高三化学下性质、原理探究实验课件pptx

性质、原理探究实验探究性实验是化学实验的重要组成部分，它的侧重点主要是一些易转化成 探究性实验的内容和将化学知识应用于日常生活、生产的一些实际问题，主要 体现在以下几个方面： 一、以实验装置图为背景的综合实验题 1、通常以气体物质为素材，试题内容的构成通常有：气体发生装置→物质的净 化装置→主体反应装置→尾气处理装置。 问题设计常涉及：重要仪器的使用 、实验基本操作、物质的分离和提纯、物质 的检验与鉴别、物质的制备、实验方案设计和实验安全等问题，更加突出对实验操 作能力和实验设计能力的考查。 2、在复习时要特别注意以下几个知识点的落实：(1)实验装置的安全原则(内 外压平衡、气流通畅)；(2)如何检查装置的气密性；(3)倒吸形成的原因和防止倒 吸的措施；(4)尾气处理的方法。 题型突破3.思考策略 (1)思考问题的顺序 ①围绕主要问题思考:如选择适当的实验路线、方法;所用药品、仪器简单易得;实验过程 快速、安全;实验现象明显。②思考有关物质的制备、净化、吸收和存放等有关问题。如 制取在空气中易水解的物质(如Al2S3、AlCl3、Mg3N2等)及易受潮的物质时,往往在装置末 端再接一个干燥装置,以防止空气中水蒸气进入。③思考实验的种类及如何合理地组装仪 器,并将实验与课本实验比较、联靠。 (2)仪器连接的顺序 ①所用仪器是否恰当,所给仪器是全用还是选用;②仪器是否齐全,如制有毒气体及涉及有 毒气体的实验是否有尾气的吸收装置;③安装顺序是否合理,如是否遵循“ ,从左 到右”;气体净化装置中一般先除杂后干燥;④仪器间连接顺序是否正确。如洗气时“长 进短出”,干燥管除杂质时“ ”,排水量气时“短进长出”等。 自下而上 大进小出(3)实验操作的顺序 ①连接仪器,根据实验目的、注意事项、安全问题等,按气体流动顺序连接好实验仪器; ②检查气密性,在整套仪器连接完毕后,应先检查装置的气密性,然后装入 ;③装药品 进行实验操作。 (4)全方位思考的问题 ①检验气体的纯度。点燃或加热通有可燃性气体的装置前,必须检验气体的 ;②加热 操作先后顺序选择。若气体产生需加热,应先用酒精灯加热产生气体的装置,等产生气体 后,再给实验需要加热的固体物质加热;③冷凝回流的问题。有的 的液体反应物, 为了避免反应物损耗和充分利用原料,要在发生装置设计冷凝回流装置;④冷却问题。有 的实验为防止气体冷凝不充分而损失,需用冷凝管或用冷水或冰水冷凝气体,使物质蒸气 冷凝为液态便于收集。 药品 纯度 易挥发(5)防止倒吸措施 ①切断装置:将有可能产生液体倒吸的密闭装置系统切断,以防止液体 。 如实验室中制取氧气时,通常用排水法收集气体,当实验结束时,必须先从水槽中 将导管拿出来,然后熄灭酒精灯。 ②设置防护装置 a.倒立漏斗式　b.肚容式　c.蓄液式　d.平衡压强式。 倒吸(6)具有特殊作用的实验改进装置 ①防堵塞安全装置:如图所示,为防止分液漏斗中的液体不能顺利流出,用橡皮管 连接成连通装置(见恒压式);为防止粉末或糊状物堵塞导气管,可将棉花团置于 导管口处(见防阻式Ⅰ、Ⅱ)。 ②液封装置:为防止气体从长颈漏斗中逸出,可在发生装置中的漏斗末端套住一 只小试管(见液封式)。 (7)拆卸时的安全性和科学性 实验仪器的拆卸要注意安全性和科学性,有些实验为防止“爆炸”或“氧化”, 应考虑停止加热或通气的顺序。[典例 1]某研究性学习小组的同学欲用实验的方法证明高温下 Fe3O4 与 CO 能 反应且反应具有一定的限度，下图为其使用的一部分实验装置(加热及夹持仪器省 略，实验中纳米级 Fe3O4 被吸附在玻璃纤维上)。 (1)向草酸(H2C2O4)中滴入浓硫酸，草酸分解为 3 种常见的 氧化物，写出 A 中反应的化学方程式：_____________________。 解析：(1)由草酸的组成元素及分子组成知，其分解生成的三 种氧化物为H2O、CO、CO2。 H2C2O4 H2O＋CO↑＋CO2↑(2)当__________________________ __________， 表明 D 中一定发生了化学反应。该套装置有一处明显的不当之处，其内容是 (3)为确定反应具有一定的限度(实验时向 D 中通气时间足够长)，小组 的同学提出了如下几种方案，请你做出能否达到目的的评价并给出相应的理 由。 ①检验 F 处是否有 CO 存在，就可达到目的： 解析： A生成的CO2用NaOH溶液除去，当C中澄清石灰水不变浑浊时，表 明没有CO2进入D中，此时E中澄清石灰水变浑浊就表明D中发生了反应。 C 中澄清石灰水不变浑浊而 E 中澄清石灰水变浑浊 解析： ①由于经过硬质玻璃管上方的气体无法与Fe3O4接触，故 CO在D中不可能完全反应，因此此种检验方法无法达到目的。 缺少尾气处理装置。 无法达到目的，因为D中存在无法与Fe3O4接触的CO ②取 D 中剩余固体适量溶于稀硫酸中，然后加入 KSCN 溶 液，根据所得溶液是否显红色判断： ③称量剩余固体的质量，当其质量至少大于 g 时， 表明反应具有一定的限度。 解析： ②Fe3O4溶于酸后有Fe3＋生成，但Fe3＋会被单质铁 还原为Fe2＋，这样用KSCN溶液就可能检测不到Fe3＋。 解析： ③若23.2 g Fe3O4完全被还原，则生成的单质铁质量为 16.8 g，故当剩余固体质量大于16.8 g时表明肯定有Fe3O4剩余。 无法达到目的，因为溶解后，Fe3＋可被生成的Fe还原为Fe2＋，导致无 法检测到Fe3＋ 16.8 [变式训练1] （2019年北京顺义）亚硝酸钠(NaNO2)是工业盐的主要成分，在漂白、电镀等方面应用 广泛。实验室以木炭、浓硝酸、Na2O2为主要原料按照如图所示装置制备亚硝酸钠(加热装置及部分夹 持装置已略去)，反应原理为：2NO＋Na2O2===2NaNO2。 回答下列问题： (1)A装置中反应的化学方程式为___________________________。 (2)B装置中铜的作用是_______________________________________________________。 (3)充分反应后，C中生成的固体除NaNO2外，还可能有杂质生成，应在B、C之间加一个装置E，该 装置所盛放试剂的名称是________。 (4)检查装置气密性并装入药品后，以下实验操作步骤正确的顺序为________(填字母)。 a．打开弹簧夹，向装置中通入N2 b．点燃酒精灯 c．向三颈烧瓶中滴加浓硝酸 d．熄灭酒精灯 e．关闭分液漏斗旋塞 f．停止通入N2 (5)D装置用于尾气处理，写出D中反应的离子方程式：_______________________________。 (6)利用改进后的装置，将7.8gNa2O2完全转化成NaNO2，理论上至少需要木炭________g。 C＋4HNO3(浓)CO2↑＋4NO2↑＋2H2O 铜可以和二氧化氮与水反应生成的硝酸反应，提高NO产率 碱石灰 acebdf 5NO＋3MnO＋4H＋===5NO＋3Mn2＋＋2H2O 1.2解析　(3)因为一氧化氮中混有二氧化碳和水蒸气，二氧化碳和过氧化钠发生反应生成碳酸钠和 氧气，水与过氧化钠反应生成氢氧化钠和氧气，故C产物中除亚硝酸钠外还含有副产物碳酸钠和 氢氧化钠，为避免产生这些副产物，应在B、C装置间增加装置E，E中盛放的试剂应为碱石灰， 用来吸收二氧化碳和水蒸气。(4)由于该实验中有气体参加，所以在组装好仪器后首先要检查装置 的气密性，再装药品，由于实验过程中有一氧化氮产生，所以要将装置中的空气全部排尽，再进 行实验，可以利用氮气排空气。又因为NO有毒，所以最后需要利用氮气把剩余的NO全部排入酸 性高锰酸钾溶液中，因此实验操作顺序为acebdf。(5)NO与酸性高锰酸钾溶液反应的离子方程式为 5NO＋3MnO＋4H＋===5NO＋3Mn2＋＋2H2O。(6)n(Na2O2)＝7.8g÷78g·mol－1＝0.1mol，根据C＋ 4HNO3(浓)CO2↑＋4NO2↑＋2H2O,3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，有关系式C～4NO2～NO～HNO3， 根据3Cu＋8HNO3===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O，有关系式HNO3～Cu～NO，则有C～NO，所以 碳与总的NO的关系式为C～(＋)NO，根据2NO＋Na2O2===2NaNO2，可知碳与Na2O2的关系式为C ～Na2O2，所以7.8g过氧化钠完全转化成为亚硝酸钠，理论上至少需要碳的质量为0.1mol×12g·mol －1＝1.2g。 [变式训练2] 为测定某氟化稀土样品中氟元素的质量分数，某化学兴趣小 组进行了如下实验。利用高氯酸(高沸点酸)将样品中的氟元素转化为氟化氢(低沸 点酸)蒸出，再通过滴定测量。实验装置如图所示。 (1)a 的作用是________，仪器 d 的名称是__________。 (2)检查装置气密性：________________________(填操作)， 关闭 k，微热 c，导管 e 末端有气泡冒出；停止加热，导管 e 内 有一段稳定的水柱，说明装置气密性良好。 (3)c 中加入一定体积高氯酸和 m g 氟化稀土样品，f 中盛有 滴加酚酞的 NaOH 溶液。加热 b、c，使 b 中产生的水蒸气进入c。 ①下列物质可代替高氯酸的是__________(填序号)。 A.硝酸 B.盐酸 C.硫酸 D.磷酸 平衡压强 直形冷凝管 在 b 和 f 中加水，水浸没导管 a 和 e 末端 CD②实验中除有 HF 气体外，可能还有少量 SiF4(易水解)气体生成。若有 SiF4 生成，实验结果将________(填“偏高”“偏低”或“不受影响”)。 ③若观察到 f 中溶液红色褪去，需要向 f 中及时补加 NaOH 溶液，否则会使实验结果偏低，原因是______________________________________。 (4)向馏出液中加入 V1 mL c1 mol·L－1La(NO3)3 溶液，得到LaF3 沉淀，再用 c2 mol·L－1EDTA 标准溶液滴定剩余 La3＋(La3＋与 EDTA 按 1∶1 络合)，消耗 EDTA 标准 溶液 V2 mL，则氟化稀土样品中氟的质量分数为______________。 (5)用样品进行实验前，需要用 0.084 g 氟化钠代替样品进行实验，改变条件 (高氯酸用量、反应温度、蒸馏时间)，测量并计算出氟元素质量，重复多次。该 操 作的目的是______________。 不受影响 充分吸收 HF 气体，防止其挥发损失 寻找最佳实验条件二、以工业流程为背景的探究性实验 工业流程题具有情景新颖，知识点覆盖面广，陌生度大的 特点。试题设计中常会将实验室中的某种重要操作与工业生产 工艺有机地结合在一起进行考查的特点，其中过滤、蒸发、洗 涤、萃取、分液等实验的基本操作是出现频率最高的考查点， 常见离子的检验，产品纯度的检验等。解答好工业流程题必须 熟悉相关实验基本原理和实验基本操作。金属离子 开始沉淀时的 pH 沉淀完全时的 pH Fe3+ 1.1 3.2 Fe2+ 5.8 8.8 Al3+ 3.0 5.0 Ni2+ 6.7 9.5 [典例 2]醋酸镍[(CH3COO)2Ni]是一种重要的化工原料。一 种以含镍废料(含 NiS、Al2O3、FeO、CaO、SiO2)为原料制取醋 酸镍的工艺流程图如下： 相关离子生成氢氧化物的 pH 和相关物质的溶解性如下：物质 20 ℃时溶解性(H2O) CaSO4 微溶 NiF2 可溶 CaF2 难溶 NiCO3 Ksp＝1.0×10-5 (1)NH4F 的电子式为____________。 (2)将含镍原料粉碎的目的是____________________。 (3)调节 pH 步骤中，溶液 pH 的调节范围是____________ (4)滤渣 1 和滤渣 3 主要成分的化学式分别是______________、______________。 (5) 写出氧化步骤中加入 H2O2 发生反应的离子方程式： __________________________________。 提高镍的浸出率 5.0≤pH