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專題能力訓練9化學實驗設計與評價 專題知識脈絡 能力目標解讀 熱點考題詮釋 專題知識脈絡 能力目標解讀 熱點考題詮釋 專題知識脈絡 能力目標解讀 熱點考題詮釋 專題知識脈絡 能力目標解讀 熱點考題詮釋 2015全國課標 草酸 乙二酸 存在于自然界的植物中 其K1 5 4 10 2 K2 5 4 10 5 草酸的鈉鹽和鉀鹽易溶于水 而其鈣鹽難溶于水 草酸晶體 H2C2O4 2H2O 無色 熔點為101 易溶于水 受熱脫水 升華 170 以上分解 回答下列問題 1 甲組同學按照如圖所示的裝置 通過實驗檢驗草酸晶體的分解產(chǎn)物 裝置C中可觀察到的現(xiàn)象是 由此可知草酸晶體分解的產(chǎn)物中有 裝置B的主要作用是 專題知識脈絡 能力目標解讀 熱點考題詮釋 2 乙組同學認為草酸晶體分解產(chǎn)物中還有CO 為進行驗證 選用甲組實驗中的裝置A B和下圖所示的部分裝置 可以重復選用 進行實驗 專題知識脈絡 能力目標解讀 熱點考題詮釋 乙組同學的實驗裝置中 依次連接的合理順序為A B 裝置H反應管中盛有的物質(zhì)是 能證明草酸晶體分解產(chǎn)物中有CO的現(xiàn)象是 3 設計實驗證明 草酸的酸性比碳酸的強 草酸為二元酸 專題知識脈絡 能力目標解讀 熱點考題詮釋 答案 1 有氣泡逸出 澄清石灰水變渾濁CO2冷凝 水蒸氣 草酸等 防止草酸進入裝置C反應生成沉淀 干擾CO2的檢驗 2 F D G H D ICuO H中黑色粉末變?yōu)榧t色 其后的裝置D中的石灰水變渾濁 3 向盛有少量NaHCO3溶液的試管中滴加草酸溶液 有氣泡產(chǎn)生 用NaOH標準溶液滴定同濃度的草酸溶液 消耗NaOH的物質(zhì)的量為草酸的2倍 專題知識脈絡 能力目標解讀 熱點考題詮釋 解題要領 1 澄清石灰水通?？梢杂脕頇z驗二氧化碳 所以推測產(chǎn)物中有二氧化碳 草酸易升華 加熱易變成氣體隨分解產(chǎn)物進入C裝置 影響二氧化碳的檢驗 2 要想檢驗一氧化碳 必須先除凈二氧化碳和水蒸氣 選F D G裝置 再利用一氧化碳的還原性檢驗它的存在 選H D裝置 還要進行一氧化碳的尾氣處理 選I裝置 若存在一氧化碳 則黑色的氧化銅被還原為紅色的銅 一氧化碳被氧化成二氧化碳使澄清石灰水變渾濁 3 根據(jù)相對強酸制弱酸的原理 用碳酸氫鈉溶液和草酸混合 只要能看到氣泡產(chǎn)生即可 利用酸堿中和的原理 證明氫氧化鈉的物質(zhì)的量是草酸的2倍 命題熱點一 命題熱點二 命題熱點三 常見氣體的制備有關氣體制備與性質(zhì)驗證實驗的思維路徑 命題熱點一 命題熱點二 命題熱點三 問題探究1 常見氣體的發(fā)生裝置有哪些 命題熱點一 命題熱點二 命題熱點三 命題熱點一 命題熱點二 命題熱點三 2 常見氣體的收集一般采用哪些方法 1 NO一般用排水法收集 2 NO2 HCl一般用向上排空氣法收集 3 NH3一般用向下排空氣法收集 4 Cl2 SO2 CO2除可用向上排空氣法外 還可分別用排飽和食鹽水 飽和NaHSO3溶液 飽和NaHCO3溶液法收集 5 H2 O2 N2 CO既可用排空氣法 也可用排水法收集 3 常見氣體的尾氣一般采用哪些方法處理 1 H2 CO CH4常用點燃方法 2 常見的酸性氣體如NO2 SO2 Cl2等常用堿性溶液吸收 NH3常用酸性溶液吸收 3 任何氣體都可用未充氣的氣球收集 命題熱點一 命題熱點二 命題熱點三 例1 2014福建理綜 焦亞硫酸鈉 Na2S2O5 是常用的食品抗氧化劑之一 某研究小組進行如下實驗 實驗 焦亞硫酸鈉的制取采用下圖裝置 實驗前已除盡裝置內(nèi)的空氣 制取Na2S2O5 裝置 中有Na2S2O5晶體析出 發(fā)生的反應為 Na2SO3 SO2Na2S2O5 命題熱點一 命題熱點二 命題熱點三 1 裝置 中產(chǎn)生氣體的化學方程式為 2 要從裝置 中獲得已析出的晶體 可采取的分離方法是 3 裝置 用于處理尾氣 可選用的最合理裝置 夾持儀器已略去 為 填序號 命題熱點一 命題熱點二 命題熱點三 分析推理 1 實驗室制取SO2常用原理是什么 利用H2SO3的弱酸性 用亞硫酸鹽與強酸反應制取SO2 如Na2SO3與鹽酸 硫酸反應 注意最好使用硫酸 因為鹽酸易揮發(fā) 并且不能使用硝酸 還可以利用濃硫酸的強氧化性 如銅與濃硫酸加熱生成SO2 2 選擇尾氣處理裝置應注意哪些事項 要符合物理原理 如本題 3 中a選項 不能保持內(nèi)外壓平衡 氣體無法通入a中 要注意倒吸及倒吸原理 3 中c d選項均可防止倒吸 b選項不能防止倒吸 要注意吸收液是否合理 b c選項中的吸收液均不與SO2反應 命題熱點一 命題熱點二 命題熱點三 答案 1 Na2SO3 H2SO4Na2SO4 SO2 H2O 或Na2SO3 2H2SO42NaHSO4 SO2 H2O 2 過濾 3 d評分細則警示 1 化學方程式錯誤則不得分 主要為反應物或生成物的化學式錯誤 沒有配平 化學計量數(shù)不約簡 用 連接等 有無氣體符號均可 2 有錯別字不得分 3 字母大寫不得分 命題熱點一 命題熱點二 命題熱點三 對點訓練1 改編組合 下列實驗裝置設計合理的是 答案 解析 命題熱點一 命題熱點二 命題熱點三 物質(zhì)的制備有關物質(zhì)制備實驗方案設計的思維路徑 命題熱點一 命題熱點二 命題熱點三 問題探究1 物質(zhì)制備實驗的操作順序是怎樣的 命題熱點一 命題熱點二 命題熱點三 2 物質(zhì)制備實驗中有哪些注意事項 1 要注意加熱操作先后順序的選擇 若氣體制備實驗需加熱 應先加熱氣體發(fā)生裝置 通入氣體排出裝置中的空氣后 再給實驗中需要加熱的物質(zhì)加熱 目的是 防止爆炸 如氫氣還原氧化銅 保證產(chǎn)品純度 防止反應物或生成物與空氣中的物質(zhì)反應 熄滅酒精燈的順序則相反 2 要注意防止實驗中試劑或產(chǎn)物變質(zhì)或損失 實驗中反應物或產(chǎn)物若易吸水 潮解 水解等 要采取措施防止吸水 易揮發(fā)的液體產(chǎn)物要及時冷卻 易揮發(fā)的液體反應物 需在反應裝置中加裝冷凝回流裝置 如長導管 豎直的冷凝管等 注意防止倒吸 3 要注意儀器的選擇及其連接順序 命題熱點一 命題熱點二 命題熱點三 例2 2014浙江理綜 葡萄糖酸鈣是一種可促進骨骼生長的營養(yǎng)物質(zhì) 葡萄糖酸鈣可通過以下反應制得 命題熱點一 命題熱點二 命題熱點三 相關物質(zhì)的溶解性見下表 命題熱點一 命題熱點二 命題熱點三 實驗流程如下 請回答下列問題 1 第 步中溴水氧化葡萄糖時 下列裝置中最適合的是 制備葡萄糖酸鈣的過程中 葡萄糖的氧化也可用其他試劑 下列物質(zhì)中最適合的是 A 新制的Cu OH 2懸濁液B 酸性KMnO4溶液C O2 葡萄糖氧化酶D Ag NH3 2 OH溶液 命題熱點一 命題熱點二 命題熱點三 命題熱點一 命題熱點二 命題熱點三 2 第 步充分反應后CaCO3固體需有剩余 其目的是 本實驗中不宜用CaCl2替代CaCO3 理由是 3 第 步需趁熱過濾 其原因是 4 第 步加入乙醇的作用是 5 第 步中 下列洗滌劑最合適的是 A 冷水B 熱水C 乙醇D 乙醇 水混合溶液 命題熱點一 命題熱點二 命題熱點三 分析推理 1 制取物質(zhì)時如何選擇裝置 裝置的選擇主要看反應條件和反應物的狀態(tài) 第 步反應條件為55 所以選擇水浴加熱 且要有溫度計 反應物為液體和液體混合 故選擇用分液漏斗加入另一液體 2 制備實驗中是否需要尾氣處理 如何選擇尾氣處理裝置 在制備實驗中 如有有毒 有害的氣體產(chǎn)生 則一定要進行尾氣處理 有些氣體尾氣的處理裝置還要兼有防倒吸的作用 3 制得的粗產(chǎn)品往往需要洗滌 如何選擇洗滌劑 選擇洗滌劑的方法 洗滌劑能盡可能地溶解或帶走粗產(chǎn)品表面的雜質(zhì) 同時產(chǎn)品在洗滌劑中的溶解度盡可能小 命題熱點一 命題熱點二 命題熱點三 答案 1 BC 2 提高葡萄糖酸的轉(zhuǎn)化率 便于后續(xù)分離氯化鈣難以與葡萄糖酸直接反應得到葡萄糖酸鈣 3 冷卻后葡萄糖酸鈣會結(jié)晶析出 如不趁熱過濾會損失產(chǎn)品 4 可降低葡萄糖酸鈣在溶劑中的溶解度 有利于葡萄糖酸鈣析出 5 D評分細則警示 文字表達要全面到位 如 3 4 小題不能只回答前半句話或后半句話 命題熱點一 命題熱點二 命題熱點三 對點訓練2 2015四川成都檢測 Na2S2O4是重要的工業(yè)漂白劑 某化學小組欲制備Na2S2O4 如圖 并探究其性質(zhì) 現(xiàn)將1 5mol L 1的HCOONa溶液和0 5mol L 1NaOH溶液等體積注入三頸燒瓶 發(fā)生反應 HCOONa 2SO2 NaOHNa2S2O4 CO2 H2O 命題熱點一 命題熱點二 命題熱點三 1 a裝置的名稱 c裝置的目的 2 b中制備SO2的化學方程式為 控制b中反應速率的方法是 3 當三頸燒瓶中溶液接近中性時停止通入氣體 蒸發(fā)得到固體產(chǎn)品 取1 0g固體產(chǎn)品溶于5mL水中 加入1mL銀氨溶液 振蕩 水浴10s出現(xiàn)銀鏡 甲同學得出結(jié)論 10s時Na2S2O4與銀氨溶液反應形成銀鏡 乙同學認為上述實驗不能說明甲的結(jié)論一定成立 其依據(jù)可能是 命題熱點一 命題熱點二 命題熱點三 針對甲 乙同學的分歧 丙同學取該實驗所得固體設計如下實驗方案 請你幫助完成 命題熱點一 命題熱點二 命題熱點三 命題熱點一 命題熱點二 命題熱點三 解析 1 SO2為大氣污染物 顯然c的作用是吸收SO2 防止污染空氣 2 可通過液體的滴入速度來控制反應的快慢 3 根據(jù)題目所給數(shù)據(jù)知 甲酸鈉過量 所以分離出的粗產(chǎn)品中含有甲酸鈉 甲酸鈉也能與銀氨溶液反應形成銀鏡 故甲同學結(jié)論不成立 要證明Na2S2O4能與銀氨溶液反應形成銀鏡 則必須排除HCOONa的干擾 所以丙同學設計的實驗方案應首先提純Na2S2O4 可采用重結(jié)晶方法獲得純凈的Na2S2O4 再與銀氨溶液反應 命題熱點一 命題熱點二 命題熱點三 化學實驗方案的設計與評價有關化學實驗方案的設計與評價的思維路徑 命題熱點一 命題熱點二 命題熱點三 問題探究如何評價化學實驗方案的優(yōu)劣 評價實驗方案的優(yōu)劣主要從以下幾方面入手 1 實驗原理是否正確 可行 2 是否安全 如是否有防倒吸 防爆炸裝置或措施等 3 是否環(huán)保 如是否有尾氣處理裝置 4 是否排除了干擾因素 如氫氣還原氧化銅是否排盡了系統(tǒng)中的氧氣等 命題熱點一 命題熱點二 命題熱點三 例3 2015廣州高考模擬 碳酸鈣 鹽酸是中學化學實驗中的常用試劑 1 甲同學擬測定CaCO3固體與過量0 1mol L 1HCl的反應速率 該反應的化學方程式為 設計兩種實驗方案 方案一 通過測量和計算反應速率 方案二 通過測量和計算反應速率 配制250mL0 1mol L 1HCl 量取mL10mol L 1HCl加入燒杯中 加適量蒸餾水 攪拌 將溶液轉(zhuǎn)入中 洗滌 定容 搖勻 命題熱點一 命題熱點二 命題熱點三 2 乙同學擬用如圖裝置探究固體表面積和反應物濃度對化學反應速率的影響 限選試劑與用品 0 1mol L 1HCl 顆粒狀CaCO3 粉末狀CaCO3 蒸餾水 量筒 秒表 設計實驗方案 在固體表面積或反應物濃度不同的條件下 測定 要求所測得的數(shù)據(jù)能直接體現(xiàn)反應速率大小 擬定實驗表格 完整體現(xiàn)實驗方案 表格列數(shù)自定 列出所用試劑的用量 待測物理量和擬定的數(shù)據(jù) 數(shù)據(jù)可用字母a b c等表示 命題熱點一 命題熱點二 命題熱點三 命題熱點一 命題熱點二 命題熱點三 分析推理 1 實驗方案設計有哪些基本要求 如本題中的 1 小題中的方案設計 測生成的CO2的質(zhì)量或體積可行 測消耗的CaCO3的質(zhì)量也可行 只要條件允許 效果明顯 操作方便 均可行 2 實驗方案設計的基本思路是怎樣的 根據(jù)實驗目的和原理及所選用的藥品和儀器 設計合理的實驗方案 并且從幾種方案中分析選擇出最佳方案 命題熱點一 命題熱點二 命題熱點三 如本題中的 2 小題 實驗目的是探究固體表面積和反應物濃度對化學反應速率的影響 因此應從分別改變固體表面積和反應物濃度兩個角度來設計實驗 3 控制變量的實驗設計應注意哪些事項 設計時 只能改變一個變量 實驗設計應從改變的變量分析 如本題 2 中表格的填寫 實驗1和2應改變固體的表面積 實驗1和3應改變反應物的濃度 可以通過加水來改變 命題熱點一 命題熱點二 命題熱點三 答案 1 CaCO3 2HClCaCl2 CO2 H2O 生成CO2的體積 或質(zhì)量 反應時間消耗CaCO3固體的質(zhì)量反應時間 答案合理即可 2 5250mL容量瓶 命題熱點一 命題熱點二 命題熱點三 2 生成等質(zhì)量CO2所需的時間 或相同時間內(nèi)生成的CO2的質(zhì)量 或 命題熱點一 命題熱點二 命題熱點三 評分細則警示 1 方案合理即可 如H 濃度 或溶液pH 的變化和反應時間 容量瓶規(guī)格不寫不給分 2 回答 生成CO2的質(zhì)量 相同時間內(nèi)生成的CO2的體積 等不給分 完整補充表中的物理量及其單位 允許靈活表達 合理即可 未標明單位 實驗1 2作為一組 數(shù)據(jù)填寫正確 實驗1 3作為一組 數(shù)據(jù)填寫正確 以上都不給全分 對點訓練3 2014北京理綜 用如圖裝置 夾持 加熱裝置已略 進行實驗 有 中現(xiàn)象 不能證實 中反應發(fā)生的是 命題熱點一 命題熱點二 命題熱點三 答案 解析 1 2 3 4 1 2014上?；瘜W 右圖是模擬 侯氏制堿法 制取NaHCO3的部分裝置 下列操作正確的是 A a通入CO2 然后b通入NH3 c中放堿石灰B b通入NH3 然后a通入CO2 c中放堿石灰C a通入NH3 然后b通入CO2 c中放蘸稀硫酸的脫脂棉D(zhuǎn) b通入CO2 然后a通入NH3 c中放蘸稀硫酸的脫脂棉 答案 解析 1 2 3 4 2 實驗室中某些氣體的制取 收集及尾氣處理裝置如圖所示 省略夾持和凈化裝置 僅用此裝置和表中提供的物質(zhì)完成相關實驗 最合理的選項是 答案 解析 1 2 3 4 3 2015河北衡水中學檢測 關于下列四個裝置的說明符合實驗要求的是 A 裝置 實驗室中若需制備較多量的乙炔可用此裝置B 裝置 實驗室中可用此裝置來制備硝基苯 但產(chǎn)物中可能會混有苯磺酸C 裝置 實驗室中可用此裝置來分離含碘的四氯化碳液體 最終在錐形瓶中可獲得碘D 裝置 實驗室中可用此裝置來制備乙酸乙酯并在燒瓶中獲得產(chǎn)物 答案 解析 1 2 3 4 4 2015安徽淮北模擬 下列根據(jù)實驗操作和現(xiàn)象所得出的結(jié)論正確的是 答案 解析