高考化学三轮冲刺化学实验复习教学设计
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资料简介
化学实验 ‎【教学目标】‎ ‎1.认识化学是以实验为基础的一门科学。了解有关化学实验的基础知识,理解化学实验研究中的重要应用,综合应用化学实验基础知识与基本技能解决一些化学问题。‎ ‎(1)了解化学实验室常用仪器的主要用途、使用方法和注意问题。‎ ‎(2)掌握化学实验的基本操作。能识别化学品安全使用标志,了解实验室一般事故的预防和处理方法。‎ ‎(3)掌握常见气体的实验室制法(包括所用试剂、仪器、反应原理和收集方法)。‎ ‎(4)能对常见的物质进行检验、分离和提纯,了解常见离子的检验方法,能根据要求配制溶液(如配制一定溶质质量分数、物质的量浓度的溶液)。‎ ‎(5)能根据实验试题要求,做到:①设计、评价或改进实验方案;②了解控制实验条件的方法;③分析和处理实验数据,得出合理结论;④绘制和识别典型的实验仪器装置。‎ ‎2.了解科学探究的基本过程,并运用以实验和推理为基础的科学探究方法解决有关问题。‎ ‎【知识网络】‎ 知识网络 教学重点、难点 一、重要仪器及使用方法 名称 使用方法及注意事项 托盘天平 ‎①托盘天平使用的第一步操作是调节天平平衡。②称量时遵循“左物右码”的原则。③称量干燥的固体药品应放在纸上称量,易潮解、有腐蚀性的药品(如NaOH),必须放在玻璃器皿里称量。④托盘天平精确到小数点后一位数字。‎ 量筒 ‎①读数时,视线应与凹液面的最低处相平。②量筒上无“0”刻度。③量筒上标有使用的温度值。④量筒精确到小数点后一位数字。‎ 容量瓶 ‎①容量瓶使用的第一步操作是检查是否漏水。②常见容量瓶规格有100mL、250mL、500mL、1000mL几种,只能配制容量瓶上规定体积的溶液。③容量瓶上标有刻度线、温度和规格。④用玻璃棒引流的方法将溶液转入容量瓶。‎ 滴定管 ‎①用于准确量取一定体积液体的仪器,分酸式和碱式两种。②酸式、碱式滴定管不能混用,酸式滴定管还可以盛放氧化性试剂,碱式滴定管还可以盛放还原性试剂。③精确到小数点后两位数字。④使用的第一步操作是检查是否漏水。⑤调整液面时,应使滴管的尖嘴部分充满溶液,使液面保持在“0”或“0”以下的某一定刻度。读数时视线与管内凹液面的最低处相平或相切。‎ 温度计 ‎①温度计上有“0”刻度。②不能充当玻璃棒用于液体搅拌。‎ 7‎ 酒精灯 ‎①酒精灯中的酒精不能超过酒精灯容质的2/3,不能少于1/5。②不能向燃着的酒精灯中添加酒精。③酒精灯用完后用灯帽盖灭。④酒精灯引起失火,应立即用湿抹布盖灭。‎ 洗气瓶 ‎①气体流向“深入浅出”。②洗气瓶中只能盛放液体试剂。‎ 玻璃棒 ‎①主要用于固体的溶解、液体的稀释中的搅拌操作。②过滤、溶液配制中的引流。③转移少量液体药品,用于溶液性质的检验 漏洞 漏斗分为普通漏斗、长颈漏斗和分液漏斗。普通漏斗用于过滤、向小口容器中添加液体和组装防倒吸装置,长颈漏斗用于向气体发生装置中注入液体,分液漏斗用于分离密度不同且互不相溶的液体混合物,也可向反应容器中随时加入液体反应物。‎ 二、气体制备及性质实验 中学化学中涉及的重要气体有O2、H2、Cl2、CO2、SO2、NH3、NO、NO2等。‎ ‎1.气体的制取装置 ‎(1)装置选择及组装 ‎①气体制备装置选择 O2、NH3等采用“固体+固体气体”的装置,气体发生装置选择大试管,装置图如图1所示 H2、CO2等采用“块状固体+液体→气体”可采用启普发生器或其简易装置,装置图如图2所示。‎ Cl2等采用“固体+液体气体”的装置,气体发生装置一般选择烧瓶,装置如图3所示。‎ 图1 图2 图3‎ ‎②装置气密性检验 制备气体的装置必须气密性良好,否则会导致气体制备失败。检验的方法有升温水柱法和注液液柱法,图1装置可采用升温水柱法,图2装置可采用注水水柱法,图3两种方法都可以。‎ ‎(2)气体的净化 ‎①干燥剂及其选择 气体分类 气体举例 干燥剂类别 干燥剂举例 酸性气体 Cl2、CO2、SO2、‎ HCl、NO2等 酸性干燥剂、‎ 中性干燥剂 浓硫酸、P2O5、CaCl2等 中性气体 H2、O2、N2等 所有干燥剂 浓硫酸 7‎ 碱性气体 NH3‎ 碱性干燥剂 碱石灰 ‎②净化剂及其选择 制备Cl2、CO2、H2等气体时,一般采用盐酸,所以制得的气体中常含有HCl,除去的方法是分别通过饱和食盐水、饱和碳酸氢钠溶液和水即可。若还需除去气体中的水蒸气,应最后除去水蒸气。‎ ‎(3)气体的收集和验满 ‎①气体收集的方法 收集方法 气体特点 气体举例 排空 气法 向上 不与空气成分反应且密度大于空气 Cl2、O2、CO2、SO2、HCl、NO2等 向下 不与空气成分反应且密度小于空气 H2、NH3等 排水法 不溶于水,不与水反应 H2、O2等 排溶液法 不能用排水法收集的气体 Cl2(排饱和食盐水法)‎ ‎②气体验满的方法 方法 适用范围及方法 蓝色石蕊试纸法 酸性气体:Cl2、CO2、SO2、HCl、NO2等 红色石蕊试纸法 碱性气体:NH3‎ 特殊方法 用带火星的木条验满O2;用燃着的木条验满CO2;蘸浓氨水的玻璃棒验满HCl或Cl2;‎ ‎(4)尾气吸收与处理 实验过程中必须对尾气进行无害化处理。酸性气体用碱液吸收,氨气和HCl用水吸收,要注意防倒吸。可燃性气体点燃。‎ ‎2.气体性质实验 ‎(1)水溶性实验:如SO2的水溶性实验,NH3、HCl的喷泉实验、NO2的水溶性实验。‎ ‎(2)燃烧实验:如H2、CO等可燃气体在空气中的燃烧实验;H2、铁丝、铜丝在Cl2中的燃烧实验。‎ ‎【热点透视】‎ 热点题型 ‎【典例1】下列与实验有关的叙述正确的是( )‎ A.配制溶液时,若加水超过容量瓶刻度,应用胶头滴管将多余溶液吸出 B.稀释浓硫酸时,应将蒸馏水沿玻璃棒缓慢注入浓硫酸中 C.检验某溶液中是否含有SO42—时,应取少量该溶液,依次加入BaCl2溶液和稀硫酸 D.酸碱滴定时,若加入待测液前用待测液润洗锥形瓶,将导致测定结果偏高 解析:配制溶液时,若加水超过容量瓶刻度,则所配溶液的物质的量浓度偏小,实验失败,应重新配制,A错;稀释浓硫酸时,应将浓硫酸沿玻璃棒缓慢注入蒸馏水中,B错;检测某溶液中是否含有SO42—时,应取少量该溶液,先加入稀盐酸,排除等CO32—、Ag+、SO32—离子的干扰,再加入溶液,C错误;酸碱滴定时,若加入待测液前用待测液润洗锥形瓶,则消耗的标准液体积增大,测定结果偏高,D正确。‎ 答案:D 命题意图:‎ 7‎ 利用选择题的四个选项考查了溶液的稀释、配制、中和滴定中的误差分析和离子的检验方法。目的是利用有限的题目尽量多地承载考试大纲界定的知识点。‎ ‎【典例2】实验室以含有Ca2+、Mg2+、Cl-、SO42-、Br-等离子的卤水为主要原料制备无水CaCl2和Br2,流程如下:‎ ‎(1)操作Ⅰ使用的试剂是 ,所用主要仪器的名称是 。‎ ‎(2)加入溶液W的目的是 。用CaO调节溶液Y的pH,可以除去Mg2+。由表中数据可知,理论上可选择PH最大范围是 。酸化溶液Z时,使用的试剂为 。‎ 开始沉淀时的PH 沉淀完全时的PH Mg2+‎ ‎9.6‎ ‎11.0‎ Ca2+‎ ‎12.2‎ c(OH-)=1.8mol·L-1‎ ‎ (3)实验室用贝壳与稀盐酸反应制备并收集CO2气体,下列装置中合理的是 。‎ ‎(4)常温下,H2SO3的电离常数Ka1=1.2×10—2,Ka2=6.3×10—3,H2CO3的电离常数Ka1=4.5×10—7,Ka2=4.7×10—11。某同学设计实验验证H2SO3酸性强于H2CO3:将SO2和CO2气体分别通入水中至饱和,立即用酸度计测两溶液的pH,若前者的pH小于后者,则H2SO3酸性强于H2CO3。该实验设计不正确,错误在于 。‎ 设计合理实验验证H2SO3酸性强于H2CO3(简要说明实验步骤、现象和结论): ‎ ‎ 。仪器器自选。‎ 供选的试剂:CO2、SO2、Na2CO3、NaHCO3、KMnO4、NaHSO3、蒸馏水、饱和石灰水、酸性KMnO4 溶液、品红溶液、PH试纸。‎ 解析:(1)氯气具有强氧化性,通入氯气后可以将溶液中的Br-氧化为溴单质,因为单质溴极易溶于有机溶剂,所以可以采用萃取的方法,萃取的主要仪器是分液漏斗。由流程图可知单质溴在下层,因此该有机溶剂的密度要比水的大且不溶于水,所以该试剂是CCl4;‎ 7‎ ‎(2)由于SO42-会与Ca2+结合形成微溶性的硫酸钙而影响氯化钙的制备,因此必需除去;由表中数据可知pH大于11时Mg2+沉淀完全,pH大于12.2时,Ca2+开始沉淀,所以理论上可选择pH最大范围是11.0≤PH<12.2;因为不能引入新的杂质,所以酸化溶液Z时,使用的试剂应该为盐酸。‎ ‎(3)实验室制取CO2的特点是固体和液体反应且不需要加热,由于盐酸易挥发,因此在收集之前需要除去挥发出HCl气体,因为CO2的密度大于空气,所以采用向上排空气法收集CO2气体。若采用长颈漏斗时,长颈漏斗的下端必须插入到溶液中,以防止CO2气体从长颈漏斗中逸出,因此选项b、d正确。‎ ‎(4)H2SO3和H2CO3均属于二元酸,要想通过比较二者的pH来验证二者的酸性强弱,必须使二者的浓度相同,但是SO2和CO2气体溶于水后的饱和溶液其浓度显然不相等(因为二者的溶解度不同),所以该实验设计不正确;要检验酸性强弱,可以采用多种方法,例如利用水解原理(酸越弱相应的强碱盐就越易水解),也可以利用较强的酸制取较弱的酸来检验。由于SO2和CO2气体均可以使饱和石灰水变混浊,所以CO2气体在通入饱和石灰水之前必须除去CO2气体中混有的SO2气体。‎ 答案:(1)四氯化碳;分液漏斗 ‎(2)除去溶液中的SO42-;11.0≤pH<12.2;盐酸 ‎(3)b、d ‎(4)用于比较pH的两种酸的物质的量浓度不相等;参考方案如下:‎ 方案一:配制相同物质的量浓度的NaHSO3和NaHCO3溶液,用酸度计(或pH试纸)测两溶液的pH。前者的pH小于后者,证明H2SO3酸性强于H2CO3。‎ 方案二:将SO2气体依次通过NaHCO3(Na2CO3)溶液、酸性KMnO4溶液、品红溶液、澄清石灰水。品红溶液不褪色、且澄清石灰水变混浊,证明H2SO3酸性强于H2CO3。‎ 方案三:将CO2气体依次通过NaHSO3(Na2SO3)溶液、品红溶液。品红溶液不褪色,证明H2SO3酸性强于H2CO3。‎ 命题意图:本题主要考查常见的基本实验操作、仪器的使用、离子的除杂和实验方案设计,综合性强。‎ 热点预测 ‎【预测1】下列实验方法能够达到实验目的的是( )‎ A.用BaCl2溶液检验Na2SO3溶液是否变质 B.乙酸乙酯和乙酸钠溶液可以用萃取的方法分离 C.除去FeCl3溶液中少量的FeCl2:加入稍过量双氧水 D.用溶解、过滤的方法提纯含有少量硫酸钡的碳酸钡 解析:空气中Na2SO3会被氧化为Na2SO4,但二者与BaCl2反应生成的BaSO3 、BaSO4都为白色,无法区别;乙酸乙酯和乙酸钠溶液互不相溶,可以用分液的方法分离,B错误;双氧水可以将Fe2+氧化为Fe3+,而且不会带入新的杂质,C正确;硫酸钡、碳酸钡都不溶于水,故D错误。‎ 答案:C 预测点评:该题考查了化学实验的基本操作,考查学生对实验基础知识掌握的熟练程度和灵活与应用。‎ 7‎ ‎【预测2】实验室里用硫酸厂烧渣(主要成分为铁的氧化物及少量FeS、SiO2等)制备聚铁(碱式硫酸铁的聚合物)和绿矾(FeSO4·H2O),过程如下:‎ 请回答下列问题:‎ ‎(1)过程①中,FeS和O2、H2SO4反应的化学方程式为(不必配平): 。‎ ‎(2)将过程②中产生的气体通入下列溶液中,溶液会腿色的是 。‎ A.品红溶液 B.紫色石蕊试液 C.酸性高锰酸钾溶液 D.溴水 ‎(3)过程③中,需要加入的物质是 。‎ ‎(4)过程④中,蒸发结晶需要使用酒精灯、三角架、泥三角,还需要的仪器有 。‎ ‎(5)过程⑥中,将溶液Z加热到70~80℃,目的是 。‎ ‎(6)实验室为测定所得到的聚铁样品中铁元素的质量分数,进行下列实验。①用分析天平称取样品‎2.700g;②将样品溶于足量盐酸后,加入足量的氯化钡溶液;③过滤、洗涤、干燥,称量,得固体质量为‎3.495g。若该聚铁主要成分为[Fe(OH)(SO4)] n,则该聚铁中铁元素的质量分数为 。‎ 解析:(1)FeS和O2、H2SO4反应时,FeS做还原剂,O2作氧化剂,反应的化学方程式为4FeS+3O2+6H2SO4=2Fe2(SO4)3+6H2O+4S。‎ ‎(2)SO2既具有还原性,又具有漂白性,还具有酸性氧化物的通性。故能使品红溶液、酸性高锰酸钾溶液、溴水褪色。‎ ‎(3)溶液X中的铁是Fe3+,绿矾中的铁为Fe2+,故应加入Fe粉,将Fe3+还原为Fe2+。‎ ‎(4)蒸发结晶用到的仪器有:酒精灯、三角架、泥三角、玻璃棒、蒸发皿等。‎ ‎(5)升高温度,促进水解,使之生成Fe(OH)3。‎ ‎(6)向样品溶液中加入稀盐酸,OH—与盐酸反应生成H2O,加入BaCl2后发生反应Ba2++SO42—=BaSO4↓,根据S守恒有n(SO42—)=n(Ba2+)==0.015mol,由聚铁主要成分的化学式知n(Fe3+)=0.015mol,所以ω(Fe)==31.11%。注意有效数字的保留。‎ 答案:(1)4FeS+3O2+6H2SO4=2Fe2(SO4)3+6H2O+4S(方程式不配平但反应物、生成物齐整也可)(2)ACD(3)Fe或铁(4)蒸发皿、玻璃棒(5)升高温度,促进Fe3+‎ 7‎ 水解(6)31.11%‎ 预测点评:本题以工艺流程考查元素化合物、盐类水解及化学实验知识,是一道综合性较强的题目,也是目前高考命题的热门形式。‎ 命题意图:本题通过CO2与C反应,考查学生对元素化合物知识及常见仪器的连接方式、实验方案评价的理解和掌握。‎ ‎ ‎ 7‎

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