化學(xué)高考一輪復(fù)習(xí)課件：第11章 第5講 實(shí)驗(yàn)作圖題

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1、第十一章 化學(xué)實(shí)驗(yàn)熱點(diǎn) 第 5 講 實(shí)驗(yàn)作圖題 熱點(diǎn) 1 實(shí)驗(yàn)裝置圖的繪制 繪制實(shí)驗(yàn)裝置圖，不僅考察繪圖水平、是否做 過實(shí)驗(yàn)，即使做過實(shí)驗(yàn)，這些也都是在嚴(yán)密的思維 中進(jìn)行的。更重要的是實(shí)驗(yàn)?zāi)芰τ绕涫撬季S能力的 培養(yǎng)和提高。 解題策略 1 掌握化學(xué)實(shí)驗(yàn)儀器的形狀特征 化學(xué)實(shí)驗(yàn)儀器的造型多是由簡(jiǎn)單的幾何圖形組成 的，而且大都是軸對(duì)稱的 “ 旋轉(zhuǎn)體 ” ，如試管由空心圓 柱體和空心半球體組成；圓底燒瓶、平底燒瓶、干燥管、 蒸餾燒瓶和三口燒瓶等由空心圓柱體和空心球體組成； 漏斗、錐形瓶等由空心圓柱體和空心圓錐體組成的。 2 繪制儀器裝置圖應(yīng)做到 ( 1) 儀器規(guī)范 ， 圖形正確 。 儀器規(guī)范是指要顯示

2、 出儀器的特征 。 圖形正確是指 ： 儀器的放置 ， 各件 儀器的連接和布局 ， 單件儀器間的距離等都應(yīng)確切 無誤 。 ( 2) 示意合理 、 線條清晰 。 示意合理指 ： 反應(yīng)器 皿中各種物質(zhì)的量多少等要合乎情理 、 恰當(dāng) 。 線條 清晰指 ： 線條要平直 、 清晰 、 粗細(xì)均勻 ， 實(shí)線和虛 線的使用要恰當(dāng) 。 ( 3) 布局合理 ， 圖形完整 。 即一幅實(shí)驗(yàn)裝置圖應(yīng) 表明化學(xué)原理 、 反應(yīng)條件 ， 同時(shí)整個(gè)畫面要顯得端 正 、 平穩(wěn) 、 不能歪斜 。 ( 4) 比例適當(dāng)，畫法統(tǒng)一。比例適當(dāng)要求單件儀 器各部分和整套裝置中各單件儀器大小要協(xié)調(diào) 適 當(dāng)、符合比例。畫法統(tǒng)一要求同一個(gè)裝置圖的畫

3、面 里不能出現(xiàn)兩種或以上的投影畫法。 ( 5) 畫面整潔、沒有污痕。即整套裝置圖要整齊、 清潔、美觀、清爽。 3 畫制氣體裝置圖的易錯(cuò)點(diǎn) 易錯(cuò)點(diǎn) 1 選擇試劑不合理、導(dǎo)管位置出錯(cuò) 典例剖析 1 研究性學(xué)習(xí)小組進(jìn)行 SO 2 的制備及 性 質(zhì) 探 究 實(shí) 驗(yàn) 。 根 據(jù) 反 應(yīng) Na 2 SO 3 ( s ) H 2 SO 4 ( 濃 ) = = N a 2 SO 4 SO 2 H 2 O 制 SO 2 氣體。 用下列簡(jiǎn)圖，畫出制備并收集 SO 2 的實(shí)驗(yàn)裝置 ( 含試 劑 ) 示意圖。 錯(cuò)解： 如圖甲 ， 收集氣體的方法錯(cuò)誤 ， 應(yīng)長(zhǎng)導(dǎo) 管進(jìn) ， 短導(dǎo)管出 ； 二氧化硫在水中溶解度不是很大 (

4、1 40 ) ， 應(yīng)用氫氧化鈉溶液吸收二氧化硫 ； 氫氧化 鈉與二氧化硫反應(yīng)較慢 ， 不用防倒吸裝置 。 正解： 裝置如圖乙 易錯(cuò)點(diǎn) 2 氣體凈化順序 、 尾氣處理等錯(cuò)誤 典例剖析 2 設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)用二氧化錳與濃鹽酸制 備純凈 、 干燥的氯氣 ， 其他藥品和試劑任選 。 在下 面虛線框中 ， 有分液漏斗和圓底燒瓶組成的氣體發(fā) 生器 ， 請(qǐng)?jiān)谔摼€框內(nèi)的發(fā) 生裝置之后完成該反應(yīng)的 實(shí)驗(yàn)裝置示意圖 ( 夾持裝置 、 連接膠管不必畫出 ， 需 要加熱的儀器下方用 標(biāo)出 ) ， 其他可選用的儀器 ( 數(shù)量不限 ) 簡(jiǎn)易表示如下 ： 錯(cuò)解 1 ： 如圖 A 碳酸氫鈉溶液呈堿性 ， 能吸收 氯氣 ； 沒有尾氣處

5、理裝置 。 錯(cuò)解 2 ： 如圖 B 先干燥 ， 后除氯化氫 ， 收集氣 體帶有水蒸氣 ； 集氣瓶密閉 ， 空氣無法排出 ， 易發(fā) 生危險(xiǎn) 。 正解： 裝置如圖 C 典例剖析 3 ( 2010 全國理綜 ， 29) 請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì) CO 2 在高溫下與木炭反應(yīng) 生成 CO 的實(shí)驗(yàn) 。 ( 1) 在下面方框中 ， A 表示由長(zhǎng)頸漏斗和錐形瓶 組成的氣體發(fā)生器 ， 請(qǐng)?jiān)?A 后完成該反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)裝 置示意圖 ( 夾持裝置 ， 連接膠管及尾氣處理部分不必 畫出 ， 需要加熱的儀器下方用 標(biāo)出 ) ， 按氣流方向 在每件儀器下方標(biāo)出字母 B 、 C ； 其他可選用 的儀器 ( 數(shù)量不限 ) 簡(jiǎn)易表示如下 ： 導(dǎo)管

6、： 試管： 反應(yīng)管： 膠塞： ( 插入導(dǎo)管表示已開孔 ) ( 2) 根據(jù)方框中的裝置圖，填寫下表 儀器 標(biāo)號(hào) 儀器中所加物質(zhì) 作用 A 石灰石、稀鹽酸 石灰石與鹽酸作 用產(chǎn)生 CO 2 ( 3) 有人對(duì)氣體發(fā)生器作如下改進(jìn)：在錐形瓶中 放入一小試管，將長(zhǎng)頸漏斗下端插入小試管中。改 進(jìn)后的優(yōu)點(diǎn)是 ________ _______________________ 。 ( 4) 驗(yàn)證 CO 的方法是 __ _ ____ _____________ 。 解析 ( 1) 這里與一般的物質(zhì)制備思路是一致 的，思路是先制備 CO 2 ，再凈化除雜，干燥，接著 再與 C 在高溫下反應(yīng)制 CO ，再除去未反應(yīng)完

7、的 CO 2 ，我們這里只需要畫裝臵簡(jiǎn)圖即可。 ( 2) 各個(gè)儀器裝臵中所盛試劑及其作用： B 中： 飽和的碳酸氫鈉溶液，除去氣體中的氯化氫氣體； C 中：濃硫酸，除去二氧化碳中的水蒸氣； D 中： 干燥的木炭粉，目的是與二氧化碳反應(yīng)產(chǎn)生 CO ； E 中為氫氧化鈉溶液，除去未反應(yīng)的二氧化碳。 ( 3) 將長(zhǎng)頸漏斗 下端插入一小試管中的優(yōu)點(diǎn)：一 是可以控制反應(yīng)的快慢，通過控制加入的酸的用量 來控制反應(yīng)產(chǎn)生的氣體的快慢；二是防止容器內(nèi)因 壓力過大造成氣體從長(zhǎng)頸漏斗中逸出。 ( 4) 驗(yàn)證一氧化碳的方法 可以利用一氧 化碳的 可燃性進(jìn)行，將氣體點(diǎn)燃，然后在火焰上方罩一內(nèi) 壁涂有澄清石灰水的燒杯，若

8、火焰呈藍(lán)色且澄清石 灰水變渾濁，證明產(chǎn)生了一氧化碳。 答案 ( 1) 如下圖所示 ( 2) 儀器 標(biāo)號(hào) 儀器中所 加物質(zhì) 作用 B 飽和碳酸 氫鈉溶液 除去 CO 2 中的 HCl 氣體 C 濃硫酸 除去 CO 2 中的水蒸氣 D 干燥木炭 粉 與 CO 2 反應(yīng)產(chǎn)生 CO E 氫氧化鈉 溶液 吸收未反應(yīng)的 CO 2 ( 3) 可以通過控制加酸的量，來控制氣體產(chǎn)生的 快慢；同時(shí)小試管中充滿鹽酸，可以起到液封的作 用，防止反應(yīng)激烈時(shí)氣體經(jīng)漏斗沖出 ( 4) 點(diǎn)燃?xì)怏w，火焰呈藍(lán)色，再用一個(gè)內(nèi)壁附著 有澄清石灰水的燒杯罩在火焰上，燒杯內(nèi)壁的石灰 水變渾濁 熱點(diǎn) 2 化學(xué)曲線型繪圖題 化學(xué)曲線型圖象題

9、，指基于某種化學(xué)量隨時(shí)間或條 件的改變而產(chǎn)生連續(xù)性變化的曲線圖象并依此而設(shè)計(jì)問 題的試題。曲線型圖象試題所基于的化學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)主要 有以下幾類，溶解度曲線類、化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡 類、反應(yīng)體系中某種物質(zhì)或某種離子的量的變化類、定 量推定化學(xué)反應(yīng)等 4 類。 解題策略 1 解決此類基于曲線圖形的化學(xué)問題必須通過對(duì)圖形、 圖表的觀察，去粗存精以獲取有用的信息，這能充分考 查學(xué)生的觀察能力；而基于曲線圖的問題必須進(jìn)行辨析 或?qū)⒒瘜W(xué)信息進(jìn)行歸納而總結(jié)出一定的規(guī)律，并運(yùn)用此 規(guī)律， 進(jìn)行推理或抽象成數(shù)學(xué)規(guī)律而解決問題； 在解決曲線型試題時(shí)常需將試題所給的新信 息 ， 與課內(nèi)已學(xué)過的有關(guān)知識(shí)結(jié)合起來 ，

10、從而形成 解決問題所需的新的知識(shí)或方法 ； 曲線圖也是化學(xué) 實(shí)驗(yàn)中處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的一種典型方式 ， 這也考查了 實(shí)驗(yàn)?zāi)?力 。 2 解此類圖象題一般需注意以下幾點(diǎn) ， 第一需 清楚每條或每段曲線所代表的物質(zhì) ， 第二需清楚在 指定條件范圍內(nèi)生成物的種類 ， 第三需計(jì)算在該條 件下各生成物的量或量之比 。 從定量角度分析化學(xué) 反應(yīng) ， 要打破對(duì)化學(xué)反應(yīng)只從定性角度思考的思維 定勢(shì) ， 近年來這類圖象題從競(jìng)賽的?？妥兂闪烁呖?的常客 。 典例剖析 4 超音速飛機(jī)在平流層飛行時(shí)，尾氣 中的 NO 會(huì)破壞臭氧層?？茖W(xué)家正在研究利用催化 技術(shù)將尾氣中的 NO 和 CO 轉(zhuǎn)變成 CO 2 和 N 2 ，化學(xué)

11、 方程式如下： 2NO 2CO 2 CO 2 N 2 為了測(cè)定在某種催化劑作用下的反應(yīng)速率，在 某溫度下用氣體傳感器測(cè)得不同時(shí)間的 NO 和 CO 濃度如下表： 時(shí)間 /s 0 1 2 3 4 5 c (N O)/ m ol/ L 1.00 10 3 4.50 10 4 2.50 10 4 1.50 10 4 1.00 10 4 1.00 10 4 c (C O)/ m ol/ L 3.60 10 3 3.05 10 3 2.85 10 3 2.75 10 3 2.70 10 3 2.70 10 3 請(qǐng)回答下列各題 ( 均不考慮溫度變化對(duì)催化劑催化效率的 影響 ) ： (1) 在上述條件下反應(yīng)

12、能夠自發(fā)進(jìn)行，則反應(yīng)的 H ______0( 填寫 “ ” 、 “ ” 或 “ ” ) 。 (2) 前 2 s 內(nèi)的平均反應(yīng)速率 v (N 2 ) _________ 。 (3) 在該溫度下，反應(yīng)的平衡常數(shù) K _______________________________________ 。 (4) 假設(shè)在密閉容器中發(fā)生上述反應(yīng)，達(dá)到平衡 時(shí)采取下列措施能提高 NO 轉(zhuǎn)化率的是 ____ ____ 。 A 選用更有效的催化劑 B 升高反應(yīng)體系的溫度 C 降低反應(yīng)體系的溫度 D 縮小容器的體積 ( 5) 研究表明：在使用等質(zhì)量催化劑時(shí)，增大催 化劑比表面積可提高化學(xué)反應(yīng)速率。為了分別驗(yàn)證 溫度

13、、催化劑比表面積對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響規(guī)律， 某同學(xué)設(shè)計(jì)了三組實(shí)驗(yàn)，部分實(shí)驗(yàn)條件已經(jīng)填在下 面實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)表中。 實(shí)驗(yàn)編 號(hào) T / NO 初始 濃度 /m ol/ L CO 初始 濃度 /m ol/ L 催化劑 的比表 面積 /m 2 / g 280 1.20 10 3 5.80 10 3 82 124 350 124 請(qǐng)?jiān)谏媳砜崭裰刑钊胧Ｓ嗟膶?shí)驗(yàn)條件數(shù)據(jù)。 請(qǐng)?jiān)诮o出的坐標(biāo)圖中，畫出上表中的三個(gè)實(shí) 驗(yàn)條件下混合氣體中 NO 濃度隨時(shí)間變化的趨勢(shì)曲 線圖，并標(biāo)明各條曲線的實(shí)驗(yàn)編號(hào)。 解析 ( 1) 該反應(yīng)的 S 0 ，由 H T S 0 反應(yīng) 自發(fā)進(jìn)行推知， H 0 。 ( 2) 2 s 內(nèi)的 v

14、(N 2 ) 1 2 v ( N O) 1 2 10.00 10 4 m ol/L 2.5 0 10 4 m ol/L 2 s 1.88 10 4 m ol/(L s) 。 ( 3) 2N O 2C O 2C O 2 N 2 起始濃度 1 . 0 0 10 3 3 . 6 0 10 3 0 0 變化濃度 9 . 0 0 10 4 9 .0 10 4 9 . 0 10 4 4 . 5 10 4 平衡濃度 1 . 0 0 10 4 2 . 7 0 10 3 9 . 0 10 4 4 . 5 10 4 /mol/L /mol/L /mol/L(4s時(shí) ) K c 2 ( CO 2 ) c ( N 2

15、 ) c 2 ( NO ) c 2 ( CO ) ( 9.00 10 4 ) 2 ( 4.5 10 4 ) ( 1.00 10 4 ) 2 ( 2.7 10 3 ) 2 5.00 10 3 。 (4) A 使用催化劑，平衡不移動(dòng)， NO 轉(zhuǎn)化率不變；升 溫，平衡向左移動(dòng)， NO 轉(zhuǎn)化率降低， B 錯(cuò)， C 正確； D 縮小容器體積，平衡向右移動(dòng)， NO 轉(zhuǎn)化率提高。 (5) 本實(shí)驗(yàn)的目的是驗(yàn)證溫度、催化劑的比表面積 對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響， 、 組內(nèi)題中信息的比表面積 不同，則溫度、反應(yīng)物初始濃度一定相同， 、 組中， 比表面積相同，溫度不同，其他則一定相同。 據(jù)三段式可分別計(jì)算出不同條件下平衡

16、時(shí) NO 的濃 度，從而畫圖 。 答案 ( 1) ( 2 ) 1.88 10 4 m ol/ ( L s ) ( 3) 5.00 10 3 ( 4) CD ( 5) .280 1.20 10 3 5.80 10 3 .1.20 10 3 5.80 10 3 即時(shí)鞏固 1 ( 200 8 天津理綜， 28) .化學(xué)實(shí)驗(yàn)室制 取氯化氫氣體的方法之一是將濃硫酸滴入濃鹽酸中。請(qǐng)從 圖中挑選所需儀器，在方框內(nèi)畫出用該方法制備、收集、 干燥氯化氫氣體的裝置簡(jiǎn)圖，并在圖中標(biāo)明所用試劑。 ( 儀 器可重復(fù)使用，固定裝置不必畫出 ) . 實(shí)驗(yàn)室制備少量硫酸亞鐵晶體的實(shí)驗(yàn)步驟 如下 ： 取過量潔凈的鐵屑 ， 加入

17、 20 % 30 % 的稀硫 酸溶液 ， 在 50 80 水浴中加熱至不再產(chǎn)生氣 泡 。 將溶液趁熱過濾 ， 濾液移至試管中 ， 用橡膠塞 塞緊試管口 ， 靜置 、 冷卻一段時(shí)間后收集產(chǎn)品 。 ( 3) 采用水浴加熱的原因是 _____ __________ 。 ( 4) 反應(yīng)時(shí)鐵屑過量的目的是 ( 用離子方程式表 示 ) ____ ____ ____ ____ ____ ____ ____ _ _ _ _ _ _ _ _ ___ 。 ( 1) 寫出該實(shí)驗(yàn)制備硫酸亞鐵的化學(xué)方程式： _____________________________________________ _____ ____

18、________ _________________________ 。 ( 2) 硫酸溶液過稀會(huì)導(dǎo)致 __________________ 。 ( 5) 溶液趁熱過濾的原因是 ____ ___________ 。 ( 6) 靜置冷卻一段時(shí)間后，在試管中觀察到的現(xiàn) 象是 ____ _ _ _ _________ ______________________ 。 答案 . .( 1) F e H 2 SO 4 ( 稀 ) = = = = = = = = = 50 80 Fe S O 4 H 2 ( 2) 反應(yīng)速率慢，不利于晶體析出 ( 3) 容易控制溫度 ( 4) F e 2Fe 3 = =3F

19、 e 2 ( 5) 減少 F e S O 4 的損失；防止空氣進(jìn)入試管將 Fe 2 氧化為 Fe 3 ( 6) 有淺綠色晶體析出 2 ( 2009 廣東， 24) 超細(xì)氧化鋁是一種重要的功 能陶瓷原料。 ( 1) 實(shí)驗(yàn)室常以 NH 4 Al( S O 4 ) 2 和 NH 4 HCO 3 為原 料 ， 在 一 定 條 件 下 先 反 應(yīng) 生 成 沉 淀 NH 4 AlO( OH)HCO 3 ，該沉淀高溫分解即得超細(xì) Al 2 O 3 。 NH 4 AlO( OH)H CO 3 熱分解的化學(xué)反應(yīng)方程 式為 ____ ____________ ____________________ 。 ( 2)

20、 NH 4 Al( S O 4 ) 2 12H 2 O 的相對(duì)分子質(zhì)量為 453 。 欲配制 100 m L p H 為 2 、濃度約為 0.1 m ol/L 的 NH 4 Al( S O 4 ) 2 溶液，配制過程為： 用托盤天平稱量 NH 4 Al( S O 4 ) 2 12H 2 O 固體 ____ ______g ； 將上述固體置于燒杯中， ____ __________ 。 ( 3) 在 0.1 m ol/ L N H 4 A l( S O 4 ) 2 溶液中，鋁各形態(tài) 的濃度 ( 以 Al 3 計(jì) ) 的對(duì)數(shù) ( lg c ) 隨溶液 pH 變化的關(guān)系 見下圖： 用 Na OH 溶

21、液調(diào)節(jié) ( 2) 中溶液 pH 至 7 ，該過 程中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式有 _ _____________ __ 。 請(qǐng)?jiān)诳驁D中，畫出 0. 01 m ol/L NH 4 Al( S O 4 ) 2 溶液中鋁各形態(tài)的濃度的對(duì)數(shù) lg c 隨溶液 pH 變化的 關(guān)系圖，并進(jìn)行必要的標(biāo)注。 解析 (1) 根據(jù) NH 4 AlO (OH)HCO 3 組成聯(lián)系到 碳酸氫銨鹽的分解可知： 2NH 4 AlO(OH )HC O 3 = = 高溫 Al 2 O 3 3H 2 O 2CO 2 2NH 3 。 (2) 由物質(zhì)的量濃度的定義公式可計(jì)算： m N H 4 Al(SO 4 ) 2 12H 2 O n

22、M N H 4 Al(SO 4 ) 2 12H 2 O c V M N H 4 Al(SO 4 ) 2 12H 2 O 0.1 m ol /L 100 m L 10 3 L / mL 453 g /m ol 4.53 g ，由于托盤天平的精確度為 0.1 g ，故為 4.5 g 。 (3) 由圖象可知，開始階段 c (A l 3 ) 沒變化；而 后 c (A l 3 ) 降低，生成 A l(OH ) 3 沉淀；當(dāng) pH 8 時(shí)， Al(OH) 3 沉淀開始溶解。調(diào)節(jié) pH 至 7 ， OH 先跟 NH 4 反應(yīng)，然后與 Al 3 反應(yīng)生成 Al(O H) 3 沉淀。 答案 ( 1) 2N H 4 A lO(O H) HCO 3 = = 高溫 Al 2 O 3 2N H 3 3H 2 O 2C O 2 ( 2) 4.5 稱量 溶解 移液 洗滌 定 容 ( 3) NH 4 OH 3 H 2 O ； Al 3 3O H = = A l( OH ) 3