备战2018年高考化学之高频考点解密-解密18 物质的制备、实验方案的设计与评价 含解析

备战2018年高考化学之高频考点解密

解密18 物质的制备、实验方案的设计与评价

结论；

评价

考点1 实验方案的设计 1．实验方案应包括的内容

（1）实验名称：该实验需要完成的题目，如Fe 2+与SO 2的还原性强弱比较等。 （2）实验目的：实验需要达到的结果、得出何种结论等。

（3）实验原理：完成该实验的反应原理，如化学方程式、装置的选择和组装等。 （4）实验用品：包含实验药品和实验装置。 （5）实验步骤：包括实验仪器装配和操作。

（6）实验现象记录及结果处理：实验现象就是实验过程中能直观感受到的东西，如温度、颜色变化等。根据这些现象或相关数据分析其产生原理，得出处理结果。

（7）问题和讨论：包含实验设计中存在的问题、反应现象或原理解释、误差分析等。 2．实验方案设计的基本要求

（1）科学性：实验原理正确，实验流程合理。 （2）安全性：保护人身，保护环境，保护仪器。

（3）可行性：条件允许，效果明显，操作简单。

（4）简约性：步骤少、时间短、节约药品、效果好。

3．实验方案设计的基本思路

4．实验方案设计的步骤

（1）明确目的、原理

认真审题，明确实验目的，弄清题给信息，结合已学知识，通过类比、迁移、分析等明确实验原理。

（2）选择仪器、药品

根据实验目的和原理、反应物和生成物的性质、反应条件，如反应物和生成物的状态、能否腐蚀仪器、反应是否需要加热及温度是否可控制在一定的范围等，选择合理的仪器和药品。

（3）设计装置、步骤

根据实验目的和原理，以及所选用的仪器和药品，设计出合理的实验装置和完整而又简明的实验操作步骤。

（4）记录现象、数据

观察实验现象，全面而准确地记录实验过程中的现象和数据。

（5）分析得出结论

根据实验观察到的现象和记录的数据，通过分析、计算、推理等方法，得出正确的结论。

5．仪器选用及连接顺序

调研1 工业上，三氯乙醛(Cl 3CCHO)用于制造敌百虫等杀虫剂、三氯乙醛脲除草剂。医药上用于生产氯霉素等。

某小组设计如图所示装置制备三氯乙醛。 【查阅资料】

①反应原理：在80~90 ℃下乙醇与氯气反应生成三氯乙醛，副产物为氯化氢。 可能发生的副反应有： C 2H 5OH+HCl

C 2H 5Cl+H 2O ，CCl 3CHO+HClO

CCl 3COOH(三氯乙酸)+HCl

②有关物质的相对分子质量和部分物理性质如表所示：

【设计实验】

(注：可将D 装置放置在磁力搅拌器上使反应物充分混合)

（1）在常温下，实验室用漂粉精粉末与浓盐酸反应制氯气。写出A 装置中发生反应的离子方程式： 。

（2）实验中采用水浴加热D 装置，其优点是 ；写出D 装置中制备三氯乙醛的化学方程式： 。

（3）若撤去B 装置，D 装置中副产物 (填结构简式)的量增加。 （4）下列有关说法正确的是 (填字母)。 a.D 装置中球形冷凝管的作用是冷凝回流

b.E 装置可盛装FeCl 2(aq)、Na 2CO 3(aq)，只吸收尾气中的氯化氢

c.可采用分液操作分离、提纯三氯乙醛

d.C 装置盛装浓硫酸，用于干燥氯气

（5）测定产品纯度：称取W g 产品配成溶液，加入c 1 mol·L −1碘标准溶液V 1 mL ，再加入适量Na 2CO 3溶液，待

反应完全后，加入盐酸调节溶液的pH ，立即用c 2 mol·L −1 Na 2S 2O 3溶液滴定至终点。进行三次平行实验，测得平均消耗Na 2S 2O 3溶液V 2 mL 。则产品的纯度为 (列出计算式，不必化简)。 (滴定反应原理：CCl 3CHO+OH

−

CHCl 3+HCOO −；HCOO −

+I 2

H ++2I −

+CO 2↑；I 2

+2

2I −

+

)

（6）为了探究三氯乙醛能否与溴水反应，该小组同学进行如下探究。

取少量三氯乙醛产品于试管中，滴加溴水，振荡， (填实验现象)，证明三氯乙醛与溴单质能反应。 他们对反应原理提出如下猜想： 猜想1：CCl 3CHO+Br 2+H 2O

CCl 3COOH+2HBr 。

猜想2：CCl 3CHO+Br

2。

已知：常温下，0.1 mol·L −1

HBr 溶液中lg

()()

H OH c c +-=12。

请你设计实验探究上述哪一种猜想合理： 。 【答案】（1）ClO −+Cl −+2H

+

Cl 2↑+H 2O

（2）便于控制温度、反应物受热均匀 C 2H 5OH+4Cl 2CCl 3CHO+5HCl

（3）CH 3CH 2Cl （4）ad

（5）1

1122

2mol 147.5g mol 2000

g

c V c V W --⨯⋅×100% （6）溶液由橙(红)色变为无色 取少量产品溶于水，测定产品溶液的pH ；滴加适量溴水，振荡，充分反应后，测定溶液pH ，若pH 明显降低，则猜想1合理；否则，猜想2合理

【解析】（1）依题意，A 装置中漂粉精的主要成分次氯酸钙可与浓盐酸反应，离子方程式为ClO −+Cl −+2H +

Cl 2↑+H 2O 。（2）依题意，制备三氯乙醛的温度在80~90 ℃，采用水浴加热，便于控制温度、

使反应物受热均匀。氯气与乙醇反应生成三氯乙醛和氯化氢，化学方程式为C 2H 5OH+4Cl 2

CCl 3CHO+5HCl 。

（3）由副反应知，氯化氢与乙醇反应，水与氯气反应生成氯化氢和次氯酸，次氯酸氧化三氯乙醛生成三氯乙酸。氯化氢的量增加，生成副产物氯乙烷的量增加；生成次氯酸的量增加，则产品中三氯乙酸的量增加，产品纯度和产率降低。故需要制备纯净的氯气与乙醇反应，B 装置盛装饱和食盐水，除去氯气中混有的氯化氢，C 装置盛装浓硫酸，干燥氯气。D 装置为主反应装置，用于制备三氯乙醛，副产物有氯乙烷、三氯乙酸等。球形冷凝管用于冷凝回流，提高原料的利用率。E 装置盛装氢氧化钠溶液或碳酸钠溶液，用于吸收尾气中的氯气和氯化氢。如果撤去B 装置，则氯气中会带有氯化氢，氯化氢与乙醇反应生成氯乙烷，从而导致产品中氯乙烷的含量增大。