11-3第三讲 物质的制备及实验方案的设计与评价
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人教版高中化学高考总复习 第3讲 化学实验方案的设计与评价
第3讲化学实验方案的设计与评价考纲要求1.掌握常见气体的实验室制法(包括所用试剂、反应原理、仪器和收集方法)及相关的实验设计与评价。
2.根据化学实验的目的和要求，能做到：①设计实验方案；②正确选用实验装置；③掌握控制实验条件的方法；④预测或描述实验现象、分析或处理实验数据，得出合理结论；⑤评价或改进实验方案。
考点一常见气体的制备实验与评判基础梳理·自我排查1.气体制备装置2．气体的收集方法3.气体干燥净化装置4.防倒吸装置涉气类制备实验先后顺序(1)装配仪器时：先下后上，先左后右。
(2)加入试剂时，先固后液。
(3)实验开始时：先检查装置气密性，再加药品，后点酒精灯。
(4)净化气体时：一般先除去有毒、有刺激性气味的气体，后除去无毒、无味的气体，最后除水蒸气。
(5)防倒吸实验：往往是最后停止加热或停止通气。
(6)防氧化实验：往往是最后停止通气。
)考点专练·层级突破练点一实验装置的选择1．下列制备和收集气体的实验装置合理的是( )练后归纳气体制备实验的基本思路2．某化学兴趣小组为研究生铁(含碳)与浓硫酸的反应情况及产物性质，设计如下实验。
请回答下列问题：(1)按上图所示装置进行实验(夹持装置及尾气处理装置未画出)。
仪器b的名称为________；实验过程中，装置B中观察的现象是________________；装置C中有白色沉淀生成，该沉淀是________(填化学式)。
(2)装置A中还会产生CO2气体，请写出产生CO2的化学方程式：_______________________________________________________________ _________。
(3)为了验证装置A中产生的气体中含有CO2，请从下列①～④中选出必要的装置，连接到A装置的c处管口，从左到右的顺序为________(填序号)；然后再进行的操作是从a处多次鼓入N2，其目的是___________________________________________________________ _______________________________________________________________ ______________________。
高考化学一轮复习第11章 第3讲物质的制备及实验方案的设计与评价
(1)若气体入口通入CO和CO2的混合气体，E内放置CuO，选 择装置获得纯净干燥的CO，并验证其还原性及氧化产物， 所选择装置的连接顺序为________(填代号)。能验证CO氧化 产物的现象是_______________________。 (2) 停 止 CO 和 CO2 混 合 气 体 的 通 入 ， E 内 放 置 Na2O2 ， 按 A→E→D→B→H装置顺序制取纯净干燥的O2，并用O2氧化 乙醇。此时，活塞a应________，活塞b应________，需要加 热的仪器装置有________(填代号)，m中反应的化学方程式 为：_______________________________。
收集装置
适用的气 H2、O2、NO、 Cl2、HCl、CO2、
体
CH4、C2H4
NO2、H2S、SO2
H2、NH3、CH4
考基梳理 助学提升
考点通解 能力对接
考向集训 名师揭秘
4.尾气处理 通常有毒和有污染的尾气必须适当处理，常用尾气处理装 置有：
考基梳理 助学提升
考点通解 能力对接
考向集训 名师揭秘
考基梳理 助学提升
考点通解 能力对接
考向集训 名师揭秘
2．评价类型
考基梳理 助学提升
考点通解 能力对接
考向集训 名师揭秘
制备氧气的途径有哪些？ 提示 制备氧气的方法有物理方法如分离空气法；加热方 法如加热分解氯酸钾和高锰酸钾；常温方法如双氧水的分 解、过氧化钠与水的反应；电解法如电解水。
考基梳理 助学提升
考基梳理 助学提升
考点通解 能力对接
考向集训 名师揭秘
③还原性杂质，可用氧化性较强的物质来吸收或转化；氧化 性杂质，可用还原性较强的物质来吸收。例如CO2(CO)，可 将混合气体通过盛灼热CuO的e来除去杂质。 ④选用能与气体中的杂质反应生成难溶性物质或可溶性物质 的试剂做吸收剂来除去杂质。如O2(H2S)，可将混合气体通 过盛有CuSO4溶液的a除去杂质。
高中化学复习-第十一章 第3节实验方案的设计与评价
答案 B
高考真题实战
配套课时作业
答案
解析 A 错：向苯酚溶液中滴加少量浓溴水、振荡，无白色沉淀，可能 的原因是溴水的量太少。B 对：向久置的 Na2SO3 溶液中加入足量 BaCl2 溶液， 出现白色沉淀；再加入足量稀盐酸，部分沉淀溶解，说明白色沉淀中含有硫 酸钡，证明部分 Na2SO3 被氧化。C 错：银镜反应需要在碱性环境中进行， 操作中未出现银镜，不能说明蔗糖未水解。D 错：向某黄色溶液中加入淀粉 KI 溶液，溶液呈蓝色，该溶液中也可能含有 Fe3＋，Fe3＋也能将 I－氧化为单质 碘。
高考真题实战
配套课时作业
解析
物质性质实验设计与评价题的解题策略 性质验证型实验题的关键是结合题目要求和所给的仪器、装置以及所给 的试剂了解命题的意图。一般思路是：
高考真题实战
配套课时作业
23
高考真题实战
1.(2018·全国卷Ⅱ)下列实验过程可以达到实验目的的是( )
答案 B
高考真题实战
配套课时作业
第3节 实验方案的设计与评价
[考试说明] 1.能根据实验试题要求，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。2.了解科学探究的基本过程，学习运用以实验和推理为基础的科学探究 方法解决有关问题。3.实验各部分知识与技能的综合应用。
高考真题实战
配套课时作业
题组训练
1.草酸亚铁晶体的化学式为 FeC2O4·2H2O，它是一种淡黄色结晶粉末，
加热
时
可发
生如
下分
解
反
应
：
FeC2O4·2H2O
△ =====
FeO
＋
高考化学专题复习第三节 物质的制备 实验方案的设计与评价(鲁科版)
第三节
物质的制备
实验方案的设计与评价
常见气体的制备 1．实验室制取氧气的方法 (1)反应原理及发生装置
反应物
化学方程式
发生装 置 B
KClO3和
MnO2 KMnO4 H2O2和 MnO2
2KClO3
2KCl＋O2↑
B
2H2O2
2H2O＋O2↑
A
(2)收集方法：用向上排空气法或排水法。 (3)验满方法：用带火星的木条放在集气瓶瓶口。 2．实验室制取二氧化碳的方法
反应原理：CaCO3＋2HCl＝CaCl2＋CO2↑ ＋H2O 收集方法：向上排空气法 净化方法：用饱和NaHCO3溶液除去HCl 验满方法：将燃烧的木条放在瓶口
3．实验室制取氢气的方法
反应原理：Zn＋H2SO4＝ZnSO4＋H2↑ 收集方法：向下排空气法或排水法
Cl2、HCl、CO2、 H2、NH3、CH4 SO2、H2S
4.气体实验装置的设计 (1)装置顺序：制气装置→净化装置→反应或收集装置→除尾气 装置。 (2)安装顺序：由下向上，由左向右。 (3)操作顺序：装配仪器→检验气密性→加入药品。
如图是实验室常见的气体制取、干燥和收集装置。若用过氧化 氢和催化剂二氧化锰制取干燥的氧气，则合理的装置组合为( )
碱石灰或生石灰 特殊制法：浓氨水 ― ― ― ― ― ― ― → NH3 或氢氧化钠
如图是一套实验室制气装置，用于发生、干燥和收集气体。下 列各组物质中能利用这套装置进行实验的是( )
A．铜屑和稀硝酸 C．用浓氨水和生石灰反应
B．二氧化锰和浓盐酸 D．碳酸钙和稀盐酸
解析：本题考查常见气体实验室的制取与干燥基础知识的掌握 情况。利用这套装置制取收集气体需符合三个条件：固体与液体反 应，反应不用加热；气体不与浓硫酸反应，可使用浓硫酸进行干燥； 密度大于空气，可用向上排空气法收集。铜与稀硝酸反应生成 NO， 不能用排空气法收集； 用碳酸钙与稀盐酸制 CO2 反应不需加热， CO2 跟浓硫酸不反应且密度大于空气，可用这套装置制取。用 MnO2 跟 浓盐酸反应需加热，NH3 不能用浓硫酸干燥，均不符合题意。 答案：D
物质的制备
实验方案的设计与评价
常见气体的制备 1．实验室制取氧气的方法 (1)反应原理及发生装置
反应物
化学方程式
发生装 置 B
KClO3和
MnO2 KMnO4 H2O2和 MnO2
2KClO3
2KCl＋O2↑
B
2H2O2
2H2O＋O2↑
A
(2)收集方法：用向上排空气法或排水法。 (3)验满方法：用带火星的木条放在集气瓶瓶口。 2．实验室制取二氧化碳的方法
反应原理：CaCO3＋2HCl＝CaCl2＋CO2↑ ＋H2O 收集方法：向上排空气法 净化方法：用饱和NaHCO3溶液除去HCl 验满方法：将燃烧的木条放在瓶口
3．实验室制取氢气的方法
反应原理：Zn＋H2SO4＝ZnSO4＋H2↑ 收集方法：向下排空气法或排水法
Cl2、HCl、CO2、 H2、NH3、CH4 SO2、H2S
4.气体实验装置的设计 (1)装置顺序：制气装置→净化装置→反应或收集装置→除尾气 装置。 (2)安装顺序：由下向上，由左向右。 (3)操作顺序：装配仪器→检验气密性→加入药品。
如图是实验室常见的气体制取、干燥和收集装置。若用过氧化 氢和催化剂二氧化锰制取干燥的氧气，则合理的装置组合为( )
碱石灰或生石灰 特殊制法：浓氨水 ― ― ― ― ― ― ― → NH3 或氢氧化钠
如图是一套实验室制气装置，用于发生、干燥和收集气体。下 列各组物质中能利用这套装置进行实验的是( )
A．铜屑和稀硝酸 C．用浓氨水和生石灰反应
B．二氧化锰和浓盐酸 D．碳酸钙和稀盐酸
解析：本题考查常见气体实验室的制取与干燥基础知识的掌握 情况。利用这套装置制取收集气体需符合三个条件：固体与液体反 应，反应不用加热；气体不与浓硫酸反应，可使用浓硫酸进行干燥； 密度大于空气，可用向上排空气法收集。铜与稀硝酸反应生成 NO， 不能用排空气法收集； 用碳酸钙与稀盐酸制 CO2 反应不需加热， CO2 跟浓硫酸不反应且密度大于空气，可用这套装置制取。用 MnO2 跟 浓盐酸反应需加热，NH3 不能用浓硫酸干燥，均不符合题意。 答案：D
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②若分液应使用分液漏斗，若过滤应使用普通漏斗。 ③加入 NaCl 固体是为了增加水层的密度，便于分 层，从而与环己酮分离。
(3)由环己酮的结构简式：
判断，分子中共
有 3 种不同化学环境的氢原子。
【答案】 (1)①缓慢滴加 ②环己酮和水形成具有固定组成的混合物被一起蒸出 (2)①c、d、b、a ②普通漏斗、分液漏斗 ③增加水层的密度，有利于分层 (3)3
跟踪训练 (随学随练，轻松夺冠) 1．(2011年苏北四市高三调研)阿司匹林(乙酰水杨酸) 是常用的解热源自痛药，以下是合成阿司匹林的工艺流 程。
②抽滤的实验装置如下图所示。
请回答有关问题：
(1)仪器A的名称是________。 (2)在步骤②中，若冷却结晶时未出现结晶，可以 ________，促使晶体析出。 (3)实验时，当仪器B中液面高度快达到支管口位 置时，应进行的操作是___________________。 (4)仪器C中两玻璃导管的位置是否正确？答： ________。(填“正确”或“不正确”)
例1 (2009年高考江苏卷)环己酮是一种重要 的化工原料，实验室常用下列方法制备环己 酮：
环己醇、环己酮和水的部分物理性质见下表：
*括号中的数据表示该有机物与水形成的具有固定 组成的混合物的沸点
(1)酸性Na2Cr2O7溶液氧化环己醇反应的 ΔH<0，反应剧烈将导致体系温度迅速上升， 副反应增多。实验中将酸性Na2Cr2O7溶液加 到盛有环己醇的烧瓶中，在55 ℃～60 ℃进行
(7)若实验得到2.70 g纯净的阿司匹林，则产品的 产率为________。
解析：(1)仪器A为布氏漏斗。(2)可以用玻璃棒摩 擦瓶壁促使晶体析出。(3)当仪器B中液面高度快达
到支管口位置时，应关掉水龙头，拔掉吸滤瓶上的 橡胶塞，从吸滤瓶上口倒出溶液。(4)仪器C中两玻 璃导管的位置正确。
物质制备实验方案的设计与评价 课件-2021届高三化学一轮复习
Cl2 、CO2 、NO2 、SO2
H2 、NH3 、CH4
3、气体的收集方法
（2）其他收集方法
Cl2：排饱和食盐水； SO2：排饱和亚硫酸氢钠溶液； CO2：排饱和碳酸氢钠溶液。
4、检验装置气密性 （1）微热法： （2）液差法：
二、气体的净化、尾气处理。
1、气体的净化
（1）气体的净化原则
不减少被净化气体的量，不引入新的杂质，操作简 单，易于分离。
五、几种重要物质的制备
3．氢氧化铁胶体的制备
⑴原理
化学方程式为：FeCl3＋3H2O（沸水） ⑵操作步骤
四、化学实验方案的评价
4、最佳方案的选择
几个实验方案都能达到目的，选出一个最佳方案。
五、几种重要物质的制备
1.乙酸乙酯的制备：
⑴原理：CH3COOH+CH3CH2OH
CH3COOCH2CH3+H2O
⑵收集：饱和碳酸钠溶液 现象：碳酸钠溶液上层有油状液体
⑶注意事项：
①试剂的混合方法：先取无水乙醇，再沿器壁慢慢加入浓硫酸，冷却至室温
物质制备实验方案的设计与评价 高三年级 化学
目的与要求
综合实验方案的设计和评价是综合应用实验基础知识、 基本操作，结合化学基本理论、元素化合物知识、化 学计算等相关知识，进行整合，从而解决有关实验问 题。
一、常见气体的制备与收集
1、气体制备实验的操作顺序
（1）仪器的安装
①由下到上： ②从左到右： ③先塞后定：
二、气体的净化、尾气处理。
1、气体的净化 （2）气体的净化装置与方法
③还原性杂质，可用氧化性较强的物质来吸收或转化；氧化性杂质 可用还原性较强的物质来吸收。 如CO2(CO),可将混合气体通过盛灼热CuO的e装置来除去杂质。 ④选用能与气体中杂质反应生成难溶性物质或可溶性物质的试剂作 吸收剂来除去杂质。 如O2(H2S)，可将混合气体通过盛有CuSO4溶液的a装置除去杂质。
高三总复习化学课件 物质制备实验的设计与评价
4．气体的收集 收集方法
收集气体的类型
排水法
难溶于水或微溶于水且 不与水反应的气体
排空 气法
向上排 空气法
向下排 空气法
密度大于空气且不与空 气中的成分反应的气体
密度小于空气且不与空 气中的成分反应的气体
收集装置
可收集的气体 O2、H2、
NO、CO 等 Cl2、SO2、 NO2、CO2 等
H2、NH3 等
5．尾气的处理 (1)原因：有些气体有毒或有可燃性，任其逸散到空气中，会污染空气或者引发火 灾、爆炸等危害。 (2)处理方法：一般根据气体的相关性质，使其转化为非气态物质或无毒物质，如 酸性有毒气体用碱溶液吸收，可燃性气体用点燃等措施处理。
(3)尾气处理装置(见下图 a、b、c)
①实验室制取 Cl2 时，尾气处理可采用 b 装置。 ②制取 CO 时，尾气处理可采用 a、c 装置。 ③制取 H2 时，尾气处理可采用 a、c 装置。
(2)固体(或液体)＋液体―△―→气体 发生装置：
制备气体：Cl2、C2H4 等。
(3)固体＋液体(不加热)―→气体 发生装置：
制备气体：选择合适的药品和装置能制取中学化学中常见的气体。
3．气体的除杂 (1)除杂试剂选择的依据和原则 依据 主体气体和杂质气体性质上的差异，如溶解性、酸碱性、氧化性、还原性等
物质制备实验的设计与评价
1．能依据实验目的和假设，设计解决简单问题的实验方案，能 对实验方案进行评价。
2．能根据不同类型实验的特点，设计并实施实验，具有安全意 识和环保意识。
3．能根据物质性质的差异选择物质分离的实验方法；能根据反 应原理选取实验装置制取物质。
目录
CONTENTS
1
夯实 必备知识
11-3 物质的制备及实验方案的设计与评价
第三讲 物质的制备及实验方案的设计与评价一、选择题1．用下列实验装置完成对应的实验(部分仪器已省略)，能达到实验目的的是 ( )解析 A 中稀释浓H 2SO 4不能在量筒中进行；B 中称量NaOH 固体应在干燥的小烧杯中称量；C 中冷却水的流向不对，温度计水银球的位置不对。
答案 D2．下列实验数据记录和实验方法正确的是( ) A ．用天平称取4.0 g NaOH 固体，用100 mL 量筒配制1.00 mol·L －1的NaOH 溶液B ．用25 mL 的滴定管(内装有标准NaOH 溶液)滴定未知浓度的盐酸用去NaOH 溶液22.32mLC ．用pH 试纸测得新制氯水的pH 为4D ．常温下，用气球收集500 mL NO 2气体，求得NO 2气体的物质的量为0.522.4mol 解析 实验数据和实验方法是中学化学的重点内容，对这两个方面都有较高的要求。
配制溶液不能在量筒中进行，所以A 是错误的；滴定管的精确度达到0.01 mL ，所以B 是正确的；氯水具有漂白性，所以不能用pH 试纸来测定pH ，C 错；常温下气体的摩尔体积不是22.4 L·mol －1，所以500 mL NO 2气体的物质的量不是0.522.4mol ，D 错。
本题易错选 D,22.4 L·mol－1是标准状况下的气体摩尔体积，只有在标准状况下才适用。
答案 B3．下列有关实验原理或操作正确的是 ( )A．选择合适的试剂，用图1所示装置可分别制取少量CO2、NO和O2B．制备乙酸乙酯时，向乙醇中缓慢加入浓硫酸和冰醋酸C．洗涤沉淀时(见图2)，向漏斗中加适量水，搅拌并滤干D．用广泛pH试纸测得0.10 mol·L－1NH4Cl溶液的pH＝5.2解析A项，无法用排空气法收集NO；B项正确；C项，洗涤沉淀时向漏斗中加适量水后要让水自然滤出，不能搅拌；D项，pH试纸测出的pH无法精确到0.1，只能是整数。
2019届高考化学一轮课件：11.36-物质的制备及实验方案的设计与评价
a 可选用下列干燥剂中的__________(填选项字母)。
a．生石灰 b．浓硫酸 c．五氧化二磷
解析
根据所给药品的特点，NH3 用熟石灰和氯化铵固体加热制备，选
A；Cl2 用浓盐酸和二氧化锰加热制备，选 C；H2 用 Zn 粒和稀盐酸制备，选 B；CO2 用大理石和稀盐酸制备，选 B。
有关气体制备实验装置解题总思路
(3)若选用Ⅳ为氯气的收集装置，应该在试管口放置一团棉花，该棉花团应用
氢氧化钠 防止氯气逸出污染空气 ______________ 溶液浸湿，其作用是______________________________________ 。
(4)若选用Ⅴ为氯气收集装置，则氯气应从________ 口通入，用化学方法检验 A 氯气收集满了的方法是
(2)若用 KMnO4 与浓盐酸反应制取氯气，应选用装置__________，试完成并 配平下列离子方程式：
－ － ＋ 2＋ 2 5 2 10 16 ______MnO ＋ ______H ===______Mn ＋ ______Cl 4 ＋ ______Cl 2↑ ＋
Ⅲ
8H2O 。 __________
3． 分析或处理实验数据， 得出合理 验方案，或对已有方案进行评 结论。了解控制实验条件的方法 价，将实验基础与实验操作相
4． 绘制和识别典型的实验仪器装置 结合，立足于综合实验能力的 图 考查是今后高考命题的趋势
微考点 • 大突破
见学生用书P254
微考点 1
物质的制备
一、常见气体的制备 1．常见气体的实验制备原理与收集 气体 反应原理 发生 装置图 A A 含有 的杂质 收集方法
△ 2KMnO4 ===== K2MnO4 ①__________________________ ＋ MnO2＋O2↑ ___________________________
2014高考化学一轮复习专题九物质的制备及实验方案的设计与评价95张
3.几种重要物质的制备方法
制备物质 制取原料
注意事项
Fe(OH)3 胶体
FeCl3溶液
将FeCl3溶液滴到沸水中，继续煮 沸至溶液变为红褐色
FeCl3 溶液
FeCl3晶体
用稀盐酸溶解FeCl3晶体，防止水 解
溴苯
苯和液溴
苯和液溴在铁作催化剂的条件下 反应，不用溴水
乙醇、浓 CH2CH2 硫酸
控制温度170 ℃，防止副反应发生， 加入碎瓷片防止暴沸
例如：H2、O2、CO、CH4、NO(只能用排液法收集)，
CH2===CH2、
等。
注意：Cl2不用排水法收集，但可用排饱和食盐水法收集，
CO2可以用排饱和NaHCO3溶液收集。排液法的典型仪器
是a，注意导管只能伸入集气瓶内少许。
(2)排气法：不与空气反应且密度与空气相差较大的气体；
又可分为向上排空气法和向下排空气法。用排气法收集气
2．装置的选择：由反应物的状态，反应条件和所制备气体 的性质、量的多少决定。装置从左到右的组装顺序为： 发生装置→净化装置→干燥装置→收集装置→尾气处理 装置。
3．仪器的装配：在装配仪器时，应自下而上，从左至右， 先塞好后固定；加入试剂时，先固后液；实验开始时， 先检查装置的气密性，后点燃酒精灯；在连接导管时， 应长进短出；量气装置的导管应短进长出；干燥管应大 口进，小口出。
就不能作为
尾气处理装置。
3．有些生成物需要防潮处理(如FeCl3、AlCl3等)，这时尾气 处理前必须有干燥装置，以防止水蒸气进入，如图所
示：
三种方法…………………………………………………………………………………………
1．气体收集装置的选择方法
(1)排液法：难溶或微溶于水且不与水发生化学反应的气体。
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考基导学 考点导析 高考揭秘 活页限时训练
②冷却问题。有的实验为防止气体冷凝不充分而受损失， 需要用冷凝管，可以用冷水或冰水冷凝气体(物质蒸气)， 使物质蒸气冷凝为液态便于收集。 ③防止倒吸问题。实验过程用到加热操作的，要防倒吸； 气体易溶于水的要防倒吸。 ④具有特殊作用的实验改进装置。如为防止分液漏斗中的 液体不能顺利流出，用橡皮管连接成连通装置；为防止气 体从长颈漏斗中逸出，可在发生装置中的漏斗末端套一支 小试管等。
考基导学
考点导析
高考揭秘
活页限时训练
考基导学
考点导析
高考揭秘
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(2)实验室典型的气体发生装置
考基导学
考点导析
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2．典型物质的实验室制备
(3)选择适宜操作方法 用胶头滴管吸取加热驱赶O2后的NaOH溶液， 如制氢氧化亚铁：________________________________________ 将滴管末端插入新制的FeSO4溶液液面下，挤出NaOH溶液 ____________________________________________________。 (4)选择适宜收集分离方法 饱和Na2CO3溶液 如制乙酸乙酯：________________。
高考揭秘
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实验设计的注意事项 3． (1)药品和装置是部分或刚好给出还是有剩余 若药品和装置只部分给出，则应需要作必要的补充，若有 剩余，则应进行筛选和淘汰。 (2)题目条件有无特殊要求 如采用最简单或最合理的实验步骤，这些要求对我们考虑 反应原理，选择药品和装置，确定操作步骤都作了限定， 必须高度重视。 (3)实验过程中的隐蔽性操作 如某些必要的干燥、除杂、冷凝等，这些都是实验中必不 可少的，但容易被忽略。
考基导学
考点导析
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实验方案的设计
1．实验方案设计的思路
实验方案设计，主要涉及原料、基本化学反应原理、实验 程序和仪器、设备。核心是原料，由原料可确定反应原 理，推导出实验步骤及所用仪器。
考基导学 考点导析 高考揭秘 活页限时训练
2．化学实验方案设计的仪器选用及连接顺序
考基导学
考点导析
考基导学 考点导析 高考揭秘 活页限时训练
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。
考基导学
考点导析
高考揭秘
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【应用1】► (2012· 承德联考)下图装置可用于制取、提纯并收集 表格中的四种气体(a、b、c表示相应仪器中加入的试剂)， 其中可行的是 ( )。
选项 A B C D
气体 NO2 SO2 NH3 CO2
a 浓硝酸 浓硫酸 浓氨水 稀硝酸
b 铜片 Cu 生石灰 CaCO3
考基导学
考点导析
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解析 考虑所给反应物的状态与气体的性质，选用气体发 生和收集的装置。制备氢气不需要加热，且锌粒为固体颗 粒，氢气难溶于水，密度比空气小，因此a、e、f中只有e 正确；制备氯气需要加热且氯气可溶于水，Cl2中混有HCl 气体和水蒸气，为除杂需选用d装置。 答案 e d
考基导学 考点导析 高考揭秘 活页限时训练
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两项原则、两项注意………………………………………… 尾气吸收时应遵循的原则及注意事项 (1)吸收原则 ①能充分吸收气体。 ②不能倒吸。 (2)注意事项 ①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。 ②尾气处理装置应与大气相通。
考基导学
考点导析
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我的总结……………………………………………………… 实验室制取氨气，除用氯化铵和消石灰加热外，还可 用浓氨水制取，①可以加热浓氨水使NH3挥发出来，②可 用浓氨水和生石灰混合，生石灰与水反应放热，使NH3挥 发出来，③也可用浓氨水与固体氢氧化钠混合，借助氢氧 化钠溶解放热，使NH3挥发出来。 我的闪记……………………………………………………… 仪器安装顺序：一放灯，二放瓶，三连管，四验封， 五加药，六反应。
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实验方案的评价 3． (1)从实验设计的“科学性”与“可行性”方面对实验方案的正 确与错误、严密与不严密、准确与不准确做出判断，并提 出改进的措施。 (2)从实验设计的“安全性”方面对实验过程中是否对环境造 爆炸 污染 成____、能否发生_____或着火事故等做出判断，并提出 改进 ____措施。 是否合算 (3)从实验设计的“简约性”方面判断实验经济上_________，
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临沂模拟)实验室制备 H2 和 Cl2 通常采用下列 【应用2】► (2012· 反 应 ： Zn ＋ H2SO4===ZnSO4 ＋ H2↑ ， MnO2 ＋ 4HCl( 浓 ) MnCl2＋Cl2↑＋2H2O 据此，从下列所给仪器装置中选择制备并收集H2的装置 ________(填代号)和制备并收集干燥、纯净Cl2的装置 ________(填代号)。 可选用制备气体的装置：
化学实验设计的步骤 2． 原理 目的 (1)认真审题，明确实验____，找出实验_____。 (2)根据实验原理选择___________，并设计出合理的实验 仪器和药品 装置和操作步骤 _______________。 分析 现象和数据 (3)准确地记录实验过程中的___________，并运用_____、 现象和数据 计算、图表、推理等方法处理有关实验___________，得 结论 出正确的_____。
收集 装置 适用的 气体 H2、O2、NO、 CH4、C2H4 Cl2、HCl、 CO2、NO2、 H2S、SO2
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H2、NH3
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3. 尾气处理 通常有毒和有污染的尾气必须适当处理，常用尾气处理装 置有：
a用于NaOH溶液吸收氯气、CO2(气体溶解或反应速率不 很快，不易引起倒吸)。 b用于收集少量气体然后处理。 c、d用于收集极易溶且溶解很快的气体，如HCl、HBr、 NH3等；其中d吸收量少。 e用于处理难以吸收且可燃的气体，如H2、CO等。
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常见气体的制备、净化、收集及尾气 处理
1． 气体的净化 (1)净化原则 不减少被净化气体的量，不引入新的杂质，操作简便，易 于分离。 (2)气体的净化装置方法
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①易溶于水或能与水反应不生成其他气体的杂质用水吸 收。如H2(HCl)、N2(NH3)、NO(NO2)(括号内为杂质气 体，下同)，可将混合气体通过盛水的a来除去杂质气体。 ②酸性杂质用碱性吸收剂、碱性杂质用酸性吸收剂来吸 收。如CO(CO2)，可将混合气体通过盛NaOH溶液的a或 盛碱石灰的b或c或d来除去杂质。 ③还原性杂质，可用氧化性较强的物质来吸收或转化；氧 化性杂质，可用还原性较强的物质来吸收。例如 CO2(CO)，可将混合气体通过盛灼热CuO的e来除去杂 质。 ④选用能与气体中的杂质反应生成难溶性物质或可溶性物 质的试剂做吸收剂来除去杂质。如O2(H2S)，可将混合气 体通过盛有CuSO4溶液的a除去杂质。
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(3)氯气和氨气在常温下混合就会发生反应生成氯化铵和 氮气，该反应的化学方程式为： ___________________； 其中氧化剂与还原剂的物质的量之比是______________。 (4)请你评价此套装置有何缺点________________________ _______________________________________________。 审题视角 ①明确实验目的。 ②分析各装置的用途及连接原则。 ③掌握常见气体制备中的注意问题。
是否符合“绿色化学”的理念，并优化实验方案。
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如何从“安全性”方面对实验方案做出评价？举例说
明。 提示 化学实验从安全角度常考虑的主要因素如下： (1)净化、吸收气体及熄灭酒精灯时要防液体倒吸；(2)进 行某些易燃易爆实验时要防爆炸(如H2还原CuO应先通 H2，气体点燃先验纯等)；(3)防氧化(如H2还原CuO后要“ 先灭灯再停氢”，白磷切割宜在水中等)；(4)防吸水(如实 验、取用、制取易吸水、潮解、水解的物质宜采取必要措 施，以保证达到实验目的)；(5)冷凝回流(有些反应中，为 减少易挥发液体反应物的损耗和充分利用原料，需在反应 装置上加装冷凝回流装置，如长玻璃管、竖装的干燥管及 冷凝管等)；(6)易挥发液体产物(导出时可为蒸气)的及时 冷却；(7)仪器拆卸的科学性与安全性(也从防污染、防氧 化、防倒吸、防爆炸、防泄漏等角度考虑)。
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c NaOH溶液 酸性KMnO4溶液 碱石灰 浓硫酸
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解析 A项，氢氧化钠溶液会吸收生成的NO2，最后收集 不到NO2，故不正确；B项，铜与浓硫酸反应需要加热， 故该装置不可行；C项，碱石灰是固体干燥剂，而题给的 装置适用于液体干燥剂且收集NH3不能用向上排空气法， 故不正确。 答案 D
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气体的收集 2． 确定气体的收集方法时要考虑气体的密度、溶解性、稳定性。 收集 方法 收集 原理 排水法 向上排空气法 向下排空气法 收集的气体密 度比空气小， 且与空气密度 相差较大
收集的气体密 收集的气体不与水 度比空气大， 反应或难溶于水 且与空气密度 相差较大
②冷却问题。有的实验为防止气体冷凝不充分而受损失， 需要用冷凝管，可以用冷水或冰水冷凝气体(物质蒸气)， 使物质蒸气冷凝为液态便于收集。 ③防止倒吸问题。实验过程用到加热操作的，要防倒吸； 气体易溶于水的要防倒吸。 ④具有特殊作用的实验改进装置。如为防止分液漏斗中的 液体不能顺利流出，用橡皮管连接成连通装置；为防止气 体从长颈漏斗中逸出，可在发生装置中的漏斗末端套一支 小试管等。
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(2)实验室典型的气体发生装置
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2．典型物质的实验室制备
(3)选择适宜操作方法 用胶头滴管吸取加热驱赶O2后的NaOH溶液， 如制氢氧化亚铁：________________________________________ 将滴管末端插入新制的FeSO4溶液液面下，挤出NaOH溶液 ____________________________________________________。 (4)选择适宜收集分离方法 饱和Na2CO3溶液 如制乙酸乙酯：________________。
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实验设计的注意事项 3． (1)药品和装置是部分或刚好给出还是有剩余 若药品和装置只部分给出，则应需要作必要的补充，若有 剩余，则应进行筛选和淘汰。 (2)题目条件有无特殊要求 如采用最简单或最合理的实验步骤，这些要求对我们考虑 反应原理，选择药品和装置，确定操作步骤都作了限定， 必须高度重视。 (3)实验过程中的隐蔽性操作 如某些必要的干燥、除杂、冷凝等，这些都是实验中必不 可少的，但容易被忽略。
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实验方案的设计
1．实验方案设计的思路
实验方案设计，主要涉及原料、基本化学反应原理、实验 程序和仪器、设备。核心是原料，由原料可确定反应原 理，推导出实验步骤及所用仪器。
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2．化学实验方案设计的仪器选用及连接顺序
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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。
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【应用1】► (2012· 承德联考)下图装置可用于制取、提纯并收集 表格中的四种气体(a、b、c表示相应仪器中加入的试剂)， 其中可行的是 ( )。
选项 A B C D
气体 NO2 SO2 NH3 CO2
a 浓硝酸 浓硫酸 浓氨水 稀硝酸
b 铜片 Cu 生石灰 CaCO3
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解析 考虑所给反应物的状态与气体的性质，选用气体发 生和收集的装置。制备氢气不需要加热，且锌粒为固体颗 粒，氢气难溶于水，密度比空气小，因此a、e、f中只有e 正确；制备氯气需要加热且氯气可溶于水，Cl2中混有HCl 气体和水蒸气，为除杂需选用d装置。 答案 e d
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两项原则、两项注意………………………………………… 尾气吸收时应遵循的原则及注意事项 (1)吸收原则 ①能充分吸收气体。 ②不能倒吸。 (2)注意事项 ①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。 ②尾气处理装置应与大气相通。
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我的总结……………………………………………………… 实验室制取氨气，除用氯化铵和消石灰加热外，还可 用浓氨水制取，①可以加热浓氨水使NH3挥发出来，②可 用浓氨水和生石灰混合，生石灰与水反应放热，使NH3挥 发出来，③也可用浓氨水与固体氢氧化钠混合，借助氢氧 化钠溶解放热，使NH3挥发出来。 我的闪记……………………………………………………… 仪器安装顺序：一放灯，二放瓶，三连管，四验封， 五加药，六反应。
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实验方案的评价 3． (1)从实验设计的“科学性”与“可行性”方面对实验方案的正 确与错误、严密与不严密、准确与不准确做出判断，并提 出改进的措施。 (2)从实验设计的“安全性”方面对实验过程中是否对环境造 爆炸 污染 成____、能否发生_____或着火事故等做出判断，并提出 改进 ____措施。 是否合算 (3)从实验设计的“简约性”方面判断实验经济上_________，
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临沂模拟)实验室制备 H2 和 Cl2 通常采用下列 【应用2】► (2012· 反 应 ： Zn ＋ H2SO4===ZnSO4 ＋ H2↑ ， MnO2 ＋ 4HCl( 浓 ) MnCl2＋Cl2↑＋2H2O 据此，从下列所给仪器装置中选择制备并收集H2的装置 ________(填代号)和制备并收集干燥、纯净Cl2的装置 ________(填代号)。 可选用制备气体的装置：
化学实验设计的步骤 2． 原理 目的 (1)认真审题，明确实验____，找出实验_____。 (2)根据实验原理选择___________，并设计出合理的实验 仪器和药品 装置和操作步骤 _______________。 分析 现象和数据 (3)准确地记录实验过程中的___________，并运用_____、 现象和数据 计算、图表、推理等方法处理有关实验___________，得 结论 出正确的_____。
收集 装置 适用的 气体 H2、O2、NO、 CH4、C2H4 Cl2、HCl、 CO2、NO2、 H2S、SO2
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3. 尾气处理 通常有毒和有污染的尾气必须适当处理，常用尾气处理装 置有：
a用于NaOH溶液吸收氯气、CO2(气体溶解或反应速率不 很快，不易引起倒吸)。 b用于收集少量气体然后处理。 c、d用于收集极易溶且溶解很快的气体，如HCl、HBr、 NH3等；其中d吸收量少。 e用于处理难以吸收且可燃的气体，如H2、CO等。
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1． 气体的净化 (1)净化原则 不减少被净化气体的量，不引入新的杂质，操作简便，易 于分离。 (2)气体的净化装置方法
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①易溶于水或能与水反应不生成其他气体的杂质用水吸 收。如H2(HCl)、N2(NH3)、NO(NO2)(括号内为杂质气 体，下同)，可将混合气体通过盛水的a来除去杂质气体。 ②酸性杂质用碱性吸收剂、碱性杂质用酸性吸收剂来吸 收。如CO(CO2)，可将混合气体通过盛NaOH溶液的a或 盛碱石灰的b或c或d来除去杂质。 ③还原性杂质，可用氧化性较强的物质来吸收或转化；氧 化性杂质，可用还原性较强的物质来吸收。例如 CO2(CO)，可将混合气体通过盛灼热CuO的e来除去杂 质。 ④选用能与气体中的杂质反应生成难溶性物质或可溶性物 质的试剂做吸收剂来除去杂质。如O2(H2S)，可将混合气 体通过盛有CuSO4溶液的a除去杂质。
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(3)氯气和氨气在常温下混合就会发生反应生成氯化铵和 氮气，该反应的化学方程式为： ___________________； 其中氧化剂与还原剂的物质的量之比是______________。 (4)请你评价此套装置有何缺点________________________ _______________________________________________。 审题视角 ①明确实验目的。 ②分析各装置的用途及连接原则。 ③掌握常见气体制备中的注意问题。
是否符合“绿色化学”的理念，并优化实验方案。
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明。 提示 化学实验从安全角度常考虑的主要因素如下： (1)净化、吸收气体及熄灭酒精灯时要防液体倒吸；(2)进 行某些易燃易爆实验时要防爆炸(如H2还原CuO应先通 H2，气体点燃先验纯等)；(3)防氧化(如H2还原CuO后要“ 先灭灯再停氢”，白磷切割宜在水中等)；(4)防吸水(如实 验、取用、制取易吸水、潮解、水解的物质宜采取必要措 施，以保证达到实验目的)；(5)冷凝回流(有些反应中，为 减少易挥发液体反应物的损耗和充分利用原料，需在反应 装置上加装冷凝回流装置，如长玻璃管、竖装的干燥管及 冷凝管等)；(6)易挥发液体产物(导出时可为蒸气)的及时 冷却；(7)仪器拆卸的科学性与安全性(也从防污染、防氧 化、防倒吸、防爆炸、防泄漏等角度考虑)。
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气体的收集 2． 确定气体的收集方法时要考虑气体的密度、溶解性、稳定性。 收集 方法 收集 原理 排水法 向上排空气法 向下排空气法 收集的气体密 度比空气小， 且与空气密度 相差较大
收集的气体密 收集的气体不与水 度比空气大， 反应或难溶于水 且与空气密度 相差较大