最新精编高中人教版高三化学一轮总复习第十章第2讲公开课优质课教学设计Word下载.docx
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实验小组利用如下装置（部分固定装置略）制备氮钙（3N2），并探究其实验式。
（1）按图连接好实验装置。
检查装置的气密性，方法是
________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________。
（2）反应过程中末端导管必须始终插入试管A的水中，目的是_________________。
（3
）制备氮钙的操作步骤是：
①打开活塞并通入N2；
②点燃酒精灯，进行反应；
③反应结束后，________；
④拆除装置，取出产物。
（4）据记录如下：
空瓷舟质
量0/g
瓷舟与钙的
质量1/g
瓷舟与产物
的质量2/g
1480
1508
1515
①计算得到实验式N2，其中＝________。
②若通入的N2中混有少量O2，请比较与3的大小，并给出判断依据：
______________________________________________________________________。
解析
（2）要保证整个装置不能混入其他气体；
（3）一定要使玻璃管冷却后再停止通入氮气流；
（4）要确定值必须求出钙和氮的原子个比，根据题目所给的据可做如下计算①（）＝（1508－1480）g＝028g，（N）＝（1515－1508）g＝007g，则（）∶（N）＝∶＝7∶5，则＝；
②若通入的N2中混有少量O2，则产物中就有可能混有了O，而3N2中钙的质量分为8108%，O中钙的质量分为7143%，所以产物中混有了O会导致钙的质量分减小，的值偏小。
答案
（1）关闭活塞，微热反应管，试管A中有气泡冒出，停止加热；
冷却后若末端导管中水柱上升且高度保持不变，说明装置气密性良好
（2）防止空气中的氧气通过末端导管进入实验装置，氧单质钙，生成氧钙，引入杂质
（3）熄灭酒精灯，待玻璃管冷却至室温，停止通入氮气，并关闭活塞
（4）①280 ②＜3，产物中生成了O
题组训练 气体制备方案探究
1．N2在诸多领域用途广泛。
某兴趣小组为探究在实验室制备较为纯净N2的方法，进行了认真的准备。
请你参与交流与讨论。
[查阅资料]N2的制法有下列三种方案：
方案1：
加热NNO2和NH4的浓溶液制得N2。
方案2：
加热条件下，以NH3还原O可制得N2，同时获得活性铜粉。
方案3：
将空气缓缓通过灼热的铜粉获得较纯的N2。
[实验准备]以实验室常见仪器（药品）等设计的部分装置如下图（有的夹持和加热仪器未画出）。
[分析交流]
（1）若以方案1制得N2，应选择的发生装置是______________________________。
（2）若按方案2制得干燥、纯净的N2，且需要的NH3以生石灰和浓氨水作原料，整套制气装置按气流从左到右的连接顺序是（填写序号）____________。
获得N2的反应原是（写反应方程式）_________________________________________________。
（3）若以排水法收集N2，其中会混入水蒸气。
但也不宜用
排空气法，其原因是______________________________________________________________________。
你提出的收集方法是___________________________________________________。
（4）上述三个方案中，制得的N2纯度最差的是__________。
在N2纯度要求不甚严格的情况下，有人建议将方案2和方案3结合使用，你认为其优点是______________。
答案
（1）A
（2）E→D→B→ 2NH3＋3O3＋N2＋3H2O
（3）N2的相对分子质量28与空气的平均相对分子质量相近（用气体密度大小比较回答问题也可） 用气囊收集（其他合答案也可）
（4）方案3 O和可循环利用，节省药品
解析 采用反应器的特点与反应物的状态以及反应条件有关，方案1为加热两种液态物质，符合此条件的只有A设备。
方案2为固体和气体的反应，反应器应选择B，但要求通入的氨气干燥且纯净，利用浓氨水和生石灰反应制取氨气为固液不加热的装置，选择E，但同时有水蒸气生成，因此利用碱石灰干燥，反应完毕后产生的水蒸气与没有参与反应的氨气与氮气一同导出，利用浓硫酸既可以除去水，又可以除去氨气。
排气法收集气体主要是利用气体密度的差别。
因此利用可以直接排空内部空气的装置收集氮气。
方案3利用了除去空气中的氧气即得氮气的原，空气中除了氧气和氮气外还有二氧碳和稀有气体，因此不纯净。
2．（2011·
大纲全国卷，29）请回答下列实验室中制取气体的有关问题。
（1）下图是用MO4与浓盐酸反应制取适量氯气的简易装置。
装置B、、D的作用分别是：
B_____________________________________________
________________________；
____________________________________________________________________；
D_____________________________________________________________________。
（2）在实验室欲制取适量NO气体。
①下图中最适合完成该实验的简易装置是__________________________________
（填序号）；
②根据所选的装置完成下表（不需要的可不填）：
选项
应加入的物质
所起的作用
A
B
D
③简单描述应观察到的实验现象________________________________________。
答案
（1）向上排空气收集氯气 安全瓶作用，防止D中的液体倒吸进入集气管B中 吸收尾气，防止氯气扩散到空气中污染环境
（2）①Ⅰ
②
铜屑和稀硝酸
制取NO气体
水
排水收集NO气体
主要是接收B中排出的水[]
③反应开始时，A中铜屑表面出现无色小气泡，反应速率逐渐加快；
A管上部空间由无色逐渐变为浅红棕色，随着反应的进行又逐渐变为无色；
A中的液体由无色变为浅蓝色；
B中的水面逐渐下降，B管中的水逐渐流入烧杯中
解析
（1）MO4与浓盐酸发生反应：
2MO4＋16H（浓）===2＋2M2＋52↑＋8H2O。
装置B采用向上排空气法收集2，装置起安全瓶作用，防止D中的液体倒吸进入B中。
2具有毒性，装置D中NOH溶液用于吸收多余的2，防止污染环境。
（2）实验室制取NO气体通常用铜与稀硝酸反应：
3＋8HNO3（稀）===3（NO3）2＋2NO↑＋4H2O。
由于NO易与空气中的O2反应生成NO2，不宜用排空气法收集NO气体，应用排水法收集NO，故装置Ⅱ和Ⅳ错误。
装置Ⅰ和Ⅲ比较，Ⅰ更简单，A中与稀硝酸反应生成NO气体，B中盛满水，用排水法收集NO。
热点二 工艺流程中的实验分析
工艺流程的命题很广，与各个知识模块的结合点较多，因此分析工业生产工艺流程题时，应将流程路线，试题设问和论知识有机结合起，它常常结合工艺流程考查基本实验问题，可以说它是无机框图题的创新。
流程的呈现形式有：
①操作流程；
②物质变流程；
③装置流程。
解题时首先要明确原料和产品（包括副产品），即箭头进出方向，其次依据流程图分析反应原，紧扣信息，搞清流程中每一步发生了什么反应——知其然，弄清有关反应原，明确目的（如沉淀反应、除杂、分离）——知其所以然，最后联系储存的知识，有效地进行信息的利用，准确表述和工整书写。
由于工艺流程常与溶液的配制、物质的分离及定量测定等基本操作有机结合起，所以只有复习时牢固掌握实验基础知识，才能有效结合题中的信息，准确答题。
【典例1】 明矾石是制取钾肥和氢氧铝的重要原料，明矾石的组成和明矾相似，此外还含有氧铝和少量的氧铁杂质。
具体实验流程如下：
请回答下列问题：
（1）操作1所用到的玻璃仪器的名称是____________。
（2）由溶液3制取氢氧铝的离子方程式为______________________________
_____________________________________________________________________。
（3）明矾石焙烧时产生SO2，请你写出能验证SO2具有还原性且实验现象明显的方程式：
______________。
（4）请你写出验证溶液1中有NH的实验过程：
________________。
（5）实验室用F2O3与O反应制取单质F。
①请按气流由左到右的方向连接下列各装置，顺序为A→________。
②检查装置A气密性的方法是___________________________________________
③在点燃B处的酒精灯前，应进行的操作是__________________；
④装置的作用是________________。
解析
（1）操作1是过滤，过滤操作所需要的玻璃仪器为玻璃棒、烧杯和漏斗。
（2）经氨水浸泡，过滤得到固体氢氧铝和少量氧铁固体，再加入试剂1氢氧钠溶液并过滤，得到溶液3偏铝酸钠溶液，最后通入O2得到氢氧铝。
（3）检验SO2的还原性方法较多，可以用氯水、溴水或酸性高锰酸钾溶液检验SO2具有还原性。
（4）检验NH时，应先加入浓NOH溶液，然后加热，再用湿润的红色石蕊试纸或蘸有浓盐酸的玻璃棒进行检验。
（5）先用NOH溶液除去O中的O2杂质，再通过碱石灰吸收水蒸气，再通过B中红热的氧铁，再通过NOH溶液洗气除去反应产生的O2，最后点燃未反应的O。
答案
（1）玻璃棒、烧杯和漏斗
（2）AO＋2H2O＋O2===A（OH）3↓＋HO （3）SO2＋2＋2H2O===H2SO4＋2H（其他合答案也可） （4）取少量溶液1，加入浓NOH溶液后加热，有能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体产生，证明有NH（其他合答案也可） （5）①E→B→→D ②将导气管插入水槽中，关闭弹簧夹和活塞b，微热圆底烧瓶，导管口有气泡产生，撤去热，导管中形成一段水柱 ③检查O的纯度 ④除去O中的O2，有利于点燃O
【典例2】 聚合硫酸铁又称聚铁，式为[F2（OH）（SO4）3－05]，广泛用于污水处。
实验室利用硫酸厂烧渣（主要成分为铁的氧物及少量FS、SO2等）制备聚铁和绿矾（FSO4·
7H2O），过程如下所示：
（1）验证固体W焙烧后产生的气体中含有SO2的方法是
（2）制备绿矾时，向溶液中加入过量__________，充分反应后，经__________操作得到溶液Y，再经浓缩、结晶等步骤得到绿矾。
（3）溶液的pH影响聚铁中铁的质量分，用pH试纸测定溶液pH的操作方法为______________。
若溶液的pH偏小，将导致聚铁中铁的质量分__________（填“偏大”或“偏小”）。
解析
（1）利用SO2的漂白性鉴别二氧硫。
（2）溶液中有F3＋、F2＋，欲制绿矾，应把F3＋转为F2＋，所以要加过量的铁屑。
（3）用pH试纸测定溶液的pH，为了测定的准确性，应选用干燥、洁净的装置。
若pH偏小，酸性过强，则F3＋难以形成聚铁胶体，所以聚铁中铁的质量分偏小。
答案
（1）将产生的气体通入盛有品红溶液的小试管中，若品红溶液褪色，加热能恢复原色，证明气体中含有SO2
（2）铁屑 过滤
（3）取一小块pH试纸，放在干燥、洁净的表面皿（或玻璃片）上，用干燥、洁净的玻璃棒蘸取待测溶液，滴到pH试纸上，然后与标准比色卡比较 偏小
物质制备工生产流程的主线一般为
题组一 操作流程式
1．过氧钙可以用于改善地表水质，处含重金属粒子废水和治赤潮，也可用于应急供氧等。
工业上生产过氧钙的主要流程如下：
已知O2·
8H2O呈白色，微溶于水，加热至350℃左右开始分解放出氧气。
（1）用上述方法制取O2·
8H2O的方程式是________；
（2）检验“水洗”是否合格的方法
是________；
（3）沉淀时常用冰水控制温度在0℃左右，其可能原因是（写出两种）：
①____________；
②____________。
（4）测定产品中O2的含量的实验步骤：
第一步：
准确称取g产品于有塞锥形瓶中，加入适量蒸馏水和过量的bgI晶体，再滴入少量2
·
L－1的H2SO4溶液，充分反应。
第二步：
向上述锥形瓶中加入几滴淀粉溶液。
第三步：
逐滴加入浓度为c·
L－1的N2S2O3溶液至反应完全，消耗N2S2O3溶液VL。
【已知：
I2＋2S2O===2I－＋S4O】
①O2的质量分为____________（用字母表示）；
②某同第一步和第二步的操作都很规范，第三步滴速太慢，这样测得的O2的质量分可能________（填“不受影响”、“偏低”或“偏高”），原因是_________。
答案
（1）2＋H2O2＋2NH3＋8H2O===O2·
8H2O↓＋2NH4
（2）可取最后一次洗涤液少许于试管中，再滴加稀硝酸酸的硝酸银溶液，看是否产生白色沉淀
（3）①温度低可减少过氧氢的分解，提高过氧氢的利用率
②该反应是放热反应，温度低有利于提高O2·
8H2O的产率
（4）① ②偏高 滴速太慢，S2O在滴定过程中被氧气氧
题组二 物质变流程
2．碱式碳酸铜广泛用于制油漆颜料、烟火、杀虫剂、催剂、其他铜盐和固体荧光粉激活剂等，也用于种子处及作杀菌剂等。
某兴趣小组在实验室利用N2O3·
10H2O跟SO4·
5H2O反应制备并检验碱式碳酸铜，实验步骤如下：
黏胶状蓝绿色沉淀蓝绿色晶体
（1）写出制备碱式碳酸铜的方程式___________________________________。
（2）用研钵分别研细N2O3·
10H2O和SO4·
5H2O的目的是___________________。
（3）检验蓝绿色沉淀是否洗涤干净的实验操作是______________________________。
（4）碱式碳酸铜可以看成（OH）2·
O3，该兴趣小组同选择下列实验仪器验证产物中含有（OH）2、O3。
①各装置连接顺序为________________。
②装置B中试剂的名称是__________，装置中试剂的名称是__________。
③证明含有O3的实验现象是_________________________________________，
证明含有（OH）2的实验现象是_________________________________________。
答案
（1）2SO4＋2N2O3＋H2O===2（OH）2O3↓＋2N2SO4＋O2↑
（2）增大反应物接触面积，使反应物充分混合并反应 （3）取最后一次洗涤液少许，滴加B2溶液，若没有白色沉淀产生，则沉淀已洗涤干净 （4）①AB ②澄清石灰水 无水硫酸铜粉末 ③装置B中澄清石灰水变浑浊 装置中白色粉末变为蓝色
解析
（1）制备碱式碳酸铜是利用了SO4和N2O3的水解相互促进的性质。
5H2O是为了增大反应物的接触面积，使反应物充分混合并反应。
（3）若蓝绿色沉淀洗涤干净，则最后洗涤液中不含SO，滴加B2溶液，没有白色沉淀产生。
（4）利用无水硫酸铜可检验出加热后的产物中存在H2O，从而证明含有（OH）2，利用澄清石灰水可检验出加热后的产物中含有O2，从而证明含有O3。
但是检验H2O必须在检验O2之前。
题组三 综合流程型
3．氯亚铜在工业上应用广泛。
氯亚铜（）为白色晶体，微溶于水，能溶于氨水、浓盐酸，并生成配合物，不溶于硫酸、稀硝酸和醇。
实验药品：
铜丝20g、氯铵20g、65%硝酸10L、36%盐酸15L、水。
（1）反应①的方程式为_____________________________________________，
用95%乙醇代替蒸馏水洗涤的主要目的是__________________________________
（2）工业生产时，95%乙醇可通过__________的方法回收并循环利用，而NH4、____________（填式）可直接循环利用。
（3）实验室用下图装置制备。
①实验时通入O2的速率不宜过大，为便于观察和控制产生O2的速率，最宜选择下列装置中的________（填字母序号）。
②实验开始时，温度计显示反应液温度低于室温，主要原因是___________________
电炉加热升温至50℃时停止加热，反应快速进行，烧瓶上方气体颜色逐渐由无色变为红棕色，从环保角度考虑，当______________________________时才能停止通入氧气；
待冷却至室温后，再打开瓶塞，沿________（填字母）口倾出棕色反应液于1000L大烧杯，加水500L，即有大量白色沉淀析出。
答案
（1）NH4[2]===↓＋NH4 避免溶于水而造成损耗（洗去晶体表面的杂质离子及水分）
（2）蒸馏 HNO3 （3）①B ②氯铵溶于水吸收大量热，造成反应液温度降低 烧瓶上方红棕色气体逐渐变为无色 （或c）
解析
（1）注意反应①的反应物和生成物即可确定该反应的方程式为NH4[2]===↓＋NH4。
用95%乙醇代替蒸馏水洗涤的主要目的是洗去晶体表面的杂质离子及水分，减小的溶解损失，同时可以加快固体的干燥。
（2）将乙醇与水分离的操作是蒸馏，根据残液浓缩后的补充物质可知，可直接循环利用的有NH4和HNO3。
（3）在题给三个装置中，能观察到产生O2速率的只有B。
实验开始时，温度计显示反应液温度低于室温的主要原因是氯铵溶于水时吸热，造成反应液温度降低。
为使反应产生的氮氧物完全转为硝酸，消除氮氧物对环境的影响，因此需到烧瓶上方红棕色气体逐渐变为无色时才能停止通入氧气。
将三颈瓶中液体倒出时利用左口或右口，即从口或c口倾出棕色反应液。
4．以黄铜矿（主要成分为FS2，含少量杂质SO2等）为原料，进行生物炼铜，同时得到副产品绿矾（FSO4·
7H2O）。
其主要工艺流程如下：
已知：
部分阳离子以氢氧物形式开始沉淀和完全沉淀时溶液的pH如下表。
沉淀物
（OH）2
F（OH）3
F（OH）2
开始沉淀pH
47
27
76
完全沉淀pH
67
37
96
（1）反应Ⅰ的反应方程式为___________________________________________。
该反应中被________（填“氧”或“还原”），其目的是____________________。
（2）试剂是__________，具体操作为____________，目的是
（3）反应Ⅲ的离子方程式为_______________________________________________。
试剂c参与反应的离子方程式分别为______________________________________、
答案
（1）4FS2＋2H2SO4＋17O2===4SO4＋2F2（SO4）3＋2H2O 氧 F2＋和2＋通过水解难于分离，将氧成F3＋易于利用水解分离两离子
（2）O[或（OH）2、O3、2（OH）2O3等] 加入试剂调节pH至37～47之间 使F3＋形成F（OH）3沉淀，防止生成（OH）2沉淀
（3）2＋＋F===＋F2＋ F＋2H＋===F2＋＋H2↑ F（OH）3＋3H＋===F3＋＋3H2O
解析
（1）结合过滤操作分离出SO2知，FS2中的、F元素被引入溶液，结合后一问的变情况知其被氧至F3＋，即可写出反应Ⅰ的方程式；
结合阳离子以氢氧物形式沉淀的pH关系知，将元素氧是为了利用离子的分离。
（2）过量的稀硫酸使溶液酸性很强，为使F3＋形成F（OH）3沉淀而不让2＋沉淀，需调节pH至37～47，消耗溶液中的H＋，同时还不能引入新的杂质离子，故使用元素对应的氧物、碱、碳酸盐等均可。
（3）反应Ⅲ主要是2＋与过量的F（即b试剂）反应；
为将2＋全部转，加入的铁粉过量，因此在反应Ⅳ时应该将过量的铁粉除去，利用铁、铜的性质差别，加入适量稀硫酸（即试剂c）即可。
1．实验室常用强氧剂（如MO4、O3、MO2等）氧浓盐酸的方法制备氯气，某研究性习小组欲探究用N2O2与浓盐酸制备并检验氯气。
供选用的实验试剂及装置如下图所示（部分导管、蒸馏水略）。
．N2O2 b．浓盐酸 c．碱石灰 d．NOH溶液
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