【红对勾】2015届高考化学(人教)第一轮复习课件:第十单元 化学实验基础10-3物质制备 实验方案设计与评价.ppt.ppt
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1、必考部分,第十单元,化学实验基础,第3节 物质制备 实验方案设计与评价,1掌握常见气体的实验室制法(包括所用药品、仪器、反应原理和收集方法等)。 2.根据反应物的状态及反应条件等,灵活选用气体的发生装置。 3.能对所制得的气体进行净化、干燥,对有毒气体进行尾气处理。,本节内容是高考命题的热点之一,主要考查: (1)制备气体的化学原理; (2)相关装置的选择与组合; (3)有关气体的收集、干燥、净化、尾气处理等装置的选择; (4)气密性检查及实验安全问题。,4.能根据试题要求设计、评价或改进实验方案。 5.了解控制实验条件的方法。 6.能绘制和识别典型的实验仪器装置图。 7.能分析或处理实验数据
2、,得出合理结论。,(5)以化工生产、生活实际为命题背景,将本理论、元素化合物等相关知识与实验内容有机结合起来。 2015年高考,将会对常见气体制备的考查方式转移到制取与性质相结合的综合考查中;另外,以化工生产、生活中的化学问题为背景,考查化学基础知识应用于实验中的能力仍是命题的方向。,一、O2的制备 1实验室制O2 (1)制备方法 用KClO3和MnO2或用KMnO4制取 化学方程式:_, _。 用H2O2和MnO2制取 化学方程式:_。,(2)收集方法 用_法或_法。 (3)验满方法:_,观察是否复燃。若用排水法收集O2时,若_,证明O2已收集满。 2工业制O2采用_法。,二、CO2的制备
3、1实验室制CO2 (1)发生反应的化学方程式为:_。 (2)净化方法:用_除去HCl。 (3)收集方法:用_法收集。 (4)验满方法:_,证明CO2已收集满。 2工业制CO2:高温煅烧石灰石,化学方程式为: 答案:1.(1)CaCO32HCl=CaCl2CO2H2O (2)饱和NaHCO3溶液 (3)向上排空气 (4)将燃烧的木条放入瓶口立即熄灭,三、H2的制备 1实验室制备H2 (1)化学方程式:_。 (2)收集方法:_法或_法。 2工业制法:电解水、水煤气法等。 答案:1.(1)ZnH2SO4=ZnSO4H2 (2)排水 向下排空气,四、Cl2的制备 1实验室制Cl2 (1)发生反应的化学
4、方程式为: _。 (2)净化方法:用_除去HCl,再用_除去水蒸气。 (3)收集及验满方法:采用_法或_法,用湿润的_来检验。 (4)尾气处理:多余的Cl2排放到空气中会造成环境污染,须用_吸收除去。,2工业制Cl2采用电解饱和食盐水法,化学方程式为:_。,(2)饱和食盐水 浓H2SO4 (3)向上排空气 排饱和食盐水 淀粉KI试纸 (4)NaOH溶液,五、NH3的制备 1实验室制NH3 (1)发生反应的化学方程式为:_。 (2)除杂:用_除去混有的水蒸气。 (3)收集:只能用_法。 (4)验满:用湿润的_置于试管口,若试纸_,说明已收集满。 将蘸有_的玻璃棒置于试管口,若有_产生,说明已收集
5、满。 (5)尾气吸收:用_吸收多余的NH3。,2工业制NH3 发生反应的化学方程式为:_。,六、化学实验方案设计的基本要求 1科学性:_准确、实验操作程序和方法必须正确。 2安全性:实验设计时应尽量避免使用_药品和进行具有一定危险性的实验操作。 3可行性:实验设计应条件允许,效果明显,操作方便。 4简约性:实验设计应尽可能简单易行,应采用较_的实验装置,用较_的实验步骤和实验药品,并能在较短的时间内完成实验。,5经济性:在能达到实验目的的前提下尽量选用常见的、容易得到的仪器和药品。 答案:1.实验原理 2有毒 4简便 少,七、实验操作的顺序 1连接仪器。 按气体发生_干燥相关实验_顺序连接好实
6、验仪器。 2检验装置的_。 3装药品,进行实验操作。 答案:1.除杂质 尾气处理 2气密性,八、评价化学实验方案的一般原则 一个实验方案的优劣主要以_是否科学合理、_是否简单可行,另外还要从_和_两个角度去评价。 答案:实验原理 操作与装置 绿色化学 安全性,1下列反应最适用于实验室制氢气的是 ( ) 锌与稀硫酸反应 甲烷热分解 电解稀硫酸 炽热的炭与水蒸气反应 A只有 B C D,答案:A,2实验室制取下列气体,所用药品和干燥剂都正确的是 ( ) 解析:Cl2不能用碱石灰干燥,B错;HCl不能用碱石灰干燥,C错;NH3是碱性气体,可以和P2O5、H2O反应,D错。 答案:A,3在实验室进行下
7、列有关实验,理论上正确、操作上可行、经济上合理的是 ( ),解析:此题考查实验方案的评价,A项中CO2与NaOH溶液反应产物中可能含NaHCO3;B项中AgNO3溶液价格昂贵;C项中Fe点燃会产生Fe3O4,与H2SO4溶液反应得混合物。 答案:D,4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 ( ),A B C D,答案:C,常见气体制备的发生 1气体制备的思路及操作顺序 (1)气体制备的思路,可从下面几个方面来归纳:,(2)操作顺序 组装仪器:自下而上,从左到右,气体净化时,先净气装置,后干燥装置; 检验装置的气密性; 装药品
8、,进行实验操作; 记录实验现象、数据; 拆卸、洗涤仪器:自右而左,从上到下。 2常见气体制备的发生装置 实验室制备气体发生装置选择的依据是反应物的状态及反应条件。,(1)启普发生器具有随开随用、随关随停的特点,实验室中没有启普发生器时,我们可以设计成如下装置: (2)刚开始排出的气体不能收集,只有当气体连续并比较均匀地放出时才能收集,否则收集的气体中混有空气。,例1(2013安徽,8)实验室中某些气体的制取、收集及尾气处理装置如图所示(省略夹持和净化装置)。仅用此装置和表中提供的物质完成相关实验,最合理的选项是 ( ),由装置分析制备的气体有需在常温下制备且气体密度比空气大、极易溶于水等性质。
9、 解析本题考查气体的制取、收集、尾气处理等。由于氨气的密度小于空气,故应用向下排空气法,A错;SO2密度比空气大,可以用向上排空气法收集,能被NaOH溶液吸收,B正确;铜与稀硝酸反应生成NO,C错;二氧化锰与浓盐酸反应需要加热,D错。 答案B,(1)选择气体的发生装置时,应考虑反应物的状态及反应条件,有些气体可用不同的反应原理来制备,要注意选择不同的发生装置。 (2)气体的收集方法要根据气体的化学性质和物理性质(溶解性、密度)进行分析选择,对易溶于水的气体除用排空气法收集外,还可用其他排液法,如Cl2可用排饱和食盐水法收集。,实验室制备、收集干燥的SO2,所需仪器如下。装置A产生SO2,按气流
10、方向连接各仪器接口,顺序为a _f。装置D的作用是_,装置E中NaOH溶液的作用是_。,思路点拨: 解析:发生装置中生成的SO2混有水蒸气,要先用浓H2SO4干燥后再用向上排空气法收集,在制备有毒气体时应连接尾气处理装置,SO2在NaOH溶液中溶解度较大,故D为安全瓶,防止倒吸。 答案:decb 防止倒吸 吸收多余SO2,气体的收集、净化与尾气处理 1气体的收集方法 根据气体的密度、溶解性、稳定性可将气体收集装置分为三类:,(1)排水集气法,如图。 难溶或微溶于水且与水不发生反应的气体,均可用排水法收集,如CH4、C2H2、O2、H2等。刚开始排出的气体不能收集,只有等导气管口急促而连续地冒气
11、泡时,才能收集,否则收集的气体中混有空气。 (2)向上排空气法,如图。 跟空气不发生反应且密度比空气大的气体,均可用向上排空气法收集,如O2、CO2、Cl2、HCl、SO2、NO2等。,(3)向下排空气法,如图。 跟空气不发生反应且密度比空气小的气体,均可用向下排空气法收集,如H2、NH3等。 2气体的净化与干燥 (1)气体的净化 根据杂质气体与所制气体的性质,选择合适的试剂和装置,将杂质气体吸收或转化为所需要的气体,从而达到净化的目的。 (2)气体的干燥 常见的干燥装置以及使用时的限制见下表。,3.尾气的吸收 制取、收集有毒气体结束时,应增加尾气吸收装置,使化学实验“绿色”化。如氯气应用Na
12、OH溶液吸收。常见的尾气处理装置见下表。,例2(2013全国大纲,28)制备氮化镁的装置示意图如下:,回答下列问题: (1)检查装置气密性的方法是_, a的名称是_,b的名称是_。 (2)写出NaNO2和(NH4)2SO4反应制备氮气的化学方程式_。 (3)C的作用是_,D的作用是_,是否可以把C与D的位置对调并说明理由_。 (4)写出E中发生反应的化学方程式_。,(5)请用化学方法确定是否有氮化镁生成,并检验是否含有未反应的镁,写出实验操作及现象。 _ _。,A用于制备N2,制得的N2中会混有哪些杂质?C和D的作用是什么? 解析本题主要考查装置气密性的检验、仪器的名称与作用、镁的有关性质等。
13、 (1)装置气密性检验时要将装置设置成密闭体系(关闭分液漏斗活塞并在G中加入水),然后利用热膨胀原理来检验; (2)NaNO2中N元素显3价,在反应中将(NH4)2SO4中3价氮氧化,两者都生成N2,根据化合价升降相等和质量守恒来配平方程式。,(3)由于开始装置中含有空气,故利用硫酸亚铁除去空气中的O2;浓硫酸的作用是做吸水剂,将生成的N2干燥。 (4)镁是活泼金属,在加热条件下能与氮气反应生成氮化镁。 (5)Mg3N2能与水反应生成Mg(OH)2和NH3,故只要检验加入水后能否生成氨气即可知是否有Mg3N2生成;金属镁的检验可以通过加入酸能否有气体生成来检验。,答案(1)微热b,这时在G中有
14、气泡冒出,停止加热冷却后,G中插在溶液里的玻璃管形成一段水柱,则气密性良好 分液漏斗 圆底烧瓶,(5)取少量产物于试管中,加少量蒸馏水,试管底部有沉淀生成,可闻到刺激性氨味(或把湿润的红色石蕊试纸放在试管口,试纸变蓝),证明产物中含有氮化镁;弃去上层清液,加入盐酸,若观察到有气泡产生,则证明产物中含有未反应的镁。,(1)除杂和干燥时,杂质气体应能被试剂吸收且不产生另一种杂质气体。 (2)当气体中含有多种杂质时,若采用洗气装置,通常是除杂质在前,干燥在后,若用加热装置除杂时通常是干燥在前,除杂在后。 (3)下列气体可采用排饱和溶液的方法收集: CO2饱和NaHCO3溶液 SO2饱和NaHSO3溶
15、液 H2S饱和NaHS溶液 Cl2饱和NaCl溶液,以下集气装置中不正确的是 ( ),解析:H2S密度比空气大,可用向上排空气法收集,A对;NO难溶于水且易与空气中O2反应,可用排水法收集,B对;收集NH3可用向下排空气法,但橡皮塞密封管口无法收集,C错;用排饱和食盐水法收集Cl2,可以除Cl2中混有的HCl,D对。 答案:C,化学实验方案的设计与评价 1化学实验方案设计的思路,2实验设计的步骤 明确目的、原理选择仪器、药品设计装置、步骤记录现象、数据分析得出结论。 3化学实验方案设计的仪器选用及连接顺序,4实验操作的顺序 连接仪器检查气密性装药品进行实验。 一般顺序:气体发生除杂质干燥相关实
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