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1、物质制备实验方案的设计与评价高三年级 化学目的与要求综合实验方案的设计和评价是综合应用实验基础知识、基本操作，结合化学基本理论、元素化合物知识、化学计算等相关知识，进行整合，从而解决有关实验问题。一、常见气体的制备与收集（1）仪器的安装由下到上：从左到右：先塞后定：1、气体制备实验的操作顺序（2）加试剂顺序：固体先放入，液体后滴加（即先固后液）。（3）其他操作顺序：先检验气密性，后装入药品，最后点酒精灯；在连接导管时，应“长进短出”；量气装置的导管应“短进长出”；干燥管应“大口进，小口出”。2常见气体发生装置反反应应装置装置类类型型反反应应装置装置图图适用气体适用气体操作注意事操作注意事项项固
2、、固加热型 O2、NH3等试管要干燥试管口略向下倾斜加热时先均匀加热再固定加热固、液加热型或液、液加热型 Cl2、HCl等烧瓶加热时要垫石棉网反应物均为液体时，烧瓶内要加碎瓷片2常见气体发生装置反应装置类型反应装置图适用气体操作注意事项固、液不加热型或液、液不加热型 H2、CO2、SO2、NO、NO2等使用长颈漏斗时，要使漏斗下端插入液面以下启普发生器只适用于块状固体和液体的反应，且气体不溶于水使用分液漏斗既可以增强气密性，又可控制液体流速。3、气体的收集方法（1）常用的收集方法收集方法排水法向上排空气法向下排空气法收集原理收集的气体不溶于水或难溶于水收集的气体的密度比空气大，与空气密度相差较
3、大，且不与空气中的成分发生反应收集的气体的密度比空气小，与空气密度相差较大，且不与空气中的成分发生反应收集装置 适用的气体H2、O2、NO、CH4Cl2、CO2、NO2、SO2H2、NH3、CH43、气体的收集方法（2）其他收集方法Cl2：排饱和食盐水；SO2：排饱和亚硫酸氢钠溶液；CO2：排饱和碳酸氢钠溶液。4、检验装置气密性（1）微热法：（2）液差法：二、气体的净化、尾气处理。1、气体的净化（1）气体的净化原则 不减少被净化气体的量，不引入新的杂质，操作简单，易于分离。二、气体的净化、尾气处理。1、气体的净化（2）气体的净化装置与方法二、气体的净化、尾气处理。1、气体的净化（2）气体的净化
4、装置与方法易溶于水或能与水反应不生成其他气体的杂质用水吸收。如H2(HCl)、N2(NH3)、NO(NO2)（括号内为杂质气体,下同），可将混合气体通过盛水的a装置来除去杂质气体。酸性杂质用碱性吸收剂、碱性杂质用酸性吸收剂来吸收。如CO(CO2)，可将混合气体通过盛NaOH溶液的a装置，也可用盛碱石灰的b装置或c装置或d装置来除去杂质。二、气体的净化、尾气处理。1、气体的净化（2）气体的净化装置与方法还原性杂质，可用氧化性较强的物质来吸收或转化；氧化性杂质可用还原性较强的物质来吸收。如CO2(CO),可将混合气体通过盛灼热CuO的e装置来除去杂质。选用能与气体中杂质反应生成难溶性物质或可溶性物
5、质的试剂作吸收剂来除去杂质。如O2(H2S)，可将混合气体通过盛有CuSO4溶液的a装置除去杂质。（3）气体的干燥“酸干酸、碱干碱、氧化不能干还原”常用干燥剂浓硫酸无水氯化钙碱石灰状态及性质液体，酸性，强氧化性固体、中性固体、碱性可干燥的气体H2，O2，Cl2，SO2，CO2，CO，CH4，N2H2，O2，Cl2，SO2，CO2，CO，CH4，N2H2，O2，CH4，N2，NH3不可干燥的气体NH3，HBr，HI，H2SNH3Cl2，SO2，CO2，NO2，HCl，H2S二、气体的净化、尾气处理 2、尾气处理装置常见装置：三、化学实验方案设计的基本要求和注意事项 1、实验方案设计的基本要求科学
6、性：安全性：可行性：简约性：经济性：三、化学实验方案设计的基本要求和注意事项 2、化学实验方案设计的注意事项药品和仪器是部分给出还是有剩余条件有无特殊要求实验过程中的隐蔽性操作药品的描述会画简单的实验装置图其他注意事项：冷凝回流的问题。冷却问题。防止倒吸问题。具有特殊作用的实验改进装置。四、化学实验方案的评价 1、从可行性方面对实验方案作出评价（1）实验实验原理是否正确、可行；原理是否正确、可行；（2）实验实验操作是否安全、合理；操作是否安全、合理；（3）实验实验步步骤骤是否是否简单简单、方便；、方便；（4）实验实验效果是否明效果是否明显显等。等。四、化学实验方案的评价 2、从“绿色化学”视角
7、对实验方案做出评价（1）反）反应应原料是否易得、安全、无毒；原料是否易得、安全、无毒；（2）反）反应应速率是否速率是否较较快；快；（3）原料利用率以及生成物）原料利用率以及生成物质质的的产产率是否率是否较较高；高；（4）实验过实验过程中是否造成程中是否造成环环境境污污染。染。四、化学实验方案的评价 3、从“安全性”方面对实验方案做出评价（1）净净化、吸收气体及熄化、吸收气体及熄灭灭酒精灯酒精灯时时要防止倒吸；要防止倒吸；（2）进进行某些易燃易爆行某些易燃易爆实验时实验时要防爆炸；要防爆炸；（3）防氧化；）防氧化；（4）防吸水；）防吸水；（5）冷凝回流；）冷凝回流；（6）易）易挥发挥发液体液体产
8、产物及物及时时冷却；冷却；（7）仪仪器拆卸的科学性与安全性；器拆卸的科学性与安全性；（8）其他，如）其他，如实验实验操作操作顺顺序、序、试剂试剂加入加入顺顺序、序、实验实验方法使用方法使用顺顺序等。序等。四、化学实验方案的评价 4、最佳方案的、最佳方案的选择选择几个几个实验实验方案都能达到目的，方案都能达到目的，选选出一个最佳方案。出一个最佳方案。原理：原理：CH3COOH+CH3CH2OH CH3COOCH2CH3+H2O收集：收集：饱饱和碳酸和碳酸钠钠溶液溶液 现现象：碳酸象：碳酸钠钠溶液上溶液上层层有有油状液体油状液体注意事注意事项项：试剂试剂的混合方法：先取无水乙醇，再沿器壁慢慢加入的
9、混合方法：先取无水乙醇，再沿器壁慢慢加入浓浓硫酸，冷却至室温硫酸，冷却至室温后再加冰醋酸；后再加冰醋酸；长导长导管不要插入液面下；管不要插入液面下；饱饱和碳酸和碳酸钠钠溶液的作用：中和乙酸，吸收乙醇，降低乙酸乙溶液的作用：中和乙酸，吸收乙醇，降低乙酸乙酯酯的溶解度。的溶解度。五、几种重要物质的制备1.乙酸乙酯的制备：原理原理离子方程式为：离子方程式为：Al33NH3H2O=Al(OH)33NH4 AlO2CO22H2O=Al(OH)3HCO3注意事项：氢氧化铝是注意事项：氢氧化铝是两性两性氢氢氧化物氧化物，能溶于氢氧化钠溶液，但不溶，能溶于氢氧化钠溶液，但不溶于氨水，制备时一般用可溶性盐与氨水
10、反应。于氨水，制备时一般用可溶性盐与氨水反应。2氢氢氧化氧化铝铝的制的制备备：五、几种重要物质的制备原理原理化学方程式化学方程式为为：FeCl33H2O（沸水）（沸水）Fe(OH)3（胶体）（胶体）3HCl 操作步操作步骤骤加加热热蒸蒸馏馏水至沸水至沸腾腾，逐滴滴加，逐滴滴加饱饱和和氯氯化化铁铁溶液，加溶液，加热热至液体呈至液体呈红红褐色停褐色停止加止加热热，不可，不可搅搅拌。拌。3氢氢氧化氧化铁铁胶体的制胶体的制备备五、几种重要物质的制备（1）巧）巧审题审题（2）想）想过过程程（3）看准）看准图图（4）细细分析分析1、解、解题题思路、方法思路、方法六、综合实验题的解题策略2、解、解题题技巧技
11、巧六、综合实验题的解题策略1、制、制备备同种气体同种气体时时，要注意原理不同，要注意原理不同选择选择的装置也不同。的装置也不同。2、进进行气体制行气体制备时备时，不要忘，不要忘记对记对装置装置进进行气密性行气密性检验检验。3、排空气收集气体、排空气收集气体时时，除了考，除了考虑虑气体的密度大小外，气体的密度大小外，还还要考要考虑虑是否与空气反是否与空气反应应。一、常一、常见见气体的制气体的制备备和收集和收集总 结1、对对气体提气体提纯时纯时若用溶液作除若用溶液作除杂质杂质的的试剂试剂，要注意溶液中含水，要注意溶液中含水应应先除去先除去杂质杂质后干燥；用加后干燥；用加热热除去除去杂质时杂质时，应
12、应先干燥后加先干燥后加热热。2、气体、气体净净化化时时，除考，除考虑虑除去除去杂质杂质外，最好是把外，最好是把杂质转杂质转化成要提化成要提纯纯的物的物质质。二、气体的二、气体的净净化、尾气化、尾气处处理理总 结1、根据、根据试题试题要求，分析所要求，分析所给给信息，信息，选择选择并确定并确定实验实验原理。原理。2、根据、根据实验实验原理，确定原理，确定药药品，品，选择仪选择仪器，提出器，提出实验实验方案。方案。3、分析、分析实验实验成成败败关关键键，修改完善，修改完善实验实验程序。程序。三、化学三、化学实验实验方案方案设计设计的基本要求和注意事的基本要求和注意事项项总 结1、合理、合理选择选择
13、2、排除干、排除干扰扰3、操作准确、操作准确四、化学四、化学实验实验方案的方案的评评价价总 结 SO2是大气污染物之一，某同学在实验室中对SO2与氯水的反应进行了探究。制备SO2与氯水可供选择的仪器如图所示，请回答下列问题：例 题（1）该同学选用KMnO4和浓盐酸快速制备Cl2，该反应的离子方程式为_。欲制备一瓶饱和氯水，请选择上图中的装置，其连接顺序为：_(按气流方向，用字母衣示)。【答案】（1）2MnO410Cl16H=5Cl22Mn28H2OBEH或BEC例 题（2）制备SO2的适宜药品为_(填代号)。Na2SO3固体Na2SO3溶液20%硫酸70%硫酸铜片【答案】（2）（3）对SO2与
14、氯水的反应进行探究用注射器吸入一定量的饱和氯水和SO2，震荡，静置，再吸入少量品红溶液，发现品红溶液不褪色，解释其原因(用化学反应方程式表示)_。【答案】（3）Cl2SO22H2O=2HClH2SO4例 题 改变氯水用量，重复操作，发现品红溶液红色褪色，你认为可能的原因是_。设计一个实验(说明操作方法、现象及结论)来验证你的假设：_。【答案】（3）过量氯水将品红氧化漂白或过量SO2与品红结合成无色物质；将实验注射器中的溶液注入试管少许，加热，若无红色出现，原因为前者，反之则为后者（4）请你设计一个实验，测定饱和氯水中氯元素的含量：_。【答案】（4）量取一定量的试样，加入足量的Fe(NO3)2溶
15、液，再加入足量的硝酸银溶液，过滤、洗涤，干燥，称量沉淀质量例 题 碱式碳酸镁可用于牙膏、医药和化妆品等工业，化学式为4MgCO3Mg(OH)25H2O，某碱式碳酸镁中含有SiO2杂质，为测定其纯度，某兴趣小组设计了如下几个方案：方案.取一定质量的样品，与硫酸充分反应，通过测定生成CO2的质量计算纯度：例 题（1）乙中发生反应的方程式为_。（2）仪器接口的连接顺序为(装置可以重复使用)a_，丁的作用是_。（3）当样品充分反应完后，缓慢通入空气的目的是：_。【答案】（1）4MgCO3Mg(OH)25H2O5H2SO4=5MgSO411H2O4CO2（2）debcb除去CO2中的水蒸气（3）将装置中
16、残留的CO2全部赶出被完全吸收。例 题 方案.称取碱式碳酸镁样品m g；将样品充分高温煅烧，冷却后称量；重复操作，测得剩余固体质量为m1 g。（4）下列仪器中，该方案不会用到的是_。【答案】（4）E例 题 （5）判断样品完全分解的方法是_；本实验至少需要称量_次。（6）有同学认为方案高温煅烧的过程中会发生MgCO3SiO2MgSiO3 CO2，会导致测定结果有误，你认为这位同学的观点正确吗？_。(填“正确”或“错误”)请说明理由：_。【答案】（5）样品连续两次高温煅烧，冷却称量质量相差0.1 g以内4 （6）错误该反应的发生不影响生成CO2和水蒸气的量例 题 已知：CH3Cl常温下为气态，难溶
17、于水，易溶于乙醇等有机溶剂。实验室制备CH3C1原理为：CH3OHHCl(浓)=CH3Cl(g)H2O（1）实验步骤如下：干燥ZnCl2晶体。实验室干燥ZnCl2晶体制得无水ZnCl2的方法是_。【答案】（1）在干燥的HCl气氛中加热例 题 洗气瓶A中发生反应的离子方程式：_；洗气瓶C中发生反应的离子方程式：_。产生的CH3Cl气体，最好选用_(填“向上排空气法”、“向下排空气法”、“排水法”)收集，原因是_。【答案】（1）排水法；CH3Cl不易溶于水，用排水法收集同时可除去HCl、CH3OH等杂质气体例 题 （2）为探究CH3Cl与CH4分子稳定性的差别，某化学兴趣小组设计实验验证CH3Cl能被强氧化剂酸性高锰酸钾溶液氧化。将CH3Cl制备装置中产生的气体依次通过洗气瓶_(填洗气瓶编号)，如果观察到现象_则证明CH3C1稳定性弱于CH4。【答案】（2）BAC；A中紫色褪去；例 题 洗气瓶A中发生反应的离子方程式：_；洗气瓶C中发生反应的离子方程式：_。为处理未反应完的CH3Cl，还应在上述洗气瓶后接一只盛_(填试剂名称)的洗气瓶。【答案】（2）10CH3Cl14MnO442H=14Mn210CO25Cl236H2OSO32Cl2H2O=SO422Cl2H；乙醇