考 綱要 求1.掌握常見(jiàn)氣體的實(shí)驗(yàn)室制法(包括所用試劑、反應(yīng)原理、儀器和收集方法)及相關(guān)的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與評(píng)價(jià)。2.根據(jù)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的目的和要求，能做到：①設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案；②正確選用實(shí)驗(yàn)裝置；③掌握控制實(shí)驗(yàn)條件的方法；④預(yù)測(cè)或描述實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、分析或處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，得出合理結(jié)論；⑤評(píng)價(jià)或改進(jìn)實(shí)驗(yàn)方案。
考點(diǎn)一　常見(jiàn)氣體的制備實(shí)驗(yàn)與評(píng)判
基礎(chǔ)梳理·自我排查1.氣體制備裝置
涉氣類制備實(shí)驗(yàn)先后順序(1)裝配儀器時(shí)：先下后上，先左后右。(2)加入試劑時(shí)，先固后液。(3)實(shí)驗(yàn)開(kāi)始時(shí)：先檢查裝置氣密性，再加藥品，后點(diǎn)酒精燈。(4)凈化氣體時(shí)：一般先除去有毒、有刺激性氣味的氣體，后除去無(wú)毒、無(wú)味的氣體，最后除水蒸氣。(5)防倒吸實(shí)驗(yàn)：往往是最后停止加熱或停止通氣。(6)防氧化實(shí)驗(yàn)：往往是最后停止通氣。)
考點(diǎn)專練·層級(jí)突破練點(diǎn)一　實(shí)驗(yàn)裝置的選擇1．下列制備和收集氣體的實(shí)驗(yàn)裝置合理的是(　　)
解析：用氯化銨和氫氧化鈉固體加熱制備NH3時(shí)也有水生成，則加熱時(shí)試管口應(yīng)略向下傾斜，以防止試管口的水滴倒流炸裂試管，且收集試管的管口應(yīng)塞一團(tuán)棉花，以防止對(duì)流，收集到較純凈的NH3，A錯(cuò)誤；NO易被氧化不能利用排空氣法收集，應(yīng)利用排水法收集，B錯(cuò)誤；氫氣的密度比空氣小，氫氣應(yīng)短導(dǎo)管進(jìn)長(zhǎng)導(dǎo)管出，采用向下排空氣法收集，C錯(cuò)誤；H2O2在二氧化錳的催化作用下，分解生成水和氧氣，反應(yīng)不用加熱，氧氣不溶于水可用排水法收集，D正確。
練后歸納氣體制備實(shí)驗(yàn)的基本思路
2．某化學(xué)興趣小組為研究生鐵(含碳)與濃硫酸的反應(yīng)情況及產(chǎn)物性質(zhì)，設(shè)計(jì)如下實(shí)驗(yàn)。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：?(1)按上圖所示裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)(夾持裝置及尾氣處理裝置未畫出)。儀器b的名稱為_(kāi)_______；實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，裝置B中觀察的現(xiàn)象是________________________________________；裝置C中有白色沉淀生成，該沉淀是________(填化學(xué)式)。(2)裝置A中還會(huì)產(chǎn)生CO2氣體，請(qǐng)寫出產(chǎn)生CO2的化學(xué)方程式：_________________________________________。
濕潤(rùn)的品紅試紙褪色，濕潤(rùn)的藍(lán)色石蕊試紙變紅
(3)為了驗(yàn)證裝置A中產(chǎn)生的氣體中含有CO2，請(qǐng)從下列①～④中選出必要的裝置，連接到A裝置的c處管口，從左到右的順序?yàn)開(kāi)_______(填序號(hào))；然后再進(jìn)行的操作是從a處多次鼓入N2，其目的是____________________________________________。?(4)某同學(xué)通過(guò)驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)后期裝置A中產(chǎn)生的氣體知道還含有H2，理由是_________________________(用離子方程式表示)。
趕盡裝置中的空氣，防止空氣中的CO2干擾實(shí)驗(yàn)
Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑
解析： (3)二氧化碳和二氧化硫都能使澄清石灰水變渾濁，因此應(yīng)先用酸性高錳酸鉀溶液除去二氧化硫，然后通過(guò)品紅溶液檢驗(yàn)二氧化硫是否除盡，最后通入澄清石灰水檢驗(yàn)二氧化碳的存在，所選儀器從左到右的順序?yàn)棰邰冖?，然后從a處多次鼓入N2的目的是趕盡裝置中的空氣，防止空氣中的CO2干擾實(shí)驗(yàn)。(4)某同學(xué)通過(guò)驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)后期裝置A中產(chǎn)生的氣體知道還含有H2的理由是隨著反應(yīng)的進(jìn)行濃硫酸逐漸變?yōu)橄×蛩幔×蛩崤c鐵單質(zhì)反應(yīng)生成氫氣，其反應(yīng)的離子方程式為Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑。
考點(diǎn)二　化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)和評(píng)價(jià)
基礎(chǔ)梳理·自我排查1.化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)的基本原則
2．實(shí)驗(yàn)方案評(píng)價(jià)的四大原則(1)可行性原則①分析實(shí)驗(yàn)方案是否科學(xué)可行；②實(shí)驗(yàn)操作是否安全合理；③實(shí)驗(yàn)步驟是否簡(jiǎn)單方便；④實(shí)驗(yàn)效果是否明顯。(2)綠色化學(xué)原則①實(shí)驗(yàn)過(guò)程中是否造成環(huán)境污染；②原料是否無(wú)毒、安全、易得；③原料利用率是否較高；④反應(yīng)速率是否較快。
(3)安全性原則化學(xué)實(shí)驗(yàn)從安全角度?？紤]的主要因素如下：①凈化、吸收氣體及熄滅酒精燈時(shí)要防止液體倒吸；②進(jìn)行某些易燃易爆實(shí)驗(yàn)時(shí)要防爆炸；③防氧化；④污染性的氣體要進(jìn)行尾氣處理；有粉末狀態(tài)物質(zhì)參加的反應(yīng)，要注意防止導(dǎo)氣管堵塞；⑤防吸水。
(4)規(guī)范性原則①冷凝回流(有些反應(yīng)中，為減少易揮發(fā)液體反應(yīng)物的損耗和充分利用原料，需在反應(yīng)裝置上加裝冷凝回流裝置，如長(zhǎng)玻璃管、豎裝的干燥管及冷凝管等)；②易揮發(fā)液體產(chǎn)物(導(dǎo)出時(shí)可為蒸氣)的及時(shí)冷卻；③儀器拆卸與組裝順序相反，按照從右向左，從高到低的順序；④其他(如實(shí)驗(yàn)操作順序、試劑加入順序、實(shí)驗(yàn)方法使用順序等)。
考點(diǎn)專練·層級(jí)突破練點(diǎn)一　化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案一致性判斷1．下列實(shí)驗(yàn)方案能達(dá)到相應(yīng)實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡氖?　　)
解析：檢驗(yàn)蔗糖水解產(chǎn)物葡萄糖，硫酸是催化劑，檢驗(yàn)前需加入NaOH溶液中和硫酸，否則不會(huì)產(chǎn)生磚紅色沉淀，故A選項(xiàng)錯(cuò)誤；制取氫氧化鐵膠體是向沸水中滴入飽和FeCl3溶液，繼續(xù)加熱至液體呈紅褐色，故B選項(xiàng)錯(cuò)誤；向AgNO3溶液中加入NaCl溶液至不再有沉淀生成，再滴加KI溶液發(fā)生了反應(yīng)AgCl(s)＋I(xiàn)－(aq)?AgI(s)＋Cl－(aq)，發(fā)生了沉淀的轉(zhuǎn)化，可說(shuō)明AgCl的Ksp比AgI的大，故C選項(xiàng)正確；元素金屬性強(qiáng)弱可比較其單質(zhì)置換水或酸中氫的難易，或其最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物堿性的強(qiáng)弱，該實(shí)驗(yàn)方案中因Mg不能與NaOH(aq)反應(yīng)作正極，Al作負(fù)極，不符合活潑的金屬作負(fù)極的規(guī)律，故D選項(xiàng)錯(cuò)誤。
2.室溫下進(jìn)行下列實(shí)驗(yàn)，根據(jù)實(shí)驗(yàn)操作和現(xiàn)象所得到的結(jié)論正確的是(　　)
解析：本題涉及的考點(diǎn)有Fe2＋的檢驗(yàn)、Ksp大小比較、氧化性強(qiáng)弱判斷、鹽類的水解，考查考生化學(xué)實(shí)驗(yàn)與探究的能力，體現(xiàn)了科學(xué)探究與創(chuàng)新意識(shí)的學(xué)科核心素養(yǎng)。檢驗(yàn)Fe2＋應(yīng)先加KSCN溶液，溶液不變紅色，再滴加新制氯水，溶液變紅色，A不正確；I－先沉淀，說(shuō)明Ksp(AgI)S(35 ℃)>S(25 ℃)。
④設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、驗(yàn)證猜想　取試樣Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ(不同溫度下配制的AgCl飽和溶液)，在設(shè)定的測(cè)試溫度下，進(jìn)行表1中實(shí)驗(yàn)1～3，記錄數(shù)據(jù)。表1
⑤數(shù)據(jù)分析、交流討論　25 ℃的AgCl飽和溶液中，c(Cl－)＝________________________ ml·L－1。實(shí)驗(yàn)結(jié)果為A3>A2>A1。小組同學(xué)認(rèn)為，此結(jié)果可以證明③中的猜想a成立，但不足以證明猜想b成立。結(jié)合②中信息，猜想b不足以成立的理由有________________________________________________________________________________。
稀溶液的電導(dǎo)率增加，可能是AgCl的溶解度增大，離子濃度增大導(dǎo)致，也可能是溫度升高而導(dǎo)致　
⑥優(yōu)化實(shí)驗(yàn)　小組同學(xué)為進(jìn)一步驗(yàn)證猜想b，在實(shí)驗(yàn)1～3的基礎(chǔ)上完善方案，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)4和5。請(qǐng)完成表2中內(nèi)容。表2
⑦實(shí)驗(yàn)總結(jié)　根據(jù)實(shí)驗(yàn)1～5的結(jié)果，并結(jié)合②中信息，小組同學(xué)認(rèn)為猜想b也成立。猜想b成立的判斷依據(jù)是___________。
解析：⑥⑦猜想b需要探究不同溫度下配制的AgCl飽和溶液在同一測(cè)試溫度下時(shí)的電導(dǎo)率大小，要使猜想b成立，則需滿足測(cè)定試樣Ⅰ、試樣Ⅱ、試樣Ⅲ在同一測(cè)試溫度下的電導(dǎo)率大小為試樣ⅠB1時(shí)，即可說(shuō)明猜想b成立。
2．[2020·天津卷，15]為測(cè)定CuSO4溶液的濃度，甲、乙兩同學(xué)設(shè)計(jì)了兩個(gè)方案?；卮鹣铝袉?wèn)題：Ⅰ.甲方案實(shí)驗(yàn)原理：CuSO4＋BaCl2===BaSO4↓＋CuCl2實(shí)驗(yàn)步驟：
向上層清液中繼續(xù)滴加BaCl2溶液，無(wú)白色沉淀生成，則沉淀完全
Ⅱ.乙方案實(shí)驗(yàn)原理：Zn＋CuSO4===ZnSO4＋CuZn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑
實(shí)驗(yàn)步驟：①按如圖安裝裝置(夾持儀器略去)②……③在儀器A、B、C、D、E中加入圖示的試劑④調(diào)整D、E中兩液面相平，使D中液面保持在0或略低于0刻度位置，讀數(shù)并記錄⑤將CuSO4溶液滴入A中并攪拌，反應(yīng)完成后，再滴加稀硫酸至體系不再有氣體產(chǎn)生⑥待體系恢復(fù)到室溫，移動(dòng)E管，保持D、E中兩液面相平，讀數(shù)并記錄⑦處理數(shù)據(jù)
(6)步驟②為_(kāi)____________。(7)步驟⑥需保證體系恢復(fù)到室溫的原因是____(填序號(hào))。a．反應(yīng)熱受溫度影響b．氣體密度受溫度影響c．反應(yīng)速率受溫度影響(8)Zn粉質(zhì)量為a g，若測(cè)得H2體積為b mL，已知實(shí)驗(yàn)條件下ρ(H2)＝d g·L－1，則c(CuSO4)＝___________ml·L－1(列出計(jì)算表達(dá)式)。(9)若步驟⑥E管液面高于D管，未調(diào)液面即讀數(shù)，則測(cè)得c(CuSO4)________(填“偏高”“偏低”或“無(wú)影響”)。(10)是否能用同樣的裝置和方法測(cè)定MgSO4溶液的濃度：_____ (填“是”或“否”)。

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