2019-2020年高中化學(xué)《物質(zhì)的制備》教案4 新人教版選修6.doc

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2019-2020年高中化學(xué)《物質(zhì)的制備》教案4 新人教版選修6 1復(fù)習(xí)重點 1．掌握常見氣體的實驗室制法（包括所用試劑、儀器、反應(yīng)原理和收集方法）． 2．綜合運(yùn)用化學(xué)知識對常見的物質(zhì)（包括氣體物質(zhì)、無機(jī)離子）進(jìn)行分離、提純和鑒別． 難點聚焦 一、常見氣體的實驗室制備 1、氣體發(fā)生裝置的類型 （1）設(shè)計原則：根據(jù)反應(yīng)原理、反應(yīng)物狀態(tài)和反應(yīng)所需條件等因素來選擇反應(yīng)裝置。 （2）裝置基本類型： 裝置類型 固體反應(yīng)物（加熱） 固液反應(yīng)物（不加熱） 固液反應(yīng)物（加熱） 裝置 示意圖 主要儀器 典型氣體 O2、NH3、CH4等 H2、CO2、H2S等。 Cl2、HCl、CH2=CH2等 操作要點 （l）試管口應(yīng)稍向下傾斜，以防止產(chǎn)生的水蒸氣在管口冷凝后倒流而引起試管破裂。 （2）鐵夾應(yīng)夾在距試管口 l/3處。 （3）膠塞上的導(dǎo)管伸入試管里面不能太長，否則會妨礙氣體的導(dǎo)出。 （1）在用簡易裝置時，如用長頸漏斗，漏斗頸的下口應(yīng)伸入液面以下，否則起不到液封的作用； （2）加入的液體反應(yīng)物（如酸）要適當(dāng)。 （3）塊狀固體與液體的混合物在常溫下反應(yīng)制備氣體可用啟普發(fā)生器制備。 （1）先把固體藥品加入燒瓶，然后加入液體藥品。 （2）要正確使用分液漏斗。 幾種氣體制備的反應(yīng)原理 1、O2 2KClO3 2KCl+3O2↑ 2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑ 2H2O22H2O+O2↑ 2、NH3 2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O NH3H2ONH3↑+H2O 3、CH4 CH3COONa+NaOHNa2CO3+CH4↑ 4、H2 Zn+H2SO4(稀)=ZnSO4+H2↑ 5、CO2 CaCO3+2HCl=CaCl2+CO2↑+H2O 6、H2S FeS+H2SO4(稀)=FeSO4+H2S↑ 7、SO2 Na2SO4+H2SO4(濃)=Na2SO4+SO2↑+H2O 8、NO2 Cu+4HNO3(濃)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O 9、NO 3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O 10、C2H2 CaC2+2H2O→Ca(OH)2+CH≡CH↑ 11、Cl2 MnO2+4HCl(濃)MnCl2+Cl2↑+2H2O 12、HCl NaCl(固)+H2SO4(濃)NaHSO4+HCl↑ NaCl(固)+NaHSO4Na2SO4+HCl↑ 2NaCl(固)+H2SO4(濃)Na2SO4+2HCl↑ 13、C2H4 C2H5OHCH2=CH2↑+H2O 14、N2 NaNO2+NH4ClNaCl+N2↑+2H2O 2、收集裝置 （1）設(shè)計原則：根據(jù)氧化的溶解性或密度 （2）裝置基本類型： 裝置類型 排水（液）集氣法 向上排空氣集氣法 向下排空氣集氣法 裝 置 示意圖 適用范圍 不溶于水（液）的氣體 密度大于空氣的氣體 密度小于空氣的氣體 典型氣體 H2、O2、NO、CO、CH4、 CH2＝CH2、CH≡CH Cl2、HCl、CO2、SO2、H2S H2、NH3、CH4 3、凈化與干燥裝置 （1）設(shè)計原則：根據(jù)凈化藥品的狀態(tài)及條件 （2）裝置基本類型： 裝置類型 液體除雜劑（不加熱） 固體除雜劑（不加熱） 固體除雜劑（加熱） 適用范圍 裝 置 示意圖 （3）氣體的凈化劑的選擇 選擇氣體吸收劑應(yīng)根據(jù)氣體的性質(zhì)和雜質(zhì)的性質(zhì)而確定，所選用的吸收劑只能吸收氣體中的雜質(zhì)，而不能與被提純的氣體反應(yīng)。一般情況下：①易溶于水的氣體雜質(zhì)可用水來吸收；②酸性雜質(zhì)可用堿性物質(zhì)吸收；③堿性雜質(zhì)可用酸性物質(zhì)吸收；④水分可用干燥劑來吸收；⑤能與雜質(zhì)反應(yīng)生成沉淀（或可溶物）的物質(zhì)也可作為吸收劑。 （4）氣體干燥劑的類型及選擇 常用的氣體干燥劑按酸堿性可分為三類： ①酸性干燥劑，如濃硫酸、五氧化二磷、硅膠。酸性干燥劑能夠干燥顯酸性或中性的氣體，如CO2、SO2、NO2、HCI、H2、Cl2 、O2、CH4等氣體。 ②堿性干燥劑，如生石灰、堿石灰、固體NaOH。堿性干燥劑可以用來干燥顯堿性或中性的氣體，如NH3、H2、O2、CH4等氣體。 ③中性干燥劑，如無水氯化鈣等，可以干燥中性、酸性、堿性氣體，如O2、H2、CH4等。 在選用干燥劑時，顯堿性的氣體不能選用酸性干燥劑，顯酸性的氣體不能選用堿性干燥劑。有還原性的氣體不能選用有氧化性的干燥劑。能與氣體反應(yīng)的物質(zhì)不能選作干燥劑，如不能用CaCI2來干燥NH3（因生成 CaCl28NH3），不能用濃 H2SO4干燥 NH3、H2S、HBr、HI等。 氣體凈化與干燥注意事項 一般情況下，若采用溶液作除雜試劑，則是先除雜后干燥；若采用加熱除去雜質(zhì)，則是先干燥后加熱。 對于有毒、有害的氣體尾氣必須用適當(dāng)?shù)娜芤杭右晕眨ɑ螯c燃），使它們變?yōu)闊o毒、無害、無污染的物質(zhì)。如尾氣Cl2、SO2、Br2（蒸氣）等可用NaOH溶液吸收；尾氣H2S可用CuSO4或NaOH溶液吸收；尾氣CO可用點燃法，將它轉(zhuǎn)化為CO2氣體。 4、氣體實驗裝置的設(shè)計 （1）裝置順序：制氣裝置→凈化裝置→反應(yīng)或收集裝置→除尾氣裝置 （2）安裝順序：由下向上，由左向右 （3）操作順序：裝配儀器→檢驗氣密性→加入藥品 二、常見物質(zhì)的分離、提純和鑒別 1、 化學(xué)方法分離和提純物質(zhì) 對物質(zhì)的分離可一般先用化學(xué)方法對物質(zhì)進(jìn)行處理，然后再根據(jù)混合物的特點用恰當(dāng)?shù)姆蛛x方法（見化學(xué)基本操作）進(jìn)行分離。 用化學(xué)方法分離和提純物質(zhì)時要注意： ①最好不引入新的雜質(zhì)； ②不能損耗或減少被提純物質(zhì)的質(zhì)量 ③實驗操作要簡便，不能繁雜。用化學(xué)方法除去溶液中的雜質(zhì)時，要使被分離的物質(zhì)或離子盡可能除凈，需要加入過量的分離試劑，在多步分離過程中，后加的試劑應(yīng)能夠把前面所加入的無關(guān)物質(zhì)或離子除去。 對于無機(jī)物溶液常用下列方法進(jìn)行分離和提純： （1）生成沉淀法 例如NaCl溶液里混有少量的MgCl2雜質(zhì)，可加入過量的NaOH溶液，使Mg2+離子轉(zhuǎn)化為Mg(OH)2沉淀（但引入新的雜質(zhì)OH－），過濾除去Mg(OH)2，然后加入適量鹽酸，調(diào)節(jié)pH為中性。 （2）生成氣體法 例如Na2SO4溶液中混有少量Na2CO3，為了不引入新的雜質(zhì)并增加SO42－，可加入適量的稀H2SO4，將CO32－轉(zhuǎn)化為CO2氣體而除去。 （3）氧化還原法 例如在 FeCl3溶液里含有少量 FeCl2雜質(zhì)，可通入適量的Cl2氣將FeCl2氧化為FeCl3。若在 FeCl2溶液里含有少量 FeCl3，可加入適量的鐵粉而將其除去。 （4）正鹽和與酸式鹽相互轉(zhuǎn)化法 例如在Na2CO3固體中含有少量NaHCO3雜質(zhì)，可將固體加熱，使NaHCO3分解生成Na2CO3，而除去雜質(zhì)。若在NaHCO3溶液中混有少量Na2CO3雜質(zhì)，可向溶液里通入足量CO2，使Na2CO3轉(zhuǎn)化為NaHCO3。 （5）利用物質(zhì)的兩性除去雜質(zhì) 例如在Fe2O3里混有少量的Al2O3雜質(zhì)，可利用Al2O3是兩性氧化物，能與強(qiáng)堿溶液反應(yīng)，往試樣里加入足量的 NaOH溶液，使其中 Al2O3轉(zhuǎn)化為可溶性 NaAlO2，然后過濾，洗滌難溶物，即為純凈的Fe2O3。 （6）離子交換法 例如用磺化煤（NaR）做陽離子交換劑，與硬水里的Ca2+、Mg2+進(jìn)行交換，而使硬水軟化。 2、物質(zhì)的鑒別 物質(zhì)的檢驗通常有鑒定、鑒別和推斷三類，它們的共同點是：依據(jù)物質(zhì)的特殊性質(zhì)和特征反應(yīng)，選擇適當(dāng)?shù)脑噭┖头椒?，?zhǔn)確觀察反應(yīng)中的明顯現(xiàn)象，如顏色的變化、沉淀的生成和溶解、氣體的產(chǎn)生和氣味、火焰的顏色等，進(jìn)行判斷、推理。 鑒定通常是指對于某一種物質(zhì)的定性檢驗，根據(jù)物質(zhì)的化學(xué)特性，分別檢出陽離子、陰離子，鑒別通常是指對分別存放的兩種或兩種以上的物質(zhì)進(jìn)行定性辨認(rèn)，可根據(jù)一種物質(zhì)的特性區(qū)別于另一種，也可根據(jù)幾種物質(zhì)的顏色、氣味、溶解性、溶解時的熱效應(yīng)等一般性質(zhì)的不同加以區(qū)別。推斷是通過已知實驗事實，根據(jù)性質(zhì)分析推求出被檢驗物質(zhì)的組成和名稱。我們要綜合運(yùn)用化學(xué)知識對常見物質(zhì)進(jìn)行鑒別和推斷。 1．常見氣體的檢驗 常見氣體 檢驗方法 氫氣 純凈的氫氣在空氣中燃燒呈淡藍(lán)色火焰，混合空氣點燃有爆鳴聲，生成物只有水。不是只有氫氣才產(chǎn)生爆鳴聲；可點燃的氣體不一定是氫氣 氧氣 可使帶火星的木條復(fù)燃 氯氣 黃綠色，能使?jié)駶櫟牡饣浀矸墼嚰堊兯{(lán)（O3、NO2也能使?jié)駶櫟牡饣浀矸墼嚰堊兯{(lán)） 氯化氫 無色有刺激性氣味的氣體。在潮濕的空氣中形成白霧，能使?jié)駶櫟乃{(lán)色石藍(lán)試紙變紅；用蘸有濃氨水的玻璃棒靠近時冒白煙；將氣體通入AgNO3溶液時有白色沉淀生成。 二氧化硫 無色有刺激性氣味的氣體。能使品紅溶液褪色，加熱后又顯紅色。能使酸性高錳酸鉀溶液褪色。 硫化氫 無色有具雞蛋氣味的氣體。能使Pb(NO3)2或CuSO4溶液產(chǎn)生黑色沉淀，或使?jié)駶櫟拇姿徙U試紙變黑。 氨氣 無色有刺激性氣味，能使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍(lán)，用蘸有濃鹽酸的玻璃棒靠近時能生成白煙。 二氧化氮 紅棕色氣體，通入水中生成無色的溶液并產(chǎn)生無色氣體，水溶液顯酸性。 一氧化氮 無色氣體，在空氣中立即變成紅棕色 二氧化碳 能使澄清石灰水變渾濁；能使燃著的木條熄滅。SO2氣體也能使澄清的石灰水變混濁，N2等氣體也能使燃著的木條熄滅。 一氧化碳 可燃燒，火焰呈淡藍(lán)色，燃燒后只生成CO2；能使灼熱的CuO由黑色變成紅色。 甲烷 無色氣體，可燃，淡藍(lán)色火焰，生成水和CO2；不能使高錳酸鉀溶液、溴水褪色。 乙烯 無色氣體、可燃，燃燒時有明亮的火焰和黑煙，生成水和CO2。能使高錳酸鉀溶液、溴水褪色。 乙炔 無色無臭氣體，可燃，燃燒時有明亮的火焰和濃煙，生成水和 CO2，能使高錳酸鉀溶液、溴水褪色。 2．幾種重要陽離子的檢驗 （l）H+ 能使紫色石蕊試液或橙色的甲基橙試液變?yōu)榧t色。 （2）Na+、K+ 用焰色反應(yīng)來檢驗時，它們的火焰分別呈黃色、淺紫色（通過鈷玻片）。 （3）Ba2+ 能使稀硫酸或可溶性硫酸鹽溶液產(chǎn)生白色BaSO4沉淀，且沉淀不溶于稀硝酸。 （4）Mg2+ 能與NaOH溶液反應(yīng)生成白色Mg(OH)2沉淀，該沉淀能溶于NH4Cl溶液。 （5）Al3+ 能與適量的NaOH溶液反應(yīng)生成白色Al(OH)3絮狀沉淀，該沉淀能溶于鹽酸或過量的NaOH溶液。 （6）Ag+ 能與稀鹽酸或可溶性鹽酸鹽反應(yīng)，生成白色AgCl沉淀，不溶于稀 HNO3，但溶于氨水，生成［Ag(NH3)2］+。 （7）NH4+ 銨鹽（或濃溶液）與NaOH濃溶液反應(yīng)，并加熱，放出使?jié)駶櫟募t色石藍(lán)試紙變藍(lán)的有刺激性氣味NH3氣體。 （8）Fe2+ 能與少量NaOH溶液反應(yīng)，先生成白色Fe(OH)2沉淀，迅速變成灰綠色，最后變成紅褐色Fe(OH)3沉淀?；蛳騺嗚F鹽的溶液里加入KSCN溶液，不顯紅色，加入少量新制的氯水后，立即顯紅色。2Fe2++Cl2＝2Fe3++2Cl－ （9）Fe3+ 能與 KSCN溶液反應(yīng)，變成血紅色 Fe(SCN)3溶液，能與 NaOH溶液反應(yīng)，生成紅褐色Fe(OH)3沉淀。 （10）Cu2+ 藍(lán)色水溶液（濃的CuCl2溶液顯綠色），能與NaOH溶液反應(yīng)，生成藍(lán)色的Cu(OH)2沉淀，加熱后可轉(zhuǎn)變?yōu)楹谏?CuO沉淀。含Cu2+溶液能與Fe、Zn片等反應(yīng)，在金屬片上有紅色的銅生成。 3．幾種重要的陰離子的檢驗 （1）OH－ 能使無色酚酞、紫色石蕊、橙色的甲基橙等指示劑分別變?yōu)榧t色、藍(lán)色、黃色。 （2）Cl－ 能與硝酸銀反應(yīng)，生成白色的AgCl沉淀，沉淀不溶于稀硝酸，能溶于氨水，生成[Ag(NH3)2]+。 （3）Br－ 能與硝酸銀反應(yīng)，生成淡黃色AgBr沉淀，不溶于稀硝酸。 （4）I－ 能與硝酸銀反應(yīng)，生成黃色AgI沉淀，不溶于稀硝酸；也能與氯水反應(yīng)，生成I2，使淀粉溶液變藍(lán)。 （5）SO42－ 能與含Ba2+溶液反應(yīng)，生成白色BaSO4沉淀，不溶于硝酸。 （6）SO32－ 濃溶液能與強(qiáng)酸反應(yīng)，產(chǎn)生無色有刺激性氣味的SO2氣體，該氣體能使品紅溶液褪色。能與BaCl2溶液反應(yīng)，生成白色BaSO3沉淀，該沉淀溶于鹽酸，生成無色有刺激性氣味的SO2氣體。 （7）S2－ 能與Pb(NO3)2溶液反應(yīng)，生成黑色的PbS沉淀。 （8）CO32－ 能與BaCl2溶液反應(yīng)，生成白色的BaCO3沉淀，該沉淀溶于硝酸（或鹽酸），生成無色無味、能使澄清石灰水變渾濁的CO2氣體。 （9）HCO3－ 取含HCO3－鹽溶液煮沸，放出無色無味CO2氣體，氣體能使澄清石灰水變渾濁?；蛳騂CO3－鹽酸溶液里加入稀MgSO4溶液，無現(xiàn)象，加熱煮沸，有白色沉淀 MgCO3生成，同時放出 CO2氣體。 （10）PO43－ 含磷酸根的中性溶液，能與AgNO3反應(yīng)，生成黃色Ag3PO4沉淀，該沉淀溶于硝酸。 （11）NO3－ 濃溶液或晶體中加入銅片、濃硫酸加熱，放出紅棕色氣體。 4．幾種重要有機(jī)物的檢驗 （1）苯 能與純溴、鐵屑反應(yīng)，產(chǎn)生HBr白霧。能與濃硫酸、濃硝酸的混合物反應(yīng)，生成黃色的苦杏仁氣味的油狀（密度大于1）難溶于水的硝基苯。 （2）乙醇 能夠與灼熱的螺旋狀銅絲反應(yīng)，使其表面上黑色CuO變?yōu)楣饬恋你~，并產(chǎn)生有刺激性氣味的乙醛。乙醇與乙酸、濃硫酸混合物加熱反應(yīng)，將生成的氣體通入飽和Na2CO3溶液，有透明油狀、水果香味的乙酸乙酯液體浮在水面上。 （3）苯酚 能與濃溴水反應(yīng)生成白色的三溴苯酚沉淀。能與FeCl3溶液反應(yīng)，生成紫色溶液。 （4）乙醛 能發(fā)生銀鏡反應(yīng)，或能與新制的藍(lán)色Cu(OH)2加熱反應(yīng)，生成紅色的 Cu2O沉淀。 5．用一種試劑或不用試劑鑒別物質(zhì) 用一種試劑來鑒別多種物質(zhì)時，所選用的試劑必須能和被鑒別的物質(zhì)大多數(shù)能發(fā)生反應(yīng)，而且能產(chǎn)生不同的實驗現(xiàn)象。常用的鑒別試劑有FeCl3溶液、NaOH溶液、Na2CO3溶液、稀H2SO4、Cu(OH)2懸濁液等。 不用其他試劑來鑒別一組物質(zhì)，一般情況從兩個方面考慮： ①利用某些物質(zhì)的特殊性質(zhì)（如顏色、氣味、溶解性等），首先鑒別出來，然后再用該試劑去鑒別其他物質(zhì)。 ②采用一種試劑與其他物質(zhì)相互反應(yīng)的現(xiàn)象不同，進(jìn)行綜合分析鑒別。 例題精講 典型例題 [例1]下列反應(yīng)適用于實驗室制氫氣的是（ ）。 ①鋅與稀硫酸反應(yīng)②甲烷熱分解③電解稀硫酸④赤熱的炭與水蒸氣反應(yīng) A.只有① B.①② C.①③ D.①②④ 分析與解答： 實驗室里制備氣體要操作簡單，容易分離，經(jīng)濟(jì)實惠，切實可行。甲烷在高溫下才能分解成 H2和 C，實驗室里難辦到。赤熱的炭和水蒸氣反應(yīng)生成 CO和 H2，既難反應(yīng)，又難分離，難以在實驗里實現(xiàn)?？捎娩\和稀硫酸反應(yīng)、電解稀硫酸的方法制取氫氣。本題答案為C [例2] 今有下列氣體：H2、Cl2、CH4、HCl、NH3、NO、H2S、SO2，用右圖裝置進(jìn)行實驗，填寫下列空白： ①當(dāng)燒瓶干燥時，從A口進(jìn)氣可收集的氣體是＿ ＿ ＿，從B口進(jìn)氣可收集的氣體是 。 ②當(dāng)燒瓶中充滿水時．可用來測量 等氣體的體積。 ③當(dāng)燒瓶中裝入洗液，用于洗氣時，氣體應(yīng)從 口進(jìn)入燒瓶。 分析與解答： （1）本題考查學(xué)生思維的敏捷性。用排空氣法來收集氣體要注意氣體的密度。由于H2、CH4、NH3的密度比空氣小，不與空氣發(fā)生反應(yīng)，可用向下排空氣的方法來收集，結(jié)合本題干燥燒瓶的位置特征，H2、CH4、NH3應(yīng)從A口進(jìn)氣，把空氣從B口趕出。Cl2、HCl、H2S、SO2氣體的密度比空氣大，與空氣不發(fā)生反應(yīng)，應(yīng)從 B口進(jìn)氣，將空氣從A口趕出。NO能與空氣中的O2反應(yīng)，不能用排空氣法收集。 （2）對于難溶于水的氣體可用排水取氣法收集；可以用來收集、測量的氣體有H2、CH4、NO。 （3）當(dāng)燒瓶中裝有洗液時，被凈化、干燥的氣體應(yīng)從B口進(jìn)入。 [例3] （1）在沒有現(xiàn)成的CO2氣體發(fā)生器的情況下，請你選用下圖中的部分儀器，裝配成一個簡易的、能隨開隨用、隨關(guān)隨停的CO2氣體發(fā)生裝置。應(yīng)選用的儀器是（填入儀器的編號） 。 （2）若用上述裝置制取CO2氣體，而實驗室只有稀硫酸、濃硝酸、水、塊狀純堿、塊狀大理石，比較合理的方案應(yīng)選用的藥品是 。 分析與解答：本題要求組裝一個隨開隨用、隨關(guān)隨停的CO2發(fā)生裝置。即利用啟普發(fā)生器的原理來制備CO2氣體。細(xì)心觀察所給儀器，可用球形干燥管來代替啟普發(fā)生器的球形漏斗，燒杯代替反應(yīng)容器，應(yīng)選用的儀器是a、c、d、e。 大理石與稀硫酸反應(yīng)生成了微溶于水的CaSO4，阻礙了反應(yīng)的進(jìn)行，因而不能同時選用這兩種藥品。又因為塊狀 Na2CO3晶體溶于水，不能用啟普發(fā)生器來制備 CO2。只能將濃硝酸加水稀釋為稀硝酸，再與CaCO3反應(yīng)制備CO2。應(yīng)選用的藥品是濃硝酸、水、塊狀大理石。 [例4]用示意圖中的簡易裝置可以進(jìn)行氣體的發(fā)生和收集。 （l）實驗前應(yīng)如何檢查該裝置的氣密性 。 （2）拔開試管 a的橡皮塞，加入10mL 6mol/L稀硝酸和1g薄銅片，立即將帶有導(dǎo)管的橡皮塞塞緊試管口。反應(yīng)開始時速度緩慢，逐漸加快，請寫出在試管a中所發(fā)生的所有反應(yīng)的化學(xué)方程式 ， 。 （3）從反應(yīng)開始到反應(yīng)結(jié)束，預(yù)期在試管a中可觀察到哪些現(xiàn)象？請依次逐一寫出 。 （4）在反應(yīng)開始時，可觀察到導(dǎo)管b中的水面先沿導(dǎo)管b慢慢上升到一定高度，此后又回落，然后有氣泡從管口冒出。試說明反應(yīng)開始時，導(dǎo)管中水面先上升的原因： ： 。 （5）試管c收集滿氣體后，用拇指堵住管口，取出水槽。將管口向上，松開拇指，片刻后，再次堵住管口，將試管又再倒置于水槽中，松開拇指。此時可觀察到什么現(xiàn)象 。 分析與解答： 本題是信息遷移式的實驗簡答題，意在考查學(xué)生的觀察能力、實驗?zāi)芰退季S能力。解題時依據(jù)試題信息，細(xì)心觀察實驗裝置圖，善于聯(lián)系已經(jīng)掌握的基礎(chǔ)知識，進(jìn)行知識的遷移，發(fā)散思維，用準(zhǔn)確的化學(xué)語言來解答實際問題。 解題時的思維要點是： ①檢驗裝置的氣密性要抓住三點：緊握試管使管內(nèi)氣體受熱膨脹；有氣泡冒出；松開手后，水又回到導(dǎo)管中。 ②銅與稀硝酸反應(yīng)生成無色難溶于水的NO，它立即被空氣中的氧氣所氧化．生成紅棕色的二氧化氮氣體，NO2易溶于水，與水反應(yīng)生成硝酸，并使實驗裝置內(nèi)的氣體壓強(qiáng)暫時減小，引起水的倒流。 本題的正確答案為：（1）把導(dǎo)管b的下端浸入水中，用手緊握捂熱試管a，導(dǎo)管口會有氣泡冒出，松開手后，水又會回升到導(dǎo)管b中。 （2）①3Cu+8HNO3=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O ②2NO+O2=2NO2 （3）①銅片和稀硝酸反應(yīng)，有無色氣泡產(chǎn)生，反應(yīng)速率開始緩慢，逐漸加快。②試管a上部空間由無色變?yōu)闇\棕色，又變?yōu)闊o色。③試管a中的溶液由無色變成淺藍(lán)色。④反應(yīng)結(jié)束時，銅片全部反應(yīng)完。 （4）由于反應(yīng)開始時產(chǎn)生的NO和試管a上部空氣中的O2作用生成NO2；NO2易溶于水并與水起反應(yīng)；使裝置內(nèi)的氣體壓強(qiáng)暫時減小，所以導(dǎo)管中的水面會上升至一定高度。 （5）水進(jìn)入試管，上升到一定高度。試管中氣體顏色由紅棕色變?yōu)闊o色。 [例5]1,2 - 二溴乙烷可作汽油抗爆劑的添加劑,常溫下它是無色液體,密度2.18 gcm-3,沸點131.4℃,熔點9.79℃,不溶于水,易溶于醇、醚、丙酮等有機(jī)溶劑.在實驗室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中裝有液溴(表面覆蓋少量水) 填寫下列空白: (1)寫出本題中制備1,2-二溴乙烷的兩個化學(xué)反應(yīng)方程式. ___________________________________________________________ ___________________________________________________________ (2)安全瓶b可以防止倒吸,并可以檢查實驗進(jìn)行時試管d是否發(fā)生堵塞．請 寫出發(fā)生堵塞時瓶b中的現(xiàn)象._________________________________. (3)容器c中NaOH溶液的作用是:__________________________________. (4)某學(xué)生在做此實驗時,使用一定量的液溴,當(dāng)溴全部褪色時,所消耗乙醇和濃硫酸混合液的量,比正常情況下超過許多.如果裝置的氣密性沒有問題,試分析其可能的原因. 分析與解答： 本題是是一道綜合性的的實驗簡答題，意在考查學(xué)生的觀察能力、實驗?zāi)芰退季S能力。解題時依據(jù)試題信息，細(xì)心觀察實驗裝置圖，善于聯(lián)系已經(jīng)掌握的基礎(chǔ)知識，進(jìn)行知識的遷移，發(fā)散思維，用準(zhǔn)確的化學(xué)語言來解答實際問題。 本題的正確答案及評分標(biāo)準(zhǔn)為： (1) CH2=CH2+Br2→CH2BrCH2Br (每式1分,共2分) (2)b中水面會下降,玻璃管中的水柱會上升,甚至溢出. (2分) (3)除去乙烯中帶出的酸性氣體.或答除去CO2、SO2. (2分) (4)原因: ①乙烯發(fā)生(或通過液溴)速度過快 ②實驗過程中,乙醇和濃硫酸的混合液沒有迅速達(dá)到170℃(答"控溫不當(dāng)"亦可) (兩點各2分,共4分.答其它原因不給分也不扣分) [例6]為了除去粗鹽中的 Ca2+、Mg2+、SO42-及泥砂，可將粗鹽溶于水，然后進(jìn)行下列五項操作。其中正確的操作順序是（）。 ①過濾 ②加過量的 NaOH溶液 ③加適量鹽酸 ④加過量 NaC03溶液 ⑤加過量 BaQ溶液 A①④②⑤③ B④①②⑤③ C．②⑤④①③ D。⑤②④①③ 分析與解答：必須了解各個實驗步驟的目的，才能分清操作順序。加入過量的NaOH溶液的目的是除去Mg2+，加入過量的 BaQ溶液是為了除去SO42-，加入過量的Na2C03溶液是為了除去 Ca2+及多余的時”，然后進(jìn)行過濾，除去 Mg（OH）2、BaSO、CaC03等難溶物，然后加適量的鹽酸，除去多余的Na2C03和調(diào)節(jié)溶液的 pH值。綜上所述，正確的實驗操作順序為 C．D。 [例7]列每組各有三對物質(zhì)，它們都能用分液漏斗分離的是（ ）。 A．乙酸乙酯和水，酒精和水，苯酚和水 B．二澳乙烷和水，溴苯和水，硝基苯和水 C．甘油和水，乙醇和水，乙酸和乙醇 D．油酸和水，甲苯和水，已烷和水 分析與解答：兩種互不相溶，密度也不相同的液體可以用分液漏斗分離。本題中不能相淆的物質(zhì)有： 乙酸乙酯和水，二漠乙烷和水，澳苯和水，硝基本和水，油酸和水，甲苯和水，已烷和水。則能夠用分液漏斗 分離的是B．D組。正確答案為B．D。 ［例8］僅用水就能鑒別的一組物質(zhì)是（）。 A．苯、乙酸、四氯化碳 B．乙醇、乙醛、乙酸 C乙醛、乙二醇、硝基苯 D.苯酚、乙醇、甘油 分析與解答：物質(zhì)在水中的溶解性及溶于水時的熱效應(yīng)、液體的密度等特點，都可以作為鑒別一組物 質(zhì)的條件。如乙酸能溶于水，與水互溶；而苯、四氯化碳難溶于水，但苯的密度比水小，而四氰化碳的密度 [例9]某學(xué)生根據(jù)高中課本中硝酸鉀受熱分解的實驗操作來判斷硝酸鉛的分解產(chǎn)物之一是氧氣；將試管中的硝酸鉛加熱到熔融，把帶有火星的細(xì)木條伸進(jìn)試管口，檢驗放出的氣體，當(dāng)發(fā)現(xiàn)木條復(fù)燃時該學(xué)生即斷言，硝酸鉛受熱分解有氧氣放出。請你對上述實驗及結(jié)論的合理性作出評價。如有必要，可提出改進(jìn)的實驗方案。 解題思路：有關(guān)反應(yīng)的方程式為： ①2KNO3 2KNO2+O2↑ ② 2Pb(NO3)2 2PbO+4NO2↑+O2↑ 比較反應(yīng)式①和②，其不同之處是②中除生成O2外，還生成了NO2。這一不同又產(chǎn)生了兩個結(jié)果，一方面NO2稀釋了O2，O2僅占混合氣體的20%，而這與空氣中O2的含量相近，因而此處的O2不可能使帶火星的木條復(fù)燃；另一方面NO2本身也能使帶火星的木條復(fù)燃。因為NO2受熱也能放出O2；2NO2=2NO+O2。 解答：上述實驗及結(jié)論在科學(xué)上是錯誤的。由于NO2干擾了O2的檢驗，因此應(yīng)選用NaOH溶液除掉NO2后再檢驗。 [例10] 研究某一化學(xué)反應(yīng)的實驗裝置如下圖所示： A～F屬于下列物質(zhì)中的六種物質(zhì)：濃硫酸、濃鹽酸、濃氨水、稀硫酸、稀鹽酸、稀氟水、水、鋅粒、銅片、食鹽、高錳酸鉀、氯化鈣、氧化鈣、四氧化三鐵、氧化鐵、氧化銅、氫氣、二氧化碳、二氧化氮、一氧化碳、氯氣、氯化氫、氨氣、氮氣、氧氣。 實驗現(xiàn)象； （1）D物質(zhì)由黑色變?yōu)榧t色 （2）無水硫酸銅粉末放入無色透明的E中得到藍(lán)色溶液 （3）點燃的鎂條伸入無色無味的F中．鎂條表面生成一種灰黃色固體物質(zhì)。將該發(fā)黃色物質(zhì)放入水中，有氣體放出，該氣體具有刺激性氣味。并能使?jié)櫇竦募t色石蕊試紙變藍(lán)。通過分析回答： l、寫出A～F的物質(zhì)名稱： A ，B ，C ，D ，E ，F(xiàn) 。 2、寫出有關(guān)的化學(xué)方程式： A與B ； C與D ； E與無水硫酸銅 ； F與Mg ； F與Mg的反應(yīng)產(chǎn)物與水 。 解題思路：“該氣體具有刺激性氣味，并能使?jié)櫇竦募t色石蕊試紙變藍(lán)”是解答此題的突破口，此氣體只能是NH3，結(jié)合題意，F(xiàn)就是N2。因此，從限定的反應(yīng)物中，只能設(shè)法從氨水中獲?。缓蠼Y(jié)合發(fā)生裝置特點（固、液、不加熱）及其他實驗現(xiàn)象，便可推斷其他的物質(zhì)。 解答：1、A.濃氨水；B.氧化鈣；C.氨氣；D.氧化銅；E.水；F.氮氣。 2、CaO+NH3H2O=NH3+Ca(OH)2 2NH3+3CuO3Cu+N2↑+3H2O CuSO4+5H2O=CuSO45H2O 3Mg+N2Mg3N2 Mg3N2+6H2O=3Mg(OH)2↓+2NH3↑ 實戰(zhàn)演練 1、實驗室有一包 KCl和 AlCl3的固體混合物，通過以下實驗可確定 KCl和 AlCl3的質(zhì)量之比，試根據(jù)實驗方法和主要步驟，回答有關(guān)問題： （1）調(diào)整托盤天平的零點時，若指針偏向右邊，應(yīng)將右邊的螺絲向 旋動。 （2）某學(xué)生用已知質(zhì)量為 y g的表面皿準(zhǔn)確稱取 W g樣品，他在托盤天平的右盤上放上（W＋y）g的砝碼，在左盤的表面皿中放入樣品，此時指針稍偏右邊，該學(xué)生應(yīng)怎樣操作 ； （3）將樣品置于燒杯中加適量水溶解，滴入過量的A溶液，燒壞中有沉淀物，則A溶液的名稱是 ； （4）過濾，某學(xué)生欲用右圖裝置操作，錯誤之處應(yīng)怎樣糾正？ 答： ； （5）甲學(xué)生用水多次洗滌過濾所得沉淀物，然后使其干燥，得到固體純凈物C，質(zhì)量為W2g，C的名稱是 ； （6）乙學(xué)生將過濾所得濾液跟甲學(xué)生洗滌沉淀所得液體混合，然后蒸干溶劑，再充分加熱，最后得到純凈KCl固體W1g，則原混合物中KCl與AlCl3的質(zhì)量之比的計算式為 。 答案：（1）左；（2）往左盤表面皿上慢慢加少量樣品，使指針指向標(biāo)尺中間； （3）氨水；（4）漏斗下端管口應(yīng)緊靠燒杯內(nèi)壁，傾倒液體時應(yīng)用玻璃棒引流； （5）Al（OH）3；（6）W1：（W－W1）或W1：133.5W2/78 2、進(jìn)行化學(xué)實驗必須注意安全,下列說法正確的是(填寫標(biāo)號) (A)不慎將酸濺到眼中,應(yīng)立即用水沖洗,邊洗邊眨眼睛 (B)不慎將濃堿溶液沾到皮膚上,要立即用大量水沖洗,然后涂上硼酸溶液 (C)如果苯酚濃溶液沾到皮膚上,應(yīng)立即用酒精洗 (D)配制硫酸溶液時,可先在量筒中直接配制 分析與解答： 本題將主要考查化學(xué)實驗中的安全意識。正確答案為A、B、C 3、將1體積選項中的一種氣體與10體積O2混合后，依次通過盛有足量濃NaOH溶液的洗氣瓶和盛有足量灼熱銅屑的管子（假設(shè)反應(yīng)都進(jìn)行完全），最后得到的尾氣可以是（ ）。 A.Cl2 B.CO C.CO2 D.N2 分析與解答： 本題將選項中的物質(zhì)作為可選擇的反應(yīng)物，又要推出反應(yīng)后的最終產(chǎn)物可能是選項中的何物。試題新穎、靈活，要善于比較，培養(yǎng)思維的辯證性。解題時應(yīng)用選項中的四種氣體，分別進(jìn)行上述實驗，如將B選項中的CO進(jìn)行實驗：CO、O2都不與NaOH溶液反應(yīng)，O2與Cu反應(yīng)生成CuO，CuO又與CO反應(yīng)，生成CO2，尾氣為CO2。同理D選項的N2進(jìn)行實驗，尾氣為N2。正確答案為C、D。 3、在右圖所示裝置中，燒瓶中充滿干燥的氣體a，將滴管中的b液體擠入燒瓶內(nèi)，輕輕振蕩燒瓶，然后打開彈簧夾，燒杯中的液體b呈噴泉狀噴出，最終幾乎充滿燒瓶，則a和b分別是（ ）。 選項 a（干燥氣體） b（液體） A NO2 水 B CO2 4molL－1NaOH C Cl2 飽和食鹽水 D NH3 1molL－1HCl 分析與解答： 本題為信息遷移題，將已學(xué)習(xí)的HCl、NH3溶于水的噴泉實驗進(jìn)行知識遷移，既要形成噴泉實驗，又要液體充滿燒瓶，這是本題的特點。有關(guān)化學(xué)反應(yīng)為： 3NO2＋H2O=2HNO3＋NO，CO2＋2NaOH=Na2CO3＋H2O， NH3＋HCI=NH4Cl。本題答案為B、D。 4、回答下面問題： （l）分離沸點不同但又互溶的液體混合物，常用什么方法？ （2）在分液漏斗中用一種有機(jī)溶劑提取水溶液里的某物質(zhì)時，靜量分層后，如果不知道哪一層液體是“水層”，試設(shè)計一種簡便的判斷方法。 5、實驗室利用乙醇脫水制備乙烯的步驟如下； ①在一蒸餾燒瓶中加人95%的乙醇和濃硫酸（體積比為l：3），再加入少量干凈的河沙； ②瓶口插上帶塞的溫度計； ③加熱并迅速使反應(yīng)溫度上升到170℃； ④氣體通過稀NaOH溶液進(jìn)行洗氣后，用酸性KMnO4溶液檢驗乙烯的還原性。 據(jù)此回答下列問題： （1）步驟①中混合乙醇和濃硫酸時應(yīng)注意的問題是 。 （2）在反應(yīng)液中加入河沙的原因是 。 （3）步驟②中溫度計水銀球的正確位置是 。 （4）加熱時，使反應(yīng)液溫度迅速升高到I7O℃的原因是 。 （5）步驟④中．用稀NaOH溶液洗滌氣體，能除去可能伴隨乙烯生成的氣體是 。 答案：（1）將濃硫酸緩慢加入乙醇中并不斷攪拌，必要時冷卻。（2）河砂對乙烯的生成有催化作用，且能防止反應(yīng)中形成大量的泡沫。（3）溫度計水銀球應(yīng)浸沒于反應(yīng)液中。（4）若溫度在1400C，生成的主要物質(zhì)是乙醚并非乙稀。（5）硫酸與乙醇發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成的CO2及SO2 3、欲制無水氯化鋁并保存?zhèn)溆谩，F(xiàn)有儀器如下圖所示，并有食鹽晶體、水、固體燒堿、鋁粉、二氧化錳、濃硫酸等六種試劑。 設(shè)計的制取過程是：制氯氣 → 加凈化和干燥氯氣 → 制氯化鋁 請回答下列問題： （1）從上列儀器中選取必須的幾種，連接成一個制無水氯化鋁的連續(xù)裝置，按前后順序填寫圖的編號（不一定填滿），并寫出各儀器里放入的試劑的化學(xué)式 （2）寫出實驗過程中有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式。 答案：⑴③、 ⑦、 ⑤、 ② NaCl,MnO2,濃H2SO4、NaCl,H2O、濃H2SO4、Al,NaOH,H2O ⑵2NaCl+3H2SO4+MnO2 2NaHSO4+MnSO4+2H2O+Cl2↑ Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O 2Al+3Cl2 2AlCl3 6、實驗室用Zn粒和鹽酸反應(yīng)制H2，其中含酸霧、水氣、硫化氫及少量氧氣等雜質(zhì)氣體，某同學(xué)設(shè)計了以下幾種裝置，按一定順序連接，氣體通過時，達(dá)到每一裝置除去一種氣體的目的。 （1）它們連接的順序為 ； （2）除去H2S的離子方程式為 ； （3）除去O2觀察到的現(xiàn)象為 。 答案：（1）a→b→e→f→g→h→d→c；（2）H2S+Cu2+= CuS↓+2H+； （3）溶液由淺綠色逐漸變成黃色 7、實驗室可用氯氣與金屬反應(yīng)制備無水三氯化鐵，該化合物呈棕紅色、易潮解100℃左右時升華。下圖是兩個學(xué)生設(shè)計的實驗裝置，左邊的反應(yīng)裝置相同，而右邊的產(chǎn)品收集裝置則不同，分別如（Ⅰ）和（Ⅱ）所示。試回答： （1） B中反應(yīng)的化學(xué)方程式為：__________________； （2） D中的反應(yīng)開始前，需排除裝置中的空氣，應(yīng)采取的方未能是：_________________________。 （3） D中反應(yīng)的化學(xué)方程式為：__________________________。 （4） 裝置（Ⅰ）的主要缺點是：______________________。 （5） 裝置（Ⅱ）的主要缺點是：___________________________， 如果選用些裝置來完成實驗，則必須采取的改進(jìn)措施是：_________________________。 正確答案及評分標(biāo)準(zhǔn) （1）4HCl+MnO2MnCl2+2H2O+Cl2↑ （3分） 或 16HCl+2KmnO42KCl+2MnCl2+8H2O+5Cl2↑ （3分） （2）B中的反應(yīng)進(jìn)行一段時間后，看到黃綠色氣體充滿裝置，現(xiàn)開始加熱D （3分） （3）2Fe+3Cl22FeCl3 (2分) （4）導(dǎo)管易被產(chǎn)品堵塞；尾氣排入空氣，易造成環(huán)境污染 （2分） （5）產(chǎn)品易潮解 （2分） 在瓶E和F之間連接裝有干燥劑的裝置 （2分） (其他既能防止產(chǎn)品潮解又能防止尾氣污染環(huán)境的合理答案均給分) 8、某學(xué)生利用氯酸鉀分解制氧氣的反應(yīng)，測定氧氣的摩爾質(zhì)量。實驗步驟如下： ①把適量的氯酸鉀粉末和少量二氧化錳粉末混合均勻，放入干燥的試管中，準(zhǔn)確稱量，質(zhì)量為ag。 ②裝好實驗裝置。 ③檢查裝置氣密性。 ④加熱，開始反應(yīng)，直到產(chǎn)生一定量的氣體。 ⑤停止加熱（如圖，導(dǎo)管出口高于液面）。 ⑥測量收集到氣體的體積。 ⑦準(zhǔn)確稱量試管和殘留物的質(zhì)量為bg。 ⑧測量實驗室的溫度。 ⑨把殘留物倒入指定的容器中，洗凈儀器，放回原處，把實驗桌面收拾干凈。 ⑩處理實驗數(shù)據(jù)，求出氧氣的摩爾質(zhì)量。 回答下列問題： （1）如何檢查裝置的氣密性？　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 （2）以下是測量收集到氣體體積必須包括的幾個步驟；①調(diào)整量簡內(nèi)外液面高度使之相同；②使試管和量筒內(nèi)的氣體都冷卻至室溫；③讀取量簡內(nèi)氣體的體積。這三步操作的正確順序是：　　　　　　 （請?zhí)顚懖襟E代號）。 （3）測量收集到氣體體積時，如何使量簡內(nèi)外液面的高度相同？ 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 （4）如果實驗中得到的氧氣體積是c L（25℃、1.0105Pa）的，水蒸氣的影響忽略不計，氧氣的摩爾質(zhì)量的計算式為（含a、b、c，不必化簡）： M(O2)=　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　9. 為了測定人體新陳代謝呼出氣體中CO2的體積分?jǐn)?shù)，某學(xué)生課外小組設(shè)計了如下圖的實驗裝置。實驗中用過量NaOH溶液吸收氣體中的CO2，準(zhǔn)確測量瓶I中溶液吸收CO2后的增重及剩余氣體的體積（實驗時只用嘴吸氣和呼氣）,請?zhí)羁铡? 　(1）圖中瓶II的作用是______________________________。 　(2) 對實驗裝置尚有如下A、B、C、D四種建議，你認(rèn)為合理的是___________________。（填代號〕 A. 在E處增加CaCl2干燥管　　　　　　B.在下處增加CaCl2燥管 C.在E和F兩處增加CaCl2干燥管　　　　D.不必增加干燥管 　(3〕將插入溶液的管子丁端改成具有多孔的球泡（圖中的皿），有利于提高實驗的準(zhǔn)確度, 　　其理由是_____________。 　(4〕實驗時先緩緩吸氣，再緩緩呼氣,反復(fù)若干次，得如下數(shù)據(jù):瓶I溶液增重ag,收集到的氣體體積（標(biāo)準(zhǔn)狀況）為bL,該呼出氣體中CO2的體積分?jǐn)?shù)是（列出算式)__________________。 　(5〕實驗中若猛吸猛呼，會造成不安全后果，猛吸時會______________________。猛呼時會_______________________ 正確答案及評分標(biāo)準(zhǔn) （1）除去吸人空氣中的CO2 （2分） （2） D　　　　　　　　　（2分） （3）可增大氣體與溶液的接觸面積，使氣體中的（CO2被充分吸收（3分） 　　　?。ㄕf明；只要答出其中一點，就給3分） 　　（4）[(ag/44gmol-1)22.4Lmol-1]／[bL+(ag/44g.mol-122.4Lmol-1)] 　　　　或：(22.4Lmol-1ag)/(bL44gmol-1+ag22.4Lmol-1)(5.6a/11b+5.6a) 　　　　　　(5.6a/11b+5.6a)100%　　　　　　　　　　　　　 ?。?分） 　　（5）把瓶1中的NaOH溶液吸人口中；把瓶II中的NaOH溶液吹出瓶外。（各2分，共4分） 10、測定一定質(zhì)量的鋁鋅合金與強(qiáng)酸溶液反應(yīng)產(chǎn)生的氫氣的體積，可以求得合金中鋁和鋅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)?，F(xiàn)有下列實驗用品：中學(xué)化學(xué)實驗常用儀器、800毫升燒杯、100毫升量筒、短頸玻璃漏斗、銅網(wǎng)、鋁鋅合金樣品、濃鹽酸（密度1.19克/毫升）、水。按圖示裝置進(jìn)行實驗，回答下列問題。（設(shè)合金樣品完全反應(yīng)，產(chǎn)生的氣體體積不超過100毫升） （1） 補(bǔ)充下列實驗步驟，直到反應(yīng)開始進(jìn)行（鐵架臺和鐵夾的安裝可省略）： ① 將稱量后的合金樣品用銅網(wǎng)小心包裹好，放在800毫升燒杯底部，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： 正確答案及評分標(biāo)準(zhǔn) （1）②往燒杯中注入水，直至水面沒過漏斗頸。（沒答水面沒過漏斗頸不給分）（3分） ③在100毫升量筒中裝滿水，倒置在盛水的燒杯中（量筒中不應(yīng)留有氣泡），使漏斗頸插入量筒中。燒杯中水面到杯口至少保留約100毫升空間。（只要黑斜體中的要點全部答對給3分，裝滿水的量筒怎樣倒置在杯中可不作要求，答或不答不加分也不扣分）（3分） ④將長頸漏斗（或答玻璃棒）插入燒杯并接近燒杯底部，通過它慢慢加入濃鹽酸，至有氣體產(chǎn)生（3分） 注：實驗步驟順序?qū)戝e，或者步驟②中加入鹽酸，則不論其它步驟回答是否正確，小題（1）均為0分。 （2）使樣品在反應(yīng)時能保持在燒杯底適當(dāng)?shù)奈恢茫ɑ虼鸨苊夥磻?yīng)時樣品漂?。?分）