1、【 精品教育资源文库 】 第 3 节 化学实验方案的设计与评价 考纲定位 全国卷 5年考情 1.了解化学实验是科学探究过程中的一种重要方法。 2根据化学实验目的和要求能做到： 设计实验方案； 正确选用实验装置； 分析或处理实验数据得出合理结论； 掌握控制实验条件的方法； 评价或改进实验方案。 2017年： 卷 T26； 卷 T28； 卷 T26 2016年： 卷 T13； 卷 T10、 T26(1)； 卷 T9、T26(6) 2015年： 卷 T26； 卷 T28 2014年： 卷 T26； 卷 T28 2013年： 卷 T26； 卷 T26 考点 1| 化学实验方案的设计 (对应学生用书第
2、 200页 ) 考纲知识整合 1基本原则 2基本思路 了解实验目的 明确实验原理 掌握实验条件 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基本内容 【 精品教育资源文库 】 4实验设计的注意事项 (1)实验操作顺序 装置选择与连接 气密性检查 加固体药品 加液体药品 开始实验 (按程序 ) 拆卸仪器 其他处理等。 (2)加热顺序选择 若气体制备实验需加热，应先加热气体发生装置，通入气体排出装置中的空气后，再给实验中需要加热的物质加热。目的： 防止爆炸 (如氢气还原 氧化铜 )； 保证产品纯度，防止反应物或生成物与空气中的物质反应。熄灭酒精灯的顺序则相反。 (3)防止试剂变质
3、 实验中反应物或产物若易吸水、潮解、水解等，要采取措施防止其吸水； 易挥发的液体产物要及时冷却； 易挥发的液体反应物需在反应装置中加装冷凝回流装置 (如长导管、竖直的干燥管、冷凝管等 )； 注意防止倒吸。 (4)画简单装置图 能够绘制和识别典型的实验仪器装置图，一般能画出简单的装置图即可，但要符合要求，例如形状、比例等。 (5)仪器连接问题 注意所选仪器是否恰当，安装顺序是否恰当，接口顺序是否恰当 。 高考命题点突破 命题点 1 物质制备为主体的方案设计 类型一 无机物的制备 典例导航 (2018 湖南岳阳模拟 )三氯化硼是一种重要的化工原料，主要用作半导体硅的掺杂源或有机合成催化剂，还用于高
4、纯硼或有机硼的制取。已知： BCl3的沸点为 12.5_ ，熔点为107.3_ ，易潮解 。实验室制备三氯化硼的原理为： B2O3 3C 3Cl2= 2BCl3 3CO 【导学号： 95160365】 (1)甲组同学拟 用下列装置制备干燥纯净的氯气 (不用收集 )： 【 精品教育资源文库 】 装置 B的作用是 _，装置 C的作用是 _。 装置 A中发生反应的离子方程式为 _ _。 (2)乙组同学选用甲组实验中的 A、 B、 C和下列装置 (装置可重复使用 )制备 BCl3并 验证反应中有 CO 生成 。 乙 组 同 学 的 实 验 装 置 中 ， 依 次 连 接 的 合 理 顺 序 为ABC
5、_ _ FDI ；其中装置 E的作用是 _ _。 实验开始时， 先通入干燥的 N2 的目的是 _。 能证明反应中有 CO 生成的现象是 _ _。 三氯化硼接触潮湿空气时会形成 腐蚀性浓厚白雾 ，其与水反应的化学方程式为_。 审题指导 根据 BCl3 的熔、沸点可确定，易液化，可用冷却水冷凝；易潮解要注意 BCl3制备时水蒸气的影响，气体要干燥。 干燥纯净的 Cl2 制取时注意除杂 杂质 HCl、 H2O(g)，及除杂的先后顺序为先除 HCl再干燥。 验证 CO生成，一般是利用 CO的还原性与 CuO 反应生成 CO2，根据 CO2存在证明 CO的生成，但要注意 CO2干扰 。 【 精品教育资
6、源文库 】 剩余 4个装置，题中留有 5个装置空白，说明有一装置重复。 装置中的 O2要与 C反应，干扰实验， N2排空气，防止 O2干扰。 HCl 在空气中易形成白雾。 【答案】 (1) 吸收 Cl2中的 HCl气体 干燥 Cl2或吸收 Cl2中的 H2O(g) ClO 3 5Cl 6H = 3Cl2 3H2O (2)G 、 E、 H、 J、 H 冷凝 BCl3为液体 排除装置中的空气，防止 O2的干扰 装置，装置 F中黑色粉末变为红色 中 D澄清石灰水变浑浊 BCl 3 3H2O=H3BO3 3HCl 题后归纳 物质制备与提纯的思维流程 对点训练 1 (2017 广州一测 )高纯 MnCO
7、3是广泛用于电子行业的强磁性材料。 MnCO3为白色粉末，不溶于水和乙醇，在潮湿环境下易被氧化，温度高于 100 开始分解。 . 实验室以 MnO2为原料制备 MnCO3 (1)制备 MnSO4溶液： 主要反应装置如图所示，缓缓通入经 N2稀释的 SO2气体，发生反应 H2SO3 MnO2=MnSO4 H2O。下列措施中，目的是加快反应速率的是 _(填标号 )。 A MnO2加入前先研磨 B搅拌 【 精品教育资源文库 】 C提高混合气中 N2比例 已知实验室制取 SO2 的原理是 Na2SO3 2H2SO4(浓 )=2NaHSO4 SO2 H2O。选择下图所示部分装置与上图装置相连制备 Mn
8、SO4溶液，应选择的装置有 _(填标号 )。 若用空气代替 N2进行实验，缺点是 _ _ (酸性环境下 Mn2 不易被 氧化 )。 (2)制备 MnCO3固体： 实验步骤： 向 MnSO4溶液中边搅拌边加入饱和 NH4HCO3溶液生成 MnCO3沉淀，反应结束后过滤； ? 在 70 80 下烘干得到纯净干燥的 MnCO3固体。步骤 需要用到的试剂有 _。 . 设计实验方案 (3) 利用沉淀转化的方法证明 Ksp(MnCO3)Ksp(NiCO3) ：_ _。 (已知 NiCO3为难溶于水的浅绿色固体 ) (4)证明 H2SO4的第二步电离不完全： _ _。 已知 Ka2(H2SO4) 1.110
9、 2 molL 1 【解析】 (1) 反应物是 H2SO3、 MnO2， MnO2加入前先研磨、搅拌均可加快反应速率，而提高混合气中 N2比例会使 SO2浓度降低，反应速率减慢，故 A、 B项正确， C项错误。 制备 SO2用装置 b，装置 a 提供 N2，用装置 e 将 SO2和 N2混合，用装置 f 吸收尾气。 若用空气代替 N2进行实验，则空气中的 O2能氧化 H2SO3， SO2的利用率降低。 (2)步骤 为过滤，用少量水洗涤 2 3次；然后用盐酸酸化的 BaCl2溶液检验 SO24 ，从而判断沉淀是否洗涤干净；最后用少量 C2H5OH 洗涤。 (4)H2SO4的第二步电离不完全，则第
10、二步电离产生的 SO24 能发生水解， Na2SO4溶液的 pH大于 7。 【答案】 (1)AB abef 空气中的 O2能氧化 H2SO3，使 SO2利用率下降 (2)水、盐酸酸化的 BaCl2溶液、乙醇 (3)向 Na2CO3溶液中滴加稍过量 NiSO4溶液，生成浅绿色沉淀，再滴加几滴 MnSO4溶液，【 精品教育资源文库 】 沉淀变成白色 (4)用酸度计测量 Na2SO4溶液的 pH 大于 7 类型二 有机物的制备 典例导航 酯化反应是有机化学中一种重要的反应类型，某化学兴趣小组通过酯化反应，以苯甲酸和甲醇为原料合成苯甲酸甲酯，其原理与实验装置如图 (部分夹持装置以及加热装置已省去 )
11、: 【导学号： 95160366】 可能用到的数据如下： 物质 苯甲酸 甲醇 苯甲酸甲酯 熔点 /C 122.4 97 12.3 沸点 /C 249 64.3 199.6 相对密度 / (gcm 3) 1.265 9 0.792 1.088_8 水溶性 微溶 互溶 不溶 (1)仪器 B、 C的名称分别是： _、 _。 (2)实验前仪器 B 中加入适量的碎瓷片，作用是 _，冷水应从仪器 C的 _(填 “a” 或 “b”) 口进入 ，仪器 C的作用是 _。 (3)实验开始时，将 15 g苯甲酸和过量的甲醇加入仪器 B中，通过仪器 A加入一定量浓硫酸， 浓硫酸的作用 为 _，为了 提高酯的产率 ，可
12、以采取的措施有_(写两条 )。 (4)利用下列步骤提纯产品： . 加适量水后分液； . 加适量固体 Na2CO3分液； . 加无水 CaCl2 干燥； . 蒸馏得产品 10.9 g。分液过程中，目标产物离开相应仪器的方法是_ ， 洗 涤 过 程 中 加 入 碳 酸 钠 的 目 的 是_ 【 精品教育资源文库 】 _， 进行蒸馏提纯时，收集 _C 时的馏分即为苯甲酸甲酯；实验制得的苯甲酸甲酯的质量低于理论产量，可能的原因是 _(填序号 )。 a蒸馏时，从 100 C 开始收集产品 b苯甲酸实际用量多了 c制备粗 品时苯甲酸甲酯蒸发 (5)本实验的产率 是 _(保留一位小数 )。 审题指导 C 为球形冷凝管，冷凝回流未反应的反应物和生成物；冷却水的流向是低口进水。 常温为液态。 密度大于水的密度且不溶于水。 酯化反应中浓 H2SO4作催化剂和吸水剂。 产率提高的途径是平衡右移。 Na 2CO3可吸收醇中和酸进而除酯中杂质。 产率 实际产量理论产量 100%( 根据化学方程式中比例算出理论产量 )。 【答案】 (1)三颈烧瓶 球形冷凝管 (2)防止液体暴沸 a 冷凝回流 (3)催化 剂、吸水剂 增大甲醇的用量、将生成的苯甲酸甲酯及时蒸出 (4)从分液漏斗下口放出 除去硫酸和未反应完的苯甲酸和甲醇 199.6 c (5)65.2% 易错防范 有机
