【优化探究】2014届高考化学一轮复习教师用书配套课件 热点实验探究(七)绿色化学思想在实验中的体现_图文

热点实验探究(七) 绿色化学思想在实验中的体现

化学是一门以实验为基础的学科,化学教学更是离不开实验
教学,实验教学可以使学生观察到语言难以表达清楚的实验 现象,增强更直观的感性认识。化学实验教学中力求利用最 少的实验药品获得最佳的实验效果、最大限度地减少废弃 物,在化学实验过程中要渗透绿色化学思想,提高人们的环 保意识。近几年的高考命题中也充分体现了这一点。

例1 铜与稀硝酸反应产生NO,NO又被氧化成NO2,对实验现 象无色NO有干扰,过多的NO、NO2又会污染环境。改进实验 的设计符合绿色化学的思想。某兴趣小组设计出如图所示装 置来改进教材中“铜与硝酸反应”的实验,以探究化学实验的 绿色化. (1)实验前,关闭活塞b,试管d中加水 至浸没长导管口,塞紧试管c和d的胶塞, 加热c。其目的是__________________。 (2)在d中加适量NaOH溶液,c中放一小块铜块,由分液漏斗a 向c中加入2 mL浓硝酸,c中反应的化学方程式是 ________________________________________。 再由a向c中加2 mL蒸馏水,c中的实验现象是 ________________________________________。

(3)表中是制取硝酸铜的三种方案,能体现绿色化学理念的最 佳方案是________,理由是____________________________。 方案 甲 乙 反应物 Cu、浓硝酸 Cu、稀硝酸



Cu、O2、稀硝酸

(4)该兴趣小组还用上述装置进行实验证明氧化性

KMnO4>Cl2>Br2,操作步骤为_________________________,
实验现象为_____________________________________; 但此实验的不足之处是 __________________________________________。

【解析】

(1)制取气体或许多验证气体性质的实验,实验前

都需要检验装置的气密性;(2)由题意知实验开始是铜与浓硝
酸反应,产生红棕色NO2,加水后是铜与稀硝酸反应,产生无 色的NO;(3)绿色化学理念是原料利用率高,不产生污染,分 析三个方案,可看出,甲方案用硝酸最多,产生有毒气体 NO2,乙方案产生有毒气体NO,丙方案用硝酸最少,不产生

有毒气体;(4)若证明KMnO4、Cl2、Br2的氧化性,利用
KMnO4与浓盐酸反应产生Cl2,将Cl2通入KBr溶液中,根据反 应及现象,可得出结论。但此装置没有尾气吸收装置,多余 的Cl2会污染空气。

【答案】

(1)检查装置气密性 反应 变

(2)Cu+ 4HNO3(浓 )===Cu(NO3)2 + 2NO2↑+ 2H2O 慢,气体颜色变淡 (3)丙 硝酸耗量少,产物无污染

(4)向 d 中加入 KBr 溶液,c 中加入固体 KMnO4,由 a 向 c 中加入浓盐酸 c 中有黄绿色气体产生, 中溶液变为棕黄色 d

没有尾气吸收装置

例2 (2013· 沈阳高三模拟)工业尾气中的氮氧化物常用氨催化

吸收法,原理是NH3与NOx反应生成无毒物质。某同学采用以
下装置和步骤模拟工业上氮氧化物的处理过程。 (一)提供的装置

(二)NH3的制取 (1)下列有关实验室制备气体的说法正确的是______(填序号)。 ①可以用排饱和食盐水的方法收集氯气 ②用赤热的炭与水 ⑤用浓盐酸洗涤高锰

蒸气反应制取氢气
需要加热

③实验室制氧气有时需要加热,有时不

④用无水氯化钙干燥氨气

酸钾分解制氧气的试管

(2)从所提供的装置中选取一个能制取氨气的装置:______(填
序号)。 (3)当采用你所选用的装置制取氨气时,相应反应的化学方

程式是
___________________________________________________。

(三)模拟尾气的处理

选用上述部分装置,按下列顺序连接成模拟尾气处理装置,
回答有关问题:

(4)A中反应的离子方程式为 ____________________________________________________。 (5)D装置中的液体可换成________(填序号)。 a.CuSO4 b.H2O c.CCl4 d.浓硫酸 (6)该同学所设计的模拟尾气处理实验还存在的明显缺陷是 ___________________________________________________。

【解析】 (2)实验室制备氨气可用氢氧化钙与氯化铵固体加 热法,也可以用浓氨水与氢氧化钠(或氧化钙)在常温下制取。 可选装置 C 或 G。 (3)根据所选装置写出相应制备反应的化学 方程式。(4)A 中为 Cu 与稀硝酸的反应:3Cu+2NO3 +8H
+ - +

===3Cu2 +2NO↑+4H2O。(5)D 中用浓氨水防止氨气被吸 收,因此还可以换成 CCl4。(6)该反应中尾气含有 NO 等污染 性气体,应除去后再排空。

【答案】

(1)①③⑤

(2)C 或 G


(3)2NH4Cl+Ca(OH)2=====2NH3↑+CaCl2+2H2O 或 CaO+ NH3· 2O===NH3↑+Ca(OH)2[与(2)的选取要对应] H (4)3Cu+2NO3 +8H ===3Cu +2NO↑+4H2O (5)c (6)NO 尾气直接排放,没有进行处理
- +

2+

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