專題09試驗方案的設(shè)計與改進-2019年高考化學(xué)試驗綜合精品專題原卷版

1、專題9實驗方案的設(shè)計與改進一、知識梳理實驗方案評價的4個角度1 .可行性方面(1)分析實驗方案是否科學(xué)可行；(2)實驗操作是否安全合理；(3)實驗步驟是否簡單方便；(4)實驗效果是否明顯。2 .綠色化學(xué)方面(1)實驗過程中是否造成環(huán)境污染；(2)原料是否無毒、安全、易得；(3)原料利用率及反應(yīng)速率是否較高；(4)反應(yīng)速率是否較快。3 .安全性方面(1)凈化、吸收氣體及熄滅酒精燈時要防止液體倒吸；(2)進行某些易燃易爆實驗時要防爆炸(如H2還原CuO應(yīng)先通電，氣體點燃前先驗純等)；(3)防氧化(如H2還原CuO后要先滅燈再停氫”，白磷切割宜在水中進行等)；(4)污染性的氣體要進行尾氣處理；有粉末

2、狀物質(zhì)參加的反應(yīng)，要注意防止導(dǎo)氣管堵塞；(5)防吸水(如實驗取用、制取易吸水、潮解、水解的物質(zhì)時宜采取必要措施，以保證達到實驗?zāi)康?。4 .規(guī)范性方面(1)冷凝回流(有些反應(yīng)中，為減少易揮發(fā)液體反應(yīng)物的損耗和充分利用原料，需在反應(yīng)裝置上加裝冷凝回流裝置，如長玻璃管、豎裝的干燥管及冷凝管等)；(2)易揮發(fā)液體產(chǎn)物(導(dǎo)出時可為蒸氣)的及時冷卻；(3)儀器拆卸與組裝順序相反，拆卸時按照從右向左，從高到低的順序；(4)其他(如實驗操作順序、試劑加入順序、實驗方法使用順序等)。化學(xué)實驗裝置改進的幾個角度1 .氣體實驗裝置的改進中學(xué)化學(xué)實驗中，應(yīng)掌握的氣體制備實驗有：三種單質(zhì)(H2、。2、C12)的制備；

3、二種氫化物(HCl、NH3)的制備；四種氧化物(CO2、SO2、NO2、NO)的制備。復(fù)習(xí)時，除了掌握好經(jīng)典的制備方法外，還應(yīng)對藥品選擇、反應(yīng)原理進行拓展和創(chuàng)新。典型的氣體實驗裝置改進設(shè)計有：依據(jù)啟普發(fā)生器原理設(shè)計的反應(yīng)器，尾氣吸收、防倒吸裝置的設(shè)計，液封裝置的設(shè)計，恒壓裝置的設(shè)計等。2 .性質(zhì)實驗裝置的改進改進后的實驗應(yīng)盡可能簡單易行，用較少的實驗步驟和實驗藥品，并能在較短的時間內(nèi)完成，且效果明顯。例如：用套管實驗證明Na2CO3、NaHCO3的熱穩(wěn)定性（圖甲）；用培養(yǎng)皿通過向NaOH固體上滴濃氨NaHCO3澄清石灰水濃鹽酸濃硫酸氯化物溶液，圖甲水，探究氨氣的性質(zhì)（圖乙）等。NsOH固體冷濕

4、潤紅色石蕊試紙干燥紅色石蕊試紙圖乙3 .制備實驗裝置的改進制備一種物質(zhì)，應(yīng)根據(jù)目標產(chǎn)品的組成來確定原料及反應(yīng)原理，設(shè)計反應(yīng)路徑，選擇合適的儀器和裝置。最后，根據(jù)生成物的性質(zhì)將產(chǎn)品分離提純出來。整個過程如圖所示：目標產(chǎn)品-*選擇原料-.設(shè)計反應(yīng)路徑一一、設(shè)計反應(yīng)裝置一一.控制反應(yīng)條件一一，分離提純產(chǎn)品改進過程時應(yīng)注意以下兩點：（1）在設(shè)計物質(zhì)制備的實驗方案時，要優(yōu)化上述流程中的每一個具體環(huán)節(jié)。遵循的優(yōu)化原則是原料廉價，原理綠色，條件優(yōu)化，儀器簡單，分離方便。（2）一些物質(zhì)的制備，由于其性質(zhì)上的特殊性，需要設(shè)計一些特殊的裝置來完成。如實驗室制備Fe（OH）2固體，由于Fe（OH）2遇空氣易被氧化而

5、變質(zhì)，故其制備實驗裝置必須嚴格防止制備的Fe（OH）2固體與。2接觸?！究键c小結(jié)】1 .實驗方案設(shè)計的5項基本原則：（1）科學(xué)T（2）安全性；（3）可行性；（4）簡約性；（5）經(jīng)濟性。2 .實驗設(shè)計的4種常見考點：（1）實驗操作順序及正誤；（2）確認某物質(zhì)組成成分；（3）驗證化學(xué)原理；（4）物質(zhì)的制備。3 .理解綜合性實驗解答的4個步驟：（1）明確實驗?zāi)康?、原理；?）根據(jù)實驗原理選擇儀器、藥品；（3）組裝儀器并了解各儀器的作用及使用方法；（4）結(jié)合題意，綜合分析解答。4 .實驗方案設(shè)計與評價5要求（1）原理正確；（2）經(jīng)濟合理；（3）操作簡單；（4）現(xiàn)象明顯；（5）安全環(huán)保。一試題精練【典例

6、】氯氣是一種重要的工業(yè)原料。(1)實驗室可用高鎰酸鉀和濃鹽酸反應(yīng)制取氯氣，反應(yīng)的化學(xué)方程式是：。A(2)資料顯示：Ca(ClO)2+CaCl2+2H2SO4=2CaSO4+2Cl2T+2HO。某學(xué)習(xí)小組利用此原理設(shè)計如圖所示裝置制取氯氣并探究其性質(zhì)：制取ChFeCh*液NiiCOj熱波甲乙丙在該實驗中，甲部分的裝置是(填字母)。如何檢查該裝置的氣密性？。乙裝置中FeCl2溶液與012：反應(yīng)的離子方程式是。丙裝置中通人少量Cl2,可制得某種生活中常用的漂白、消毒的物質(zhì)。已知碳酸的酸性強于次氯酸，則丙中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是。該實驗存在明顯的缺陷，改進的方法。題組1從可行性方面評價化學(xué)實驗1 .化

7、學(xué)中常借助于圖像這一表現(xiàn)手段以清晰地突出實驗裝置的要點，形象地闡述化學(xué)過程的原理。下列有關(guān)化學(xué)圖像表現(xiàn)的內(nèi)容正確的是()A鉀網(wǎng)秒表J稀HaSO,A酸性KMn。,溶液上層液體F層液體Na2CO3Na2SiO3固體溶液DA,測定一定時間內(nèi)生成H2的反應(yīng)速率B.提取海帶中的碘C.檢驗火柴燃燒產(chǎn)生的SO2D,證明非金屬性：Cl>C>Si2 .下列設(shè)計的實驗方案能達到實驗?zāi)康牡氖恰?>，、.，一.-1、溶彼中加過量的6molLNaOH溶液.一口.-1A.制備Al(OH)3懸濁披：向1molLAlClNaOH溶液，振蕩后靜置分B.提純含有少量乙酸的乙酸乙酯：向含有少量乙酸的乙酸乙酯中加入

8、適量飽和液，并除去有機相的水KSCN溶液，觀察C.檢驗溶液中是否含有Fe2+：取少量待檢驗溶液，向其中加入少量新制氯水，再滴加實驗現(xiàn)象D.探究催化劑對H2O2分解速率的影響：在相同條件下，向一支試管中加入2mL5%H2O2和1mLH2O,向另一支試管中加入2mL5%H2O2和1mLFeCl3溶液，觀察并比較實驗現(xiàn)象3,下列實驗方案中，不能達到實驗?zāi)康牡氖?)選項實驗?zāi)康膶嶒灧桨窤檢3僉CH3CH2Br在NaOH溶液甲是否發(fā)生水解將CH3CH2Br與NaOH溶液共熱。冷卻后，取出上層水溶液，用稀HNO3酸化，加入AgNO3溶液，觀察是否產(chǎn)生淡黃色沉淀B檢3FFe(NO3)2晶體是否已氧化變質(zhì)將F

9、e(NO3)2樣品溶于稀H2SO4后，滴加KSCN溶液，觀察溶液是否艾紅C驗證Br2的氧化性強于I2將少量濱水加入KI溶液中，再加入CCl4,振蕩，靜置，可觀察到下層液體呈紫色D驗證Fe(OH)3的溶解度小將FeCl3溶液加入Mg(OH)2懸濁液中，振蕩，可觀察到沉淀由白于Mg(OH)2色變?yōu)榧t褐色題組2從裝置合理性評價實驗方案4.用下列實驗裝置能達到相應(yīng)實驗?zāi)康牡氖牵ǎ￤-HM)y-cch/水/沸水：一飽和溶液Nju(h吸收HCl氣體,在沸水中滴加FeCl3飽和溶液，加熱至實驗室蒸播原油制備少量氧氣并防止倒吸出現(xiàn)紅褐色沉淀，以制備Fe（OH）3膠體5 .下述實驗方案能達到相應(yīng)實驗?zāi)康牡氖牵ǎ?/p>

10、編號實驗萬案食抽水浸泡過的鐵釘食盤水實驗驗證鐵釘發(fā)生析氫Fe-Zn一經(jīng)過酸化的3%）NnC溶液片刻后在Fe電極附近滴入K3Fe(CN)6溶液飽和食鹽水酸性KMnO,溶液電石/1飽和食鹽水置于光亮處驗證甲烷與氯氣發(fā)生驗證Fe電極被保護驗證乙煥的還原性目的腐蝕化學(xué)反應(yīng)題組3從綠色化學(xué)及實驗安全角度評價實驗方案6 .綠色化學(xué)實驗是在綠色化學(xué)思想指導(dǎo)下的實驗新方法，以減少污染，防止浪費等。下列符合綠色化學(xué)實驗的是（）A,用銅與濃硫酸反應(yīng)制取CuSO4,并用少量品紅溶液吸收尾氣B,將CO還原F&O3后的尾氣直接排入空氣中C.用CCl4完成萃取操作練習(xí)時，將濱水改成碘水D,將Zn和稀硫酸制H2后的廢液倒入水槽后再清洗玻璃儀器7,下列制備Cu(NO3)2的實驗方案中最環(huán)保的是()Cu_«.Cu(NO3)2B.Cu一則磐TCu(NO3)2氧氣稀稍酸C.CucCuOcCu(NO3)2【思維建?！緿.濃硫酸Ba(NO3)2CuCuSO4jCu(NO3)2解答綜合性實驗設(shè)計與評價題的基本流程(1)實驗是根據(jù)什么性質(zhì)和原理設(shè)計的？實驗的目的是什么？(2)反應(yīng)物的性質(zhì)