高三化学实验方案设计的基本要求人教版

高三高三化学实验方案设计的基本要求化学实验方案设计的基本要求人教版人教版 【同步教育信息同步教育信息】 一. 本周教学内容： 化学实验方案设计的基本要求 二. 重点、难点： 1. 了解化学实验方案设计的基本要求。 2. 培养学生分析、概括、总结、综合和归纳的能力，提高学生的思维能力。 三. 具体内容： 所谓实验设计，是用多种装置和仪器按某种目的进行串联组合完成某项实验，其类型 较多，考查形式多样。解答这类题目，要求学生对所学过的物质的性质、制备和净化，常 用仪器和装置的作用及使用时应注意的问题等知识融会贯通，要善于吸收新信息并且能加 以灵活运用。 化学实验方案设计题具有较强的综合性，但一个化学实验，必须依据一定的实验原理， 使用一定的仪器组装成一套实验装置，按一定顺序进行实验操作，才能顺利完成。据此， 一道综合实验方案设计题，可以把它化解成几个相互独立又相互关联的小实验、小操作来 解答。由各个小实验确定各步操作方法，又由各个小实验之间的关联确定操作的先后顺序。 （一）化学实验设计的类型 根据不同的标准，可以将中学化学教学中的实验设计划分成不同的类型。 （1）根据实验在化学教学认识过程中的作用来划分。 启发性（或探索性）实验设计。由于这类实验是在课堂教学中配合其他化学知识的 教授进行的，采取的又多是边讲边做实验或演示实验的形式，因此，在设计这类实验时， 要注意效果明显、易操作、时间短、安全可靠。 验证性实验设计。由于这类实验的目的主要是验证化学假说和理论，又多采取学生 实验课或边讲边做实验的形式，因此，在设计这类实验时，除了上述要求外，还要注意说 服力要强。 运用性实验设计。这类实验的目的是综合运用所学的化学知识和技能，解决一些化 学实验习题或实验问题。因此，在引导学生进行实验设计时，要注意灵活性和综合性，尽 可能设计多种方案，并加以比较，进而进行优选。从课内、课外的角度来分，运用性实验 设计又包括课内的实验习题设计和课外的生产、生活小实验设计。 （2）根据化学实验的工具来划分。 化学实验仪器、装置和药品的改进或替代。 化学实验方法的改进。这主要是由于中学化学课本中的一些实验因装置过于繁杂、 操作不太简便、方法不太合适、可见度较低而影响化学教学效果，因此需要改进方案，重 新设计。另一方面，由于中学受到种种条件的限制，常会发生缺少某些仪器、药品的情况， 因而需要自制一些仪器和代用品，或采用微型实验，所以也需要对实验重新进行设计。 （3）根据化学实验内容来划分。 物质的组成、结构和性质实验设计。 物质的制备实验设计。 物质的分离、提纯、鉴别实验设计。 （二）化学实验设计的内容 一个相对完整的化学实验方案一般包括下述内容： （1）实验目的。 （2）实验原理。 （3）实验用品（药品、仪器、装置、设备）及规格。 （4）实验装置图、实验步骤和操作方法。 （5）注意事项。 （6）实验现象及结论记录表。 （三）化学实验设计的要求 1. 科学性 科学性是化学实验方案设计的首要原则。所谓科学性是指实验原理、实验操作程序和 方法必须正确。例如，鉴别 Na2SO3和 NaI，在试剂的选择上就不宜选用硝酸等具有氧化性 的酸，在操作程序的设计上，应取少量固体先溶解，然后再取少量配成的溶液并再加入试 剂，而不能将样品全部溶解或在溶解后的全部溶液中加入试剂。 2. 安全性 实验设计时应尽量避免使用有毒的药品和进行具有一定危险性的实验操作。如果必须 使用，应在所设计的化学实验方案中详细写明注意事项，以防造成环境污染和人身伤害。 3. 可行性 实验设计应切实可行，所选用的化学药品、仪器、设备和方法等在中学现有的实验条 件下能够得到满足。 4. 简约性 实验设计应尽可能简单易行，应采用简单的实验装置、用较少的实验步骤和实验药品， 并能在较短的时间内完成实验。 对同一个化学实验，可以设计出多种实验方案，并对它们进行选择。选择采用的实验 设计方案，应具有效果明显、操作安全、装置简单、用药少、步骤少、时间短等优点。 （四）化学实验设计的一般思路 接受信息。接受、分析、筛选信息，明确实验设计的课题、条件和要求。 实验 设计原理。通过对新旧信息的加工，实现制定的实验设计。从设计的要求及解决问题的顺 序分析，大致有以下两个层次：一是实验方案的选定。二是实验装置与实验操作的设计。 设计实验内容。见上。 1. 设计思想、规律和方法 （1）思考问题的顺序： 围绕主要问题思考。例如：选择适当的实验路线、方法；所用药品、仪器简单易得； 实验过程快速、安全；实验现象明显。 思考有关物质的制备、净化、吸收和存放等有关问题。例如：制取在空气中易水解 的物质（如 Al2S3、AlCl3、Mg3N2等）及易受潮的物质时，往往在装置末端再接一个干燥 装置，以防止空气中水蒸气进入。 思考实验的种类及如何合理地组装仪器，并将实验与课本实验比较、联靠。例如涉 及到气体的制取和处理，对这类实验的操作程序及装置的连接顺序大体可概括为：发生 除杂质干燥主体实验尾气处理。 （2）仪器连接的顺序： 所用仪器是否恰当，所给仪器是全用还是选用。 仪器是否齐全。例如制有毒气体及涉及有毒气体的实验应有尾气的吸收装置。 安装顺序是否合理。例如：是否遵循“自下而上，从左到右”；气体净化装置中不 应先经干燥，后又经过水溶液洗气。 仪器间连接顺序是否正确。例如：洗气时“进气管长，出气管短”；干燥管除杂质 时“大进小出”等。 （3）实验操作的顺序： 连接仪器。按气体发生除杂质干燥主体实验尾气处理顺序连接好实验仪器。 检查气密性。在整套仪器连接完毕后，应先检查装置的气密性，然后装入药品。检 查气密性的方法要依装置而定。 装药品进行实验操作。 2. 设计时，应全方位思考的问题 （1）检查气体的纯度，点燃或加热通有可燃性气体（H2、CO、CH4、C2H4、C2H2等） 的装置前，必须检查气体的纯度。例如用 H2、CO 等气体还原金属氧化物时，需要加热金 属氧化物，在操作中，不能先加热，后通气，应当先通入气体，将装置内的空气排干净后， 检查气体是否纯净（验纯），待气体纯净后，再点燃酒精灯加热金属氧化物。 （2）加热操作先后顺序的选择。若气体发生需加热，应先用酒精灯加热发生气体的装 置，等产生气体后，再给实验需要加热的固体物质加热。目的是：一则防止爆炸（如氢气 还原氧化铜）；二则保证产品纯度，防止反应物或生成物与空气中其它物质反应。例如用 浓硫酸和甲酸共热产生 CO，再用 CO 还原 Fe2O3，实验时应首先点燃 CO 发生装置的酒精 灯，生成的 CO 赶走空气后，再点燃加热 Fe2O3的酒精灯，而熄灭酒精灯的顺序则相反， 原因是：在还原性气体中冷却 Fe 可防止灼热的 Fe 再被空气中的 O2氧化，并防止石灰水倒 吸。 （3）冷凝回流的问题。有的易挥发的液体反应物，为了避免反应物损耗和充分利用原 料，要在发生装置设计冷凝回流装置。如在发生装置安装长玻璃管等。 （4）冷却问题。有的实验为防止气体冷凝不充分而受损失，需用冷凝管或用冷水或冰 水冷凝气体（物质蒸气），使物质蒸气冷凝为液态便于收集。 （5）防止倒吸问题。（前已述。） （6）具有特殊作用的实验改进装置。如为防止分液漏斗中的液体不能顺利流出，用橡 皮管连接成连通装置；为防止气体从长颈漏斗中逸出，可在发生装置中的漏斗末端套住一 只小试管等。 （7）拆卸时的安全性和科学性。实验仪器的拆卸要注意安全和科学性，有些实验为防 止“爆炸”或“氧化”，应考虑停止加热或停止通气的顺序，如对有尾气吸收装置的实验， 必须将尾气导管提出液面后才熄灭酒精灯，以免造成溶液倒吸；用氢气还原氧化铜的实验 应先熄灭加热氧化铜的酒精灯，同时继续通氢气，待加热区冷却后才停止通氢气，这是为 了避免空气倒吸入加热区使铜氧化，或形成可爆气；拆卸用排水法收集需加热制取气体的 装置时，需先把导管从水槽中取出，才能熄灭酒精灯，以防止水倒吸；拆后的仪器要清洗、 干燥、归位。 【典型例题典型例题】 例 1 已知 Ag2HPO4和 Ag3PO4均为黄色沉淀（Ag2HPO4颜色略浅）。现将 0.02molL1AgNO3溶液与 0.01molL1K2HPO4溶液等体积混合，产生黄色沉淀，试设计 一个最为简便的实验方法，用以证明生成物是 Ag2HPO4还是 Ag3PO4。实验所用的试剂有： NaOH 溶液、氨水、盐酸、硝酸和 pH 试纸。（不得选用其他试剂） 解析：解析：因为 Ag2HPO4和 Ag3PO4的颜色彼此相近，故不能用生成物的颜色或 Ag2HPO4 Ag3PO4（调节溶液酸碱性）反应过程中颜色变化来判断。换个角度来思考，在反应 中： K2HPO4+2AgNO3=Ag2HPO4+2KNO3 K2HPO4+3AgNO3=Ag3PO4+2KNO3+HNO3 若生成物是 Ag2HPO4，则溶液呈中性；若生成物是 Ag3PO4，则溶液呈酸性。 答案：答案：取少量等体积的 K2HPO4和 AgNO3溶液反应，用 pH 试纸检验，溶液呈中性， 则沉淀为 Ag2HPO4；若溶液呈酸性，则沉淀为 Ag3PO4。 例 2 3 位同学设计了下列 3 个实验方案以验证某无色气体中既含有 SO2 ，又含有 CO2 。 方案方案 1：将无色气体通入酸性 KMnO4溶液，KMnO4溶液褪色，反应后气体通入石灰 水，石灰水变浑浊。即可证明原无色气体中既含有 SO2 ，又含有 CO2 。 方案方案 2：将无色气体通入溴水，溴水褪色反应后气体通入石灰水，石灰水变浑浊，证 明原无色气体中既含有 SO2 ，又含有 CO2。 方案方案 3：将无色气体通入品红试液后再依次通入酸化 KMnO4溶液、品红溶液，最后通 入澄清的石灰水。结果品红试液褪色、KMnO4溶液颜色变浅品红试液不褪色，石灰水变浑 浊，证明原无色气体既含有 SO2 ，又含有 CO2。 试回答上述 3 个方案中，能证明原无色气体中既有 SO2 ，又含有 CO2的方案是： _简述其理由是：_。 解析：解析：对比、分析相关物质的共性及差异，进行实验方案可行性的评价。 在进行实验方案的可行性评价时，选择的依据是相关物质的性质，对比其共性，寻找 其差异，从而作出判断。 分析时一要考虑 SO2 与 CO2的共性是均能使澄清石灰水变浑，二要考虑到二者的区别， SO2具有还原性，并能使品红褪色，CO2不具备这些性质。三要考虑能使酸性 KMnO4溶液、 溴水褪色的物质不仅有 SO2，还有 H2S、C2H4、C2H2 等。因此证明既有 SO2又有 CO2的实 验程序一般应为：检验 SO2存在除 SO2证明 SO2不存在证明 CO2存在。 答案：答案：符合上述实验程序的应是方案 3。 例 3 现有一定量含有 Na2O 杂质的 Na2O2试样，请从图中选用适当的实验装置，设计一 个最简单的实验，测定 Na2O2试样的纯度（可供选用的反应物只有 CaCO3固体，6molL 盐酸和蒸馏水）。 请填写下列空白： （1）写出在实验中 Na2O2和 Na2O 分别发生反应的化学方程式_。 （2）应选用的装置是（只要求写出图中装置的标号）_。 （3）所选用装置的连接顺序是（填各接口的字母，连接胶管省略）_。 解析：解析：考查有关实验装置的选用及连接的知识。 明确实验目的测定 Na2O2试样的纯度；从比较 Na2O2与 Na2O 不同化学性质入手， 选择测定 Na2O2含量的方法，其中 Na2O2能分别与 H2O、CO2作用生成 O2是一明显特点， 能测出产生的 O2就能测出 Na2O2的量；按实验要求，只能选择最简单的实验（同时考虑所 供试剂），蒸馏水与试样反应符合题意。此外，需注意的是，因是排水测量 O2的体积，所 以制得的 O2不需干燥，且接口时要短管进长管出，与洗气装置相区别。 答案：答案： （1）2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2 Na2O+H2O=2NaOH （2）应选用的装置是 （3）连接顺序应是 GABF。 例 4 碱式碳酸镁有多种不同的组成，如、 322 )(COOHMg 3324 )()(COOHMg 等。请你设计一个测定碱式碳酸镁组成的实验方案。包括 4325 )()(COOHMg （1）测定原理 （2）测定实验的装置图 （3）操作步骤。 可使用的仪器、试剂和用品如下： 仪器：天平（附砝码）、大试管（附带有短玻璃管的橡皮塞）、酒精灯、洗气瓶、球 形干燥管（附带有短玻璃管的橡皮塞）、铁架台、铁夹、角匙。 试剂：碱式碳酸镁（粉状）、浓硫酸、石灰水、无水氯化钙、碱石灰。 其他：火柴、棉花、短橡皮管、弹簧夹。 注意：上述仪器和试剂只需应用其中的一部分。仪器、试剂、用品的数量不限。 解析：解析：考查测定碱式碳酸镁组成的实验方案设计。 可加热碱式碳酸镁，通过测定生成的 MgO、CO2、H2O 的物质的量之比来确定碱式碳 酸镁的组成。用浓硫酸吸收 H2O，根据浓硫酸增重的量，求出水的物质的量；用碱石灰吸 收 CO2，根据碱石灰的增重，确定 CO2物质的量。 答案：答案： （1）通过测定 MgO、CO2、H2O 的物质的量之比来测定碱式碳酸镁的组成。 （2）测定实验的装置如下图所示： （3）操作步骤 将装置按上图连接好后，检查装置的气密性 称取一定量（W1g）样品于大试管中 加热，至样品完全分解 实验结束后，称量洗气瓶和干燥管的增重（设为 W2、W3） 计算 MgO、CO2、H2O 的物质的量之比为 n（MgO）：n（CO2）：n（H2O）=: 40 321 WWW 44 3 W 18 2 W 确定碱式碳酸镁的组成。 例 5 为了测定人体新陈代谢呼出气体中 CO2的体积分数，某学生课外小组设计了如图的 实验装置。实验中用过量 NaOH 溶液吸收气体中的 CO2，准确测量瓶中溶液吸收 CO2后 的增重及剩余气体的体积（实验时只用嘴吸气和呼气），请填空： （1）图中瓶的作用是_。 （2）对实验装置尚有如下 A、B、C、D 四种建议，你认为合理的是（填代号） _。 A. 在 E 处增加 CaCl2干燥管 B. 在 F 处增加 CaCl2干燥管 C. 在 E 和 F 两处增加 CaCl2干燥管 D. 不必增加干燥管 （3）将插入溶液的管子下端改成具有多孔的球泡（图中的），有利于提高实验的准 确度，其理由是_。 （4）实验时先缓缓吸气，再缓缓呼气，反复若干次，得如下数据：瓶溶液增重 ag，收集到的气体体积（标准状况）为 bL，该呼出气体 CO2的体积分数是（列出算式）： _。 （5）实验中若猛吸猛呼，会造成不安全后果，猛吸时会_，猛呼时会 _。 解析：解析：考查学生实验的综合能力。本题将人体作为一个特殊的“化学反应装置”或称 “气体交换装置”，集制气、洗气于一体，且呼气和吸气都需要经过相应的处理。 从题给装置分析可知，F 是空气的进口，为排除空气中原有 CO2对实验结果的影响和 干扰，应先将其除去，即图中瓶的作用是除去吸入空气中的 CO2；而呼出的 CO2则由图 中瓶吸收，其溶液增加的质量即为呼出 CO2的质量，故呼出气体中 CO2的体积分数为： %100 4 . 22 44 4 . 22 44 1 1 1 1 molL molg ag bL molL molg a 由此可见，在整个测定实验中，没有必要增加干燥管，因为事实上人体呼出的气体中 亦混有水蒸气，在 E 处或 F 处安装干燥管没有明确的意义，不如忽略水蒸气的体积，或将 其看作系统误差，对实验结果更为有利；当然，如果将插入溶液的管子下端改成具有多孔 的球泡（图），则会因增大了气体与溶液的接触面，从而使气体中的 CO2吸收更充分， 有利于提高实验的精确度；如果在实验中猛吸，则可能将瓶中的 NaOH 溶液吸入口中； 如果在实验中猛呼，则可能将瓶中的 NaOH 溶液吹出瓶外，从而出现不必要的实验事故。 因此在实验中不能猛呼猛吸，尤其不能猛吸。 答案：答案： （1）除去吸入空气中的 CO2 （2）D （3）增大了气体与溶液的接触面，从而使气体中的 CO2吸收的更充分 （4） %100 6 . 511 6 . 5 %100 4 . 22 44 4 . 22 44 1 1 1 1 ab a molL molg ag bL molL molg a （5）可能将瓶中的 NaOH 溶液吸入口中，可能将瓶中的 NaOH 溶液吹出瓶外 例 6 欲在室温和 1.01105Pa 条件下测定镁的原子量。请利用图给定的仪器（盛放镁条的 隔板有小孔）组装成一套实验装置（每种仪器只允许用一次）。 请回答下列问题： （1）假设气流方向为左右，则各仪器的接口连接的先后顺序为（用小写字母填写） _。 （2）连接好仪器后，要进行的操作有以下几步： 待仪器 B 中的物质恢复至室温时， 测量量简 C 中水的体积（若假定将测定的体积换算成标准状况下为 VmL）； 擦掉镁条 表面的氧化膜，将其置于天平上称量（假定其质量为 mg），并将其投入试管 B 中； 检 查各装置的气密性； 旋开仪器 A 上分液漏斗的活塞，当镁条完全溶解时再关闭活塞。 上述几步操作的先后顺序是_。 （3）根据实验数据可算出镁的相对原子质量，其数字表达式为_。 （4）若未将试管 B 冷却至室温就测量量筒 C 中水的体积，这将会使所测镁的相对原 子质量数据（填偏高、偏低或无影响）_。 （5）若未擦净镁条表面氧化膜就进行实验，这将会使所测镁的相对原子质量数据（填 偏高、偏低或无影响）_。 解析：解析：本题考查为实现某定量测定目标设计、组装仪器和操作程序的能力，以及依据 实验原理判断实验误差的能力。 本题测定镁的相对原子质量的实验原理是根据已称量的 mg 镁产生 H2的体积，来计算 镁的相对原子质量。根据题目给的装置，完成此实验必须做到以下两点：一是镁跟盐酸反 应要充分；二是用排水法准确量得产生 H2的体积。 为此，仪器的连接顺序应为：a 接 h、g 接 b、c 接 f、e 接 d，最终使产生的 H2将 D 中 的水排入量筒中，可测得 H2的体积。 根据 Mg 与 HCl 反应不难确定（设镁的相对原子质量为 A）： MgH2 A 22400 m V A= V m22400 实验误差的讨论应依据上式：若 B 试管未冷却至室温，H2体积偏大，会造成计算结果 镁原子量偏低；若镁条表面氧化膜未擦净，称量时将 MgO 的质量计在镁的质量上，实际 收集到 H2体积偏小，计算结果的相对原子质量偏高。 答案：答案： （1）a 接 h、g 接 b、c 接 f、e 接 d （2）或 （3） V m22400 （4）偏低 （5）偏高 例 7 含苯酚的工业废水处理的流程图如下： （1）上述流程里，设备 1 中进行的是_操作（填写操作名称）。实验室里这一步操 作可以用_进行（填仪器名称）。 （2）由设备 2 进入设备 3 的物质 A 是_，由设备 3 进入设备 4 的物质 B 是 _。 （3）在设备 3 中发生反应的化学方程式为_。 （4）在设备 4 中，物质 B 的水溶液和 CaO 反应，产物是 NaOH、H2O 和_。 通过_操作（填写操作名称），可以使产物相互分离。 （5）上图中，能循环使用的物质是 C6H6、CaO、_、_。 解析：解析：化学工业的三废直接污染周围环境，破坏生态环境，危及人类的生存。工业废 水中的苯酚，必须回收处理，达到规定的指标后，才能排放。 在常温下，苯酚在水中的溶解度不大，在设备 1 中用苯萃取、分液，便于回收。向苯 酚的苯溶液中，通入氢氧化钠溶液，苯酚与氢氧化钠反应生成熔、沸点较高且易溶于水的 苯酚钠，将苯分离出去（蒸馏），苯酚钠由设备 2 进入设备 3。在设备 3 中，二氧化碳与 苯酚钠反应，生成苯酚从碳酸氢钠的水溶液析出而分离。由设备 3 进入设备 4 的物质是碳 酸氢钠，加入生石灰后，发生如下反应：NaHCO3+CaO=CaCO3+NaOH；碳酸钙在设备 5 中煅烧又转化为生石灰和二氧化碳。由此可知在苯酚回收的过程中，苯、氢氧化钠、二氧 化碳和生石灰皆可循环使用。 本题的难度并不大，但给人一定的启示，即生产中采用最简易的方法，便于操作进行； 选择最佳流程，原料循环使用，成本最低。 答案：答案： （1）萃取、分液；分液漏斗 （2）苯酚钠；碳酸氢钠 （3）+CO2+H2O+NaHCO3 （4）CaCO3；过滤 （5）CO2；NaOH 例 8 用下列仪器、药品验证由铜和适量硝酸反应产生的气体中含 NO（仪器可选择使用， N2和 O2的用量可自由控制）。已知： OHNOOHNONO 222 22 气体液化温度：NO2 21， NO -152 试回答： （1）仪器的连接顺序（按左右连接，填各接口的编号）为_。 （2）反应前先通入 N2，目的是_。 （3）确认气体中含 NO 的现象是_。 （4）装置 F 的作用是_。 （5）如果 O2过量，则装置 B 中发生反应的化学方程式为_。 解析：解析：本实验的目的是验证 Cu 和浓 HNO3反应产生的气体中的 NO，即产物中一定 有 NO，而不是通过实验来确定是否有 NO。而反应产物中 NO2是一定存在的，所以要将 NO2和 NO 分离后进行验证，如何分离？题目给出了两种气体相差甚远的液化温度，联系 装置 F，便知其意了。NO2和 NO 分离（NO2被液化）后的气体与 O2作用，又出现红棕色， 这个特征现象便确认了 NO 的存在。 另外，制气前须将各装置内的空气排尽（否则会氧化 NO），气体中混有的水气的吸 收以及最后尾气的吸收，这些问题都要考虑。而盛酚酞的装置 E 便成了命题者用来干扰思 维的多余装置。 框图分析 答案：答案： （1）（10）（11）（或（11）（10）。 （2）驱赶装置中的空气，防止产生的 NO 被氧化； （3）通入 O2后装置 D 中有红棕色气体生成； （4）使 NO2液化（分离 NO2和 NO）； （5）4NO2+O2+4NaOH=4NaNO3+2H2O 例 9 实验室用氨气还原氧化铜的方法测定铜的近似相对原子质量，反应的化学方程式为 CuONH32 3 OHCuN 22 33 试回答： （1）如果选用测定反应物 CuO 和生成物 H2O 的质量（m（CuO）、m（H2O）时， 请用下列仪器设计一个简单的试验方案。 仪器连接的顺序（用字母编号表示，仪器可重复使用）_； d 中浓硫酸的作用是_，_； 实验完毕时观察到 a 中的现象是_； 列出计算 Cu 的相对原子质量的表达式_； 下列情况将使测定结果偏大的是_。（以下选择填空不限 1 个正确答案，均 用字母编号填写） A. CuO 未全部还原为 Cu B. CuO 受潮 C. CuO 中混有 Cu （2）如果仍采用上述仪器装置，其它方案可选用测定的物理量有_ A. m（Cu）和 m（CuO） B. m（N2）和 m（H2O） C. m（Cu）m（H2O） D. m（NH3）和 m（H2O） 解析：解析：这是一道综合性很强的实验题。仪器连接的关键处是：b 装置产生的 NH3气中 混有的水蒸气应先用 C（碱石灰）除去，通过 a（CuO）后产生的水蒸气和过量的 NH3气 应先通过 C（碱石灰）吸收水，然后再通过 d 吸收多余的氨气（如先通过 d 对结果有何影 响？）。故正确的连接顺序应为：bcacd。d 中浓硫酸的作用是吸收多余的 NH3气， 并防止空气中的水分进入 c 中影响测定结果。实验结束后 a 中黑色的 CuO 全部转变成红色 的 Cu。 H2+CuOCu+H2O x+16 18 m（CuO） m（H2O） Cu 的相对原子质量 x=16 )( )(18 2 OHm CuOm 如 CuO 未被全部还原成 Cu，则上式中比值比实际大，结果偏大。 )( )( 2O Hm CuOm 如 CuO 受潮，则 m（CuO）偏大，m（H2O）也偏大，还是变小。 如 CuO 中混有 Cu，则 m（CuO）偏大，m（H2O）不变，则偏大，结果偏 )( )( 2O Hm CuOm 大。 如仍采用上述仪器装置，其它方案可选用测定的物理量必须有 CuO 或 Cu，故只能选 择 a、m（Cu）和 m（CuO）或 c、m（Cu）和 m（H2O） 答案：答案： （1）bcacd；吸收产生的多余 NH3，防止空气中 H2O 进入 C 中影响结果。 黑色的 CuO 全部转变成红色的固体 16 )( )(18 2 OHm CuOm A、C （2）A、C 【模拟试题模拟试题】（答题时间：45 分钟） 一. 填空题： 1. 在下列给定试剂中选择适当试剂，通过实验证明 H2SO3（SO2的水溶液）既有氧化性 又有还原性 试剂： pH 试纸 溴水 H2S 溶液 BaCl2溶液 （1）验证亚硫酸的氧化性：选用试剂_。实验现象_。 （2）验证亚硫酸的还原性：试剂_。现象_。 2. 某学生设计了三个实验方案，水解淀粉并检验水解情况。 （1）方案甲： 淀粉液水解液中和液溶液变蓝。硫酸加热氢氧化钠 碘水 结论：淀粉完全没有水解。 （2）方案乙： 淀粉液水解液无银镜现象。硫酸加热银氨溶液微热 结论：淀粉完全没有水解。 （3）方案丙： 淀粉液水解液中和液有银镜现象。硫酸加热氢氧化钠银氨溶液微热 结论：淀粉已经水解。 根据上述操作、现象，请判断结论是否正确？简要说明理由。_。 3. 氯化铜（CuCl22H2O）中 FeCl2杂质。为制得纯净氯化铜晶体，首先将其制成水溶 液，然后按下面所示的操作步骤进行提纯。 （1）加入氧化剂 X 的目的是_。 （2）下列氧化剂中最适合于本实验的是_。 A. H2O2 B. KMnO4 C. NaClO D. K2Cr2O7 （3）物质 Y 和沉淀 Z 的化学式分别是_和_。 （4）为分离出沉淀 Z，并将溶液蒸发获得晶体，从 AL 中选择所需的仪器为 _。除以上仪器之外还需要的仪器和实验用品是_。（已知完全呈氢氧化物沉 淀所需的 pH：Fe3+ 为 3.7，Cu2 为 6.4，Fe2+ 为 6.4。） A 漏斗 B 烧杯 C 试管 D 蒸发皿 E 坩埚 F 温度计 G 酒精灯 H 喷灯 I 铁架台（附铁圈） J 药匙 K 滴管 L 锥形瓶 4. 有一工业废水，已知其中含有大量的 FeSO4和少量的 Fe3+ 、Ag+ 、Na+及泥砂。试设 计一个经济合理的实验方案，以回收金属银和绿矾晶体。请按下表中（1）（6）的序号 写出实验步骤。并说明各步骤的目的。 实验顺序实验步骤内容实验目的说明 （1） （2） （3） （4） （5） （6） 5. 以六水含氯化镁 MgCl26H2O 为原料制备无水氯化镁。已知 MgCl26H2O 晶体在空 气中加热时，释出部分结晶水，同时生成 或 MgO。而在干燥 HCl 气流中加ClOHMg)( 热，能制得无水 MgCl2。 可选用的药品：MgCl26H2O 晶体、NaCl（固）、KClO3（固）、MnO2（固）、浓 H2SO4、浓盐酸、稀 NaOH 溶液。仪器；见下图（可重复使用）： （1）组装氯化氢气体发生器，应选用的仪器（用编号 A、B填入）： _，有关化学方程式为_。 （2）按 HCl 气流流向，其余装置的连接顺序（用数字 1、2填放）是（ ）（ ）、（ ）（ ）、（ ）（ ）、（ ）。 （3）各装置中应放的药品为： A_，B_，C_，D_，E_。 （4）B 装置的作用是_。 B 中能观察到的现象是_。 二. 实验设计题 6. 设计一套实验装置： 制备 CO（用浓 H2SO4与甲酸）； 用制取的 CO 还原氧化 铜，并证明生成物是铜和 CO2； 多余的 CO 不能逸入空气中。简述步骤并写有关的化学 方程式。 7. 某工厂排放的污水中含有 Mg2+、Al3+、Hg2+、Fe3+、Cu2+等离子。甲、乙、丙三位同 学设计从污水中回收金属铜的方案如下： 请回答： （1）甲、乙、丙提出的实验方案能否制得铜？（填“能”或“不能”） 甲_，乙_，丙_ （2）在制得铜的方案中，哪一步骤操作还会导致环境污染_。怎样防止，采 取的措施为_。 8. 某学生将混有铜粉的氯化铁晶体（FeCl36H2O）提纯，以得到纯净的氯化铁晶体， 他提出了下列实验步骤：a. 把样品溶解；b. 过滤除去铜粉；c. 蒸干溶液即到氯化铁晶体。 （1）以上实验步骤是否可行？_，其原因是什么？（要写出有关的化学方程式） _。 （2）请拟出合理的实验方案（只写简单步骤）： _、_、_、_、_、_。 9. 实验室可用图的装置将二氧化碳和一氧化碳进行分离和干燥已知 a、b 均为活塞， 试回答： （1）甲瓶中装的是_溶液，乙瓶中装的是_，分液漏斗中装的是_。 （2）当 CO2与 CO 的混合气体通过该装置时，先分离得到的是_，活塞操作是 _，然后得到_，活塞操作是_。 10. 有 A、B、C、D 四瓶未知溶液，它们是 Na2CO3、K2SO4、KHSO4和，为 23) (NOBa 了鉴别它们，进行了下列实验。 由此可以判断：A 是_，B 是_，C 是_，D 是_。 11. 实验室有一瓶可能含有 NaCl，Na2SO4、KNO3、K2CO3、K2SO4中的一种或几种杂质 的亚硫酸钠，通过下列实验以确定其成分及其质量分数，试根据实验填写以下空白： 称取样品 6.30g，加入 6.0mol/L 的硫酸至过量，产生无色气体 560mL（标准状况）； 向逸出气体后的溶液中加入稍过量的 BaCl2溶液得白色沉淀 9.32g，溶液的焰色反应仅呈黄 色。 （1）若用下列仪器进行上述气体的发生、净化，并测定其体积的系列实验，气体流向 从左到右，各仪器的正确连接顺序是（用 A、B、C、D填写）_接_，_接 _，_接_。X 是_，汽油的作用是_。 （2）操作时，怎样操作才能正确地测出反应放出的气体体积？ （3）若实验中加入硫酸溶液为 5.00mL，则亚硫酸钠的质量分数为_一定含有的 杂质是_，不能确定的是_。 12. 环境监测测定水中溶解氧的方法是： （1）准确量取 amL 水样，置于洁净干燥的带塞锥形瓶中，迅速加固定剂 MnSO4溶液 和碱性 KI 溶液（含 KOH），立即塞好塞子并振荡摇匀，使之充分反应： （该反应极快） 22 2 )(242OHMnOOHOMn （2）测定：开塞后迅速加入适量硫酸使锥形瓶内发生如下反应： 。向锥形瓶中加入少许指示剂淀粉OHIMnHIOHMnO 22 2 2 342)( 试液，用滴定管中的浓度为 bmol/L 的 Na2S2O3溶液滴定到终点时，共消耗 VmL 的 Na2S2O3溶液。其反应式为：I2+2S2O32=2I+S4O62 试回答： 准确量取 amL 水样的仪器是_。 滴定到终点时，溶液由_色变成 _。 水中溶解氧气的量（以 g/L 为单位）的计算式为_。 测定时，滴定管经水 洗、蒸馏水洗后，加滴定剂 Na2S2O3溶液，然后滴定，这样会导致测定结果_（偏低、 偏高、无影响）。 13. 硫酸铜在加热条件下发生分解反应，生成氧化铜、二氧化硫、三氧化硫和氧气请 用题中给出的仪器、药品（如图所示）设计一个实验，测定硫酸铜在加热分解时产生的氧 气、二氧化硫、三氧化硫与参加反应的硫酸铜的物质的量的关系，并确定在该条件下硫酸 铜分解反应的化学方程式。 实验测得数据和有关结果如下： 准确称量无水硫酸铜 4.80g； 测出量筒中水的体积，折算成标准状况下气体的体积为 224mL； 干燥管在实验后质量增加 2.56g； 实验结束时装置 F 中的溶液变为 Na2SO4溶液（不含其他溶