1、物质制备实验方案的设计与评价物质制备实验方案的设计与评价课堂互动讲练课堂互动讲练物质制备实验方案的设计及评价物质制备实验方案的设计及评价1实验方案设计的思路及流程实验方案设计的思路及流程2实验方案的优化原则实验方案的优化原则设计物质制备的实验方案时，要注意优化实设计物质制备的实验方案时，要注意优化实验流程中的每一个具体环节，遵循的优化原验流程中的每一个具体环节，遵循的优化原则是：原料廉价、原理绿色、条件优化、仪则是：原料廉价、原理绿色、条件优化、仪器简单、分离方便。器简单、分离方便。【特别提醒特别提醒】设计物质制备方案时，一是设计物质制备方案时，一是要求原料的利用率高；二是尽量不使用有毒要求原
2、料的利用率高；二是尽量不使用有毒的物质，并且不产生有污染性的物质，以免的物质，并且不产生有污染性的物质，以免对环境造成污染；三是产品的纯度高，且易对环境造成污染；三是产品的纯度高，且易于分离和提纯。于分离和提纯。(2009年高考江苏卷年高考江苏卷)环己酮是一种重要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的化工原料，实验室常用下列方法制备环己酮：酮：环己醇、环己酮和水的部分物理性质见下表：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组成的混合物的沸点(1)酸性酸性Na2Cr2O7溶液
3、氧化环己醇反应的溶液氧化环己醇反应的H0，反应剧烈将导致体系温度迅速上升，反应剧烈将导致体系温度迅速上升，副反应增多。实验中将酸性副反应增多。实验中将酸性Na2Cr2O7溶液加溶液加到盛有环己醇的烧瓶中，在到盛有环己醇的烧瓶中，在55 60 进行进行反应。反应完成后，加入适量水，蒸馏，收反应。反应完成后，加入适量水，蒸馏，收集集95 100 的馏分，得到主要含环己酮的馏分，得到主要含环己酮和水的混合物。和水的混合物。酸性酸性Na2Cr2O7溶液的加料方式为溶液的加料方式为_。蒸馏不能分离环己酮和水的原因是蒸馏不能分离环己酮和水的原因是_。(2)环己酮的提纯需要经过以下一系列的操作：环己酮的提纯
4、需要经过以下一系列的操作：a.蒸馏，收集蒸馏，收集151 156 的馏分；的馏分；b.过滤；过滤；c.在在收集到的馏分中加收集到的馏分中加NaCl固体至饱和，静置，分液；固体至饱和，静置，分液；d.加入无水加入无水MgSO4固体，除去有机物中少量水。固体，除去有机物中少量水。上述操作的正确顺序是上述操作的正确顺序是_(填字母填字母)。上述操作上述操作b、c中使用的玻璃仪器除烧杯、锥形中使用的玻璃仪器除烧杯、锥形瓶、玻璃棒外，还需瓶、玻璃棒外，还需_。在上述操作在上述操作c中，加入中，加入NaCl固体的作用是固体的作用是_。(3)利用核磁共振氢谱可以鉴定制备的产物是否为利用核磁共振氢谱可以鉴定制
5、备的产物是否为环己酮，环己酮分子中有环己酮，环己酮分子中有_种不同化学环种不同化学环境的氢原子。境的氢原子。【解析解析】(1)由信息可知，若快速加入酸性由信息可知，若快速加入酸性Na2Cr2O7溶液，将导致体系的温度上升，从而引溶液，将导致体系的温度上升，从而引起副反应的发生，故应缓慢滴加酸性起副反应的发生，故应缓慢滴加酸性Na2Cr2O7溶溶液。液。由于环己酮与水能形成具有固定组成的混合物，由于环己酮与水能形成具有固定组成的混合物，因而会同时被蒸出，不能达到分离环己酮和水的因而会同时被蒸出，不能达到分离环己酮和水的目的。目的。(2)若得到环己酮应除去其中的水，正确的顺序若得到环己酮应除去其中
6、的水，正确的顺序是是c、d、b、a。【答案】【答案】(1)缓慢滴加缓慢滴加环己酮和水形成具有固定组成的混合物被一起蒸出环己酮和水形成具有固定组成的混合物被一起蒸出(2)c、d、b、a普通漏斗、分液漏斗普通漏斗、分液漏斗增加水层的密度，有利于分层增加水层的密度，有利于分层(3)3跟踪训练跟踪训练(随学随练，轻松夺冠随学随练，轻松夺冠)1(2011年苏北四市高三调研年苏北四市高三调研)阿司匹林阿司匹林(乙酰水杨酸乙酰水杨酸)是常用的解热镇痛药，以下是合成阿司匹林的工艺流是常用的解热镇痛药，以下是合成阿司匹林的工艺流程。程。抽滤的实验装置如下图所示。抽滤的实验装置如下图所示。请回答有关问题：请回答有
7、关问题：(1)仪器仪器A的名称是的名称是_。(2)在步骤在步骤中，若冷却结晶时未出现结晶，可以中，若冷却结晶时未出现结晶，可以_，促使晶体析出。，促使晶体析出。(3)实验时，当仪器实验时，当仪器B中液面高度快达到支管口位中液面高度快达到支管口位置时，应进行的操作是置时，应进行的操作是_。(4)仪器仪器C中两玻璃导管的位置是否正确？答：中两玻璃导管的位置是否正确？答：_。(填填“正确正确”或或“不正确不正确”)(5)在步骤在步骤中，用饱和中，用饱和NaHCO3溶液可以将阿溶液可以将阿司匹林和剐产物等分离，其化学原理是司匹林和剐产物等分离，其化学原理是_。要检测产品中是否含有水杨酸，其实验操作是要
8、检测产品中是否含有水杨酸，其实验操作是_。(6)在步骤在步骤中，搅拌使反应充分进行至中，搅拌使反应充分进行至_为止。为止。(7)若实验得到若实验得到2.70 g纯净的阿司匹林，则产品的纯净的阿司匹林，则产品的产率为产率为_。解析：解析：(1)仪器仪器A为布氏漏斗。为布氏漏斗。(2)可以用玻璃棒摩可以用玻璃棒摩擦瓶壁促使晶体析出。擦瓶壁促使晶体析出。(3)当仪器当仪器B中液面高度快达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。橡胶塞，从吸滤瓶上口倒出溶液。(4)仪器仪器C中两玻中两玻璃导管的位置正确。璃导管的
9、位置正确。答案：答案：(1)布氏漏斗布氏漏斗(2)用玻璃棒摩擦瓶壁用玻璃棒摩擦瓶壁(3)关掉水龙头，拔掉吸滤瓶上的橡胶塞，从关掉水龙头，拔掉吸滤瓶上的橡胶塞，从吸滤瓶上口倒出溶液吸滤瓶上口倒出溶液(4)正确正确(5)NaHCO3溶液可以与阿司匹林生成可溶性溶液可以与阿司匹林生成可溶性的钠盐的钠盐将少量产品加入水中，然后滴加将少量产品加入水中，然后滴加FeCl3溶液，溶液，若有紫色出现说明含有水杨酸，否则不含若有紫色出现说明含有水杨酸，否则不含(6)混合物中不再产生气泡混合物中不再产生气泡(7)75.0%化学实验方案设计中的绿色化和安全化学实验方案设计中的绿色化和安全性要求性要求1绿色化学思想绿
10、色化学思想从源头上防止污染产生或把化学过程对环境的负面从源头上防止污染产生或把化学过程对环境的负面影响降低到最低程度，即要求原料和产品无害，在影响降低到最低程度，即要求原料和产品无害，在化学过程中不产生化学过程中不产生“三废三废”或使或使“三废三废”降低到最低程降低到最低程度。度。2化学实验绿色化的途径化学实验绿色化的途径(1)开发绿色实验，实现原料和反应过程的绿色化。开发绿色实验，实现原料和反应过程的绿色化。如实验室制如实验室制O2，用，用H2O2分解代替分解代替KClO3分解。分解。(2)防止实验过程中尾气、废物等对环境防止实验过程中尾气、废物等对环境的污染，实验过程中加强有害气体的尾气的
11、污染，实验过程中加强有害气体的尾气吸收，妥善处理实验产生的废物。吸收，妥善处理实验产生的废物。(3)在保证实验效果的前提下，尽量减少在保证实验效果的前提下，尽量减少试剂的用量，使实验微型化。试剂的用量，使实验微型化。3化学实验方案设计中的化学实验方案设计中的“四防四防”【特别提醒】【特别提醒】化学实验方案设计中若必须化学实验方案设计中若必须使用到有毒的气体，则一定要设计尾气的吸收使用到有毒的气体，则一定要设计尾气的吸收装置，常见有毒气体的处理方法为：装置，常见有毒气体的处理方法为：(1)Cl2NaOH溶液吸收溶液吸收(2)SO2NaOH溶液吸收溶液吸收(3)H2SCuSO4溶液或碱液吸收溶液或
12、碱液吸收(4)NO2NaOH溶液吸收溶液吸收(5)NO与与O2混合后通入混合后通入NaOH溶液吸收溶液吸收 (6)CO点燃点燃(1)这些装置的连接顺序是这些装置的连接顺序是(按气体流向，由左至右按气体流向，由左至右填装置编号填装置编号)：_。(2)验证生成物中有一氧化碳气体的实验现象是验证生成物中有一氧化碳气体的实验现象是_。(3)装置中所加的固体药品是装置中所加的固体药品是_，可验，可验证的产物是证的产物是_，确定装置在整套装置，确定装置在整套装置中位置的理由是中位置的理由是_。(4)装置中所盛溶液是装置中所盛溶液是_，该装置在此，该装置在此实验中的作用是实验中的作用是_。(5)本实验从最后
13、一个装置出来的气体是否需要本实验从最后一个装置出来的气体是否需要处理？如需处理，请回答如何处理；如不需处处理？如需处理，请回答如何处理；如不需处理，请说明理由理，请说明理由_。【解析】【解析】本题为实验装置连接题，解题过本题为实验装置连接题，解题过程中要理解实验的目的，根据反应原理加以程中要理解实验的目的，根据反应原理加以解决。解决。(1)根据反应后的生成物根据反应后的生成物CO、CO2、H2O，欲检验它们，应先通过无水硫酸铜检验，欲检验它们，应先通过无水硫酸铜检验H2O，然后再检验，然后再检验CO2，可通过澄清石灰水；，可通过澄清石灰水；此时由于此时由于CO2可能没有完全与澄清石灰水作用，可
14、能没有完全与澄清石灰水作用，故继而通过故继而通过NaOH溶液除去溶液除去CO2。最后把气体。最后把气体通过灼热的氧化铁，以检验通过灼热的氧化铁，以检验CO的存在，由于的存在，由于多余的多余的CO会污染环境，所以最后一个装置出会污染环境，所以最后一个装置出来的气体需要处理，可点燃使未反应的一氧来的气体需要处理，可点燃使未反应的一氧化碳气体完全燃烧。化碳气体完全燃烧。【答案】【答案】(1)(或或)(2)装置装置中红棕色固体变为黑色，末端装置中红棕色固体变为黑色，末端装置中澄清石灰水变浑浊中澄清石灰水变浑浊(3)无水硫酸铜水当无水硫酸铜水当生成物经过溶液时会携带出水蒸气，若放在其他生成物经过溶液时会
15、携带出水蒸气，若放在其他装置后，无法证明生成物中有水蒸气装置后，无法证明生成物中有水蒸气(4)浓硫酸除去气体中的水蒸气浓硫酸除去气体中的水蒸气 (5)需处理，应点燃使未反应的一氧化碳气体需处理，应点燃使未反应的一氧化碳气体完全燃烧完全燃烧该方案的目的是为了制备该方案的目的是为了制备()AHBrBCaOCH2 DHg答案：答案：C元素周期表中元素及其化合物的性元素周期表中元素及其化合物的性质递变规律质递变规律1电离能、电负性电离能、电负性(1)第一电离能：气态原子失去一个电子形成第一电离能：气态原子失去一个电子形成1价气态阳离子所需的最低能量。价气态阳离子所需的最低能量。(2)电负性：用来衡量元
16、素的原子在化合物中吸引电负性：用来衡量元素的原子在化合物中吸引电子的能力。电子的能力。电负性越大，非金属性越强，反之越弱。电负性越大，非金属性越强，反之越弱。金属的电负性一般小于金属的电负性一般小于1.8，非金属的电负性一，非金属的电负性一般大于般大于1.8，电负性在，电负性在1.8左右时，既有金属性，又左右时，既有金属性，又有非金属性。有非金属性。2性质递变规律性质递变规律【特别提醒】【特别提醒】1.金属活动性顺序与元素相金属活动性顺序与元素相应的电离能大小顺序不一致，故不能根据金应的电离能大小顺序不一致，故不能根据金属活动性顺序表判断电离能的大小。属活动性顺序表判断电离能的大小。2元素的电
17、负性数值越大，元素的非金属元素的电负性数值越大，元素的非金属性就越强。性就越强。根据信息回答下列问题：根据信息回答下列问题：A第一电离能第一电离能I1是指气态原子是指气态原子X(g)处于基态时，处于基态时，失去一个电子成为气态阳离子失去一个电子成为气态阳离子X(g)所需的能量。所需的能量。下图是部分元素原子的第一电离能下图是部分元素原子的第一电离能I1随原子序数随原子序数变化的曲线图变化的曲线图(其中其中12号至号至17号元素的有关数据缺号元素的有关数据缺失失)。B不同元素的原子在分子内吸引电子的能力大小可不同元素的原子在分子内吸引电子的能力大小可用数值表示，该数值称为电负性。一般认为：如果两
18、用数值表示，该数值称为电负性。一般认为：如果两个成键原子间的电负性差值大于个成键原子间的电负性差值大于1.7，原子之间通常形，原子之间通常形成离子键；如果两个成键原子间的电负性差值小于成离子键；如果两个成键原子间的电负性差值小于1.7，通常形成共价键。下表是某些元素的电负性值：，通常形成共价键。下表是某些元素的电负性值：(1)认真分析认真分析A图中同周期元素第一电离能的变化规图中同周期元素第一电离能的变化规律，推断律，推断NaAr元素中，元素中，Al的第一电离能的大小的第一电离能的大小范围为范围为_Al_(填元素符号填元素符号)；(2)从从A图分析可知，同一主族元素原子的第一电离图分析可知，同
19、一主族元素原子的第一电离能能I1变化规律是变化规律是_；(3)A图中第一电离能最小的元素在周期表中的位置图中第一电离能最小的元素在周期表中的位置是是_周期周期_族；族；(4)根据对角线规则，根据对角线规则，Be、Al元素最高价氧化物对元素最高价氧化物对应水化物的性质相似，它们都具有应水化物的性质相似，它们都具有_性，其性，其中中Be(OH)2显示这种性质的离子方程式是显示这种性质的离子方程式是_；(5)通过分析电负性值变化规律，确定通过分析电负性值变化规律，确定Mg元素电负元素电负性值的最小范围性值的最小范围_；(6)请归纳元素的电负性和金属性、非金属性的关请归纳元素的电负性和金属性、非金属性
20、的关系是系是_；(7)从电负性角度，判断从电负性角度，判断AlCl3是离子化合物还是共是离子化合物还是共价化合物？请说出理由价化合物？请说出理由(即写出判断的方法和结论即写出判断的方法和结论)是是_；请设计一个实验方案证明上述所得到的结论请设计一个实验方案证明上述所得到的结论_。【解析】【解析】(1)由信息所给的图可以看出，同周期的由信息所给的图可以看出，同周期的A族元素的第一电离能最小，而族元素的第一电离能最小，而A族元素中第一族元素中第一电离能小于电离能小于A族元素中第一电离能，故族元素中第一电离能，故NaAlMg。(2)同主族元素第一电离能从图中可看出从上到下逐同主族元素第一电离能从图中
21、可看出从上到下逐渐减小。渐减小。(3)根据第一电离能的递变规律可以看出，图中所给根据第一电离能的递变规律可以看出，图中所给元素中元素中Rb的第一电离能最小，其位置为第五周期第的第一电离能最小，其位置为第五周期第A族。族。(4)根据对角线规则，根据对角线规则，Al(OH)3与与Be(OH)2性质相似，性质相似，Be(OH)2应为两性，根据应为两性，根据Al(OH)3NaOH=NaAlO22H2O，Al(OH)33HCl=AlCl33H2O可以类似可以类似的写出的写出Be(OH)2与酸或碱反应的离子方程式。与酸或碱反应的离子方程式。(5)根据电负性的递变规律：同周期从左到右电负性逐根据电负性的递变
22、规律：同周期从左到右电负性逐渐增大，同主族从上到下电负性逐渐减小，可知，在渐增大，同主族从上到下电负性逐渐减小，可知，在同周期中电负性同周期中电负性NaMgMgCa，最，最小范围应为小范围应为0.931.57。(6)因电负性可以用来衡量原子吸引电子能力大小，所因电负性可以用来衡量原子吸引电子能力大小，所以，电负性越大，原子吸引电子能力越强，非金属性以，电负性越大，原子吸引电子能力越强，非金属性越强，反之金属性越强。越强，反之金属性越强。(7)AlCl3中中Al与与Cl的电负性差值为的电负性差值为1.55，根据信息，电，根据信息，电负性差值若小于负性差值若小于1.7，则形成共价键，所以，则形成共
23、价键，所以AlCl3为共为共价化合物。共价化合物和离子化合物最大的区别在于价化合物。共价化合物和离子化合物最大的区别在于熔融状态下是否导电。离子化合物在熔融状态下以离熔融状态下是否导电。离子化合物在熔融状态下以离子形式存在，可以导电，但共价化合物却不能。子形式存在，可以导电，但共价化合物却不能。跟踪训练跟踪训练(随学随练，轻松夺冠随学随练，轻松夺冠)3根据下列五种元素的第一至第四电离能数根据下列五种元素的第一至第四电离能数据据(单位：单位：kJmol1)，回答下列问题：，回答下列问题：(1)在周期表中，最可能处于同一族的是在周期表中，最可能处于同一族的是_。AQ和和R BS和和TCT和和U D
24、R和和TER和和U(2)下列离子的氧化性最弱的是下列离子的氧化性最弱的是_。AS2 BR2CT3 DU(3)下列元素中，化学性质和物理性质最像下列元素中，化学性质和物理性质最像Q元素的是元素的是_。A硼硼 B铍铍 C氦氦 D氢氢(4)每种元素都出现相邻两个电离能的数据相每种元素都出现相邻两个电离能的数据相差较大的情况，这一事实从一个侧面说明：差较大的情况，这一事实从一个侧面说明：_，如果，如果U元素是元素是短周期元素，你估计它的第短周期元素，你估计它的第2次电离能飞跃数据次电离能飞跃数据将发生在失去第将发生在失去第_个电子时。个电子时。(5)如果如果R、S、T是同周期的三种主族元素，是同周期的
25、三种主族元素，则它们的原子序数由小到大的顺序是则它们的原子序数由小到大的顺序是_，其中元素其中元素_的第一电离能异常高的原因的第一电离能异常高的原因是是_。解析：解析：(1)由表中数据知，由表中数据知，R和和U的第一至第四电的第一至第四电离能变化规律相似，即离能变化规律相似，即R和和U最可能在同一族。最可能在同一族。(2)离子的氧化性最弱，即其对应元素的电离能离子的氧化性最弱，即其对应元素的电离能最小。由表中数据看出最小。由表中数据看出U的第一电离能为的第一电离能为420 kJmol1，数值最小。，数值最小。(3)Q元素各电离能都较大，而且各电离能之间元素各电离能都较大，而且各电离能之间无太大
26、差距，故无太大差距，故Q最可能为稀有气体元素。最可能为稀有气体元素。(4)相邻两个电离能数据相差较大，从一个侧面相邻两个电离能数据相差较大，从一个侧面说明电子是分层排布的，且各能层能量不同。若说明电子是分层排布的，且各能层能量不同。若U为短周期元素，则为短周期元素，则U一定是一定是Na，第一次电离能飞，第一次电离能飞跃是在失去第跃是在失去第2个电子，那么第二次电离能飞跃应个电子，那么第二次电离能飞跃应是失去第一层上的电子即第是失去第一层上的电子即第10个电子。个电子。(5)R元素第二电离能有较大飞跃，元素第二电离能有较大飞跃，S元素第三电离元素第三电离能有较大飞跃，能有较大飞跃，T元素第四电离
27、能有较大飞跃，由元素第四电离能有较大飞跃，由题意知三者为同周期三种主族元素，可推知题意知三者为同周期三种主族元素，可推知R在在A族，族，S在在A族，族，T在在A族，故原子序数族，故原子序数RST；由表中数据知；由表中数据知S元素的第一电离能异常高，元素的第一电离能异常高，其原因是其原因是S元素的最外层电子处于元素的最外层电子处于s能级全充满状能级全充满状态，能量较低，比较稳定，失去一个电子吸收的态，能量较低，比较稳定，失去一个电子吸收的能量较多。能量较多。答案：答案：(1)E(2)D(3)C(4)电子分层排布，各能层能量不同电子分层排布，各能层能量不同10(5)RSTSS元素的最外层电子处于元
28、素的最外层电子处于s能能级全充满状态，能量较低，比较稳定，失去一级全充满状态，能量较低，比较稳定，失去一个电子吸收的能量较多个电子吸收的能量较多达标突破训练达标突破训练本部分内容讲解结束本部分内容讲解结束点此进入课件目录点此进入课件目录按按ESC键退出全屏播放键退出全屏播放谢谢使用谢谢使用1城市发展论坛的与会专家普遍认为：我国城镇化研究主要集中在预测城镇化速度和趋势上，而对城镇化过程中公共政策的负面影响则明显被忽视。2 这个高台光滑突兀，陡峭高矗，十分危险。听老人们说，这个高台从来就没行人能上去过，上去的人从来就没有能活着回来的。3安南提交的报告如果能够得以通过，日本就有希望获得常任理事国席位
29、。对此，曾经深受日本军国主义之害的中、韩等邻国存有很深的疑虑。4娄机为人正直。关心国事。做皇太子老师时，向皇太子陈说正直道理，并上密奏章陈述 将帅专权，对军纪的管理松懈，不训练检阅军队。5娄机为人诚恳，做事严谨。对是非曲直，他当面判断，事后从不再说；赞人全面，不遗漏6多样性意味着差异，我国的民族多样性决定了以民族为载体的文化的多样性，这种文化的多样性也意味着各民族文化的差异。7从自然生态的角度来看，生态平衡的维护就是要维护其生物物种的多样性，所以维护社会和谐的基础也就是文化的多样性。8作为最深层次的认同，文化的认同在维护民族团结和和睦之中具有最根本的作用，因此就要建设好各民族共同的精神家园，培养中华民族的共同体意识。
