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600分考点700分考法A版2019版高考化学总复习第25章实验综合探究设计与评价课件

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考点65    常见气体的制备实验

考法1  气体的制备与收集

考法2  制气装置及连接顺序

考法3  实验装置图的选择
1.常见气体的
实验室制备

(1)制备原理
1.常见气体的
实验室制备

(2)制备装置
2.气体的收集与净化

(1)常见气体
的收集方法
2.气体的收集与净化
 (2)气体的净化
  ①净化原则:不减少被净化的气体的量;不引入新的杂质;操作简便,易
  于分离。

  ②气体净化的原理、装置(如图)和方法
2.气体的收集与净化
 (2)气体的净化

     【注意】①易溶于水的杂质,可用水吸收;酸性杂质
     用碱性吸收剂来吸收;碱性杂质用酸性吸收剂来吸收;
     还原性杂质可用氧化性较强的物质来吸收或转化;选
     用与杂质生成沉淀的物质作吸收剂;

     ②常考的气体除杂举例:Cl2(HCl):饱和食盐水;
     CO2(HCl):饱和NaHCO3溶液;SO2(HCl):饱和NaHSO3溶
     液;H2S(HCl):饱和NaHS溶液。
2.气体的收集与净化
 (3)常用的干燥剂及性质
3.尾气的处理
   (1)处理原则
   选择合适的方法把有毒、有害的气体,变成无毒、无害、
   无污染的物质。
   (2)常见装置
(3)可用NaOH溶液处理的尾气

Cl2:2NaOH+Cl2===NaCl+NaClO+H2O

H2S:H2S+2NaOH===Na2S+2H2O

NO2:2NO2+2NaOH===NaNO3+NaNO2+H2O

NO2+NO:NO2+NO+2NaOH===2NaNO2+H2O

ClO2:2ClO2+2NaOH===NaClO3+NaClO2+H2O

SO2:SO2+2NaOH===Na2SO3+H2O
 考法1  气体的制备与收集
 1.气体制取与收集装置的选择
  (1)制取装置的选择
   根据反应物的状态和反应条件选择制备装置。

  (2)收集装置的选择
   根据气体密度、溶解性、是否有毒、是否与水反应、是
   否与空气中的成分反应等性质选择收集装置。
 考法1  气体的制备与收集

 2.根据实验装置判断能制备的气体
  (1)对给出的装置要仔细观察,看是否缺少仪器等。
  (2)装置是否正确。
  (3)气体收集的方法是否正确。
  (4)排空气法收集时注意方法是否正确。
 考法1  气体的制备与收集
 3.实验仪器的选择原则

 (1)量器的选择
 (2)容器的选择
 (3)漏斗的选择

 (4)除杂仪器的选择

  【注意】所用除杂试剂是固体时,一般用干燥管或U形
  管;所用除杂试剂是液体时,一般用洗气瓶。
 例1

[海南化学2015·17,11分]工业上,向500~600 ℃的铁屑中通入
氯气生产无水氯化铁;向炽热铁屑中通入氯化氢生产无水氯化
亚铁。现用如图所示的装置模拟上述过程进行实验。
 例1
回答下列问题:
(1)制取无水氯化铁的实验中,A中反应的化学方程式为
__________________,装置B中加入的试剂是_____________。
(2)制取无水氯化亚铁的实验中,装置A用来制取____________。
尾气的成分是____________。若仍用D装置进行尾气处理,存
在的问题是____________、____________。

(3)若操作不当,制得的FeCl2      会含有少量FeCl3   ,检验FeCl3常用

的试剂是____________。欲制得纯净的FeCl2,在实验操作中应
先__________________,再________________。
 例1

 【解析】(1)制备无水氯化铁时,需先制备Cl2,则A中发生
的是MnO2与浓盐酸加热制备Cl2的反应,装置B中的试剂为
浓硫酸,用于干燥Cl2。
(2)制备无水氯化亚铁时,可用A装置制备HCl气体,装置C

中发生反应                    ,则所得尾气中含有H2和未
反应的HCl。再用D装置处理尾气,由于HCl极易溶于水,会

引起倒吸,使C中玻璃管炸裂,且H2不能被吸收,扩散到空
气中遇明火易爆炸。

 (3)检验FeCl3可用KSCN溶液或苯酚溶液,现象分别为出现
红色或紫色;若要制得纯净的FeCl2,实验中应先通HCl气体
,排尽装置中的空气,再点燃C处的酒精灯。
  例1

 【答案】(1)                                                                      浓硫酸
 (2)氯化氢     氯化氢、氢气     易发生倒吸     没有处理氢气
 (3)硫氰化钾溶液       通入氯化氢(赶尽装置中的空气) 点燃C
处的酒精灯
 考法2  制气装置及连接顺序
1.实验操作的先后顺序
 通常顺序为:气密性检查→加固体药品→加液体药品→加热等。
2. 制备气体实验中气体的除杂
 (1)除杂时要明确的几个问题
 ①气体中含有哪些杂质;               ②除杂试剂的选择;
 ③除杂装置的选择;                ④除杂时的先后顺序。
 (2)除杂装置的注意事项
 ①气体的流向;           ②当气体含有多种杂质时,若
 用洗气装置,常是先除杂,后干燥;若用到加热装置,
 常是干燥在前,加热在后。
 考法3  实验装置图的选择

 1.解答这类题目的关键是结合题意和仪器的连接顺序,
 明确每一步要     进行的操作,对应的装置是什么,从而确
 定出此处缺少的仪器或装置。
 2.从题目给出的仪器中选出所需要的仪器补在相应位置,
 或按照题目要求画出所需要的仪器或装置。
   例2

[天津理综     2013·9 题节选]FeCl3  在现代工业生产中应用广泛。

某化学研究性学习小组模拟工业流程制备无水                 FeCl3,再用副

产品   FeCl3 溶液吸收有毒的     H2S。

I.经查阅资料得知:无水         FeCl3 在空气中易潮解,加热易升华。

他们设计了制备无水        FeCl3 的实验方案,装置示意图(加热及
夹持装置略去)及操作步骤如下:
 ①检验装置的气密性;

 ②通入干燥的      Cl2,赶尽装置中的空气;
 ③用酒精灯在铁屑下方加热至反应完成;(接下页)
例2
④……

⑤ 体系冷却后,停止通入Cl2        ,并用干燥的     N2 赶尽  Cl2 ,将
收集器密封。
请回答下列问题:
(1) 装置 A 中反应的化学方程式为
  ____________________________。

(2) 第 ③ 步加热后,生成的烟状        FeCl3 大部分进入收集器,少

  量沉积在反应管      A 右端。要使沉积的       FeCl3 进入收集器,
  第  ④ 步操作是_______________。
  例
     2 (3)操作步骤中,为防止          FeCl3 潮解所采取的措施有
___________(填步骤序号)
(4) 装置 B 中冷水浴的作用为_______________________________;

装置  C 的名称为_____________;装置    D 中 FeCl2 全部反应后,因

失去吸收   Cl2 的作用而失效,写出检验         FeCl2 是否失效的试剂:
_________________________。
(5) 虚线框中应选择的尾气处理装置和试剂为__________________
(填序号)。
例2


【解析】(1)装置       A 中 Fe 与通入的  Cl2 在加热条件下反应生成       FeCl3 。
(2)要使沉积的      FeCl3 进入收集器,根据     FeCl3 加热易升华的性质,
第④步的操作可采取在沉积的           FeCl3 固体下方加热的方法。
(3)为防止    FeCl3 潮解所采取的措施有:②通入干燥的           Cl2 ,⑤用干
燥的  N2 赶尽  Cl2 。
(4)B 中的冷水作用是冷却,使          FeCl3 在收集器中沉积,便于收集产
品;装置    C 的名称是干燥管,装置       D 中 FeCl2 全部吸收氯气反应完后,
转化为   FeCl3 而失去吸收   Cl2 的作用而失效,故检验      FeCl2 是否失效就
是检验溶液中是否还含有亚铁离子,最好用               K3[Fe(CN)6] 溶液,也可以
用酸性高锰酸钾溶液检验。

(5)Cl2 有毒,故可将导管直接通入盛有           NaOH 溶液的烧杯中,因最
后通入的是N2    ,故不用考虑防倒吸。
例2


【答案】(1)2Fe + 3Cl2             2FeCl3 

(2)在沉积的      FeCl3 固体下方加热
(3)②⑤

(4)冷却,使      FeCl3 沉积,便于收集产品        干燥管

K3[Fe(CN) 6]溶液
(5)B
考点66   实验方案的设计与评价

 考法4  化学实验方案的设计

 考法5  化学实验方案的评价
 考法4   化学实验方案的设计

  1. 实验设计的基本原则
 考法4     化学实验方案的设计
  2. 实验设计的一般思路
  (1) 反应物廉价易得,无毒、无腐蚀性,用量
  少;

   (2)反应条件易于控制,操作安全,装置简单,
  耗能低,反应物转化率要高;

  (3)生成物要尽可能纯净,无毒、无污染。
 考法4    化学实验方案的设计
  3.实验设计的一般步骤
  (1)明确目的和原理


  (2)选择药品、仪器
 考法4    化学实验方案的设计

    3.实验设计的一般步骤

    (3)排除干扰因素
    ①定性实验——干扰现象清晰度;
    ②定量实验——干扰数据准确度;
    ③制备实验——干扰纯度、产率。
    (4)实施实验操作
    安全性、严谨性、规范性等。
    (5)记录现象、数据
    (6)归纳分析结论
 考法4      化学实验方案的设计
  4.实验设计的注意事项
      (1)实验操作顺序
       装置选择与连接→气密性
       检查→加固体药品→加液
       体药品→开始实验
       (按程序)→拆卸仪器→其
       他处理等。                    (2)加热顺序选择
                               若气体制备实验需加热,
                             应先加热气体发生装置,
                             通入气体排出装置中的空
                             气后,再给实验中需要加
                             热的物质加热。熄灭酒精
                             灯的顺序则相反。
 考法4      化学实验方案的设计
  4.实验设计的注意事项
                                    (4)画简单装置图
     (3)防止试剂变质
   ①实验中反应物或产物若                       (5)仪器连接问题
  易吸水、潮解、水解等,要
  采取措施防止其吸水;
   ②易挥发的液体产物要及                     注意所选仪器是否恰当,
  时冷却;                             安装顺序是否恰当,接
   ③易挥发的液体反应物需
  在反应装置中加装冷凝回流                     口顺序是否恰当。
  装置(如长导管、竖直的干
  燥管、冷凝管等);
   ④注意防止倒吸。
 例3     [课标Ⅱ理综2017·13,6分]由下列实验及现象不
        能推出相应结论的是()
                 实验                     现象          结论
     向2 mL 0.1 mol·L-1的FeCl 溶液中加  黄色逐渐消失,加        还原性:
A                        3
     足量铁粉,振荡,加1滴KSCN溶液            KSCN溶液颜色不变       Fe>Fe2+
                                  集气瓶中产生大量
    将金属钠在燃烧匙中点燃,迅速伸入                               CO 具有
B                                 白烟,瓶内有黑色           2
            集满CO  的集气瓶                             氧化性
                 2                    颗粒产生
     加热盛有少量NH     HCO 固体的试管,                      NH HCO
C                4   3              石蕊试纸变蓝           4  3
    并在试管口放置湿润的红色石蕊试纸                               显碱性

     向2支盛有2 mL相同浓度银氨溶液的           一支试管中产生黄
                                                  K (AgI)<
D    试管中分别加入2滴相同浓度的NaCl           色沉淀,另一支中         sp
                                                  K (AgCl)
               和NaI溶液                无明显现象         sp
                     -1
  【解析】向2 mL 0.1 mol·L 的FeCl3溶液中加足量铁粉,振
荡,黄色逐渐消失,加1滴KSCN溶液,颜色不变,说明溶液
中不含Fe3+,发生反应:Fe+2Fe3+ ═ 3Fe2+,根据还原剂的还
原性强于还原产物的还原性可知,还原性:Fe>Fe2+,A正确;

将金属钠在燃烧匙中点燃,迅速伸入集满CO2的集气瓶,瓶
内有黑色颗粒产生,说明有碳单质生成,则在反应中二氧化
碳转化为碳单质,碳元素化合价降低,二氧化碳作氧化剂,C
具有氧化性,B正确;加热盛有少量NH4HCO3固体的试管,
并在试管口放置湿润的红色石蕊试纸,石蕊试纸变蓝,是因

为NH4HCO3受热分解生成的氨气使湿润的红色石蕊试纸变蓝,
不能说明NH4HCO3显碱性,C错误;2支试管中银离子的浓度
相同,NaCl和NaI溶液的浓度相同,有碘化银黄色沉淀生成,
而无氯化银白色沉淀生成,说明Ksp(AgI)
	
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