2010届高考化学二轮专题复习精品学案之化学实验的设计与探究 doc--高中化学 .doc
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1、 永久免费组卷搜题网2010届高考化学二轮专题复习精品学案之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:根据实验现象,观察、记录、分析或处理数据,得出正确结论。根据实验试题要求,设计基本实验方案。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
2、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:
3、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)CuS
4、O4溶液(或NaOH溶液)、浓H2SO4O2(Cl2)NaOH溶液、浓H2SO4NO(NO2)H2O、浓H2SO4NH3(H2O)碱石灰CO2(CO)灼热的CuON2(O2)灼热的CuCH4(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
5、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、
6、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abcdC2H4乙醇浓H2SO4NaOH溶液浓H2SO4Cl2浓盐酸MnO2NaOH溶液浓H2SO4NH3饱和NH4Cl溶液消石灰H2O固体NaOHNO稀HNO3铜屑H2OP2O5(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)气体 ,理由是 。气体 ,理由是 。气体 ,理由是 。气体 ,理由是 。答案:(1)NO(2)C2H4 装置中没有温度计,无法控制反应温度Cl2 反应生成的Cl2被c中的NaOH溶液吸收了NH3 反应生成的NH3被c中的H2
7、O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(
8、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(0100mL),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,
9、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
10、: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、NO2 B、HCl C、CH4 D、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。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。带孔橡胶塞 锥形瓶 集气瓶 分液漏
11、斗 导管 液体 固体实验过程中,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: 品红溶液,现象是_; 溴水溶液,现象是_; 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)。原因_;验证方法_。原因_;验证方法_。原因_;验证方法_。答案:(1) 如图配置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) 溶液褪色溶液褪色有浅黄色沉淀(或溶液变浑浊)(3)Na2SO3 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
12、入BaCl2 ,溶液有白色沉淀生成,则证明该Na2SO3 固体变质不是浓硫酸 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)注意在装置中需考虑尾气吸收;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,品红溶液褪色是SO2的漂白性, 溴水溶液褪色是SO2的还原性,发生反应SO2+Br2+H2O=2HBr+H2SO4, 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:把适量的氯酸钾粉末和少量二氧化锰粉末
13、混合均匀,放入干燥的试管中,准确称量,质量为ag。装好实验装置。检查装置气密性。加热,开始反应,直到产生一定量的气体。停止加热(如图,导管出口高于液面)。测量收集到气体的体积。准确称量试管和残留物的质量为bg。测量实验室的温度。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。处理实验数据,求出氧气的摩尔质量。回答下列问题: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;调整量简内外液面高度使之相同;使试管和量筒内的气体都冷却至室温;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
14、相同? (4)如果实验中得到的氧气体积是c L(25、1.0105Pa)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)(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
15、,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。所以本小题的正确顺序是。第(3)小题量筒应慢慢下移。第(4)利用恒压下的气体公式求得气体的物质的量和相对分子质量。3下面是实验室制取氨气的装置和选用的试剂,其中错误的是( ) A B C D答案:AC点拨:A 中NH4Cl分解会产生NH3和HCl,但它们相遇化合又会在管口凝聚,故收集不到NH3;B 氧化钙易吸收浓氨水中的水,并放出大量的热,促进NH3的逸
16、出,是理想方案;C 固体加热,试管口应略向下倾斜;D 浓氨水受热逸出,也是实验室制NH3的简便方法。选D4现有下列用品:仪器:单孔橡皮塞、双孔橡皮塞、球形干燥管、破底试管、U形管、塑料垫盖、烧杯、铜丝、带活塞的导管等。药品:FeS固体、浓H2SO4、蒸馏水、浓盐酸、Na2S固体。试运用创造性思维,设计出尽可能多的简易的能随开随用、随关随停的H2S气体发生器。(画出装置图) 答案:点拨:本题为开放性试题,以考查学生的创新能力,答案中的创新灵感请同学们细心口味和深刻体会。【强化训练】1图3装置可以用来发生、洗涤、干燥、收集(不考虑尾气处理)气体。该装置可用于A锌和盐酸生成氢气。B二氧化锰和浓盐酸生
17、成氯气。C碳酸钙和盐酸生成二氧化碳。D氯化钠和浓硫酸生成氯化氢答案:A2下列三个问题均与下图实验装置有关,请选择AB等序号填入括号内。(1)制取某无色氧化物气体时,锥形瓶X内的药品应是( )A铜和稀硝酸 B铜和浓硝酸C碳酸钙和稀硫酸 D亚硫酸钠和浓盐酸。(2)洗气瓶Y中所装的液体应是(不允许非水杂质混在气体中)( )A浓硫酸 B氢氧化钠溶液C亚硫酸氢钠溶液 D碳酸氢钠溶液(3)检验集气瓶Z是否集满气体,置于瓶口的滤纸应蘸上的溶液是( )A BaCl2溶液 B酸性KmnO4溶液C碘化钾淀粉试纸 D澄清石灰水。答案:B3已知KMnO4与浓HCl在常温下反应能产生Cl2.若用图2所示的实验装置来制备
18、纯净、干燥的氯气,并试验它与金属的反应.每个虚线框表示一个单元装置,其中错误的是( )A只有和处 B只有处C只有和处 D只有、处答案:D4以下各种尾气吸收装置中,适合于吸收易溶性气体,而且能防止倒吸的是( )答案:BD5碳跟浓硫酸共热产生的气体X和铜跟浓硝酸反应产生的气体Y同时通入盛有足量氯化钡溶液的洗气瓶中(如图装置),下列有关说法正确的是( )A气瓶中产生的沉淀是碳酸钡BZ导管出来的气体中无二氧化碳C气瓶中产生的沉淀是硫酸钡DZ导管口有红棕色气体出现答案:CD6双球洗气管是一种多用途仪器,常用于去除杂质、气体干燥、气体吸收(能防止倒吸)等实验操作。右图是用水吸收某种气体时的情形,根据下面附
19、表判断由左方进入的被吸收气体是( )ACl2 BHCl CH2S DCO2附:四种气体的溶解度表(室温下)气体Cl2HClH2SCO21体积水能吸收气体的体积数25002.61答案:B7右图的烧瓶时充满了空气。将此装置就这样倒置固定,对CH3CH3、H2、SO2、NO、C2H2、NO2、CH4等气体,可用此装置收集的是(写物质的化学式) 答案:H2、SO2、C2H2、NO2、CH48如图是一套实验室制取气体的装置。某课外活动小组利用这套装置快速制取Cl2、HCl、和O2。供选用有试剂有:A浓H2SO4 B浓盐酸 C食盐碱地D二氧化锰 E KMnO4 F H2O2(1)若要快速制备Cl2应选用。
20、(2)若要快速制备HCl应选用。(3)若要快速制备O2应选用。答案:(1)B、E(2)A、B(3)D、F热点2:物质的检验、分离和提纯【考点阐释】(1)用物理或化学方法使混合物分开并恢复至原状(2)掌握萃取、分液、蒸馏、升华、渗析等分离方法(3)不使用试剂或只使用一种试剂鉴别一组物质(4)根据实验现象推断物质(5)设计鉴别一组物质的方案【考察角度】(1)物质的检验物质的检验有鉴别、鉴定和推断,鉴定是对于某一种物质的定性检验,根据物质的化学特性,分别检出阳离子、阴离子。推断是通过实验事实,推断出被检验物质的组成和名称。鉴别是对分别存放的两种或两种以上的物质进行定性辨认,可以根据几种物质的颜色、气
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