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專題27 實驗綜合探究、設計與評價,考點68 常見氣體的制備 考點69 實驗方案的設計與評價,考點68 常見氣體的制備實驗,600分知識 700分考法 考法1：氣體的制備與收集 考法2：制氣裝置及連接順序 考法3：實驗裝置圖的補充,1．常見氣體的實驗室制備 (1)制備原理,1．常見氣體的實驗室制備 (2)氣體制備裝置,2．氣體的凈化與收集 (1)常見氣體的收集方法,2．氣體的凈化與收集 (2)氣體的凈化 ①凈化原則：不減少被凈化的氣體的量；不引入新的雜質；操作簡便，易于分離。 ②氣體凈化的原理、裝置(如圖)和方法 a．易溶于水的雜質，可用水吸收，如H2(HCl)、N2(NH3）可用盛有水的裝置A吸收。 b．酸性雜質用堿性吸收劑來吸收。如CO(CO2)，可通入盛有NaOH溶液的裝置A；也可通過裝有堿石灰的裝置B或C。 c．堿性雜質用酸性吸收劑來吸收。 d．還原性雜質可用氧化性較強的物質來吸收或轉化，例如CO2(CO)，可通過裝有灼熱CuO的裝置D；氧化性雜質，可用還原性較強的物質來吸收。 e．選用與雜質生成沉淀的物質作吸收劑。如O2(H2S)，可通過裝有CuSO4溶液的裝置A。,2．氣體的凈化與收集 (3)常用的干燥劑及性質,3．尾氣的處理 (1)處理原則 選擇合適的方法把有毒、有害的氣體，變成無毒、無害、無污染的物質。 (2)常見裝置 【說明】尾氣處理裝置一般應與大氣相通，右圖中裝置 不能作為尾氣處理裝置。,返回,考法1 氣體的制備與收集 1．氣體制取與收集裝置的選擇 (1)根據反應物的狀態(tài)和反應是否需加熱選擇制備裝置。 (2)根據氣體密度大小、水溶性、是否有毒、是否與空氣中的成分反應等性質選擇收集裝置。密度比空氣大的氣體可用向上排空氣法，密度比空氣小的氣體可用向下排空氣法；易溶于水的氣體不能用排水法，難溶于水的氣體可用排水法；易與空氣中的成分反應的氣體不能用排空氣法；有毒的氣體收集時，必須要有尾氣處理裝置。 2．根據實驗裝置判斷能制備的氣體 (1)對給出的裝置要仔細觀察，如是不是缺少什么儀器(如要不要酒精燈、溫度計、石棉網)等。 (2)裝置是否正確，如整套制氣裝置不能是密閉的。 (3)氣體收集的方法是否正確，如不能用排空氣法、只能用排水法收集NO。 (4)排空氣收集時的方法是否正確，如H2應采用向下排空氣法等。,考法1 氣體的制備與收集,返回,考法2 制氣裝置及連接順序 實驗室制取氣體時一般都混有雜質氣體和水蒸氣，若需收集到純凈的氣體，應按照“制備→除雜→干燥→收集及尾氣處理”等順序依次相連。 1．實驗操作的先后順序 通常順序為：氣密性檢查→加固體藥品→加液體藥品→加熱等。 【注意】①反應中需要加濃硫酸時，要按“注酸入水”的順序。 ②做性質實驗時，先讓制備出的氣體通過需要加熱的裝置，驗純后，再對性質實驗的裝置加熱。,考法2 制氣裝置及連接順序 2．制備氣體實驗中的除雜 (1)除雜時要明確的幾個問題： ①氣體中含有哪些雜質。 ②這些雜質選用什么試劑來除，用的試劑對主要氣體會不會造成影響。 ③除雜時用什么裝置。 ④除雜時的先后順序是什么。 (2)除雜裝置的注意事項 ①氣體的流向：洗氣瓶是長進短出；干燥管是大口進，小口出。 ②當氣體含有多種雜質時，若用洗氣裝置，常是先除雜，后干燥；若用到加熱裝置，常是干燥在前，加熱在后。 【說明】氣體中有多種酸性雜質時，應先除去酸性較強的氣體，再除去酸性較弱的氣體。,考法2 制氣裝置及連接順序 3．尾氣的處理方法和裝置選擇 (1)熟悉制備氣體的性質，包括毒性、溶解性、可燃性、密度、能與哪些物質反應等。 (2)根據所掌握的氣體的性質，選擇尾氣處理的裝置。 如：某氣體極易溶于水，則不可將導管直接插入液面以下吸收，以免發(fā)生倒吸；氣體若不能用液體試劑吸收，但其具有可燃性，如CO，則可以用點燃法除去，或者用氣球收集。,返回,考法3 實驗裝置圖的補充 1．解答這類題目的關鍵是結合題意和儀器的連接順序，明確每一步要進行的操作，對應的裝置是什么，從而確定出此處缺少的儀器或裝置。 2．從題目已知的儀器中選出所需要的儀器補在相應位置，或按照題目要求畫出所需要的儀器或裝置。,考法3 實驗裝置圖的補充,考法3 實驗裝置圖的補充,返回,考點 69 實驗方案的設計與評價,700分考法 考法4：制備實驗方案的設計 考法5：定量分析型實驗題 考法6：探究型實驗 考法7：實驗方案的設計與評價,,考法4 制備實驗方案的設計 列出可能的幾種制備實驗方法和途徑，從方法是否可行、裝置和操作是否簡單、方案是否經濟與安全等方面進行分析和比較，從中選取最佳的實驗方法。,,考法4 制備實驗方案的設計 1．物質制備實驗方案的設計思路 列出可能的幾種制備實驗方法和途徑，從方法是否可行、裝置和操作是否簡單、方案是否經濟與安全等方面進行分析和比較，從中選取最佳的實驗方法。 2．設計時思考的問題——儀器的連接問題 (1)所用儀器是否恰當，所給儀器是全用還是選用。 (2)儀器是否齊全。如涉及有毒氣體的實驗是否有尾氣的處理裝置。 (3)安裝順序是否合理。如是否遵循“自下而上，從左到右”；氣體凈化裝置中不應先經干燥，后又經過水溶液洗氣。 (4)儀器的連接順序是否正確。如洗氣時“進氣管長，出氣管短”；干燥管除雜質時“大進小出”等。,,考法4 制備實驗方案的設計,返回,,考法5 定量分析型實驗題 1．測定數據的方法 (1)沉淀法 先將某種成分轉化為沉淀，然后稱量純凈、干燥的沉淀的質量，再進行相關計算。 (2)測氣體體積法 對于產生氣體的反應，可以通過測定 氣體體積的方法測定樣品純度，常見裝置 有4種（如右圖）。 (3)測氣體質量法 將生成的氣體通入足量的吸收劑中，通過稱量實驗前后吸收劑的質量，求得所吸收氣體的質量，然后進行相關計算。 (4)滴定法 即利用滴定操作原理，通過酸堿中和滴定、沉淀滴定和氧化還原反應滴定等獲得相應數據后再進行相關計算。,,考法5 定量分析型實驗題 2．實驗數據統(tǒng)計與整理的一般方法 (1)數據的表格化 ①根據實驗原理確定應記錄的項目：所測的物理量。 ②應注意數據的有效數字及單位和必要的注釋。 ③設計的表格要便于數據的查找、比較，便于數據的計算和進一步處理，便于體現(xiàn)反應數據間的聯(lián)系。 (2)數據的圖像化 圖像化是用直線圖或曲線圖對化學實驗結果加以處理的一種簡明形式。它適用于一個量的變化引起另一個量的變化的情況。圖像化的最大特點是鮮明、直觀、簡單。,,考法5 定量分析型實驗題,,考法5 定量分析型實驗題,返回,,考法6 探究型實驗 1．探究物質性質實驗方案的設計 (1)性質實驗方案設計的一般思路、程序,,考法6 探究型實驗 (2)驗證物質性質的實驗方案的類型 ①證明酸性的方法:pH試紙或酸堿指示劑；與Na2CO3溶液反應；與Zn等反應。 ②證明弱酸性的方法:證明存在電離平衡；測定對應鹽溶液酸堿性；測定稀釋前后pH的變化。 ③證明氧化性或還原性的方法:與還原性物質或氧化性物質反應，觀察現(xiàn)象。 ④比較金屬的活動性的方法:a．與水反應；b.與酸反應；c.利用置換反應；d.利用原電池原理；e.利用電解放電順序；f.利用最高價氧化物對應水化物的堿性強弱。 ⑤比較非金屬的活動性的方法:a．利用置換反應；b.與氫氣反應，比較反應速率；c.利用氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性、還原性；d.利用最高價氧化物對應水化物的酸性強弱。 ⑥比較酸(堿)的酸(堿)性強弱的方法:a．較強的酸(堿)能制得較弱的酸(堿)；b.測同物質的量濃度溶液的pH；c.測同物質的量濃度的同陽離子(陰離子)的兩鹽溶液的pH。 【注意】在探究過程中往往設置幾組平行實驗來進行對照和比較。,,考法6 探究型實驗 2．探究物質成分實驗方案的設計 (1)根據題意，分析可能存在的多種情況或多種原因。 (2)對提出的多種情況，設計出相關實驗進行驗證，特別要運用好題目中給出的相關信息，圍繞信息進行實驗設計。 (3)靈活應用課本中所學到的知識。如運用特征試劑檢驗某離子、特殊的反應現(xiàn)象或是物質的顏色等，由此可以得出某 結論。 (4)研究物質性質的基本程序 觀察外觀―→預測物質性質―→ 實驗和觀察―→解釋及結論。圖示如右：,,考法6 探究型實驗 3．對反應原理的探究 化學反應原理是高中化學中的重要知識點，它主要包括化學與能量變化、化學反應速率與化學平衡、電解質溶液、電化學等知識，在高考中占有重要的地位。探究化學反應原理的實驗一般考查教材中沒有講過的知識，是對教材知識的延伸，主要研究化學反應發(fā)生的條件、反應的可能性、反應中的能量變化、反應發(fā)生的原理等方面，涉及的內容比較廣泛，基本都在非選擇題中進行綜合考查。,,考法6 探究型實驗,,考法6 探究型實驗,返回,,考法7 實驗方案的設計與評價 1．判斷實驗裝置圖的正誤 (1)從原理上，分析裝置的正誤。如制氣裝置選擇是否合理；除雜時，選用的除雜試劑是否合理。 (2)從操作上，分析是否正確。如冷凝裝置中溫度計位置，冷凝管進出水方向是否合理；洗氣時，進出氣方向是否合理等。 (3)判斷結論和實驗方案是否合理 根據實驗目的，結合理論知識，綜合分析所給出的“結論”和實驗方案是否存在片面性。此處特別要注意干擾現(xiàn)象。 2．多種實驗方案的比較 對給出的多種方案，要從原理、可行性、安全性、藥品節(jié)約等方面進行比較，選出最好的實驗方案或評價某方案的優(yōu)劣。 3．化學實驗方案的評價原則 (1)實驗原理的可行性。 (2)經濟角度——切合實際情況。 (3)環(huán)境保護角度——防止產生污染環(huán)境的因素。,,考法7 實驗方案的設計與評價,,考法7 實驗方案的設計與評價,