实验方案的设计评价与改进

化学实验方案的 设 计 与 评 价 改 进回放 高 考 要 求 20117、了解对物质进行定性研究和定量研究的基本方法。11、能绘制和识别简单的实验仪器装置图。能根据具体情况设计解决化学问题的实验方案，并能对设计的实验方案进行分析、比较、优化和改进。 实例1 （MCE2000） 实 验 室 可 用 氯 气 与 金 属 铁 反 应 制 备 无 水 三 氯 化 铁 ， 该 化 合 物 是棕 红 色 、 易 潮 解 ， 100 左 右 时 升 华 。 下 图 是 两 个 学 生 设 计 的 实 验装 置 、 左 边 的 反 应 装 置 相 同 ， 而 右 边 的 产 品 收 集 装 置 则 不 同 ， 分 别如 （ I） 和 （ II） 所 示 。 试 回 答 ：（ 1） B中 反 应 的 化 学 方 程 式 为 ： _；（ 2） D中 的 反 应 开 始 前 ， 需 排 除 装 置 中 的 空 气 ， 应 采 取 的 方 法 是 ： _。 图（ 3） D中 反 应 化 学 方 程 式 为 ： _。（ 4） 装 置 （ I） 的 主 要 缺 点 是 ： _ 。（ 5） 装 置 （ II） 的 主 要 缺 点 是 ： _。如 果 选 用 此 装 置 来 完 成 实 验 ， 则 必 须 采 取 的 改 进 措 施 是 ： _。 答案（1） （3分）或（2）B中的反应进行一段时间后，看到共绿色气体充满装置，再开始加热D （3分）（3）（4）导管易被产品堵塞，尾气排入空气，易造成环境污染 （2分）（5）产品易受潮解 （2分）在瓶E和F之间连接装有干燥剂的装置 （2）（其他既能防止产品潮解又能防止尾气污染环境的合理答案均给分） 又例:实验使用浓盐酸、MnO 2、共热制Cl2，并用Cl2和Ca(O H )2反应制少量漂白粉，现已知反应： 2Cl22Ca(O H )2 Ca(ClO )2CaCl22H 2O； H0 ， 温度稍高即发生副反应：6Cl26Ca(O H )2 Ca(ClO )25CaCl26H 2O (2000省赛28)现有三个同学分别设计的三套实验装置如下： 丙消石灰 GF乙澄清石灰水NaOH溶液EDC甲消石灰冷水BA BA消石灰甲冷水丙GF乙澄清石灰水EDC消石灰 （ 1）请从a、不容易控制反应速率；b、容易控制反应速率；c、有副反应发生；d、可防止副反应发生；e、污染环境；f、可防止污染环境。几个方面对上述甲、乙、丙三套装置的优缺点作出评析，并选择符合题目要求的选项填在空格内。（2）上述装置中，甲由A、B两部分组成，乙由C、D、E三部分组成，丙由F、G两部分组成。请从上述装置中，选取合理的组成部分，组装一套较完善的实验装置，装置各部分的连接顺序（按气流从左到右的方向）是。（3）实验中若用 12 mol/ L的浓盐酸100mL 与足量的MnO 2反应，最终生成Ca(ClO)2 的物质的量总是0.15mol（填大于、小于或等于），其原因是（假设各步反应均无反应物损耗，且无副反应发生）。 例2CaCO3广泛存在于自然界，是一种重要的化工原料。大理石主要成分为CaCO3，另外有少量的含硫化合物。实验室用大理石和稀盐酸反应制备CO2气体。下列装置可用于CO2气体的提纯和干燥。 完成下列填空：1)用浓盐酸配制1:1(体积比)的稀盐酸(约6 molL -1)，应选用的仪器是 a烧杯 b玻璃棒 c量筒 d容量瓶2)上述装置中，A是 溶液，NaH CO 3溶液可以吸收 _ 。3)上述装置中，b物质是 。用这个实验得到的气体测定CO 2的分子量，如果B物质失效，测定结果 (填“偏高”、“偏低”或“不受影响”)。 4)一次性饭盒中石蜡(高级烷烃)和CaCO 3在食物中的溶出量是评价饭盒质量的指标之一，测定溶出量的主要实验步骤设计如下： 剪碎、称重浸泡溶解过滤残渣烘干冷却、称重恒重 为了将石蜡和碳酸钙溶出，应选用的试剂是 。 a氯化钠溶液 b稀醋酸 c稀硫酸d正已烷5)在溶出量测定实验中，为了获得石蜡和碳酸钙的最大溶出量，应先溶出 后溶出 。6)上述测定实验中，连续 _，说明样品已经恒重。 例3 某化学兴趣小组欲验证：“铜和一定量的浓硝酸反应有一氧化氮产生”。设计使用了如下装置进行实验。(假设气体体积均为标准状况，导气管中气体体积忽略不计，且忽略反应中的溶液体积变化) 试回答下列问题：（1）将铜粉分散在石棉绒中的原因是_。（2）在铜和浓硝酸反应前，挤压打气球，经A、B、C反应后，进入D 中的气体主要成分是_(填化学式)，通入该气体的目的是_；进行此步操作时应关闭_，打开_ (填K1、K2或K3)。 （4）若E中出现倒吸，可采取的应急操作是_。（5）从E装置所得溶液中取出25.00mL，加两滴酚酞，用0.1000 molL1的NaO H溶液滴定，当滴定完成后消耗NaO H溶液1800mL，则E容器中所得硝酸的物质的量浓度为_ molL1。若实验测得F装置所收集到的气体体积为139.00 mL，则铜和一定量的浓硝酸反应_（填“有”或“无”）NO生成，其依据是（请用数据和文字说明） （3）关闭K1、K2，打开K3，由分液漏斗向D中滴加浓硝酸。待Cu和浓硝酸反应结束后，再通过分液漏斗向D中加入CCl4至满。则D中一定发生反应的离子方程式为：_。 答案 例5 （2010上海卷）27工业生产纯碱的工艺流程示意图如下：完成下列填空：1）粗盐水加入沉淀剂A、B除杂质（沉淀剂A来源于石灰窑厂），写出A、B的化学式。A B 2）实验室提纯粗盐的实验操作依次为：取样、 、沉淀、 、 、冷却结晶、 、烘干。3）工业生产纯碱工艺流程中，碳酸化时产生的现象是 。碳酸化时没有析出碳酸钠晶体，其原因是 。 4）碳酸化后过滤，滤液D最主要的成分是 （填写化学式），检验这一成分的阴离子的具体方法是： 。5）氨碱法流程中氨是循环使用的，为此，滤液D加入石灰水产生氨。加石灰水后所发生的反应的离子方程式为： 滤液D加石灰水前先要加热，原因是 。6）产品纯碱中含有碳酸氢钠。如果用加热分解的方法测定纯碱中碳酸氢钠的质量分数，纯碱中碳酸氢钠的质量分数可表示为：_。 答案 发 生装 置净 化装 置干 燥装 置收 集装 置吸 收装 置反应物状态及反应条件气体及杂质的性质气体的性质选择干燥剂气体水溶性及密度气体的毒性选择吸收剂 Cl2 NaOH溶液饱和食盐水浓硫酸发生装置除杂装置收集装置尾气处理装置MnO 2+4H Cl(浓) MnCl2+Cl2+2H 2O 具体装置？（2）若用上述装置制取CO2气体，而实验室只有稀硫酸、浓硝酸、水、块状纯碱、块状大理石，比较合理的方案应选用的药品是 。 妙！妙！ 若使用实验室常用仪器，另有方案吗？ 具体使用？ 小心！别上当了浓HNO3、水、块状大理石