专题复习-实验方案设计与评价(制备实验)

1第2讲化学实验方案设计与评价专题五：化学实验21．掌握常见气体的实验室制法(包括所用试剂、仪器、反应原理和收集方法)。2．能根据实验试题要求，做到：(1)设计、评价或改进实验方案；(2)了解控制实验条件的方法；(3)分析或处理实验数据，得出合理结论；(4)绘制和识别典型的实验仪器装置图。3．了解科学探究的基本过程，并运用以实验和推理为基础的科学探究方法解决有关问题。学习目标32.实验方案的设计类型：（1）制备实验的方案设计（2）性质实验的方案设计（3）物质的分离、提纯、检验等实验方案的设计。3.实验方案设计的基本要求：（1）科学性（2）安全性（3）可行性（4）简约性4.实验设计报告的基本内容：（1）实验名称（2）实验目的（3）实验原理（4）实验用品（5）实验步骤（6）实验现象记录及结果处理（7）问题和讨论4一、制备实验1、气体的制备2、其他特殊物质的制备（易水解物质、易挥发物质等）5【制备实验方案的设计原则】：①条件合适，操作方便；②原理正确，步骤简单；③原料丰富，价格低廉；④产物纯净，污染物少。即从多种路线中选出一种最佳的制备途径，合理地选择化学仪器与药品，设计合理的实验装置和实验操作步骤。6一、制备实验气体发生装置除杂净化装置（干燥装置）收集装置（或性质实验装置）气体收集尾气处理7【气体制取】(1)(2012·山东高考)无水AlCl3(183℃升华)遇潮湿空气即产生大量白雾，实验室可用下列装置制备。装置B中盛放饱和NaCl溶液，该装置的主要作用是______。F中试剂的作用是________。用一件仪器装填适当试剂后也可起到F和G的作用，所装填的试剂为________。除去HCl吸收水蒸气碱石灰8(2)(2011·大纲全国卷)在实验室欲制取适量NO气体。①下图中最适合完成该实验的简易装置是________(填序号)；②根据所选的装置完成下表(不需要的可不填)：应加入的物质所起的作用ABCD③简单描述应观察到的实验现象________。Ⅰ铜屑和稀硝酸产生NO气体水排水收集NO气体主要是接收B中排出的水9[例1]碘化钠是实验室中常见分析试剂，常用于医疗和照相业。工业上用铁屑还原法来制备，工艺流程如下：10(1)碘元素属于第________周期第________族；反应②中的氧化剂是(写化学式)________。(2)判断反应①中的碘已完全转化的具体操作方法是______________________________________。(3)①、③两反应的化学方程为：①__________________；③____________________。(4)将滤液浓缩、冷却、分离、干燥和包装过程中，都需要注意的问题是________________；特别是在浓缩、冷却时最好采取的措施是_________________________________。五ⅦANaIO3取少量反应混合液于试管中并滴入几滴淀粉溶液，若溶液未变蓝色，证明碘已完全转化；如果溶液变蓝色，则说明碘没有完全转化3I2＋6NaOH===5NaI＋NaIO3＋3H2O防止NaI被空气氧化低压蒸发浓缩，并充入氮气隔绝空气4Fe(OH)2＋O2=====△2Fe2O3＋4H2O111．(2010·山东理综)聚合硫酸铁又称聚铁，化学式为[Fe2(OH)n(SO4)3－0.5n]m，广泛用于污水处理。实验室利用硫酸厂烧渣(主要成分为铁的氧化物及少量FeS、SiO2等)制备聚铁和绿矾(FeSO4·7H2O)，过程如下：12(1)验证固体W焙烧后产生的气体含有SO2的方法是____________________________________。(2)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________。将气体通入少量品红溶液，若溶液褪色，加热后恢复原色，则该气体为SO2吸收多余的SO2decb防止倒吸13(3)制备绿矾时，向溶液X中加入过量________，充分反应后，经________操作得到溶液Y，再经浓缩、结晶等步骤得到绿矾。(4)溶液Z的pH影响聚铁中铁的质量分数，用pH试纸测定溶液pH的操作方法为________。若溶液Z的pH偏小，将导致聚铁中铁的质量分数偏________。将pH试纸放在点滴板(或表面皿)上，用干燥洁净的玻璃棒蘸取少许待测液，点在pH试剂的中部，待变色后与标准比色卡对比，读出读数铁屑过滤低142．(2010·江苏化学)高纯MnCO3是制备高性能磁性材料的主要原料。实验室以MnO2为原料制备少量高纯MnCO3的操作步骤如下：(1)制备MnSO4溶液：在烧瓶中(装置见下图)加入一定量MnO2和水，搅拌，通入SO2和N2混合气体，反应3h。停止通入SO2，继续反应片刻，过滤(已知MnO2＋H2SO3===MnSO4＋H2O)。15①石灰乳参与反应的化学方程式为________。②反应过程中，为使SO2尽可能转化完全，在通入SO2和N2比例一定、不改变固液投料的条件下，可采取的合理措施有__________、__________。③若实验中将N2换成空气，测得反应液中Mn2＋、SO2－4的浓度随反应时间t变化如下图。导致溶液中Mn2＋、SO2－4的浓度变化产生明显差异的原因是________。Ca(OH)2＋SO2===CaSO3＋H2O缓慢通入混合气体Mn2＋催化O2与H2SO3反应生成H2SO4控制适当的温度16(2)制备高纯MnCO3固体：已知MnCO3难溶于水、乙醇，潮湿时易被空气氧化，100℃开始分解；Mn(OH)2开始沉淀的pH＝7.7。请补充由(1)制得的MnSO4溶液制备高纯MnCO3的操作步骤[实验中可选用的试剂：Ca(OH)2、NaHCO3、Na2CO3、C2H5OH]。①________；②________；③________；④________；⑤低于100℃干燥。边搅拌边加入NaHCO3(或Na2CO3)，并控制溶液pH7.7过滤，用少量水洗涤2～3次检验SO42-是否被洗涤除去用少量C2H5OH洗涤17［2012·江苏化学卷19］(15分)废弃物的综合利用既有利于节约资源，又有利于保护环境。实验室利用废弃旧电池的铜帽(Zn、Cu总含量约为99%)回收铜并制备ZnO的部分实验过程如下：(1)①铜帽溶解时加入H2O2的目的是___________(用化学方程式表示)。