《北京四中網(wǎng)校2013年高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 實(shí)驗(yàn) 專題三 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)知識(shí)導(dǎo)學(xué)》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《北京四中網(wǎng)校2013年高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 實(shí)驗(yàn) 專題三 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)知識(shí)導(dǎo)學(xué)（7頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
1、實(shí)驗(yàn)專題三——實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)
[考點(diǎn)掃描]
1．掌握化學(xué)實(shí)驗(yàn)的記錄方法和運(yùn)用化學(xué)知識(shí)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單實(shí)驗(yàn)方案的能力。
(1)根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，觀察、記錄、分析或處理數(shù)據(jù)，得出正確結(jié)論。
(2)根據(jù)實(shí)驗(yàn)試題的要求，設(shè)計(jì)基本實(shí)驗(yàn)方案。
(3)能繪制和識(shí)別典型的實(shí)驗(yàn)儀器裝置圖。
2．既考查基本實(shí)驗(yàn)操作，也考查實(shí)驗(yàn)裝置的選擇能力，突出了化學(xué)和物理儀器的綜合運(yùn)用。
3．以基本反應(yīng)為對(duì)象，依據(jù)基本實(shí)驗(yàn)原則，選擇和評(píng)價(jià)相關(guān)裝置，進(jìn)行有關(guān)計(jì)算。
4．根據(jù)定量實(shí)驗(yàn)的原理和方法，進(jìn)行相關(guān)的定量實(shí)驗(yàn)及設(shè)計(jì)，考查學(xué)生分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果和處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的能力。
[知識(shí)指津]
1．化
2、學(xué)實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)的基本要求
化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)的基本要求是方法簡(jiǎn)便、現(xiàn)象明顯、操作易行。要根據(jù)實(shí)驗(yàn)試題的要求，認(rèn)真分析題給條件，弄清反應(yīng)原理，選準(zhǔn)反應(yīng)物，明確生成物性質(zhì)和實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，繪好(或連接好)儀器裝置，明確操作過(guò)程，根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論。
2．設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案時(shí)要注意以下幾點(diǎn)
(1)藥品和裝置是部分給出或剛好還是有多余。若藥品和裝置只部分給出，則應(yīng)需要作必要的補(bǔ)充，若有多余，則應(yīng)進(jìn)行篩選和淘汰。
(2)題設(shè)條件有無(wú)特殊要求。如采用最簡(jiǎn)單或最合理的實(shí)驗(yàn)步驟，這些要求對(duì)我們考慮反應(yīng)原理，選擇藥品和裝置，確定操作步驟都作了限定，必須高度重視。
(3)實(shí)驗(yàn)過(guò)
3、程中的隱蔽性操作。如某些必要的干燥除雜、冷凝等，這些都是實(shí)驗(yàn)中必不可少的，但容易被忽略。
(4)儀器藥品的規(guī)格。有些題目要求指出藥品的名稱，這類(lèi)問(wèn)題學(xué)生最難答準(zhǔn)確，如有些藥品的準(zhǔn)確描述為：硫酸銅粉末、澄清石灰水、酸性高錳酸鉀溶液、濃硫酸等。
(5)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)時(shí)還要考慮因素：
?、賰艋?、吸收氣體及熄滅酒精時(shí)要防液體倒吸；
②進(jìn)行某些易燃易爆實(shí)驗(yàn)時(shí)要防爆炸(如H2還原CuO應(yīng)先通H2，氣體點(diǎn)燃先驗(yàn)純等)；
?、鄯姥趸?如H2還原CuO后要“先滅燈后斷氫”，白磷切割宜在水中進(jìn)行等)；
?、芊牢?如取用、制取易吸水或潮解的物質(zhì)，須采取必要措施，以保證達(dá)
4、到實(shí)驗(yàn)?zāi)康?；
⑤符合環(huán)保要求。
[范例點(diǎn)擊]
例 用實(shí)驗(yàn)確定某酸HA是弱電解質(zhì)。兩同學(xué)的方案是：
甲：
?、俜Q取一定質(zhì)量的HA配制0.1mol·L-1的溶液100mL；
?、谟胮H試紙測(cè)出該溶液的pH值，即可證明HA是弱電解質(zhì)。
乙：
?、儆靡阎镔|(zhì)的量濃度的HA溶液、鹽酸，分別配制pH=1的兩種酸溶液各100mL；
?、诜謩e取這兩種溶液各10mL，加水稀釋為100mL；
?、鄹魅∠嗤w積的兩種稀釋液裝入兩個(gè)試管，同時(shí)加入純度相同的鋅粒，觀察現(xiàn)象，即可證明HA是弱電解質(zhì)。
(1)在兩個(gè)方案的第①步中，都要用到的定量?jī)x
5、器是__________________。
(2)甲方案中，說(shuō)明HA是弱電解質(zhì)的理由是測(cè)得溶液的pH__________________1(選填>、<、＝)。
乙方案中，說(shuō)明HA是弱電解質(zhì)的現(xiàn)象是__________________(多選扣分)。
(a)裝HCl溶液的試管中放出H2的速率快；
(b)裝HA溶液的試管中放出H2的速率快；
(c)兩個(gè)試管中產(chǎn)生氣體速率一樣快。
(3)請(qǐng)你評(píng)價(jià)：乙方案中難以實(shí)現(xiàn)之處和不妥之處__________________、__________________。
(4)請(qǐng)你再提出一個(gè)合理而比較容易進(jìn)行的方
6、案(藥品可任取)，作簡(jiǎn)明扼要表述。
解析
設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)判斷HA是弱電解質(zhì)有多種方法，應(yīng)根據(jù)已學(xué)知識(shí)分析甲、乙兩同學(xué)的方案是否完善，可從影響化學(xué)反應(yīng)速率的條件、c(H′)(pH值)、Zn片表面積以及配制溶液等角度進(jìn)行評(píng)價(jià)。
答案
(1)100mL容量瓶
(2)>
(3)配制pH＝1的HA溶液難以實(shí)現(xiàn)，不妥之處在于加入的鋅粒難以做到表面積相同
(4)配制NaA溶液，測(cè)其pH值>7即證明HA是弱電解質(zhì)。
[變式操練]
1．三位學(xué)生設(shè)計(jì)了下述三個(gè)方案，并都認(rèn)為，如果觀察到的現(xiàn)象和自己設(shè)計(jì)的方案一致，即可確證試液中有SO42-
7、
方案甲：試液 白色沉淀 沉淀不溶解。
方案乙：試液 無(wú)沉淀 白色沉淀。
方案丙：試液 無(wú)沉淀 白色沉淀。
試評(píng)價(jià)上述各方案是否嚴(yán)密，并說(shuō)明理由。
(1)方案甲__________________，因?yàn)開(kāi)_________________；
(2)方案乙__________________，因?yàn)開(kāi)_________________；
(3)方案丙__________________，因?yàn)開(kāi)_________________。
答案
(1)不嚴(yán)密，試樣中若含有Ag+離子，也會(huì)有此現(xiàn)象?！?
(2)嚴(yán)密，用鹽酸酸
8、化可排除了Ag+、SO32-等離子的干擾?！?
(3)不嚴(yán)密，試樣中若含有SO32-離子，也會(huì)有此現(xiàn)象。
2．某課外活動(dòng)小組加熱炭粉(過(guò)量)和氧化銅的混合物，再用下圖所示裝置，對(duì)獲得的銅粉(含炭)樣品進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。圖中鐵架臺(tái)等裝置已略去。請(qǐng)你幫助他們完成下列實(shí)驗(yàn)報(bào)告。
(1)實(shí)驗(yàn)?zāi)康模篲_________________。
(2)實(shí)驗(yàn)用品：儀器：天平、分液漏斗、錐形瓶、硬質(zhì)玻璃管、干燥管、酒精燈、洗氣瓶等，藥品：紅褐色銅粉(含炭)樣品、過(guò)氧化氫溶液、二氧化錳、堿石灰、濃硫酸等。
(3)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容(見(jiàn)表1)。
表1實(shí)驗(yàn)步驟、現(xiàn)象及化學(xué)方程式：
9、
實(shí)驗(yàn)步驟
實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象
有關(guān)化學(xué)方程式
在C中加入樣品粉末Wg，D中裝入藥品后并稱量為m1g，連接好儀器后，檢查氣密性
打開(kāi)A的活塞，慢慢滴加溶液
對(duì)C進(jìn)行加熱，當(dāng)C中藥品充分反應(yīng)后，關(guān)閉A的活塞，停止加熱
冷卻后，稱量D的質(zhì)量為m2g
(4)計(jì)算：樣品中銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)＝__________________。(用含W，m1，m2的代數(shù)式表示。)
(5)問(wèn)題和討論：
實(shí)驗(yàn)完成后，老師評(píng)議說(shuō)：按上述實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，即使C中反應(yīng)完全、D中吸收完全，也不會(huì)得出正確的結(jié)果。經(jīng)討論，有學(xué)生提出在B與C之間加入一個(gè)裝置，再次實(shí)驗(yàn)后，
10、得到了較正確的結(jié)果。那么，原來(lái)實(shí)驗(yàn)所測(cè)得的銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)偏小的原因可能是__________________。在B與C之間加入的裝置可以是__________________，其中盛放的藥品是__________________。
答案
(1)測(cè)定銅粉樣品中銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)
(3)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象及有關(guān)化學(xué)方程式
實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 有關(guān)化學(xué)方程式
B，E中有氣泡產(chǎn)生 2H2O2 2H2O+O2↑
C中紅褐色粉末 2Cu+O2 2CuO
變成黑色 C+O2 CO2
(4)
(5)偏?。核魵馔?/p>
11、過(guò)C被D中堿石灰吸收 洗氣瓶 濃硫酸(或干燥管堿石灰)
[配套練習(xí)]
1．下圖是課外活動(dòng)小組同學(xué)設(shè)計(jì)的幾種尾氣吸收裝置。從實(shí)驗(yàn)安全和保護(hù)環(huán)境的角度考慮，當(dāng)用于吸收HCl氣體時(shí)(裝置中液體為水，固體為堿石灰)，應(yīng)選用的裝置是__________________(選填裝置序號(hào)，選錯(cuò)倒扣分)。若用于吸收NH3，在上述已選用的裝置中不宜采用的是__________________，原因是__________________。
答案
a、d、e、h；h 氨氣是堿性氣體，不能被堿石灰(NaOH、CaO)吸收。
2．選擇使用下列儀器(含藥品)，驗(yàn)證由銅和適量
12、濃硝酸反應(yīng)產(chǎn)生的氣體中含有NO(N2和O2的用量可自由控制)
已知：
Ⅰ NO+NO2+2OH-＝2NO2-+H2O
?、颉?氣體液化溫度NO2：21℃，NO：-152℃
(1)現(xiàn)有甲、乙、丙3位同學(xué)分別設(shè)計(jì)了以下3個(gè)實(shí)驗(yàn)方案(用儀器的連接順序表示)。
甲：A→C→F→D→B 乙：A→B→C→E 丙：A→F→D→B
請(qǐng)回答：甲、乙、丙3位同學(xué)提出的實(shí)驗(yàn)方案是否能驗(yàn)證Cu與適量濃硝酸反應(yīng)，產(chǎn)生的氣體中含有NO(填“能”或“不能”)。
甲__________________，乙__________________，丙______________
13、____。
(2)反應(yīng)前先通足量N2，其目的是__________________。
(3)確認(rèn)氣體中含有NO的現(xiàn)象是__________________。
答案
(1)能；不能；不能。
(2)排盡整個(gè)裝置中的空氣，防止產(chǎn)生的NO被空氣中的氧化
(3)(D)裝置中通人后有紅棕色氣體生成
3．已知氨氣跟氧化銅反應(yīng)可以制備氮?dú)猓?NH3+3CuO 3Cu+3H2O+N2，純氮?dú)飧V在高溫下反應(yīng)可得到氮化鎂，但氮化鎂遇水即反應(yīng)生成氫氧化鎂和氨氣。
(1)下面是某化學(xué)課外小組的同學(xué)提出的實(shí)驗(yàn)室制備氨氣的幾種方案
A
14、．硫酸銨固體與消石灰共熱
B．濃氨水逐滴加到新制的生石灰水
C．在一定條件下，氮?dú)馀c氫氣化合
D．加熱分解氯化銨固體
你認(rèn)為其中較簡(jiǎn)便易行的方案有_______________(填字母)；其反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)_________________。
(2)該小組同學(xué)設(shè)計(jì)的制備氮化鎂的方案有以下兩個(gè)。分別見(jiàn)實(shí)驗(yàn)方案的裝置圖(夾持及加熱儀器沒(méi)有畫(huà)出)。且在實(shí)驗(yàn)前系統(tǒng)內(nèi)的空氣均已排除。
[方案一]
①該實(shí)驗(yàn)完成后，能否得到純凈的氮化鎂(填“能”或“不能”)。簡(jiǎn)述理由__________________________。
15、②裝置C的作用是__________________。
[方案二]
已知：6NH3+3Mg 3Mg(NH2)2+3H2↑
A B C D E F
?、僭摲桨钢写嬖诘闹饕獑?wèn)題是______________________________________________________。
?、谌绾尾拍芙鉀Q上述問(wèn)題______________________________________________________。
答案
(1)A、B；
(NH4)2SO4+Ca(OH)2
16、 CaSO4+2NH3+2H2O
2NH3·H2O 2NH3↑+H2O(或NH3·H2O NH3↑+H2O)
(2)[方案一]
①不能。由于在F裝置后缺少一干燥裝置，部分Mg3N2將與空氣中的水蒸氣發(fā)生水解反應(yīng)生成氫氧化鎂，導(dǎo)致產(chǎn)品不純。
?、谧霭踩浚乐寡b置D中的水倒吸。
[方案二]
①由于與鎂粉反應(yīng)的氮?dú)庵谢煊邪睔猓野睔庖部膳c鎂粉反應(yīng)，造成產(chǎn)品不純。
?、诳蓪⒀b置D換成一裝有濃硫酸的洗氣瓶并在裝置C與裝置D之間加一安全瓶?；蛟谘b置C與裝置D之間順序加入安全瓶和裝有水的洗氣瓶。
4．“套管實(shí)驗(yàn)”是將一支較小的玻璃儀器
17、裝入另一玻璃儀器中，經(jīng)組裝來(lái)完成原來(lái)需要兩只或更多普通玻璃儀器進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)。因其具有許多優(yōu)點(diǎn)，近年被廣泛開(kāi)發(fā)并應(yīng)用于化學(xué)實(shí)驗(yàn)中。下述兩個(gè)實(shí)驗(yàn)均為“套管實(shí)驗(yàn)”，請(qǐng)觀察實(shí)驗(yàn)裝置、分析實(shí)驗(yàn)原理，回答下列問(wèn)題：
[實(shí)驗(yàn)一]
如圖甲，小試管內(nèi)塞有沾有無(wú)水硫酸銅粉末的棉花球。
(1)從點(diǎn)燃酒精燈開(kāi)始，試管及燒杯A、B中能觀察到的現(xiàn)象有__________________。
(2)整個(gè)實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)，在操作上需要特別注意的問(wèn)題是__________________。
(3)通過(guò)該實(shí)驗(yàn)可以得出的結(jié)論是__________________。
[實(shí)驗(yàn)二]
在
18、氨氣的噴泉實(shí)驗(yàn)中，將圓底燒瓶集滿氨氣的操作很麻煩。請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單的操作方法，只用一支試管(如圖乙)，選用下列藥品：A．氯化銨固體 B．氫氧化鈉固體 C．濃氨水 C．濃硫酸 E．濕潤(rùn)的紅色石蕊試紙，采用“套管法”在圓底燒瓶中集滿噴泉實(shí)驗(yàn)所用的氨氣。
(4)所用的試劑為：__________________。
(5)請(qǐng)簡(jiǎn)述所設(shè)計(jì)的操作及檢驗(yàn)集滿氨氣的現(xiàn)象：____________________________________。
(6)產(chǎn)生氨氣的化學(xué)反應(yīng)方程式為：_________________________________________________
19、_____。
(7)將上述兩個(gè)實(shí)驗(yàn)與普通實(shí)驗(yàn)相比較，“套管實(shí)驗(yàn)”明顯具備的優(yōu)點(diǎn)是：__________________。
答案
(1)棉花球變藍(lán)；B中石灰水變渾；開(kāi)始時(shí)A中有氣泡產(chǎn)生；小試管內(nèi)有液滴出現(xiàn)
(2)防止倒吸(或先撥導(dǎo)管后撤酒精燈)
(3)NaHCO3的熱穩(wěn)定性比Na2CO3差，NaHCO3分解有CO2和H2O產(chǎn)生
(4)BC(E)或ABC(E)
(5)將圓底燒瓶倒置，向試管中分別加入所選試劑，迅速將試管的上口，伸至燒瓶的底部。過(guò)一會(huì)兒，將濕潤(rùn)的紅色石蕊試紙置于燒瓶口處，若試紙變藍(lán)，則說(shuō)明NH3已集滿。
(6)NH3·H2ONH3↑+H2O(或同時(shí)有：NH4Cl+NaOHNH3↑+NaCl+H2O)。
(7)簡(jiǎn)化實(shí)驗(yàn)操作，提高實(shí)驗(yàn)效果，節(jié)約藥品
北京四中網(wǎng)校2013年高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 實(shí)驗(yàn) 專題三 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)知識(shí)導(dǎo)學(xué)
