2019-2020年高三化學 知識點精析精練 制備實驗方案的設(shè)計.doc

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2019-2020年高三化學 知識點精析精練 制備實驗方案的設(shè)計 一、制備實驗方案設(shè)計的程序 二、制備實驗方案設(shè)計的題型 1．限定幾種原料，制備一種或幾種物質(zhì)。 2．限定幾種原料，要求用幾種不同的方法制備一種物質(zhì)。 3．自選原料，制備某一指定物質(zhì)。 4．用含雜質(zhì)的物質(zhì)為原料，提純某一純凈物。 5．由給定廢料，回收、提取或制備某一物質(zhì)。 制備實驗方案設(shè)計，主要涉及原料、基本化學反應(yīng)原理、實驗程序和儀器、設(shè)備。核心是原料，由原料可確定反應(yīng)原理，推導(dǎo)出實驗步驟及所用儀器。 學法建議 制備實驗方案設(shè)計可考查各個層次的多種能力，特別是創(chuàng)新能力。從發(fā)展趨勢看，今后高考對考生設(shè)計簡單實驗?zāi)芰Φ目疾閷⒂枰暂^多的關(guān)注和嘗試，但考慮到高考的時限性，加之理科綜合考試的形式，這種題的難度將不會太大，建議本節(jié)復(fù)習應(yīng)掌握以下幾點： 1．熟練掌握常見氣體的制備方法，在氣體實驗室制備方案設(shè)計時應(yīng)遵循以下原則： (1)實驗室制備各種氣體應(yīng)以實驗室常用藥品為原料，以方便、經(jīng)濟、安全為原則，而且在幾種簡單易解的方法中又要選擇那些能制取并收集較純氣體的方法。 (2)選擇實驗儀器要根據(jù)反應(yīng)原理及制取氣體量的多少來決定，必須是干凈的，有時還需是干燥的儀器。 (3)選擇試劑要注意濃度，特別是鹽酸、硫酸、硝酸的濃度對制取氣體及純度都有很大的影響。 (4)熟悉裝置圖，根據(jù)儀器裝配順序(由低到高，由左到右，先里后外)、裝置順序(制氣裝置凈化裝置干燥裝置收集裝置尾氣吸收裝置)準確組裝儀器并掌握檢查氣密性的方法。 2．熟練掌握常見單質(zhì)、化合物的制備方法 3．掌握各類無機物、有機物之間的相互聯(lián)系及內(nèi)在規(guī)律，各類物質(zhì)相互反應(yīng)的客觀規(guī)律，在生產(chǎn)、實驗上有很重要的意義，可以指導(dǎo)無機物、有機物的制備。 潛能開發(fā) ［例1］ 下列三個問題均與右圖中實驗裝置有關(guān)，請選擇 A～D序號填入空格中。 ［例2］ (1)制取某五色非金屬氧化物氣體時，燒瓶X內(nèi)的藥品應(yīng)是 ( ) (2)洗氣瓶Y中所裝液體應(yīng)是(不允許非水雜質(zhì)混在氣體中)( (3)檢驗集氣瓶口是否集滿氣體，置于瓶口的濾紙應(yīng)沾上的溶液是 ( ) 思路分析 (1) 銅與稀HNO3反應(yīng)需加熱，且得到的五色NO氣體易被空氣中O2氧化為紅棕色NO2 。銅與濃HNO3反應(yīng)直接生成NO3，均不符合題意。CaOC3與稀H2SO4反應(yīng)生成CaCO4覆蓋在CaCO3表面，反應(yīng)逐漸停止，不能制得CO2。Na2SO4與濃鹽酸常溫下反應(yīng)生成無色氣體，符合題意。 (2)從X中出來的SO2中將混有較多的HCl和少量的水蒸氣，應(yīng)選用飽和NaHSO3除掉HCl,而SO2反應(yīng)，能實現(xiàn)除去氣體中非水雜質(zhì)的目的。 (3)SO2與BaCl2、KI不反應(yīng)；SO2與石灰水反應(yīng)生成CaSO4沉淀，在濾紙上不易觀察，也不能作為檢測手段；SO2遇強可被氧化，可使酸性 KMnO4溶液褪色，現(xiàn)象明顯，易于觀察，符合題意。 [答案](1)D(2)C(3)B [例2]試用空氣、焦炭、水為原料制備硝酸。 思路分析 從HXO3的組成看包含三種元素H、N、O，欲提供N元素，首先應(yīng)從空氣中分離出N2，而N2轉(zhuǎn)為化合態(tài)，已學過的途徑有N2與O2反應(yīng)， 反應(yīng)，反應(yīng)，前者反應(yīng)條件不合適，應(yīng)選后者，H2的產(chǎn)生可用電解法、水煤氣法。前者反應(yīng)慢，選后者。 ［答案］①從空氣中分離出N2 思維診斷 除掉氣體的雜質(zhì)，所選擇的試劑應(yīng)具備以下條件：與主要氣體不反應(yīng)、不吸收，可去掉氣體雜質(zhì)且不引入新的氣體雜質(zhì)。 用試紙檢驗時應(yīng)注意試紙本身的顏色。 思維診斷 一般不用電解水法制 H2。制備途徑盡可能在已學知識中查尋，然后考慮量、反應(yīng)條件、安全、可操作性等因素，擇優(yōu)選用。 知能達標訓(xùn)練 1．用稀H2SO4溶液和金屬鋁為原料制取Al(OH)3，甲、乙、丙三個學生的途徑分別是： 若要得到等量的Al(OH)3，則 ( ) A.三者消耗原料相同 B.甲消耗原料最多 C.乙消耗原料最多 D.丙消耗原料最少 答案：1．BD 以制1molAl(OH)3為例，甲用3NaOH、所以甲用的最多，丙用的最少 2．下列反應(yīng)適用于實驗室制備O2的是 ( ) A.只有（1） B.（1）和（2） C.（1）和（3） D.（1）（3）（4） 答案： 2．C 實驗室制取氣體必須要求可行、簡單、方便、安全，(2)與(4)既不可行，又不安全 3．關(guān)于實驗室制取乙烯的實驗，下列說法正確的是 ( ) A.反應(yīng)物是乙醇和3mol／LH2SO4的混合液 B.溫度計插入反應(yīng)液面下，以便控制溫度在140℃ C．反應(yīng)容器(燒瓶)中應(yīng)加入少許碎瓷片 D.反應(yīng)完畢后先滅火，再從水中提出導(dǎo)管 答案： 3．C 實驗室制取乙烯時用乙醇與濃H2SO4體積比1：3，加熱到，170℃ 4．下面是實驗室制取氨氣的裝置和選用的試劑，其中錯誤的是 ( ) 答案： 4．AC 5．實驗室制取下列氣體時，其采用的制氣裝置和集氣裝置都相同的是 ( ) 答案： 5．B 6．下列制備 的方法中最好的是 ( ) 答案：6．C 制Cu(NO3)2用A、B都產(chǎn)生污染性氣體 7．下列物質(zhì)中，既可用化合反應(yīng)制取，又可利用溶液中的復(fù)分解反應(yīng)制取的是 ( ) 答案：7．C A和B物質(zhì)在水溶液中不存在，而D中的CuS不能用Cu和S單質(zhì)直接化合得到 8．同時符合以下要求的實驗條件：①干燥；②使用藥物不能含有結(jié)晶水；③加熱；④使用排水集氣法收集氣體，所能制取的氣體是 ( ) 答案：8．C CH4的制取應(yīng)選用無水醋酸鈉和堿石灰加熱來制取，并可用排水法來收集 9．用鐵片與稀硫酸反應(yīng)制取氫氣時，下列措施不能使氫氣的生成速率加快的是 ( ) A，加熱 B.不用稀硫酸改用98％的濃硫酸 C.滴加少量的溶液 D.不用鐵片改用鐵粉 答案：9．B 10．下列關(guān)于物質(zhì)的制備方法正確的是 ( ) A．用加熱蒸發(fā)AlCl3溶液的方法制取無水AlCl3 B.小心加熱稀HNO3使水蒸發(fā)可制得濃HNO3 C．因乙醇的沸點較低，可將工業(yè)酒精加熱并冷卻蒸氣得到無水乙醇 ． D.將膽礬放人坩堝中灼燒，可得無水硫酸銅 答案：10．D A項中發(fā)生水解制出Al2O3，B項中HNO3不穩(wěn)定加熱分解 11．下列實驗?zāi)艹晒Φ氖? ( ) A.用電石與飽和食鹽水反應(yīng)制取乙炔 B.將等物質(zhì)的量的乙醇和乙酸放在燒瓶里加熱蒸餾，可制得乙酸乙酯 C.向AgNO3溶液中加入鹽酸可得到HNCh D.將苯和稀硝酸混合物加熱可得到硝基苯 答案：11．AC B項中制乙酸乙酯時需催化劑，D項中制硝基苯需濃HN03與濃H2S04的混酸加熱到50℃～60℃ 12．實驗室制備氣體時選擇反應(yīng)發(fā)生裝置的原則是 ( ) A．所制氣體的密度 B.所制氣體的水溶液 C.反應(yīng)物的狀態(tài) D.發(fā)生反應(yīng)的條件 答案：12．CD 因為制備氣體選擇反應(yīng)發(fā)生裝置時主要考慮反應(yīng)物的狀態(tài)和發(fā)生反應(yīng)所需要的條件 13．某課外活動小組欲利用右圖裝置和下列試劑制取少量氣體 試用各試劑序號回答： (1)若要快速制取少量O2，應(yīng)選擇 。 (2)若要快速制備少量HCl，應(yīng)選擇 。 (3)若要快速制取少量NH3，應(yīng)選擇 。 答案： 13．(1)D、F 因為(2)A、B 因為H2SO4(濃)具有吸水性，吸收濃鹽酸中的水更易揮發(fā)出HCl氣體 (3)G、I 因為??結(jié)合水使?jié)獍彼讚]發(fā)，CaO結(jié)合水生成Ca(OH)2,OH-濃度變大更易生成NH3 14．實驗室制備硝基苯的主要步驟如下：①配制一定比例的濃硫酸和濃硝酸的混合液，加入反應(yīng)器中；②向室溫下的混合酸中逐滴加入一定量的苯，充分振蕩，混合均勻；③在50℃～60℃下發(fā)生反應(yīng)．直至反應(yīng)結(jié)束；④除去混合酸后，粗產(chǎn)品依次用蒸餾水和5％氫氧化鈉溶液洗滌，最后再用蒸餾水洗滌；⑤將用無水氯化鈣干燥的硝基苯進行蒸餾，得到純硝基苯。 填寫下列空白： (1)配制一定比例濃硫酸與濃硝酸混合液，操作注意事項是： (2)步驟③中，為了使反應(yīng)在50℃ ～60℃下進行，常用的方法是： . (3)步驟④中，洗滌、分離粗硝基苯應(yīng)使用的儀器是： . (4)步驟④中，粗產(chǎn)品用5％氫氧化鈉溶液洗滌的目的是： 。 (5)純硝基苯五色，密度比水 ，是具有 氣味的液體。 答案：14．(1)濃硫酸沿器壁慢慢加入HN03中，并不斷攪拌 (2)水浴加熱 (3)分液漏斗 (4)除去H2SO4和HNO3 (5)大，苦杏仁 15．某同學在CuSO4溶液中加入過量NaOH溶液和適量HNO3，制得純凈的Cu(NO3)溶液。 (1)NaOH溶液為什么要過量? (2)怎樣檢驗NaOH溶液已過量? (3)在制備過程中，該生必須采取什么操作步驟才能得到純凈的Cu(NO3)2? 答案：15．(1)為使完全成為 Cu(OH)2 (2)取上層澄清液再加人一滴NaOH溶液無沉淀生成(3)過濾，同時洗滌沉淀，然后將沉淀溶于適量的HNO3 ，即制得純凈的Cu(NO3)2 溶液 16．以銀為原料制備AgNO3的過程是：銀和濃度為50％～60％的HNO3作用，反應(yīng)放熱，待反應(yīng)平穩(wěn)后適當加熱后冷卻得AgNO3晶體。 (1)分別寫出銀與濃HNO3、稀HNO3反應(yīng)的方程式。 (2)從反應(yīng)方程式看用濃HNO3和稀HNO3與銀作用，哪種硝酸利用率高?為什么生產(chǎn)上用濃度 為50％～60％的硝酸(較濃)? (3)工廠生產(chǎn)時使Ag或HNO3哪種過量更易控制?簡述原因。 答案： 16．(1) (2)稀HNO3高，但太稀的HNO3與銀反應(yīng)速率太慢 (3)銀過量更容易控制。因為當其充分反應(yīng)后銀仍有剩余可過濾回收 綜合能力訓(xùn)練 1．有一種工業(yè)廢水，已知其中含少量,以及部分污泥，試設(shè)計一個既經(jīng)濟又合理的方法回收金屬銀和FeSO4，分別列出實驗步驟，并說明每一步驟的目的。 答案: 1．(1)過濾除去污泥；(2)濾液加入適量Fe粉，使Ag還原成Ag；(3)過濾，使Ag和過量Fe從溶液中分離出來；(4)將混有鐵粉的銀用稀H2SO4處理，使Fe溶解；(5)過濾，分離出銀： (6)將(3)和(5)步濾液合并蒸發(fā)濃縮、冷卻，使FeSO4結(jié)晶析出；(7)過濾得到晶體留在母液中 2．2，4，5-三氯苯酚和氯乙酸反應(yīng)可制造除草劑2，4，5—三氯苯氧乙酸。某生產(chǎn)該除草劑的工廠曾在一次事故中泄漏出一種有毒的二 英，簡稱TCDD，有關(guān)物質(zhì)的結(jié)構(gòu)如下： 請寫出：(1)生成2，4，5—三氯苯氧乙酸反應(yīng)的化學方程式， (2)由2，4，5—三氯苯酚生成TCDD反應(yīng)的化學方程式。