高考化学 备考艺体生百日突围系列 专题 215 物质的制备及实验方案设计与评价.docx

1、高考化学 备考艺体生百日突围系列 专题 215 物质的制备及实验方案设计与评价专题 2.15 物质的制备及实验方案设计与评价 1、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)2、根据实验试题要求，做到：（1）设计、评价或改进实验方案：（2）了解控制实验条件的方法；（3）分析或处理实验数据，得出合理结论。实验设计着眼能力立意，综合考查考生的观察能力、思维能力、实验能力和评价能力。在备考复习中应注意：一是根据要求，设计实验方案，分析相关问题，提出自己的见解，处理实验的信息数据，得出实验结论。二是结合相关知识，联系题给信息并联系实际的实验设计。三是源于教材的实验重组题，这种题

2、的立意往往具有创新性。本类试题还有可能在装置选择、方法设计、数据处理、方案评价等方面进行强化考查。预计2016年考查形式会以化工生产、生活实际为命题背景，将基本理论、元素化合物等相关知识与实验有机结合起来。复习时给予关注！一、物质的制备1、常见气体的制备（1）常见气体的实验室制备原理与收集气体反应原理发生装置图含有的杂质收集方法O22KMnO4K2MnO4MnO2O22KClO32KCl3O22H2O22H2OO2A A B 水排水法或向上排空气法H2ZnH2SO4ZnSO4H2B 水排水法或向下排空气法CO2CaCO32HClCaCl2H2OCO2B 氯化氢、水向上排空气法Cl2MnO24H

3、Cl(浓) MnCl22H2OCl2C氯化氢和水 排饱和食盐水法或向上排空气法NH3Ca(OH)22NH4ClCaCl22H2O2NH3A水向下排空气法（2）实验室典型的气体发生装置：2、典型物质的实验室制备（1）选择最佳反应途径：如用铜制硝酸铜：2CuO22CuO、CuO2HNO3Cu(NO3)2H2O。用铝制氢氧化铝：2Al6HCl2AlCl33H2、AlCl3NH3H2O3NH4ClAl(OH)3。（2）选择最佳原料：如用氯化铝溶液制氢氧化铝：AlCl3NH3H2O3NH4ClAl(OH)3。（3）选择适宜操作方法：如制氢氧化亚铁：用胶头滴管吸取加热驱赶O2后的NaOH溶液，将滴管末端插

4、入新制的FeSO4溶液液面下，挤出NaOH溶液。（4）选择适宜收集分离方法：如制乙酸乙酯：饱和碳酸钠溶液。二、化学实验方案的设计1、基本要求：2、基本内容：一个相对完整的化学实验方案一般包括下述内容：实验名称；实验目的；实验原理；实验用品(药品、仪器、装置、设备)及规格；实验装置图、实验步骤和操作方法；实验注意事项；实验现象的记录及结果处理；(8)问题与讨论。3、基本思路：4、基本步骤：（1）认真审题，明确实验目的，找出实验原理。（2）根据实验原理选择仪器和药品，并设计出合理的实验装置和操作步骤。（3）准确地记录实验过程中的实验现象和数据，并运用分析、计算、图表、推理等方法处理有关实验现象和数

5、据，得出正确的结论。三、实验方案的评价1、基本原则：一个实验方案的优劣主要从实验原理是否科学合理，装置和操作是否简单可行，另外还要从绿色化学和安全性两个角度去评价。2、评价类型：小结：1、一条归纳：常见干燥剂选择及装置归纳液态干燥剂固态干燥剂装置洗气瓶干燥管或U形管常见干燥剂浓硫酸无水氯化钙碱石灰可干燥的气体H2、O2、Cl2、SO2、CO2、CO、CH4、N2H2、O2、N2、Cl2、SO2、CO2、CH4、H2S、HCl、HBr、HIN2、H2、O2、CH4、CO、NH3不可干燥的气体NH3、H2S、HBr、HINH3Cl2、HCl、H2S、SO2、CO2、NO23、两项原则、两项注意：尾

6、气吸收时应遵循的原则及注意事项（1）吸收原则：能充分吸收气体。不能倒吸。（2）注意事项：当气体中含有多种杂质时，若采用洗气装置，通常是除杂在前，干燥在后。若用加热装置除杂时，通常是干燥在前，除杂在后。尾气处理装置应与大气相通。4、四项要求：化学实验方案设计的四项基本要求（1）科学性：实验原理准确，实验流程合理。（2）安全性：保护人身、保护环境、保护仪器。（3）可行性：条件允许，效果明显，方便操作。（4）简约性：做到步骤少、时间短，节省药品、效果好等基本要求。考点1 气体制备相关问题分析【例1】下列装置用于实验室中制取干燥氨气的实验，能达到实验目的的是A用装置甲制备氨气 B用装置乙除去氨气中少量

7、水C用装置丙收集氨气 D用装置丁吸收多余的氨气【答案】D【考点定位】本题主要是考查化学实验基本操作，实验方案的评价，氨气的制备和性质。【名师点晴】有关气体制备实验装置解题总思路： 考点2实验方案设计的注意事项【例2】下列有关实验现象和解释或结论都正确的选项是选项实验操作现象解释或结论A将电石与水反应产生的气体通入酸性高锰酸钾溶液紫色褪去证明有乙炔生成B将滴有酚酞的碳酸钠溶液加热红色变深水解过程是吸热的C把Cl2通入紫色石蕊试液中紫色褪去Cl2具有漂白性D向碳酸钙粉末中滴加稀盐酸有气泡产生非金属性氯强于碳【答案】B【考点定位】本题主要是考查化学实验方案设计【名师点晴】综合实验设计题的解题思路（1

8、）巧审题，明确实验的目的和原理。实验原理是解答实验题的核心，是实验设计的依据和起点。实验原理可从题给的化学情景(或题首所给实验目的)并结合元素化合物等有关知识获取。在此基础上，遵循可靠性、简捷性、安全性的原则，确定符合实验目的、要求的方案。（2）想过程，理清实验操作的先后顺序。根据实验原理所确定的实验方案中的实验过程，确定实验操作的方法步骤，把握各步实验操作的要点，理清实验操作的先后顺序。（3）看准图，分析各项实验装置的作用。有许多综合实验题图文结合，思考容量大。在分析解答过程中，要认真细致地分析图中所示的各项装置，并结合实验目的和原理，确定它们在该实验中的作用。（4）细分析，得出正确的实验结

9、论。实验现象(或数据)是化学原理的外在表现。在分析实验现象(或数据)的过程中，要善于找出影响实验成败的关键以及产生误差的原因，或从有关数据中归纳出定量公式，绘制变化曲线等。考点3 化学实验方案的评价【例3】下列实验操作、现象与结论对应关系正确的是（双选）选项实验操作实验现象与结论A对某固体进行焰色反应实验火焰呈黄色，说明该物质仅为含钠化合物B向样品溶液中先滴加过量的稀盐酸，再滴加BaCl2溶液先滴加稀盐酸无现象，滴加BaCl2后出现白色沉淀，说明样品溶液中一定含有SO42C向淀粉溶液中加入稀H2SO4，加热几分钟，冷却后再加入新制Cu(OH)2悬浊液，加热无砖红色沉淀生成，表明淀粉没有水解生成

10、葡萄糖D向01molL-1 Na2CO3溶液中，滴加2滴酚酞显浅红色，微热浅红色加深，说明Na2CO3的水解是吸热反应【答案】BD【考点定位】本题主要是考查实验操作、现象与结论对应关系的正误判断的知识。【名师点晴】1、解答综合性实验设计与评价题的基本流程原理反应物质仪器装置现象结论作用意义联想。具体分析为：（1）实验是根据什么性质和原理设计的？实验的目的是什么？（2）所用各物质名称、状态、代替物(根据实验目的和相关的化学反应原理，进行全面的分析比较和推理，并合理选择)。（3）有关装置：性能、使用方法、适用范围、注意问题、是否有替代装置可用、仪器规格等。（4）有关操作：技能、操作顺序、注意事项或

11、操作错误的后果。（5）实验现象：自下而上，自左而右全面观察。（6）实验结论：直接结论或导出结论。2、实验方案的设计要点及评价角度（1）设计要点：实验方案的设计要明确以下要点：题目有无特殊要求题给的药品、装置的数量注意实验过程中的安全性操作会画简单的实验装置图注意仪器的规格要防倒吸、防爆炸、防燃烧、防暴沸、防氧化、防吸水、冷凝、冷却、水浴加热时采取相应措施同一仪器在不同位置的相应作用等要严格按照“操作(实验步骤)现象结论”的格式叙述。（2）评价角度：操作可行性评价：实验原理是否科学、合理，操作是否简单、可行，基本仪器的使用、基本操作是否正确。经济效益评价：原料是否廉价、转化率是否高，产物产率是否

12、高。环保评价：原料是否对环境有污染，产物是否对环境有污染，污染物是否进行无毒、无污染处理。1【2014上海卷】右图是用于干燥、收集并吸收多余气体的装置，下列方案正确的是（ ）选项X收集气体YA碱石灰氯化氢水B碱石灰氨气水C氯化钙二氧化硫氢氧化钠D氯化钙一氧化氮氢氧化钠【答案】C确，答案选C。【考点定位】本题主要是考查气体制备、收集的有关判断【名师点晴】本题以常见气体的收集、尾气处理为载体，重点考查常见气体的性质，包括物理性质和化学性质，有利于培养学生规范的实验设计与动手操作能力，旨在考查学生的学科素养。该类试题通过考查学生对基础知识和基本技能的理解和掌握。在一定程度上考查了学生的知识的灵活运用

13、能力和分析问题解决问题的能力。题目难度中等。2【2014四川卷】下列实验方案中，不能达到实验目的的是（ ）选项实验目的实验方案A检验CH3CH2Br在NaOH溶液中是否发生水解将CH3CH2Br与NaOH溶液共热。冷却后，取出上层水溶液用稀HNO3酸化加入AgNO3溶液，观察是否产生淡黄色沉淀B检验Fe(NO3)2晶体是否已氧化变质将Fe(NO3)2样品溶于稀H2SO4后，滴加KSCN溶液，观察溶液是否变红C验证Br2的氧化性强于I2将少量溴水加入KI溶液中，再加入CCl4，振荡，静置。可观察到下层液体呈紫色D验证Fe(OH)3的溶解度小于Mg(OH)2将FeCl3溶液加入Mg(OH)2悬浊液

14、中，振荡，可观察到沉淀由白色变为红褐色【答案】B【考点地位】本题主要是考查化学实验方案设计与评价【名师点晴】本题侧重对学生实验能力的综合考查，最能体现化学学科思想和特点。实验方案的设计和对实验方案的评价是高考的热点之一，设计实验方案时，要注意用最少的药品和最简单的方法；关于对实验设计方案的评价，要在两个方面考虑，一是方案是否可行，能否达到实验目的；二是设计的方法进行比较，那种方法更简便。3下列实验现象预测正确的是A实验：振荡后静置，溶液不再分层，且保持无色透明B实验：铁片最终完全溶解，且高锰酸钾溶液变无色C实验：微热稀HNO3片刻，溶液中有气泡产生，广口瓶内始终无明显变化D实验：当溶液至红褐色

15、，停止加热，让光束通过体系时可产生丁达尔现象【答案】D【考点定位】本题主要是考查基础化学实验操作与现象【名师点晴】本题考查学生对中学化学基础实验的掌握，涉及的实验装置比起常见教材上的实验装置要复杂，分析实验装置的特点及实验的目的是至关重要的一步，另外牢记一般实验操作与常见化学实验现象是解题关键，如装置中实验目的是证明实验中有SO2生成，而反应物是浓硫酸和铁粉，但没有加热装置，反应将无法进行，因冷的浓硫酸只能使铁片钝化，可见不能简单的观察实验装置，还要挖掘隐藏的信息，才能将问题迎刃而解。4实验室用碳酸钠晶体配制1.00mol/L的Na2CO3溶液100mL，造成所配溶液浓度偏低的原因是（ ）A暴

16、露在空气中称量碳酸钠晶体（Na2CO310H2O）的时间太长B向容量瓶转移液体时，容量瓶事先用蒸馏水洗涤C定容时俯视刻度线D称量碳酸钠晶体（Na2CO310H2O）的烧杯未干燥【答案】D【解析】试题分析：A称量碳酸钠晶体（Na2CO310H2O）的时间太长，且暴露在空气中，会造成结晶水的挥发，则所称量的晶体中Na2CO3的含量升高，则所配溶液的浓度偏高，故A错误；B容量瓶中原有少量蒸馏水，【考点定位】本题主要是考查物质的量浓度溶液配制的误差分析【名师点晴】溶液配制常见的误差分析小结：一、称量误差分析（1）天平的砝码沾有其他物质或生锈.（mB偏大,cB偏高）（2）调整“0”点时,游码在大于0的位

17、置.（mB偏小,cB偏低）（3）在敝口容器中称量NaOH、CaCl2、CuSO4粉末、MgCl2等易吸收水的物质.（mB偏小,cB偏低）（4）称量已部分风化的Na2CO310H2O、CuSO45H2O等.（mB偏大,cB偏高）（5）用量筒量取浓溶液时,仰视读数.（mB偏大,cB偏高）二、配制过程误差分析（1）称好后的药品放入烧杯时,有少量洒在烧杯外.（mB偏小,cB偏低）（2）溶解搅拌时有部分液体溅出.（mB偏小,cB偏低）（3）转移时有部分液体溅出.（mB偏小,cB偏低）（4）未洗涤烧杯和玻璃棒2次3次.（mB偏小,cB偏低）（5）溶解时放热,且未冷却至室温（20）（V偏小,cB偏高）；溶解

18、时吸热,且未恢复到室温（20）（V偏大,cB偏低）（6）在定容时,仰视读数（V偏大,cB偏低）,俯视读数（V偏小,cB偏高）（7）在定容时加水超过刻度线,再用胶头滴管吸出多余部分.（V偏大,cB偏低）（8）加水至刻度线后,摇匀过程中,发现液面低于刻度线.（无影响）（9）洗涤容量瓶后,未干燥,瓶中有少量蒸馏水.（无影响）三、俯视、仰视的分析仰视时，容器内液面高于刻度线；俯视时，容器内液面低于刻度线；5下列实验操作正确且能达到相应实验目的的是() 实验目的实验操作A称取2.0 g NaOH固体先在托盘上各放1张滤纸，然后在右盘上添加2 g砝码，左盘上添加NaOH固体B配制FeCl3溶液将FeCl3

19、固体溶于适量蒸馏水C检验溶液中是否含NH4取少量试液于试管中，加入NaOH溶液并加热，用湿润的红色石蕊试纸检验产生的气体D验证铁的吸氧腐蚀将铁钉放入试管中，用盐酸浸没【答案】C【考点定位】本题主要是考查化学实验操作正与相应实验目的的正误判断的知识。【名师点晴】配制FeCl3、FeCl2、SnCl2、AlCl3等溶液时，常将它们溶于较浓的盐酸中，然后再加水稀释；目的是抑制铁离子、亚铁离子、锡离子、铝离子的水解6某同学用下列装置制备并检验Cl2的性质。下列说法正确的是A图中：如果MnO2过量，浓盐酸就可被全部消耗B图中：量筒中发生了取代反应C图中：生成蓝色的烟D图中：干燥的有色布条褪色，说明氯气有

20、漂白性【答案】B【解析】试题分析：A浓盐酸与二氧化锰的反应过程中浓度逐渐降低，稀盐酸与二氧化锰不反应，所以图中：如果MnO2过量，浓盐酸也不可能全部被消耗；B图中：量筒中发生了甲烷和氯气的取代反应，B正确； C图中铜和氯气反应生成氯化铜，产生棕黄色烟，C错误；D应该是氯气与水反应生成的次氯酸具有漂白性，因此图中湿润的有色布条能褪色，D错误。【考点定位】本题主要是考查氯气的实验室制法；氯气的化学性质。【名师点晴】本题考查了实验方案设计与评价；实验基本操作的装置、现象、原理，主要是物质的化学性质的具体应用，关键是明确氯化钠和次氯酸钠在酸溶液中的氧化还原反应。7下列实验现象与对应结论均正确的是选项操

21、作现象结论A将浓硫酸滴到胆矾晶体上晶体逐渐变成白色该过程发生物理变化B将过量过氧化钠固体投入紫色石蕊试液中溶液变成蓝色过氧化钠与水反应生成氢氧化钠，溶液呈碱性C向硝酸亚铁溶液中滴入稀硫酸无明显现象硝酸亚铁与硫酸不反应D将滴有酚酞的氨水加热红色逐渐变浅一水合氨受热分解，导致溶液碱性减弱【答案】D【考点定位】本题主要是考查化学实验方案评价【名师点晴】常见漂白性物质归纳：用于漂白的物质实际参与漂白的物质漂白原理变化类别漂白特点活性炭活性炭吸附漂白物理变化物理漂白不可逆氯气次氯酸利用次氯酸的强氧化性进行漂白化学变化氧化还原漂白，不可逆次氯酸盐次氯酸过氧化钠过氧化氢过氧化氢的强氧化性化学变化氧化还原漂白

22、，不可逆过氧化氢二氧化硫二氧化硫二氧化硫与有色物质化合生成不稳定的无色物质化学变化可逆8下表中“实验操作”与“预期现象”对应关系正确的是（ ）选项试剂和操作现象A向AlCl3溶液中滴入过量的氨水溶液先有白色沉淀，后来沉淀消失B向新生成的AgC1浊液中滴入KI溶液，振荡白色沉淀逐渐转化为黄色沉淀C向Ca(C1O)2溶液中先通入CO2，再加入少量品红溶液溶液先变浑浊，通入CO2后品红的红色不褪去D向BaC12溶液中先通入SO2，再通入过量NO2先生成沉淀，后来沉淀消失【答案】B【考点定位】化学实验方案的评价【名师点晴】本题考查较为综合，涉及物质的性质、难溶电解质的溶解平衡等问题，侧重于学生的分析能

23、力和实验能力的考查，注意把握物质的性质的异同，千万不要以偏盖全，是解答该类题目的关键，如选项C通入CO2的多少只与有无沉淀生成有关，而与品红褪色没有任何关系，因为品红始终是褪色的。9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A取a克混合物充分加热，减重b克B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C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D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。【答案】C【考点定位】：考查物质含量的实验方案的设计，涉及物质的性质以及实验方案的原理。【名师点

24、晴】本题目的是测定agNa2CO3和NaHCO3混合物中Na2CO3质量分数，结合两种盐的性质可根据加热分解生成的水和CO2的质量或、酸反应生成CO2气体或盐的质量或与Ba(OH)2溶液反应生成沉淀的质量来计算，但选项C所给的bg虽然是水和CO2的质量，但既等同选项A分解生成的水和CO2，也不能简单的看成生成CO2的质量，因为bg只含有的水不是反应生成的，而是挥发出的水的质量是不确定值，因此搞清测定原理，再去选择答案就相对容易，正确率也会得到提高。10用右图所示装置进行下列实验：将中溶液滴入中，预测的现象与实际相符的是选项中物质中物质预测中的现象A稀盐酸碳酸钠与氢氧化钠的混合溶液立即产生气泡B浓硝酸用砂纸打磨过的铝条产生红棕色气体C氯化铝溶液浓氢氧化钠溶液产生大量白色沉淀D草酸溶液高锰酸钾酸性溶液溶液逐渐褪色【答案】D【考点定位】考查实验方案设计与评价【名师点睛】本题考查实验方案设计与评价，实验已成为化学中考命题的重点和难点,实验设计与评价是化学实验中难度最大、综合性最强、能力要求相对较高的一类科学探究试题。该题是选择题的形式，相对简单，实际是考查了四个具体的化学反应原理及其现象，明白原理和目的加上扎实的基础，解答本题应该游刃有余。