高中化學：學案55 實驗作圖題

學案55實驗作圖題

［考綱要求］會畫簡單的實驗裝置圖。

然點探究區(qū)突破考點研析熱點

熱點1實驗裝置圖的繪制

繪制實驗裝置圖，不僅考查繪圖水平、是否做過實驗，即使做過實驗，這些也都是在嚴

密的思維中進行的。更重要的是實驗能力尤其是思維能力的培養(yǎng)和提高。

解題策略

1.掌握化學實驗儀器的形狀特征

化學實驗儀器的造型多是由簡單的幾何圖形組成的，而且大都是軸對稱的“旋轉體”，

如試管由空心圓柱體和空心半球體組成；圓底燒瓶、平底燒瓶、干燥管、蒸儲燒瓶和三口燒

瓶等由空心圓柱體和空心球體組成；漏斗、錐形瓶等由空心圓柱體和空心圓錐體組成的。

2.繪制儀器裝置圖應做到

(1)儀器規(guī)范，圖形正確。儀器規(guī)范是指要顯示出儀器的特征。圖形正確是指：儀器的放

置，各件儀器的連接和布局，單件儀器間的距離等都應確切無誤。

(2)示意合理、線條清晰。示意合理指：反應器皿中各種物質的量多少等要合乎情理、恰

當。線條清晰指：線條要平直、清晰、粗細均勻，實線和虛線的使用要恰當。

(3)布局合理，圖形完整。即一幅實驗裝置圖應表明化學原理、反應條件，同時整個畫面

要顯得端正、平穩(wěn)、不能歪斜。

(4)比例適當，畫法統(tǒng)一。比例適當要求單件儀器各部分和整套裝置中各單件儀器大小要

協(xié)調適當、符合比例。畫法統(tǒng)一要求同一個裝置圖的畫面里不能出現(xiàn)兩種或以上的投影畫法。

(5)畫面整潔、沒有污痕。即整套裝置圖要整齊、清潔、美觀、清爽。

3.畫制氣體裝置圖的易錯點

易錯點1選擇試劑不合理、導管位置出錯

【典例導悟11研究性學習小組進行SO2的制備及性質探究實學。根據(jù)反應Na2SO3(s)+

H2SO4(濃)=Na2sO4+SO2t+H2O制SCh氣體。用下列簡圖，畫出制備并收集SCh的實驗

裝置(含試劑)示意圖。

帶孔橡膠塞錐形瓶集氣瓶分液漏斗導管液體固體

錯解：如圖甲，收集氣體的方法錯誤，應長導

管進，短導管出；二氧化硫在水中溶解度不是很大(1：40),應用氫氧化鈉溶液吸收二氧

化硫；氫氧化鈉與二氧化硫反應較慢，不用防倒吸裝置。

正解：

易錯點2氣體凈化順序、尾氣處理等錯誤

【典例導悟21設計實驗用二氧化錦與濃鹽酸制備純凈、干燥的氯氣，其他藥品和試劑任

選。在下面虛線框中，有分液漏斗和圓底燒瓶組成的氣體發(fā)生器，請在虛線框內的發(fā)生裝置

之后完成該反應的實驗裝置示意圖(夾持裝置、連接膠管不必畫出，需要加熱的儀器下方用4

標出)，其他可選用的儀器(數(shù)量不限)簡易表示如下：

錯解1：如圖A碳酸氫鈉溶液呈堿性，能吸收氯氣；沒有尾氣處理裝置。

錯解2：如圖B先干燥，后除氯化氫，收集氣體帶有水蒸氣；集氣瓶密閉，空氣無法排

出，易發(fā)生危險。

正解：

【典例導悟3】（2010?全國理綜I,29）請設計CCh在高溫下與木炭反應生成CO的實驗。

（1）在下面方框中，A表示由長頸漏斗和錐形瓶組成的氣體發(fā)生器，請在A后完成該反應

的實驗裝置示意圖（夾持裝置，連接膠管及尾氣處理部分不必畫出，需要加熱的儀器下方用4

標中），按氣流方向在每件儀器下方標出字母B、C……；其他可選用的儀器（數(shù)量不限）簡易

表示如下：

膠塞：H插入導管表示已開孔）

（2）根據(jù)方框中的裝置圖，填寫下表

儀器標號儀器中所加物質作用

石灰石與鹽酸作用

A石灰石、稀鹽酸

產(chǎn)生CO2

（3）有人對氣體發(fā)生器作如下改進：在錐形瓶中放入一小試管，將長頸漏斗下端插入小試

管中。改進后的優(yōu)點是_________________________________________________________

(4)驗證CO的方法是.

熱點2化學曲線型繪圖題

啟掌曲線型圖象題，指基于某種化學量隨時間或條件的改變而產(chǎn)生連續(xù)性變化的曲線圖

象并依此而設計問題的試題。曲線型圖象試題所基于的化學基礎知識主要有以下幾類：溶解

度曲線類、化學反應速率與化學平衡類、反應體系中某種物質或某種離子的量的變化類、定

量推定化學反應等4類。

解題策略

1.解決此類基于曲線圖形的化學問題必須通過對圖形、圖表的觀察，去粗存精以獲取有

用的信息，這能充分考查學生的觀察能力；而基于曲線圖的問題必須進行辨析或將化學信息

進行歸納而總結出一定的規(guī)律，并運用此規(guī)律，進行推理或抽象成數(shù)學規(guī)律而解決問題；在

解決曲線型試題時常需將試題所給的新信息，與課內已學過的有關知識結合起來，從而形成

解決問題所需的新的知識或方法；曲線圖也是化學實驗中處理實驗數(shù)據(jù)的一種典型方式，這

也考查了實驗能力。

2.解此類圖象題一般需注意以下幾點，第一需清楚每條或每段曲線所代表的物質，第二

需清楚在指定條件范圍內生成物的種類，第三需計算在該條件下各生成物的量或量之比。從

定量角度分析化學反應，要打破對化學反應只從定性角度思考的思維定勢，近年來這類圖象

題從競賽的?？妥兂闪烁呖嫉某？?。

【典例導悟4】超音速飛機在平流層飛行時，尾氣中的NO會破壞臭氧層。科學家正在研

究利用催化技術將尾氣中的NO和CO轉變成CO2和N2,化學方程式如下：

2NO+2cOJ崔化劑=2CO2+N2

為了測定在某種催化劑作用下的反應速率，在某溫度下用氣體傳感器測得不同時間的

NO和CO濃度如下表：

時間八0I2345

e(INO)/1.00x4.50K2.50xl.50xLOOKLOOK

mol?L-110-310-410-410-410-410-4

e(CO)/3.60x3.05x2.85x2.75x2.70K2.70K

mol?L-1IO—IO—IO—IO—IO—IO7

請回答下列各題(均不考慮溫度變化對催化劑催化效率的影響)：

(1)在上述條件下反應能夠自發(fā)進行，則反應的―0(填寫或“=”)。

⑵前2s內的平均反應速率r(N2)==

(3)在該溫度下，反應的平衡常數(shù)K=o

(4)假設在密閉容器中發(fā)生上述反應，達到平衡時采取下列措施能提高NO轉化率的是

A.選用更有效的催化劑

B.升高反應體系的溫度

C.降低反應體系的溫度

D.縮小容器的體積

(5)研究表明：在使用等質量催化劑時，增大催化劑比表面積可提高化學反應速率。為了

分別驗證溫度、催化劑比表面積對化學反應速率的影響規(guī)律，某同學設計了三組實驗，部分

實驗條件已經(jīng)填在下面實驗設計表中。

催

化

劑

的

NO初始濃CO初始濃

比

實驗編號T/℃表

度度

面

/mol1-i/molLi積

/m2-g

-1

I2801.20X1035.80X10-382

II124

III350124

①請在上表空格中填入剩余的實驗條件數(shù)據(jù)。

②請在給出的坐標圖中，畫出上表中的三個實驗條件下混合氣體中NO濃度隨時間變化

的趨勢曲線圖，并標明各條曲線的實驗編號。

C(NO)|-T

O

然點集訓區(qū)精題精練規(guī)范答題

高考集訓

1.(2008?天津理綜，28)I.化學實驗室制取氯化氫氣體的方法之一是將濃硫酸滴入濃鹽

酸中。請從圖中挑選所需儀器，在方框內畫出用該方法制備、收集、干燥氯化氫氣體的裝置

簡圖，并在圖中標明所用試劑。(儀器可重復使用，固定裝置不必畫出)

tQr

分液漏斗長頸漏斗導管橡膠塞膠皮管

II.實驗室制備少量硫酸亞鐵晶體的實驗步驟如下：取過量潔凈的鐵屑，加入20%?30%

的稀硫酸溶液，在50℃?80℃水浴中加熱至不再產(chǎn)生氣泡。將溶液趁熱過濾，濾液移至試管

中，用橡膠塞塞緊試管口，靜置、冷卻一段時間后收集產(chǎn)品。

(1)寫出該實驗制備硫酸亞鐵的化學方程式：

(2)硫酸溶液過稀會導致一:

(3)采用水浴加熱的原因是。

(4)反應時鐵屑過量的目的是(用離子方程式表示)

(5)溶液趁熱過濾的原因是

____________________________________________________________________________________________________________O

(6)靜置冷卻一段時間后，在試管中觀察到的現(xiàn)象是

2.(2009?廣東，24)超細氧化鋁是一種重要的功能陶瓷原料。

⑴實驗室常以NH4Al(SO4)2和NH4HCO3為原料，在一定條件下先反應生成沉淀

NH4A1O(OH)HCO3,該沉淀高溫分解即得超細AI2O3。NH4A1O(OH)HCO3熱分解的化學反應

方程式為___________________________________________________________________________

(2訃出人1804)2?121120的相對分子質量為453。欲配制100101^：?為2、濃度約為0.1mol-L

-1的NH4A1(SO4)2溶液，配制過程為：

①用托盤天平稱量NH4A1(SO4)2-12H2O固體g；

②將上述固體置于燒杯中，o

(3)在0.1molL-iNH4Al(SO4)2溶液中，鋁各形態(tài)的濃度(以AF+計)的對數(shù)(Ige)隨溶液pH

變化的關系見下圖：

Ige°

-2

-3

①用NaOH溶液調節(jié)(2)中溶液pH至7,該過程中發(fā)生反應的離子方程式有。

②請在框圖中，畫出0.01mol-L^1NH4Al(SC>4)2溶液中鋁各形態(tài)的濃度的對數(shù)Ige隨溶液

pH變化的關系圖，并進行必要的標注。

熱點集訓--■?

1.甲酸(HCOOH)是一種有刺激性臭味的無色液體，有很強的腐蝕性。熔點&4°C,沸點

100.7℃,能與水、乙醇互溶，加熱至160℃即分解成二氧化碳和氫氣。

(1)實驗室可用甲酸與濃硫酸共熱制備一氧化碳：HCOOH==HO+COf,實驗的

moU口Vv口2

部分裝置如下圖所示。制備時先加熱濃硫酸至80℃?90℃,再逐滴滴入甲酸。

①從下圖挑選所需的儀器，在方框中畫出I中所缺的氣體發(fā)生裝置(添加必要的塞子、玻

璃管、膠皮管，固定裝置不用畫)，并標明容器中的試劑。

分液漏斗長頸漏斗蒸饋燒瓶集氣瓶溫度計

②裝置n的作用是。

(2)實驗室可用甲酸制備甲酸銅。其方法是先用硫酸銅和碳酸氫鈉作用制得堿式碳酸銅,

然后再與甲酸制得四水甲酸銅［Cu(HCOO)2-4H2。］晶體。相關的化學方程式是：

2CuSO4+4NaHCO3=Cu(OH)2-CuCO3(+3CO2f+2Na2so4+H2O

CU(OH)2CUCO3+4HCOOH+5H2O=

2CU(HCOO)2-4H2O+CO2f

實驗步驟如下：

堿式碳酸銅的制備：

NaHCCh固體iiiCU(OH)2-

CUSO4-5H2。晶體|研磨.熱水中度應......1cuCC)3面體

①步驟i是將一定量CUSO4-5H2O晶體和NaHCO3固體一起放到研缽中研磨，其目的是

②步驟ii是在攪拌下將固體混合物分多次緩慢加入熱水中，反應溫度控制在70℃~

80℃,如果看到(填寫實驗現(xiàn)象)，說明溫度過高。

2.(1)某科研小組發(fā)現(xiàn)某不銹鋼材料在酸中腐蝕緩慢，但在某些鹽溶液中腐蝕現(xiàn)象明顯。

請從稀硫酸、NaOH溶液、CuO、Cu中選擇兩種試劑，設計最佳實驗方案，驗證該鋼材易在

鹽溶液中被腐蝕。有關化學方程式是_____________________________________________

___________________________________________________________________________,

實驗現(xiàn)象是o

(2)在(1)答案中選擇一個反應設計成原電池。畫出該原電池裝置圖，標出正、負極材料名

稱并寫出正極的電極反應式。

正極反應式為：

(3)為確認上述原電池反應的氧化產(chǎn)物，取少量反應后的溶液于一支試管中，若出現(xiàn)下列

情況通過分析加以說明。

A.若先滴入幾滴KSCN溶液，無明顯現(xiàn)象，再滴入幾滴氯水，溶液立即顯紅色，說明

B.若滴入幾滴KSCN溶液，溶液立即變成紅色，說明o

C.若先滴入幾滴KSCN溶液，無明顯現(xiàn)象，再滴入幾滴氯水，也無明顯現(xiàn)象，說明

3.由白色和黑色固體組成的混合物A,可以發(fā)生如圖所示的一系列變化:

iraj的濃溶液廣|含F(xiàn)的溶例

，氣體B|

廣I固體DI反應③

|混合物A黃綠色氣體G

通電

H溶液E卜」氣體H密度最示

反應④

溶液I

|紫色(透過藍色鉆玻璃片觀菊!焰色

反應

⑴寫出反應③的化學方程式：_______________________________________________

⑵在操作②中需要用到的玻璃儀器的名稱是

(3)下列實驗裝置中可用于實驗室制取氣體G的發(fā)生裝置的是—(填序號)。

Inm

為了得到純凈干燥的氣體G,可將氣體通過a和b裝置，a、b兩廣口瓶中所裝入的溶液

依次是o顯然，c、d裝置不完整，請在圖中補充完整。

鈉溶液

abd

(4)寫出d中發(fā)生反應的離子方程式：______________________________________

;實驗室吸收氣體J,可以采用下列哪些裝置_________(填序號)。

學案55實驗作圖題

【熱點探究區(qū)】

典例導悟

1.正解：裝置如圖乙

2.正解：裝置如圖C。

3.(1)如下圖所示

儀器標號儀器中所加物質作用

B飽和碳酸氫鈉溶液除去CO2中的HC1氣體

C濃硫酸除去C02中的水蒸氣

D干燥木炭粉與CO2反應產(chǎn)生CO

E氫氧化鈉溶液吸收未反應的CO2

(3)可以通過控制加酸的量，來控制氣體產(chǎn)生的快慢；同時小試管中充滿鹽酸，可以起到

液封的作用，防止反應激烈時氣體經(jīng)漏斗沖出

(4)點燃氣體，火焰呈藍色，再用一個內壁附著有澄清石灰水的燒杯罩在火焰上，燒杯內

壁的石灰水變渾濁

解析(1)這里與一般的物質制備思路是一致的，思路是先制備CO2,再凈化除雜，干燥,

接著再與C在高溫下反應制CO,再除去未反應完的CCh,我們這里只需要畫裝置簡圖即可。

(2)各個儀器裝置中所盛試劑及其作用：B中：飽和的碳酸氫鈉溶液，除去氣體中的氯化

氫氣體；C中：濃硫酸，除去二氧化碳中的水蒸氣；D中：干燥的木炭粉，目的是與二氧化

碳反應產(chǎn)生CO;E中為氫氧化鈉溶液，除去未反應的二氧化碳。

(3)將長頸漏斗下端插入一小試管中的優(yōu)點：一是可以控制反應的快慢，通過控制加入的

酸的用量來控制反應產(chǎn)生的氣體的快慢；二是防止容器內因壓力過大造成氣體從長頸漏斗中

逸出。

(4)驗證一氧化碳的方法可以利用一氧化碳的可燃性進行，將氣體點燃，然后在火焰上方

罩一內壁涂有澄清石灰水的燒杯，若火焰呈藍色且澄清石灰水變渾濁，證明產(chǎn)生了一氧化碳。

4.(1)<(2)1.88Xl(F4moi.L〕s—1

(3)5.00X103

(4)CD

(5)0II.2801.2OX1O-35.80X10-3

III.1.20X10~35.80X10-3

解析(1)該反應的AS<0,由NH—TNS<0反應自發(fā)進行推知，AH<0。

(2)2s內的o(N2)=嚴(NO)

110.00X10-4mol-L-1-2.50X10-4mol-L-1

=2X工

=1.88X10^4mol-L-1-s-1o

催化劑

「

(3)2NO+2CO2cCh+N2

起始濃度

1.00X10-33.60X10-300

/mol-L1

變化濃度9.00X4.5X

9.00X10-49,0X10-4

/mol-L110-410一4

(4s時)

9.004.5X

平衡濃度1.00X10-42.70X10-3

X10-410-4

/mol-L1

一(CO?)”)_(9.00X10-4)2義(4$xlop

K~C2(NO)-C2(CO)一(1.00X10-4)2x(2.7x10-3)2

=5.00X103。

(4)A使用催化劑，平衡不移動，NO轉化率不變；升溫，平衡向左移動，NO轉化率降

低，B錯，C正確；D縮小容器體積，平衡向右移動，NO轉化率提高。

(5)①本實驗的目的是驗證溫度、催化劑的比表面積對化學反應速率的影響，I、II組內

題中信息的比表面積不同，則溫度、反應物初始濃度一定相同，II、III組中，比表面積相同，

溫度不同，其他則一定相同。

②據(jù)三段式可分別計算出不同條件下平衡時NO的濃度，從而畫圖。

【熱點集訓區(qū)】

高考集訓

1.I.

II.⑴Fe+H2so4(稀『°旦絲°FeSC)4+H2f

(2)反應速率慢，不利于晶體析出

⑶容易控制溫度

(4)Fe+2Fe3+^=3Fe2+

(5)減少FeSO4的損失；防止空氣進入試管將Fe2+氧化為Fe3+(6)有淺綠色晶體析出

2.(1)2NH4A1O(OH)HCO3^=A12O3+2NH3t+3H2O+2CO2f

(2)①4.5②稱量一溶解一移液一洗滌一定容

(3)①NHI+OH，-NH3H2O；A13++3OH~=A1(OH)3i

②

'50'2'468101214

pH

解析(1)根據(jù)NH4A1O(OH)HCO3的組成聯(lián)系到碳酸氫鐵鹽的分解可知：

2NH4A1O(OH)HCO3=^=A12O3+3H2O+2CO2t+2NH3f。

(2)由物質的量濃度的定義公式可計算：

???[NH4AI(SO4)2-12H2O]=WM[NH4AI(SO4)2-12H2O]=C-V-A/[NH4AI(SO4)2-12H2O]

=0.1mol-L-1X100rnLXlO^3LmL-1X453g-mol-=4.53g,由于托盤天平的精確度為

0.1g,故為4.5go

(3)①由圖象可知，開始階段c(A-+)沒變化；而后C(AF+)降低，生成A1(OH)3沉淀；當

pH>8時，A1(OH)3沉淀開始溶解。調節(jié)pH至7,OJT先跟NH：反應，然后與AR+反應生成

A1(OH)3沉淀。

熱點集訓

;1;1)①如右圖所示②防止水槽中

的水因倒吸流入蒸儲燒瓶中(2)①研細并混合均勻②出現(xiàn)黑色固體

2.(1)CuO+H2SO4=CUSO4+H2O>Fe+CuSO4=FeSO4+Cu不銹鋼表面有紫紅色物

質析出(2)原電池裝置如圖所示(電極材料名稱、正負極符號未標或標錯不給分。其他合理答

鐵(-)、[^碳(+)

(1r

CuSO4

'溶液

案均給分)Cu2++2e-=Cu(3)A.鋼鐵的氧化