2020版名师导学高考新课标化学第一轮总复习考点集训(三十三)化学实验方案的设计与评价含解析
- 格式:docx
- 大小:477.31 KB
- 文档页数:6
专题九综合化学实验课时37 化学实验基础(本课时对应学生用书第163~175页) 【课时导航】复习目标1. 知道化学实验是化学科学探究的一种重要方法,了解实验探究的一般过程。
2. 熟悉化学实验室常用仪器的使用方法和主要用途,掌握化学实验的基本操作。
3. 能识别化学品安全使用标识,了解实验室一般事故的预防和处理方法。
4. 掌握一定溶质质量分数、物质的量浓度的溶液的配制方法。
初步掌握中和滴定的原理和方法。
初步掌握测定溶液pH的方法。
5. 了解Cl-、S2-4O、C2-3O、Na+、K+、Fe3+、N4H等常见离子的检验方法,能对常见的物质组成进行检验和分析。
6. 了解过滤、结晶、萃取、蒸馏等物质分离、提纯的常用方法,能对常见的物质进行分离和提纯。
知识网络问题思考问题1 水浴加热的优点有哪些?什么情况下使用水浴加热?问题2 化学物质存放时要考虑哪些因素?【自主学习】考点1 常见的化学仪器【基础梳理】仪器仪器名称用途注意事项直接加热仪器试管有大、中、小三种。
大试管常用作制取气体的反应容器;中号试管常用于少量液体试剂间的反应;小试管常用于检验可燃性气体纯度或组装特殊装置(如液封)a. 在加热时,用试管夹夹在距管口处b. 加热时先,然后集中加热,加热后不能骤冷,防止炸裂c. 加热时溶液体积不超过试管容积的,试管倾斜蒸发皿瓷质仪器,常用于较多液体的蒸发、浓缩a. 取放蒸发皿使用b. 热的蒸发皿应放在上坩埚一般为瓷质仪器,另外还有氧化铝坩埚、铁坩埚等,主要用于固体物质的高温灼烧或熔化a. 把坩埚放在三脚架上的上直接加热;取放坩埚应用,熔融NaOH等碱性物质时用坩埚b. 灼烧过的坩埚冷却时,应放于上,盖好盖,再放入中冷却燃烧匙一般为铜质仪器,常用于检验少量固体物质的可燃性实验a. 伸入集气瓶做燃烧实验时,燃烧匙应由瓶口慢慢下移,以使气体反应完全b. 若燃烧温度较高或遇能与铜反应的物质需在燃烧匙底部放一层或垫上,以免损坏燃烧匙c. 使用后应立即处理附着物,以免腐蚀燃烧匙或影响下一实验(续表)垫石棉网烧杯玻璃仪器,主要用于物质溶解、配制溶液或进行化学反应时的水浴容器,也常用于承接分液或过滤后的液体a. 实验时,玻璃棒不能碰到烧杯的内壁,盛放液体的量也不能太满,以防搅拌时溅出b. 向烧杯注入液体时,应沿烧杯内壁或(续表)【举题说法】例题1 下列选用的相关仪器符合实验要求的是()图1 图2 图3 图4A. 用图1存放浓硝酸B. 用图2分离水和乙酸乙酯C. 用图3准确量取9.50mL水D. 用图4进行氢氧化钠溶液滴定盐酸【答案】 B【解析】浓硝酸有氧化性,能腐蚀橡皮塞,A项错误;水和乙酸乙酯互不相溶,可以用分液漏斗分离,B项正确;10 mL 量筒不能精确到小数点后两位,C项错误;氢氧化钠溶液应盛装于碱式滴定管中,图示是酸式滴定管,D项错误。
学习资料课后限时集训(三十三)(建议用时:40分钟)1.下表中的实验方案,能达到实验目的的是()选项 A B C D实验方案将盛有NO2的圆底烧瓶浸泡在冰水和热水中实验目的探究温度对平衡2NO2N2O4的影响比较HCl、H2CO3和H2SiO3的酸性强弱除去CO2气体中混有的SO2验证FeCl3对H2O2的分解反应有催化作用2移动的方向,从而探究温度对平衡的影响,A项正确;浓盐酸与Na2CO3反应生成的CO2中含有HCl,利用CO2与Na2SiO3溶液的反应比较碳酸和硅酸的酸性强弱时,要先将混合气体通过饱和NaHCO3溶液除去HCl,B项错误;除去CO2中混有的SO2,应将混合气体通过饱和NaHCO3溶液,C 项错误;设计对照实验验证FeCl3对H2O2分解有催化作用时,H2O2溶液所处的温度应相同,D项错误。
]2.某黑色粉末可能是Fe3O4或Fe3O4与FeO的混合物,为进一步确认该黑色粉末的成分,下列实验方案不可行的是( )A.准确称量一定质量的黑色粉末,用H2充分还原,并用干燥剂收集所得水,获得水的准确质量,进行计算B.准确称量一定质量的黑色粉末,溶解于足量盐酸中,加热蒸干溶液并在空气中灼烧至质量不变,称量所得粉末质量,进行计算C.准确称量一定质量的黑色粉末,用CO充分还原,在CO气流中冷却后准确称量剩余固体的质量,进行计算D.准确称量一定质量的黑色粉末,与一定量铝粉混合后点燃,充分反应后冷却,准确称量剩余固体质量,进行计算D[反应物与生成物均为固体,反应前后质量守恒,质量没有改变,无法确定黑色粉末的成分,D不可行。
]3.(2020·广东模拟)MnSO4·H2O是一种易溶于水的微红色斜方晶体,某同学设计下列装置制备硫酸锰:下列说法错误的是()A.装置Ⅰ烧瓶中放入的药品X为铜屑B.装置Ⅱ中用“多孔球泡”可增大SO2的吸收速率C.装置Ⅲ用于吸收未反应的SO2D.用装置Ⅱ反应后的溶液制备MnSO4·H2O需经历蒸发、结晶、过滤、洗涤及干燥的过程A[由实验装置可知,X为亚硫酸钠,与浓硫酸反应生成二氧化硫,而Cu与浓硫酸常温下不反应,Ⅱ中“多孔球泡”可增大SO2的吸收速率,二氧化硫与二氧化锰反应生成MnSO4,蒸发浓缩、冷却结晶可得到晶体,Ⅲ中NaOH溶液可吸收尾气.]4.(2020·济南二中高三线上检测)实验室为探究铁与浓硫酸(足量)的反应,并验证SO2的性质,设计如图所示装置进行实验,下列说法不正确的是( )A.装置B中酸性KMnO4溶液逐渐退色,体现了二氧化硫的还原性B.实验结束后可向装置A的溶液中滴加KSCN溶液以检验生成的Fe2+C.装置D中品红溶液退色可以验证SO2的漂白性D.实验时将导管a插入浓硫酸中,可防止装置B中的溶液倒吸B[SO2通入酸性KMnO4溶液中发生氧化还原反应生成硫酸锰、硫酸钾和硫酸,可使酸性高锰酸钾溶液退色,体现SO2的还原性,故A正确;KSCN溶液用于检验Fe3+,故B错误;SO2能使品红溶液退色体现了二氧化硫的漂白性,故C正确;B中的溶液发生倒吸,是因为A装置试管中气体压强减小,实验时A中导管a插入浓硫酸中,A装置试管中气体压强减小时,空气从导管a进入A装置,a导管可以起平衡气压的作用,故D正确。
2020高中化学高考化学第一轮复习全套教案目录第一章化学反应及能量变化第一课时氧化还原反应第二课时离子反应第三课时化学反应中的能量变化燃烧热和中和热第二章碱金属第一课时钠及其化合物第二课时碱金属元素第三章物质的量第一课时物质的量和气体摩尔体积第二课时物质的量浓度第三课时有关物质的量的计算第四章卤素第一课时氯气及其化合物第二课时卤族元素第五章物质结构元素周期律第一课时原子结构第二课时元素周期律元素周期表第三课时化学键和分子结构第四课时非极性分子和极性分子第五课时晶体的类型和性质第六章氧族元素硫酸工业第一课时氧族元素第二课时硫硫酸第三课时接触法制硫酸第四课时环境保护绿色化学第七章碳族元素无机非金属材料第一课时碳族元素第二课时硅二氧化硅无机非金属材料第八章氮族元素第一课时氮与磷第二课时氨铵盐第三课时硝酸第九章化学反应速率化学平衡第一课时化学反应速率第二课时化学平衡影响化学平衡的条件第三课时合成氨工业有关化学平衡的计算第十章电离平衡第一课时电离平衡第二课时水的电离和溶液的pH值第三课时盐类的水解第四课时酸碱中和滴定第十一章几种重要的金属第一课时金属的概述第二课时镁铝及其化合物第三课时铁及其化合物第四课时金属的冶炼第十二章烃第一课时甲烷的性质与“四同”规律第二课时不饱和烃的性质与空间构型第三课时苯及其同系物的结构和性质第四课时有机物的燃烧规律及有机计算第十三章电化学原理第一课时原电池原理及其应用第二课时电解原理及其应用第三课时胶体的性质及应用第十四章烃的衍生物第一课时卤代烃的两大反应和基团的移动和保护第二课时醇羟基、酚羟基与羧羟基的区别和联系(1)第三课时醇羟基、酚羟基与羧羟基的区别和联系(2) 第四课时羟基酸、氨基酸、脂肪酸的性质第五课时醛、酯的重要性质与拓展第六课时有机化学实验探究第十五章糖类蛋白质第一课时糖类第二课时油脂第三课时蛋白质第十六章合成材料第一课时有机反应规律第二课时有机合成方法第十七章化学实验方案的设计第一课时物质的制备和性质实验方案的设计第二课时物质的检验第一章化学反应及能量变化第一讲氧化还原反应及其配平【考纲要求】1.理解氧化还原反应的相关概念及这些概念间的相互关系。
2020高中化学高考化学第一轮复习全套教案目录第一章化学反应及能量变化第一课时氧化还原反应第二课时离子反应第三课时化学反应中的能量变化燃烧热和中和热第二章碱金属第一课时钠及其化合物第二课时碱金属元素第三章物质的量第一课时物质的量和气体摩尔体积第二课时物质的量浓度第三课时有关物质的量的计算第四章卤素第一课时氯气及其化合物第二课时卤族元素第五章物质结构元素周期律第一课时原子结构第二课时元素周期律元素周期表第三课时化学键和分子结构第四课时非极性分子和极性分子第五课时晶体的类型和性质第六章氧族元素硫酸工业第一课时氧族元素第二课时硫硫酸第三课时接触法制硫酸第四课时环境保护绿色化学第七章碳族元素无机非金属材料第一课时碳族元素第二课时硅二氧化硅无机非金属材料第八章氮族元素第一课时氮与磷第二课时氨铵盐第三课时硝酸第九章化学反应速率化学平衡第一课时化学反应速率第二课时化学平衡影响化学平衡的条件第三课时合成氨工业有关化学平衡的计算第十章电离平衡第一课时电离平衡第二课时水的电离和溶液的pH值第三课时盐类的水解第四课时酸碱中和滴定第十一章几种重要的金属第一课时金属的概述第二课时镁铝及其化合物第三课时铁及其化合物第四课时金属的冶炼第十二章烃第一课时甲烷的性质与“四同”规律第二课时不饱和烃的性质与空间构型第三课时苯及其同系物的结构和性质第四课时有机物的燃烧规律及有机计算第十三章电化学原理第一课时原电池原理及其应用第二课时电解原理及其应用第三课时胶体的性质及应用第十四章烃的衍生物第一课时卤代烃的两大反应和基团的移动和保护第二课时醇羟基、酚羟基与羧羟基的区别和联系(1)第三课时醇羟基、酚羟基与羧羟基的区别和联系(2) 第四课时羟基酸、氨基酸、脂肪酸的性质第五课时醛、酯的重要性质与拓展第六课时有机化学实验探究第十五章糖类蛋白质第一课时糖类第二课时油脂第三课时蛋白质第十六章合成材料第一课时有机反应规律第二课时有机合成方法第十七章化学实验方案的设计第一课时物质的制备和性质实验方案的设计第二课时物质的检验第一章化学反应及能量变化第一讲氧化还原反应及其配平【考纲要求】1.理解氧化还原反应的相关概念及这些概念间的相互关系。
2020高三化学一轮复习名师精品--化学实验一、常用仪器的使用和基本实验操作1.如温度计是中学实验中常用的计量仪器,在使用温度计进行测量时要根据测量目的确定温度计的位置。
中学常见有以下几种情况:(1)测量反应液的温度,应将温度计插入反应液内部。
如测物质的溶解度实验、实验室制取乙烯等实验中。
(2)测量蒸气的温度,应将温度计放于蒸气出口处。
如实验进行的石油蒸馏实验,要将温度计的水银球处于蒸馏烧瓶支管口的略下部;(3)控制水浴加热的温度,应将温度计插入水浴槽中。
如银镜反应、苯的硝化反应、酚醛树脂的制备实验、乙酸乙酯的水解反应、多糖的水解反应及探究温度对反应速率影响的反应等。
2.装置气密性检查:(1)微热法:把导气管的末端插入到水中,用手捂住反应器一段时间或用酒精灯微热,如果导气管末端有气泡冒出,松开手或移走酒精灯后有一段水柱进入导管中,则气密性好。
(2)液差法:先关上导气管的止水夹,然后向其中加水,使其存在液面差,过段时间液面差保持不变,则气密性良好。
如果装置中带有分液漏斗等则要把活塞关闭。
如果带有长颈漏斗等要将其末端用水封住,防止气体逸出。
二物质分离、提纯与鉴别1.物质分离、提纯的方法选择(1)固体样品:加热(灼烧、升华、热分解)、溶解、过滤(洗涤沉淀)、蒸发、结晶(重结晶)、电解精炼。
(2)液体样品:分液、萃取、蒸馏。
(3)气体样品:洗气。
(4)胶体样品:盐析、渗析。
2.物质分离、提纯的基本原则(1)不能引入新的杂质;(2)不损失或尽量少损失被提纯物质;(3)方法简单易行、所用试剂经济。
3.常见分离、提纯方法(1)萃取与分液:萃取是利用溶质在互不相溶的溶剂中的溶解度不同,用一种溶剂把溶质从它与另一种溶剂所组成的溶液中提取出来的方法。
常用于分离或提纯液体混合物。
萃取后一般要进行分液,分液是把两种互不相溶的液体分开的操作。
常用的仪器为分液漏斗。
(2)蒸发与结晶:蒸发是通过加热或在自然温度下使液体变为蒸气而挥发的实验操作。
考点集训(三十三) 化学实验方案的设计与评价(建议用时:40分钟)(对应考点集训第287页)[A 级 基础达标]1.已知CaO 2在350 ℃迅速分解生成CaO 和O 2。
下图是实验室测定产品中CaO 2含量的装置(夹持装置省略)。
若所取产品质量是m g ,测得气体体积为V mL(已换算成标准状况),则产品中CaO 2的质量分数为________(用字母表示)。
过氧化钙的含量也可用重量法测定,需要测定的物理量有________________________________________________________________________。
[解析] 已知CaO 2在350 ℃迅速分解生成CaO 和O 2。
反应的方程式是2CaO 2=====350 ℃2CaO +O 2↑。
根据方程式可知,每有2 mol CaO 2发生反应,会产生1 mol O 2,在标准状况下体积是22.4 L 。
现在产生标准状况下的氧气体积是VmL ,则氧气的物质的量是n (O 2)=V ×10-3 L 22.4 L/mol ;则反应的CaO 2的物质的量是n (CaO 2)=2n (O 2)=V ×10-311.2 mol ,则产品中CaO 2的质量分数为φ=[n (CaO 2)M ÷m ]×100%=[V ×10-311.2 mol ×72 g/mol ÷m ]×100%=9V 14m %。
过氧化钙的含量也可用重量法测定,需要测定的物理量有灼烧前过氧化钙的质量及物质质量不再发生改变时剩余固体的质量。
[答案] 9V 14m% 加热前过氧化钙及加热后固体质量不再发生改变时试管中固体的质量 2.(2019·西安模拟)某红色固体粉末样品可能含有Fe 2O 3和Cu 2O 中的一种或两种,某化学兴趣小组对其组成进行探究。
完成下列各空格。
①提出假设:假设1:只存在Fe 2O 3;假设2:________;假设3:既存在Fe 2O 3也存在Cu 2O 。
②查找资料:Cu 2O 在酸性溶液中会发生反应:Cu 2O +2H +===Cu +Cu 2++H 2O 。
③实验方案设计与分析:方案一:步骤一:取少量样品于烧杯中,加入过量浓硝酸,产生一种红棕色的气体。
由此可得出假设________不成立,写出产生上述气体的化学方程式:________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
步骤二:取少量步骤一溶液置于试管中滴加________________________________________________________________________,振荡,若________,则说明假设3成立。
方案二:取少量样品于烧杯中,加入过量稀硫酸,若固体全部溶解,说明假设________不成立。
方案三:同学们设计了如下实验方案测定该样品中Fe 2O 3的质量分数(装置气密性良好,假设样品完全反应):步骤一:取样品并称量该样品的质量为m 1;步骤二:测出反应前广口瓶和瓶内物质总质量m 2;步骤三:测出反应后广口瓶和瓶内物质总质量m 3;步骤四:计算得出矿物样品中Fe 2O 3的质量分数。
讨论分析:该实验方案________(填“能”或“不能”)测出矿物中Fe 2O 3的质量分数。
不改变装置和药品,通过计算得出矿物中Fe 2O 3的质量分数,你还可以通过测定________________。
若测得m 1为3.04 g ,m 3=m 2+1.76 g ,则原样品中Fe 2O 3的质量分数为________(结果保留4位有效数字)。
[解析] 由于红色物质可能是Fe 2O 3、Cu 2O ,所以可能是一种或两种,所以假设2是只存在Cu 2O ;方案一中,步骤一加入浓硝酸产生红棕色气体即NO 2,即红色物质与硝酸发生氧化还原反应,红色物质中必须含还原性物质即Cu 2O ,所以假设1错误;由于已经证明含Cu 2O ,证明假设3只需证明含Fe 2O 3,所以步骤二中,可先加盐酸溶解,再用KSCN 溶液检验Fe 3+。
方案二加硫酸固体全部溶解,说明不含Cu 2O ,因为Cu 2O 与稀硫酸反应会生成不溶物质铜。
方案三能准确测出矿物中氧化铁的质量分数,因为氢氧化钙增重即为反应生成CO 2的质量;也可通过测玻璃管反应后的质量和广口瓶中沉淀的质量来计算样品纯度;若测得广口瓶增重1.76 g 即生成CO 2为0.04 mol ,则Cu 2O 、Fe 2O 3中氧原子物质的量为0.04 mol ,设两物质物质的量分别为x 、y ,则144 g·mol -1x +160 g·mol -1y =3.04 g ,x +3y=0.04 mol ,则y =0.01 mol ,x =0.01 mol ,所以Fe 2O 3的质量分数为0.01 mol ×160 g·mol -13.04 g ×100%≈52.63%。
[答案] 只存在Cu 2O 1Cu 2O +6HNO 3(浓)===2Cu(NO 3)2+2NO 2↑+3H 2OKSCN 溶液 溶液显红色 2 能玻璃管反应后固体的质量和广口瓶中沉淀的质量(其他合理答案均可) 52.63%3.(2018·厦门质检)亚硝酰氯(NOCl)的沸点为-5.5 ℃,具有刺鼻恶臭味,在潮湿空气中易水解,溶于浓硫酸,是有机合成中的重要试剂。
某同学用如图装置,由NO 与干燥纯净的Cl 2反应制备NOCl 。
已知:①Cl 2沸点为-34.6 ℃,NO 2Cl 沸点为-15 ℃②2NO +Cl 2===2NOCl 2NO 2+Cl 2===2NO 2Cl回答下列问题:(1)铜与稀硝酸反应的化学方程式为____________________________________________________________________________________________;装置A中设计了可上下移动的铜丝,其优点是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
(2)图中实验装置的连接顺序为a―→________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
(3)实验时,先制取氯气使其充满除A、B、C外的整套装置,目的是____________________;装置中充满氯气后,下一步是制取NO,具体操作是________________________________________________________________________;E中冰盐水的温度可低至-22 ℃,其作用是________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
(4)该同学的实验设计可能的不足之处是________________________(答出一条即可)。
(5)若无C装置,则不利于NOCl的制备,主要原因是__________________________(用化学方程式表示)。
[解析](1)Cu被稀HNO3氧化为Cu2+,稀HNO3被还原成NO,根据化合价升降守恒配平即可;可上下移动的铜丝设计的目的是节约药品,通过铜丝的拉动,可以控制反应的开始与结束。
(2)Cl2由气体发生装置a出来,连接净化除杂装置,先通过饱和食盐水(d、e)除去HCl气体,再通过浓H2SO4(b、c)除去水蒸气,再连接反应装置(i、j),再通过干燥管(f、g)防止空气中水蒸气进入导致产物水解,最后通过NaOH溶液除尾气。
(3)由于NO易被氧化,故需先通氯气赶尽装置中的O2;打开止水夹目的是保证装置畅通,使气体顺利通过,将铜丝伸入稀HNO3中即可启动反应产生NO;NOCl的沸点为-5.5 ℃,采取低温冷却的目的是液化NOCl。
(4)该实验中先通Cl2,后通NO,部分NO会被B和C装置上部的O2氧化,导致产物不纯。
(5)题干中提示NOCl在潮湿的空气中易发生水解,故若没有C装置,会发生NOCl的水解反应,得到HNO2和HCl。
[答案](1)3Cu+8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O可控制反应的开始和停止(其他合理答案均可)(2)d、e→b、c→i、j→f、g→h(3)排出装置中的空气打开止水夹,并将铜丝插入稀硝酸中将NOCl冷凝为液态(4)B、C上部的空气会将NO氧化(或E中制得的NOCl产品中可能混有少量NO2Cl)(5)NOCl+H2O===HNO2+HCl4.氧化还原滴定实验与中和滴定类似,是用已知浓度的氧化剂溶液滴定未知浓度的还原剂溶液或反之。
现用0.001 mol/L酸性KMnO4溶液滴定未知浓度的NaHSO3溶液,请回答下列问题:(1)完成滴定的离子方程式:________MnO-4+________HSO-3+________===________Mn2++________+________H2O(2)该滴定实验的仪器及用品除了铁架台、滴定管夹外,还需要下列________(填序号)。
A.酸式滴定管B.碱式滴定管C.漏斗D.锥形瓶E.烧杯F.白纸(3)KMnO4溶液不能用________(填“酸”或“碱”)式滴定管盛装,原因是________________________________________________________________________。