第十一章學案實驗方案的設計改進及評價

1、第十一章化學實驗學案50實驗方案的設計、改進及評價考綱要求1能夠設計、評價或改進實驗方案。2了解控制實驗條件的方法。3能夠繪制和識別典型的實驗儀器裝置圖。熱廣探究蛋突破考點研析熱點熱點1氣體實驗裝置的改進設計氣體實驗裝置，通常由氣體發(fā)生、氣體凈化、氣體收集、尾氣處理等裝置組成，對一些 常見裝置進行改進和重新組合，往往能夠實現(xiàn)一些特殊的實驗目的。典型的氣體實驗裝置改 進設計有：依據(jù)啟普發(fā)生器原理設計的反應器，尾氣吸收、防倒吸裝置的設計，液封裝置的 設計，恒壓裝置的設計等。解題策略1. 實驗設計的創(chuàng)新往往要體現(xiàn)七個“一”， 即: 一個實驗的多種現(xiàn)象， 一種實驗現(xiàn)象的 多種原因，一種裝置的多種用途，

2、一種用途的多種裝置，一個儀器的多種用法，一種物質的 多種制法，一組物質的多種鑒別方法。2 選擇反應原理的原則是：反應條件溫和、轉化率高、實驗操作簡便安全、產物便于分 離與收集。中學化學實驗中，常見的氣體制備實驗是其中的重要組成部分，學生應掌握的氣 體制備實驗有：二種單質 （H2、。2、Cl2）的制備；三種氫化物（HCI、H2S、NH 3）的制備；五種 氧化物（CO2、SO2、NO2、NO、CO）的制備；兩種有機物（C2H4、C2H2）的制備。復習時，除了 掌握好教材中經典的制備方法外，還應對藥品選擇、反應原理進行拓展和創(chuàng)新。典例導悟1】（2010上海，26）CaCO3廣泛存在于自然界，是一種重

3、要的化工原料。大理石主要成分為CaCO3,另外有少量的含硫化合物。實驗室用大理石和稀鹽酸反應制備CO2氣體。下列裝置可用于 CO2氣體的提純和干燥。完成下列填空：-1（1）用濃鹽酸配制1 : 1（體積比）的稀鹽酸（約6mol L ），應選用的儀器是 。a.燒杯b .玻璃棒c.量筒d.容量瓶（2）上述裝置中，A是溶液，NaHCO3溶液可以吸收 。（3）上述裝置中，B物質是。用這個實驗得到的氣體測定CO2的分子量，如果B物質失效，測定結果 （填“偏高”、“偏低”或“不受影響”）。（4）一次性飯盒中石蠟（高級烷烴）和CaCO3在食物中的溶出量是評價飯盒質量的指標之 一，測定溶出量的主要實驗步驟設計如

4、下：剪碎、稱重f浸泡溶解f過濾f殘渣烘干f冷卻、稱重f恒重為了將石蠟和碳酸鈣溶出，應選用的試劑是 。a.氯化鈉溶液b.稀醋酸c.稀硫酸d .正己烷（5）在溶出量測定實驗中，為了獲得石蠟和碳酸鈣的最大溶出量，應先溶出，后溶出。（6）上述測定實驗中，連續(xù) ，說明樣品已經恒重。熱點2性質實驗裝置的改進設計研究物質的物理性質和化學性質，是化學實驗的最主要功能。而許多化學實驗裝置的設 計，其目的就是研究物質所具有的性質。注重考查考生的創(chuàng)新思維能力。解題策略解答該類題應先明確實驗目的和要求，再依據(jù)化學原理、物質性質和實驗設計的基本要 求進行解答。1 .基礎性訓練以教材實驗為載體，從反應原理、裝置原理和操作

5、原理等方面進行強化訓練。2. 拓展性訓練一是要注重對教材實驗的改進和挖掘；二是要對實驗進行創(chuàng)新設計。對于多種情況的反應，根據(jù)“實驗問題”提出猜想；依據(jù)假設設計實驗，要充分考慮多 種可能性，避免肯定的或惟一性結論。在性質探究實驗中，尾氣處理裝置、安全瓶和防倒吸 裝置等都是考查的熱點，要理解其原理，選擇或設計最簡便的裝置。典例導悟2】(2009廣東，21)三草酸合鐵酸鉀晶體K3Fe(C2O4)3 3缶0可用于攝影和藍色印刷。某小組將無水三草酸合鐵酸鉀在一定條件下加熱分解，對所得氣體產物和固體產物 進行實驗和探究。請利用實驗室常用儀器、用品和以下限選試劑完成驗證和探究過程。限選試劑：濃硫酸、1.0

6、mol Lt HNO3、1.0 mol L一1 鹽酸、1.0 mol L一1 NaOH、3% H2O2、 0.1 mol L ：1 KI、0.1 mol L - CuSO4、20% KSCN、澄清石灰水、氧化銅、蒸餾水。(1) 將氣體產物依次通過澄清石灰水(A)、濃硫酸、灼熱氧化銅(B)、澄清石灰水(C)，觀察到A、C中澄清石灰水都變渾濁，B中有紅色固體生成，則氣體產物是 。(2) 該小組同學查閱資料后推知，固體產物中，鐵元素不可能以三價形式存在，而鹽只有 K2CO3。驗證固體產物中鉀元素存在的方法是現(xiàn)象是(3) 固體產物中鐵元素存在形式的探究。 提出合理假設假設1:實驗過程根據(jù)中方案進行實驗

7、。按下表的格式寫出實驗步驟、預期現(xiàn)象與結論。實驗步驟預期現(xiàn)象與結論步驟1:步驟2 :步驟3:熱點3制備實驗裝置的改進設計制備一種物質，應根據(jù)目標產品的組成來確定原料及反應原理，設計反應路徑，選擇合 適的儀器和裝置。最后，根據(jù)生成物的性質將產品分離提純出來。整個過程如下圖所示：解題策略1. 在設計物質制備的實驗方案時，要優(yōu)化上述流程中的每一個具體環(huán)節(jié)。遵循的優(yōu)化原則是：原料廉價，原理綠色，條件優(yōu)化，儀器簡單，分離方便。2. 一些物質的制備，由于其性質上的特殊性，需要設計一些特殊的裝置來完成。如實驗 室制備Fe(OH)2固體，由于Fe(OH)2遇空氣易被氧化而變質，故其制備實驗裝置必須嚴格防止制備

8、的Fe(OH)2固體與。2接觸；再如，常見有機物的制備中，由于有機反應緩慢、副產品 多、原料容易揮發(fā)，所以常見有機物的制備裝置都要加裝冷凝回流裝置，使原料回流、充分 反應，提咼產率?！镜淅龑?化學研究小組通過網上查找資料發(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。b方案：加熱NaNO2和NH4CI的濃溶液制得N2。c方案：將空氣緩慢地通入灼熱的銅粉制得較純的N2。現(xiàn)實驗室提供如下幾種裝置來制取N 2。ABCDE（1）若按a方案制取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（填序號）作發(fā)生器，該發(fā)生裝置中發(fā)生反應的化學方

9、程式為。要制取并收集純凈的 N2（允許含有少量水蒸氣 ），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）（填序號）。若按c方案制取N2,用E裝置將空氣緩慢通入 （填A、B、C）反應器，反應器內可觀察到的現(xiàn)象是，該反應的化學方程式為O（3）上述制取N2的三個方案中，a、b方案結合使用越來越受到人們的關注，這種方法與高考集訓b方案相比，其優(yōu)越性在于 。飽和 徵鹽水£ 圖2選項實驗操作現(xiàn)象解釋或結論A過量的Fe粉中加入稀HNO3, 充分反應后，滴入KSCN溶液溶液呈紅色稀HNO3將Fe氧化為Fe3+BAgl沉淀中滴入稀 KCl溶液有白色沉淀 出現(xiàn)AgCl比AgI更難溶CAl箔插

10、入稀HNO3中無現(xiàn)象Al箔表面被HNO3氧化，形成 致密的氧化膜D用玻璃棒蘸取濃氨水點到紅色 石蕊試紙上試紙變藍色濃氨水呈堿性*1. （2011安徽理綜，10）下列有關實驗操作、現(xiàn)象和解釋或結論都正確的是（）2.(2011 江蘇,7）下列有關實驗原理或實驗操作正確的是（)A .用水潤濕的pH試紙測量某溶液的 pHB .用量筒量取20 mL 0.500 0 mol L _1-H2SO4溶液于燒杯中，加水80 mL ,配制成0.100 0 mol L t H2SO4溶液C 實驗室用圖1所示的裝置制取少量氨氣D 實驗室用圖2所示的裝置除去 Cl2中的少量HCI3. （2011江蘇，13）下列有關實驗

11、原理、方法和結論都正確的是（）A .向飽和FeCb溶液中滴加過量氨水，可制取Fe（OH）3膠體B .取少量溶液X，向其中加入適量新制的氯水，再加幾滴KSCN溶液，溶液變紅，說明X溶液中一定含有Fe"C .室溫下向苯和少量苯酚的混合溶液中加入適量NaOH溶液，振蕩、靜置后分液，可除去苯中的少量苯酚D 已知13 =12+，向盛有KI3溶液的試管中加入適量 CCl4，振蕩靜置后 CCl4層顯紫東理綜，23改編）下列實驗現(xiàn)象預測正確的是 （）色，說明KI3在CCI4中的溶解度比在水中的大B乃的苯陣灌也 NaOH4. （2011醸性 KMnO 涪液IIFeCl和溶液”梆水IV振蕩后靜置，上層溶

12、液顏色保持不變酸性 KMnO 4溶液中出現(xiàn)氣泡，且顏色逐漸褪去微熱稀 HNO3片刻，溶液中有氣泡產生，廣口瓶內始終保持無色 繼續(xù)煮沸溶液至紅褐色，停止加熱，當光束通過體系時可產生丁達爾效應B .C.D .（2SO；稀NaOH常蔽裝置B、C、D的作用分別是：BCD（2）在實驗室欲制取適量 NO氣體。下圖中最適合完成該實驗的簡易裝置是（填序號）; 實驗I 實驗n 實驗川 實驗wA .5. （2009天津理綜，6）下列實驗設計和結論相符的是（）A 將碘水倒入分液漏斗，加適量乙醇，振蕩后靜置，可將碘萃取到乙醇中B 某氣體能使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍，該氣體水溶液一定顯堿性C .某無色溶液中加 Ba（NO

13、3）2溶液，再加稀鹽酸，沉淀不溶解，則原溶液中一定有D .在含F(xiàn)eCl；雜質的FeCl3溶液中通足量Cl；后，充分加熱，除去過量的Cl；，即可得到較純凈的FeCb溶液6. （2011全國理綜，29）請回答下列實驗室中制取氣體的有關問題。（1）下圖是用KMnO 4與濃鹽酸反應制取適量氯氣的簡易裝置。Ill 根據(jù)所選的裝置完成下表（不需要的可不填）:應加入的物質所起的作用AB dCD 簡單描述應觀察到的實驗現(xiàn)象7. （2011課標全國卷，28）氫化鈣固體是登山運動員常用的能源提供劑。某興趣小組擬選用如下裝置制備氫化鈣。尤水氯化鈣 MS? NaOH液 小蘇打袍和瀋液請回答下列問題：（1）請選擇必要的

14、裝置，按氣流方向連接順序為 （填儀器接口的字母編號）。（2）根據(jù)完整的實驗裝置進行實驗，實驗步驟如下：檢查裝置氣密性后，裝入藥品；打開分液漏斗活塞；（請按正確的順序填入下列步驟的標號）。A 加熱反應一段時間 B 收集氣體并檢驗其純度C. 關閉分液漏斗活塞D. 停止加熱，充分冷卻（3）實驗結束后，某同學取少量產物，小心加入水中，觀察到有氣泡冒出，溶液中加入酚酞后顯紅色。該同學據(jù)此判斷，上述實驗確有CaH2生成。寫出CaH2與水反應的化學方程式該同學的判斷不準確，原因是O(4) 請你設計一個實驗，用化學方法區(qū)分鈣與氫化鈣，寫出實驗簡要步驟及觀察到的現(xiàn)象O(5) 登山運動員常用氫化鈣作為能源提供劑，

15、與氫氣相比，其優(yōu)點是& (2011北京理綜，27)甲、乙兩同學為探究 SO2與可溶性鋇的強酸鹽能否反應生成白色)。BaS03沉淀，用下圖所示裝置進行實驗(夾持裝置和A中加熱裝置已略，氣密性已檢驗尾處理藝罷獅片A0.25 mal林呂濃硫酸操作現(xiàn)象關閉彈簧夾，滴加一定量濃硫酸，加熱A中有白霧生成，銅片表面產生氣泡B中有氣泡冒出，產生大量白色沉淀 C中產生白色沉淀，液面上方略顯淺棕 色并逐漸消失打開彈簧夾，通入 N 2,停止加熱，一段時間后關閉從B、C中分別取少量白色沉淀，加稀鹽酸均未發(fā)現(xiàn)白色沉淀溶解實驗操作和現(xiàn)象:0.25 mol L-1 c薛蔽(1)A中反應的化學方程式是(2) C中白色

16、沉淀是 ，該沉淀的生成表明 SO2具有性。(3) C中液面上方生成淺棕色氣體的化學方程式是(4) 分析B中不溶于稀鹽酸的沉淀產生的原因，甲認為是空氣參與反應，乙認為是白霧參與反應。為證實各自的觀點，在原實驗基礎上：甲在原有操作之前增加一步操作，該操作是 ;乙在A、B間增加洗氣瓶 D, D中盛放的試劑是進行實驗，B中現(xiàn)象:甲大量白色沉淀乙P少量白色沉淀檢驗白色沉淀，發(fā)現(xiàn)均不溶于稀鹽酸。結合離子方程式解釋實驗現(xiàn)象異同的原因:(5) 合并(4)中兩同學的方案進行實驗。B中無沉淀生成，而C中產生白色沉淀，由此得出的結論是9. (2011上海，26)實驗室制取少量溴乙烷的裝置如下圖所示。根據(jù)題意完成下列

17、填空:和1: 1的硫酸。配制體積比1:1的硫（1）圓底燒瓶中加入的反應物是溴化鈉、 酸所用的定量儀器為 （選填編號）。a. 天平b.量筒c.容量瓶d.滴定管（2）寫出加熱時燒瓶中發(fā)生的主要反應的化學方程式（3）將生成物導入盛有冰水混合物的試管A中，冰水混合物的作用是試管A中的物質分為三層（如圖所示），產物在第 層。（4）試管A中除了產物和水之外，還可能存在 、（寫出化學式）。（5）用濃的硫酸進行實驗， 若試管A中獲得的有機物呈棕黃色，除去其中雜質的正確方法是（選填編號）。a. 蒸餾b 用氫氧化鈉溶液洗滌c.用四氯化碳萃取d .用亞硫酸鈉溶液洗滌若試管B中的酸性高錳酸鉀溶液褪色，使之褪色的物質的

18、名稱是 。（6）實驗員老師建議把上述裝置中的儀器連接部分都改成標準玻璃接口，其原因是：10. （2010北京理綜，9）用右圖所示實驗裝置（夾持儀器已略去）探究銅絲與過量濃硫酸的 反應。下列實驗不合理的是（）A .上下移動中銅絲可控制 S02的量B 中選用品紅溶液驗證 S02的生成C .中選用NaOH溶液吸收多余的 S02D .為確認CuSO4生成，向中加水，觀察顏色題號1234510答案11.（2010廣東理綜，33）某科研小組用MnO2和濃鹽酸制備CI?時，利用剛吸收過少量 SO?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=

19、（2）反應 CI2+ Na2SO3+ 2NaOH=2NaCI + Na2SO4 + 出0 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C、OH和SO4。請設計實驗,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）。提出合理假設假設1:只存在SO2 ；假設2:既不存在 SO3，也不存在 CIO；假設3:設計實驗方案，進行實驗。請在答題卡上寫出實驗步驟以及預期現(xiàn)象和結論。限選實一 1 一 1 1驗試劑：3 mol L H2SO4、1 mol L NaOH、0.01 mol L- KMnO 4、淀粉-KI 溶液、紫色石蕊 試液。實驗步驟預期現(xiàn)象和結論步驟1:取少

20、量吸收液于試管中，滴加3 mol L一1 h2SO4至溶液呈酸性，然后將所得溶液分置于 A、B試管中步驟2:步驟3:12.(2010安徽理綜，28)某研究性學習小組在網上收集到如下信息：Fe(NO3)3溶液可以蝕刻銀，制作美麗的銀飾。他們對蝕刻銀的原因進行了如下探究：實驗制備銀鏡，并與Fe(NO3)3溶液反應，發(fā)現(xiàn)銀鏡溶解。(1) 下列有關制備銀鏡過程的說法正確的是 。a. 邊振蕩盛有1 mL 2%的AgNO 3溶液的試管，邊逐滴滴入2%的稀氨水，至最初的沉淀 恰好溶解為止b. 將幾滴銀氨溶液滴入 2 mL乙醛中c. 制備銀鏡時，用酒精燈的外焰給試管底部加熱d. 銀氨溶液具有較弱的氧化性e.

21、在銀氨溶液配制過程中，溶液的 pH增大提出假設假設1: Fe3+具有氧化性，能氧化 Ag。假設2: Fe(NO3)3溶液顯酸性，在此酸性條件下NO3能氧化Ag。設計實驗方案，驗證假設(2) 甲同學從上述實驗的生成物中檢驗出Fe2*，驗證了假設1成立。請寫出Fe3*氧化Ag的離子方程式：(3)乙同學設計實驗驗證假設2,請幫他完成下表中內容 (提示：NO3在不同條件下的還原產物較復雜，有時難以觀察到氣體產生)。實驗步驟(不要求寫具體操作過程)預期現(xiàn)象和結論若銀鏡消失，假設2成立。 若銀鏡不消失，假設2不成立。思考與交流(4)甲同學驗證了假設1成立，若乙同學驗證了假設2也成立。則丙同學由此得出結論:

22、Fe(NO3)3溶液中的Fe3*和NO3都氧化了 Ag。你是否同意丙同學的結論，并簡述理由：13. (2009北京理綜，27)某學習小組探究濃、稀硝酸氧化性的相對強弱，按下圖裝置進 行實驗(夾持儀器已略去)。實驗表明濃硝酸能將 NO氧化成NO?,而稀硝酸不能氧化 NO。由 此得出的結論是濃硝酸的氧化性強于稀硝酸。啊片3 mol L1稀硝酸、蒸餾水、濃硫酸、氫氧化鈉溶液及二氧化碳可選藥品：濃硝酸、已知：氫氧化鈉溶液不與 NO反應，能與NO?反應。2NO 2+ 2NaOH=NaNO 3 + NaNO 2+ H?O(1) 實驗應避免有害氣體排放到空氣中。裝置、中盛放的藥品依次是O(2) 滴加濃硝酸之

23、前的操作是檢驗裝置的氣密性，加入藥品，打開彈簧夾后O(3) 裝置中發(fā)生反應的化學方程式是O(4) 裝置的作用是 ，發(fā)生反應的化學方程式是。(5) 該小組得出的結論依據(jù)的實驗現(xiàn)象是(6) 實驗結束后，同學們發(fā)現(xiàn)裝置中溶液呈綠色，而不顯藍色。甲同學認為是該溶液中 硝酸銅的質量分數(shù)較高所致，而乙同學認為是該溶液中溶解了生成的氣體。同學們分別設計 了以下4個試驗來判斷兩種看法是否正確。這些方案中可行的是(選填序號字母)a. 加熱該綠色溶液，觀察顏色變化b. 加水稀釋該綠色溶液，觀察顏色變化c. 向該綠色溶液中通入氮氣，觀察顏色變化d. 向飽和硝酸銅溶液中通入濃硝酸與銅反應產生的氣體，觀察顏色變化熱點集

24、訓1. (2011武漢質檢)在實驗室里用鐵屑、 氧化銅、稀硫酸為原料制備銅，有下列兩種途徑：H 2SO4CuO(1)Fe> H2> CuH2SO4Fe CuO> CuSO4> Cu若用這兩種方法制得等量的銅，則下列有關說法符合實際情況的是()A消耗氧化銅的質量相同B消耗鐵的質量相同C 消耗硫酸的質量相同D .生成硫酸亞鐵的質量相同2. (2011汕頭模擬)在實驗室進行下列有關物質的制備流程中，理論上正確、操作上可行且經濟上合理的是()在空氣中點燃CuONaOH溶液A . C > CO 2 CO2> Na2CO3AgNO3、宀、亠NaOH溶液B . CuCu(

25、NO 3)2 溶液 > Cu(OH) 2H2O、宀、亠Na2CO3溶液C. CaO> Ca(OH) 2溶液 > NaOH 溶液點燃H2SO4溶液、宀、亠D . Fe>Fe2O3 > Fe2(SO4)3 溶液3. 某興趣小組設計出如圖所示裝置來改進教材中“銅與硝酸反應”實驗，以探究化學實驗的綠色 化。(1) 實驗前，關閉活塞 b，試管d中加水至浸沒長導管口，塞緊試管c和d的膠塞，加熱c,其目的是(2) 在d中加適量NaOH溶液，c中放一小塊銅片，由分液漏斗a向c中加入2 mL濃硝酸, c中反應的化學方程式是。再由a向c中加2 mL蒸餾水，c中的實驗現(xiàn)象是。(3) 下

26、表是制取硝酸銅的三種方案，能體現(xiàn)綠色化學理念的最佳方案是由是萬案反應物甲Cu、濃 HNO3乙Cu、稀 HNO 3丙Cu、O2、稀 HNO 3(4) 該小組還用上述裝置進行實驗證明氧化性KMnO4 > CI2 > B2,操作步驟為實驗現(xiàn)象為 ;但此實驗的不足之處是4. 某研究亞硫醸鈉品虹+畫梢性學習小組的同學決定通過實驗對SO2的漂白作用到底是 SO2本身還是SO2與水作用的產物進行探究，他們查閱資料知品紅能溶解在酒精中形成紅色溶液。(1) 甲同學設計了如圖所示的裝置，并認為由廣口瓶中溶液顏色的變化可以達到實驗目 的，甲作出此判斷的依據(jù)是(2) 乙同學通過分析，指出甲同學的裝置圖有兩

27、處不合理，并進行了修改，修改的內容:按修改后的裝置，實驗中控制SO2以大約每分鐘200個氣泡的速率通過品紅的酒精溶液，20分鐘后溶液仍不褪色，由此知，品紅的褪色不是 直接導致的。隨后乙同學對SO2使品紅溶液褪色的微粒提出了如下三種假設：假設一：是HSO 3;假設二：是so3；假設三：。(3) 為驗證自己的假設，乙同學進行了如下實驗：取 2 mL相同濃度的品紅的酒精溶液置 于兩支試管中，再向試管中分別加入少量 Na2SO3、NaHSOs固體，振蕩靜置后發(fā)現(xiàn)試管中的 液體均褪色，對此他得出使品紅褪色的粒子是 HSO3、SO2的結論，你認為此結論是否正確？ ，理由是(4) 為了進一步進行探究， 丙同

28、學又做了如下的實驗：取相同濃度的品紅的酒精溶液各10_ 1 _ mL分別置于兩個小燒杯中，向兩個燒杯中同時一次性地加入10 mL 0.1 mol L NazSOs、10mL 0.1 mol L：1 NaHSOs溶液，發(fā)現(xiàn)加入 NazSOs溶液的品紅的酒精溶液褪色較快，對此他可 以得出的結論是，理由是O5. 為了得到白色的Fe(OH)2沉淀，并盡可能長時間保持其白色,勺實驗方案：方案(一)氣體保護法：如圖甲所示裝置。(1) 請簡述實驗操作及原理：(2) 氫氧化亞鐵保持長時間白色，其原因是方案(二)液封法：如圖乙所示，通電一段時間后，產生白色沉淀。(3) 鐵片、石墨作電極材料，X為。苯的作用是能否

29、用四氯化碳替代苯， (填“能”或“否”)。(4) 用反應式表示圖乙中氫氧化亞鐵形成的過程：方案(三)改變溶劑法：實驗步驟如下： 取少量新制的硫酸亞鐵晶體于大試管中，向其中加入5 mL的熱蒸餾水，使之充分溶解，然后向其中慢慢加入 10 mL無水乙醇，這時會發(fā)現(xiàn)溶液中有大量的小氣泡冒出，靜置， 直到無小氣泡冒出為止。另取一支試管，向其中加入半藥匙固體氫氧化鈉，然后向其中加 入5 mL無水乙醇，充分溶解后靜置。用長膠頭滴管吸取剛配制的氫氧化鈉的無水乙醇溶 液，伸入硫酸亞鐵溶液內部，慢慢地擠壓橡膠膠頭，連續(xù)吸取幾次，使之充分反應，靜置片 刻，這時在試管底部會有大量的白色凝乳狀溶膠沉降下來。小心倒去上層

30、無水乙醇溶液， 再向其中加入3 mL無水乙醇洗滌，連續(xù)洗滌兩三次，這時白色的凝乳狀溶膠會變成白色固 體，然后倒在濾紙上讓無水乙醇充分揮發(fā)，便得到白色的固體粉末。(5) 避免硫酸亞鐵在溶于水的過程中被氧化，通常在溶液中加入 。在硫酸亞鐵溶液中慢慢加入無水乙醇，產生氣泡的主要原因是 。(6 )保持白色的主要原因是學案50實驗方案的設計、改進及評價【熱點探究區(qū)】典例導悟1. (1)abc CuS04溶液或酸性KMnO 4溶液 HCI氣體或酸性氣體無水CaCI?偏低(4)bd (5)石蠟 CaCO3兩次稱量的結果相差不超過(或小于)0.001 g解析 (1)考查等體積比濃度的溶液配制，用量筒量取等體積

31、水與濃鹽酸，倒入燒杯，攪拌混勻即可。(2) 由于制備得到的 C02中含H2S以及反應揮發(fā)出的 HCI，因此可通過 CuSO4溶液除去 H2S,通過飽和NaHCO3溶液除去HCI。(3) 固體B應為無水CaCl2，可除去CO2中的H2O(g)。如果CaCl2失效，則氣體為 CO2與H2O(g)的混合氣體，其平均分子量小于CO2的分子量，因此測定結果偏低。(4) 要溶解CaCO3應選用稀醋酸，不能用稀H2SO4,因為H2SO4與CaCO3反應生成CaSO4, 微溶于水。正己烷用于溶解石蠟。(5) 先用正己烷溶解石蠟， 才能使其中的CaCO3與醋酸充分接觸發(fā)生反應，使二者達到最大溶出量。(6) 兩次

32、稱量的質量差不超過0.001 g,說明已經恒重。2. (1)CO2和 CO(2) 焰色反應透過藍色鈷玻璃，觀察到紫色的火焰(3) 假設1:鐵元素的存在形式為Fe單質假設2：鐵元素的存在形式為FeO假設3:鐵元素的存在形式為Fe與FeO的混合實驗步驟預期現(xiàn)象與結論步驟1:用藥匙取少量固體產物于一支潔凈干 燥的試管A中，用膠頭滴管滴加過量的煮沸 過的0.1 mol L-1 CuSO4溶液于試管中，振蕩， 靜置，過濾，取出固體于另一試管B中備用若出現(xiàn)大量紅色固體，則證明假設1或假設3 成立若不出現(xiàn)紅色固體，則假設2可能成立步驟2：往試管B中加過量1 mol L t鹽酸， 滴加少量20% KSCN溶液

33、，再滴加少量煮沸過的1 mol L HNO 3溶液加鹽酸后，固體部分溶解。若加入少量1 mol L 1 HNO3后溶液變血紅色，則證明原固體為 Fe與FeO混合，假設3成立若加入少量1 mol L 1 HNO 3后溶液不變血紅色，則證明原 固體只含F(xiàn)e,假設1成立步驟3:若步驟1不出現(xiàn)紅色固體。用藥匙另 取少量固體產物于一支潔凈干燥的試管中， 用膠頭滴管滴加過量煮沸過的1 mol L的鹽酸，滴加少量20% KSCN溶液，再滴加少量 煮沸過的1 mol L 1 HNO3溶液加鹽酸后，固體全部溶解。若滴加KSCN溶液后，溶液不呈血紅色，滴加1 mol L 1 HNO 3 后溶液變血紅色，則證明假設

34、 2成立解析 (1)將產生的氣體產物依次通過澄清石灰水，石灰水變渾濁，說明產生的氣體中含有CO2；然后再通過灼熱氧化銅、澄清石灰水，觀察到有紅色固體生成，澄清石灰水都變渾 濁，說明產生的氣體中含有CO。(2) 堿金屬元素的檢驗一般采用焰色反應。(3) 依據(jù)信息：固體產物中，鐵元素不可能以三價形式存在，而鹽只有K2CO3,可推測鐵元素只能以亞鐵及鐵單質的形式存在；在設計實驗時，應注意Fe與FeO的性質的不同點。3. (1)E CaO+ NH3 H2O=Ca(OH)2 + NH3T ACD (2)A 紅色粉末逐漸變黑O? +2Cu2CuOCuO和Cu可循環(huán)利用，避免使用有毒物質NaNO2解析 (1

35、)由題中所給信息可知，可適用于制備氣體的裝置是B、E。E裝置的優(yōu)點是能控制反應的速率，而 B裝置只能一次性加入所需要的反應物，不能控制反應的速率，所以選擇E更好，其中發(fā)生的反應是 CaO + NH3 H2O=Ca(OH)2+ NH3T。用a方案制得的氣體中 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， 所以用排水法收集 N2，即可除去N2中含有的NH3,所以還需要使用的裝置是 A、C、D。 利用分液漏斗中的水將空氣從燒瓶中排到A裝置中，在加熱條件下將 Cu氧化，從而除去。2,這樣可得到較純凈的氮氣，發(fā)生的反應為O2+ 2Cu=2CuO。(3)a、c方

36、案結合使用可將Cu和CuO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?！緹狳c集訓區(qū)】咼考集訓1. D 過量Fe粉被稀HNO3氧化為Fe2+,加入KSCN溶液不顯紅色，A錯誤；在相同 條件下，Agl比AgCI更難溶，B錯誤；Al箔表面不能被稀 HNO3氧化形成致密的氧化膜，C錯誤；紅色石蕊試紙遇堿變藍，D正確。2. D pH試紙在使用前不能潤濕，否則有可能引起測量誤差，A項錯誤；配制100 mL 0.100 0 mol L J的硫酸溶液應該用容量瓶，且液體混合后體積小于混合前兩液體體積之和，B項錯誤；收集氣體的試管管口不能塞住，C項錯誤；實驗室制氯氣時，用飽和食鹽水除去氯氣中

37、的氯化氫氣體，D項正確。3. C A項中向飽和FeCl3溶液中滴加過量氨水會生成氫氧化鐵沉淀，得不到膠體；B項中應先滴加 KSCN溶液，沒有現(xiàn)象，排除 Fe3 +的干擾，再加氯水，若溶液變紅，說明有 Fe2+; C項中苯酚和氫氧化鈉反應生成可溶性的苯酚鈉，再通過分液把苯分離出來；D項說明I2的溶解度在CCI4中比在水中的大，而不是 心3。4. B 苯層中的溴與氫氧化鈉發(fā)生反應而褪色； 中濃硫酸使蔗糖碳化， 濃硫酸被還 原生成二氧化硫氣體，通過酸性高錳酸鉀溶液發(fā)生氧化還原反應，使其褪色；中的銅與稀硝酸反應生成一氧化氮，在廣口瓶中與氧氣反應生成紅棕色的二氧化氮；生成了氫氧化鐵膠體，能產生丁達爾效應

38、。5. B 乙醇與水互溶，不能作碘水的萃取劑，A項錯；C選項中存在SO3或SiO3-的 干擾，C項錯；D選項中，F(xiàn)eCb溶液充分加熱，會促進 Fe3 +水解生成Fe(OH)3,得不到純凈 的FeC%溶液，D項錯。6. (1)向上排空氣收集氯氣安全瓶作用，防止 D中的液體倒吸進入集氣管 B中 吸收 尾氣，防止氯氣擴散到空氣中污染環(huán)境(2)I應加入的物質所起的作用A銅屑和稀硝酸制取NO氣體B水排水收集NO氣體C主要是接收B中排出的水D 反應開始時，A中銅表面出現(xiàn)無色小氣泡，反應速率逐漸加快；A管上部空間由無色逐漸變?yōu)闇\紅棕色，隨著反應的進行又逐漸變?yōu)闊o色；A中的液體由無色變?yōu)闇\藍色；B中的水面逐漸

39、下降，B管中的水逐漸流入燒杯 C中解析 (1)KMnO 4 與濃鹽酸發(fā)生反應 2KMnO 4+ 16HCI(濃)=2KCI + 2MnCI 2+ 5Cb f + 8H2O。裝置B采用向上排空氣法收集 CI2,裝置C起安全瓶作用，防止D中的液體倒吸進入 B中。CI2具有毒性，裝置 D中NaOH溶液用于吸收多余的 CI2,防止污染環(huán)境。(2) 實驗室制取 NO氣體通常用銅與稀硝酸反應： 3Cu+ 8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+ 2NO f + 4H2O。由于NO易與空氣中的 O2反應生成NO2,不宜用排空氣法收集 NO氣體，應用排 水法收集NO ,故裝置n和W錯誤。裝置I和川比較，I更簡單

40、，A中Cu與稀硝酸反應生成 NO 氣體， B 中盛滿水，用排水法收集 NO。7. (1)i te, ftd, ctj, k(或 k, j)a (2)BADC(3) CaH2+ 2H 2O=Ca(OH) 2 + 2出f 金屬鈣與水反應也有類似現(xiàn)象(4)取適量固體,在加熱條件下與干燥氧氣反應,將反應氣體產物通過裝有無水硫酸銅的干燥管,若觀察 到固體由白色變?yōu)樗{色,說明該固體為氫化鈣；若觀察不到固體由白色變?yōu)樗{色,則說明所 取固體為鈣 (5)氫化鈣是固體,便于攜帶解析 從題給裝置圖分析制備氫化鈣的原料是氫氣和金屬鈣,制備出的氫氣需要先凈化 HCI氣體用NaOH溶液吸收，再干燥 選擇濃硫酸，盛有無水C

41、aCl2的干燥管連接在裝有鈣的大玻璃管上,防止外界的水蒸氣干擾實驗。(1) 按氣流方向連接順序為 ite, ftd, ctj, kta。(2) 氫氣易燃燒,反應開始后應先檢驗其純度,再加熱鈣進行反應。反應結束時應先停止 加熱,此時要保證繼續(xù)通氫氣,防止倒吸入空氣,影響氫化鈣的純度,充分冷卻后再關閉活 塞停止通氫氣。所以順序為 BADC 。(3) 氫化鈣中氫元素為 1 價,發(fā)生氧化還原反應：CaH22H2O=Ca(OH)22H2 f ?；顫娊饘貱a與水反應也生成氫氣和氫氧化鈣，產生類似現(xiàn)象。(4) 兩者的不同之處在于氫化鈣中含有氫元素,區(qū)分它們需在干燥環(huán)境中,與氧氣在加熱 條件下反應, 將生成的

42、氣體通入盛有無水硫酸銅的干燥管中, 觀察產生的現(xiàn)象不同進行區(qū)別。(5) 氫化鈣為固體,攜帶方便。8. (1)Cu + 2H2SO4(濃)=CuSO4+ SO2f + 2出0(2) BaSO4 還原(3) 2NO O2=2NO2通N2 一段時間，排除裝置中的空氣飽和NaHSO3溶液甲：SO2 + Ba2+ =BaSO4 J，乙：2Ba2+ + 2SO2 + O2+ 2H2O=2BaSO4 J + 4H*，白 霧的量遠多于裝置中 O2的量(5) SO2與可溶性鋇的強酸鹽不能反應生成BaSO3沉淀解析 銅與濃硫酸的反應：Cu + 2H2SO4(濃)=:=CuSO4 + SO2 f + 2出0。(2)

43、 由于沉淀不溶于鹽酸，所以沉淀為BaSO4,在SO2轉化為BaSO4的過程中發(fā)生了氧化反應，所以SO2是還原劑。(3) 棕色氣體為NO2，所以反應為2NO + O2=2NO2。(4) 根據(jù)題意可知甲是為了除去裝置中的氧氣,乙是為了除去白色酸霧。具體操作為：甲通N2一段時間，排除裝置中的空氣；乙洗氣瓶D中盛放的試劑是飽和 NaHSO3溶液。甲：S&-+ Ba?+ =BaSO4 J，乙：2Ba? + + 2SO2 + O2+ 2H2O=2BaSO4 J + 4H +?，F(xiàn) 象不同的原因：白霧的量遠多于裝置中O2的量。(5) 綜上可得結論：SO2與可溶性鋇的強酸鹽不能反應生成BaSO3沉淀。9

44、. (1)乙醇 b(2) NaBr + H2SO4=HBr + NaHS04加熱CH 3CH 2OH + HBr>CH 3CH 2Br + H2O(3) 冷卻、液封溴乙烷3(4) HBr、CH3CH2OH合理即給分)(5) d 乙烯(6) 反應會產生Br2，腐蝕橡膠解析 (1)醇與鹵化氫反應生成鹵代烷，故反應物應選乙醇；配制1 : 1硫酸時選用量筒即可粗略測量出相同體積的濃硫酸和水。(2) 制取溴乙烷，反應物為乙醇和溴化氫，溴化氫的制取用溴化鈉與硫酸，此反應為高沸 點酸制易揮發(fā)性酸。(3) 反應時需加熱，生成物溫度較高，且溴乙烷易揮發(fā)，密度比水大，故可用冰水混合物 冷卻、液封溴乙烷，溴乙

45、烷在下層。(4) 溴化鈉與硫酸反應的產物 HBr可能未完全反應，乙醇沸點低，加熱時易揮發(fā)。(5) 濃硫酸可把Br-氧化成單質Br2，除去B"，可用具有還原性的亞硫酸鈉溶液，故d正確；溴和溴乙烷均易揮發(fā)，故a錯；b項可造成有機物不純，故b錯；溴和溴乙烷均易溶于四氯化碳，故c錯；乙醇在濃硫酸存在條件下加熱，可使分子內脫水生成乙烯，乙烯中因碳 碳雙鍵的存在而使酸性高錳酸鉀溶液褪色。(6) 產物中可能含單質溴，具有強氧化性，可腐蝕橡膠。10. D 移動銅絲，可控制銅絲與濃硫酸的接觸，即控制SO2的生成量，故A合理；SO2能使品紅溶液褪色，故 B合理；SO2有毒，且屬于酸性氧化物，故C合理；濃

46、硫酸過量，試管中剩余濃硫酸，應將反應后的混合液慢慢加入到大量水中，否則易出現(xiàn)液體噴出試管而發(fā)生危險，故D不合理。11. (1)Na2SO3+ 出0 Na2SO3 (3)只存在 ClO 實驗步驟預期現(xiàn)象和結論步驟2:向A試管中滴加12滴0.01 mol L一1 KMnO 4溶液(1)若溶液褪色，則假設1成立；(2)若溶液不褪色，則假設 2或3成立步驟3:向B試管中滴加12滴淀粉-KI溶 液(1)若溶液變藍色，則假設 3成立；(2)若溶液 不變藍色，結合步驟 2中的(2)，則假設2成立解析 (1)SO2與過量的NaOH溶液反應生成Na2SO3,根據(jù)質量守恒定律即可寫出化學方程式。(2)由反應方程式

47、 Cl2+ Na2SO3+ 2NaOH=2NaCl + Na2SO4 + H2O，分析反應前后元素 化合價的變化，可知硫元素化合價由Na2SO3中的+ 4價升高到 Na2SO4中的+ 6價，因此Na2SO3是還原劑。(3)吸收了少量SO2的NaOH溶液中含有SO2-和OH-,若CI2量較少， 則為假設1;若Cl2恰好與Na2SO3完全反應，則為假設 2;若Cl2量較多，則過量的 Cl2進一 步與NaOH反應：Cl2+ 2NaOH=NaCl + NaClO +出0,則假設3為只有ClO-。為探究溶 液中可能還存在的其他陰離子，關鍵是根據(jù)S&-的還原性，選擇強氧化性的KMnO4溶液來檢驗；

48、而ClO -具有強氧化性，可選擇淀粉 -KI溶液來檢驗。12. (1)ade3+2+ Fe + Ag=Fe + Ag(3)實驗步驟(不要求寫具體操作過程)測定上述實驗用的_Fe(NO3)3溶液的pH。配制相同pH的稀硝酸溶液，將此溶液加入有銀鏡的試管內。(4) 不同意。甲同學檢驗出了Fe",可確定 Fe3+定氧化了 Ag ;乙同學雖然驗證了此條_件下NO3能氧化Ag，但在硝酸鐵溶液氧化 Ag時，由于沒有檢驗 NO3的還原產物，因此不 能確定NO3是否氧化了 Ag解析 (1)b選項中應向銀氨溶液中滴入幾滴乙醛，即銀氨溶液需過量，故b錯；銀鏡反應需用水浴加熱，不能用酒精燈加熱，故 c也錯

49、；AgNO3溶液中由于Ag +的水解顯酸性，而 加入氨水后，生成的 Ag(NH 3)2OH發(fā)生電離；Ag(NH 3)2OH=Ag(NH 3)2 + + OH -，顯堿性， 故e正確，因此正確的有 a、d、e。Fe3+將Ag氧化為Ag + ,而自身被還原為Fe2 +,離子方程式為Fe3+ + Ag=Ag + + Fe2 +。113. (1)3 mol L 稀硝酸、濃硝酸、氫氧化鈉溶液(2) 通入CO2一段時間，關閉彈簧夾，將裝置中導管末端伸入倒置的燒瓶內(3) Cu + 4HNO 3(濃)=Cu(NO 3)2 + 2NO2 f + 2出0(4) 將 NO2轉化為 NO 3NO2+ H2O=2HN

50、O3+ NO(5) 裝置中液面上方氣體仍為無色，裝置中液面上方氣體由無色變?yōu)榧t棕色(6) acd解析本題主要考查HNO3的性質、化學實驗設計和評價的能力。(1) 根據(jù)裝置特點和實驗目的，裝置收集NO,裝置中盛放NaOH溶液吸收NO2，因為要驗證稀硝酸不能氧化 NO,所以裝置中應該盛放稀硝酸。(2) 由于裝置中殘存的空氣能氧化 NO而對實驗產生干擾， 所以滴加濃硝酸之前需要通入 一段時間CO2趕走裝置中的空氣，同時也需將裝置 中導管末端伸入倒置的燒瓶內，防止反 應產生的NO氣體逸出。(3) Cu 與濃 HNO3反應生成 Cu(NO3)2、NO2、H2O: Cu+ 4HNO3(濃)=Cu(NO 3

51、)2+ 2NO2 T + 2H2O。(4) 裝置中盛放蒸餾水，使 NO2與H2O反應生成NO: 3NO2+ H2O=2HNO 3+ NO。(5) NO通過稀HNO3溶液后，若無紅棕色 NO2產生，說明稀 HNO3不能氧化NO ,所以 盛放稀HNO3裝置的液面上方沒有顏色變化即可說明。 裝置中盛放的是濃HNO3,若濃HNO3 能氧化NO,則裝置液面的上方會產生紅棕色氣體。(6) 要證明是Cu(NO3)2濃度過高或是溶解了 NO2導致裝置 中溶液呈綠色，可設計將溶 解的NO2趕走(a、c方案)再觀察顏色變化，也可在 Cu(NO3)2濃溶液中通入 NO2進行比較觀 察反應后的顏色變化(d方案)，確定

52、是否是因溶有 NO2引起的。方案b中由于Cu(NO3)2和溶 解在其中的NO2濃度均可發(fā)生變化，無法確定是哪一種因素引起的。熱點集訓1. A 此題的關鍵問題在于實際操作中的注意事項。制備1 mol Cu需1 mol CuO，而H2還原時由于排凈裝置內空氣、冷卻，因此需要遠大于1 mol H2的量，即消耗的Fe、H2SO4及生成的FeSO4均多。2. C 解題的關鍵是：準確判斷在實驗室進行的物質的制備過程中，要理論上正確、 操作上可行且經濟上合理。A項中實驗室里用在空氣中點燃單質碳來制備CO的方法，在操作上是不可行的；B項中用硝酸銀溶液與銅反應來制備Cu(NO 3)2是不經濟的；D項中用鐵點燃C 項符合要求。 燃燒制