由“套装”连接成“系统”(合成)

第十章“四步学习”抓牢实验基础第三步由“套装”连接成“系统”(合成)沾化一中：孔令杰一、高考常考的9个实验系统(一)Cl2的实验室制备系统[实验装置][常考问题][使用建议：先思考，再比对答案，然后将正确答案誊写到空白处(对自己表述不规范的术语可用红笔标注以示提醒)。平时多翻阅、考前再识记。](1)实验室制Cl2时，能否用稀盐酸代替浓盐酸？提示：不能；因为MnO2与稀盐酸不反应。(2)实验室制得Cl2中混有哪些杂质气体？如何除去？提示：Cl2中混有HCl气体和水蒸气；用饱和食盐水除去Cl2中的HCl，用浓硫酸除去Cl2中的水蒸气。(3)尾气吸收时，能否用澄清石灰水吸收多余的Cl2?提示：不能；因为溶液中Ca(OH)2的浓度小，吸收不完全。(4)如何确定集气瓶中的Cl2已收集满？提示：集气瓶中充满了黄绿色气体。(二)SO2的实验室制备系统[实验装置][方案一][方案二][常考问题](1)能否用Na2SO3和稀硫酸制取SO2?提示：不能；原因是SO2在水中的溶解度较大，且SO2能与水发生反应，故用Na2SO3与较浓的H2SO4或浓H2SO4制备。(3)C装置的作用是什么？观察到现象是什么？提示：验证SO2的氧化性；溶液中产生黄色浑浊。(4)装置E中铜丝为什么要盘成螺旋状？提示：增大铜与浓H2SO2的接触面积，提高化学反应速率。(5)用方法二制取SO2时，如何控制反应的发生和停止？提示：将铜丝抽出，反应停止；将铜丝伸入浓H2SO4中，反应发生，产生SO2。(三)NH3的实验室制备系统[实验装置]

[常考问题](1)实验室制氨气时，能否用NH4HCO3代替NH4Cl?提示：不能；因为NH4HCO3受热分解产生CO2气体，会使制得的氨气中混有杂质气体。(2)干燥管中碱石灰的作用是什么？提示：除去氨气中的水蒸气(或干燥氨气)。(3)试管口堵一棉花团的作用是什么？提示：支撑固定导管的作用，且减少NH3与空气的对流，提高氨气的纯度。(4)如何通过实验证明试管中的氨气已收集满？提示：将湿润的红色石蕊试纸置于试管口，若试纸变蓝色，说明NH3已收集满；或将蘸有浓盐酸的玻璃棒置于试管口，若有白烟产生，说明NH3已收集满。(四)H2的实验室制备系统[实验装置][常考问题](1)实验室中用锌粒和稀硫酸反应制取H2，能否用稀硝酸代替稀硫酸？提示：不能；因为锌粒与稀硝酸反应不产生H2，而是生成NO。(2)长颈漏斗颈口为什么要伸入到液面以下？提示：防止产生的H2从长颈漏斗中逸出，故长颈漏斗颈口必须伸入到液面以下。(3)广口瓶中的导气管为什么进气管短，出气管长？提示：因为氢气的密度比空气的小，应用向下排空气法收集氢气。(4)用装置A制取气体有何优点？中学化学中还能用该装置制取哪些气体？提示：用该装置制取气体时能通过弹簧夹做到随开随用，随关随停，即打开弹簧夹，稀H2SO4注入试管中与Zn粒反应产生H2，用弹簧夹夹紧橡皮管时，随着反应的进行产生的气体使试管内气体的压强大于外界的压强，将液体压回到长颈漏斗中，当锌粒与稀H2SO4不再接触时反应自动停止。中学化学中还可以用此装置制取CO2气体(大理石与稀盐酸)。(5)如何通过实验证明广口瓶中已收集满H2?提示：用向下排空气法从导管a处收集一小试管气体，用拇指堵住管口，靠近酒精灯的火焰，若听到“噗”的一声，证明广口瓶中已收集满H2。(五)O2的实验室制备系统[实验装置][常考问题](1)装置A的试管为什么要略向下倾斜？提示：防止加热过程中产生的水蒸气在试管口冷凝后倒流而引起试管炸裂。(2)用装置A制取气体对反应物有何要求？中学化学中利用该装置还能制取哪些气体？提示：用装置A制取气体要求反应物的状态必须是固体，中学化学中用该装置还可以制取氨气。(3)如何通过实验证明试管a中收集的气体是O2?提示：将带火星的木条伸到试管a的管口，若木条复燃，证明收集的气体是O2。(六)NO2的实验室制备系统[实验装置][常考问题](1)试管A中观察到的现象有哪些？提示：铜丝表面有气泡产生，试管A上部空间充满红棕色气体，溶液由无色变成蓝色。(2)如何控制试管A内反应的发生和停止？提示：通过抽动的铜丝控制反应的发生与停止，抽出铜丝，使铜丝与浓硝酸脱离接触，反应停止。(3)能否将B装置中的进气管与出气管调换？提示：不能，原因是NO2的密度比空气的大，应用向上排空气法收集气体。(4)装置C中NaOH溶液的作用是什么？试写出反应的化学方程式。提示：吸收多余的NO2气体，以防污染环境。2NO2＋2NaOH===NaNO3＋NaNO2＋H2O(七)NO(CO2)的制取与性质验证[实验装置][常考问题](1)设计装置A的目的是什么？提示：利用装置A生成的CO2气体排尽装置内空气，防止NO与O2反应生成NO2，对NO的观察造成干扰。(2)为达到实验装置A的目的，应如何操作？提示：打开K，且打开分液漏斗活塞，当装置C中石灰水变浑浊时，关闭活塞K。(3)利用装置E、F如何验证E中的无色气体是NO?提示：将注射器F中的空气推入E中，或将E中的无色气体吸入到注射器中，若气体由无色变为红棕色，说明E中的无色气体是NO。(4)装置D的作用是什么？提示：吸收多余的氮的氧化物，并兼有防倒吸的功能。(5)实验室里用大理石与稀盐酸反应制取CO2，能否用稀H2SO2代替盐酸？提示：不能；因为CaCO3与稀H2SO4反应生成的CaSO4微溶于水，覆盖在大理石的表面，阻止了H2SO4与CaCO3的进一步反应。(八)Fe(OH)2的实验室制备系统[实验装置][常考问题](1)制取Fe(OH)2实验的关键问题是什么？提示：避免实验过程中Fe(OH)2与O2接触。(2)制备Fe(OH)2时为什么要滴入稀硫酸？提示：滴入稀硫酸，铁粉与稀硫酸反应产生H2，用于排除A装置中的空气。(3)实验中为什么要把B装置的导管口伸入到液面下？提示：起液封作用，防止空气由导管进入A装置而导致Fe(OH)2被氧化。(4)实验时，先挤压A装置的哪一个胶头滴管的胶头？提示：先挤压盛有稀硫酸的胶头滴管的胶头，目的是先用稀硫酸与铁粉反应生成的H2排除装置中的空气。(九)乙酸乙酯的实验室制备系统[实验装置][常考问题](1)试管a中加入试剂的先后顺序是什么？能不能先加入浓硫酸？提示：先加入乙醇，再加入浓硫酸，最后加入冰醋酸。不能先加入浓硫酸，原因是浓H2SO4密度大，且与乙醇混合时放出大量的热易造成液体飞溅。(2)由乙醇、乙酸制备乙酸乙酯时，为什么乙醇的物质的量要多于乙酸？提示：乙酸、乙醇发生酯化反应是可逆反应，增大乙醇的用量可使平衡向生成酯的方向进行，提高乙酸的转化率。(3)b试管中的导气管为什么不能伸入到液面以下？提示：防止倒吸。(4)饱和Na2CO3溶液能否用NaOH溶液代替？提示：不能；原因是乙酸乙酯在NaOH溶液中发生水解反应。(5)如何除去乙酸乙酯中混有的少量乙酸？提示：用饱和Na2CO3溶液除去乙酸乙酯中的少量乙酸。二、化学实验基本操作的归类识记(一)化学实验的几个“先后”1．加热试管时，先均匀加热，后局部加热。2．制取气体时，先检查装置气密性后装药品。3．使用容量瓶、分液漏斗、滴定管时，先检查是否漏水后洗涤干净。4．用排水法收集气体后，先移出导管后撤酒精灯。5．用石蕊试纸、淀粉—KI试纸检验气体性质时，要先用蒸馏水将试纸润湿，再靠近气体检验，而用pH试纸测定溶液酸碱性时不能将试纸润湿，应用玻璃棒蘸取待测液少许点到pH试纸上，再与标准比色卡对比。6．中和滴定实验，用蒸馏水洗涤的滴定管先用标准液润洗2～3次后再装标准液；同理，用移液管移取液体时先用标准液润洗2～3次后再移取。7．点燃可燃性气体时，应先验纯再点燃；净化气体时，应先洗气再干燥。8．焰色反应实验中，每完成一个实验，铂丝都应先蘸取稀盐酸放在火焰上灼烧至无色后再做下一个实验。9．配制一定物质的量浓度的溶液时，溶解或稀释后的溶液应先冷却后再转移到容量瓶中。(二)化学实验的几个“零”1．滴定管的“零”刻度在滴定管的上部(但不在最上部)，在量取液体的体积时凹液面的最低处不一定在“零”刻度。2．量筒没有“零”刻度。3．托盘天平的“零”刻度在标尺的最左边，在使用时要调“零”，使用后再回“零”。4．温度计的“零”刻度在温度计的中下部。(三)化学实验的几个“数据”1．托盘天平的精确度为0.1g。2．滴定管的精确度为0.01mL。3．酒精灯内酒精的量不能少于灯体容积的1/4，也不能多于灯体容积的2/3。4．试管在加热时所加液体不能超过试管容积的1/3，且要与桌面成45°角；用试管夹夹试管时，应夹在离试管口1/3处。5．烧杯、烧瓶加热时盛液量均为容积的1/3～2/3；蒸发皿加热时盛液量不宜超过容积的2/3。6．液体取用时，若没有说明用量，一般取1～2mL。7．配制一定物质的量浓度的溶液时，烧杯和玻璃棒要洗2～3次；用烧杯往容量瓶中加蒸馏水时，一般加到距离刻度线1～2cm处，要改用胶头滴管滴加。8．酸碱指示剂的用量一般是2～3滴。(四)化学实验的几个“标志”1．仪器洗涤干净的标志：仪器内壁附着均匀水膜，不挂水珠，也不成股流下。2．中和滴定终点的标志：加入最后一滴溶液，锥形瓶内溶液变色且半分钟内保持不变。3．容量瓶不漏水的标志：向容量瓶中加入一定量的水，用食指摁住瓶塞，将其倒立观察，然后再将容量瓶正立，并将瓶塞旋转180°后塞紧，再倒立观察，均无水渗出。4．容量瓶、量筒、移液管、滴定管中液面达到刻度线的标志：平视，液体凹液面与刻度线相切。5．用排空气法收集酸性或碱性气体时，收集满的标志：用润湿的试纸靠近集气瓶口，试纸变色。6．天平平衡的标志：指针在分度盘的中央或指针左右摆动的格数相等。(五)化学实验的几个“大小”1．称量时，先估计出质量，加砝码的顺序是先大后小，再调游码；取回砝码时次序相反。2．使用干燥管干燥气体(或除杂)时，气流的方向应是从大端进小端出(即大进小出)。3．溶解气体时，溶解度较小者(如Cl2、H2S)可把导管直接插入水中，而溶解度大者(如HCl、NH3)导管末端接一倒置的漏斗，让漏斗边缘接触水面，以防倒吸。4．装入干燥管内的药品颗粒不能太大或太小，太大时干燥效果不好，太小时气体流通不畅。5．固体药品应保存在广口试剂瓶中，液体药品应保存在细口试剂瓶中。(六)化学实验的几个“上、下”1．收集气体时，相对分子质量大于29时用向上排空气法收集，小于29时用向下排空气法收集。2．分液操作时，下层液体应从分液漏斗的下口放出，上层液体要从分液漏斗的上口倒出。3．配制一定物质的量浓度的溶液时，在引流时玻璃棒的上面不能接触容量瓶口，而下端则应靠在容量瓶刻度线下的内壁上(即下靠上不靠，下端靠线下)。4．用水冷凝气体时，冷凝管中的水从下方进上方出(逆流原理)。5．用温度计测液体温度时水银球应在液面下，而测蒸气温度时则应在液面上。6．制气实验中长颈漏斗的末端应插入液面以下，而用分液漏斗加液时，漏斗下端不可浸入液面以下。(七)化学实验的几个“长短”1．洗气时用带双导管的洗气瓶，气体应从长导管进，短导管出(即长进短出)。2．用排液法测量气体的体积时，气体应从短管进入，液体则从长管被压出(即短进长出)。(八)化学实验的几个“不能”1．酸式滴定管不能装碱性溶液，碱式滴定管不能装酸性及氧化性溶液。2．容量瓶不能长期存放溶液，更不能作为反应容器，也不可加热，瓶塞不可互用。3．烧瓶、烧杯、锥形瓶不能直接加热。4．pH试纸在测液前不能用水润湿。5．药品不能入口和用手直接接触，实验剩余药品不能放回原处，不能随意丢弃，要放入指定容器内。6．中和滴定实验中锥形瓶不能用待测液润洗。7．温度计不能代替玻璃棒用于搅拌，测液体温度时不能与容器内壁接触。8．天平称量药品时，药品不能直接放在托盘上。9．量筒不能用来配制溶液或进行化学反应，更不能用来加热或量取热溶液。10．试纸不能直接用手拿，要用镊子夹取。11．酒精灯的使用中不能灯点灯，不可嘴吹灯，燃着时不可加酒精。12．配制一定物质的量浓度的溶液时，定容摇匀后液面低于刻度线时不能再加蒸馏水。[高频考点领悟]1．(2015·山东理综，7)进行化学实验时应强化安全意识。下列做法正确的是()A．金属钠着火时使用泡沫灭火器灭火B．用试管加热碳酸氢钠固体时使试管口竖直向上C．浓硫酸溅到皮肤上时立即用稀氢氧化钠溶液冲洗D．制备乙烯时向乙醇和浓硫酸的混合液中加入碎瓷片[解析]金属钠与泡沫灭火器中的水反应，而且钠在燃烧时与氧气反应生成过氧化钠，过氧化钠会与泡沫灭火器中的CO2、H2O反应生成氧气助燃，因而金属钠着火时不能用泡沫灭火器灭火，A项错误；加热固体时为了防止生成的水蒸气冷凝回流到热的试管底部，从而使试管炸裂，试管口应该略向下倾斜，B项错误；浓硫酸溅到皮肤上应立即用大量水冲洗，然后再涂上3%～5%的NaHCO3溶液，C项错误；制备乙烯时加入碎瓷片可防止剧烈沸腾，D项正确。[答案]D2．实验基本操作的正误判断(1)(2014·全国卷Ⅰ)酸式滴定管装标准溶液前，必须先用该溶液润洗。()(2)(2014·大纲卷)用蒸馏水润湿的试纸测溶液的pH，一定会使结果偏低。()(3)(2013·天津卷)用润湿的pH试纸测稀碱溶液的pH。()(4)(2012·