2014《名師伴你行》系列高考化學一輪復習配套學案部分：綜合實驗設(shè)計

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1、 判斷下列說法的正確與否，在正確的后面畫“”，在錯誤的后面畫“”。(1)氫氣還原氧化銅實驗中，要先加熱CuO后再通入氫氣（ ）(2)加熱制取且用排水法收集的氣體的裝置在拆卸時，應該先將導管從水槽中取出，后熄滅酒精燈 （ ）(3)為了研究催化劑對H2O2分解速率的影響，設(shè)計實驗為：分別向兩支試管中加入相同體積不同濃度的H2O2溶液，再向其中一支試管中加入MnO 2 （ ）解析：先排凈裝置中的空氣，再加熱CuO，防止發(fā)生爆炸。解析：該實驗中的變量有兩個，為研究催化劑對H2O2分解速率的影響應使H2O2溶液濃度相等。 (4)以銀為原料制備硝酸銀時，選擇銀與稀硝酸反應比選擇銀與濃硝酸反應要好 （ ）(

2、5)用石墨作電極，電解Mg(NO3)2和Cu(NO3)2的混合溶液，來確定鎂和銅的金屬活動性強弱 （ ）(6)根據(jù)Na2CO3和Na2SO3水溶液的堿性強弱，確定碳和硫兩元素的非金屬性強弱 （ ）(7)將氯氣的制備與性質(zhì)實驗聯(lián)合進行以減少實驗中的空氣污 染 （ ）(8)用同一電路測定等濃度的鹽酸、醋酸溶液的導電性，來比較二者的酸性強弱 （ ）解析：應比較Na2SO4和Na2CO3溶液的酸堿性。 (9)在銅和濃硫酸反應的實驗中，將銅片改為可調(diào)節(jié)高度的銅絲，可防止生成過量的二氧化硫?qū)Νh(huán)境的影響 （ ）(10)為測定熔融氫氧化鈉的導電性，可在瓷坩堝中熔化氫氧化鈉固體后進行測量 （ ）(11)某溶液中

3、通入Cl2后，滴入KSCN溶液以檢驗原溶液中有無Fe2 （ ）解析：不能肯定溶液中的Fe 3是原來就有的，還是原有的Fe2被氧化生成的，因而不能確定溶液中Fe2的存在。解析：瓷坩堝中含有的SiO2與NaOH反應。 考 點 1 化 學 實 驗 方 案 的 設(shè) 計*自 主 梳 理 *1.化學實驗方案設(shè)計的思路 2.化學實驗方案設(shè)計時遵循的原則（1）科學性：實驗原理、實驗操作程序和方法應該正確。（2）安全性：實驗設(shè)計時，應盡量避免使用和進行具有一定危險性的實驗操作。（3）環(huán)保性：有毒物質(zhì)必須處理，以防污染環(huán)境。（4）可行性：設(shè)計和實驗方案要切實可行，所選用的化學藥品、儀器、設(shè)備和方法等在現(xiàn)有的下能夠

4、得到滿足。（5）簡約性：實驗設(shè)計應盡可能簡單易行，應采用簡單的實驗裝置，用較少的實驗步驟和實驗藥品，并能在較短的時間內(nèi)完成實驗，且效果明顯。（6）經(jīng)濟性：綜合考慮原料的用量、價格。3.實驗設(shè)計的方法（1）明確實驗目的、； （2）選擇；有毒藥品實驗條件實驗原理實驗用品 （3）設(shè)計裝置步驟；（4）記錄 ；（5）分析得出結(jié)論。以上只是解答綜合實驗設(shè)計題的一般思考方法。在解答過程中，應根據(jù)實驗設(shè)計題的具體情況和要求，作出正確的回答。4.化學實驗方案設(shè)計的類型實驗現(xiàn)象、實驗數(shù)據(jù) 1.化學實驗方案設(shè)計的基本內(nèi)容一個相對完整的化學實驗方案一般包括下述內(nèi)容：（1）實驗名稱；（2）實驗目的；（3）實驗原理；（4

5、）實驗用品（藥品、儀器、裝置、設(shè)備）及規(guī)格；（5）實驗裝置圖、實驗步驟和操作方法；（6）實驗注意事項；（7）實驗現(xiàn)象的記錄及結(jié)果處理；（8）問題與討論。 2.實驗設(shè)計的步驟（1）明確目的原理：首先必須認真審題，明確實驗的目的及要求，弄清題目有哪些新的信息，綜合已學過的知識，通過類比、遷移、分析，從而明確實驗原理。（2）選擇儀器藥品：根據(jù)實驗的目的和原理，以及反應物和生成物的性質(zhì)、反應條件，如反應物和生成物的狀態(tài)，能否腐蝕儀器和其他物件、反應是否加熱及溫度是否控制在一定的范圍內(nèi)等，選擇合理的化學儀器和藥品。（3）設(shè)計裝置步驟：根據(jù)上述實驗目的和原理，以及所選用的儀器和藥品，設(shè)計出合理的實驗裝置和

6、實驗操作步驟。學生應具備識別和繪制典型的實驗儀器裝置圖的能力，實驗步驟應完整而簡明。（4）記錄現(xiàn)象數(shù)據(jù)：根據(jù)觀察，全面而準確地記錄實驗過程中的現(xiàn)象和數(shù)據(jù)。（5）分析得出結(jié)論：根據(jù)實驗觀察的現(xiàn)象和記錄的數(shù)據(jù)，通過分析、計算、圖表、推理等處理，得出正確的結(jié)論。 3.化學實驗方案設(shè)計的注意事項（1）藥品和儀器是部分給出還是有剩余若藥品和儀器是部分給出，則應作必要的補充；若有剩余，則應進行篩選和淘汰。（2）條件有無特殊要求如采用最簡單或最合理的實驗步驟，這些要求對我們考慮反應原理、選擇藥品和裝置、確定操作步驟都作了限定，必須高度重視。（3）實驗過程中的隱蔽性操作如某些必要的干燥、除雜、冷凝等，這些都是

7、實驗中必不可少的，但容易被忽略。（4）藥品的描述有些題目要求指出藥品的名稱，這類問題學生最難答準 確，如有些藥品的準確描述為：硫酸銅粉末、澄清石灰水、酸性高錳酸鉀溶液、濃硫酸、飽和NaHCO3溶液、NaOH溶液等。此外也應注意某些儀器的規(guī)格。 （5）會畫簡單的實驗裝置圖?？季V要求能夠繪制和識別典型的實驗儀器裝置圖，可用“示意裝置圖”表示。（6）其他注意事項冷凝回流的問題。冷卻問題。防止倒吸問題。具有特殊作用的實驗改進裝置。如為使分液漏斗中的液體能順利流出，用橡皮管連接成連通裝置；為防止氣體從長頸漏斗中逸出，可在發(fā)生裝置中的漏斗末端套一支小試管等。 【例1】某研究小組用MnO2和濃鹽酸制備Cl2

8、時，利用剛吸收過少量SO2的NaOH溶液對其尾氣進行吸收處理。（1）請完成SO2與過量NaOH溶液反應的化學方程式：SO2+2NaOH= 。（2）反應Cl2+Na2SO3+2NaOH = 2NaCl+Na2SO4+H2O中的還原劑為。（3）吸收尾氣一段時間后，吸收液（強堿性）中肯定存在Cl-、OH-和SO2-4,請設(shè)計實驗，探究該吸收液中可能存在的其他陰離子（不考慮空氣中CO2的影響）。 提出合理假設(shè)。 假設(shè)1：只存在SO 2-3； 假設(shè)2：既不存在SO2-3，也不存在ClO-； 假設(shè)3：。Na2SO3+H2ONa2SO3只存在ClO- 設(shè)計實驗方案，進行實驗。請寫出實驗步驟以及預期現(xiàn)象和結(jié)論

9、。限選實驗試劑：3 molL-1H2SO4、1 molL-1NaOH、0.01 molL-1KMnO4、淀粉-KI溶液、紫色石蕊試液。 答案： 解析：本題主要考查實驗設(shè)計與評價能力，背景知識為氧化還原反應，意在考查學生的實驗設(shè)計能力、分析與解決問題的能力，本題在對學生實驗評價能力的考查上具有特別的價值，是一個既具有新穎性，又不失經(jīng)典性的好題。（1）SO2與過量NaOH反應的產(chǎn)物為Na2SO3與H2O；（2）在反應中，硫元素的化合價升高，所以Na2SO3為還原劑；（3）SO2-3具有較強的還原性，而ClO-具有極強的氧化性，ClO-與SO2-3是不能共存的，所以假設(shè)3為：只存在ClO-，實驗設(shè)計

10、只要求證實酸化后的溶液是具有氧化性，還是具有還原性，還是既不具有氧化性，也不具有還原性，若加入淀粉-KI溶液會出現(xiàn)藍色，證明存在ClO -，若加入KMnO4溶液時，KMnO4溶液褪色，證明存在SO2-3，若兩種現(xiàn)象均無，則假設(shè)2成立?！緜淇贾改稀刻骄啃詫嶒灱僭O(shè)的提出要依據(jù)題目環(huán)境和化學知識。 如本題中假設(shè)（3）是在研究假設(shè)（1）（2）的基礎(chǔ)上提出的， 是研究SO23和ClO的存在問題， 因此假設(shè)(3)是只有ClO,不可能SO23和ClO同時存在。再如研究鐵元素的價態(tài)時 ，假設(shè)的提出應當為(1)Fe2 (2)Fe3 (3)Fe2+、Fe3。2012年安徽卷碳酸鉛和堿式碳酸鉛存在的假設(shè)，2011年

11、安徽卷考察了影響脫氮速率的因素， 對影響速率提出假設(shè)，2009年廣東卷考查了鐵元素存在形態(tài)的假設(shè)，這些題值得研究。 【例2】下面是某化學學習小組的同學進行“草酸晶體受熱分解的部分產(chǎn)物的驗證”的探究性實驗，已知草酸及草酸晶體的一些相關(guān)知識如下表： 備注：草酸晶體失去結(jié)晶水后，175 以上開始分解。且分解產(chǎn)物中的氣體可能是CO、CO2或它們的混合物。請回答下列問題：（1）寫出草酸晶體加熱分解的化學方程式：。圖5-39-1 （2）填寫表中空格：（請在澄清石灰水、氫氧化鈉溶液、濃硫酸、無水硫酸銅之間選擇試劑）無水硫酸銅氫氧化鈉溶液除去CO氣體中的水蒸氣澄清石灰水 （3）在實驗過程中，該學生發(fā)現(xiàn)應對上述

12、實驗裝置進行一些改進，才能保證實驗的科學性和安全性（如圖5-39-2）。請回答下列問題：圖5-39-2 為證明通往玻璃管的CO氣體已除去CO2，可在乙和丙之間連接 （填裝置序號）。在裝置丁和戊之間連接b裝置，其作用是 。為了防止余氣對實驗室或環(huán)境造成污染，可在裝置丁后連接（填裝置序號）。（4）資料記載：草酸是二元弱酸，酸性比碳酸強，在受熱分解過程中有少量升華；草酸鈣和草酸氫鈣均為白色不溶物。若在乙裝置中盛澄清石灰水，發(fā)現(xiàn)澄清石灰水變渾濁，能否證明草酸晶體分解生成的氣體中一定有CO 2，請說明理由。解析：根據(jù)元素守恒，H2C2O42H2O分解除了得到H2O外，必定生成CO和CO2的混合氣體。檢驗

13、水通常用無水硫酸銅，除去CO2可用NaOH溶液，檢驗CO2可選用澄清石灰水。不能，在未洗氣的情況下通入石灰水，可能因草酸蒸氣與石灰水反應生成草酸鈣沉淀，對實驗有干擾c防止戊中的液體倒吸a 【 備 考 指 南 】 1.實 驗 方 案 設(shè) 計 的 解 題 思 路 與 方 法 。(1)思 考 問 題 的 順 序 圍 繞 主 題 問 題 思 考 。如 選 適 當 的 實 驗 路 線 、 方 法 ； 所 用 藥 品 、 儀 器 簡 單 易 得 ；實 驗 過 程 快 速 、 安 全 ； 實 驗 現(xiàn) 象 明 顯 。 思 考 有 關(guān) 物 質(zhì) 的 制 備 、 凈 化 、 吸 收 和 存 放 等 問 題 。例 如

14、 ： 制 取 在 空 氣 中 易 水 解 的 物 質(zhì) (Al2S3、 AlCl3、 Mg3N2等 )及 易 受 潮 的 物 質(zhì) 時 ， 往 往 在 裝 置 末 端 連 接 一 個 干 燥 管 ，以 防 止 空 氣 中 的 水 蒸 氣 進 入 。 思 考 實 驗 的 種 類 及 如 何 合 理 地 組 裝 儀 器 ， 并 將 實 驗 與課 本 實 驗 比 較 、 聯(lián) 系 。(2)儀 器 安 裝 順 序遵 循 “ 由 下 往 上 ， 從 左 到 右 ” 的 原 則 ， 氣 體 先 凈 化 后 干燥 原 則 。 (3)儀 器 間 的 連 接 順 序 洗 氣 裝 置 導 管 “ 長 進 短 出 ” ；

15、 量 氣 裝 置 導 管 “ 短 進 長出 ” ； 干 燥 管 除 雜 “ 大 口 進 、 小 口 出 ” 。 整 體 裝 置 連 接 順 序 ： 氣 體 發(fā) 生 除 雜 干 燥 主 要 實驗 尾 氣 處 理 。(4)實 驗 操 作 及 操 作 順 序 氣 體 實 驗 ： 連 接 儀 器 檢 查 氣 密 性 裝 入 藥 品 開 始實 驗 拆 卸 儀 器 其 他 處 理 加 熱 操 作 順 序 ： 先 通 原 料 氣 排 盡 空 氣 ， 再 點 燃 酒 精 燈 ，以 防 爆 炸 或 發(fā) 生 副 反 應 ， 即 “ 先 通 后 點 ” ； 反 應 結(jié) 束 后 ， 繼續(xù) 通 入 原 料 氣 至 裝

16、置 冷 卻 ， 再 熄 滅 氣 體 發(fā) 生 裝 置 的 酒 精 燈 ，即 “ 先 冷 后 停 ” 。 補 全 實 驗 操 作 的 名 稱 或 簡 單 的 實 驗 步 驟 ， 特 別 是 溶 解 、過 濾 、 洗 滌 、 蒸 發(fā) 烘 干 結(jié) 晶 （ 冷 卻 結(jié) 晶 和 濃 縮 結(jié) 晶 ） 等 操 作 是 高 考 的 熱 點 。 2.實 驗 方 案 設(shè) 計 時 需 注 意 的 幾 個 問 題(1)防 止 倒 吸 問 題 。 凡 涉 及 有 關(guān) 極 易 溶 于 水 的 氣 體 (如 NH3、HCl等 )的 綜 合 性 實 驗 時 ， 應 增 加 防 倒 吸 裝 置 。(2)具 有 特 殊 作 用 的

17、 實 驗 改 進 裝 置 。 如 為 防 止 分 液 漏 斗 中的 液 體 不 能 順 利 流 出 ， 用 橡 皮 管 連 接 成 連 通 裝 置 。(3)拆 卸 時 注 意 安 全 性 和 科 學 性 。 有 些 實 驗 為 防 止 爆 炸 、防 氧 化 或 防 倒 吸 ， 應 注 意 停 熱 或 停 氣 的 順 序 。(4)可 燃 性 氣 體 的 驗 純(5)排 水 量 氣 時 讀 數(shù) 一 般 調(diào) 節(jié) 氣 體 壓 強 為 1個 大 氣 壓 以 及 如何 調(diào) 節(jié) 的 問 題 。 Na2O2 2 （2）進行探究： 提出假設(shè)。假設(shè)1：全部是Na2O2 假設(shè)2：全部是Na2CO3 假設(shè)3： 設(shè)計方

18、案，進行實驗。請寫出實驗步驟以及預期現(xiàn)象和結(jié)論（可不填滿）。限選實驗試劑和儀器：蒸餾水、1 moLL 1 H2SO4、澄清石灰水、淀粉KI溶液、酚酞溶液、火柴、試管、小燒杯。是Na2O2與Na2CO3的混合物說明：不可能有NaOH，因為在空氣中即使吸水生成有NaOH，但時間長了也與CO2反應生成了Na2CO3 假設(shè)2或假設(shè)3成立（或假設(shè)1不成立）另取少量固體于試管中加適量蒸餾水，再滴入酚酞溶液或，用帶火星的火柴伸入試管口若滴入酚酞溶液后先變紅后褪色或帶火星的火柴復燃，則假設(shè)1或假設(shè)3成立；若紅色不褪色，則假設(shè)2成立 解析：（1）2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2，是Na2O2發(fā)生了自

19、身氧化還原反應，既是氧化劑又是還原劑，每生成1 mol O2則轉(zhuǎn)移了2 mol電子。（2）Na2O2在空氣中主要是可以和CO2、H2O反應分別生成Na2CO3與NaOH，而因為NaOH在空氣中與CO2反應最終也生成Na2CO3,所以不可能有NaOH，故有三種假設(shè)情況。實際上就是CO2-3及Na2O2的檢驗。 考 點 2 化 學 實 驗 方 案 的 評 價對幾個實驗方案的正確與錯誤、嚴密與不嚴密、準確與不準確做出判斷。要考慮是否完全合理、有無干擾現(xiàn)象、經(jīng)濟上是否合算、對環(huán)境有無污染等。1.從可行性方面對實驗方案做出評價科學性和可行性是設(shè)計實驗方案的兩條重要原則，在對實驗方案進行評價時，要分析實驗

20、方案是否科學可行，實驗方案是否遵循化學理論和實驗方法要求，在實驗操作時能否做到可控易行。評價時，從以下4個方面分析：（1）實驗原理是否正確、可行；（2）實驗操作是否安全、合理；（3）實驗步驟是否簡單、方便；（4）實驗效果是否明顯等。 2.從“綠色化學”視角對實驗方案做出評價“綠色化學”要求設(shè)計安全的、對環(huán)境友好的合成線路，降低化學工業(yè)生產(chǎn)過程中對人類健康和環(huán)境的危害，減少廢棄物的產(chǎn)生和排放。據(jù)此，對化學實驗過程或方案從以下4個方面進行綜合評價：（1）反應原料是否易得、安全、無毒；（2）反應速率是否較快；（3）原料利用率以及合成物質(zhì)的產(chǎn)率是否較高；（4）合成過程中是否造成環(huán)境污染。3.從安全性方

21、面對實驗方案做出評價化學實驗從安全角度?？紤]的主要因素如下：（1）凈化、吸收氣體及熄滅酒精燈要防止液體倒吸；（2）進行某些易燃易爆實驗時要防爆炸（如H 2還原CuO應先通H2，氣體點燃前先驗純等）； （3）防氧化（如H2還原CuO后要“先滅燈再停氫”，白磷切割宜在水中進行等）；（4）防吸水（如實驗取用、制取易吸水、潮解、水解的物質(zhì)時宜采取必要措施，以保證達到實驗目的）；（5）冷凝回流（有些反應中，為減少易揮發(fā)液體反應物的損耗和充分利用原料，需在反應裝置上加裝冷凝回流裝置，如長玻璃管、豎裝的干燥管及冷凝管等）；（6）易揮發(fā)液體產(chǎn)物（導出時可為蒸氣）的及時冷卻；（7）儀器拆卸的科學性與安全性（可從

22、防污染、防氧化、防倒吸、防爆炸、防泄漏等角度考慮）；（8）其他（如實驗操作順序、試劑加入順序、實驗方法使用順序等）。 【例3】某化學研究小組通過網(wǎng)上查找資料發(fā)現(xiàn)，N2的制取有下列不同方案： a方案：加熱條件下NH3還原CuO制得純凈的N2和活性銅粉 方案：加熱NaNO2和NH4Cl的濃溶液制得 c方案：將空氣緩慢地通過灼熱的銅粉制得較純的N2 現(xiàn)實驗室有供選擇的如圖5-39-3幾種儀器來制取N2 圖5-39-3 （1）若按a方案制N2時需要的氨氣用生石灰和濃氨水作原料制取，則宜采用上述儀器中的 （填A、B、C）作NH3的發(fā)生器，該發(fā)生裝置中發(fā)生反應的化學方程式為， 要制取并收集純凈的N2（允許

23、含有少量水蒸氣），還須使用到的上述儀器中的（按氣流從左到右的流向順序列出） （填A、B、C）。（2）若按c方案制N2，用E裝置將空氣緩慢通入（填A、B、C）反應器，反應器內(nèi)可觀察到的現(xiàn)象是， 該反應的化學方程式為。ECaO+NH3H2O=Ca(OH)2+NH3A、C A紫紅色固體逐漸變黑O 2+ 2Cu=2CuO (3）上述制N2的三個方案中，a、c方案結(jié)合使用越來越受到人們的關(guān)注，這種方法與方案b相比，其優(yōu)越性在于。CuO和 Cu可循環(huán)利用，避免使用有毒物質(zhì)NaNO2 解析:（1）由題中所給信息可知，可適用于制備氣體的裝置是B、E，而E裝置的優(yōu)點是能控制反應的進程，而B裝置只能一次性加入所需

24、要的反應物，不能控制反應的進程，所以選擇E更好，其中發(fā)生的反應是CaO+NH3H2O=Ca(OH)2+NH3，用此法制得的氣體中還會含有未反應的NH3，因此還需要用試劑吸收NH3，但由于NH3是一種極易溶于水的氣體，所以用排水法即可除去N2中含有的NH3，所以還需要使用的裝置是A、C；（2）利用分液漏斗中的水將空氣從燒瓶中排入到A裝置中，在加熱條件下將Cu氧化，從而除去O 2，這樣可得到純凈的氮氣，O2+2Cu=2CuO；（3）在a、c的方案中可將Cu和CuO交替使用，進行循環(huán)使用，從而降低成本，而b方案中用到了有毒的NaNO2。 【 備 考 指 南 】 由 于 中 學 生 能 力 的 限 制

25、 ， 高 考 題 不 可 能 出 現(xiàn) 讓 學生 單 獨 設(shè) 計 一 個 完 整 的 實 驗 方 案 ， 而 只 能 是 把 一 個 相 對 復 雜 的實 驗 剝 離 部 分 內(nèi) 容 ， 進 行 “ 完 形 填 空 ” ， 實 驗 方 案 的 評 價 作 為實 驗 設(shè) 計 的 一 個 重 要 組 成 部 分 往 往 是 實 驗 考 查 的 重 點 和 難 點 。實 驗 方 案 的 評 價 有 顯 性 的 ， 如 “ 請 你 評 價 ： 乙 方 案 中 難 以 實 現(xiàn)之 處 和 不 妥 之 處 ” 就 屬 于 顯 性 的 ， 對 于 顯 性 評 價 ， 一 定 要 準 確使 用 化 學 用 語 言

26、 簡 意 賅 的 表 達 自 己 的 觀 點 ； 還 有 隱 性 的 ， 如 儀器 的 選 擇 、 試 劑 、 濃 度 的 選 擇 、 路 線 的 確 定 、 步 驟 的 先 后 都 是隱 性 的 ， 因 此 取 舍 的 過 程 就 是 評 價 的 過 程 。無 論 哪 種 類 型 的 實 驗 方 案 的 評 價 ， 都 要 根 據(jù) 科 學 性 、 安 全 性 、可 行 性 、 簡 約 性 四 個 基 本 原 則 ， 對 方 案 的 正 確 與 錯 誤 、 嚴 密 與漏 洞 、 精 確 與 粗 略 做 出 判 斷 ， 要 考 慮 是 否 合 理 、 有 無 干 擾 因 素 、是 否 經(jīng) 濟 、

27、 是 否 符 合 綠 色 化 學 思 想 等 。一 般 注 意 從 三 個 方 面 評 價 ： （ 1） 合 理 選 擇 儀 器 和 藥 品 及 儀 器連 接 方 式 ； （ 2） 排 除 干 擾 ， 注 意 反 應 條 件 的 控 制 ， 如 防 止空 氣 的 進 入 ， 防 止 倒 吸 、 盡 量 避 免 副 反 應 ， 雜 質(zhì) 的 清 除 以 及 防 止 物 質(zhì) 的 揮 發(fā) 、 溶 解 性 等 對 實 驗 的 干 擾 ； （ 3） 操 作 準 確 ，注 意 重 要 的 實 驗 操 作 步 驟 有 無 不 當 之 處 。 圖5-39-4 主要實驗步驟如下：組裝儀器并檢查裝置的氣密性；稱量綠

28、礬樣品及U形干燥管E的質(zhì)量，將稱量后的綠礬置于硬質(zhì)玻璃管內(nèi)；關(guān)閉活塞K，加強熱使綠礬完全分解；打開活塞K，緩緩鼓入一定量的氮氣；再次稱量干燥管E的質(zhì)量；重復步驟的操作，直到干燥管E的質(zhì)量基本不變?yōu)橹梗环Q量洗氣瓶C中所得沉淀的質(zhì)量。試回答下列問題：（1）洗氣瓶D中濃H 2SO4的作用為： ；（2）步驟從溶液中獲取生成沉淀質(zhì)量的具體操作為：；除去SO2中的水蒸氣（或干燥SO2）過濾、洗滌、干燥、稱量 （3）實驗小組的報告如下，請補充完整：Fe2O30.035 （4）該實驗所得到的數(shù)據(jù)與所查到的化學方程式中的定量關(guān)系不相符合，請分析可能的原因（兩條即可）。（5）為達到“驗證綠礬受熱分解是否發(fā)生上述反

29、應”的目的，該實驗的設(shè)計有多處不妥，請?zhí)岢龈倪M建議 （兩條即可）。SO2氣體的裝置，如將干燥管E換成裝有品紅試液的洗氣瓶等；不必稱量質(zhì)量；在裝置最后再加上一個干燥管，防止空氣中的水蒸氣進入干燥管E中；加尾氣吸收裝置，防止空氣污染（任寫兩條）解為SO2和O2；干燥管E吸收了空氣中的H2O和CO2氣體；綠礬分解不完全；反應生成的氣體未被完全吸收（任寫兩條）高溫下部分SO3分增加檢驗 解析：(1)綠礬高溫分解生成紅棕色的Fe2O3、SO2、SO3和H2O，裝置B中的無水CuSO4用于檢驗生成的H2O，裝置C中的BaCl2溶液用于檢驗SO3，裝置D中的濃硫酸用于干燥SO2，裝置E中的堿石灰用于吸收SO

30、2。（2）裝置C中的沉淀為BaSO4，獲取BaSO4沉淀的質(zhì)量需經(jīng)過濾將其與溶液分離，然后洗滌沉淀除去BaSO4吸附的雜質(zhì)離子，再干燥除去含有的水分，最后稱量即可。（3）干燥管增加的質(zhì)量為SO2的質(zhì)量，計算得其物質(zhì)的量為0.035 mol，C中4.66 g沉淀為BaSO4的質(zhì)量，即0.02 mol。（4）從（3）中的實驗數(shù)據(jù)可以看出，SO2的物質(zhì)的量比SO3的物質(zhì)的量要多，其原因可能是干燥管E吸收了空氣中的H2O、CO 2氣體，或者SO3未被BaCl2溶液完全吸收，或者在過濾洗滌BaSO4時損耗了BaSO4，或者高溫下SO3分解了等。綠礬的物質(zhì)的量為0.06 mol，而實際得到的SO3為0.0

31、2 mol，理論上可得0.03 mol SO3,可能是綠礬分解不徹底所導致的。（5）因只要求確定生成的物質(zhì)是SO2、SO3、H2O，可利用品紅溶液、酸性KMnO4溶液或溴水來檢驗是否有SO2，用BaCl2溶液檢驗SO3，不必知道BaSO4的質(zhì)量，由于SO2有毒，應加盛有NaOH溶液的尾氣處理裝置等。 物質(zhì)含量測定基本原理1.測量氣體法（1）測量氣體質(zhì)量將待測物質(zhì)或雜質(zhì)轉(zhuǎn)化為氣體，利用合適的吸收劑吸收氣體，測定反應放出氣體的質(zhì)量，從而求得物質(zhì)含量。注意事項：必須保證氣體吸收劑只吸收一種氣體(排除裝置內(nèi)空氣干擾、排除裝置外空氣的干擾)；確保反應產(chǎn)生的氣體全部排出且被吸收劑吸收；通過稱量可以判斷氣體

32、是否已經(jīng)被完全吸收。（2）測量氣體體積常用排水或排液體量氣法測量氣體體積?？?點 3 定 量 實 驗 注意事項：不必將裝置中氣體全部排出，因為殘留的氣體體積與排出的空氣體積相等。必須保證內(nèi)外壓強相等。必須消除液體增加引起的體積變化。2.沉淀法將待測物質(zhì)或雜質(zhì)轉(zhuǎn)化為難溶于水的沉淀，測定生成沉淀的質(zhì)量，從而求得物質(zhì)含量。(1)基本步驟待測物溶液滴加沉淀劑檢驗沉淀完全過濾洗滌沉淀檢驗沉淀已經(jīng)洗凈烘干稱量。(2)注意事項熟練掌握基本操作：如何檢驗沉淀已經(jīng)完全？怎樣洗滌沉淀？怎樣檢驗沉淀已經(jīng)洗凈？怎樣檢驗沉淀已經(jīng)烘干？ 生成的沉淀物的摩爾質(zhì)量盡可能大，可以減小誤差；生成的沉淀物一般應該不容易被氧化、不容

33、易分解；通常使用重復干燥和稱量的方法來確認沉淀已經(jīng)干燥。3.滴定法利用酸堿中和滴定或氧化還原滴定法，測出消耗標準滴定液的體積，從而求得物質(zhì)的含量。滴定法又分為直接滴定和間接滴定法(返滴定法)。滴定法的關(guān)鍵是準確判斷滴定終點。 【例4】某研究性學習小組借助AD的儀器裝置完成有關(guān)實驗。圖5-39-5【實驗一】收集NO氣體。（1）用裝置A收集NO氣體，正確的操作是（填序號）。 a.從口進氣，用排水法集氣 b.從口進氣，用排氣法集氣 c.從口進氣，用排水法集氣 d.從口進氣，用排氣法集氣c 【實驗二】為了探究鍍鋅薄鐵板上鋅的質(zhì)量分數(shù)w(Zn)和鍍層厚度，已知鋅易溶于強堿：Zn+2NaOH=Na2ZnO

34、2+H2。據(jù)此，截取面積為S的雙面鍍鋅薄鐵板試樣，剪碎、稱得質(zhì)量為m1 g。用固體燒堿和水作試劑，擬出下列實驗方案并進行相關(guān)實驗。方案甲:通過測量試樣與堿反應生成的氫氣體積來實現(xiàn)探究目標。（2）選用B和（填儀器標號）兩個裝置進行實驗。（3）測得充分反應后生成氫氣的體積為V L(標準狀況),w(Zn)=。（4）計算鍍層厚度，還需檢驗的一個物理量是。D65V/22.4m1（或2.9V/m1等其他合理答案）金屬鋅的密度(或其他合理答案) （5）若裝置B中的恒壓分液漏斗改為普通分液漏斗，測得結(jié)果將（填“偏大”、“偏小”或“無影響”）。 方案乙:通過稱量試樣與堿反應前后的質(zhì)量實現(xiàn)探究目標。選用儀器C做實

35、驗，試樣經(jīng)充分反應，濾出不溶物、洗滌、烘干，稱得其質(zhì)量為m2 g。（6）w(Zn)= 。 方案丙:通過稱量試樣與堿反應前后儀器、試樣和試劑的總質(zhì)量（其差值即為H2的質(zhì)量）實現(xiàn)探究目標。實驗同樣使用儀器C。（7）從實驗誤差角度分析，方案丙方案乙（填“優(yōu)于”、“劣于”或“等同于”）。劣于偏大（m1-m2）/m1(或其他合理答案) 解析：（1）NO難溶于水且易與空氣中的O2反應，所以NO的收集只能用排水法。（2）D裝置可用于測量生成H2的體積。（3）由方程式Zn+2NaOH=Na2ZnO2+H2,結(jié)合已知數(shù)據(jù)可計算Zn的質(zhì)量分數(shù)。（4）計算鍍層厚度，即鍍層體積（截取面積S已知），可結(jié)合密度計算。（5

36、）恒壓式分液漏斗產(chǎn)生的氣體有部分殘留在分流漏斗上方，故排氣時收集少了，所以用普通分液漏斗時收集的H2多一些，則計算出的Zn的量偏大。（6）方案乙中，m2 g為Fe的質(zhì)量，所以Zn的質(zhì)量分數(shù)為（m1-m 2）/m1。（7）相對于整套裝置的質(zhì)量，由于產(chǎn)生H2的質(zhì)量小，丙方案稱量中產(chǎn)生的誤差較大。 【 備 考 指 南 】 定 量 實 驗 測 量 的 方 法 主 要 有 ： （ 1） 沉 淀 法 ， 測 量 沉 淀 的 質(zhì) 量 進 行 相 關(guān) 的 計 算 ； （ 2） 測 量 氣 體 的 體 積 進 行相 關(guān) 的 計 算；（ 3） 測 量 氣 體 的 質(zhì) 量 進 行 相 關(guān) 的 計 算；（ 4） 滴定

37、 法 。 3.將鋁鎂合金與足量稀硫酸溶液反應，測定生成的氣體在通常狀況下（約20 ，1.01105 Pa）的體積。（1）同學們擬選用圖5-39-6中實驗裝置完成實驗： 你認為最簡易的裝置其連接順序是：A接 （ ）（ ）接 （ ）（ ）接 （ ）（填接口字母，可不填滿）。圖5-39-6 E DG 實驗開始時，先打開分液漏斗上口的玻璃塞，再輕輕打開其可旋轉(zhuǎn)的活塞，反應一會兒后，稀硫酸不能順利滴入錐形瓶。請你幫助分析原因。實驗結(jié)束時，在讀取測量實驗中生成氫氣的體積時，你認為合理的是。 A.待實驗裝置冷卻后再讀數(shù) B.上下移動量筒F，使其中液面與廣口瓶中液面相平 C.上下移動量筒G，使其中液面與廣口瓶

38、中液面相平 D.視線與凹液面的最低點相平，讀取量筒中的水的體積（2）仔細分析實驗裝置后，同學們經(jīng)討論認為以下兩點會引起較大誤差：稀硫酸滴入錐形瓶中，即使不生成氫氣，也會將瓶內(nèi)空氣排出，使所測氫氣體積偏大；實驗結(jié)束時，連接廣口瓶和量筒的導管中有少量水存在，使所測氫氣體積偏小。于是他們設(shè)計了如圖5-39-7所示的實驗裝置。鋅與稀硫酸反應放熱且生成氣體，使錐形瓶中氣體壓強變大A、C、D 裝置中導管a的作用是。實驗前后堿式滴定管中液面讀數(shù)分別為V1 mL、V2 mL，則產(chǎn)生氫氣的體積為mL。圖5-39-7便于稀硫酸順利滴下；滴入錐形瓶內(nèi)稀硫酸體積等于進入分液漏斗內(nèi)氣體體積，從而消除由于滴入稀硫酸引起的

39、H2體積測量誤差使錐形瓶與分液漏斗內(nèi)壓強相等，V1-V2 解析：本題以Al、Mg合金含量測定為體裁，綜合考查了實驗、計算和基本的化學概念，起點高，落點低。（1）排水量氣用洗氣瓶（H2O）和量筒，導氣管在底部，因此連接順序為E、D、G；讀數(shù)時一定要注意使兩邊液面相平，保證測一個大氣壓下的體積。同時注意滴入H2SO4的體積對氣體體積的影響。 2012年重慶理綜化學卷27氯離子插層鎂鋁水滑石Mg2Al(OH)6ClxH2O是中國新型離子交換材料，其在高溫下完全分解為MgO、Al2O3、HCl和水蒸氣，現(xiàn)用圖5-39-8所示裝置進行試驗確定其化學式（固定裝置略去）。圖5-39-8 （1）該材料熱分解的

40、化學方程式為。（2）若只通過測定裝置C、D的增重來確定x,則裝置的連接順序為（按氣流方向，用接口字母表示），其中C的作用是。裝置連接后，首先要進行的操作名稱是。（3）加熱前先通過N 2排盡裝置中的空氣，稱取C、D的初始質(zhì)量后，再持續(xù)通入N2的作用是 、等。a-e-d-b吸收HCl氣體，檢驗氣密性將分解產(chǎn)生的氣體全部帶入裝置C、D中完全吸收防止產(chǎn)生倒吸 (4)完全分解后測得C增重3.65 g 、D增重9.90 g ，則x= 。若取消冷卻玻管B后進行試驗，測定x值將（填“偏高”或“偏低”）（5）上述水滑石在空氣中放置時易發(fā)生反應生成 Mg2Al(OH)6Cl(1-2y)(CO3)zxH2O,該生成

41、物能發(fā)生類似的熱分解反應，現(xiàn)以此物為樣品，用（2）中連接的裝置和試劑進行試驗測定z，除測定D的增重外，至少還需測定。3偏低裝置C的增重及樣品質(zhì)量（樣品質(zhì)量及殘余物質(zhì)量或裝置C的增重及樣品分解后殘余物質(zhì)量） 解析：(1)由已知產(chǎn)生的物質(zhì)不難寫出其方程式： 2Mg2Al(OH)6ClxH2O=4MgO+Al2O3+2HCl+(5+2x)H2O，(2)C吸收HCl，D吸收H2O，需先吸收水，再吸收HCl，另外注意導管應長進短出：氫氧化鈉溶液可以吸收HCl氣體，通過與D增重的量，共同求得x值，該過程有氣休生成，連接好裝置后需檢驗氣密性。(3)該實驗目的為通過裝置C、D增重，來判斷化學組成，故需將分解產(chǎn)

42、生的氣體全部帶入裝置C、D中完全吸收，同時也防止產(chǎn)生倒吸現(xiàn)象。(4)n(HCl) n(H 2O)=2 (5+2x)=（365 g365） （99 g18）可求得x=3；若去掉冷卻玻璃管，使熱的空氣可以通過C、D，使結(jié)果偏低。(5)要求得x，在方程式中需知兩種物質(zhì)的量，所以可以是裝置C的增重及樣品質(zhì)量，樣品質(zhì)量及其分解后殘余物質(zhì)量，裝置C的增重及樣品分解后殘余物質(zhì)量，都可以解決。高溫 【 復 習 技 巧 】 1.閱 卷 體 會 與 建 議（ 1） 近 幾 年 高 考 閱 卷 的 抽 樣 分 析 表 明 ， 由 于 缺 乏 對 問 題的 總 體 分 析 ， 常 導 致 氣 體 系 列 裝 置 連

43、接 不 當 ， 而 引 起 答 題 的 系列 失 誤 。 主 要 錯 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 驗 裝 置 中 的 細 節(jié) 問 題 ， 如 導 管 長短 ， 洗 氣 與 量 氣 的 區(qū) 別 ， 安 全 裝 置 ， 尾 氣 處 理 等 。 復 習 時 應 根據(jù) 反 應 物 的 狀 態(tài) 及 反 應 條 件 對 氣 體 發(fā) 生 裝 置 進 行 分 類 、 整 理 ，氣 體 綜 合 實 驗 的 知 識 框 架 一 般 為 ： 制 氣 凈 化 干 燥 收 集 或化 學 反 應 尾 氣 吸 收 。（ 2） 實

44、驗 題 中 常 穿 插 大 量 的 現(xiàn) 象 描 述 、 原 理 分 析 、 化 學方 程 式 書 寫 等 。 答 題 時 應 簡 明 扼 要 切 中 要 害 ， 常 見 問 題 是 ： 結(jié) 論 與 現(xiàn) 象 混 淆 ； 創(chuàng) 造 性 思 維 不 到 位 ， 原 因 分 析 不 準 確 ； 方 程 式 書 寫 失 誤 ， 如 反 應 不 配 平 ， 不 注 明 反 應 條 件 ， 有 機 物 結(jié)構(gòu) 簡 式 書 寫 錯 誤 等 。 （ 3） 建 議 平 時 解 題 時 要 真 正 弄 清 實 驗 的 原 理 ， 分 析 為 什么 這 樣 做 ， 還 可 以 怎 樣 做 ， 不 可 怎 樣 做 ， 同

45、時 盡 可 能 自 己 動手 ， 多 做 一 些 實 驗 。（ 4） 在 實 驗 設(shè) 計 中 的 實 驗 操 作 順 序 的 設(shè) 計 ， 如 有 關(guān) 氣 體的 實 驗 首 先 應 進 行 裝 置 的 氣 密 性 檢 查 ， 點 燃 或 高 溫 加 熱 可 燃性 氣 體 前 應 先 進 行 氣 體 純 度 的 檢 驗 等 ， 以 保 證 實 驗 的 安 全 和準 確 。2.規(guī) 范 答 題 的 幾 點 歸 納（ 1） 書 寫 所 選 試 劑 要 規(guī) 范 溶 液 最 好 用 中 文 寫 出 名 稱 ， 或 化 學 式 后 加 “ 溶 液 ” ；固 體 、 氣 體 可 用 中 文 寫 出 名 稱 ，

46、也 可 直 接 寫 化 學 式 ； 有 些題 目 還 需 指 明 試 劑 的 濃 度 和 用 量 。（ 2） 規(guī) 范 書 寫 裝 置 中 試 劑 的 用 途發(fā) 生 裝 置 ： 生 成 產(chǎn) 生 制 取 除 雜 裝 置 ： 除 去 （ 吸 收 ） 防 止 干 擾 （ 影 響 ） ；除 去 中 的 雜 質(zhì) ， 以 免 影 響 測 量 結(jié) 果 性 質(zhì) 實 驗 裝 置 ： 與 反 應 驗 證 說 明 尾 氣 吸 收 裝 置 ： 吸 收 防 止 的 污 染 （ 影 響 ） （ 3） 出 現(xiàn) 的 化 學 方 程 式 、 離 子 方 程 式 、 電 極 反 應 式 等 要書 寫 規(guī) 范 ， 描 述 現(xiàn) 象 要

47、 全 方 位 ， 準 確 簡 潔（ 4） 溶 液 ： 顏 色 由 變 成 液 面 上 升 或 下 降 （ 形 成 液 面 差 ） 溶 液 變 渾 濁 生 成 （ 產(chǎn) 生 ） 沉 淀 處 溶 液 發(fā) 生 倒 吸 產(chǎn)生 大 量 氣 泡 有 氣 體 從 溶 液 中 逸 出 有 液 體 溢 出(5)固 體 ： 固 體 表 面 產(chǎn) 生 大 量 氣 泡 固 體 逐 漸 溶 解 固 體 體 積 逐漸 變 小 (變 細 ） 顏 色 由 變 成 (6)氣 體 ： 生 成 色 （ 味 )氣 體 氣 體 由 色 變 成 色 先 變 后 （ 加 深 、 變 淺 、 褪 色 ） 1.某課外活動小組加熱炭粉（過量）和Fe

48、O的混合物，再用圖5-39-9所示裝置，對獲得的鐵粉（含炭）樣品進行實驗。圖中鐵架臺等裝置已略去。圖5-39-9 （一）實驗目的：測定鐵粉樣品中鐵的質(zhì)量分數(shù)（二）實驗用品：儀器：天平、分液漏斗、錐形瓶、硬質(zhì)玻璃管、干燥管、酒精燈、洗氣瓶等；藥品：樣品、過氧化氫溶液、二氧化錳、堿石灰、濃硫酸等（三）實驗內(nèi)容：（1）在G中加入樣品標本W(wǎng)克，D中裝入堿石灰后并稱量為m1克。E中加入濃硫酸，連接好儀器后，檢查氣密性。（2）在A、B中加入試劑，打開A的活塞，慢慢滴加溶液。（3）對G進行加熱，當G中藥品充分反應后，關(guān)閉A的活塞，停止加熱。（4）冷卻后，稱量D的質(zhì)量為m 2克。 如何檢查裝置的氣密性；寫出B

49、中的化學方程式；寫出鐵的質(zhì)量分數(shù)的表達式 （用含W、m 1、m2的代數(shù)式表示）。 加熱裝置B,E中導管末端有氣泡產(chǎn)生，停止加熱，冷卻后，導管內(nèi)形成一段液柱，表示氣密性良好。（其他合理答案也可以)關(guān)閉分液漏斗活塞，用酒精燈2H2O2=2H2O+O2MnO2 （四）問題和討論： 實驗完成后，老師評議說：按上述實驗設(shè)計，即使G中反應完全、D中吸收完全，也不會得出正確的結(jié)果。經(jīng)討論，有同學提出在B與G之間加入一個裝置。再次實驗后，得到了較正確的結(jié)果。那么，原來實驗所測得的鐵的質(zhì)量分數(shù)偏小的原因可能是，在B與G之間加入的裝置可以是，其中盛放的藥品是。水蒸汽通過G被D中堿石灰吸收洗氣瓶（或干燥管 堿石灰）

50、濃硫酸 解析：解答本題的關(guān)鍵是明確實驗原理，由題中的實驗用品可知，測量炭充分燃燒生成CO2的質(zhì)量，測量炭的質(zhì)量，進一步測量鐵的質(zhì)量，若用稀硫酸直接溶解樣品，測量炭的質(zhì)量， 實驗方法更簡單。(五)現(xiàn)有稀硫酸、濃硫酸、濃硝酸、蒸餾水，選擇合適試劑， 請再設(shè)計一種測定樣品中鐵的含量的實驗方案：（不必描述操作過程的細節(jié)，主要分析原理）。取樣品，加入足量的稀硫酸，充分溶解，過濾，洗滌、烘干，稱量得到炭粉的質(zhì)量，從而計算鐵粉的質(zhì)量含量 2.現(xiàn)有碳酸氫鈉和碳酸鈉固體混合物，為了測定混合物中碳酸鈉的百分含量，利用如圖5-39-10所示裝置：圖5-39-10 實驗步驟：檢查裝置氣密性將藥品裝好，其中B中裝入 9

51、.5 g樣品，E裝好藥品后，稱量總質(zhì)量56.0 g關(guān)閉活塞K,打開分液漏斗活塞，放下液體，充分反應待B中完全反應后，打開活塞K，通入一會兒空氣稱量E裝置質(zhì)量為60.4 g回答下列問題：（1）C中裝的藥品是 ，E中藥品是 ，F(xiàn)中藥品的作用。（2）A中發(fā)生反應的離子方程式為 。（3）樣品中碳酸鈉的質(zhì)量百分含量為。（4）若實驗中后期不通入空氣，則所測得樣品中碳酸鈉的百 分含量（填“偏小”“偏大”或“不影響”）。稀硫酸堿石灰（或生石灰）防止吸收空氣中水蒸氣及二氧化碳氣體，防止對E質(zhì)量的干擾CO2+2OH-=CO2-3+H2O55.8%偏大 解析：(1)根據(jù)裝置圖可知，原理是用酸和碳酸鹽反應生成CO2，

52、然后通過吸收CO2來計算含量由于鹽酸易揮發(fā)，所以C中是稀硫酸，E中是堿石灰。由于空氣中含有CO2和水蒸氣，所以F中堿石灰的作用是防止吸收空氣中水蒸氣及二氧化碳氣體，防止對E質(zhì)量的干擾。(2)A是吸收空氣中的CO2的，方程式為CO2+2OH-=CO2-3+H2O。(3)E增加了4.4 g，所以生成CO2是44 g，物質(zhì)的量是01 mol。設(shè)原混合物中碳酸鈉和碳酸氫鈉的物質(zhì)的量分別是x和y，則106x+84y=9.5，x+y=0.1，解得x=y=0.05 mol。所以碳酸鈉的質(zhì)量分數(shù)是5.39.5=100%=55.8%。(4)由于裝置中殘留著沒有被吸收的CO2，所以如果不通入空氣，則生成的CO 2的質(zhì)量偏少，所以根據(jù)(3)可知，x偏大，碳酸鈉的質(zhì)量分數(shù)偏大。