2022年高三化学 知识点精析精练 制备实验方案的设计

2022年高三化学 知识点精析精练 制备实验方案的设计一、制备实验方案设计的程序二、制备实验方案设计的题型 1限定几种原料，制备一种或几种物质。 2限定几种原料，要求用几种不同的方法制备一种物质。 3自选原料，制备某一指定物质。 4用含杂质的物质为原料，提纯某一纯净物。 5由给定废料，回收、提取或制备某一物质。 制备实验方案设计，主要涉及原料、基本化学反应原理、实验程序和仪器、设备。核心是原料，由原料可确定反应原理，推导出实验步骤及所用仪器。学法建议 制备实验方案设计可考查各个层次的多种能力，特别是创新能力。从发展趋势看，今后高考对考生设计简单实验能力的考查将予以较多的关注和尝试，但考虑到高考的时限性，加之理科综合考试的形式，这种题的难度将不会太大，建议本节复习应掌握以下几点： 1熟练掌握常见气体的制备方法，在气体实验室制备方案设计时应遵循以下原则： (1)实验室制备各种气体应以实验室常用药品为原料，以方便、经济、安全为原则，而且在几种简单易解的方法中又要选择那些能制取并收集较纯气体的方法。 (2)选择实验仪器要根据反应原理及制取气体量的多少来决定，必须是干净的，有时还需是干燥的仪器。 (3)选择试剂要注意浓度，特别是盐酸、硫酸、硝酸的浓度对制取气体及纯度都有很大的影响。 (4)熟悉装置图，根据仪器装配顺序(由低到高，由左到右，先里后外)、装置顺序(制气装置净化装置干燥装置收集装置尾气吸收装置)准确组装仪器并掌握检查气密性的方法。 2熟练掌握常见单质、化合物的制备方法 3掌握各类无机物、有机物之间的相互联系及内在规律，各类物质相互反应的客观规律，在生产、实验上有很重要的意义，可以指导无机物、有机物的制备。潜能开发例1 下列三个问题均与右图中实验装置有关，请选择 AD序号填入空格中。例2 (1)制取某五色非金属氧化物气体时，烧瓶X内的药品应是 ( ) (2)洗气瓶Y中所装液体应是(不允许非水杂质混在气体中)( (3)检验集气瓶口是否集满气体，置于瓶口的滤纸应沾上的溶液是 ( )思路分析(1) 铜与稀HNO3反应需加热，且得到的五色NO气体易被空气中O2氧化为红棕色NO2 。铜与浓HNO3反应直接生成NO3，均不符合题意。CaOC3与稀H2SO4反应生成CaCO4覆盖在CaCO3表面，反应逐渐停止，不能制得CO2。Na2SO4与浓盐酸常温下反应生成无色气体，符合题意。 (2)从X中出来的SO2中将混有较多的HCl和少量的水蒸气，应选用饱和NaHSO3除掉HCl,而SO2反应，能实现除去气体中非水杂质的目的。 (3)SO2与BaCl2、KI不反应；SO2与石灰水反应生成CaSO4沉淀，在滤纸上不易观察，也不能作为检测手段；SO2遇强可被氧化，可使酸性 KMnO4溶液褪色，现象明显，易于观察，符合题意。答案(1)D(2)C(3)B 例2试用空气、焦炭、水为原料制备硝酸。思路分析从HXO3的组成看包含三种元素H、N、O，欲提供N元素，首先应从空气中分离出N2，而N2转为化合态，已学过的途径有N2与O2反应， 反应，反应，前者反应条件不合适，应选后者，H2的产生可用电解法、水煤气法。前者反应慢，选后者。答案从空气中分离出N2思维诊断 除掉气体的杂质，所选择的试剂应具备以下条件：与主要气体不反应、不吸收，可去掉气体杂质且不引入新的气体杂质。用试纸检验时应注意试纸本身的颜色。思维诊断 一般不用电解水法制 H2。制备途径尽可能在已学知识中查寻，然后考虑量、反应条件、安全、可操作性等因素，择优选用。知能达标训练 1用稀H2SO4溶液和金属铝为原料制取Al(OH)3，甲、乙、丙三个学生的途径分别是：若要得到等量的Al(OH)3，则 ( ) 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：1BD 以制1molAl(OH)3为例，甲用3NaOH、所以甲用的最多，丙用的最少 2下列反应适用于实验室制备O2的是 ( ) A.只有（1） B.（1）和（2） C.（1）和（3） D.（1）（3）（4） 答案： 2C 实验室制取气体必须要求可行、简单、方便、安全，(2)与(4)既不可行，又不安全 3关于实验室制取乙烯的实验，下列说法正确的是 ( ) A.反应物是乙醇和3molLH2SO4的混合液 B.温度计插入反应液面下，以便控制温度在140 C反应容器(烧瓶)中应加入少许碎瓷片 D.反应完毕后先灭火，再从水中提出导管 答案： 3C 实验室制取乙烯时用乙醇与浓H2SO4体积比1：3，加热到，170 4下面是实验室制取氨气的装置和选用的试剂，其中错误的是 ( ) 答案： 4AC 5实验室制取下列气体时，其采用的制气装置和集气装置都相同的是 ( )答案： 5B 6下列制备 的方法中最好的是 ( ) 答案：6C 制Cu(NO3)2用A、B都产生污染性气体 7下列物质中，既可用化合反应制取，又可利用溶液中的复分解反应制取的是 ( )答案：7C A和B物质在水溶液中不存在，而D中的CuS不能用Cu和S单质直接化合得到 8同时符合以下要求的实验条件：干燥；使用药物不能含有结晶水；加热；使用排水集气法收集气体，所能制取的气体是 ( )答案：8C CH4的制取应选用无水醋酸钠和碱石灰加热来制取，并可用排水法来收集 9用铁片与稀硫酸反应制取氢气时，下列措施不能使氢气的生成速率加快的是 ( ) A，加热 B.不用稀硫酸改用98的浓硫酸 C.滴加少量的溶液 D.不用铁片改用铁粉 答案：9B 10下列关于物质的制备方法正确的是 ( ) A用加热蒸发AlCl3溶液的方法制取无水AlCl3 B.小心加热稀HNO3使水蒸发可制得浓HNO3 C因乙醇的沸点较低，可将工业酒精加热并冷却蒸气得到无水乙醇 D.将胆矾放人坩埚中灼烧，可得无水硫酸铜 答案：10D A项中发生水解制出Al2O3，B项中HNO3不稳定加热分解 11下列实验能成功的是 ( ) A.用电石与饱和食盐水反应制取乙炔 B.将等物质的量的乙醇和乙酸放在烧瓶里加热蒸馏，可制得乙酸乙酯 C.向AgNO3溶液中加入盐酸可得到HNChD.将苯和稀硝酸混合物加热可得到硝基苯 答案：11AC B项中制乙酸乙酯时需催化剂，D项中制硝基苯需浓HN03与浓H2S04的混酸加热到5060 12实验室制备气体时选择反应发生装置的原则是 ( ) A所制气体的密度 B.所制气体的水溶液 C.反应物的状态 D.发生反应的条件 答案：12CD 因为制备气体选择反应发生装置时主要考虑反应物的状态和发生反应所需要的条件13某课外活动小组欲利用右图装置和下列试剂制取少量气体 试用各试剂序号回答： (1)若要快速制取少量O2，应选择 。 (2)若要快速制备少量HCl，应选择 。 (3)若要快速制取少量NH3，应选择 。 答案： 13(1)D、F 因为(2)A、B 因为H2SO4(浓)具有吸水性，吸收浓盐酸中的水更易挥发出HCl气体 (3)G、I 因为结合水使浓氨水更易挥发，CaO结合水生成Ca(OH)2,OH-浓度变大更易生成NH314实验室制备硝基苯的主要步骤如下：配制一定比例的浓硫酸和浓硝酸的混合液，加入反应器中；向室温下的混合酸中逐滴加入一定量的苯，充分振荡，混合均匀；在5060下发生反应直至反应结束；除去混合酸后，粗产品依次用蒸馏水和5氢氧化钠溶液洗涤，最后再用蒸馏水洗涤；将用无水氯化钙干燥的硝基苯进行蒸馏，得到纯硝基苯。 填写下列空白： (1)配制一定比例浓硫酸与浓硝酸混合液，操作注意事项是： (2)步骤中，为了使反应在50 60下进行，常用的方法是： . (3)步骤中，洗涤、分离粗硝基苯应使用的仪器是： . (4)步骤中，粗产品用5氢氧化钠溶液洗涤的目的是： 。 (5)纯硝基苯五色，密度比水 ，是具有 气味的液体。 答案：14(1)浓硫酸沿器壁慢慢加入HN03中，并不断搅拌 (2)水浴加热 (3)分液漏斗 (4)除去H2SO4和HNO3(5)大，苦杏仁 15某同学在CuSO4溶液中加入过量NaOH溶液和适量HNO3，制得纯净的Cu(NO3)溶液。 (1)NaOH溶液为什么要过量? (2)怎样检验NaOH溶液已过量?(3)在制备过程中，该生必须采取什么操作步骤才能得到纯净的Cu(NO3)2? 答案：15(1)为使完全成为 Cu(OH)2 (2)取上层澄清液再加人一滴NaOH溶液无沉淀生成(3)过滤，同时洗涤沉淀，然后将沉淀溶于适量的HNO3 ，即制得纯净的Cu(NO3)2 溶液 16以银为原料制备AgNO3的过程是：银和浓度为5060的HNO3作用，反应放热，待反应平稳后适当加热后冷却得AgNO3晶体。 (1)分别写出银与浓HNO3、稀HNO3反应的方程式。 (2)从反应方程式看用浓HNO3和稀HNO3与银作用，哪种硝酸利用率高?为什么生产上用浓度 为5060的硝酸(较浓)?(3)工厂生产时使Ag或HNO3哪种过量更易控制?简述原因。答案： 16(1) (2)稀HNO3高，但太稀的HNO3与银反应速率太慢(3)银过量更容易控制。因为当其充分反应后银仍有剩余可过滤回收综合能力训练 1有一种工业废水，已知其中含少量,以及部分污泥，试设计一个既经济又合理的方法回收金属银和FeSO4，分别列出实验步骤，并说明每一步骤的目的。 答案: 1(1)过滤除去污泥；(2)滤液加入适量Fe粉，使Ag还原成Ag；(3)过滤，使Ag和过量Fe从溶液中分离出来；(4)将混有铁粉的银用稀H2SO4处理，使Fe溶解；(5)过滤，分离出银： (6)将(3)和(5)步滤液合并蒸发浓缩、冷却，使FeSO4结晶析出；(7)过滤得到晶体留在母液中22，4，5-三氯苯酚和氯乙酸反应可制造除草剂2，4，5三氯苯氧乙酸。某生产该除草剂的工厂曾在一次事故中泄漏出一种有毒的二 英，简称TCDD，有关物质的结构如下：请写出：(1)生成2，4，5三氯苯氧乙酸反应的化学方程式， (2)由2，4，5三氯苯酚生成TCDD反应的化学方程式。