所学的知识，进行归纳整理、知识迁移才能很好的解答
（2）难点：
气密性检查
例：
现有实验药品：
一定质量的锌（分片状和粒状两种）、浓硫酸（密度1.84g.cm-3）、水。
以及右图装置，图中量气管B是甲、乙两根玻璃管组成，它们用橡皮管连通，并装适量水，甲管有刻度（0—100mL），甲、乙管可固定在铁架台上，供量气用，乙管可上下移动，以调节液面高低，利用此装置可测定锌的相对原子质量。
（设锌全部反应的气体不超过50mL）。
回答下列问题：
（1）实验前为检查装置气密性，先将A、甲、乙三管固定，乙管中注入水，液面高于甲液面，静止片刻，___说明装置乞密性良好。
（2）按图示装置实验，要保证不漏出氢气，应如何操作？
答案：
（1）液面保持不变。
（2）将A试管的胶塞打开，加适量水，再沿试管壁慢慢注入少量浓硫酸（1/3）振荡，将试管斜放把锌片（为什么不是锌粒？
请思考）放在试管口内壁，塞上胶塞，把试管慢慢直立
点拨：
该题
（1）是对加水法检查装置气密性的考查，如果掌握了加水法检查装置气密性的原理，对该问回答是很容易的。
（2）是在装置气密性良好的前提下，如何设计实验操作，使反应产生的氢气不会跑掉，是另一种形式的装置气密性问题，只要从锌和稀硫酸接触反应之前，塞好塞子展开想象，问题就容易解决了。
归纳：
装置气密性的检查是高考命题的一个热点，解答时要注意对不同的装置检查的分析，搞清楚哪些需要小火加热、哪些需要用手捂、哪些需要加水；同时注意对气密性检查的规范叙述，很多同学都知道操作，但由于文字表述不清楚或者不规范导致失分。
（3）疑点：
尾气吸收
例：
实验室里可按如图所示的装置干燥、储存气体R，多余的气体可用水吸收，则R是（）
A、NO2B、HClC、CH4D、NH3
答案：
D
点拨：
由气体的吸收装置可知该气体极易溶于水，由储气装置可判断气体密度，应比空气小，综合确定应为D选项。
归纳：
从气体的密度、溶解性、气体的化学性质等综合考虑选择气体的收集方法和吸收剂
【例题剖析】
1．研究性学习小组进行SO2的制备及性质探究实验。
（1）根据反应Na2SO3（固）+H2SO4（浓）＝Na2SO4+SO2↑+H2O，制备SO2气体。
①用下列简图，在答题卡的方框中画出制备并收集SO2的实验装置（含试剂）示意图。
②实验过程中，使用分液漏斗滴加浓硫酸的操作是_____________________________。
（2）将SO2气体分别通入下列溶液中：
1品红溶液，现象是_________________________________________________；
②溴水溶液，现象是____________________________________________；
③硫化钠溶液，现象是______________________________________________。
（3）有一小组在实验中发现，SO2气体产生缓慢，以致后续实验现象很不明显，但又不存在气密性问题。
请你推测可能的原因并说明相应的验证方法（可以不填满）。
①原因_____________________；验证方法__________________________。
②原因_____________________；验证方法__________________________。
③原因_____________________；验证方法__________________________。
答案：
（1）①如图配置
②打开分液漏斗上口的活塞，旋开分液漏斗的旋塞，缓慢滴加。
（2）①溶液褪色②溶液褪色③有浅黄色沉淀（或溶液变浑浊）
（3）①Na2SO3变质取待测试样于试管中，加适量蒸馏水配成溶液，先滴入足量稀盐酸，再滴入BaCl2，溶液有白色沉淀生成，则证明该Na2SO3固体变质
②不是浓硫酸用洁净玻璃棒蘸取待测试样，涂白纸不变黑，则证明该溶液不是浓硫酸。
点拨：
（1）①注意在装置中需考虑尾气吸收；②分液漏斗使用时要与大气相通，否则液体不能流下；
（2）SO2有漂白性、还原性、氧化性，①品红溶液褪色是SO2的漂白性，②溴水溶液褪色是SO2的还原性，发生反应SO2+Br2+H2O=2HBr+H2SO4，③硫化钠溶液有浅黄色沉淀是SO2的氧化性，将S2-氧化成S。
（3）可分别从Na2SO3、硫酸两个角度去考虑。
2．某学生利用氯酸钾分解制氧气的反应，测定氧气的摩尔质量。
实验步骤如下：
①把适量的氯酸钾粉末和少量二氧化锰粉末混合均匀，放入干燥的试管中，准确称量，质量为ag。
②装好实验装置。
③检查装置气密性。
④加热，开始反应，直到产生一定量的气体。
⑤停止加热（如图，导管出口高于液面）。
⑥测量收集到气体的体积。
⑦准确称量试管和残留物的质量为bg。
⑧测量实验室的温度。
⑨把残留物倒入指定的容器中，洗净仪器，放回原处，把实验桌面收拾干净。
⑩处理实验数据，求出氧气的摩尔质量。
回答下列问题：
⑴如何检查装置的气密性？
（2）以下是测量收集到气体体积必须包括的几个步骤；①调整量简内外液面高度使之相同；②使试管和量筒内的气体都冷却至室温；③读取量简内气体的体积。
这三步操作的正确顺序是：
（请填写步骤代号）。
（3）测量收集到气体体积时，如何使量简内外液面的高度相同？
（4）如果实验中得到的氧气体积是cL（25℃、1.0×105Pa）的，水蒸气的影响忽略不计，氧气的摩尔质量的计算式为（含a、b、c，不必化简）：
M（O2）=_____________
答案：
（1）将导管的出口浸入水槽的水中，手握住试管，有气泡从导管口逸出，放开手后，有少量水进入导管，表明装置不漏气。
（2）②①③（3分）（3）慢慢将量筒下降
（4）
点拨：
第
（1）小题是考生熟悉的常用的“查漏”方法，用手握住试管，体温使导管在浸入水槽中的出口处冒出气泡，放开手后，有少量水吸入导管，表明不漏气。
第
（2）小题因为排出的气体是需要用排出的水的体积衡量的，而反应前后的量筒温度是不同的，因此，反应终止应该先停止加热，待体系恢复到室温时，才取出导管。
这一步操作与通常的实验不同，所以停止加热时导管的出口要高于量筒内的液面，此时即使不取出导管而停止加热，也不会造成水的倒吸。
停止加热、回到室温后，将量筒下移以调节量筒内的液面与水槽一致，此时量筒内气体压强也为大气压，读数才是正确的。
所以本小
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