油膜法估测分子大小实验复习教学案(自编)

第一篇：油膜法估测分子大小实验复习教学案(自编)

（三）油膜法估测分子大小实验复习教学案

北京 蔡雨翔 2013.05 教学要求

1.用油膜法估测分子的大小。

2.加深对分子动理论基本内容的理解 3.学会间接测量微观量的方法 教学过程: 一.实验原理

利用油酸的酒精溶液在平静的水面上形成单分子油膜,将油酸分子看作球形,测出一定体积油酸溶液在水面上形成的油膜面积,用d=V/S计算出油膜的厚度.这个厚度就近似等于油酸分子的直径.二.实验器材

配制好的油酸酒精溶液、浅盘、痱子粉(或石膏粉),注射器,量筒,玻璃板,彩笔,铅笔,坐标纸.三.实验步骤

1.测一滴油酸酒精溶液中油酸的体积

用注射器取出事先按一定比例配制好的油酸酒精溶液,缓缓推动活塞使溶液一滴一滴地滴入量筒,记下量筒内增加一定体积(如x mL）时的滴数n,算出一滴油酸酒精溶液的体积

V′=x mL.再根据油酸酒精溶液中油酸的体积比η,算出一滴油酸酒精溶液中油酸的n体积V=V′η.2.形成油膜

在浅盘中倒入约2 cm深的水,然后将痱子粉均匀地撒在水面上,再用注射器将事先配制好的油酸酒精溶液滴一滴在水面上,一会儿就会在水面上形成一层形状不规则的油酸薄膜.3.测油酸薄膜的面积

待油酸薄膜稳定后,将玻璃板平放在浅盘上,然后用彩笔将油膜的形状画在玻璃板上.将画有油膜形状的玻璃板放在坐标纸上,数出油膜的格数,算出油膜的面积S(以坐标纸上边长为1cm的正方形为单位,数轮廓内正方形个数时,不足半个的舍去,多于半个的算一个).4.估算出油酸分子的大小

根据测出的一滴油酸酒精溶液里油酸分子的体积V和油酸薄膜的面积S,可求出油膜的厚度L,则L可看作油酸分子的直径, 即d.d=L=V/S 四．注意事项：

（1）实验前应注意方盘是否干净，否则油膜难以形成。（2）方盘中的水应保持平衡，痱子粉应均匀浮在水面上

（3）向水面滴酒精溶液时应靠近水面，不能离水面太高，否则油膜难以形成。

（4）向水面只能滴一滴油酸溶液, 应选用出口特别细的注射器或滴管，最好使用滴下100滴以上溶液才有1 mL体积的滴管.（5）计算分子直径时，注意滴加的不是纯油酸，而是酒精油酸溶液，应用一滴溶液的体积乘以溶液的体积百分比浓度 同步训练：

例1：用油膜法测分子大小时要满足的理想化的条件是（）

A.把在水面上尽可能充分散开的油膜视为单分子油膜 B.把形成单分子油膜的分子看作紧密排列的球形分子 C.将油膜视为单分子油膜,但需考虑分子间隙 D.将单分子视为立方体模型

例2：在做用油膜法估测分子大小的实验中，将油酸溶于酒4精，其浓度为每10 mL溶液中有6 mL油酸．用注射器测得1 mL上述溶液有75滴，把1滴该溶液滴入盛水的浅盘里，待水面稳定后，将玻璃板放在浅盘上，用笔在玻璃板上描出油酸的轮廓，再把玻璃板放在坐标纸上，其形状和尺寸如图所示，坐标中正方形方格的边长为1 cm，试求：

2（1）油酸膜的面积是多少 cm?（2）每滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是多少？（3）按以上实验数据估测出油膜分子的直径.例3：下面是某同学在用油膜法测分子大小的实验过程中的一些操作其中正确的是（）

A.在水盘中洒上痱子粉后，用滴管把一滴油酸滴入水盘中 B.滴入油酸时注射针头离水面约10cm高

C.向水盘中加水时一直加到水平面接近水盘边缘

D.水盘中加入水后立即洒上痱子粉，并立即滴上油酸酒精溶液

课后作业：

21.某油剂的密度为8×10kg/m，取这种油剂0.8g滴在水面上，最后形成的油膜最大的面积约为（）

-1024210242A.10m B.10m C.10cm D.10cm 2.在粗测油酸分子大小的实验中，具体操作如下：

A.取油酸1.00 mL注入250 mL的容量瓶内，然后向瓶中加入酒精，直到液面达到250 mL的刻度线为止.摇动瓶使油酸在酒精中充分溶解，形成油酸的酒精溶液.B.用滴管吸取制得的溶液逐滴滴入量筒中，记录滴入溶液的滴数，直到量筒达到1.00 mL为止，共滴了100 滴.C.在水盘内注入蒸馏水，静置后用滴管吸取油酸的酒精溶液，轻轻地向水面滴一滴溶液，酒精挥发后油酸在水面上尽可能地散开，形成一层油膜.22D.测得油膜面积为3.60×10cm.利用数据可求得油酸分子的直径约为_______m.（计算结果保留两位有效数字）.3.在用“油膜法”估测分子的大小的实验中，实验简要步骤如下：

A.将画有油膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，数出轮廓内的方格数（不足半个的舍去，多于半个的算一个），再根据方格的边长求出油膜的面积S.B.将一滴酒精油酸溶液滴在水面上，待油酸薄膜的形状稳定后，将玻璃板放在浅盘上，用彩笔将薄膜的形状描画在玻璃板上

C.用浅盘装入约2 cm深的水，然后将痱子粉或石膏粉均匀地撒在水面上 D.用公式d=V/s，求出薄膜厚度，即油酸分子的大小

E.根据酒精油酸溶液的浓度，算出一滴溶液中纯油酸的体积V F.用注射器或滴管把事先配制好的酒精油酸溶液一滴一滴地滴入量筒，记下量筒内增加一定体积时的滴数.上述实验步骤的合理顺序是__________ 4.利用油膜法估测油酸分子的大小,实验器材有:浓度为0.05%(体积分数)的油酸酒精

2溶液,最小刻度为0.1ml的量筒,盛有适量清水的45×50cm浅盘,痱子粉,橡皮头滴管,玻璃板,彩笔,坐标纸.(1)下面是实验步骤,请填写所缺的步骤C.A.用滴管将浓度为0.05%的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中,记下滴入1 ml 油酸酒精溶液时的滴数N B.将痱子粉均匀地撒在浅盘内水面上,用滴管吸取浓度为0.05%的油酸酒精溶液,从低处向水面中央一滴一滴地滴入,直到油酸薄膜有足够大的面积又不与器壁接触为止,记下滴入的滴数n C.___________________________________________________ D.将画有油酸薄膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上,以坐标纸上边长为1cm的正方形为单位,计算轮廓内正方形的个数,算出油酸薄膜的面积S(2)用已给的和测得的物理量表示单个油酸分子的大小________(单位:cm)5.某同学在用油膜法估测分子直径实验中,计算结果明显偏大,可能是由于（）A.油酸未完全散开 B.油酸中含有大量酒精

C.计算油膜面积时,舍去了所有不足一格的方格 D.求每滴体积时,1 mL的溶液的滴数误多记了10滴 6.（1）用油膜法估测分子大小的实验，两个前提假设是 ①____________________________________________； ②____________________________________________.（2）实验中，若配制的油酸酒精溶液的浓度为n，一滴溶液的体积为V，实验中描绘出的油酸薄膜的面积为S，则估算出油酸分子的直径为______________.7.利用单分子油膜法可以粗略测定分子的大小和阿伏加德罗常数.如果已知体积为V的一滴油在水面上散开形成的面积为S，求这种油分子的直径的表达式；如果这种油的摩尔质量为M，密度为ρ，再写出阿伏加德罗常数的表达式.同步训练解答：

例1：解析：依据(油膜法测量分子直径的)实验方法可知:将体积为V的油膜液滴滴在水平面上,形成面积为S的油膜,则可以估算出油酸分子的直径为d=V/S,显然,是将油酸分子视为球状模型,且将油膜视为单分子油膜.而公式d=V/S中,并没有将分子间隙所占体积除外,显然是把单分子油膜的分子看作紧密排列的球形分子.故本题的正确选项应为AB.22例2解析：（1）根据图形，数得格子数为129个，那么油膜面积是S=129×1cm=129cm(2)根据已知条件可知，1 mL溶液中有75滴，1滴溶液的体积是1/75mL，又已知每4 4-610mL溶液中有纯油酸6mL，1/75 mL溶液中纯油酸的体积是：V=6×1/75×10mL=8×10mL.-6-10(3)油酸分子的直径为：d=V/S=8×10/129cm≈6.2×10 m.2-6-10答案：（1）129cm

(2)8×10mL(3)6.2×10m 例3解析：选项A中向水盘中加入油酸是不正确的，而应加入1:200的油酸酒精溶液，向水盘中加入溶液时注射针头离液面为1cm左右，太高会使溶液外溅，所以B选项错，向水盘中加水时应当使液面接近水盘的边缘，这样当描画油酸膜轮廓时，玻璃板与油酸膜离得近，描画得会比较准确，所以C选项正确，画油酸膜轮廓时应当等到液面平静后向水盘中洒痱子粉、滴溶液，所以D选项错.课后作业解答：

23-31.解析：由题目给出的条件，已知密度ρ=8×10kg/m，质量M=0.8×10kg，则该油

-323-63滴体积：V=m/ρ =0.8×10/8×10m=10m 当将油滴滴在水面上面积最大时，即所形成的油膜为单分子层，则由单分子油膜法测分子直径方法，可得油膜面积： S=V/d 式中d为

-10-10分子直径——即油膜厚度.因为一般分子直径数量级为10m,d=10m.得-6-10242S=10/10m=10m.答案：B

-52.解析:1滴油酸的酒精溶液中所含油酸的体积V=1/250×1/100mL=4×10mL，油膜可看

-5-62-4-9-9作单分子薄膜，d=V/S=4×10×10/3.6×10×10m=1.1×10m.答案：1.1×10

3.答案：FCBAED或CFBAED 4.解析：本题考查油膜法测油酸分子直径的步骤及数据处理方法.(1)将玻璃板放在浅盘上,用彩笔将油酸薄膜的形状画在玻璃板上.3(2)每滴油酸酒精溶液的体积为1/Ncm n滴油酸酒精溶液所含纯油酸的体积为V=1/N n3×0.05%cm 所以单个油酸分子的大小为V/S=n×0.05%/NS.答案:(1)将玻璃板放在浅盘上，用彩笔将油酸薄膜的形状画在玻璃板上.(2)n0.05%/NS 5.解析：由d=V/S可知，测得的直径明显偏大的原因可能是将V测大了，也可能是将S测小了，如A、C项均将S测小了，D项将V测小了，而B项油酸中酒精未挥发之前，油膜面积大，测量值应小些，综上所述，A、C正确，B、D错误.答案：AC 6.解析：用油膜法估测分子大小是假设油酸中的分子紧密排列的，且分子看作小球，油膜中的分子排列成一层.油膜的厚度等于分子直径.一滴溶液中含有的纯油酸体积为nV，由纯油酸体积等于薄膜体积即可解得分子直径为nV/S.答案：（1）①把油酸分子看成一个挨一个的小球 ②水面上油酸薄膜分子为单分子排列（2）nV/S

337.答案：d=V/S NA=6MS/πρV

第二篇：《用油膜法估测分子的大小》实验教学反思

对于物质分子大小的测量，利用现代技术，像离子显微镜或扫描隧道显微镜已经能观察到物质表面的分子。但是，这毕竟离中学物理太远，高中物理课本中新设置的“用油膜法估测分子的大小”学生分组实验，设计思想十分巧妙，它用宏观量的测量来估测微观量的数值，不仅弥补了这一遗憾，而且有利于学生的科学思维方法的培养；有利于学生深化对微观世界的认识，提高学生的实验技能、技巧，有利于学生的良好素质的培养。因此，应该充分利用这一教学资源，引导学生大胆猜想，提出各种假设、理清实验的设计思想，把握住关键步骤进行实验探究，收集实验数据，得出实验结论。让学生在学习物理知识与技能的同时，提高科学探究的能力。下面是我在“用油膜法估测分子的大小”学生分组实验教学中的几点做法和体会。

首先，要创设物理情景，弄清楚学生实验的设计思想。油膜法估测分子大小的实验在于它的巧妙构思，但分子毕竟太渺小，显得很抽象，我首先引导学生在宏观世界建立微观物理模型，让他们提出各种假设、类比，有一同学提出的“把一筐的乒乓球倒入水中，在水面上散开形成的图形模拟油酸在水面形成的油膜”，得到同学的认可。这样的猜想来自学生的生活经验，我从不追求其严密的逻辑性，及时地给予肯定。

这时，我看时机成熟，便把从网上下载的如图所示的课件，展示给同学看。实际上油酸的化学分子式是C17H33COOH，它的一个分子可以设想为两部分组成：一部分是C17H33，它不受水的吸引；另一部分是COOH，它对水有很强的亲合力。经过酒精稀释的油酸滴在水面上形成近似圆形的油膜，酒精溶于水并挥发后，在水面上形成一层单分子纯油酸层，其中C17H33冒出水面，而COOH部分在水中。估算油酸分子的最大长度只需求出这层油膜的厚度即可。最后再展示我国科学家用扫描隧道显微镜拍摄的石墨表面原子结构排布图的照片。这样，学生建立起来的物质分子的物理模型具体又形象。

这一实验的另一巧妙构思，是利用酒精稀释油酸，将其配制成1：200的油酸溶液，降低了单位体积内的油酸分子含量，再取其中一滴，两次缩小，减少了油酸的含量，使一滴油酸形成的薄膜面积减小到几百平方厘米，达到中学实验室可测水平。最终把微观量与宏观量联系起来，实现了通过测定宏观量来估测微观量的目的。这部分内容教学中以讲授为主，学生还能接受，但在课堂练习中，要求计算出一滴酒精油酸溶液中油酸的体积，正确率仅为62.6%，这一方面是因为学生的运算能力比较差，另一方面也暴露了以讲授为主的课堂教学存在着弊病。

其次，要独立进行实验操作，实施实验方案。理清了实验的设计思想，提高了认识，并不意味着实验一定能成功，操作中还需注意一系列问题，否则还是不能很好地完成分组实验的教学。油膜法估测分子大小的实验，在培养学生观察能力、操作能力上很有特色。

实验中，用注射器吸入适量配制成1：200的酒精油酸溶液，向量筒中滴n滴酒精油酸溶液为1ml,以求出一滴酒精油酸溶液的体积。这一步骤，一方面针筒要缓慢推动，掌握好力度，另一方面又要细心计数滴数。但实际操作中，“缓慢”二字对部分同学来说实在太难，要么推不动，要么用力太大，液滴成串流出,我在一旁静静地看着，决不在他们面前做示范，心想真要让他们好好动一动手。果然，几个来回，动作要领已被同学们掌握。

这一实验的另一步骤是：用边长约为30－40cm的浅盘倒入约2cm深的水。待盆中水静止后。再小心弹撒爽身粉粉末，我细心地观察同学们弹撒粉末是否均匀，厚薄是否适宜。看着他们使用注射器吸入酒精油酸溶液，然后小心翼翼地控制力度仅使一滴油酸滴入粉末中心处。然而，滴入酒精油酸溶液后形成油酸薄膜的形状出现了异常情况，油酸薄膜的形状呈放射星状，一直裂开到盘子的边缘，一组、两组，怎么会连续这么多组出现同一状况呢？由于我准备实验非常的顺利，面对这一突发事件，我不知所措，但很快我就冷静下来，“同学们，咱们来分析一下出现这一状况的原因？”听到我的提议，全班先是静默，一会儿就议论开了，“窗户没有关掉，风会扰动油膜稳定。”实验前，我提醒关掉电扇，创造一个风定水静的环境。但从窗户吹进的风，确实没有考虑到。这一建议，立即被大家采纳，一扇扇的窗户马上关掉。“老师，刚才撒放爽身粉时，我发现爽身粉结成块，会不会是变质了？”“粉层过厚、不均匀，可能也会造成影响？”同学们你一言我一语议论开了，作为后勤部长的我，只好更换爽身粉，并吩咐实验时爽身粉要轻轻地均匀地撒放，粉层不可过厚，并鼓励他们从头再来。这时我也意识到造成实验失败的主要原因应该是撒放爽身粉的粉层过厚、且不均匀。

重做实验时，盘的边缘倒出水后所残留的油酸，会在水面上形成很薄的油酸层，影响油滴的扩散效果。因此，我要求学生先用脱脂棉醮少量酒精擦干净，再用清水冲洗，以保持盘子的清洁。这一细节的和盘托出，是为了确保实验的顺利进行。

新一轮的实验又开始了，看着同学往浅盘中注入清水，耐心等待水面平静，再在盘中央洒上爽身粉，片刻之后，爽身粉在水面上即扩散为均匀的爽身粉薄层，当一同学小心地将注射器中的酒精油酸溶液滴入粉末中心时，我屏住呼吸观察，油酸薄膜的液面扩散又收缩到稳定，在水面上形成近似圆形的油膜。看，他们成功了！另一同学迅速将有机玻璃板轻轻盖到浅盘上，小心地用水彩笔在板上描绘出油酸薄膜的轮廓图。看着这来之不易的“研究成果”，同学们成功的喜悦，溢于言表。

说明一下，新一轮实验的一个细节，爽身粉洒在盘中央，会在水面上扩散为均匀的薄层，也是一同学的“经验”之谈，并在全班推广的。其中道理我也是课后才弄清楚，主要由两种因素造成：第一，水的表面张力系数大于油酸；第二，粉粒之间的相互排斥。另外，由于前次实验中油酸的残留，会在水面上形成很薄的油酸层，若将粉散在水面上，而不是前面所述加在水面中央让其扩散，则整个粉层上会有残留油酸间隙，影响了后来实验中的油滴扩散效果。

最后一点，要注意对学生科学态度的熏陶，培养学生的科学素养。在油膜法估测分子大小实验中，最后为收集数据，得出结论的阶段，即把有机玻璃板盖在坐标纸上，求出油酸薄膜的面积S。根据计算出一滴酒精油酸溶液中油酸的体积V，再算出油酸薄膜厚度L＝V/S,为油酸分子的大小。这里的每一步，都不可避免存在着实验误差。我严格要求学生，实事求是，忠于实验数据；尊重客观事实，避免主观臆断。

经过不懈地努力，绝大部分学生都较好地完成了这一实验，得出了正确结论。看着他们汗流浃背的身影，我想，此实验定会让他们回味长久，从内心感受成功的快乐，从而培养不屈不挠、求真务实的科学探究精神。

尽管“用油膜法估测分子的大小”学生分组实验教学已经过去几天了，实验中出现的许多问题，具有挑战性，我通过上网查资料，做实验，又弄清楚了好几个细节上的问题，比如：“当针头*水面很近，油酸未滴下时，会发现针尖下方的粉层已被排开，是由于针头中酒精挥发所致”“油酸滴下之前，用嘴轻轻把粉层吹开，再滴油酸，油滴扩散效果比较好”等等。看来，被这一探究实验深深吸引的不仅仅是学生，还有我自己教学反思《《用油膜法估测分子的大小》实验有感》一文版权归作者所有,转载请注明出处!

第三篇：化学新课标二轮复习全套教学案详细解析 化学实验

气体的制备

教学目标

知识技能：复习常见气体的制备、收集、净化、尾气处理等知识，掌握各种仪器装置的使用方法及操作注意事项。

能力培养：通过对常见气体实验室制法的复习，培养学生选择仪器装置，解决气体制备、净化等问题的分析、迁移能力。

科学思想：通过对气体制备有关知识的整理，使学生感悟到科学实验的规律性和严谨性。

科学品质：通过对气体制备的各种仪器装置的探讨，激发学生的发散性思维。科学方法：通过对气体制备的各种仪器装置的探讨，指导学生学会根据反应原理、气体性质以及常见仪器的特点，选择、组装各种装置的一般方法。

重点、难点 对气体制备装置的归纳和装置变形的探讨；激发学生学习兴趣，培养学生发散性思维。

教学过程设计

教师活动 【投影】

【提问】

1．这套装置在实验室用于制取什么气体？

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学生活动

观察、思考、回答： 1．制氯气。

2．要制得纯净的氯气，请说明B、C、D、E各装置应盛装的试剂及其作用是什么？

2．B装置应装饱和食盐水，用来吸收挥发出来的HCl气体；C装置应装浓硫酸，用来吸收Cl2中的水分；D装置是用向上排空气法收集Cl2；E装置应装NaOH溶液，用来吸收多余的Cl2，避免有毒气体排入空气。

【提问】通过上述实例可以看出，实验室制取纯净的气体一般有几个环节？ 思考、回答：

实验室制取纯净的气体一般有以下环节：（1）气体的发生；（2）气体的净化；（3）气体的收集；

（4）尾气的处理（对于有毒气体）。【组织讨论】分小组进行，要求：

1．气体发生装置通常可分成几种类型？将各类型的装置示意图画出来。分类的依据是什么？

2．每种类型可制备什么气体？ 3．使用注意事项及原因。

说明：示意图的画法（以上面制取Cl2的装置为例）。

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指导学生讨论，将学生画的图展示出来，评价。思考、讨论、画图；小组代表回答： 类型有：

（1）固-固加热型：可制O2、CH4、NH3等；

使用注意：1．试管口略向下倾斜； 2．试管内导管刚伸出胶塞即可； 3．用酒精灯外焰加热。（2）固-液不加热型：

可制H2、H2S、SO2、CO2、NO、NO2、C2H2等；

使用时注意：长颈漏斗下端管口伸入液面以下。（3）固-液或液-液加热型：可制Cl2、HCl等。使用时注意：1．组装装置接从下到上的顺序； 2．加热应垫石棉网；

3．烧瓶内液体体积不超过容积的1/3。分类依据：反应物的状态和反应条件是否加热。

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【提问】启普发生器是一种气体发生的经典装置，能否说明它适合发生什么样的气体？它的优点是什么？（同时展示启普发生器的仪器图）

回答：启普发生器适合常温下块状固体与液体反应，且难溶或不易溶于水的气体，如：H2、CO2、H2S。它的优点是可通过活塞控制反应的发生与停止，操作简便。

【设疑】实验室能否用以下仪器组装启普发生器的替代装置？

讨论、回答：能。画出装置图：

【提问】使用装置①时要注意什么？

回答：长颈漏斗必须伸到隔板下面，否则无法控制反应，而且产生的气体也易从长颈漏斗逸出。

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【设疑】属于固一液不加热反应，但不能用启普发生器发生的气体有哪些？可用什么装置？

设计、回答：不能用启普发生器发生的气体有SO2、C2H2、NO、NO2等。可用以下装置：

此为简易装置，无隔板，无活塞，不能控制反应的发生或停止。

若将长颈漏斗改为分液漏斗，分液漏斗可控制液体滴入的量，从而调节反应产生气体量。

【提问】实验室制C2H4属于液-液加热制气，其装置有何特点？操作时需注意什么？

思考、回答：

实验室制C2H4需要控制温度（170℃）应加温度计；温度计的水银球应插入液面下。

【评价】很好。我们掌握一类事物既要认识共性，又要抓住特点。

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【启发讨论】在固（液）—液加热制气时，如果气体产生较快，或所连装置较多，烧瓶内气压较高，分液漏斗中的液体不易滴下与烧瓶内试剂反应。如何解决这一问题，使分液漏斗中的液体顺利滴下？

学生设计方案。交流各自的方案。最简单方便的方案是：

【评价】学生所设计的各种方案，指出其优点及不足并鼓励学生设计尽可能简单的方案。

【练习】在实验室，制备O2、Cl2、HCl、NH3有什么合理、简单、快速的方法，用到哪类装置？

思考、回答：

（1）向MnO2中滴加H2O2可制氧气；（2）向高锰酸钾固体中滴加浓盐酸可制Cl2；（3）向浓盐酸中滴加浓H2SO4可制HCl；

（4）向NaOH溶液中滴加浓氨水可制NH3。以上制备方法均用固—液不加热型装置。

【启发练习】如果要收集纯净的气体，须除杂质和干燥气体。试判断下列气体净化时应使用的试剂和装置： 思考、回答：

【投影】气体（所含杂质）除杂试剂和装置

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①CO（CO2）②CO2（H2O）③Cl2（HCl）④N2（O2）⑤SO2（HCl）

①碱石灰

干燥管 NaOH溶液

洗气瓶 ②浓H2SO4

洗气瓶 ③饱和NaCl溶液

洗气瓶 ④铜网（灼热）硬质

玻璃管 ⑤NaHSO3溶液

洗气瓶 【提问】气体净化的原则是什么？ 讨论、回答：

1．尽量用化学方法；一般酸性气体杂质用碱性试剂除去，还原性气体杂质用氧化性试剂除去；

2．净化试剂只与杂质发生反应； 3．不生成新的杂质。

【提问】气体净化常用装置是什么？画出装置图。分几类？ 回答：气体净化装置有：

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分两类：1．用固体物质除去气体杂质（包括水蒸气）；如图（1）、（2）、（3）。2．用液体物质除去气体杂质（包括水蒸气）；如图（4）。【启发讨论】根据净化试剂的状态不同选择装置。

【例题】为除去O2中少量的CO2和水蒸气，应采用的装置是

[

]

其中左边试管盛[

]，右边试管盛[

]。从上述例题可以看出气体净化要注意什么问题。

思考、回答：选D；甲试管盛NaOH溶液，乙试管盛浓硫酸。应注意：

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1．洗气瓶使用时应长管进气、短管出气； 2．净化包括除杂和干燥，一般先除杂后干燥。

【启发提问】净化后的气体就可以收集，那么常用的收集方法和装置有哪些？依据什么来选择适合的方法及装置？

思考、回答： 气体收集装置有

两类方法：

1．排水法：用于收集不易溶于水的气体，例如，H2、O2、CH4、NO、C2H4、C2H2等[如图（1）]。

2．排空气法：

（1）向上排空气法：用于收集密度大于空气的气体，例如O2、CO2[如图（2）]。（2）向下排空气法：用于收集密度小于空气的气体，例如H2、NH3、CH4[如图（3）]。

选择依据：

气体的溶解性和对空气的密度。 【提问】

下列气体在收集时须注意什么？ Cl2、HCl、H2S、NO2、SO2 回答：

Cl2、HCl、H2S、NO2、SO2均属于能溶或易溶于水的气体，不宜用排水法，而且它们均有毒，不能用装置（2），应用以下装置：

本卷第9页（共74页）

a口进气，b口出气，b口应连接尾气处理装置，防止有毒气体排入空气。【组织讨论】上述装置可收集具有什么性质的气体？怎样使用？ 回答：

若烧瓶是干燥的，a口进气，瓶口向上或b口进气，瓶口向下，可收集密度大于空气的气体，如CO2；a口进气，瓶口向下或b口进气，瓶口向上，可收集密度小于空气的气体，如H2、NH3、CH4。

若烧瓶中充满水，瓶口向上，b口进气或瓶口向下，a口进气，可收集难溶于水的气体，如H2、CH4、CO、NO等。

【设疑】如图装置：

上述收集装置中干燥管的用途是什么？ 回答：

干燥管是防止外界含有水蒸气的空气进入瓶内，从而保证收集到干燥的气体。【提问】金属钠与水反应生成H2，如何收集？ 回答：

用图5-17装置：

本卷第10页（共74页）

【启发提问】有毒气体必须进行尾气处理。尾气处理常用装置有哪些？如何选择？试举例。

思考、回答： 尾气处理常用装置有：

选择原则：

1．对于极易溶于水的气体可用水吸收，用装置（2）、（3），防止倒吸[其中装置（3）用于吸收少量气体]，例如HCl、HBr、NH3。

2．对于溶解速率不快的气体可用装置（1），一般使气体与吸收剂发生化学反应而被吸收，例如：Cl2、H2S、SO2等可用NaOH溶液吸收。

3．对于可燃性有毒气体，可用装置（4），经点燃除掉，例如：CO。【小结】制备气体的各个环节是有联系的，在解决具体问题时，要综合考虑。但有时并不要求完整地制备气体，而是制出气体后进行一系列的性质实验，所用到的仪器装置均是各部分基本仪器装置的变形，因此应熟知各仪器装置的适用范围和使用方法。

聆听、理解、记忆。

精选题

一、选择题

本卷第11页（共74页）

1．图5-19装置可用于

[

] A．加热NaHCO3制CO2 B．用铜和稀硝酸反应制NO C．用NH4Cl与浓NaOH溶液反应制NH3 D．用NaCl与浓硫酸反应制HCl

2．按下述方法制备气体，合理而又实用的是

[

] A．锌粒与稀硝酸反应制备H2

B．向饱和氯化钠溶液中滴加浓硫酸制备HCl C．亚硫酸钠与浓硫酸反应制备SO2 D．大理石与浓硫酸反应制备CO2

3．图5-20是一套实验室制气装置，用于发生、干燥和收集气体。下列各组物质中能利用这套装置进行实验的是

[

] A．铜屑和浓硝酸 B．二氧化锰和浓HCl C．电石和水 D．碳酸钙和稀盐酸

本卷第12页（共74页）

4．现用二氧化锰氧化浓盐酸来制取氯气，将氯气经过净化装置、干燥装置后，再跟灼热的铜屑反应，以制取氯化铜固体，最后还应连接尾气吸收装置，以保护环境。在尾气吸收装置中，若只有以下试剂，你认为不适宜的试剂是

[

] A．溴化钠溶液 B．氢氧化钠溶液 C．氯化钠溶液 D．硫酸亚铁溶液

5．实验桌上只有烧碱、盐酸、铜片、大理石、蒸馏水五种试剂，从欠缺试剂的角度来看（实验仪器齐全），无法进行的实验项目是

[

] A．制取氢气 B．制取碳酸钠 C．制取氯化铜 D．测定盐酸的浓度

6．如图5-21装置，红磷、硫磺分别在a、b瓶中燃烧，当燃烧结束后同时打开两个夹子，可看到

[

] A．水同时流入a、b两集气瓶 B．水只流入a集气瓶 C．水只流入b集气瓶 D．a、b集气瓶中都无水流入

本卷第13页（共74页）

7．某实验室有锥形瓶、集气瓶、各种玻璃导管、橡皮塞、烧杯、药匙和所需药品，可以制备下列各组气体的是

[

] A．H2、NO2、CH4 B．HCl、Cl2、O2 C．H2、CO2、H2S D．C2H2、NH3、C2H4

8．当氢气混有氯化氢、硫化氢、二氧化碳和水蒸气时，为得到干燥纯净的氢气，操作步骤和顺序完全正确的是（每一步只除去一种杂质）

[

] ①通过装浓硫酸的洗气瓶 ②通过装水的洗气瓶 ③通过装氢氧化钠溶液的洗气瓶 ④通过灼热的氧化铜 ⑤通过装硫酸铜溶液的洗气瓶 ⑥通过装有五氧化二磷的干燥管

A．②、⑤、③、① B．①、③、④、⑤ C．②、④、③、① D．①、②、⑤、⑥

二、非选择题

9．图5-22所示装置可以收集以下气体：

本卷第14页（共74页）

H2、NO、CH4、HCl、Cl2、NH3、SO2。

（1）若集气瓶是干燥的，气体从a进入，可收集的气体有______。（2）若将集气瓶盛满水，收集气体并测量气体的体积，可收集并测量体积的气体有______。此时气体应由______管进入，由______管通向量筒。

10．图5-23装置：（铁架台和加持仪器均略去）制得的气体X是干燥和纯净的，在装置A、B、C中盛放的试剂在下列①～（11）中选用。

①MnO2粉末 ②P2O5粉末 ③NaOH粒 ④无水CaCl2 ⑤NaBr粉粒 ⑥浓盐酸

⑦浓硫酸 ⑧浓氨水 ⑨浓NaOH溶液 ⑩稀盐酸(11)稀硫酸。试回答：

（1）A中a盛放的是（均用编号）______，B中盛放的是______，B中盛放的是______，C中盛放的是______。

（2）发生器中产生气体X的原理是______。

答

案

一、选择题

1．B 2．C 3．A、D 4．C 5．A、D 6．B 7．C 8．A

二、非选择题

9．（1）Cl2、H2S、SO2；（2）H2、CH4、NO；b，a。

10．（1）a为⑧、b为③、B中为③、C中为③；（2）因浓氨水滴入固体NaOH时NaOH迅速溶解，同时放热使温度升高，溶液里OH-的浓度大增，使反应NH3+H2O NH3·H2O NH4++OH-的平衡向逆反应方向移动，并因升高温度使氨气的溶解度减小而逸出氨气。

本卷第15页（共74页）

26．物质的分离和提纯

教学目标

知识技能：复习常见物质分离和提纯的实验知识，掌握常见物质分离、提纯的一般方法。

能力培养：通过对常见物质分离与提纯以及分离提纯物质一般方法的复习巩固，培养学生综合抽象的逻辑思维能力、语言表达能力、实验设计和评价辨析能力。

科学思想：通过对物质的分离和提纯及提纯物质的一般方法的归纳整理，使学生更加热爱科学、相信科学和崇尚科学，感悟到科学的魅力。

科学品质：通过对物质的分离和提纯及提纯物质的一般方法的实验探索，激发学生的学习兴趣，培养学生严谨求实的优良品质。

科学方法：通过对物质的分离和提纯及提纯物质的一般方法的实验探索和总结、运用，培养学生从特殊到一般，再从一般到特殊的科学方法。

重点、难点 掌握分离物质的原理和方法。

教学过程设计

教师活动

【引入】在日常生活和工业生产中经常需要使用比较纯净的物质，下面介绍一些分离和提纯物质的方法。

【投影】限用物理方法除去以下物质中的杂质。

固体：氯化银中的氯化钠；硝酸钾中的氯化钠；氯化钠中的碘。

液体：硝酸中的水；石油中的汽油、柴油；溴水中溴和水；氢氧化铁胶体中的氯化铁；蛋白质和水；氯化钠溶液中的水。

气体：空气中提取氮气、氯气和氯化氢。

引导学生总结：通过以上例题，总结出分离物质的方法和适用范围。

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【提问】常见的分离物质的物理方法有哪些？它们适用于哪些物质间的分离？

学生活动

分组讨论、小组代表总结：

固体：将固体溶解、过滤，剩余的固体即是氯化银。在热水中加入硝酸钾和氯化钠混合物至溶液饱和，降温析晶。将氯化钠和碘的混合物加热至不再有紫色蒸气逸出。液体：在硝酸中加入Mg（NO3）2，蒸馏。将石油分馏。

在混合液中加入苯，分液。

将混合液放入半透膜中，把半透膜袋浸泡在蒸馏水中。向混合液中加入硫酸钠固体，静置，过滤。在蒸发皿中蒸发。

气体：将空气液化，低温分馏。将混合气通入饱和食盐水中洗气。

根据以上例题分小组讨论：固体、液体、气体分离方法和适用范围。学生代表总结： 固体：溶解过滤；分离不溶固体和溶液。

结晶和重结晶法：根据混合物中各组分在某种溶剂中的溶解度随温度变化不同的性质分离提纯物质。

升华法：分离易升华和不升华固体混合物。

液体 分馏法：根据几种互溶的液体沸点的差异较大蒸馏分离。萃取法：根据物质在两种互不相溶的溶剂中的溶解度不同分离。渗析法：分离胶体和溶液。

盐析法：根据混合物中某物质在加入某些盐后溶解度改变分离。

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气体 液化法：根据混合气体的沸点不同液化分离。吸收法：根据不同气体在某种液体中的溶解程度不同分离。

（组织学生对其他小组同学总结的内容进行评价、补充。教师不断通过例题引导、启发学生）

【投影】请选出与以上方法相对应的仪器和用品：

玻璃棒、漏斗、漏斗架、滤纸、蒸发皿、石棉网、半透膜、接受器、冷凝管

教师引导学生选择仪器的方法：

1．按操作顺序选择仪器（如：溶解过滤）。2．按仪器安装顺序选择仪器（如分馏）。

【提问】在日常生活和工业生产需要分离提纯许多物质时，要用到化学反应，在选择化学试剂时应遵守哪些原则？

根据以上例题分小组讨论：溶解过滤、蒸发、结晶、蒸馏、分液萃取、升华、渗析实验需要哪些仪器？学生代表总结：溶解过滤：铁架台（带铁圈）、烧杯、漏斗、滤纸、玻璃棒。

蒸发浓缩：铁架台（带铁圈）、酒精灯、泥三角、蒸发皿、玻璃棒。

结晶、重结晶法：烧杯、玻璃棒、蒸发皿、酒精灯、漏斗、药匙、铁架台（带铁圈）。蒸馏、分馏法：铁架台（带铁圈、铁夹）、酒精灯、石棉网、蒸馏烧瓶、温度计、冷凝管、接受器。

分液萃取法：烧杯、漏斗架、分液漏斗。

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升华法：铁架台（带铁圈）、酒精灯、石棉网、烧杯、圆底烧瓶。渗析法：半透膜、烧杯、玻璃棒。 讨论总结：

1．引入试剂只跟杂质反应。

2．后续试剂应除去过量的前一试剂。3．不引入新杂质。

4．杂质与试剂生成的物质易与被提纯的物质分离（状态类型不同）。5．过程简单。6．现象明显。

7．尽可能将杂质转化为所需物质除去。8．多种杂质时应考虑加入试剂顺序。【投影】将下列固体物质分离： 固体NaCl中NH4Cl杂质 固体Fe2O3中Al2O3杂质 固体CuS中FeO杂质

固体Na2CO3中的NaHCO3。杂质

分三组讨论，分别讨论气体、固体、液体中各种物质的分离方法。固体NaCl中NH4Cl杂质：加热。

固体Fe2O3中Al2O3杂质：加过量强碱溶液，过滤。固体CuS中FeO杂质：加过量盐酸，过滤。固体Na2CO3中的NaHCO3：加热。【投影】将下列溶液中的杂质除去： MgCl2溶液中FeCl3杂质 乙酸乙酯中乙酸和乙醇

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乙醇中水

加MgO或Mg（OH）2或MgCO3固体，调节溶液的pH=4左右，过滤。加入饱和Na2CO3溶液，振荡、静置、分液。加入生石灰，蒸馏。

加入过量的Ba（OH）2溶液，再加入过量的Na2CO3溶液，过滤，再加入盐酸调节溶液pH至中性。

【投影】除去下列气体中的杂质： CO2中的O2气体 CO2中的H2S气体 H2S气体中的HCl气体

请同学们归纳总结出常用分离物质的化学方法。混合气体通过热铜网。通入CuSO4溶液。通入饱和NaHS溶液。

每组选一名学生代表回答常用分离物质的化学方法。固体：加热分解（NaCl中NH4Cl）酸、碱法（Fe2O3中Al2O3，CuS中FeO）转化法（Na2CO3中的NaHCO3）液体：水解法（MgCl2溶液中FeCl3）吸收法（乙酸乙酯中乙酸和乙醇）蒸馏法（乙醇中水）

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气体：氧化-还原法（CO2中O2）沉淀法（CO2中H2S）转化法（H2S中HCl）正确方案：

KOH、AgNO3、K2CO3、HNO3 【投影】

综合一

有一硝酸钾溶液，其中混有少量KBr、Ca（H2PO4）2。有人用AgNO3、K2CO3、KOH、HNO3试剂以除去那些混入的物质，若规定不得重复使用试剂，且最后溶液中只许含有K+、NO3-、H+、OH-，则加入试剂的顺序______（组织学生评价方案，提出各自的见解）。

评价其它方案：

1．若为AgNO3、KOH、K2CO3、HNO3，由于过量的KOH与

2．若为KOH、K2CO3、AgNO3、HNO3，由于要用过量的AgNO3

4．若为K2CO3、AgNO3、KOH、HNO3，由于过量的KOH使

【投影】

综合二

氯化铜[CuCl2·2H2O]中含有FeCl2杂质，为了制取纯净的氯化铜晶体，首先将其制成水溶液，然后按下图所示的操作步骤进行提纯：

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已知：Fe3+、Cu2+、Fe2+三种离子从溶液中完全呈氢氧化物沉淀时所需的pH是：Fe3+：3.7 Cu2+、Fe2+：6.4 正确方案：

（1）Fe2+和Cu2+完全以氢氧化物沉淀所需溶液pH相同，不能利用加碱生成沉淀而分离出Fe（OH）2，故应将Fe2+氧化成Fe3+后再调pH使Fe3+生成沉淀而除去。

（2）A（3）D

（4）CuO Fe（OH）

3评价其它方案：

1．（2）中如果选择其它试剂，都会引入其它离子而使最后得不到纯净的CuCl2·2H2O。

2．（3）中如果选择A、B，会引入Na+、NH4+而使产物不纯。（3）中如果选择C，则不会使pH升到3.7。

请回答：（1）需加入氧化剂X的原因；（2）下列物质都可以作为氧化剂，其中最适合本实验的氧化剂是

[

] A．H2O2 B．KMnO4 C．NaClO D．K2Cr2O7

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（3）调节pH时，应选用

[

] A．NaOH B．NH3·H2O C．HCl D．Cu（OH）2

（4）物质Y是______，沉淀Z是______。

精选题

1．（全国1997年）某溶液含有较多的Na2SO4和少量的Fe2（SO4）3。若用该溶液制取芒硝，可供选择的操作有：（1）加适量H2SO4溶液；（2）加金属Na；（3）结晶；（4）加过量NaOH溶液；（5）加强热脱结晶水；（6）过滤。正确的操作步骤是

[

] A．（2）（6）（3）B．（4）（6）（1）（3）C．（4）（6）（3）（5）D．（2）（6）（1）（3）（5）

2．（上海96）下列分离物质的方法中，根据微粒大小进行分离的是 [

] A．萃取 B．重结晶 C．沉降 D．渗析

3．为了除去酸性氯化铝溶液中的Cu2+，进行如下实验：（1）通入CO2气体；（2）加盐酸；（3）加过量的NaOH溶液；（4）加H2SO4；（5）过滤。以下步骤顺序和试剂都正确的是

[

]

本卷第23页（共74页）

A．（3）（5）（4）（5）（2）B．（3）（5）（2）C．（3）（5）（1）（2）D．（3）（5）（1）（5）（2）

4．（2000试测）制备卤磷酸钙荧光粉所用的高纯度氯化钙中混有镁杂质，除去的方法是把氯化钙的水溶液加热到90～95℃，在不断搅拌下加入适当的沉淀剂，使镁生成沉淀过滤除去。此沉淀剂最好选用 [

] A．氢氧化钙乳浆 B．碳酸钠溶液 C．碳酸氢钠溶液 D．氢氧化钠溶液

5．（97试测）“卤块”的主要成分为MgCl2（含Fe2+、Fe3+、Mn2+等杂质离子），若以它为原料，按如下工艺流程图，即可制得“轻质氧化镁”。如果要求产品尽量不含杂质离子，而且成本较低。流程中所用试剂或pH控制可参考下列附表确定。

本卷第24页（共74页）

填空：

（1）在步骤“2”加入的试剂X，最佳选择是______，其作用是______。（2）在步骤“3”加入的试剂Y应是______，控制pH=9.8，目的是______。（3）在步骤“5”时发生化学反应方程式是______。6．Cl2中混有少量HCl气体，通过饱和食盐水可除去HCl，根据下列数据计算说明：常温时1VH2O溶解2VCl2，NaCl溶解度为36g，溶液密度为1.18g/mL，饱和氯水中1/3的Cl2和水反应。

7．有一废液，其中含有一定量的Zn2+、Fe2+、Cu2+、Hg2+等四种离子，请设计一个回收金属铜和汞的方案。

答

案

1．B 2．D 3．D 4．A 5．（1）漂液（NaClO），使Fe2+氧化成为Fe3+。（2）NaOH，使除Mg2+以外的各种杂质金属离子都成为氢氧化物沉淀以便除去。（3）MgCO3+H2O=Mg（OH）2↓+CO2

6．解：NaCl溶解平衡： NaCl（固）

NaCl（溶液）=Na++Cl-

本卷第25页（共74页）

饱和氯水的反应平衡： Cl2+H2O H++Cl-+HClO HCl的溶解平衡： HCl（气）HCl（溶液）=H++Cl-

饱和氯水中，[Cl-]最低；饱和HCl溶液中，[Cl-]最大。

当混有少量HCl气的氯气通过饱和食盐水时，相对食盐水中的[Cl-]、HCl还能进一步溶解，同时有白色固体析出；Cl2几乎不溶，全部逸出。

3种物质饱和溶液中[Cl-]为： [Cl-]HCl=12mol/L [Cl-]NaCl=5.34 mol/L [Cl-]Cl2=0.034 mol/L 因为[Cl-]NaCl＜[Cl-]HCl，所以HCl能进一步溶解，而当[Cl-]增大后，平衡中的NaCl（固体）将增大，又因为[Cl-]Cl2＜＜[Cl-]NaCl，所以Cl2几乎不溶而逸出，从而达到除HCl的目的。

7．在废液中加入过量的铁粉（或铁屑），充分反应后，继续加入足量的盐酸，直到无气泡产生为止，过滤，洗涤沉淀数次。在沉淀中加适量硝酸并加热至沉淀完全溶解，再加过量的氢氧化钠溶液，得到的沉淀洗净、加热，将汞蒸气冷凝回收汞，剩余固体在氢气流中加热，回收铜

27．CO还原CuO的实验设计

教学目标

知识技能：学会设计综合实验的方案。

能力培养：培养学生运用化学信息，设计综合实验的能力。培养学生处理实验过程中有关安全问题的能力。培养学生观察实验的能力。培养学生运用已知的知识，分析、解决实验中一些实际问题的能力。通过实验设计，培养学生创造思维的能力。培养学生概括、归纳知识的能力。

科学思想：培养学生尊重科学和依靠科学，关心环境、能源、健康。

本卷第26页（共74页）

科学品质：通过实验设计的研讨，从中使学生领悟到科学研究所应持有的严谨科学的态度。

科学方法：通过实验探究获得知识的方法。重点、难点

重点：学会设计综合实验方案。难点：净化气体；实验操作的程序。

教学过程设计

教师活动

【引入】实验室用固体草酸和浓硫酸制取CO。【投影】

要证明CO可以还原CuO，能否用草酸分解产生的气体来验证？ 学生活动

思考回答：不能，因为证明CO能还原CuO的依据是看是否有CO2生成，而制取的CO中已经含有CO2，所以不能证明CO可以还原CuO。

如果我们只有这种药品制CO，请同学们设计一套实验方案，证明CO可以还原CuO。从实验的整体看，首先应该考虑哪些问题？

讨论归纳一：制气体→净化气体→证明反应→尾气的验证→尾气处理。

下面我们围绕这个知识框架，进行气体综合实验复习，请同学们分组设计四部分实验装置，并画出装置草图。

从下列仪器中选择、组装各步反应的实验装置，注意思考几个问题： 1．选择各步反应药品的依据是什么？ 2．选择仪器的依据是什么？

本卷第27页（共74页）

3．组装实验装置时，连接仪器的顺序是什么？ 4．各步实验操作的顺序及其要点是什么？

通过每一具体问题的实验设计，归纳出解决每一类实验问题的规律。【投影】设计综合实验装置： 1．CO的制备装置。

2．证明CO中混有CO2；制得纯净、干燥的CO净化装置。3．证明CO可以还原CuO的装置。4．尾气的验证与处理装置。分组讨论，画装置草图。【软件1】实验仪器：

【实验设计引导】实验室制备CO的药品是已知的，怎么制CO？请展示你们的设计简图，说明设计原理，总结实验规律，边叙述边组装仪器。

讨论归纳二：

【实验室制备气体的规律】

1．根据药品的状态和反应条件，选择、组装仪器。

【投影】学生设计的方案 2．组装仪器的顺序是：

本卷第28页（共74页）

因为气流方向是从左到右，组装仪器的顺序是：自下而上，从左到右。组装制备CO装置的顺序是：

铁架台→酒精灯→铁圈→石棉网→烧瓶→带分液漏斗的双孔塞 操作：组装制CO的装置。思考：实验前加入碎瓷片。思考：有CO2和水蒸气。【设疑】加热液体时怎么防止暴沸？ 制出的CO里混有什么气体？ 可能有水蒸气吗？为什么？

不一定，因为用浓硫酸制CO时，浓硫酸有吸水性，可能吸收产物中的水，所以产生的气体中可能没有水蒸气。

怎么证明CO中是否混有水和CO2？请设计检验气体的装置，说明原理，总结出检验气体的规律。

讨论归纳三：【检验气体的规律】

1．证明气体中混有杂质的顺序是：先证明水，后证明其他气体，因为证明气体一般用水溶液，从水溶液里逸出的气体一定混有水蒸气，干扰水的检验。

2．证明气体杂质，要选用与气体杂质有特征反应的试剂。

所以先用无水硫酸铜证明是否有水；再用澄清的石灰水证明是否有CO2生成，石灰水变浑浊证明有CO2。

讨论归纳四：【除杂仪器的选择和使用】

1．一般固体干燥剂放在干燥管里，粗管进气，细管出气，水蒸气可以被充分吸收。也可以用U形管、两通管代替干燥管。

2．液体试剂放在洗气瓶中，长管进气，短管出气；长管深入液面下，短管露出胶塞少许。

所以无水硫酸铜放在干燥管里，石灰水放在洗气瓶里。【设疑】为什么不用石灰水除CO2？

本卷第29页（共74页）

讨论归纳五：【气体干燥、净化规律】

1．除杂顺序：一般是先除杂质，后干燥。

2．除杂试剂：尽可能使用液体试剂，液体试剂可以充分吸收气体。所以将CO混合气体先通入饱和NaOH溶液，除去CO2；再将气体通入浓硫酸，除去水蒸气。

思考：因为常温下氢氧化钙的溶解度较小，即便是饱和的石灰水，其浓度比较小，所以石灰水不能吸收较多的二氧化碳。

【设疑】饱和的NaOH溶液一定能除净CO2吗？怎么办？ 思考：如果二氧化碳较多就不一定能除净。

增大容积，用广口瓶代替试管，增大氢氧化钠的用量。3．证明杂质已被除净。

将CO气体再通入石灰水，石灰水不变浑浊，证明CO2已被除去，最后再干燥。

【引导】接下来用干燥、纯净的CO来还原CuO，请展示你们设计的实验装置，说明设计依据、原理和操作顺序，总结出实验规律。

【投影】实验装置设计方案 讨论归纳六：

1．反应装置：因为是气体与固体加热的反应，所以用两端插有单孔塞的还原管；气体从左端进，右端出。

2．实验操作顺序：

（1）加热前先通CO，排净整个装置中的空气后，再加热CuO，防止CO和空气混合，点燃可能发生爆炸。

（2）反应后继续通CO，直到试管冷却。

【提问】实验前通入CO的目的是排净空气里的什么气体？ 此时排出的CO尾气能点燃吗？

排出的CO不点燃，会污染大气，点燃又有危险，怎么办？

本卷第30页（共74页）

回答：主要是排除空气中的氧气，因为氮气对反应没有影响。不能点燃。

思考：用一种无毒、稳定的气体代替CO，排净装置中的空气。选用氮气，因为氮气在一般条件下难与其它物质反应。

用什么盛N2？盛N2的装置怎么与串联装置连接？ 思考：将氮气充入球胆，用两通管连接。组装仪器。

【设问】用N2排除装置中的空气，再通CO，这时加热尾气有没有危险？为什么？

回答：没有危险，因为CO不能在氮气中燃烧。

3．实验论证：将反应后的气体通入盛有澄清石灰水的洗气瓶中，石灰水变浑浊，证明CO可以还原CuO。

【设问】尾气处理的方法有哪些种？本实验应采用哪一种？ 讨论归纳七：【尾气处理】

1．把尾气收集起来，再处理掉。2．尽可能用液体试剂吸收尾气。

3．如果尾气可燃，而且燃烧的产物又不会污染空气，可将尾气点燃。所以最好是把尾气中的CO点燃。 【软件2】

本卷第31页（共74页）

【设问】整个实验完成后，怎么排出残留在装置中的CO？ 讨论回答：向串联装置中通入N2，排出CO。

【设疑】实验中A、G两处进行加热，如果气流不稳，将会出现什么后果？ 答：C中的液体倒吸进B，干扰了水的验证；G中新生成的Cu与空气中的氧气反应又生成CuO。

【设问】空气可能进入加热氧化铜的两通管吗？

思考回答：不可能。下一个装置里的液体可能会倒吸进加热CuO的两通管里，使其炸裂。

【软件3】演示液体倒吸进加热CuO的两通管里，使两通管炸裂。【设问】采取什么措施防止倒吸？

讨论：在B、G装置的后边各增加一个防止倒吸的安全装置。组装仪器。【软件4】

本卷第32页（共74页）

【引导】下面请同学们讨论、归纳出实验操作步骤。讨论归纳八：【综合实验步骤】 【软件5】随学生边总结边演示。

【设问】利用物理原理，怎么检查装置的气密性？ 1．检查装置的气密性。

【方法1】稍微加热烧瓶，停止加热后观察每个洗气装置里的长导管中有无液体回升，如果有液体回升，说明装置不漏气。

【方法2】将尾部橡胶导管夹住，再将分液漏斗的活栓打开，如果液面不下降，说明装置不漏气。

2．通入N2排净串联装置中的空气。3．点燃加热尾气的酒精灯。4．通入CO，排除串联装置中的N2。5．加热CuO。6．停止加热CuO。

7．通入N2，排净残留在串联装置中的CO。8．停止点燃尾气。

【提示】请同学们注意观察、记录各装置中的反应现象。【演示】请大家描述实验现象，可以互相补充。

本卷第33页（共74页）

观察实验现象，记录实验现象。实验现象及结论： A中有无色气体产生。

B中无明显现象。结论：几乎没水溢出。

D中的石灰水开始变浑浊，反应片刻又变澄清，说明CO中混有CO2，过量的CO2使浑浊石灰水又变澄清。

E中没有明显现象。

F中的石灰水开始没有变浑浊，实验快结束的时候又变浑浊，说明反应前期，CO中的CO2已经被除净，过量的CO2使E中的石灰水又变浑浊。

G中无明显现象。

H中黑色CuO逐渐变为红色。

J中的石灰水变浑浊，说明CO还原CuO后生成了CO2。K处尾气燃烧。

【?】怎样利用燃烧产生的大量热？

思考：把燃烧CO的导管加长，伸到加热CuO的酒精灯火焰上方。实验结论：实验证明CO可以还原CuO。

精选题

一、在实验室中用二氧化锰跟浓盐酸反应制备干燥纯净的氯气。

（1）写出反应的化学方程式。

（2）图5-28是一个学生设计的实验装置图：

本卷第34页（共74页）

这个装置图中有哪些错误？请分别指出。①

③ ②

④

（3）在改正的装置中，洗气瓶（净化气体用）中的水、浓硫酸和烧杯中的氢氧化钠溶液各起什么作用？

①水起的作用是： ②浓硫酸起的作用是： ③氢氧化钠溶液起的作用是：

二、水蒸气通过灼热的煤所产生的混合气，其主要成分是CO、H2，还含有CO2和水蒸气。请用下列装置设计一个实验，以确认上述混合气中含有CO和H2。

（1）连接上述装置的正确顺序是：（填各接口的代码字母）

混合气→（）（）接（）（）接（）（）接（）（）接（）（）。

（2）确认混合气中含有H2的实验现象是：______，其理由是：______。

三、实验室是用加热NH4Cl饱和溶液和固体NaNO2来制备少量的N2。这种方法制得的本卷第35页（共74页）

N2含有一定量的NH3，NO2（由NO和O2反应生成），O2和水蒸气。现欲用纯净的N2和炽热的镁条反应制备少量的Mg3N2。进行此实验所用仪器装置如图5-30。

根据要求填写下列空白：

（1）如果所制气体从左流向右时，各仪器装置正确的连接顺序是（）接（）接（）接（）接（）接（），其中b和c两装置相连时，玻璃管口（用装置图中字母表示）应是（）接（）。

（2）装置d烧瓶中发生反应的化学方程式为______。装置C中发生反应的化学方程式为______。

（3）反应完毕后应先熄灭d装置中的酒精灯，试分析氮气中混有的少量NH3、NO、O2是由哪种物质发生的副反应而生成的？

答

案

一、（1）MnO2+4HCl MnCl2+Cl2↑+2H2O（2）①烧瓶下缺酒精灯②烧瓶下缺石棉网 ③盛浓硫酸的洗气瓶和盛水的洗气瓶位置颠倒了

④两个洗气瓶中的气体入口导管应深插在液面下，出口导管口应靠近瓶塞（3）①吸收未起反应的氯化氢②吸收水蒸气③吸收多余的氯气

本卷第36页（共74页）

二、（1）（E）（F）接（D）（C）接（A）（B）[或（B）（A）]接（J）（I）接（H）（G）。

（2）黑色氧化铜变红，无水硫酸铜变蓝；因为H2通过灼热的氧化铜后生成铜和水蒸气，水蒸气使无水硫酸铜变蓝。

三、（1）e d c b f a E D（2）NH4Cl+NaNO2 N2↑+2H2O+NaCl 2NO2+2NaOH=NaNO3+NaNO2+H2O（3）制备N2的反应为：

NH4Cl+NaNO2 NH4NO2+NaCl NH4NO2 N2↑+2H2O 由于反应温度的不同，NH4NO2受热分解生成的气态产物也不同，故可能生成少量的NO、O2

28．物质的鉴别与鉴定

教学目标

知识技能：复习常见阴离子和阳离子鉴别与鉴定的实验知识，掌握常见阴离子和阳离子鉴别与鉴定以及鉴定物质的一般方法。

能力培养：通过对常见阴离子和阳离子鉴别与鉴定以及鉴定物质一般方法的复习巩固，培养学生的甄别筛选、综合抽象的逻辑思维能力、语言表达能力和实验设计能力。

科学思想：通过对常见阴离子和阳离子鉴别与鉴定以及鉴定物质一般方法的归纳整理，使学生更加热爱科学、相信科学和崇尚科学，感悟到科学的魅力。

科学品质：通过对常见阴离子和阳离子鉴别与鉴定以及鉴定物质一般方法的实验探索，激发学生的学习兴趣，培养学生严谨求实的优良品质。

科学方法：通过对常见阴离子和阳离子鉴别与鉴定以及鉴定物质一般方法的实验探索，指导学生用模型或假说的方法进行化学学科的研究，学习使用对实验事实的现象与本质进行转化的科学方法。

重点、难点

本卷第37页（共74页）

重点：掌握常见阴离子和阳离子鉴别与鉴定以及鉴定物质的一般方法。培养学生的甄别筛选、综合抽象的逻辑思维能力、语言表达能力和实验设计能力。

难点：激发学生的学习兴趣，培养学生严谨求实的优良品质，使学生感悟到科学的魅力。指导学生用模型或假说的方法进行化学学科的研究。

教学过程设计

教师活动

组织学生小组代表（即课题负责人）进行实验课题（课前已经给出）抽签： 学生活动

根据小组代表（即课题负责人）实验课题的抽签情况，确定实验座位。同时根据抽签结果，各小组重温实验课题。

关于物质鉴别与鉴定的实验课题（课前已经布置给学生）：

[课题一]鉴别五种无色溶液：NaCl、Na2SO4、Na2SO3、Na2CO3、NaHCO3。[课题二]鉴定一无色溶液为KHCO3溶液。

[课题三]鉴别五种白色固体：（NH4）2SO4、Na2SO4、MgSO4、Al2（SO4）

3、CuSO4。

[课题四]鉴定白色固体为KAl（SO4）2。

各小组根据实验课题抽签的内容及课前设计的课题研究方案，检查实验试剂及用品是否齐全，并可要求增加实验设计中必需的试剂及用品。

组织学生重温对课题研究的具体要求。

重温对课题研究的具体要求。 课题研究的具体要求（课前已经布置给学生）：

1．按照课前的实验设计，对课题进行实验研究，认真观察和记录实验现象，填写实验报告，并将实验方案绘制出实验流程图。

2．每个实验课题组内的各小组之间进行研究方案的交流，并对各小组的方案进行诊断，筛选出最佳方案，派代表在全班课题交流中演示。

本卷第38页（共74页）

3．在全班课题交流中，各实验课题组代表，除进行最佳方案演示外，还应对组内其它方案作出评价，并指出演示的最佳方案是否还存在有待完善的地方。

4．根据课题研究情况，归纳出物质鉴别与鉴定的一般方法。巡视各课题组的实验研究情况，参与学生组内的课题交流。

以两人为单位，根据课前设计的课题研究方案，进行课题研究实验，认真观察、记录实验现象，填写实验报告。

由课题负责人组织，课题组内各课题小组之间进行课题研究情况交流，相互纠正错误操作、对比方案、提出质疑；将课题组内的交流情况记录、汇总，将可行方案制作出实验流程图，并从中选出最佳方案；最后归纳出物质鉴别与鉴定的一般方法。

各课题组选出代表，在全班课题交流中，演示本课题研究的最佳方案，并汇报课题的组内交流情况。

组织全班课题交流。【引导评价】

引导其他学生评价学生代表的实验操作和表达能力。课题组代表，演示最佳方案，汇报组内交流情况：

[课题一]鉴别五种无色溶液：NaCl、Na2SO4、Na2SO3、Na2CO3、NaHCO3。

（一）最佳方案演示：将五种无色溶液编号为：A、B、C、D、E。

结论：A为Na2SO3溶液；B为Na2CO3溶液；C为Na2SO4溶液；D为NaHCO3溶液；E为NaCl溶液。

【引导质疑】

1．可否将（1）中BaCl2溶液改为Ba（NO3）2溶液或CaCl2、MgCl2溶液？

本卷第39页（共74页）

（二）回答质疑或对最佳方案中局部操作的其它设计进行评价（投影展示实验流程图）。1．若将（1）中的BaCl2溶液改为Ba（NO3）2溶液，由于操作（2）中要加入稀盐酸，就会导致溶液中含有稀硝酸，使Na2SO3被氧化成Na2SO4，从而无法区分Na2SO3和Na2SO4。

2．可否将（2）中稀盐酸改为稀硝酸或稀硫酸？

2．若将（1）中的BaCl2溶液改为CaCl2、MgCl2溶液，由于操作（3）中要加入NaOH溶液，而Ca（OH）2微溶、Mg（OH）2不溶，会使NaHCO3溶液和NaCl溶液无法区别。

3．可否将（3）中滴加NaOH溶液改为滴加AgNO3溶液？

3．若将（2）中稀盐酸改为稀硝酸，同样可使Na2SO3被氧化成Na2SO4，从而无法区分Na2SO3和Na2SO4。若将稀盐酸改为稀硫酸，则C中的现象仍为沉淀不溶解。但BaSO3会转化为BaSO4，而无法区分Na2SO4、Na2SO3。所以稀盐酸不可以改为稀硫酸。

若将（3）中滴加NaOH溶液改为滴加AgNO3溶液，就会使D、E中都产生白色沉淀。因为，在前面的操作中五种无色溶液中均加入了BaCl2溶液。

4．可否将（4）中滴加品红试液改为用湿润的品红试纸或将气体通入品红试液？

4．若将（4）中滴加品红试液改为用湿润的品红试纸或将气体通入品红试液，均需要产生气体的量足够多，而实验所取的五种无色溶液均为少量。

（三）最佳方案中仍存在的问题，及其解决问题的办法：

对于操作（2），A中的沉淀可能不会完全溶解，原因是溶液中的Na2SO3已经部分被氧化，若氧化严重可能致使Na2SO3和Na2SO4无法区别。解决问题的办法是更换试剂。

【评价】

问题的分析准确，解决问题的方法得当。【引导评价】

引导其他学生评价学生代表的表达能力。

（四）其它可行的设计方案（投影展示实验流程图）：将五种无色溶液编号为：A、B、C、D、E。

本卷第40页（共74页）

结论：同最佳方案。 【引导质疑】

1．可否将（1）中稀盐酸改为稀硫酸？

（五）回答质疑或对其它方案中局部操作的其它设计进行评价：

1．若将（1）中稀盐酸改为稀硫酸，操作（3）滴加BaCl2溶液中的C、E必需另取，否则将无法区别。这会使操作变得复杂。

2．可否将（2）中滴加品红试液改为用湿润的品红试纸或将气体通入品红试液？

2．若将（2）中滴加品红试液改为用湿润的品红试纸或将气体通入品红试液，均需要产生气体的量足够多，而实验所取的五种无色溶液均为少量。

3．可否将（3）或（4）中BaCl2溶液改为Ba（NO3）2溶液？

3．若将（3）中BaCl2溶液改为Ba（NO3）2溶液，由于操作（1）中已加入足量稀盐酸，就会导致溶液中含有稀硝酸，使Na2SO3被氧化成Na2SO4，从而无法区分Na2SO3和Na2SO4。若将（4）中BaCl2溶液改为Ba（NO3）2溶液，不会影响B、D的鉴别，所以可以将（4）中BaCl2溶液改为Ba（NO3）2溶液。

4．（4）中B、D溶液可否不另取？

4．（4）中B、D溶液不可不另取。因为（1）加入了足量稀盐酸，Na2CO3、NaHCO3已经全部反应，所以（4）中B、D溶液必需另取（这也是此方案的不足之处）。

（六）可行的设计方案的不足之处：

操作（4）中的试剂需要另取，这会使实验变得复杂一些。【引导补充完善】

本卷第41页（共74页）

引导学生对溶液中阴离子鉴别的一般原则提出质疑，并进行补充与完善。讨论，得出一般原则如下：

（七）溶液中阴离子鉴别（在不考虑阳离子影响时）的一般原则： 1．鉴别溶液中阴离子的常用试剂及所得现象（1）稀盐酸

（2）AgNO3溶液和稀硝酸

（3）BaCl2溶液、NaOH溶液和稀盐酸联合使用

（4）指示剂或铝片若已确认溶液中没有弱酸根离子（用前面的方法），再加入指示剂（指示溶液为明显的碱性）或加入铝片（产生可燃性无色无味气体），则可证明溶液中存在大量OH-。

（5）浓硫酸和铜片将溶液浓缩，加入浓硫酸和铜片加热，产生红

本卷第42页（共74页）

【引导补充完善】

2．鉴别溶液中离子的注意事项：

对所归纳的注意事项进行评价，提出问题，补充完善。补充完善如下：

（1）利用某些被鉴别的离子的共同性质，将被鉴别的离子划分为2～3组。（2）用离子的特性反应或与同一试剂作用的不同现象确定某种离子的存在。（3）所选择的反应，应具备灵敏快速、操作简便的特点。

（4）选择鉴别试剂时，要注意与前面已加入的试剂是否可以作用或是否会与后面加入的试剂发生作用而产生干扰。若实在无法排除干扰，则被测溶液应该另取。

（5）注意加入试剂的量及加入方式，依据具体反应的要求，选择控制是“少量”、“适量”还是“过量”，是“加入”还是“滴加”。

【引导评价】

组织其他学生评价学生代表的实验操作和表达能力。[课题二]鉴定一无色溶液为KHCO3溶液。

（一）最佳方案演示：

结论：操作（1）可证明溶液中含有K+。

因此该无色溶液为KHCO3溶液。

本卷第43页（共74页）

【引导质疑】

1．可否将（2）中BaCl2溶液改为Ba（NO3）2溶液？

（二）回答质疑或对最佳方案中局部操作的其它设计进行评价（投影展示实验流程图）： 1．若将（2）中BaCl2溶液改为Ba（NO3）2溶液，由于操作（2）

2．可否将（2）中的BaCl2溶液改为CaCl2、MgCl2溶液？

2．若将（2）中的BaCl2溶液改为CaCl2、MgCl2溶液，由于操作（2）中还要加入NaOH溶液，而Ca（OH）2微溶、Mg（OH）2

3．可否将（2）中稀盐酸改为稀硝酸？ 3．若将（2）中稀盐酸改为稀硝酸，结论同1。4．可否将（2）中稀盐酸改为稀硫酸？

4．若将（2）中稀盐酸改为稀硫酸，BaCO3就会转化为BaSO4，【引导评价】

是否能找到存在的问题，解决问题的方法是否得当。（教师及时肯定和鼓励，进行积极评价）

（三）最佳方案中仍存在的问题及其解决问题的办法：

1．操作（2）中，应排除Mg2+的干扰，若已经测定溶液为碱性，就可排除Mg2+存在的可能。

本卷第44页（共74页）

2．最后产生气体的气味，可能会不易感觉，而且还可能受盐酸中挥发出的HCl气味的干扰（以为气体带有刺激性气味）。但在常见的阴离

味，并且又以SO2、H2S最为常见。所以，一般情况下只要确定产生的气体不是SO2、H2S即可。

【引导评价】

引导学生评价离子鉴定的注意事项是否合理、完整。

（四）溶液中离子鉴定的注意事项：

1．选择被鉴定物质中阴、阳离子的特性反应，分别鉴定阴、阳离子的存在，并设法排除可能的干扰。

2．所选择的反应，应具备灵敏快速、操作简便的特点。

3．选择鉴别试剂时，要注意其是否可以与前面已加入的试剂作用或是否会与后面将加入的试剂发生作用而产生干扰。若实在无法排除干扰，则被测定溶液应该另取。

4．注意加入试剂的量。加入方式依据具体反应的要求，选择控制是“少量”、“适量”还是“过量”，是“加入”还是“滴加”。

【引导评价】

组织其他学生评价学生代表的实验操作和表达能力。

[课题三]鉴别五种白色固体：（NH4）2SO4、Na2SO4、MgSO4、Al2（SO4）

3、CuSO4。

（一）最佳方案演示：将五种白色固体编号为：A、B、C、D、E。

本卷第45页（共74页）

结论：A为Na2SO4固体；B为MgSO4固体；C为无水CuSO4固体；D为Al2（SO4）3固体；E为（NH4）2SO4固体。

【引导质疑】

1．操作（1）中加入适量水的目的是什么？如何控制？此时还有可能产生什么现象？

（二）回答质疑或对最佳方案中局部操作的其它设计进行评价（投影展示实验流程图）： 1．操作（1）中加入适量水的目的是使溶液浓度不要太低。可以用获得饱和溶液的方法控制，并取上层清液进行实验。如果仔细感觉，五种固体溶解时的热现象可能不同（当所取的固体的量稍多时），因为（NH4）2SO4是明显的吸热过程。

2．操作（2）中，加入适量NaOH溶液的目的是什么？如何控制？ 2．操作（2）中，加入适量NaOH溶液的目的是：防止Al2（SO4）3中产生的Al（OH）3沉淀在过量的NaOH中溶解，使Al2（SO4）3和Na2SO4无法区别。控制的方法是：滴加NaOH溶液，并边加边振荡，观察沉淀的生成。

3．操作（2）可否不加热？此时E中还可能产生什么现象？

3．若操作中（1）获得的是饱和溶液，操作（2）不加热，E中也可能产生刺激性气味的无色气体，利用这一现象可以区别出（NH4）2SO4。

【评价】

问题挖掘的准确性和解决问题的实效性。

（三）最佳方案中仍存在的问题及其解决问题的办法：

操作（1）中的无水CuSO4固体在水中的溶解可能会速率较慢，而影响形成蓝色溶液这一现象的观察，解决问题的办法是：将溶液稍稍加热。

（四）其它可行的设计方案（投影展示实验流程图）：（略） 【引导补充完善】

对溶液中阳离子鉴别的一般原则的总结归纳，进行评价和诊断；提出问题，使之进一步合理、完善。

讨论、归纳、总结如下：

（五）溶液中阳离子鉴别（在不考虑阴离子影响时）的一般原则：

本卷第46页（共74页）

1．鉴别溶液中阳离子的常用试剂及所得现象（1）NaOH溶液

（2）可溶性硫酸盐或硫酸

一般在确认溶液中不存在Pb2+、大量Ca2+和Ag+的情况下，产生不溶于稀硝酸的白色沉淀，可以证明存在Ba2+。

（3）可溶性氯化物或盐酸

一般在确认溶液中不存在Pb2+的情况下，产生不溶于稀硝酸的白色沉淀，可以证明存在Ag+。

（4）焰色反应

（5）指示剂或锌粒

若已确认溶液中没有弱碱离子（用前面的方法），再加入指示剂（指示溶液为酸性）或加入锌粒（产生可燃性无色无味气体），则可证明溶液中存在大量的H+。

【评价】

对提出的鉴别注意事项的精细性、合理性进行积极评价，提出意见和建议。2．鉴别白色固体的注意事项：

本卷第47页（共74页）

（1）利用固体在水中的溶解性或溶解过程中现象的差异以及所形成溶液的不同颜色，可将被鉴别的离子划分为若干组。

（2）用离子特性反应，或与同一试剂作用的不同现象，确定某种离子的存在。

（3）所选择的反应，应具备灵敏快速、操作简便的特点。

（4）选择鉴别试剂时，要注意其与前面已加入的试剂是否可以作用或是否会与后面加入的试剂发生作用而产生干扰。若实在无法排除干扰，则被测溶液应该另取。

（5）注意加入试剂的量，依据具体反应的要求，选择控制是“少量”、“适量”、还是“过量”。

【引导评价】

组织其他学生评价学生代表的实验操作和表达能力。[课题四]鉴定白色固体为KAl（SO4）2。

（一）最佳方案演示：

结论：操作（1）可证明溶液中含有K+。操作（2）可证明溶液中含有Al3+。

因此该白色固体为KAl（SO4）2。【引导质疑】

1．可否将操作（2）中的“滴加”改为“加入”？

（二）回答质疑或对最佳方案中局部操作的其它设计进行评价（投影展示实验流程图）：

本卷第48页（共74页）

1．若将操作（3）中的“滴加”改为“加入”，就有可能观察不到产生胶状白色沉淀的现象，而影响Al3+的鉴定。

2．可否将（3）中BaCl2溶液改为Ba（NO3）2溶液？

2．若将（3）中BaCl2溶液改为Ba（NO3）2溶液，由于操作（2）

3．可否将（3）中稀盐酸改为稀硝酸或稀硫酸？ 3．若将操作（3）中稀盐酸改为稀硝酸，结果同2。

4．若将操作（3）中稀盐酸改为稀硫酸，由于操作中已经加入足量

【引导评价】

鼓励学生对所存在问题的洞察力。

（三）最佳方案中仍存在的问题及其解决问题的办法：

在常见的阳离子中，Zn2+离子可能干扰Al3+的鉴定。解决问题的办法是：取少量待测液滴加过量的氨水，若沉淀不溶解，则可以排除Zn2+离子存在的可能。

【引导补充】

结合[课题二]中的结论进行进一步的完善。

（四）溶液中离子鉴定的注意事项： 与[课题二]中的结论一致。

精选题

本卷第49页（共74页）

一、选择题

1．能将分别含有Cu2+、Fe3+、Al3+、Mg2+、Fe2+、NH4+、Na+等离子的七种溶液一次性鉴别开来的试剂是

[

] A．NaHCO3溶液 B．KSCN溶液 C．NaOH溶液 D．NH3·H2O溶液

2．只用一种试剂就可以鉴别NaHCO3、Na2S2O3、K2SO3、Na2SiO3、KCl、K2S六种无色溶液，这种试剂是

[

] A．硫酸 B．硝酸

C．澄清的石灰水 D．盐酸

3．下列五种粉末状物质：硅酸、氧化镁、碳酸钠、硫酸铝、氢氧化铝，为鉴别它们，除已有蒸馏水外，还必须使用的一组试剂应该是

[

] A．NaOH溶液和CO2 B．盐酸和NaOH溶液 C．盐酸和CO2 D．BaCl2溶液和H2SO4

4．只用一种试剂即可区别NaBr、NaI、NaOH、Na2CO3、NaSCN、H2S、AgNO3、C6H5OH等8种无色溶液，这种试剂为

[

] A．硫酸 B．氨水

本卷第50页（共74页）

第四篇：化学新课标二轮复习全套教学案详细解析 化学实验

气体的制备

教学目标

知识技能：复习常见气体的制备、收集、净化、尾气处理等知识，掌握各种仪器装置的使用方法及操作注意事项。

能力培养：通过对常见气体实验室制法的复习，培养学生选择仪器装置，解决气体制备、净化等问题的分析、迁移能力。

科学思想：通过对气体制备有关知识的整理，使学生感悟到科学实验的规律性和严谨性。

科学品质：通过对气体制备的各种仪器装置的探讨，激发学生的发散性思维。

科学方法：通过对气体制备的各种仪器装置的探讨，指导学生学会根据反应原理、气体性质以及常见仪器的特点，选择、组装各种装置的一般方法。

重点、难点 对气体制备装置的归纳和装置变形的探讨；激发学生学习兴趣，培养学生发散性思维。

教学过程设计

教师活动 【投影】

【提问】

1．这套装置在实验室用于制取什么气体？ 学生活动

观察、思考、回答： 1．制氯气。

2．要制得纯净的氯气，请说明B、C、D、E各装置应盛装的试剂及其作用是什么？

2．B装置应装饱和食盐水，用来吸收挥发出来的HCl气体；C装置应装浓硫酸，用来吸收Cl2中的水分；D装置是用向上排空气法收集Cl2；E装置应装NaOH溶液，用来吸收多余的Cl2，避免有毒气体排入空气。

【提问】通过上述实例可以看出，实验室制取纯净的气体一般有几个环节？

思考、回答：

实验室制取纯净的气体一般有以下环节：（1）气体的发生；（2）气体的净化；（3）气体的收集；

（4）尾气的处理（对于有毒气体）。【组织讨论】分小组进行，要求：

1．气体发生装置通常可分成几种类型？将各类型的装置示意图画出来。分类的依据是什么？

2．每种类型可制备什么气体？ 3．使用注意事项及原因。

说明：示意图的画法（以上面制取Cl2的装置为例）。

指导学生讨论，将学生画的图展示出来，评价。思考、讨论、画图；小组代表回答： 类型有：

（1）固-固加热型：可制O2、CH4、NH3等；

使用注意：1．试管口略向下倾斜； 2．试管内导管刚伸出胶塞即可； 3．用酒精灯外焰加热。（2）固-液不加热型：

可制H2、H2S、SO2、CO2、NO、NO2、C2H2等；

使用时注意：长颈漏斗下端管口伸入液面以下。（3）固-液或液-液加热型：可制Cl2、HCl等。使用时注意：1．组装装置接从下到上的顺序； 2．加热应垫石棉网；

3．烧瓶内液体体积不超过容积的1/3。分类依据：反应物的状态和反应条件是否加热。

【提问】启普发生器是一种气体发生的经典装置，能否说明它适合发生什么样的气体？它的优点是什么？（同时展示启普发生器的仪器图）

回答：启普发生器适合常温下块状固体与液体反应，且难溶或不易溶于水的气体，如：H2、CO2、H2S。它的优点是可通过活塞控制反应的发生与停止，操作简便。

【设疑】实验室能否用以下仪器组装启普发生器的替代装置？

讨论、回答：能。画出装置图：

【提问】使用装置①时要注意什么？

回答：长颈漏斗必须伸到隔板下面，否则无法控制反应，而且产生的气体也易从长颈漏斗逸出。【设疑】属于固一液不加热反应，但不能用启普发生器发生的气体有哪些？可用什么装置？

设计、回答：不能用启普发生器发生的气体有SO2、C2H2、NO、NO2等。

可用以下装置：

此为简易装置，无隔板，无活塞，不能控制反应的发生或停止。若将长颈漏斗改为分液漏斗，分液漏斗可控制液体滴入的量，从而调节反应产生气体量。

【提问】实验室制C2H4属于液-液加热制气，其装置有何特点？操作时需注意什么？

思考、回答：

实验室制C2H4需要控制温度（170℃）应加温度计；温度计的水银球应插入液面下。

【评价】很好。我们掌握一类事物既要认识共性，又要抓住特点。【启发讨论】在固（液）—液加热制气时，如果气体产生较快，或所连装置较多，烧瓶内气压较高，分液漏斗中的液体不易滴下与烧瓶内试剂反应。如何解决这一问题，使分液漏斗中的液体顺利滴下？

学生设计方案。交流各自的方案。最简单方便的方案是：

【评价】学生所设计的各种方案，指出其优点及不足并鼓励学生设计尽可能简单的方案。【练习】在实验室，制备O2、Cl2、HCl、NH3有什么合理、简单、快速的方法，用到哪类装置？

思考、回答：

（1）向MnO2中滴加H2O2可制氧气；（2）向高锰酸钾固体中滴加浓盐酸可制Cl2；（3）向浓盐酸中滴加浓H2SO4可制HCl；

（4）向NaOH溶液中滴加浓氨水可制NH3。以上制备方法均用固—液不加热型装置。

【启发练习】如果要收集纯净的气体，须除杂质和干燥气体。试判断下列气体净化时应使用的试剂和装置： 思考、回答：

【投影】气体（所含杂质）除杂试剂和装置 ①CO（CO2）②CO2（H2O）③Cl2（HCl）④N2（O2）⑤SO2（HCl）

①碱石灰

干燥管 NaOH溶液

洗气瓶 ②浓H2SO4

洗气瓶 ③饱和NaCl溶液

洗气瓶 ④铜网（灼热）硬质

玻璃管 ⑤NaHSO3溶液

洗气瓶 【提问】气体净化的原则是什么？ 讨论、回答：

1．尽量用化学方法；一般酸性气体杂质用碱性试剂除去，还原性气体杂质用氧化性试剂除去；

2．净化试剂只与杂质发生反应； 3．不生成新的杂质。

【提问】气体净化常用装置是什么？画出装置图。分几类？ 回答：气体净化装置有：

分两类：1．用固体物质除去气体杂质（包括水蒸气）；如图（1）、（2）、（3）。2．用液体物质除去气体杂质（包括水蒸气）；如图（4）。【启发讨论】根据净化试剂的状态不同选择装置。

【例题】为除去O2中少量的CO2和水蒸气，应采用的装置是

[

]

其中左边试管盛[

]，右边试管盛[

]。从上述例题可以看出气体净化要注意什么问题。

思考、回答：选D；甲试管盛NaOH溶液，乙试管盛浓硫酸。应注意：

1．洗气瓶使用时应长管进气、短管出气； 2．净化包括除杂和干燥，一般先除杂后干燥。

【启发提问】净化后的气体就可以收集，那么常用的收集方法和装置有哪些？依据什么来选择适合的方法及装置？

思考、回答： 气体收集装置有

两类方法：

1．排水法：用于收集不易溶于水的气体，例如，H2、O2、CH4、NO、C2H4、C2H2等[如图（1）]。

2．排空气法：

（1）向上排空气法：用于收集密度大于空气的气体，例如O2、CO2[如图（2）]。

（2）向下排空气法：用于收集密度小于空气的气体，例如H2、NH3、CH4[如图（3）]。

选择依据：

气体的溶解性和对空气的密度。 【提问】

下列气体在收集时须注意什么？ Cl2、HCl、H2S、NO2、SO2 回答：

Cl2、HCl、H2S、NO2、SO2均属于能溶或易溶于水的气体，不宜用排水法，而且它们均有毒，不能用装置（2），应用以下装置：

a口进气，b口出气，b口应连接尾气处理装置，防止有毒气体排入空气。

【组织讨论】上述装置可收集具有什么性质的气体？怎样使用？ 回答：

若烧瓶是干燥的，a口进气，瓶口向上或b口进气，瓶口向下，可收集密度大于空气的气体，如CO2；a口进气，瓶口向下或b口进气，瓶口向上，可收集密度小于空气的气体，如H2、NH3、CH4。

若烧瓶中充满水，瓶口向上，b口进气或瓶口向下，a口进气，可收集难溶于水的气体，如H2、CH4、CO、NO等。

【设疑】如图装置：

上述收集装置中干燥管的用途是什么？ 回答： 干燥管是防止外界含有水蒸气的空气进入瓶内，从而保证收集到干燥的气体。

【提问】金属钠与水反应生成H2，如何收集？ 回答：

用图5-17装置：

【启发提问】有毒气体必须进行尾气处理。尾气处理常用装置有哪些？如何选择？试举例。

思考、回答： 尾气处理常用装置有：

选择原则：

1．对于极易溶于水的气体可用水吸收，用装置（2）、（3），防止倒吸[其中装置（3）用于吸收少量气体]，例如HCl、HBr、NH3。2．对于溶解速率不快的气体可用装置（1），一般使气体与吸收剂发生化学反应而被吸收，例如：Cl2、H2S、SO2等可用NaOH溶液吸收。

3．对于可燃性有毒气体，可用装置（4），经点燃除掉，例如：CO。

【小结】制备气体的各个环节是有联系的，在解决具体问题时，要综合考虑。但有时并不要求完整地制备气体，而是制出气体后进行一系列的性质实验，所用到的仪器装置均是各部分基本仪器装置的变形，因此应熟知各仪器装置的适用范围和使用方法。

聆听、理解、记忆。

精选题

一、选择题

1．图5-19装置可用于

[

] A．加热NaHCO3制CO2 B．用铜和稀硝酸反应制NO C．用NH4Cl与浓NaOH溶液反应制NH3 D．用NaCl与浓硫酸反应制HCl

2．按下述方法制备气体，合理而又实用的是

[

] A．锌粒与稀硝酸反应制备H2

B．向饱和氯化钠溶液中滴加浓硫酸制备HCl C．亚硫酸钠与浓硫酸反应制备SO2 D．大理石与浓硫酸反应制备CO2

3．图5-20是一套实验室制气装置，用于发生、干燥和收集气体。下列各组物质中能利用这套装置进行实验的是

[

] A．铜屑和浓硝酸 B．二氧化锰和浓HCl C．电石和水 D．碳酸钙和稀盐酸

4．现用二氧化锰氧化浓盐酸来制取氯气，将氯气经过净化装置、干燥装置后，再跟灼热的铜屑反应，以制取氯化铜固体，最后还应连接尾气吸收装置，以保护环境。在尾气吸收装置中，若只有以下试剂，你认为不适宜的试剂是

[

] A．溴化钠溶液 B．氢氧化钠溶液 C．氯化钠溶液 D．硫酸亚铁溶液

5．实验桌上只有烧碱、盐酸、铜片、大理石、蒸馏水五种试剂，从欠缺试剂的角度来看（实验仪器齐全），无法进行的实验项目是

[

] A．制取氢气 B．制取碳酸钠 C．制取氯化铜 D．测定盐酸的浓度

6．如图5-21装置，红磷、硫磺分别在a、b瓶中燃烧，当燃烧结束后同时打开两个夹子，可看到

[

] A．水同时流入a、b两集气瓶 B．水只流入a集气瓶 C．水只流入b集气瓶 D．a、b集气瓶中都无水流入

7．某实验室有锥形瓶、集气瓶、各种玻璃导管、橡皮塞、烧杯、药匙和所需药品，可以制备下列各组气体的是

[

] A．H2、NO2、CH4 B．HCl、Cl2、O2 C．H2、CO2、H2S D．C2H2、NH3、C2H4

8．当氢气混有氯化氢、硫化氢、二氧化碳和水蒸气时，为得到干燥纯净的氢气，操作步骤和顺序完全正确的是（每一步只除去一种杂质）

[

] ①通过装浓硫酸的洗气瓶 ②通过装水的洗气瓶 ③通过装氢氧化钠溶液的洗气瓶 ④通过灼热的氧化铜 ⑤通过装硫酸铜溶液的洗气瓶 ⑥通过装有五氧化二磷的干燥管

A．②、⑤、③、① B．①、③、④、⑤ C．②、④、③、① D．①、②、⑤、⑥

二、非选择题

9．图5-22所示装置可以收集以下气体：

H2、NO、CH4、HCl、Cl2、NH3、SO2。

（1）若集气瓶是干燥的，气体从a进入，可收集的气体有______。

（2）若将集气瓶盛满水，收集气体并测量气体的体积，可收集并测量体积的气体有______。此时气体应由______管进入，由______管通向量筒。

10．图5-23装置：（铁架台和加持仪器均略去）制得的气体X是干燥和纯净的，在装置A、B、C中盛放的试剂在下列①～（11）中选用。

①MnO2粉末 ②P2O5粉末 ③NaOH粒 ④无水CaCl2 ⑤NaBr粉粒 ⑥浓盐酸 ⑦浓硫酸 ⑧浓氨水 ⑨浓NaOH溶液 ⑩稀盐酸(11)稀硫酸。试回答：

（1）A中a盛放的是（均用编号）______，B中盛放的是______，B中盛放的是______，C中盛放的是______。

（2）发生器中产生气体X的原理是______。

答

案

一、选择题

1．B 2．C 3．A、D 4．C 5．A、D 6．B 7．C 8．A

二、非选择题

9．（1）Cl2、H2S、SO2；（2）H2、CH4、NO；b，a。10．（1）a为⑧、b为③、B中为③、C中为③；（2）因浓氨水滴入固体NaOH时NaOH迅速溶解，同时放热使温度升高，溶液里OH-的浓度大增，使反应NH3+H2O NH3·H2O NH4++OH-的平衡向逆反应方向移动，并因升高温度使氨气的溶解度减小而逸出氨气。

26．物质的分离和提纯

教学目标

知识技能：复习常见物质分离和提纯的实验知识，掌握常见物质分离、提纯的一般方法。能力培养：通过对常见物质分离与提纯以及分离提纯物质一般方法的复习巩固，培养学生综合抽象的逻辑思维能力、语言表达能力、实验设计和评价辨析能力。

科学思想：通过对物质的分离和提纯及提纯物质的一般方法的归纳整理，使学生更加热爱科学、相信科学和崇尚科学，感悟到科学的魅力。

科学品质：通过对物质的分离和提纯及提纯物质的一般方法的实验探索，激发学生的学习兴趣，培养学生严谨求实的优良品质。

科学方法：通过对物质的分离和提纯及提纯物质的一般方法的实验探索和总结、运用，培养学生从特殊到一般，再从一般到特殊的科学方法。

重点、难点 掌握分离物质的原理和方法。

教学过程设计

教师活动

【引入】在日常生活和工业生产中经常需要使用比较纯净的物质，下面介绍一些分离和提纯物质的方法。

【投影】限用物理方法除去以下物质中的杂质。

固体：氯化银中的氯化钠；硝酸钾中的氯化钠；氯化钠中的碘。液体：硝酸中的水；石油中的汽油、柴油；溴水中溴和水；氢氧化铁胶体中的氯化铁；蛋白质和水；氯化钠溶液中的水。

气体：空气中提取氮气、氯气和氯化氢。

引导学生总结：通过以上例题，总结出分离物质的方法和适用范围。【提问】常见的分离物质的物理方法有哪些？它们适用于哪些物质间的分离？

学生活动

分组讨论、小组代表总结：

固体：将固体溶解、过滤，剩余的固体即是氯化银。在热水中加入硝酸钾和氯化钠混合物至溶液饱和，降温析晶。将氯化钠和碘的混合物加热至不再有紫色蒸气逸出。液体：在硝酸中加入Mg（NO3）2，蒸馏。将石油分馏。

在混合液中加入苯，分液。

将混合液放入半透膜中，把半透膜袋浸泡在蒸馏水中。向混合液中加入硫酸钠固体，静置，过滤。在蒸发皿中蒸发。

气体：将空气液化，低温分馏。将混合气通入饱和食盐水中洗气。

根据以上例题分小组讨论：固体、液体、气体分离方法和适用范围。学生代表总结：

固体：溶解过滤；分离不溶固体和溶液。 结晶和重结晶法：根据混合物中各组分在某种溶剂中的溶解度随温度变化不同的性质分离提纯物质。

升华法：分离易升华和不升华固体混合物。液体 分馏法：根据几种互溶的液体沸点的差异较大蒸馏分离。

萃取法：根据物质在两种互不相溶的溶剂中的溶解度不同分离。渗析法：分离胶体和溶液。

盐析法：根据混合物中某物质在加入某些盐后溶解度改变分离。气体 液化法：根据混合气体的沸点不同液化分离。吸收法：根据不同气体在某种液体中的溶解程度不同分离。（组织学生对其他小组同学总结的内容进行评价、补充。教师不断通过例题引导、启发学生）

【投影】请选出与以上方法相对应的仪器和用品：

玻璃棒、漏斗、漏斗架、滤纸、蒸发皿、石棉网、半透膜、接受器、冷凝管

教师引导学生选择仪器的方法：

1．按操作顺序选择仪器（如：溶解过滤）。2．按仪器安装顺序选择仪器（如分馏）。

【提问】在日常生活和工业生产需要分离提纯许多物质时，要用到化学反应，在选择化学试剂时应遵守哪些原则？

根据以上例题分小组讨论：溶解过滤、蒸发、结晶、蒸馏、分液萃取、升华、渗析实验需要哪些仪器？学生代表总结：溶解过滤：铁架台（带铁圈）、烧杯、漏斗、滤纸、玻璃棒。

蒸发浓缩：铁架台（带铁圈）、酒精灯、泥三角、蒸发皿、玻璃棒。结晶、重结晶法：烧杯、玻璃棒、蒸发皿、酒精灯、漏斗、药匙、铁架台（带铁圈）。

蒸馏、分馏法：铁架台（带铁圈、铁夹）、酒精灯、石棉网、蒸馏烧瓶、温度计、冷凝管、接受器。

分液萃取法：烧杯、漏斗架、分液漏斗。

升华法：铁架台（带铁圈）、酒精灯、石棉网、烧杯、圆底烧瓶。渗析法：半透膜、烧杯、玻璃棒。 讨论总结：

1．引入试剂只跟杂质反应。

2．后续试剂应除去过量的前一试剂。3．不引入新杂质。

4．杂质与试剂生成的物质易与被提纯的物质分离（状态类型不同）。

5．过程简单。6．现象明显。

7．尽可能将杂质转化为所需物质除去。8．多种杂质时应考虑加入试剂顺序。【投影】将下列固体物质分离： 固体NaCl中NH4Cl杂质 固体Fe2O3中Al2O3杂质 固体CuS中FeO杂质

固体Na2CO3中的NaHCO3。杂质

分三组讨论，分别讨论气体、固体、液体中各种物质的分离方法。固体NaCl中NH4Cl杂质：加热。

固体Fe2O3中Al2O3杂质：加过量强碱溶液，过滤。固体CuS中FeO杂质：加过量盐酸，过滤。固体Na2CO3中的NaHCO3：加热。【投影】将下列溶液中的杂质除去： MgCl2溶液中FeCl3杂质 乙酸乙酯中乙酸和乙醇 乙醇中水

加MgO或Mg（OH）2或MgCO3固体，调节溶液的pH=4左右，过滤。

加入饱和Na2CO3溶液，振荡、静置、分液。加入生石灰，蒸馏。

加入过量的Ba（OH）2溶液，再加入过量的Na2CO3溶液，过滤，再加入盐酸调节溶液pH至中性。

【投影】除去下列气体中的杂质： CO2中的O2气体 CO2中的H2S气体 H2S气体中的HCl气体

请同学们归纳总结出常用分离物质的化学方法。混合气体通过热铜网。通入CuSO4溶液。通入饱和NaHS溶液。

每组选一名学生代表回答常用分离物质的化学方法。固体：加热分解（NaCl中NH4Cl）酸、碱法（Fe2O3中Al2O3，CuS中FeO）转化法（Na2CO3中的NaHCO3）液体：水解法（MgCl2溶液中FeCl3）吸收法（乙酸乙酯中乙酸和乙醇）蒸馏法（乙醇中水）

气体：氧化-还原法（CO2中O2）沉淀法（CO2中H2S）转化法（H2S中HCl）正确方案：

KOH、AgNO3、K2CO3、HNO3 【投影】

综合一

有一硝酸钾溶液，其中混有少量KBr、Ca（H2PO4）2。有人用AgNO3、K2CO3、KOH、HNO3试剂以除去那些混入的物质，若规定不得重复使用试剂，且最后溶液中只许含有K+、NO3-、H+、OH-，则加入试剂的顺序______（组织学生评价方案，提出各自的见解）。

评价其它方案：

1．若为AgNO3、KOH、K2CO3、HNO3，由于过量的KOH与

2．若为KOH、K2CO3、AgNO3、HNO3，由于要用过量的AgNO3

4．若为K2CO3、AgNO3、KOH、HNO3，由于过量的KOH使

【投影】 综合二 氯化铜[CuCl2·2H2O]中含有FeCl2杂质，为了制取纯净的氯化铜晶体，首先将其制成水溶液，然后按下图所示的操作步骤进行提纯：

已知：Fe3+、Cu2+、Fe2+三种离子从溶液中完全呈氢氧化物沉淀时所需的pH是：Fe3+：3.7 Cu2+、Fe2+：6.4 正确方案：

（1）Fe2+和Cu2+完全以氢氧化物沉淀所需溶液pH相同，不能利用加碱生成沉淀而分离出Fe（OH）2，故应将Fe2+氧化成Fe3+后再调pH使Fe3+生成沉淀而除去。

（2）A（3）D

（4）CuO Fe（OH）

3评价其它方案：

1．（2）中如果选择其它试剂，都会引入其它离子而使最后得不到纯净的CuCl2·2H2O。

2．（3）中如果选择A、B，会引入Na+、NH4+而使产物不纯。（3）中如果选择C，则不会使pH升到3.7。 请回答：（1）需加入氧化剂X的原因；（2）下列物质都可以作为氧化剂，其中最适合本实验的氧化剂是

[

] A．H2O2 B．KMnO4 C．NaClO D．K2Cr2O7

（3）调节pH时，应选用

[

] A．NaOH B．NH3·H2O C．HCl D．Cu（OH）2

（4）物质Y是______，沉淀Z是______。

精选题

1．（全国1997年）某溶液含有较多的Na2SO4和少量的Fe2（SO4）3。若用该溶液制取芒硝，可供选择的操作有：（1）加适量H2SO4溶液；（2）加金属Na；（3）结晶；（4）加过量NaOH溶液；（5）加强热脱结晶水；（6）过滤。正确的操作步骤是

[

] A．（2）（6）（3）B．（4）（6）（1）（3）C．（4）（6）（3）（5）D．（2）（6）（1）（3）（5）

2．（上海96）下列分离物质的方法中，根据微粒大小进行分离的是 [

] A．萃取 B．重结晶 C．沉降 D．渗析

3．为了除去酸性氯化铝溶液中的Cu2+，进行如下实验：（1）通入CO2气体；（2）加盐酸；（3）加过量的NaOH溶液；（4）加H2SO4；（5）过滤。以下步骤顺序和试剂都正确的是

[

] A．（3）（5）（4）（5）（2）B．（3）（5）（2）C．（3）（5）（1）（2）D．（3）（5）（1）（5）（2）

4．（2000试测）制备卤磷酸钙荧光粉所用的高纯度氯化钙中混有镁杂质，除去的方法是把氯化钙的水溶液加热到90～95℃，在不断搅拌下加入适当的沉淀剂，使镁生成沉淀过滤除去。此沉淀剂最好选用 [

] A．氢氧化钙乳浆 B．碳酸钠溶液 C．碳酸氢钠溶液 D．氢氧化钠溶液

5．（97试测）“卤块”的主要成分为MgCl2（含Fe2+、Fe3+、Mn2+等杂质离子），若以它为原料，按如下工艺流程图，即可制得“轻质氧化镁”。如果要求产品尽量不含杂质离子，而且成本较低。流程中所用试剂或pH控制可参考下列附表确定。

填空：（1）在步骤“2”加入的试剂X，最佳选择是______，其作用是______。（2）在步骤“3”加入的试剂Y应是______，控制pH=9.8，目的是______。（3）在步骤“5”时发生化学反应方程式是______。6．Cl2中混有少量HCl气体，通过饱和食盐水可除去HCl，根据下列数据计算说明：常温时1VH2O溶解2VCl2，NaCl溶解度为36g，溶液密度为1.18g/mL，饱和氯水中1/3的Cl2和水反应。

7．有一废液，其中含有一定量的Zn2+、Fe2+、Cu2+、Hg2+等四种离子，请设计一个回收金属铜和汞的方案。

答

案

1．B 2．D 3．D 4．A 5．（1）漂液（NaClO），使Fe2+氧化成为Fe3+。（2）NaOH，使除Mg2+以外的各种杂质金属离子都成为氢氧化物沉淀以便除去。（3）MgCO3+H2O=Mg（OH）2↓+CO2

6．解：NaCl溶解平衡： NaCl（固）

NaCl（溶液）=Na++Cl-

饱和氯水的反应平衡： Cl2+H2O H++Cl-+HClO HCl的溶解平衡： HCl（气）HCl（溶液）=H++Cl-

饱和氯水中，[Cl-]最低；饱和HCl溶液中，[Cl-]最大。当混有少量HCl气的氯气通过饱和食盐水时，相对食盐水中的[Cl-]、HCl还能进一步溶解，同时有白色固体析出；Cl2几乎不溶，全部逸出。

3种物质饱和溶液中[Cl-]为： [Cl-]HCl=12mol/L [Cl-]NaCl=5.34 mol/L [Cl-]Cl2=0.034 mol/L 因为[Cl-]NaCl＜[Cl-]HCl，所以HCl能进一步溶解，而当[Cl-]增大后，平衡中的NaCl（固体）将增大，又因为[Cl-]Cl2＜＜[Cl-]NaCl，所以Cl2几乎不溶而逸出，从而达到除HCl的目的。

7．在废液中加入过量的铁粉（或铁屑），充分反应后，继续加入足量的盐酸，直到无气泡产生为止，过滤，洗涤沉淀数次。在沉淀中加适量硝酸并加热至沉淀完全溶解，再加过量的氢氧化钠溶液，得到的沉淀洗净、加热，将汞蒸气冷凝回收汞，剩余固体在氢气流中加热，回收铜

27．CO还原CuO的实验设计

教学目标

知识技能：学会设计综合实验的方案。

能力培养：培养学生运用化学信息，设计综合实验的能力。培养学生处理实验过程中有关安全问题的能力。培养学生观察实验的能力。培养学生运用已知的知识，分析、解决实验中一些实际问题的能力。通过实验设计，培养学生创造思维的能力。培养学生概括、归纳知识的能力。

科学思想：培养学生尊重科学和依靠科学，关心环境、能源、健康。科学品质：通过实验设计的研讨，从中使学生领悟到科学研究所应持有的严谨科学的态度。

科学方法：通过实验探究获得知识的方法。重点、难点

重点：学会设计综合实验方案。难点：净化气体；实验操作的程序。

教学过程设计

教师活动

【引入】实验室用固体草酸和浓硫酸制取CO。【投影】

要证明CO可以还原CuO，能否用草酸分解产生的气体来验证？ 学生活动

思考回答：不能，因为证明CO能还原CuO的依据是看是否有CO2生成，而制取的CO中已经含有CO2，所以不能证明CO可以还原CuO。

如果我们只有这种药品制CO，请同学们设计一套实验方案，证明CO可以还原CuO。从实验的整体看，首先应该考虑哪些问题？

讨论归纳一：制气体→净化气体→证明反应→尾气的验证→尾气处理。下面我们围绕这个知识框架，进行气体综合实验复习，请同学们分组设计四部分实验装置，并画出装置草图。

从下列仪器中选择、组装各步反应的实验装置，注意思考几个问题： 1．选择各步反应药品的依据是什么？ 2．选择仪器的依据是什么？

3．组装实验装置时，连接仪器的顺序是什么？ 4．各步实验操作的顺序及其要点是什么？

通过每一具体问题的实验设计，归纳出解决每一类实验问题的规律。【投影】设计综合实验装置： 1．CO的制备装置。

2．证明CO中混有CO2；制得纯净、干燥的CO净化装置。3．证明CO可以还原CuO的装置。4．尾气的验证与处理装置。分组讨论，画装置草图。【软件1】实验仪器：

【实验设计引导】实验室制备CO的药品是已知的，怎么制CO？请展示你们的设计简图，说明设计原理，总结实验规律，边叙述边组装仪器。

讨论归纳二：

【实验室制备气体的规律】

1．根据药品的状态和反应条件，选择、组装仪器。

【投影】学生设计的方案 2．组装仪器的顺序是：

因为气流方向是从左到右，组装仪器的顺序是：自下而上，从左到右。组装制备CO装置的顺序是：

铁架台→酒精灯→铁圈→石棉网→烧瓶→带分液漏斗的双孔塞 操作：组装制CO的装置。思考：实验前加入碎瓷片。思考：有CO2和水蒸气。【设疑】加热液体时怎么防止暴沸？ 制出的CO里混有什么气体？ 可能有水蒸气吗？为什么？

不一定，因为用浓硫酸制CO时，浓硫酸有吸水性，可能吸收产物中的水，所以产生的气体中可能没有水蒸气。怎么证明CO中是否混有水和CO2？请设计检验气体的装置，说明原理，总结出检验气体的规律。

讨论归纳三：【检验气体的规律】

1．证明气体中混有杂质的顺序是：先证明水，后证明其他气体，因为证明气体一般用水溶液，从水溶液里逸出的气体一定混有水蒸气，干扰水的检验。

2．证明气体杂质，要选用与气体杂质有特征反应的试剂。所以先用无水硫酸铜证明是否有水；再用澄清的石灰水证明是否有CO2生成，石灰水变浑浊证明有CO2。

讨论归纳四：【除杂仪器的选择和使用】

1．一般固体干燥剂放在干燥管里，粗管进气，细管出气，水蒸气可以被充分吸收。也可以用U形管、两通管代替干燥管。

2．液体试剂放在洗气瓶中，长管进气，短管出气；长管深入液面下，短管露出胶塞少许。

所以无水硫酸铜放在干燥管里，石灰水放在洗气瓶里。【设疑】为什么不用石灰水除CO2？ 讨论归纳五：【气体干燥、净化规律】 1．除杂顺序：一般是先除杂质，后干燥。

2．除杂试剂：尽可能使用液体试剂，液体试剂可以充分吸收气体。

所以将CO混合气体先通入饱和NaOH溶液，除去CO2；再将气体通入浓硫酸，除去水蒸气。

思考：因为常温下氢氧化钙的溶解度较小，即便是饱和的石灰水，其浓度比较小，所以石灰水不能吸收较多的二氧化碳。【设疑】饱和的NaOH溶液一定能除净CO2吗？怎么办？ 思考：如果二氧化碳较多就不一定能除净。

增大容积，用广口瓶代替试管，增大氢氧化钠的用量。3．证明杂质已被除净。

将CO气体再通入石灰水，石灰水不变浑浊，证明CO2已被除去，最后再干燥。

【引导】接下来用干燥、纯净的CO来还原CuO，请展示你们设计的实验装置，说明设计依据、原理和操作顺序，总结出实验规律。

【投影】实验装置设计方案 讨论归纳六：

1．反应装置：因为是气体与固体加热的反应，所以用两端插有单孔塞的还原管；气体从左端进，右端出。

2．实验操作顺序：

（1）加热前先通CO，排净整个装置中的空气后，再加热CuO，防止CO和空气混合，点燃可能发生爆炸。

（2）反应后继续通CO，直到试管冷却。

【提问】实验前通入CO的目的是排净空气里的什么气体？ 此时排出的CO尾气能点燃吗？

排出的CO不点燃，会污染大气，点燃又有危险，怎么办？ 回答：主要是排除空气中的氧气，因为氮气对反应没有影响。不能点燃。思考：用一种无毒、稳定的气体代替CO，排净装置中的空气。选用氮气，因为氮气在一般条件下难与其它物质反应。

用什么盛N2？盛N2的装置怎么与串联装置连接？ 思考：将氮气充入球胆，用两通管连接。组装仪器。

【设问】用N2排除装置中的空气，再通CO，这时加热尾气有没有危险？为什么？

回答：没有危险，因为CO不能在氮气中燃烧。

3．实验论证：将反应后的气体通入盛有澄清石灰水的洗气瓶中，石灰水变浑浊，证明CO可以还原CuO。

【设问】尾气处理的方法有哪些种？本实验应采用哪一种？ 讨论归纳七：【尾气处理】 1．把尾气收集起来，再处理掉。2．尽可能用液体试剂吸收尾气。

3．如果尾气可燃，而且燃烧的产物又不会污染空气，可将尾气点燃。

所以最好是把尾气中的CO点燃。 【软件2】

【设问】整个实验完成后，怎么排出残留在装置中的CO？ 讨论回答：向串联装置中通入N2，排出CO。

【设疑】实验中A、G两处进行加热，如果气流不稳，将会出现什么后果？

答：C中的液体倒吸进B，干扰了水的验证；G中新生成的Cu与空气中的氧气反应又生成CuO。

【设问】空气可能进入加热氧化铜的两通管吗？

思考回答：不可能。下一个装置里的液体可能会倒吸进加热CuO的两通管里，使其炸裂。

【软件3】演示液体倒吸进加热CuO的两通管里，使两通管炸裂。

【设问】采取什么措施防止倒吸？

讨论：在B、G装置的后边各增加一个防止倒吸的安全装置。组装仪器。【软件4】

【引导】下面请同学们讨论、归纳出实验操作步骤。讨论归纳八：【综合实验步骤】 【软件5】随学生边总结边演示。

【设问】利用物理原理，怎么检查装置的气密性？ 1．检查装置的气密性。

【方法1】稍微加热烧瓶，停止加热后观察每个洗气装置里的长导管中有无液体回升，如果有液体回升，说明装置不漏气。

【方法2】将尾部橡胶导管夹住，再将分液漏斗的活栓打开，如果液面不下降，说明装置不漏气。

2．通入N2排净串联装置中的空气。3．点燃加热尾气的酒精灯。4．通入CO，排除串联装置中的N2。5．加热CuO。6．停止加热CuO。7．通入N2，排净残留在串联装置中的CO。8．停止点燃尾气。

【提示】请同学们注意观察、记录各装置中的反应现象。【演示】请大家描述实验现象，可以互相补充。观察实验现象，记录实验现象。实验现象及结论： A中有无色气体产生。

B中无明显现象。结论：几乎没水溢出。

D中的石灰水开始变浑浊，反应片刻又变澄清，说明CO中混有CO2，过量的CO2使浑浊石灰水又变澄清。

E中没有明显现象。

F中的石灰水开始没有变浑浊，实验快结束的时候又变浑浊，说明反应前期，CO中的CO2已经被除净，过量的CO2使E中的石灰水又变浑浊。

G中无明显现象。

H中黑色CuO逐渐变为红色。

J中的石灰水变浑浊，说明CO还原CuO后生成了CO2。K处尾气燃烧。

【?】怎样利用燃烧产生的大量热？

思考：把燃烧CO的导管加长，伸到加热CuO的酒精灯火焰上方。

实验结论：实验证明CO可以还原CuO。

精选题

一、在实验室中用二氧化锰跟浓盐酸反应制备干燥纯净的氯气。（1）写出反应的化学方程式。

（2）图5-28是一个学生设计的实验装置图：

这个装置图中有哪些错误？请分别指出。①

③ ②

④

（3）在改正的装置中，洗气瓶（净化气体用）中的水、浓硫酸和烧杯中的氢氧化钠溶液各起什么作用？

①水起的作用是： ②浓硫酸起的作用是： ③氢氧化钠溶液起的作用是：

二、水蒸气通过灼热的煤所产生的混合气，其主要成分是CO、H2，还含有CO2和水蒸气。请用下列装置设计一个实验，以确认上述混合气中含有CO和H2。

（1）连接上述装置的正确顺序是：（填各接口的代码字母）混合气→（）（）接（）（）接（）（）接（）（）接（）（）。

（2）确认混合气中含有H2的实验现象是：______，其理由是：______。

三、实验室是用加热NH4Cl饱和溶液和固体NaNO2来制备少量的N2。这种方法制得的N2含有一定量的NH3，NO2（由NO和O2反应生成），O2和水蒸气。现欲用纯净的N2和炽热的镁条反应制备少量的Mg3N2。进行此实验所用仪器装置如图5-30。

根据要求填写下列空白：（1）如果所制气体从左流向右时，各仪器装置正确的连接顺序是（）接（）接（）接（）接（）接（），其中b和c两装置相连时，玻璃管口（用装置图中字母表示）应是（）接（）。

（2）装置d烧瓶中发生反应的化学方程式为______。装置C中发生反应的化学方程式为______。

（3）反应完毕后应先熄灭d装置中的酒精灯，试分析氮气中混有的少量NH3、NO、O2是由哪种物质发生的副反应而生成的？

答

案

一、（1）MnO2+4HCl MnCl2+Cl2↑+2H2O（2）①烧瓶下缺酒精灯②烧瓶下缺石棉网 ③盛浓硫酸的洗气瓶和盛水的洗气瓶位置颠倒了

④两个洗气瓶中的气体入口导管应深插在液面下，出口导管口应靠近瓶塞

（3）①吸收未起反应的氯化氢②吸收水蒸气③吸收多余的氯气

二、（1）（E）（F）接（D）（C）接（A）（B）[或（B）（A）]接（J）（I）接（H）（G）。

（2）黑色氧化铜变红，无水硫酸铜变蓝；因为H2通过灼热的氧化铜后生成铜和水蒸气，水蒸气使无水硫酸铜变蓝。

三、（1）e d c b f a E D（2）NH4Cl+NaNO2 N2↑+2H2O+NaCl 2NO2+2NaOH=NaNO3+NaNO2+H2O（3）制备N2的反应为：

NH4Cl+NaNO2 NH4NO2+NaCl NH4NO2 N2↑+2H2O 由于反应温度的不同，NH4NO2受热分解生成的气态产物也不同，故可能生成少量的NO、O2

28．物质的鉴别与鉴定

教学目标

知识技能：复习常见阴离子和阳离子鉴别与鉴定的实验知识，掌握常见阴离子和阳离子鉴别与鉴定以及鉴定物质的一般方法。

能力培养：通过对常见阴离子和阳离子鉴别与鉴定以及鉴定物质一般方法的复习巩固，培养学生的甄别筛选、综合抽象的逻辑思维能力、语言表达能力和实验设计能力。

科学思想：通过对常见阴离子和阳离子鉴别与鉴定以及鉴定物质一般方法的归纳整理，使学生更加热爱科学、相信科学和崇尚科学，感悟到科学的魅力。

科学品质：通过对常见阴离子和阳离子鉴别与鉴定以及鉴定物质一般方法的实验探索，激发学生的学习兴趣，培养学生严谨求实的优良品质。

科学方法：通过对常见阴离子和阳离子鉴别与鉴定以及鉴定物质一般方法的实验探索，指导学生用模型或假说的方法进行化学学科的研究，学习使用对实验事实的现象与本质进行转化的科学方法。

重点、难点

重点：掌握常见阴离子和阳离子鉴别与鉴定以及鉴定物质的一般方法。培养学生的甄别筛选、综合抽象的逻辑思维能力、语言表达能力和实验设计能力。

难点：激发学生的学习兴趣，培养学生严谨求实的优良品质，使学生感悟到科学的魅力。指导学生用模型或假说的方法进行化学学科的研究。

教学过程设计

教师活动

组织学生小组代表（即课题负责人）进行实验课题（课前已经给出）抽签：

学生活动

根据小组代表（即课题负责人）实验课题的抽签情况，确定实验座位。同时根据抽签结果，各小组重温实验课题。

关于物质鉴别与鉴定的实验课题（课前已经布置给学生）： [课题一]鉴别五种无色溶液：NaCl、Na2SO4、Na2SO3、Na2CO3、NaHCO3。

[课题二]鉴定一无色溶液为KHCO3溶液。

[课题三]鉴别五种白色固体：（NH4）2SO4、Na2SO4、MgSO4、Al2（SO4）

3、CuSO4。[课题四]鉴定白色固体为KAl（SO4）2。

各小组根据实验课题抽签的内容及课前设计的课题研究方案，检查实验试剂及用品是否齐全，并可要求增加实验设计中必需的试剂及用品。

组织学生重温对课题研究的具体要求。

重温对课题研究的具体要求。 课题研究的具体要求（课前已经布置给学生）：

1．按照课前的实验设计，对课题进行实验研究，认真观察和记录实验现象，填写实验报告，并将实验方案绘制出实验流程图。

2．每个实验课题组内的各小组之间进行研究方案的交流，并对各小组的方案进行诊断，筛选出最佳方案，派代表在全班课题交流中演示。

3．在全班课题交流中，各实验课题组代表，除进行最佳方案演示外，还应对组内其它方案作出评价，并指出演示的最佳方案是否还存在有待完善的地方。

4．根据课题研究情况，归纳出物质鉴别与鉴定的一般方法。巡视各课题组的实验研究情况，参与学生组内的课题交流。以两人为单位，根据课前设计的课题研究方案，进行课题研究实验，认真观察、记录实验现象，填写实验报告。

由课题负责人组织，课题组内各课题小组之间进行课题研究情况交流，相互纠正错误操作、对比方案、提出质疑；将课题组内的交流情况记录、汇总，将可行方案制作出实验流程图，并从中选出最佳方案；最后归纳出物质鉴别与鉴定的一般方法。

各课题组选出代表，在全班课题交流中，演示本课题研究的最佳方案，并汇报课题的组内交流情况。

组织全班课题交流。【引导评价】

引导其他学生评价学生代表的实验操作和表达能力。课题组代表，演示最佳方案，汇报组内交流情况：

[课题一]鉴别五种无色溶液：NaCl、Na2SO4、Na2SO3、Na2CO3、NaHCO3。

（一）最佳方案演示：将五种无色溶液编号为：A、B、C、D、E。

结论：A为Na2SO3溶液；B为Na2CO3溶液；C为Na2SO4溶液；D为NaHCO3溶液；E为NaCl溶液。

【引导质疑】

1．可否将（1）中BaCl2溶液改为Ba（NO3）2溶液或CaCl2、MgCl2溶液？

（二）回答质疑或对最佳方案中局部操作的其它设计进行评价（投影展示实验流程图）。

1．若将（1）中的BaCl2溶液改为Ba（NO3）2溶液，由于操作（2）中要加入稀盐酸，就会导致溶液中含有稀硝酸，使Na2SO3被氧化成Na2SO4，从而无法区分Na2SO3和Na2SO4。

2．可否将（2）中稀盐酸改为稀硝酸或稀硫酸？ 2．若将（1）中的BaCl2溶液改为CaCl2、MgCl2溶液，由于操作（3）中要加入NaOH溶液，而Ca（OH）2微溶、Mg（OH）2不溶，会使NaHCO3溶液和NaCl溶液无法区别。

3．可否将（3）中滴加NaOH溶液改为滴加AgNO3溶液？ 3．若将（2）中稀盐酸改为稀硝酸，同样可使Na2SO3被氧化成Na2SO4，从而无法区分Na2SO3和Na2SO4。若将稀盐酸改为稀硫酸，则C中的现象仍为沉淀不溶解。但BaSO3会转化为BaSO4，而无法区分Na2SO4、Na2SO3。所以稀盐酸不可以改为稀硫酸。

若将（3）中滴加NaOH溶液改为滴加AgNO3溶液，就会使D、E中都产生白色沉淀。因为，在前面的操作中五种无色溶液中均加入了BaCl2溶液。

4．可否将（4）中滴加品红试液改为用湿润的品红试纸或将气体通入品红试液？

4．若将（4）中滴加品红试液改为用湿润的品红试纸或将气体通入品红试液，均需要产生气体的量足够多，而实验所取的五种无色溶液均为少量。

（三）最佳方案中仍存在的问题，及其解决问题的办法： 对于操作（2），A中的沉淀可能不会完全溶解，原因是溶液中的Na2SO3已经部分被氧化，若氧化严重可能致使Na2SO3和Na2SO4无法区别。解决问题的办法是更换试剂。

【评价】

问题的分析准确，解决问题的方法得当。【引导评价】

引导其他学生评价学生代表的表达能力。

（四）其它可行的设计方案（投影展示实验流程图）：将五种无色溶液编号为：A、B、C、D、E。

结论：同最佳方案。 【引导质疑】

1．可否将（1）中稀盐酸改为稀硫酸？

（五）回答质疑或对其它方案中局部操作的其它设计进行评价： 1．若将（1）中稀盐酸改为稀硫酸，操作（3）滴加BaCl2溶液中的C、E必需另取，否则将无法区别。这会使操作变得复杂。

2．可否将（2）中滴加品红试液改为用湿润的品红试纸或将气体通入品红试液？

2．若将（2）中滴加品红试液改为用湿润的品红试纸或将气体通入品红试液，均需要产生气体的量足够多，而实验所取的五种无色溶液均为少量。

3．可否将（3）或（4）中BaCl2溶液改为Ba（NO3）2溶液？ 3．若将（3）中BaCl2溶液改为Ba（NO3）2溶液，由于操作（1）中已加入足量稀盐酸，就会导致溶液中含有稀硝酸，使Na2SO3被氧化成Na2SO4，从而无法区分Na2SO3和Na2SO4。若将（4）中BaCl2溶液改为Ba（NO3）2溶液，不会影响B、D的鉴别，所以可以将（4）中BaCl2溶液改为Ba（NO3）2溶液。

4．（4）中B、D溶液可否不另取？

第五篇：中考化学二轮复习专题四：化学实验方案的设计复习教学案

化学实验方案的设计复习教学案

【课题】化学实验方案的设计（基础知识与典型例题）

综合实验方案设计的一般方法：明确实验目的、要求；构思实验方法、步骤；选择实验仪器、药品；观察现象、记录数据分析、得出结论。

一、性质实验方案设计

例题

1、设计一个简单的一次性完成实验的装置图，验证醋酸溶液、二氧化碳水溶液、苯酚溶液的酸性强弱顺序是：CH3COOH＞H2CO3＞

（1）利用下图所示仪器可以组装实验装置，则仪器的连接顺序为：____接____，____接____，____接____。

(2)写出实验现象和有关的化学方程式（小结）性质实验方案设计要点：

①熟悉各种性质的验证途径，提高发散思维能力； ②重视基本操作要点及注意事项；

③注意整体设计的可操作性、有序性、严密性； ④注意文字表达。

二、实验装置创新设计 实验装置创新设计要点：

掌握一些装置和仪器药品的替代方法，力求使设计的实验仪器简单、操作便捷、节省试剂、现象明显、安全防污等。

例题

2、将氯气用导管通入较浓的NaOH和H2O2的混合液中，在导管口与混合液的接触处有

-闪烁的红光出现，这是因为通气后混合液中产生的ClO被H2O2还原，发生激烈反应，产生能量较高的氧分子，它立即转变为普通氧分子，将多余的能量以红光放出。进行此实验，所用的仪器及导管如图2-6-6。

根据要求填写下列空白：

(1)组装氯气发生器时，应选用的仪器及导管(填写图中编号)是____。

(2)实验进行中，按气流方向从左到右的顺序，气体流经的各仪器及导管的编号依次是____________。

(3)仪器①的橡皮塞上应有____个孔，原因是____________。(4)实验时，仪器①中除观察到红光外还有_________现象。

3(5)实验需用约10％H2O2溶液100mL，现用市售30％(密度近似为1g/cm)H2O2来配制，其具体配制方法是____________。

-(6)实验时仪器①中ClO与H2O2反应的离子方程式是________________。

三、性质检验实验方案设计

例题

3、某学生要做检验碳酸钠粉末中含有少量的氢氧化钠和氯化钠的实验。他的实验设计了7个步骤，其中5个步骤所用试剂及实验操作均已写明，实验步骤如下：

a.取少量样品放入试管甲中；b.再向溶液里滴加几滴硝酸银溶液；c.过滤，取少量滤液盛在试管乙里；d.向试管里加入适量蒸馏水，振荡；e.滴入几滴酚酞试剂 f.g.试将上面尚缺的两个步骤所用的试剂（自选）及实验操作补写完整，然后按实验操作的顺序排列。（注意排除CO32-对OH-和Cl-的干扰）

（小结）物质检验实验方案设计要点：物质检验尽可能利用特征反应，注意检验顺序、排除干扰。

四、制备实验方案设计

例题

4、欲制无水氯化铝并保存备用。现有仪器如下图所示，并有食盐晶体、水、固体烧碱、铝粉、二氧化锰、浓硫酸等六种试剂。

设计的制取过程是：制氯气 → 加净化和干燥氯气 → 制氯化铝（易潮解，易升华）

请回答下列问题：

从上面仪器中选取必须的几种，连接成一个制无水氯化铝的连续装置，按前后顺序填写图的编号（不一定填满），并写出各仪器里放入的试剂的化学式。（小结）要点：

列出可能的几种制备方法和途径，从方法是否可行，装置和操作是否简单、是否经济与安全等方面进行分析和比较，从中选取最佳的实验方法，在制定具体的实验方案时，还应注意对实验条件进行严格有效的控制。

制备实验应注意防污染、防倒吸、防氧化、防潮解、防爆炸、防挥发，同时要求产率高、易分离、易收集、杂质少、步骤少。

五、定量测定实验设计例题

5、碱式碳酸镁有多种不同的组成，如Mg2(OH)2 CO3、Mg4(OH)2(CO3)

3、Mg5(OH)2(CO3)4等，请你设计一个测定碱式碳酸镁组成的实验方案，包括：（1）测定原理（2）测定实验的装置图（3）简要的操作步骤。可选用的仪器、试剂和用品如下： 主要仪器：天平（附砝码）、大试管、酒精灯、洗气瓶、球形干燥管、药匙（固定及连接仪器自选）

试剂：碱式碳酸镁（粉状）、浓硫酸、石灰水、无水氯化钙、碱石灰（小结）定量测定实验设计要点：

实验项目包括：一定温度下硝酸钾溶解度的测定、硫酸铜晶体中结晶水含量的测定、质量百分比浓度溶液的配制、物质的量浓度溶液的配制、酸碱中和滴定、中和热测定。

保证测定结果具有较高准确度和精确度,对于实验结果的分析，一般是要求考生分析实验的关键、细节以及产生误差的因素等。

（总结）化学实验设计应注意的问题

1.供选用药品和装置是部分、刚好或有剩余。

2.题目条件有无特殊要求。如采用最简单、最合理的实验步骤。

3.实验过程中的隐蔽性操作，如必要的干燥、除杂、冷凝、静置、振荡、等不能忽略

4.所需药品应准确描述，如粉末、固体、溶液、饱和、澄清、酸性、浓、稀、浓度值。仪器要注明规格。

5.防倒吸、防爆炸、防潮解、防氧化、防污染等（基础训练）

1、欲证明一瓶无色液体是纯水，可靠的实验方法是（）

A、测得其pH＝7

B、跟钠反应生成氢气

C、电解时得到H2、O2，体积比为2∶1

D、1.013×105Pa时沸点为100℃

２、某气体混合物中可能含有SO2、N2、CO2，检查其中是否含有CO2的正确方法是（）A、用燃烧木条检查是否使火焰熄灭

B、使混合气体先通过酸性高锰酸钾溶液，再通入澄清石灰水 C、使混合气体通过NaOH溶液，再通入石灰水 D、使混合气体通过Na2CO3溶液，再通入石灰水 ３、利用下列各组中的物质间反应制备和收集少量相应气体，能采用如右图中实验装置的是

（）

①浓氨水与固体NaOH ②H2O2溶液与二氧化锰③稀硝酸与铜片

④方解石与稀盐酸 ⑤电石与水 ⑥二氧化锰与浓盐酸

A、①⑤

B、②④

C、④⑥

D、③⑤ ４、(2004·理综北京)为确定下列置于空气中的物质是否变质，所选检验试剂(括号内物质)不能达到目的的是()A．Na2S03溶液(BaCl2)B．FeCl2溶液(KSCN)C．KI(淀粉溶液)D．HClO溶液(石蕊试液)

５、检验右图装置的气密性，通常是将导管放入水中，①用手握住试管，观察到导管口有气泡冒出，②手离开试管后，导管中有一段水柱上升，说 明装置不漏气。请回答：

(1)此法的原理是------------。

(2)某同学操作时，只做了①没有做②，他即认为装置的气密性良好。你认为他的结论是否正确?(填“是”或“否”)。理由是-------。６、某学生设计了一套验证物质化学性质的实验装置(如下图)，请完成下列问题：

(1)该实验的目的是-------------。

(2)该实验的原理是(用化学方程式表示)-------------。

(3)实验用品：实验仪器除铁架台(带铁夹)、储气瓶(两个)、直管活塞(K1、K2)、止水夹(K3)、橡胶管、橡胶塞以及若干玻璃管连件外，还有哪几种(写仪器名称)——---------，实验所用试剂为-------------。

(4)检查本装置气密性的最好方法是-------------。

(5)实验步骤：①按上图连接好仪器装置；②扭开活塞K1和K2主要现象为---------------------；③关闭活塞K1和K2，打开止水夹K3，要使烧瓶内产生喷泉可采用的方法是----------------------------。７、纯碱中常含有少量NaCl杂质。甲同学用下面的装置测定ng纯碱中Na2CO3的质量分数。

其实验步骤：

a．按装置图组装仪器，并检查其气密性； b．称量盛有碱石灰的干燥管D的质量为m1g； c．称量ng纯碱样品，并将其放人广口瓶内；

d．从分液漏斗缓缓地注入一定量的稀硫酸，并缓缓地鼓入空气，直到B反应器中不再产生气体为止；

e．再次称量干燥管D的总质量为m2g。请回答：

(1)装置c的作用是----------------------；装置E的作用是--------------------。

(2)计算Na2CO3质量分数的数学表达式为(用m1、m2、n表示)。

(3)请再设计两种其他的测定方案，并填写表中空白。可选择的主要仪器：①托盘天平②烧杯③玻璃棒④铁架台、漏斗(过滤器)⑤干燥管⑥酒精灯⑦烧瓶⑧蒸发皿

供选择的试剂：a．CaCl2溶液 b．稀硝酸 c．AgNO3溶液d．碱石灰e．稀盐酸

8、某学生设计了一个实验以证明PbO中含有氧，反应方程式如下：

试根据下图回答问题：

(1)盛澄清石灰水的洗气瓶开始一段时间可能没有现象，其原因是————————————。(2)洗气瓶中醋酸二氨合铜([Cu(NH3)2]Ac)的作用为————————————。

(3)实验后的醋酸二氨合铜经适当处理又可再生，适宜于再生的生产条件是————————。(4)若用空气代替干燥的N2，行不行——————————，其理由是——————————。

9、为测定已变质的过氧化钠（含碳酸钠）的纯度，设计如图所示的实验：Q为一具有良好弹性的气球；称取一定量的样品放于其中，按图安装好实验装置，打开分液漏斗的活塞 将稀H2SO4全部滴人气球中。

(1)Q内发生反应生成--------------------种气体，其中的反应有-----------------个氧化还原反应。(2)为测出反应时生成气体的总体积，滴稀H2S04前必须关闭-------(填“K1”“K2”或“K3”，下同)，打开--------------------。

(3)当上述反应停止，将K1、K2、K3。处于关闭状态，然后先打开K2，再缓缓打开K1，这时可观察到的现象是----。(4)导管a的作用是------------。

(5)b中装的固体试剂是---，为何要缓缓打开K1-------。(6)实验结束时，量筒I中有xmL水，量筒Ⅱ中收集到ymL气体，则过氧化钠的纯度是-----------(上述体积均已折算成标准状况)。

10、航天飞行器座舱内空气更新过程如图所示：

(1)Ⅱ是CO2和H2的反应装置，该反应的化学方程式---------------。

(2)从装置工、Ⅱ、Ⅲ可看出，O2的来源是C02和H20，宇航员每天消耗28 mol O2，呼出23 mol CO2，则宇航员每天呼出的气体中含H2O-------------mol。(3)以下是另一种将C02转化为O2的实验设想

其中，由MgCl2·6H2O制取无水MgCl2的部分装置(铁架台、酒精灯已略)如下：

①上图中，装置a由——-------------、——------------、双孔塞和导管组成。

②循环物质甲的名称是---------------------------。

③制取无水氯化镁必须在氯化氢存在的条件下进行，原因是----------------------------。

④装置b中填充的物质可能是-----------------------(填入编号)。e．硅胶 f．碱石灰 g．无水氯化钙 h．浓硫酸

⑤设计d装置要注意防止倒吸，请在方框中画出d装置的简图，并要求与装置C的出口处相连(铁架台不必画出)。（能力训练）

1、资料显示；“氨气可在纯氧中安静燃烧„„。”某校化学小组学生设计如下装置(图中铁夹等夹持装置已略去)进行氨气与氧气在不同条件下反应的实验。

(1)用装置A制取纯净、干燥的氨气，大试管内碳酸盐的化学式是------；碱石灰的作用是-------。(2)将产生的氨气与过量的氧气通到装置B(催化剂为铂石棉)中，用酒精喷灯加热：

①氨催化氧化的化学方程式是-----；试管内气体变为红棕色，该反应的化学方程式是-----。

②停止反应后，立即关闭B中两个活塞。一段时间后，将试管浸入冰水中，试管内气体颜色变浅，请结合化学方程式说明原因---------------------------。(3)将过量的氧气与A产生的氨气分别从a、b两管进气口通入到装置C中，并在b管上端点燃氨气：

①两气体通人的先后顺序是--------------------------，其理由是-------------------------。②氨气燃烧的化学方程式是-----。(2004年北京理综试题)

2、亚甲基蓝(MethyIene Blue)在碱性条件下与葡萄糖作用生成亚甲基白(Methylene White)。亚甲基蓝的结构简式如下：

著名的蓝瓶子实验操作步骤如下：

①如图所示在250 mL锥形瓶中，依次加入2g NaOH、100mL H20、3g C6H12O6(葡萄糖)，搅拌溶解后，再加入3滴～5滴O.2％的亚甲基在蓝溶液，振荡混合液呈现蓝色；

②关闭活塞a、b，塞紧橡皮塞，将溶液静置，溶液变为无色；

③再打开瓶塞，振荡，溶液又变为蓝色；

④关闭活塞a、b，再塞紧橡皮塞，将溶液静置，溶液又变为无色；

以上③、④可重复多次。

试回答：

(1)某学生将起初配得的蓝色溶液装在A试管中(如上图，A试管充满溶液)，塞上橡皮塞静置片刻，溶液显无色。若再振荡A试管，溶液能否显蓝色?---------。(选填“能”或“不能”)(2)若塞紧锥形瓶塞并打开活塞a、b，通人足量氢气后，再关闭活塞a、b并振荡，溶液能否由无色变为蓝色?——----(选填：“能”或“不能”)；若塞紧锥形瓶塞并打开a、b，通入足量氧气，溶液能否由无色变为蓝色?---------(选填：“能”或“不能”)

(3)该实验中，影响溶液颜色互变快慢的主要因素有------------------------------。(4)从上述变化的总结果看，葡萄糖的作用是---------，亚甲基蓝的作用是---------；

(5)上述实验中葡萄糖也可用鲜橙汁代替，因为其中含丰富的维生素C，可推测维生素C具有---------性；

(6)该实验中③、④操作能否无限次重复进行?(选填：“能”或“不能”)，理由是---------。

(参考答案)

1、D

2、B

3、B

4、A

5、(1)当手握住试管后，温度升高，气体体积膨胀，导管口有气泡；当手离开后，温度降低，气体体积缩小，大气压将水压人导管，导管内形成一段水柱。

(2)否

当手握住试管时，温度升高较快，即使有少量漏气，导管口有气泡；当手离开后，温度降低缓慢气体体积缩小得慢，空气会从漏气处进入试管，不会形曲一因此只做①不能证明不漏气。

6、(1)验证N0与02反应，N02与H20反应。(2)2NO+02=2N02，3N02+H20=2HN03+NO(3)圆底烧瓶和烧杯NO、02、H20(4)安装好装置，先夹上K3，关闭K1，打开K2，在储水瓶中装入水。再打开K1，使水注入储气瓶。片刻，储气瓶中水位不再上升，储水瓶中水位不再下降，则装置气密性良好，否则其气密性不好。

(5)②盛NO的集气瓶内出现红棕色 ③用手或热毛巾捂热圆底烧瓶7、8、(1)高温下PbO跟碳反应生成的主要产物是CO的缘故。(2)用来吸收CO气体，防止污染空气。(3)高温、低压。(4)不行。因为在高温下空气中的02要与碳反应生成CO及C02，另外空气中少量的CO2及水蒸气也能带人氧原子，从而影响实验结果。

9、(1)2，1(2)关闭K1、K2，打开K3(3)气球Q慢慢变小，气体进入量筒Ⅱ中(4)平衡分液漏斗上、下的压强使H2SO4能顺利滴下(5)碱石灰，控制气体的流速使C02被充分吸收(6)C02与O2的体积为xmL，02的体积为ymL，故CO2的体积为(x-y)mL，可知Na202与Na2CO3的物质的量之比为2y:(x-y)，Na202的纯度78y/53x+25y×100％

10、(1)2H2+C02=2H2O+C(2)10(3)①分液漏斗烧瓶②盐酸③防止水解④e g⑤（能力训练）

1、(1)①(NH4)2C03或NH4HCO3 ②吸收水和二氧化碳(2)①4NH3+502=4NO+6H20 2NO+O2=2N02

②2N02(气)==N204(气)+热量，降低温度使平衡正向移动，部分红棕色NO2转化为无色N204。(3)①先通入O2，后通入NH3。若先通氨气，若先通入氨气，氨在空气中不能点燃，逸出造成污染。②4NH3+3O2=2N2+6H2O

2、(1)不能(2)不能 能(3)振荡的剧烈程度(或填溶解氧气的浓度)(4)还原剂催化剂(或催化剂兼作指示剂)(5)还原性

(6)不能一段时间后葡萄糖全部转化为其他物质(注：一段时间后葡萄糖在Na0H作用下发生异构化、分解及聚合，当溶液呈黄棕色时反应不能再进行下去)