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【热点突破】制备实验的解题策略(可下载word版)

2026-10-19 20:36:49

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知识梳理

1.制备实验方案的设计

(1)设计原则

①条件合适，操作方便；

②原理正确，步骤简单；

③原料丰富，价格低廉；

④产物纯净，污染物少。

(2)基本要求

①科学性：科学性是指实验原理，实验操作程序和方法必须正确。

②安全性：实验设计时应尽量避免使用有毒药品和进行具有一定危险性的实验操作。

③可行性：实验设计应切实可行，所选用的化学药品、仪器、设备和方法等在中学现有的实验条件下能够得到满足。

④简约性：实验设计应尽可能简单易行，应采用简单的实验装置，用较少的实验步骤和实验药品，并能在较短的时间内完成实验。

2.制备实验方案的评价

(1)从实验方案可行性角度评价

只有合理且切实可行的实验方案才有意义。可行性是方案的第一要素，评价方案时应注意从实验原理和操作两个方面分析：理论上要科学合理；操作上要简单可行。

(2)从经济效益角度评价

评价一种实验方案，不仅要从科学性上判断是否可行，还要从经济效益上考虑是否切合实际。

(3)从环保角度评价

防止污染的根本途径在于控制“三废”的排放，在对实验方案进行评价时，不可忽视环境保护的重要性。

(4)从“安全性”方面对实验方案作出评价等，实验要规范操作，防止“暴沸”或“爆炸”事故的发生。

典题突破

1.工业上用萤石(主要成分是CaF₂)、浓硫酸、氢氧化铝和碳酸钠溶液通过湿法制备冰晶石，某化学实验小组模拟工业上制取Na₃AlF₆的装置图如图，下列叙述错误的是(　　)

A．该装置均可采用由聚四氟乙烯材料制备的仪器

B．装置Ⅰ发生的化学反应方程式为CaF₂＋H₂SO₄△CaSO₄＋2HF↑

C．装置Ⅲ的作用是安全瓶，防止倒吸

D．Na₂CO₃溶液和HF加入先后顺序，先加Na₂CO₃溶液再通HF气体

解析:A．该装置均可采用由聚四氟乙烯材料制备的仪器，不能用普通玻璃，会被生成的HF腐蚀，A正确；B．装置Ⅰ为高沸点的硫酸制备低沸点的HF，发生的化学反应方程式为CaF₂＋H₂SO₄△CaSO₄＋2HF↑，B正确；C．HF易溶于水且会与氢氧化钠溶液反应，需要防倒吸，装置Ⅲ的作用是安全瓶，防止倒吸，C正确；D．先通HF气体溶解氢氧化铝，再加Na₂CO₃溶液，D错误。

答案:D

2.二氧化氯常温下是一种黄绿色具有刺激性气味的气体，常用于自来水消毒和果蔬保鲜等方面。氯酸钠还原法是目前使用较为广泛的ClO₂制备方法，其原理是用NaClO₃与CH₃OH在催化剂、60°C时，发生反应得到ClO₂，用下图装置(夹持装置略)对其制备、吸收、释放和氧化性进行研究。

已知： ClO₂易溶于水但不与水反应，气体浓度较大时易分解(爆炸)，实验室用稳定剂吸收ClO₂，生成NaClO₂，使用时加酸只释放出ClO₂一种气体

物质	CH₃OH	HCOOH	ClO₂
沸点	64.7℃	100.8℃	11℃

(1)仪器Ⅰ的名称为；实验中使用仪器Ⅱ的目的是_______________。

(2)根据实验原理和目的，上述装置的连接顺序为： ea(填接口顺序)。

(3)工业上常用过碳酸钠(2Na₂CO₃·3H₂O₂)的水溶液作为ClO₂的稳定剂，吸收ClO₂的离子方程式为_________________________，

为便于大量运输和储存，工业上也选择硅酸钙、二氧化硅分子筛等作为稳定剂，其原理是__________________________。

(4)装置乙中的主要现象为___________________。

(5)不能用排空气法来收集得到纯净的ClO₂的原因是__________________。

(6) ClO₂和Cl₂都为强氧化剂，在相同条件下，等物质的量时ClO₂的氧化能力是Cl₂的倍。

解析：　(1)仪器Ⅰ为三颈烧瓶，仪器Ⅱ为冷凝管，使ClO₂中的甲醇蒸汽凝结成液体流回烧瓶；(2)按分析可知，仪器连接顺序为eabfgcdh；(3)由已知，ClO₂实验室制备时用稳定剂吸收，生成NaClO_{2，过碳酸钠(2Na}₂CO₃·3H₂O₂)中的H₂O₂为还原剂生成O_2，CO^2－3结合H^＋形成HCO^{－3，故离子反应式为：2CO}^2－3＋H₂O₂＋2ClO₂===2ClO^－2＋O₂↑＋2HCO^－3；(4) 由分析可知，溶液先变蓝后褪色；(5)由已知可知，ClO₂浓度较大时易分解(爆炸)，不可以用排空气法；(6)因为做氧化剂会变为Cl^{－，得电子数是氯气的2.5 倍，故为2.5。}

答案：　(1)三颈烧瓶(蒸馏烧瓶)　使ClO₂蒸气中的CH₃OH冷凝回流　(2)bfgcdh　(3)2CO^2－3＋H₂O₂＋2ClO₂===2ClO^－2＋O₂↑＋2HCO^－3　硅酸盐、二氧化硅分子筛性质稳定，有吸附能力　(4)溶液变蓝后褪色　(5)ClO₂与空气混合，浓度较大时易分解(爆炸)　(6)2.5