化学实验方案的设计

1、第六单元第六单元化学实验方案的设计化学实验方案的设计温州中学化学组温州中学化学组 谢昭全谢昭全2004-9什么什么是化学实验方案设计是化学实验方案设计？P76是在实施化学实验之前是在实施化学实验之前, ,根据化学实验的目的和要求根据化学实验的目的和要求, ,运运用相关的化学知识和技能用相关的化学知识和技能, ,对实对实验的仪器、装置和方法所进行的验的仪器、装置和方法所进行的一种规划。一种规划。设计的设计的意义意义（P76）直接关系到实验效率的高低，直接关系到实验效率的高低，乃至实验的成败。在化学科乃至实验的成败。在化学科学研究中科学、合理、周密、学研究中科学、合理、周密、巧妙的实验设计，往往能

2、导巧妙的实验设计，往往能导致化学科学的重大发现致化学科学的重大发现第一节第一节 制备实验方案的设计制备实验方案的设计第二节第二节 性质实验方案的设计性质实验方案的设计第三节第三节 物质检验实验方案的设计物质检验实验方案的设计第四节第四节 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第一节第一节 制备实验方案的设计制备实验方案的设计物质制备的意义：物质制备的意义：科学科学的进步和的进步和社会社会的发展，都离不开的发展，都离不开物质物质特别特别是新物质是新物质的制备的制备；因为物质的成功合成，不但；因为物质的成功合成，不但可以可以弥补弥补科学发展的空白，还可以科学发展的空白，还可以丰富丰富

3、我们的我们的物质生活。可以说生活中的物质生活。可以说生活中的所有所有东西都与物质东西都与物质的制备的制备分不开分不开的的进行物质制备时，特别应进行物质制备时，特别应注意注意的是严格控制反的是严格控制反应应条件条件，否则，就得不到我们想要的物质。，否则，就得不到我们想要的物质。示例一：示例一： 以铝屑为原料制备以铝屑为原料制备AlAl（OHOH）3 3的实验方案设计的实验方案设计一、无机物的制备一、无机物的制备方案一：方案一：1 1、先与酸应：、先与酸应：2Al+6H2Al+6H+ +=2Al=2Al3+3+3H+3H2 2 2 2、再与碱反应、再与碱反应: :AlAl3+3+3OH+3OH-

4、-= Al(OH)= Al(OH)3 3思考思考：此时最好用什么：此时最好用什么碱碱？写出相应？写出相应的离子方程式的离子方程式AlAl3+3+3NH+3NH3 3H H2 2O= Al(OH)O= Al(OH)3 3+3NH+3NH4 4+ +1 1、设计可能的实验方案、设计可能的实验方案方案二：方案二：1 1、先与碱应：、先与碱应：2Al+2OH2Al+2OH- -+2H+2H2 2O=2AlOO=2AlO2 2- -+3H+3H2 2 2 2、再与酸反应、再与酸反应: :AlOAlO2 2- -+H+H+ +H+H2 2O= AlO= Al（OHOH）3 3 思考思考：此时最好用什么：此

5、时最好用什么酸酸？写出相应的离？写出相应的离子方程式子方程式2AlO2AlO2 2- -+3H+3H2 2O+COO+CO2 2=2Al=2Al（OHOH）3 3+CO+CO3 32-2-方案三：方案三：1 1、先将、先将两份两份铝屑铝屑分别分别与与酸酸、碱碱反应：反应： 2Al+6H2Al+6H+ +=2Al=2Al3+3+3H+3H2 2 2Al+2OH 2Al+2OH- -+2H+2H2 2O=2AlOO=2AlO2 2- -+3H+3H2 22.2.然后，将份溶液然后，将份溶液混合混合：AlAl3+3+ 3AlO+ 3AlO2 2- -+6H+6H2 2O= 4AlO= 4Al（OHO

6、H）3 3 2 2、进行优化选择、进行优化选择33AlAlAlAl3+3+AlAl（OHOH）3 3H+OH-一一11AlAlAlOAlO2 2- -AlAl（OHOH）3 3OH-H+二二3/43/43/41/4AlAlAlOAlO2 2- -OH-AlAl3+3+AlAl（OHOH）3 3H+三三AlAlAlClAlCl3 3AlAl（OHOH）3 3Cl2OH-四四AlAlAlAl2 2S S3 3AlAl（OHOH）3 3SH2O五五AlAlAlAl2 2OO3 3O2六六AlAl3+3+AlAl（OHOH）3 3H+OH-思考思考：1 1、应选择什么、应选择什么酸酸？2 2、应选择什

7、么、应选择什么碱碱？3 3、酸碱酸碱的的用量用量应如何应如何控制控制？4 4、铝铝的的用量用量应如何应如何分配分配？AlAlAlOAlO2 2- -OH-AlAl3+3+AlAl（OHOH）3 3H+最佳最佳方案：方案：3 3、设计具体详细的实验方案、设计具体详细的实验方案n实验名称实验名称n实验目的实验目的n实验原理实验原理n实验用品实验用品n实验步骤实验步骤n实验现象记录及结果处理实验现象记录及结果处理n问题讨论问题讨论（无机）（无机）物质物质制备制备实验方案设计实验方案设计的的一般思路一般思路：多种多种可行的可行的方法方法优优化化选选择择具体具体详细详细实验实验方案方案最佳最佳实验实验方

8、案方案应从应从反应物反应物、反、反应应条件条件和和生成物生成物三方面考虑：三方面考虑：反应物反应物：要：要尽可能尽可能价廉易得价廉易得；无毒无腐蚀性无毒无腐蚀性；用量少用量少反应反应条件条件：要：要易于控制易于控制；操作；操作要要安全安全；装置装置/设备设备简单；简单；能耗能耗要低；反应物要低；反应物转化率转化率要高。要高。生成物生成物：尽可能：尽可能纯纯；副产物副产物要要无毒无污染无腐蚀无毒无污染无腐蚀性且性且易于除易于除去去详细详细的实验的实验方案方案应包应包含含多多方面内容，关键方面内容，关键是实验是实验原理原理和和步骤步骤二、有机物的制备二、有机物的制备有机物有机物A A的性质的性质乙

9、醇的消去反应乙醇的消去反应有机物有机物B的制法的制法乙烯的实验室制法乙烯的实验室制法1、有机物的转化关系：、有机物的转化关系：酯酯卤代烃卤代烃 醇醇 醛醛 酸酸烃烃烯烃烯烃炔烃炔烃盐盐1、有机物的转化关系、有机物的转化关系：-CH2-CH2-n-CH2-CHCl-n-CH2=CH2CH2=CHClCH3-CH3CH3CH2ClCHCHCaC2CaOCH3CH2OCH2CH3CH3CH2OHCH3CHOCH3COOHCH3COONaCH3COOCH2CH3 石油石油天然气天然气CH42 2、设计制取、设计制取苯甲酸甲酯苯甲酸甲酯的实验方案的实验方案 P81P81 甲醇甲醇 苯甲酸苯甲酸苯甲酸甲酯

10、苯甲酸甲酯 熔点熔点-97.56-97.56 122.4 122.4 -12.3 -12.3 沸点沸点 64.7 64.7 249 249 199.6 199.6 密度密度 - - - - 1.09371.0937水溶性水溶性 易溶易溶 微溶微溶 难溶难溶相关资料相关资料*进行进行有机有机实验时，应特别注意以下问题：实验时，应特别注意以下问题：反应反应速率速率、减少、减少损失损失、产品、产品净化净化、环境环境保护保护思考思考：1 1、进行、进行酯化酯化反应时，应如何反应时，应如何加快加快反应的反应的速率速率？2 2、如何、如何减少减少有机物的有机物的损失损失？3 3、最后所得的粗产品中有什么、

11、最后所得的粗产品中有什么杂质杂质？如何对？如何对粗产品进行粗产品进行净化净化？C C6 6H H5 5COOCHCOOCH3 3C C6 6H H5 5COOHCOOHCHCH3 3OHOHH H2 2O O、H H2 2SOSO4 4水洗水洗分液分液C C6 6H H5 5COOCHCOOCH3 3C C6 6H H5 5COOHCOOHH H2 2O(O(少少) )NaNa2 2COCO3 3(s)(s) 过滤过滤C C6 6H H5 5COOCHCOOCH3 3C C6 6H H5 5COONaCOONaH H2 2O(O(很少很少) )NaNa2 2COCO3(aq)3(aq) 分液分

12、液吸水剂吸水剂 蒸馏蒸馏C C6 6H H5 5COOCHCOOCH3 3参考实验方案参考实验方案 实验名称实验名称:合成苯甲酸甲酯合成苯甲酸甲酯 实验目的实验目的:合成苯甲酸甲酯合成苯甲酸甲酯 实验原理实验原理:C C6 6H H5 5COOH+CHCOOH+CH3 3OH = COH = C6 6H H5 5COOCHCOOCH3 3+H+H2 2O O 实验用品实验用品:( (仪器、试剂仪器、试剂) ) 实验步骤实验步骤: 实验现象和结果处理实验现象和结果处理 ： 问题讨论问题讨论 ：15g苯甲苯甲酸与酸与20ml甲醇混合甲醇混合后，小心后，小心加入加入3ml浓硫酸浓硫酸碎瓷片碎瓷片冷冷

13、却却25ml水水下层液下层液移入移入干燥的干燥的锥形瓶锥形瓶移至分移至分液漏斗，液漏斗，摇动分摇动分液液过滤过滤蒸馏蒸馏产品产品1gNa2CO33 3、用乙醇制取乙醛，设计实验步骤、用乙醇制取乙醛，设计实验步骤 P81P81 反应反应原理原理：2CH2CH3 3CHCH2 2OH + OOH + O2 2 2CH 2CH3 3CHO + 2HCHO + 2H2 2O O 铜铜加热加热2Cu + O2Cu + O2 2 2CuO 2CuOCuO + CHCuO + CH3 3CHCH2 2OH Cu + HOH Cu + H2 2O + CHO + CH3 3CHOCHO加热加热加热加热参考实验

14、参考实验步骤步骤：将铜丝绕成将铜丝绕成螺旋状螺旋状，在究竟灯火焰上，在究竟灯火焰上加热加热到到变变黑黑后后迅速迅速伸入盛伸入盛乙醇乙醇的试管的试管中中，直到铜丝，直到铜丝又变又变红红；重复重复2-32-3次，次，闻闻管内液体的管内液体的气味气味。三、常见气体的三、常见气体的实验室实验室制法制法反应原理反应原理发生装置发生装置净化干燥净化干燥收集或反应收集或反应尾气处理尾气处理CaCO3+2HCl=CaCl2+CO2+H2O1 1、几种常见气体的、几种常见气体的实验室实验室制取原理制取原理2KClO3 2KCl+3O22KMnO4 K2MnO4+MnO2+O22H2O2 2H2O+O22NH4C

15、l+Ca(OH)2 CaCl2+2NH3+2H2ONH3H2O NH3+H2OCH3COONa+NaOH Na2CO3+CH4FeS+H2SO4(稀稀)=FeSO4+H2SO2NH3CH4CO2H2SSO2Na2SO3+H2SO4(浓浓)=Na2SO4+SO2+H2OCu+4HNO3(浓浓)=Cu(NO3)2+2NO2+2H2O3Cu+8HNO3(稀稀)=3Cu(NO3)2+2NO+4H2OCaC2+2H2OCa(OH)2+CHCHMnO2+4HCl(浓浓) MnCl2+Cl2+2H2ONaCl(固固)+H2SO4(浓浓) NaHSO4+HCl2NaCl(固固)+ H2SO4(浓浓) Na2S

16、O4+2HClC2H5OH CH2=CH2+H2OHClNO2NOC2H2Cl2C2H4H2Zn+H2SO4(稀稀)=ZnSO4+H2反应物的状态和反应条件气体发生装置的基本类型A、S+S（加热）C、S+l 或 l+l（不加热）B、S+l 或 l+l（加热）气体发生装置的选择原则： 2 2、气体、气体发生装置发生装置的选择的选择可用于制备可用于制备O O2 2、NHNH3 3和和CHCH4 4 注意事项：注意事项：（1 1）试管口应略向下倾斜）试管口应略向下倾斜（2 2）试管夹夹在试管的中上部）试管夹夹在试管的中上部; ;（3 3）药品应平铺于试管底部）药品应平铺于试管底部（4 4）导管不宜伸

17、入试管过长）导管不宜伸入试管过长（5 5）实验开始时先检验装置的气密性）实验开始时先检验装置的气密性（6 6）加热时，先预热且应用外焰加热）加热时，先预热且应用外焰加热试管 导管酒精灯 铁架台（1）、S+S（加热）(2)(2)、S+l S+l 或或 l+l l+l （加热）（加热） 主要仪器主要仪器：圆底圆底烧瓶烧瓶、分液、分液漏斗漏斗、酒精、酒精灯灯; ;铁架台、石棉网、双孔塞铁架台、石棉网、双孔塞操作步骤操作步骤：连接仪器连接仪器: :自下而上自下而上, ,从左到右从左到右检查气密性检查气密性装入药品（先装入药品（先固固体后体后液液体）体）打开上口玻璃塞及旋塞，放下打开上口玻璃塞及旋塞，放

18、下液体，液体，再再加热加热能制取：能制取：NONO、HClHCl、ClCl2 2、SOSO2 2 、COCO 、C C2 2H H4 4等等(3)(3)、S+l S+l 或或 l+l l+l （不加热）（不加热） 主要仪器主要仪器：圆底烧瓶、分液漏斗、圆底烧瓶、分液漏斗、双孔塞、铁架台双孔塞、铁架台能制取：能制取：COCO2 2、H H2 2S S、NONO2 2、H H2 2、C C2 2H H2 2等等替代装置替代装置制制取取少少量量气气体体替代装置替代装置注意注意事项事项漏斗口浸入漏斗口浸入液面下液面下不适用于不适用于剧烈剧烈的反应的反应不能装不能装挥发性挥发性液体液体思考思考：如何检查

19、装置的如何检查装置的气密性气密性？制取少少量量气体启普发生器启普发生器思考：思考：启普发生器启普发生器优点优点是什么？是什么？原理原理是什么？是什么？这是一种这是一种什么类型什么类型的发生装置？的发生装置？对对反应物反应物和和生成物生成物的的要求要求是什么？是什么？能够制取能够制取哪些哪些气体？气体？为什么为什么不能不能用来制取用来制取乙炔？乙炔？如何检查如何检查气密性气密性？应如何应如何装入装入反应物？反应物？如何如何取出取出剩余剩余液体液体？下列装置能否起到下列装置能否起到启普发生器启普发生器的的随开随开随用、随关随停随用、随关随停的作用？的作用？简易启普发生器简易启普发生器如何检查以上装

20、置的如何检查以上装置的气密性气密性？设计设计简易简易启普发生器启普发生器的的要点要点是什么？是什么？3 3、气体的、气体的净化净化和和干燥干燥（1 1）选择选择净化净化试剂试剂A A、一般、一般原则原则：只与杂质反应只与杂质反应，不能与被提纯的物质反应；，不能与被提纯的物质反应；不能用不能用气体气体来除去来除去气体气体中的杂质，试剂与杂质中的杂质，试剂与杂质反应时，反应时，不产生新的气体不产生新的气体；最最理想理想的方法是将的方法是将杂质也转化成被提纯的物质杂质也转化成被提纯的物质。例如：例如：COCO2 2(SO(SO2 2) )；CHCH3 3CHCH3 3(CH(CH2 2=CH=CH2

21、 2) )；COCO2 2(CO)(CO)一般一般思路思路：选择：选择试剂试剂、确定、确定顺序顺序、选择、选择装置装置B B、选择、选择净化试剂净化试剂的的思路思路易溶于水易溶于水的气体杂质的气体杂质可可用用水水来吸收；来吸收；如：如：N N2 2(NH(NH3 3); Cl); Cl2 2(HCl)(HCl) 酸性酸性杂质可用杂质可用碱性碱性物质吸收；物质吸收；如如: :C C2 2H H2 2(H(H2 2S)S)碱性碱性杂质可用杂质可用酸性酸性物质吸收；物质吸收；如如: :COCO2 2(NH(NH3 3) )水水分可用分可用干燥剂干燥剂来吸收；来吸收；能与杂质反应能与杂质反应生成非气体

22、生成非气体的也可用作吸收剂。的也可用作吸收剂。如如: :C C2 2H H2 2(H(H2 2S)S)（2 2）、）、干燥剂干燥剂的选择的选择a a 、酸性酸性干燥剂：干燥剂： 浓浓H H2 2SOSO4 4、P P2 2O O5 5。可干燥可干燥酸性酸性或或中性中性气体：气体：COCO2 2、SOSO2 2、NONO2 2、HClHCl、H H2 2、ClCl2 2、O O2 2、 CHCH4 4 不能不能干燥干燥碱性碱性气体；浓硫酸气体；浓硫酸不能不能干燥干燥还原性还原性气体气体b b、碱性碱性干燥剂：干燥剂： 生石灰、固体烧碱、碱石灰生石灰、固体烧碱、碱石灰可干燥可干燥碱性碱性或或中性中

23、性气体：气体：NHNH3 3、H H2 2、O O2 2、CHCH4 4不能不能干燥干燥酸性酸性气体气体c c、中性中性干燥剂：干燥剂：固体固体CaClCaCl2 2 、硅胶、硅胶几乎几乎可以干燥可以干燥所有所有气体，气体，但但CaClCaCl2 2不能不能干燥干燥NHNH3 3（3 3）、气体）、气体净化净化与与干燥干燥的的顺序顺序 若用若用溶液溶液做做净化净化试剂：试剂：应先净化应先净化后干燥后干燥如如: :ClCl2 2(HCl(HCl、H H2 2O)O)若用若用固体固体在在加热加热条件下作条件下作净化净化试剂：试剂：应应先干燥先干燥后加热净化后加热净化如：如：N N2 2(O(O2

24、2、H H2 2O)O)与净化试剂的与净化试剂的状态状态和和条件条件有关有关 看试剂的看试剂的状态状态和反应和反应条件条件（4 4）、净化、干燥）、净化、干燥装置装置的的选择选择：长进短出长进短出大口进小口出大口进小口出 ( (用棉花防堵塞用棉花防堵塞) )液液体体试试剂剂固固体体试试剂剂固体试剂加热固体试剂加热cd可用可用U形管形管4 4、气体的、气体的收集收集（1 1）向上向上排气法：排气法：ClCl2 2、HClHCl、COCO2 2、SOSO2 2、H H2 2S S、NONO2 2、O O2 2主要用于收集主要用于收集比空气重比空气重的气体的气体装置图：装置图：注意事项：注意事项：导

25、气管导气管应尽可能应尽可能伸入伸入集气瓶集气瓶底部底部在在瓶口瓶口放一块放一块玻璃片玻璃片或或棉花棉花，防，防止瓶外空气向瓶里止瓶外空气向瓶里扩散扩散（防止形防止形成对流成对流）收集完毕后应收集完毕后应缓缓缓缓撤出导管，再撤出导管，再盖上玻璃片盖上玻璃片，将集气瓶，将集气瓶正放正放在实在实验桌上验桌上保存时为保存时为防止漏气防止漏气，可在，可在瓶口外瓶口外沿沿涂抹涂抹凡士林凡士林（2 2）向下向下排气法：排气法：H H2 2、CHCH4 4、NHNH3 3主要用于收集主要用于收集比空气轻比空气轻的气体的气体装置图：装置图：注意事项：注意事项：与向上排气法相同与向上排气法相同（3 3）排水排水法

26、：法：H H2 2、CHCH4 4、C C2 2H H2 2、C C2 2H H4 4、COCO、NONO、O O2 2、N N2 2用于收集用于收集难溶于水难溶于水的气体的气体装置图：装置图：注意事项：注意事项：某些某些可溶性可溶性气体，气体，不不能用能用排水法排水法但但可可以用以用排液法排液法收集收集操作要点操作要点何时何时开始收集气体？开始收集气体？如何如何停止停止制取和收集气体制取和收集气体如何从水槽中如何从水槽中取出取出集气瓶？集气瓶？问题讨论问题讨论1 1、NONO、C C2 2H H6 6、C C2 2H H4 4、COCO、N N2 2等气体只能用等气体只能用排水法收集，为什么

27、？排水法收集，为什么？2 2、NONO2 2、HClHCl、HBrHBr、SOSO2 2、NHNH3 3等气体只能用等气体只能用排气法收集，为什么？排气法收集，为什么？ 高 三 化 学1 1、净化气体、净化气体2 2、收集气体（密度比空气大）、收集气体（密度比空气大）4 4、排水集气法收集气体、排水集气法收集气体3 3、收集气体（密度比空气小）、收集气体（密度比空气小）5 5、尾气尾气处理处理1 1、 燃烧燃烧法法2 2、吸收吸收法法处理处理燃烧产物无毒燃烧产物无毒的的可燃性可燃性气体：气体：CHCH4 4、C C2 2H H4 4、COCO如如：ClCl2 2、H H2 2S S、COCO2

28、 2、SOSO2 2、NONO2 2等等酸性酸性气体，一般用气体，一般用碱碱液吸收液吸收而而HClHCl、NHNH3 3等等极易溶极易溶的气体，则一般用的气体，则一般用水水吸收吸收，3 3、收集收集法（法（袋装袋装法）：法）：常用于处理常用于处理难被吸收难被吸收的气体：的气体：COCO、NONO常见防倒吸装置：常见防倒吸装置：吸收吸收极易溶极易溶、比比空气重空气重的气体的气体吸收吸收充分充分、且可且可防倒吸防倒吸原原理理与与B B相相似似注意注意导管的导管的位置位置E E放在装置放在装置中间中间还可还可以起到以起到防堵塞防堵塞作用作用只能吸收只能吸收少量少量、极易溶极易溶的气体的气体A AB

29、BC CD DE EF F思考：下列装置能否起到思考：下列装置能否起到防止倒吸防止倒吸的作用？的作用？气体冷凝的常用装置气体冷凝的常用装置测量气体体积的常用装置测量气体体积的常用装置小结小结 一、设计一、设计物质制备物质制备实验的实验的一般思路一般思路是什么？是什么？二、所谓二、所谓最佳最佳实验方案应具有什么实验方案应具有什么特点特点？三、一个三、一个完整完整的实验方案应包含的实验方案应包含哪些哪些内容？内容？其中其中重点重点是什么？是什么？四、进行四、进行有机制备有机制备实验时应实验时应重点重点注意什么注意什么问题？问题？五、进行五、进行气体气体制备实验的制备实验的一般步骤一般步骤是什么？是

30、什么？巩固练习：巩固练习：1 实验室制备实验室制备Al2S3，下列方案可行的是，下列方案可行的是 ( ) A 将将AlCl3溶液与溶液与Na2S溶液混合。溶液混合。B 将将H2S气体通入气体通入Al2（SO4）3溶液中。溶液中。C 将将Al（NO3）3固体与固体与K2S固体混合。固体混合。D 将金属铝与硫磺混合加热。将金属铝与硫磺混合加热。D2 实验室制备实验室制备Cu（NO3）2的最佳途径为的最佳途径为 （ ）A Cu Cu（NO3）2B Cu Cu（NO3）2C Cu Cu（OH）2 Cu（NO3）2D Cu CuO Cu（NO3）2浓浓HNO3稀稀HNO3D3、（1）在没有现成的）在没有

31、现成的CO2气体发生器的情况下，气体发生器的情况下，请你选用下图中的部分仪器，装配成一个简易的、请你选用下图中的部分仪器，装配成一个简易的、能随开随用、随关随停的能随开随用、随关随停的CO2气体发生装置。应气体发生装置。应选 用 的 仪 器 是 （ 填 入 仪 器 的 编选 用 的 仪 器 是 （ 填 入 仪 器 的 编号）号） 。（2）若用上述装置制取）若用上述装置制取CO2气体，而实验室只有气体，而实验室只有稀硫酸、浓硝酸、水、块状纯碱、块状大理石，稀硫酸、浓硝酸、水、块状纯碱、块状大理石，比 较 合 理 的 方 案 应 选 用 的 药 品比 较 合 理 的 方 案 应 选 用 的 药 品

32、是是 。 4、用示意图中的简易装置可以进行气体的发生和收集。用示意图中的简易装置可以进行气体的发生和收集。（l）实验前应如何检查该装置的气密性？）实验前应如何检查该装置的气密性？（2）拔开试管）拔开试管 a的橡皮塞，加入的橡皮塞，加入10mL 6mol/L稀硝酸和稀硝酸和1g薄铜薄铜片，立即将带有导管的橡皮塞塞紧试管口。反应开始时速度缓片，立即将带有导管的橡皮塞塞紧试管口。反应开始时速度缓慢，逐渐加快，请写出在试管慢，逐渐加快，请写出在试管a中所发生的所有反应的化学方中所发生的所有反应的化学方程式程式 。（3）从反应开始到反应结束，）从反应开始到反应结束，预期在试管预期在试管a中可观察到哪些中

33、可观察到哪些现象？请依次逐一写出。现象？请依次逐一写出。（4）在反应开始时，可观察到导管）在反应开始时，可观察到导管b中的水面先沿导管中的水面先沿导管b慢慢慢慢上升到一定高度，此后又回落，然后有气泡从管口冒出。试说上升到一定高度，此后又回落，然后有气泡从管口冒出。试说明反应开始时，导管中水面先上升的原因。明反应开始时，导管中水面先上升的原因。（5）试管）试管c收集满气体后，用拇指堵住管口，取出水槽。将管收集满气体后，用拇指堵住管口，取出水槽。将管口向上，松开拇指，片刻后，再次堵住管口，将试管又再倒置口向上，松开拇指，片刻后，再次堵住管口，将试管又再倒置于水槽中，松开拇指。此时可观察到什么现象于

34、水槽中，松开拇指。此时可观察到什么现象？(1)把导管把导管b的下端浸入水中，用手捂住试管，若导管口有气泡的下端浸入水中，用手捂住试管，若导管口有气泡冒出，松开手后，水又会回升到导管冒出，松开手后，水又会回升到导管b中，说明该装置的气密中，说明该装置的气密性良好。性良好。(2) 3Cu+8HNO3=3Cu(NO3)2+2NO+4H2O 2NO+O2=2NO2(3)铜片和稀硝酸反应，有无色气泡产生，反铜片和稀硝酸反应，有无色气泡产生，反 应开始较慢，应开始较慢， 逐渐加快；逐渐加快； 试管试管a上部空间由无色变为红棕色，最后又无色；上部空间由无色变为红棕色，最后又无色； 铜片完全溶解，试管铜片完全

35、溶解，试管a中的溶液由无色变为蓝色；中的溶液由无色变为蓝色；(4)由于反应开始时产生的由于反应开始时产生的NO 气体和试管气体和试管a上部空气中的上部空气中的O2作作用生成用生成 NO2 ， NO2 易溶于水并与水反应，使装置内气体的压易溶于水并与水反应，使装置内气体的压强暂时减小，所以道观中的会先上升至一定高度。强暂时减小，所以道观中的会先上升至一定高度。(5)试管中的水会上升一定高度。试管中的水会上升一定高度。温州中学化学组:谢昭全第二节第二节2004-9示例示例：乙二酸性质实验方案的设计乙二酸性质实验方案的设计一、性质实验方案设计的一、性质实验方案设计的一般思路一般思路1 1、根据、根据

36、结构结构和和用途用途预测预测可能的性质可能的性质2 2、设计、设计验证验证性实验性实验1 1、结构、结构 结构式：结构式：HOOC-COOHHOOC-COOH二、二、乙二酸性质实验方案的设计乙二酸性质实验方案的设计用途用途去除去除衣服上的衣服上的蓝墨水蓝墨水2 2、预测性质、预测性质酸性酸性酯化酯化反应反应不稳定不稳定性性有有还原还原性性使使蓝墨水蓝墨水褪色褪色( (弱弱酸性、但酸性、但比碳酸强比碳酸强) )、( (分解分解产物产物为：为：H H2 2O O、COCO、COCO2 2) )晶体：晶体：C C2 2H H2 2O O4 42H2H2 2O O验证验证乙二酸的乙二酸的酸性酸性3 3

37、、设计设计验证验证实验实验思考思考1 1：如何验证：如何验证固体固体酸的酸性？酸的酸性？将固体酸将固体酸溶于水溶于水，再用，再用紫色石蕊试液紫色石蕊试液或或蓝色石蕊试纸蓝色石蕊试纸或或pHpH试纸试纸检验检验思考思考2 2：如何检验难：如何检验难溶性固体酸溶性固体酸或或极弱酸极弱酸的酸性？的酸性？用用红酚酞红酚酞思考思考3 3：如何证明：如何证明草酸草酸是是弱酸弱酸？比较比较同浓度同浓度的的草酸草酸和和硫酸硫酸的的pHpH值值或或导电性导电性；将将pHpH相同相同的的草酸草酸和和硫酸硫酸同等程度稀释同等程度稀释后比较后比较pHpH值值；测量；测量草酸钠草酸钠溶液的溶液的pHpH值值；向；向草酸

38、草酸中加中加入入草酸钠草酸钠固体，看固体，看pHpH有无有无变化变化。思考思考4 4：如何证明草酸的：如何证明草酸的酸性比碳酸强酸性比碳酸强？看草酸能否看草酸能否制得碳酸制得碳酸（2 2）验证乙二酸的）验证乙二酸的酯化反应酯化反应思考：思考：1 1、酯化反应的、酯化反应的条件条件是什么？是什么？2 2、乙二酸酯化时，常选用、乙二酸酯化时，常选用乙二醇乙二醇，为什么？，为什么？3 3、如何如何向反应器中向反应器中加入加入三种物质？三种物质？4 4、进行酯化反应时应、进行酯化反应时应如何如何对装置进行对装置进行加热加热？5 5、集中加热时，蒸馏出来的、集中加热时，蒸馏出来的蒸汽中有哪些物质？蒸汽中

39、有哪些物质？6 6、如何如何对产品进行对产品进行提纯提纯？7 7、根据以上问题，、根据以上问题，设计实验步骤设计实验步骤。P83P838 8、装置中、左边的、装置中、左边的试管试管为何为何要要倾斜倾斜一定角度？一定角度？9 9、右边试管上方的、右边试管上方的竖直长导管竖直长导管有何有何作用作用？1010、导管导管出出口口为何要在为何要在液面上液面上？1111、通过什么、通过什么现象现象证明乙二酸发生了证明乙二酸发生了酯化酯化反应？反应？在一只试管中依次加入在一只试管中依次加入乙二乙二醇醇、浓硫酸浓硫酸和和乙二酸乙二酸，按右，按右图连接好装置，用酒精灯图连接好装置，用酒精灯小小心均匀加热心均匀加

40、热3-5min3-5min，再，再集中集中加热加热，将产生的蒸汽导入，将产生的蒸汽导入饱饱和碳酸钠和碳酸钠溶液中，观察现象。溶液中，观察现象。（3 3）验证乙二酸的）验证乙二酸的不稳定性不稳定性1 1、加热、灼烧加热、灼烧固体固体一般在什么一般在什么仪器仪器中进行？中进行？2 2、如何、如何检验检验草酸分解产生的三种气体？草酸分解产生的三种气体？3 3、画出能够、画出能够连续完成连续完成该实验的该实验的装置图装置图：草酸晶草酸晶体体无水硫酸铜无水硫酸铜石石灰灰水水氧化铜氧化铜4 4、用以上装置检验三种产物、用以上装置检验三种产物是否严密是否严密？请设计？请设计更严密更严密的实验装置。的实验装置

41、。（4 4）验证乙二酸的）验证乙二酸的还原性还原性如何如何验证草酸的验证草酸的还原性还原性？加加酸化酸化的的高锰酸钾高锰酸钾溶液，看有无溶液，看有无褪色褪色。为了观察到酸性高锰酸钾为了观察到酸性高锰酸钾明显明显的的褪色褪色现现象，其象，其用量用量应如何控制？应如何控制？草酸草酸溶液用量要溶液用量要多多，浓度浓度要要大大；高锰酸钾高锰酸钾用量相对要用量相对要少少一些。一些。参考实验步骤参考实验步骤 P83（5 5）验证乙二酸）验证乙二酸使使蓝蓝墨水褪色墨水褪色在在两支两支试管中各放入一块粘有试管中各放入一块粘有蓝墨水蓝墨水的布的布条，分别用条，分别用高锰酸钾高锰酸钾（做对比实验）溶液、（做对比实

42、验）溶液、乙二酸与乙二酸钾乙二酸与乙二酸钾混合液浸泡，观察现象。混合液浸泡，观察现象。参考实验参考实验步骤步骤：见：见P83P83相关知识（相关知识（了解了解）：蓝黑）：蓝黑墨水墨水是是鞣酸亚铁鞣酸亚铁和和蓝色蓝色染料染料的的水溶液水溶液，鞣酸亚铁鞣酸亚铁是是没有颜没有颜色色的，因此的，因此刚刚用蓝黑墨水写的字是用蓝黑墨水写的字是蓝色蓝色的，的，在纸上接触在纸上接触空气空气后逐渐后逐渐氧化氧化，变成了在水，变成了在水里里不溶解不溶解的的鞣酸铁鞣酸铁。鞣酸铁是黑色的，所。鞣酸铁是黑色的，所以字迹就逐渐地以字迹就逐渐地由篮变黑由篮变黑，遇水不化，永，遇水不化，永不褪色。不褪色。草酸草酸溶液电离出的

43、溶液电离出的草酸根草酸根离子可离子可以与以与鞣酸铁鞣酸铁中的中的铁离子铁离子结合成结合成可溶于水可溶于水的的无色络离子无色络离子溶解在水里而除去。若加入强溶解在水里而除去。若加入强电解质电解质草酸钾草酸钾，则草酸根，则草酸根离子浓度离子浓度更大，更大，故洗涤故洗涤效果效果更好。要注意草酸对衣服有腐更好。要注意草酸对衣服有腐蚀性，应尽快漂洗干净。蚀性，应尽快漂洗干净。小结小结性质性质实验方案设计的实验方案设计的一般思路一般思路1 1、根据物质的、根据物质的结构结构、用途用途预测预测可能的可能的性质性质2 2、设计、设计验证性验证性实验方案。实验方案。实验五实验五 红砖中氧化铁成分的检验红砖中氧化

44、铁成分的检验思考思考 如何检验氧化铁？如何检验氧化铁？其实就是检验其中含有其实就是检验其中含有FeFe3+3+。如何检验如何检验FeFe3+3+? ?1 1、用、用KSCNKSCN溶液，看是否显血红色。溶液，看是否显血红色。2 2、加、加NaOHNaOH溶液，生成红褐色沉淀溶液，生成红褐色沉淀上述方法哪一种更好？上述方法哪一种更好？第一种更好，因其灵敏度更高，效果好。第一种更好，因其灵敏度更高，效果好。实验操作步骤实验操作步骤把约把约2020克红砖碎块研成粉末，放入小烧杯克红砖碎块研成粉末，放入小烧杯中，加入中，加入20-30mL3mol/L20-30mL3mol/L盐酸，放置约盐酸，放置约3

45、0min30min。从烧杯中取出。从烧杯中取出2mL2mL溶液于试管中，溶液于试管中，滴入滴入0.1mol/LKSCN0.1mol/LKSCN溶液溶液2323滴，溶液立即滴，溶液立即显血红色，证明溶液中含有显血红色，证明溶液中含有FeFe3+3+。注意事项注意事项 红砖与盐酸反应较慢，要给予足红砖与盐酸反应较慢，要给予足够的反应时间。可以用够的反应时间。可以用KSCNKSCN溶液检验，溶液检验，也可以用也可以用NaOHNaOH溶液检验。前者比后者灵溶液检验。前者比后者灵敏度高，效果好。敏度高，效果好。第三节第三节2004-10一、物质检验的一、物质检验的一般一般步骤步骤1 1、先对试样进行、先

46、对试样进行外观观察外观观察2 2、然后、然后准备试样准备试样：3 3、进行检验进行检验：确定其颜色、状态、气味等。确定其颜色、状态、气味等。若样品是若样品是固体固体，则一般先取，则一般先取少量少量配成溶液；配成溶液；并注意并注意观察观察试样的试样的溶解情况：溶解情况：是否溶解是否溶解、有无气体有无气体产生、有无明显的热效产生、有无明显的热效应、所得水溶液的颜色等应、所得水溶液的颜色等每次均应移取每次均应移取少量少量溶液进行检验溶液进行检验离子离子试剂或操作试剂或操作 实实 验验 现现 象象1 1、常见阳离子的检验方法、常见阳离子的检验方法焰色反应焰色反应紫色紫色(透过蓝色的钴玻璃透过蓝色的钴玻

47、璃)焰色反应焰色反应黄色黄色(浓浓) NaOH加热加热,生成刺激性气体、使湿润生成刺激性气体、使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体的红色石蕊试纸变蓝的气体.NaOHKSCN溶液溶液生成血红色溶液生成血红色溶液NaOH溶液溶液先白色沉淀后溶解。先白色沉淀后溶解。白色白色 灰绿色灰绿色 红褐色红褐色NaOH溶液溶液KNaNH4Fe2Fe3Al3Mg2白色白色 二、离子的检验二、离子的检验2、常见阴离子的检验方法、常见阴离子的检验方法 离子离子 检验试剂检验试剂 实实 验验 现现 象象AgNO3溶液、稀溶液、稀HNO3AgNO3溶液、稀溶液、稀HNO3AgNO3溶液、稀溶液、稀HNO3产生不溶于稀硝酸的白

48、色沉淀产生不溶于稀硝酸的白色沉淀产生不溶于稀硝酸的浅黄色沉淀产生不溶于稀硝酸的浅黄色沉淀产生不溶于稀硝酸的黄色沉淀产生不溶于稀硝酸的黄色沉淀盐酸、盐酸、Ca(OH)2溶液溶液加入盐酸后放出使澄清石灰水变加入盐酸后放出使澄清石灰水变浑浊的气体浑浊的气体盐酸、盐酸、BaCl2溶液溶液 产生不溶于稀盐酸的白色沉淀产生不溶于稀盐酸的白色沉淀Cl Br I CO32 SO42SO32 盐酸、品红溶液盐酸、品红溶液产生的无色刺激性气体能使产生的无色刺激性气体能使品红褪色品红褪色3 3、对离子检验、对离子检验反应反应的的要求要求反应要反应要有明显的现象有明显的现象反应要有足够的反应要有足够的灵敏度灵敏度。反

49、应的反应的选择性选择性要好要好有一瓶有一瓶失去标签失去标签的的固体固体如图所示，如图所示，设计实验证明它是设计实验证明它是硫酸亚铁铵硫酸亚铁铵晶晶体：体：(NH(NH4 4) )2 2Fe(SOFe(SO4 4) )2 2 6H 6H2 200示例示例1 1：三、三、物质物质的检验的检验一般通过一般通过离子离子的检验来实现的检验来实现注意注意：要证明是要证明是 (NH(NH4 4) )2 2Fe(SOFe(SO4 4) )2 2 6H 6H2 20 0晶体，也就是要检验其中的晶体，也就是要检验其中的结晶结晶水水以及以及三种离子三种离子参考实验参考实验步骤步骤见见p85-p86p85-p86以上

50、实验只能确定物质含那些微以上实验只能确定物质含那些微粒，还不能确定物质的粒，还不能确定物质的化学式化学式。示例示例2 在某在某澄清、透明澄清、透明的的浅黄色浅黄色溶液中，可能溶液中，可能含有下列离子：含有下列离子：K K+ +、NHNH4 4+ +、FeFe3+3+、BaBa2+2+、AlAl3+3+、SOSO4 42-2-、HCOHCO3 3- -、ClCl- -。试设计实验，检验溶液中存在的离子。试设计实验，检验溶液中存在的离子。分析：分析：根据题意，溶液是根据题意，溶液是澄清、透明澄清、透明且为且为浅黄色浅黄色的，的，可初步推知溶液中可能含有可初步推知溶液中可能含有Fe3+，不含，不含H

51、CO3-，且，且Ba2+2+和和SOSO4 42-2-不能同时存在，这两种离子只用检验出不能同时存在，这两种离子只用检验出其中一种就可以了。其它离子必须一一进行检验。其中一种就可以了。其它离子必须一一进行检验。检验检验K K+ +只能用只能用焰色反应焰色反应的方法；的方法；具体的实验步骤见具体的实验步骤见P87P88 检验检验NHNH4 4+ +、可用、可用热浓热浓碱碱液和液和红红色的色的石蕊石蕊试纸，同时还可以检验出试纸，同时还可以检验出AlAl3+3+或或FeFe3+3+( (如何操作如何操作?)?)； 检验检验SOSO4 42-2-可用酸化的可用酸化的硝硝酸钡酸钡, ,检验检验BaBa2

52、+2+可用可用稀硫酸稀硫酸( (可能不用进行可能不用进行, ,为什为什么么?);?); 检验检验ClCl- -可用酸化的可用酸化的AgNOAgNO3 3, ,( (若溶液中有若溶液中有SOSO4 42-2-, ,还得注意防止干扰还得注意防止干扰, ,如何防止如何防止?)?)提示：提示：注意物质检验的注意物质检验的描述方法：描述方法：操作（取样、加试剂）操作（取样、加试剂）-现象现象-结论结论-原理原理，* *只能有现象得结论，不能有结论推现象只能有现象得结论，不能有结论推现象如：如：检验检验某溶液中是否含某溶液中是否含FeFe3+3+: :取少量取少量样品于试管中，加入适量样品于试管中，加入适

53、量KSCNKSCN溶液；溶液；若若溶液变红，溶液变红，则则说明含说明含FeFe3+3+；（不能说成：（不能说成：FeFe3+3+使溶液变红）使溶液变红）原理原理：方程式：方程式 四、物质的四、物质的鉴别鉴别物质物质检验检验鉴别鉴别鉴定鉴定使用其它试剂使用其它试剂的鉴别的鉴别不用其它试剂不用其它试剂的鉴别的鉴别鉴别鉴别：是指用一定的方法把多种物质加以：是指用一定的方法把多种物质加以区别区别。鉴定鉴定：是指用：是指用化学方法化学方法来来确定确定某物质的组成成分。某物质的组成成分。鉴定所用的反应或现象必须是该物质或离鉴定所用的反应或现象必须是该物质或离子的子的特征特征反应或现象，即必须是反应或现象，

54、即必须是独一无二独一无二的。如淀粉遇碘变的。如淀粉遇碘变蓝蓝，FeFe3+3+遇遇SCNSCN- -变变红红等。等。鉴别所用的反应或现象鉴别所用的反应或现象不一定不一定要是要是特征特征的的反应或现象反应或现象, ,只要能根据现象的不同将物质只要能根据现象的不同将物质加以加以区别区别即可即可. .1、使用其它试剂、使用其它试剂的鉴别的鉴别示例示例 设计实验，鉴别设计实验，鉴别NHNH4 4NONO3 3、K K2 2SOSO4 4、KNOKNO3 3、(NH(NH4 4) )2 2SOSO4 4四种白色固体。四种白色固体。分析分析物质物质的检验是通过的检验是通过离子离子的检验来实现的，的检验来实

55、现的，鉴别鉴别物质物质也可以从也可以从离子离子的鉴别着手：的鉴别着手：阳离子阳离子分别是分别是K+、NH4+，可用，可用OH-鉴别；鉴别；阴离子分别是阴离子分别是NO3-、SO42-，可用，可用Ba2+鉴别；鉴别；故可用故可用Ba(OH)2鉴别鉴别,（现象现象互不相同）互不相同）具体实验步骤见具体实验步骤见P88-P89提示提示注意注意描述描述方法；方法；为了避免产生混淆，应先将未知液为了避免产生混淆，应先将未知液编号编号示例：示例：只用一种试剂只用一种试剂鉴别：鉴别：Na2CO3、Na2SO3、Na2S2O3、NaAlO2、Na2SiO3、NaCl六瓶白色固体。六瓶白色固体。答案：用答案：用

56、稀盐酸稀盐酸或或稀硫酸稀硫酸（H+）提示：限定用一种物质鉴别多钟物质时，所选的提示：限定用一种物质鉴别多钟物质时，所选的这一种物质与所有的未知液的这一种物质与所有的未知液的反应现象反应现象（沉淀的（沉淀的颜色，气体的颜色、气味等）应颜色，气体的颜色、气味等）应各不相同各不相同，这样，这样才能一一加以鉴别；但才能一一加以鉴别；但有时有时也可以用一种试剂先也可以用一种试剂先鉴别出部分未知物，再一这些物质为已知试剂去鉴别出部分未知物，再一这些物质为已知试剂去鉴别剩余的未知物。鉴别剩余的未知物。用一种试剂鉴别时，用一种试剂鉴别时，常用常用的试剂有：的试剂有：NaOH、H2SO4、HCl、FeCl3、B

57、a(OH)2、(NH4)2CO3等等提示：提示：进行物质鉴别时，进行物质鉴别时，不一定不一定要通过要通过化学化学方法方法例：例：1、鉴别、鉴别同体积同体积的的蒸馏水蒸馏水和和饱和食盐水饱和食盐水2、用、用一种试剂一种试剂鉴别下列各组物质鉴别下列各组物质（1）NaCl、KNO3、NaOH三种白色固体三种白色固体（2）CH3CHO、C6H6、CCl4三种液体三种液体（3）CH3CHO、CH3CH2OH、CH3COOH、C6H6、CCl4五种液体五种液体（4）CH3CH2OH、C6H5OH、己烯、己烯、C6H6、CCl4五五种溶液或液体种溶液或液体（5）CuSO4、Na2SO4两种白色固体两种白色固

58、体2、不用其它试剂不用其它试剂的鉴别：的鉴别：(1)、观察法观察法：先根据试样的先根据试样的外部特征外部特征(主要是颜色主要是颜色)鉴别出其中鉴别出其中部分部分物质，再用这些物质鉴别出其它物质。物质，再用这些物质鉴别出其它物质。示例示例：不用其它试剂不用其它试剂鉴别鉴别FeCl3、MgCl2、AlCl3、 NaOH、NaCl五瓶溶液五瓶溶液分析分析：可先用观察法鉴别出可先用观察法鉴别出FeCl3，再用它鉴别出，再用它鉴别出 NaOH，然后用，然后用NaOH鉴别出鉴别出剩余剩余三种溶液三种溶液提示提示：有色的离子有色的离子主要有：主要有：Fe3+、Fe2+、Cu2+、MnO4-(2)、互滴法互滴

59、法:一般只限于一般只限于两种两种试剂的鉴别试剂的鉴别,若两种试剂若两种试剂相互滴相互滴加加时时现象不同现象不同,则可用此法鉴别则可用此法鉴别示例示例：不用其它试剂鉴别：不用其它试剂鉴别AlCl3和和NaOH溶液溶液分析分析：若向：若向AlCl3中中逐滴加入逐滴加入NaOH则则先沉淀后溶解先沉淀后溶解若向若向NaOH中中逐滴加入逐滴加入AlCl3则则先溶解后沉淀先溶解后沉淀步骤步骤：1、将两种溶液编号为、将两种溶液编号为A、B 2、取少量、取少量A与试管中，与试管中，逐滴加入逐滴加入过量过量的的B 若若先先产生白色产生白色沉淀沉淀，后溶解后溶解，则，则A为为AlCl3、B为为NaOH若若先无沉淀

60、先无沉淀，后后有白色有白色沉淀沉淀，则，则A为为NaOH、B为为AlCl3。实例实例：NaOH+AlCl3、HCl+NaAlO2、AgNO3+NH3H2O、Na2CO3+HCl、H3PO4+Ca(OH)2、Fe(OH)3胶体胶体+HCl、H2SiO3胶体胶体+NaOH(3)、两两混合：、两两混合：示例示例：不用其它试剂鉴别：不用其它试剂鉴别NH4Cl、NaOH 、KNO3 、 AgNO3四瓶无色溶液。四瓶无色溶液。分析分析：四种溶液只能通过两两混合的方法鉴别：即每一：四种溶液只能通过两两混合的方法鉴别：即每一种溶液都与其它三种溶液进行混合种溶液都与其它三种溶液进行混合(共要做共要做6次实验次实