2011屆新人教高三化學(xué)一輪復(fù)習(xí)講練析學(xué)案12-5：化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)與評(píng)價(jià)

1、新人教高三化學(xué)專(zhuān)題復(fù)習(xí)12-5：化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)與評(píng)價(jià)新考綱測(cè)試目標(biāo)和能力要求1設(shè)計(jì)、評(píng)價(jià)或改進(jìn)實(shí)驗(yàn)方案；2了解控制實(shí)驗(yàn)條件的方法；知識(shí)體系和復(fù)習(xí)重點(diǎn)一、化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)1.化學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)遵循：科學(xué)性，實(shí)驗(yàn)原理，準(zhǔn)確，實(shí)驗(yàn)流程合理。安全性，保護(hù)人身、保護(hù)環(huán)境、保護(hù)儀器?？尚行?，條件允許，效果明顯，操作正確。簡(jiǎn)約性，做到步驟少，時(shí)間短、效果好等基本要求。 2.如何迅速、準(zhǔn)確地解答綜合實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題呢? (1)明確目的原理：首先必須認(rèn)真審題，明確實(shí)驗(yàn)的目的要求，弄清題目有哪些新的信息，綜合已學(xué)過(guò)的知識(shí)，通過(guò)類(lèi)比、遷移、分析，從而明確實(shí)驗(yàn)原理。 (2)選擇儀器藥品：根據(jù)實(shí)驗(yàn)的目的和原理，以及反應(yīng)物

2、和生成物的性質(zhì)、反應(yīng)條件，如反應(yīng)物和生成物的狀態(tài)，能否腐蝕儀器和橡皮、反應(yīng)是否加熱及溫度是否控制在一定的范圍等，從而選擇合理的化學(xué)儀器和藥品。 (3)設(shè)計(jì)裝置步驟：根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮驮恚约八x用的儀器和藥品，設(shè)計(jì)出合理的實(shí)驗(yàn)裝置和實(shí)驗(yàn)操作步驟。學(xué)生應(yīng)具備識(shí)別和繪制典型的實(shí)驗(yàn)儀器裝置圖的能力，實(shí)驗(yàn)步驟應(yīng)完整而又簡(jiǎn)明。 (4)記錄現(xiàn)象數(shù)據(jù)：根據(jù)觀察，全面而準(zhǔn)確地記錄實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的現(xiàn)象和數(shù)據(jù)。 (5)分析得出結(jié)論：根據(jù)實(shí)驗(yàn)觀察的現(xiàn)象和記錄的數(shù)據(jù)，通過(guò)分析、計(jì)算、圖表、推理等處理，得出正確的結(jié)論。 以上只是解答綜合實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題的一般思考方法。在解答過(guò)程中，應(yīng)根據(jù)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題的具體情況和要求，作出正確的回

3、答。 (6)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)時(shí)還要考慮以下因素： 凈化、吸收氣體及熄滅酒精燈時(shí)要防液體倒吸；進(jìn)行某些易燃易爆實(shí)驗(yàn)時(shí)要防爆炸 (如H2還原CuO應(yīng)先通H2，氣體點(diǎn)燃先驗(yàn)純等)；防氧化(如H2還原CuO后要“先滅燈再停氫”，白磷切割宜在水中等)；防吸水(如實(shí)驗(yàn)、取用、制取易吸水、潮解、水解宜采取必要措施，以保證達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康?；冷凝回流(有些反應(yīng)中，為減少易揮發(fā)液體反應(yīng)物的損耗和充分利用原料，需在反應(yīng)裝置上加裝冷凝回流裝置 (如長(zhǎng)玻璃管、豎裝的干燥管及冷凝管等)；易揮發(fā)液體產(chǎn)物(導(dǎo)出時(shí)可為蒸氣)的及時(shí)冷卻；儀器拆卸的科學(xué)性與安全性(也從防污染、防氧化、防倒吸、防爆炸、防泄漏等角度考慮)；其他(如實(shí)驗(yàn)操作順序

4、、試劑加人順序、實(shí)驗(yàn)方法使用順序等)。 3.制備實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì) 制備實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)，對(duì)鞏固元素化合物知識(shí)和掌握好各類(lèi)有機(jī)物之間的相互轉(zhuǎn)化關(guān)系，全面訓(xùn)練實(shí)驗(yàn)技能，培養(yǎng)分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力是有益的。 制備實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)，應(yīng)遵循以下原則： 條件合適，操作方便； 原理正確，步驟簡(jiǎn)單； 原料豐富，價(jià)格低廉； 產(chǎn)物純凈，污染物少。即從多種路線(xiàn)中優(yōu)選出一種最佳的制備途徑，合理地選擇化學(xué)食品與藥品，設(shè)計(jì)合理的實(shí)驗(yàn)裝置和實(shí)驗(yàn)操作步驟。由于大多數(shù)有機(jī)反應(yīng)，副反應(yīng)較多，且為可逆反應(yīng)，因此設(shè)計(jì)有機(jī)物制備實(shí)驗(yàn)方案時(shí)，盡可能選擇步驟少、副產(chǎn)物少的反應(yīng)的有機(jī)反應(yīng)。若兩種有機(jī)物參加的可逆反應(yīng)，應(yīng)考慮多加一些價(jià)廉的有機(jī)物，

5、以提高另一種有機(jī)物的轉(zhuǎn)化率和產(chǎn)率，另外有機(jī)物的制備實(shí)驗(yàn)，控制反應(yīng)條件尤為重要。如實(shí)驗(yàn)室欲制備苯甲酸甲酯，在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案時(shí)，可這樣考慮：用甲醇與苯甲酸進(jìn)行酯化反應(yīng)，以濃H2SO4作催化劑。因?yàn)轷セ磻?yīng)是可逆的。根據(jù)化學(xué)平衡移動(dòng)原理，增大反應(yīng)物如甲醇的濃度，可以使平衡向有利苯甲酸甲酯生成的方向移動(dòng)。 4.探索性實(shí)驗(yàn)、性質(zhì)實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì) 分析其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)或從所屬類(lèi)型的典型代表物去推測(cè)物質(zhì)可能具有的一系列性質(zhì)，而后據(jù)此分別設(shè)計(jì)出合理的實(shí)驗(yàn)方案，去探索它所可能具有的性質(zhì)。 5.驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)性質(zhì)實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì) 對(duì)物質(zhì)具備的性質(zhì)去求證，關(guān)鍵設(shè)計(jì)出簡(jiǎn)捷的實(shí)驗(yàn)方案，操作簡(jiǎn)單，簡(jiǎn)便宜行，現(xiàn)象明顯，且安全可行。 二、特

6、殊實(shí)驗(yàn)裝置的創(chuàng)新設(shè)計(jì) 1氣體反應(yīng)裝置：氣氣氣液氣固2實(shí)驗(yàn)裝置的改進(jìn)：常規(guī)實(shí)驗(yàn)裝置改進(jìn)后的實(shí)驗(yàn)裝置啟普發(fā)生器 極易溶于水 量氣裝置3實(shí)驗(yàn)中的安全裝置分類(lèi)裝置簡(jiǎn)圖原理及使用實(shí)例防倒吸倒裝置隔離式導(dǎo)氣管末端不插入液體（水）中，導(dǎo)氣管與液體呈隔離狀態(tài)?？捎脕?lái)吸收易溶于水的氣體。如課本中制溴苯實(shí)驗(yàn)中設(shè)計(jì)這一裝置吸收HBr。倒置漏斗式由于漏斗容積較大，當(dāng)水進(jìn)行漏斗內(nèi)時(shí)，燒杯內(nèi)液面下降而低于漏斗下口，受重力作用，液體又固落到燒杯中。常用于吸收易溶于水的氣體。如93高考實(shí)驗(yàn)題用此裝置吸收HBr。容器接收式 使用較大容積的容器接收可能倒吸過(guò)來(lái)的液體，防止進(jìn)入氣體發(fā)生裝置或受熱的反應(yīng)容器。 如96“引火鐵”用此裝

7、置接收可能倒吸的水，以防進(jìn)入灼熱的硬質(zhì)試管中。防堵塞裝置液封平衡管式插入液面中的長(zhǎng)玻璃管與大氣連通，流動(dòng)的氣體若在前方受阻，增大的氣壓會(huì)隨玻璃管中液面的上升而得到調(diào)節(jié)。如97高考設(shè)計(jì)此裝置可用來(lái)檢查堵塞，還可防倒吸。恒壓式使分液漏斗與燒瓶?jī)?nèi)氣壓相同，保證漏斗中液體順暢流出。如95上海高考題設(shè)置該裝置。防污染安全裝置吸收式容器中盛有與有毒氣體反應(yīng)的溶液，將未反應(yīng)的有毒氣體吸收，使其不擴(kuò)散到空氣中，造成污染。如Cl2、SO2、H2S等酸性有毒氣體可用堿液吸收。灼燒式 適當(dāng)時(shí)候，點(diǎn)燃尖咀中的有毒可燃?xì)怏w，充分燃燒后，轉(zhuǎn)化為對(duì)環(huán)境無(wú)污染的產(chǎn)物。 如CO等可燃性有毒氣體。收集式 利用氣球或球膽將有毒氣體

8、收集后，另作處理，避免其逸散到空氣中，污染環(huán)境。三、化學(xué)反應(yīng)條件的控制化學(xué)反應(yīng)總是在一定的條件下進(jìn)行的，改變條件會(huì)對(duì)化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生重要影響。例如，在硝酸的工業(yè)生產(chǎn)中，氨的催化過(guò)程需要嚴(yán)格控制反應(yīng)條件(鉑鈀銠做催化劑，溫度約為900，氧氣與氨氣的體積比為1.7:7)，否則會(huì)產(chǎn)生許多副反應(yīng)，達(dá)不到生產(chǎn)要求；由于高溫、光照等條件會(huì)加快雙氧水的分解反應(yīng)，因此雙氧水常常保存在陰涼、避免陽(yáng)光直射的地方；當(dāng)溶液的酸堿性不同時(shí)，高錳酸鉀溶液與還原劑反應(yīng)的產(chǎn)物不同。那么，反應(yīng)條件對(duì)化學(xué)反應(yīng)的影響表現(xiàn)在哪些方面？它們是如何影響化學(xué)反應(yīng)的？我們通過(guò)實(shí)驗(yàn)研究物質(zhì)性質(zhì)及反應(yīng)規(guī)律時(shí)應(yīng)注意什么問(wèn)題？1.濃度對(duì)平衡的影響2.反

9、應(yīng)條件對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響3.反應(yīng)介質(zhì)、濃度對(duì)化學(xué)反應(yīng)結(jié)堅(jiān)果的影響以上這三方面我們?cè)谝郧暗恼n本中都學(xué)習(xí)過(guò)，在此不再敘述。但是我們一定要知道研究反應(yīng)條件對(duì)化學(xué)反應(yīng)結(jié)果影響的核心思路是：只改變一種條件，觀察實(shí)驗(yàn)結(jié)果，從而得出該條件對(duì)化學(xué)反應(yīng)結(jié)果的影響，這種思路反映的是變量控制的思想。溫馨提示1近幾年高考閱卷的抽樣分析表明，由于缺乏對(duì)問(wèn)題的總體分析，常導(dǎo)致氣體系列裝置連接不當(dāng)，而引起答題的系列失誤。主要錯(cuò)誤有：看不懂裝置圖，不了解各儀器或有關(guān)試劑的作用；不注意區(qū)分實(shí)驗(yàn)裝置中的細(xì)節(jié)問(wèn)題，如導(dǎo)管長(zhǎng)短，洗氣與量氣的區(qū)別，安全裝置，尾氣處理等。復(fù)習(xí)時(shí)應(yīng)根據(jù)反應(yīng)物的狀態(tài)及反應(yīng)條件對(duì)氣體發(fā)生裝置進(jìn)行分類(lèi)、整理，

10、氣體綜合實(shí)驗(yàn)的知識(shí)框架一般為：制氣凈化干燥收集或化學(xué)反應(yīng)尾氣吸收。2實(shí)驗(yàn)題中常穿插大量的現(xiàn)象描述、原理分析、化學(xué)格式書(shū)寫(xiě)等。答題時(shí)應(yīng)簡(jiǎn)明扼要切中要害，常見(jiàn)問(wèn)題是：結(jié)論與現(xiàn)象混凝淆；創(chuàng)造思維不到位，原因分析不準(zhǔn)確；方程式書(shū)寫(xiě)失誤，如反應(yīng)不配平，不注明反應(yīng)條件，有機(jī)物結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式書(shū)寫(xiě)錯(cuò)誤等。3建議平時(shí)解題時(shí)要真正弄清實(shí)驗(yàn)的原理，分析為什么這樣做，還可以怎樣做，不可怎樣做，同時(shí)盡可能自已動(dòng)手，多做一些實(shí)驗(yàn)。4在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中的實(shí)驗(yàn)操作順序的設(shè)計(jì)，如有關(guān)氣體的實(shí)驗(yàn)首先應(yīng)進(jìn)行裝置的氣密性檢查，點(diǎn)燃或高溫加熱可燃性氣體前應(yīng)先進(jìn)行氣體純度的檢驗(yàn)等，以保證實(shí)驗(yàn)的安全和準(zhǔn)確。典例解析例1、實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有：（1）未知濃度的燒

11、堿溶液100mL；（2）能隨時(shí)提供CO2的發(fā)生裝置；（3）50mL量筒；（4）200mL燒杯。請(qǐng)僅利用上述藥品和儀器制備純堿溶液。解析：CO2氣體和NaOH溶液反應(yīng)可生成Na2CO3或NaHCO3要制備純堿溶液。CO2的量不易控制?？筛鶕?jù)NaOH+NaHCO3=Na2CO3+H2O的反應(yīng)原理，將100mLNaOH溶液分成兩等份，一份中通入過(guò)量的CO2后再和另一份混合即可。答：（1）用500mL量筒50mL的NaOH溶液；（2）將量筒里的NaOH溶液倒入200mL燒杯中，通入過(guò)量CO2；（3）將剩余的NaOH溶液倒入燒杯中混合。例2、某學(xué)生想制作一種家用環(huán)保型消毒液發(fā)生器，用石墨作電極電解飽和氯

12、化鈉溶液，通電便可制得有較強(qiáng)殺菌能力的消毒液，他設(shè)計(jì)了如圖三套裝置，請(qǐng)對(duì)它們進(jìn)行評(píng)價(jià)。解析：該制備的反應(yīng)原理并不復(fù)雜，是通過(guò)電解飽和食鹽水后產(chǎn)生的Cl2與NaOH反應(yīng)生成NaClO，從而達(dá)到制備目的，反應(yīng)原理：2NaCl+2H2O2NaOH+H2+Cl2（陽(yáng)極產(chǎn)物） Cl2+2NaOH=NaClO+NaCl+H2O由于電解食鹽水時(shí)氯氣是陽(yáng)極產(chǎn)物，而NaOH是陰極產(chǎn)物，因此，如何讓兩極的產(chǎn)物充分接觸反應(yīng)是設(shè)計(jì)裝置的創(chuàng)意點(diǎn)。答案：裝置A顯然不能保證氯氣和NaOH的充分接觸。裝置B與裝置C的區(qū)別是把陽(yáng)極設(shè)計(jì)在裝置的下部或上部，B設(shè)計(jì)能確保在陽(yáng)極生成的氯氣上升時(shí)，與陰極產(chǎn)物NaOH充分接觸反應(yīng)，達(dá)到制

13、備的目的。例3、設(shè)計(jì)硫酸亞鐵的制備實(shí)驗(yàn)方案并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。解析：硫酸亞鐵的制備可用鐵屑與稀硫酸反應(yīng)制得，先用鐵屑和稀硫酸制得FeSO4溶液，然后用冷卻結(jié)晶的方法使FeSO4結(jié)晶析出，即可得到較為純凈的硫酸亞鐵晶體。答：（1）首先用熱NaOH稀溶液洗滌鐵屑2次，并用玻璃棒攪拌，然后用蒸餾水沖洗以除去油污。（2）在燒杯中倒入40mL稀硫酸，加入足量上述廢鐵屑，以稀硫酸浸沒(méi)所有鐵屑為度，小心加熱（保持溫度在5080之間），直到只有極少量氣泡發(fā)生，同時(shí)溶液呈淺綠色為止（這時(shí)燒杯底部仍留有少量鐵屑）。（3）用少量熱水通過(guò)濾器，以提高它的溫度（防止溶液在漏斗里析出晶體），然后將溶液趁熱過(guò)濾，將濾液轉(zhuǎn)入試管中，

14、用橡皮塞塞住管口（防止空氣進(jìn)入），靜置、冷卻、結(jié)晶，觀察濾液冷卻生長(zhǎng)出淺綠色硫酸亞鐵晶體的現(xiàn)象。（4）待結(jié)晶完畢后，取出晶體，用少量水洗滌23次，再用濾紙將晶體吸干。（5）把制得的硫酸亞鐵晶體放在一個(gè)小廣口瓶中，密閉保存。例4、用下列儀器、藥品驗(yàn)證由銅和適量濃硝酸反應(yīng)產(chǎn)生的氣體中含NO（儀器可選擇使用，N2和O2的用量可自由控制）。已知：NO+NO2+2OH-2NO2+H2O 氣體液化溫度：NO2 21 NO -152 試回答：（1）儀器的連接順序（按左右連接，填各接口的編號(hào)）為 （2）反應(yīng)前先通入N2目的是 （3）確認(rèn)氣體中含NO的現(xiàn)象是 （4）裝置F的作用是 （5）如果O2過(guò)量，則裝置B中

15、發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為： 解析：本實(shí)驗(yàn)的目的是驗(yàn)證Cu和濃硝酸反應(yīng)產(chǎn)生的氣體中的NO，即產(chǎn)物中一定有NO，而不是通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)確定是否有NO。而反應(yīng)產(chǎn)物中NO2是一定存在的，所以要將NO2和NO分離后進(jìn)行驗(yàn)證，如何分離？題目給出了兩種氣體相差甚遠(yuǎn)的液化溫度，聯(lián)系裝置F，便可知其意了，NO2和NO分離（NO2被液化）后的氣體與O2作用，又出現(xiàn)紅棕色，這個(gè)特征現(xiàn)象便可確認(rèn)了NO的存在。另外，制氣前須將各裝置內(nèi)的空氣排盡，氣體中混有的水氣的吸收以及最后尾氣的吸收，這些問(wèn)題都要考慮，而酚酞的裝置E便成了命題者用來(lái)干擾思維的多余裝置。為達(dá)到題目要求的檢驗(yàn)生成氣體中有無(wú)NO就需做到：反應(yīng)前要將裝置內(nèi)的空氣趕盡

16、，以免NO被氧化成NO2而無(wú)從檢驗(yàn)，這可通過(guò)向裝置A中通入N2來(lái)解決；將混合氣體中的NO2和NO分離，根據(jù)題目所給信息，可利用冰水浴使NO2液化而達(dá)到要求；反應(yīng)混合氣體中的少量水蒸氣冷凝后溶解NO2，會(huì)產(chǎn)生少量NO而干擾檢驗(yàn)，這又要求對(duì)反應(yīng)混合氣體進(jìn)行干燥，這可由裝置C來(lái)完成。尾氣中的有毒氣體需用堿液吸收，題目提供的信息中已給出反應(yīng)。但（5）中是O2過(guò)量，這就需要將題目的信息經(jīng)過(guò)加工來(lái)完成反應(yīng)方程式。答案：（1）1 5 4 10 11 6 7 2 （10和11可顛倒）說(shuō)明：錯(cuò)一個(gè)即不給分 （2）驅(qū)趕裝置中空氣，防止反應(yīng)產(chǎn)生的NO被氧化 （3）通入O2后裝置（D）中有紅棕色氣體生成 （4）分離N

17、O和NO2（或使NO2液化）說(shuō)明：其它合理回答都給分 （5）4NO2+O2+4NaOH4NaNO3+2H2O例5、某課外活動(dòng)小組模擬呼吸面具中的原理（過(guò)氧化鈉與潮濕二氧化碳反應(yīng)），設(shè)計(jì)用下列儀器來(lái)制取氧氣并測(cè)量氧氣的體積。下圖中量氣裝置E是甲、乙兩根玻璃管組成，它們用橡皮管連通，并裝入適量水。甲管有刻度（050mL），供量氣用；乙管可上下移動(dòng)，以調(diào)節(jié)液面高低。實(shí)驗(yàn)室可供選用的藥品還有：稀硫酸、鹽酸、過(guò)氧化鈉、碳酸鈉、大理石、水。試回答：（1）上述裝置的連接順序是（填連接口的編號(hào)，其中連接膠管及夾持裝置均省略）： （2）裝置C中放入的反應(yīng)物是 和 。（3）裝置A的作用是 ；裝置B的作用是 。（4

18、）為了較準(zhǔn)確地測(cè)量氧氣的體積，除了必須檢查整個(gè)裝置的氣密性之外，在讀取反應(yīng)前后甲管中液面的讀數(shù)，求其差值的過(guò)程中，應(yīng)注意 和 （填寫(xiě)字母編號(hào)）a.視線(xiàn)與凹液面最低處相平b.等待片刻，待乙管中液面不再上升時(shí)，立即讀數(shù)c.讀數(shù)時(shí)應(yīng)上下移動(dòng)乙管，使甲、乙兩管液面相平d.讀數(shù)時(shí)不一定使甲、乙兩管液面相平解析：明確題目的要求：模擬呼吸面具中的原理（過(guò)氧化鈉與潮濕的CO2反應(yīng)），制取氧氣并測(cè)量氧氣的體積。因此必須首先制取CO2，并進(jìn)行必要的提純，與過(guò)氧化鈉反應(yīng)后還要提純以保證測(cè)量出的氧氣的體積更準(zhǔn)確。觀察C裝置在U型管的一側(cè)用玻璃纖維隔開(kāi)，上邊可以放置固體，這顯然是一個(gè)類(lèi)似于啟普發(fā)生器的裝置，可用于制取二

19、氧化碳，由于碳酸鈉易溶于水，用它制取二氧化碳會(huì)使U型管失去隨時(shí)開(kāi)關(guān)的作用，因此必須選用大理石和鹽酸（硫酸鈣微溶于水，會(huì)使反應(yīng)速率漸慢），而鹽酸易揮發(fā)可用NaHCO3溶液除去CO2中的HCl，在D中放置過(guò)氧化鈉，由于氣體與固體物質(zhì)反應(yīng)是在固體表面進(jìn)行的，CO2不可能充分反應(yīng)，會(huì)與O2一同逸出，可用NaOH溶液除去其中的CO2，然后再測(cè)量O2的體積。要清楚U型管的作用原理，當(dāng)向一端（甲管）充入O2后，由于壓強(qiáng)增大甲管液面下降、乙管液面上升、二管液面的差即說(shuō)明甲管中O2的相互高度，使液面相平，這時(shí)甲管中的讀數(shù)就是正常壓強(qiáng)條件下較準(zhǔn)確的體積。答案：（1）（可顛倒） （2）大理石、鹽酸 （3）吸收氧氣中

20、未反應(yīng)的CO2，吸收CO2中混有的HCl （4）a、c例6、在一定條件下用普通鐵粉和水蒸氣反應(yīng)，可以得到鐵的氧化物。該氧化物又可以經(jīng)過(guò)此反應(yīng)的逆反應(yīng)，生成顆粒很細(xì)的鐵粉。這種鐵粉具有很高的反應(yīng)活性，在空氣中受撞擊或受熱時(shí)會(huì)燃燒，所以俗稱(chēng)“引火鐵”。請(qǐng)分別用下圖中示意的兩套儀器裝置，制取上述鐵的氧化物和“引火鐵”。實(shí)驗(yàn)中必須使用普通鐵粉和6mol/L鹽酸，其他試劑自選（裝置中必要的鐵架臺(tái)、鐵夾、鐵圈、石棉網(wǎng)、加熱設(shè)備等在圖中均已略去）。填寫(xiě)下列空白：（1）實(shí)驗(yàn)時(shí)試管A中應(yīng)加入的試劑是 ；燒瓶B的作用是 ；燒瓶C的作用是 ；在試管D中收集得到的是 。（2）實(shí)驗(yàn)時(shí)，U型管G中應(yīng)加入的試劑是 ；長(zhǎng)頸漏

21、斗中應(yīng)加入 。（3）兩套裝置中，在實(shí)驗(yàn)時(shí)需要加熱的儀器是（填該儀器對(duì)應(yīng)的字母） 。（4）燒瓶I中發(fā)生的反應(yīng)有時(shí)要加入少量硫酸銅溶液，其目的是 。（5）試管E中發(fā)生的化學(xué)方程式為 。（6）為了安全，在E管中的反應(yīng)發(fā)生前，在F出口處必須 ；E管中的反應(yīng)開(kāi)始后，在F出口處應(yīng) 。解析：雖然本題設(shè)置了制取“引火鐵”的新情境及十一處設(shè)問(wèn)，但所涉及的反應(yīng)原理并無(wú)新的內(nèi)容，不外是鐵與鐵的氧化物的相互轉(zhuǎn)化的知識(shí)。因此，本題不屬于“原理型信息給予題”，而屬于“背景型信息給予題”。解答這類(lèi)問(wèn)題，只要能明確此題提供的背景涉及哪些已有知識(shí)和實(shí)驗(yàn)技能，經(jīng)過(guò)將提取的有關(guān)知識(shí)、技能用于實(shí)際情境，進(jìn)行冷靜思維，準(zhǔn)確地分析判斷，

22、解答本題應(yīng)有相當(dāng)?shù)陌盐铡?yīng)該指出的是，當(dāng)明確每套裝置對(duì)應(yīng)的主要反應(yīng)以后，解答的重、難點(diǎn)在于實(shí)驗(yàn)知識(shí)、技能的恰當(dāng)應(yīng)用。首先應(yīng)理出每套裝置中氣體的發(fā)生裝置和氣體流向。左圖為：B（水蒸氣發(fā)生裝置）ACD；右圖為：H、I（H2發(fā)生裝置）GE（自F排出尾氣）。然后，要分析在A和E中發(fā)生的反應(yīng)及反應(yīng)產(chǎn)物，明確附屬設(shè)備的功能。左圖中D為排水法收集鐵與水蒸氣反應(yīng)副產(chǎn)物氫氣。鑒于裝置較復(fù)雜和反應(yīng)速率較難控制，用C為安全瓶防止水倒吸至A（此處要加熱），確保實(shí)驗(yàn)安全、順利進(jìn)行，十分必要；右圖中E處用氫氣還原四氧化三鐵，此反應(yīng)需加熱，為確保安全，必須在F處收集H2，事先檢驗(yàn)H2的純度，反應(yīng)發(fā)生后，應(yīng)在F處點(diǎn)燃未反應(yīng)的

23、H2。G則是干燥氫氣的裝置（若含水蒸氣，生成鐵會(huì)部分氧化）。此外，由于裝置圖上未標(biāo)出應(yīng)加熱裝置處的熱源，給解答造成一些干擾與困難，可在B、A、E等處注明加熱，使反應(yīng)條件明朗化，會(huì)有助于問(wèn)題的解答。 答案：（1）普通鐵粉（或鐵粉）；用于產(chǎn)生水蒸氣；防止水倒吸；氫氣 （2）固體NaOH（或堿石灰、CaO等固體干燥劑）；6mol/L的HCl （3）A、B、E （4）加快產(chǎn)生氫氣的速度 （5）Fe3O4+4H23Fe+4H2O (6)檢驗(yàn)氫氣的純度；點(diǎn)燃?xì)錃饫?、測(cè)量一定質(zhì)量的鋁鋅合金與強(qiáng)酸溶液反應(yīng)生成的氫氣的體積，可以求得合金中鋁和鋅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。現(xiàn)有下列實(shí)驗(yàn)用品：中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)常用儀器、800mL燒杯

24、、100mL量筒、短頸玻璃漏斗、銅網(wǎng)、鋁鋅合金樣品、濃鹽酸（密度1.19g/cm3）、水。按圖所示裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，回答下列問(wèn)題。（設(shè)合金樣品全部反應(yīng)，產(chǎn)生的氣體不超過(guò)100ml）（1）補(bǔ)充下列實(shí)驗(yàn)步驟，直到反應(yīng)開(kāi)始進(jìn)行（鐵架臺(tái)和鐵夾的安裝可省略）：將稱(chēng)量后的合金樣品用銅網(wǎng)小心地包裹好，放在800mL燒杯底部，把短頸漏斗倒扣在樣品上面。 （2）合金樣品用銅網(wǎng)包裹的目的是 。解析：這個(gè)實(shí)驗(yàn)其實(shí)是很簡(jiǎn)單的，根據(jù)鋁和鋅都能與鹽酸反應(yīng)。由合金質(zhì)量與生成的氫氣的體積，解方程組可以求出鋁和鋅的物質(zhì)的量和質(zhì)量。實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵是必須用量筒收集到全部氫氣并且不能混有空氣。如果燒杯內(nèi)水面沒(méi)有沒(méi)過(guò)漏斗，則在將量筒倒扣時(shí)，必

25、然將空氣帶入量筒內(nèi)。燒杯中水面到杯口要有100mL空間，這是為了防止氫氣將酸液排出杯外，流到桌上。一定要先把水加入和將漏斗倒插后才能加入濃鹽酸，如果一開(kāi)始就加入鹽酸，立即與鋁、鋅反應(yīng)，來(lái)不及收集產(chǎn)生的全部氫氣，定量實(shí)驗(yàn)就是失敗的。銅與鹽酸不反應(yīng)，但銅的密度較大，可以將樣品沉在燒杯底部，避免被氫氣泡帶出到漏斗外導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)失敗。答案：（1）在燒杯內(nèi)注入水，直到水面沒(méi)過(guò)漏斗；在100mL量筒中裝滿(mǎn)水，倒置在盛水的燒杯中（量筒中不應(yīng)留有氣泡），使漏斗頸伸入量筒中，燒杯中水面到杯口至少保留100mL空間；將長(zhǎng)頸漏斗（或玻璃棒）插入燒杯并接近燒杯底部，通過(guò)它慢慢加入濃鹽酸，直到有氣體產(chǎn)生。（2）使樣品在反應(yīng)

26、時(shí)能保持在燒杯底適當(dāng)?shù)奈恢?。?、 1,2-二溴乙烷可作汽油抗爆劑的添加劑,常溫下它是無(wú)色液體，密度是2.18g/cm3，沸點(diǎn)131.4,熔點(diǎn)9.79，不溶于水，易溶于醇、醚、丙酮等有機(jī)溶劑。在實(shí)驗(yàn)中可以用下圖所示裝置制備1,2-二溴乙烷。其中分液漏斗和燒瓶a中裝有乙醇和濃硫酸的混合液，試管d中裝有濃溴(表面覆蓋少量水)。填寫(xiě)下列空白:(1)寫(xiě)出本題中制備1,2-二溴乙烷的兩個(gè)化學(xué)方程式 、 (2)安全瓶b可以防止倒吸,并可以檢查實(shí)驗(yàn)進(jìn)行時(shí)試管d是否發(fā)生堵塞。請(qǐng)寫(xiě)出發(fā)生堵塞時(shí)瓶b中的現(xiàn)象。(3)容器c中NaOH溶液的作用是: (4)某學(xué)生做此實(shí)驗(yàn)時(shí),使用一定量的液溴,當(dāng)溴全部褪色時(shí),所消耗乙醇

27、和濃硫酸混合液的量,比正常情況下超出許多,如果裝置的氣密性沒(méi)有問(wèn)題,試分析其可能的原因。解析：本題要求掌握乙烯的實(shí)驗(yàn)室制法以及乙烯與溴水的反應(yīng)，另外還涉及物理中壓強(qiáng)知識(shí)以及安全問(wèn)題等內(nèi)容，培養(yǎng)學(xué)生靈活綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)以及分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果得出正確結(jié)論的觀察能力、分析能力和逆向思維能力。同時(shí)訓(xùn)練學(xué)生在較為生疏的實(shí)驗(yàn)裝置面前，保持穩(wěn)定心態(tài)。由題中信息可知，1，2-二溴乙烷的熔點(diǎn)為9.79，必須要注意試管d外的冷卻水溫度，如果低于此熔點(diǎn)，就會(huì)使得1，2-二溴乙烷在試管d中凝固，發(fā)生堵塞現(xiàn)象，使試管d和容器c和b中以及a中由于乙烯排不出去而導(dǎo)致壓強(qiáng)增大，將安全裝置b內(nèi)的水壓入玻璃管里，使玻璃管的水柱上升，甚

28、至溢出，與此同時(shí)b瓶?jī)?nèi)的液面應(yīng)當(dāng)略有下降。在反應(yīng)中，濃硫酸是脫水劑和催化劑，它還是一種副反應(yīng)的強(qiáng)氧化劑，即濃硫酸與乙醇發(fā)生氧化還原反應(yīng)，因而有SO2、CO2等酸性氣體生成，用瓶c內(nèi)NaOH溶液除去。本實(shí)驗(yàn)中乙烯與溴的反應(yīng)是氣體和液體之間的反應(yīng)，如果乙烯產(chǎn)生得過(guò)快，將會(huì)來(lái)不及充分反應(yīng)，使乙烯白白逸出，導(dǎo)致原料消耗增大，所發(fā)生的副反應(yīng)也使原料消耗增大。答案：（1）CH3CH2OH CH2=CH2+H2O CH2=CH2+BrCH2BrCHBr2；（2）b中水面會(huì)下降,玻璃管中的水面會(huì)上升,甚至溢出 （3）除去乙烯中帶出的酸性氣體（或答二氧化碳、二氧化硫） （4）乙烯發(fā)生(或通過(guò)液溴)速度過(guò)快 實(shí)驗(yàn)

29、過(guò)程中,乙烯和濃硫酸的混合液沒(méi)有迅速達(dá)到170(或?qū)憽翱販夭划?dāng)”也可以)專(zhuān)題預(yù)測(cè)與訓(xùn)練一、選擇題1為制備干燥、純凈的CO2，將大理石和鹽酸反應(yīng)生成的氣體先后通過(guò)裝有下列物質(zhì)的兩個(gè)吸收裝置，兩個(gè)裝置應(yīng)順序裝入（ ）A水；無(wú)水CaCl2 B飽和NaHCO3溶液；濃H2SO4 C濃H2SO4；飽和NaHCO3溶液 D飽和NaHCO3溶液；稀H2SO42下列各組溶液，只要用試管和膠頭滴管，不用其他任何試劑就可以鑒別的是（ ）AKOH和Al2(SO4)3 B稀H2SO4和NaHCO3CCaCl2和Na2CO3 DBa(OH)2和NaHSO43一瓶Na2SO3已部份氧化，必須通過(guò)實(shí)驗(yàn)確定其純度，正確的操作

30、順序?yàn)椋?）稱(chēng)取樣品用蒸餾水溶解樣品過(guò)濾在烘箱中烘干沉淀向溶液中加過(guò)量的用鹽酸酸化的BaCl2溶液用蒸餾水洗滌沉淀再用AgNO3溶液檢驗(yàn)，不出現(xiàn)沉淀為止準(zhǔn)確稱(chēng)量干燥沉淀的質(zhì)量在干燥器中冷卻計(jì)算A BC D4根據(jù)下列實(shí)驗(yàn)事實(shí)得出的結(jié)論正確的是（ ）5限用一種試劑即可區(qū)別Na2S、Na2SO3 、Na2CO3、NaAlO2、Na2SO4五種溶液，應(yīng)選用（ ）A燒堿溶液 BBaCl2溶液 C氨水 D鹽酸 6欲使CuSO45H2O、NH4Cl和SiO2的混合物分開(kāi)，其必要的操作為（ ）A升華、溶解、過(guò)慮、蒸發(fā) B溶解、過(guò)慮、蒸發(fā)、分液。C加熱、溶解、過(guò)慮、結(jié)晶 D溶解、過(guò)慮、分餾、結(jié)晶7現(xiàn)給你提供以下

31、試劑蒸餾水鐵粉濃：H2SO4濃鹽酸燒堿濃氨水Cl2請(qǐng)你設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)；從電子工業(yè)上用FeCl3溶液腐蝕印刷電路板后的廢液中回收并制純凈的FeCl3溶液。在方案中需選用上述試劑中的（ ）A B C D8某學(xué)生設(shè)計(jì)了三種制備方案用KI晶體與濃H3PO4反應(yīng)制HI用飽和食鹽水制電石氣用純堿和石灰水制燒堿，可用的方案是（ ）A B C D全部9設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)從草木灰中提取鉀鹽，下列儀器不必羅列在實(shí)驗(yàn)通知單中的是（ ）A滴定管 B玻璃棒 C燒杯 D分液漏斗10去掉苯酚中混有少量的苯甲酸、應(yīng)選用最好的實(shí)驗(yàn)方案是（ ）A在混合物中加入鹽酸、充分振蕩，再用分液漏斗分離B在混合物中加入NaOH溶液、充分振蕩，再通入過(guò)量

32、CO2使反應(yīng)完全后，再分液漏斗分離C將混合物用蒸餾方法分離D在混合物中加入乙醚、充分蒸取苯酚后，再用分液漏斗分離11下列實(shí)驗(yàn)中用錯(cuò)試劑的是（ ）A用稀HCl清洗焰色反應(yīng)的鐵絲B用酒精萃取碘水中的碘C用稀HNO3洗去殘留在試管壁上的銀D用堿石灰吸收氨氣中的水蒸氣12氯仿可作麻醉劑，常因保存不慎而被空氣氧化產(chǎn)生劇毒的光氣：2CHCl3 + O2 2HCl + 2COCl2 (光氣)為防止事故，使用前要檢驗(yàn)氯仿是否變質(zhì)，所用試劑是（ ）ANaOH溶液B溴水 CAgNO3溶液DKI-淀粉溶液 13為驗(yàn)證某混合氣體中是否含有SO2，下列實(shí)驗(yàn)方案合理的是（ ）A首先通入NaOH溶液中，再在溶液中加入BaC

33、l2溶液，然后再加足量稀鹽酸B首先確定混合氣體中有無(wú)其它還原性氣體，如HI、HBr等，在排除這些氣體的前提下，將混合氣體通入酸性KMnO4溶液C首先將氣體通入到品紅溶液中，再設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證實(shí)是否含有Cl2等能使品紅褪色的其它物質(zhì)D首先將氣體通入酸性KMnO4溶液，再通入品紅溶液，再通過(guò)BaCl2溶液14從以下反應(yīng)CaCO3 + 2HCl = CaCl2 + H2O + CO2；C6H5ONa+ H2O + CO2C6H5OH + NaHCO3。2KMnO4 + 16HCl = 2KCl + 2MnCl2 + 5Cl2 + 8H2O；2KBr + Cl2 = 2KCl + Br2推出結(jié)論為（ ）A酸

34、性：HCl H2CO3 C6H5OH B酸性：C6H5OH HCl H2CO3C氧化性：Cl2 Br2 KMnO4 D氧化性：KMnO4 Cl2 Br215過(guò)氧化氫的沸點(diǎn)比水高，受熱易分解。某試劑廠先制得7%8%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）的H2O2溶液，再濃縮為30%的溶液時(shí)，可采用的適宜方法是（ ）A常壓蒸餾 B減壓蒸餾 C加生石灰常壓蒸餾 D加壓蒸餾16去掉苯酚中混有少量的苯甲酸，應(yīng)選用的最好的實(shí)驗(yàn)方案是（ ）A在混合物中加入HCl溶液，充分振蕩，再用分液漏斗分離。B在混合物中加入NaOH溶液，充分振蕩，再通入過(guò)量CO2，使反應(yīng)完全后，用分液漏斗分離。C將混合物用蒸餾方法分離。D在混合物中加入乙醚，充分

35、萃取苯酚，然后再用分液漏斗分離。二、填空題17在進(jìn)行性質(zhì)實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)時(shí)，要充分了解物質(zhì)的_、_、_和_之間的相互關(guān)系。要根據(jù)物質(zhì)的_，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案來(lái)探索和驗(yàn)證物質(zhì)所具有的一些性質(zhì)。18亞硫酸鈉中的+4價(jià)硫，既有氧化性，又有還原性?，F(xiàn)有試劑：溴水、Na2S溶液、 Na2SO3溶液、稀H2SO4、NaOH溶液、氨水。 （1）要證明Na2SO3具有還原性，應(yīng)選用的試劑有_，看到的現(xiàn)象是_。反應(yīng)的離子方程式為：_。 （2）要證明Na2SO3具有氧化性，應(yīng)選用的試劑有_，看到的現(xiàn)象是_。反應(yīng)的離子方程式為：19現(xiàn)有稀氨水、鹽酸、氯化銨晶體、蒸餾水、酚酞試液、pH試紙。請(qǐng)選用合適的試劑，設(shè)計(jì)最簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)

36、證明氨水是弱堿。20已知化合物甲和乙都不溶于水，甲可溶于質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于或等于98%的硫酸而乙不溶，現(xiàn)有一份甲和乙的混合物樣品，通過(guò)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行分離，可得到固體甲（實(shí)驗(yàn)使用的過(guò)濾器是用于強(qiáng)酸性液體的耐酸性過(guò)濾器）。 請(qǐng)?zhí)顚?xiě)表中空格，完成由上述混合物得到固體甲的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。序號(hào)實(shí)驗(yàn)步驟簡(jiǎn)述實(shí)驗(yàn)操作（不敘述如何組裝實(shí)驗(yàn)裝置）溶解將混合物放入燒杯中，加入98%硫酸中，充份攪拌直到固體不再溶解。洗滌沉淀檢驗(yàn)沉淀是否洗凈21某混合物粉末中含有K+Na+Mg2+Cl-Br-。 （1）將K+Na+Mg2+大致分離，并把Cl-Br-也大致分離開(kāi)來(lái)，有以下的方法和步驟可供選擇（有些可以重復(fù)使用）：溶于水配成稀溶液；溶于水

37、配成飽和溶液；通入足量的CO2；通入足量的氯水；加入足量濃氨水；過(guò)濾；用CCl4萃取。最合理的方法和步驟的順序依次是（用編號(hào)） （2）分離后剩余的水溶液中所含的主要物質(zhì)是 （3）如果上述分離過(guò)程中分離出的一種物質(zhì)是小蘇打，要得到干燥的小蘇打應(yīng)采取的最簡(jiǎn)單的措施 。22為測(cè)定碳酸鈣純度（設(shè)含雜質(zhì)SiO2），學(xué)生設(shè)計(jì)了如下幾個(gè)實(shí)驗(yàn)方案，請(qǐng)回答每個(gè)方案中的問(wèn)題。方案I（1）稱(chēng)取碳酸鈣樣品 M g；（2）加入過(guò)量鹽酸；（3）收集并測(cè)定生成的氣體體積 V mL。問(wèn)題：如果稱(chēng)量樣品時(shí)，砝碼底部有一處未被實(shí)驗(yàn)者發(fā)現(xiàn)的殘缺，那么測(cè)定的碳酸鈣的純度會(huì) （偏高、偏低、無(wú)影響）方案II（1）稱(chēng)取碳酸鈣樣品 M g；（2）用c mol/L 鹽酸 V mL（過(guò)量）溶解樣品；（3）取溶解后的溶液mL，用Cmol/L NaOH溶液滴定，恰好用去VmL。問(wèn)題1：列出本實(shí)驗(yàn)中所用到的儀器名稱(chēng)（除鐵架臺(tái)及附件、燒杯之外） 。問(wèn)題2：加鹽酸后是否需要濾出SiO2后再用