高中化学实验综合题解题(高三化学冲刺关于完整实验装置的考查典例分析)(1)

2017年高考化学课标Ⅰ试卷中,考查了一道实验室用H2还原WO3制备金属W的实验评价,在以后的考试中关于一套独立完整实验装置的评价将作为考查实验的重点。一套完整的化学实验装置包括:

气体发生→除杂质→干燥→主体实验→尾气处理。

在解答问题时一定要了解实验的目的,明确实验中发生的反应以及发生反应所需的条件,还要知道实验中提供的仪器的用途。

一.考查气体发生装置根据反应

物的状态和反应条件选择发生装置,中学阶段常见的发生装置的特点有:固液常温型(如H2、CO2、H2S、NO2、C2H2、SO2、NO)、固固加热型(如O2、NH3)、固液加热或液液加热型(如Cl2、C2H4)。有的实验为了排除空气对实验的干扰,实验前还要对装置进行处。

解析:样品与浓硫酸会反应生成二氧化硫、二氧化碳和水。实验时为防止空气中CO2干扰,应先打开K1、K2,关闭K3,从a处通入N2,排出装置中的CO2,A错误;点燃酒精灯前,需要关闭K1、K2,打开K3,实验中K1无平衡气压的作用, B错误;高锰酸钾溶液具有强氧化

性,可以吸收二氧化硫,装置③中的浓硫酸干燥二氧化碳,防止

水蒸气对二氧化碳吸收的影响,C正确;装置⑤干燥管中的碱石灰是吸收空气中的水蒸气和二氧化碳,实验前后只需称取装置④的质量,就能准确地测得钢材的含碳量,D错误。

二.考查气体的除杂净化

制备物质时,为了得到纯净的生成物,防止副反应的发生,要对制取的气体进行净化除杂干燥处

理。实验室制取的气体中,混有的杂质及除杂、干燥方法如下表:

气体

CO2

Cl2

NO

C2H2

C2H4

杂质

HCl

HCl

NO2

H2S等

C2H5OH、CO2、SO2

除杂试剂

饱和NaHCO3

饱和食盐水

CuSO4溶液

NaOH溶液

干燥试剂

浓H2SO4

浓H2SO4

浓H2SO4

高中化学实验综合题解题(高三化学冲刺关于完整实验装置的考查典例分析)(2)

解析:装置内的空气会将NO氧化为NO2,影响产物,所以通入N2排尽装置中的空气, A正确;硝酸具有挥发性,A中生成的NO气体中含有少量HNO3蒸气,可用装置B中的水除去,为防止CaO2与水反应,用装置D中的浓硫酸对NO气体进行干燥,B正确;将铜片换成木炭,木炭与稀硝酸不反应,得不到NO,C错误;装置A中盛氢氧化钠溶液,通过进气管通入CO2 和CO的混合气体,CO2 被NaOH吸收后生成Na2CO3,在出气管口可收集到CO,然后将分液漏斗中的稀硫酸滴入A中,与生成的Na2CO3反应再

释放出CO2,达到分离的目的,D正确。

三.考查主体实验及尾气处理

化学实验是有目的的,这个目的就是要完成主体实验。解题时要注意主体反应的原理、反应的本质、反应的现象以及干扰实验的因素、可能发生的副反应,最后还要对尾气进行处理,防止污染空气。

高中化学实验综合题解题(高三化学冲刺关于完整实验装置的考查典例分析)(3)

解析:(1)装置E中发生反应是该实验的主体反应,用SO2和Na2SO3制备焦亚硫酸钠(Na2S2O5),化学方程式为SO2 Na2SO3=Na2S2O5;(2)关闭K2、K3,打开K1,若探究SO2的漂白性,装置B应盛有品红溶液溶液;若探究SO2的还原性,B中发生反应的离子方程式可以是:SO2 Br2 2H2O=2Br- SO42- 4H 或SO2 Cl2 2H2O=2Cl- SO42- 4H 或2MnO4- 5SO2 2H2O=2Mn2 5SO42-+4H 或2Fe3 SO2+2H2O=2F

e2 SO42- 4H ;C中发生的反应为:SO2 2H2S=3S↓ 2H2O,观察到的现象是有淡黄色沉淀生成;(3)装置D的作用为除去多余的SO2,防止污染空气;(4)要设计实验验证Na2S2O5晶体在空气中已被氧化:首先要明确Na2S2O5晶体在空气中易被氧化为Na2SO4,验证Na2S2O5晶体在空气中已被氧化,就是检验SO42-,方法:取少量Na2S2O5晶体于试管中,加适量水溶解,再滴加足量盐酸,振荡,再滴入BaCl2溶液,有白色沉淀生成。(5)该设计的缺陷:AB之间、AE之间没有防倒吸装置或没有排除装置内空气,防止Na2S2O5被氧化(没有防止Na2S2O5被氧化的措施);装置E后也应有SO2的尾气吸收装置,防止污染空气。

解答实验方案的设计和评价问题时,首先要掌握化学实验的基本流程,即发生装置、除杂净化装置、主体反应装置、尾气处理装置。同时还要了解实验目的,达到此实验目的涉及了哪些化学反应,发生这些化学反应需要什么样的条件,针对主体实验有哪些因素干扰,排除这些干扰因素应采取什么措施,最后还要注意尾气处理。

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