第15讲综合性实验的设计与评价

1、 1.化学实验方案设计的思路化学实验方案设计的思路2.2.化学实验方案设计时遵循的原则化学实验方案设计时遵循的原则 （1）科学性：实验原理准确，实验流程合理。）科学性：实验原理准确，实验流程合理。 （2）安全性：保护人身安全、保护环境、保护）安全性：保护人身安全、保护环境、保护 仪器。仪器。第第15讲讲 综合性实验的设计与评价综合性实验的设计与评价 （3）可行性：条件允许，效果明显，操作简便可）可行性：条件允许，效果明显，操作简便可 行。行。 （4）简约性：方案简单易行，尽可能采取简单的）简约性：方案简单易行，尽可能采取简单的实验装置，用较少的步骤和药品完成实验。实验装置，用较少的步骤和药品完

2、成实验。 3.3.实验方案的评价实验方案的评价 对所给出的实验方案做出分析、选择、判断或找对所给出的实验方案做出分析、选择、判断或找出最佳方案，包含的知识点很多，能考查学生分析出最佳方案，包含的知识点很多，能考查学生分析问题和解决问题的能力。问题和解决问题的能力。 （1）选择）选择包括仪器的选择、药品的选择、连接方式的选择等。包括仪器的选择、药品的选择、连接方式的选择等。仪器的选择包括发生装置（几种基本类型）、仪器的选择包括发生装置（几种基本类型）、净化装置（除杂质的试剂与顺序）、反应装置、收净化装置（除杂质的试剂与顺序）、反应装置、收集装置、尾气处理装置等；药品的选择包括种类、集装置、尾气处

3、理装置等；药品的选择包括种类、浓度、物态等；连接方式的选择包括仪器的先后顺浓度、物态等；连接方式的选择包括仪器的先后顺序、导管接口的连接等。序、导管接口的连接等。 （2）评价）评价对几个实验方案的正确与错误、严密与不严密、准对几个实验方案的正确与错误、严密与不严密、准确与不准确做出判断，要考虑是否合理、有无干扰确与不准确做出判断，要考虑是否合理、有无干扰现象、经济效益高低和对环境有无污染等。现象、经济效益高低和对环境有无污染等。 （3）最佳方案的选用）最佳方案的选用几个实验方案都能达到目的，分析各方案的优劣并几个实验方案都能达到目的，分析各方案的优劣并选出其中最佳的一个。所谓最佳，无非是装置最

4、简选出其中最佳的一个。所谓最佳，无非是装置最简单、药品容易取得且价格低廉、现象明显、无干扰单、药品容易取得且价格低廉、现象明显、无干扰物质以及无污染等。物质以及无污染等。 4. 4.实验操作的设计与注意的问题实验操作的设计与注意的问题 （1）仪器接口的连接：总体上遵循装置的排列顺）仪器接口的连接：总体上遵循装置的排列顺序，但对于吸收装置应序，但对于吸收装置应“长长”进进“短短”出（或出（或“深深”入入“浅浅”出）；量气装置应出）；量气装置应“短短”进进“长长”出；洗出；洗气装置应气装置应“长长”进进“短短”出；干燥管应出；干燥管应“大大”进进“小小”出。出。 （2）实验操作的顺序：装置选择与连

5、接）实验操作的顺序：装置选择与连接气密性气密性检验检验装固体药品装固体药品加液体药品加液体药品开始实验（按程开始实验（按程序）序）拆卸仪器拆卸仪器其他处理等。其他处理等。 （3）如果实验室取用或制取易吸水、潮解、水解）如果实验室取用或制取易吸水、潮解、水解的物质，要采取必要的措施防止其吸水，以保证达的物质，要采取必要的措施防止其吸水，以保证达到实验目的。到实验目的。 （4）冷凝回流：有些实验中，为减少易挥发液）冷凝回流：有些实验中，为减少易挥发液体反应物的损耗和充分利用原料，需在反应装置上体反应物的损耗和充分利用原料，需在反应装置上加装冷凝回流装置（如长玻璃管及冷凝管等）。加装冷凝回流装置（如

6、长玻璃管及冷凝管等）。 （5）仪器拆卸的科学性与安全性：要从防污染、）仪器拆卸的科学性与安全性：要从防污染、防氧化、防倒吸、防爆炸等方面考虑。防氧化、防倒吸、防爆炸等方面考虑。 （6）其他：如试剂加入先后顺序、实验方法使用）其他：如试剂加入先后顺序、实验方法使用顺序等。顺序等。考点一考点一 物质制备实验方案的设计物质制备实验方案的设计【例【例1】 （20092009山东理综，山东理综，3030）孔雀石主要含孔雀石主要含 Cu2(OH)2CO3,还含少量还含少量Fe、Si的化合物。实验的化合物。实验 室以孔雀石为原料制备室以孔雀石为原料制备CuSO45H2O及及CaCO3， 步骤如下：步骤如下：

7、请回答下列问题：请回答下列问题：（1）溶液）溶液A中的金属离子有中的金属离子有Cu2+、Fe2+、Fe3+。从。从 下列所给试剂中选择：实验步骤中试剂下列所给试剂中选择：实验步骤中试剂为为 （填（填代号），检验溶液代号），检验溶液A中中Fe3+的最佳试剂为的最佳试剂为 （填代（填代号）。号）。a.KMnO4 b.(NH4)2Sc.H2O2 d.KSCN（2）由溶液）由溶液C获得获得CuSO45H2O，需要经过加热蒸，需要经过加热蒸发、发、 、过滤等操作。除烧杯、漏斗外，过、过滤等操作。除烧杯、漏斗外，过滤操作还用到另一玻璃仪器，该仪器在此操作中的滤操作还用到另一玻璃仪器，该仪器在此操作中的主要

8、作用是主要作用是 。（3）制备）制备CaCO3时，应向时，应向CaCl2溶液中先通入溶液中先通入（或先加入）（或先加入） （填化学式）。若实验过程中有（填化学式）。若实验过程中有氨气逸出，应选用下列氨气逸出，应选用下列 装置回收（填代号）。装置回收（填代号）。（4）欲测定溶液）欲测定溶液A中中Fe2+的浓度，需要用容量瓶配的浓度，需要用容量瓶配制某标准溶液，定容时视线应制某标准溶液，定容时视线应 ，直到，直到 。用用KMnO4标准溶液滴定时应选用标准溶液滴定时应选用 滴定管（填滴定管（填“酸式酸式”或或“碱式碱式”）。）。解析解析 （1 1）试剂）试剂的目的是将的目的是将FeFe2+2+氧化为

9、氧化为FeFe3+3+，同时，同时又不能再引入新的杂质，只有又不能再引入新的杂质，只有H H2 2O O2 2符合；符合；FeFe3+3+的检验的检验用用KSCNKSCN最为灵敏。最为灵敏。（2 2）从溶液中获得晶体，需经过加热蒸发、冷却结）从溶液中获得晶体，需经过加热蒸发、冷却结晶、过滤等操作晶、过滤等操作; ;在过滤操作中玻璃棒的作用为引流。在过滤操作中玻璃棒的作用为引流。（3 3）因）因NHNH3 3在水中的溶解度远远大于在水中的溶解度远远大于COCO2 2在水中的溶在水中的溶解度，故应先通解度，故应先通NHNH3 3使使CaClCaCl2 2溶液显碱性，再通溶液显碱性，再通COCO2

10、2才才利于利于CaCOCaCO3 3的生成；对易溶气体，为防倒吸可采取不的生成；对易溶气体，为防倒吸可采取不同的防护措施。同的防护措施。（4 4）配制一定物质的量浓度溶液时，视线应与凹液）配制一定物质的量浓度溶液时，视线应与凹液面相切，且要平视；面相切，且要平视；KMnOKMnO4 4具有强氧化性，只能用酸具有强氧化性，只能用酸式滴定管。式滴定管。答案答案 （1）c d（2）冷却结晶）冷却结晶 引流引流（3）NH3 （或（或NH3H2O） bd（4）平视凹液面（或平视刻度线）平视凹液面（或平视刻度线） 凹液面的最低凹液面的最低处与刻度线相切处与刻度线相切 酸式酸式 制备实验方案的设计，对巩固元

11、素化合物知识制备实验方案的设计，对巩固元素化合物知识和掌握好各类有机物之间的相互转化关系，全面训和掌握好各类有机物之间的相互转化关系，全面训练实验技能，培养分析问题和解决问题的能力是有练实验技能，培养分析问题和解决问题的能力是有益的。益的。 制备实验方案的设计，应遵循以下原则：制备实验方案的设计，应遵循以下原则： 条件合适，操作方便；条件合适，操作方便；原理正确，步骤简原理正确，步骤简单单;原料丰富原料丰富,价格低廉价格低廉;产物纯净产物纯净,污染物少。污染物少。 即从多种路线中选出一种最佳的制备途径，合即从多种路线中选出一种最佳的制备途径，合理地选择化学仪器与药品，设计合理的实验装置和理地选

12、择化学仪器与药品，设计合理的实验装置和实验操作步骤。实验操作步骤。 由于大多数有机反应，副反应较多，且为可逆反由于大多数有机反应，副反应较多，且为可逆反应，因此设计有机物制备实验方案时，尽可能选择应，因此设计有机物制备实验方案时，尽可能选择步骤少、副产物少的有机反应。若两种有机物参加步骤少、副产物少的有机反应。若两种有机物参加的可逆反应，应考虑多加一些价廉的有机物，以提的可逆反应，应考虑多加一些价廉的有机物，以提高另一种有机物的转化率和产率，另外有机物的制高另一种有机物的转化率和产率，另外有机物的制备实验，控制反应条件尤为重要。备实验，控制反应条件尤为重要。 如实验室欲制备苯甲酸甲酯，在设计实

13、验方案时，如实验室欲制备苯甲酸甲酯，在设计实验方案时，可这样考虑：用甲醇与苯甲酸进行酯化反应，以浓可这样考虑：用甲醇与苯甲酸进行酯化反应，以浓 H2SO4作催化剂。因为酯化反应是可逆的。根据化学作催化剂。因为酯化反应是可逆的。根据化学平衡移动原理，增大反应物如甲醇的浓度，可以使平衡移动原理，增大反应物如甲醇的浓度，可以使平衡向有利苯甲酸甲酯生成的方向移动。平衡向有利苯甲酸甲酯生成的方向移动。 .化学实验室制取氯化氢气体的方法之一是将浓化学实验室制取氯化氢气体的方法之一是将浓 硫酸滴入浓盐酸中。请从图中挑选所需仪器，在方硫酸滴入浓盐酸中。请从图中挑选所需仪器，在方 框内画出用该方法制备、收集干燥

14、氯化氢气体的装框内画出用该方法制备、收集干燥氯化氢气体的装 置简图，并在图中标明所用试剂。（仪器可重复使置简图，并在图中标明所用试剂。（仪器可重复使 用，固定装置不必画出）用，固定装置不必画出）.实验室制备少量硫酸亚铁晶体的实验步骤如下：实验室制备少量硫酸亚铁晶体的实验步骤如下：取过量洁净的铁屑加入取过量洁净的铁屑加入20%30%的稀硫酸溶液，在的稀硫酸溶液，在5080水浴中加热至不再产生气泡。将溶液趁热水浴中加热至不再产生气泡。将溶液趁热过滤，滤液移至试管中，用橡胶塞塞紧试管口，静过滤，滤液移至试管中，用橡胶塞塞紧试管口，静置、冷却一段时间后收集产品。置、冷却一段时间后收集产品。（1）写出该

15、实验制备硫酸亚铁的化学方程式：）写出该实验制备硫酸亚铁的化学方程式： 。（2）硫酸溶液过稀会导致）硫酸溶液过稀会导致 。（3）采用水浴加热的原因是）采用水浴加热的原因是 。（4）反应时铁屑过量的目的是（用离子方程式表示）反应时铁屑过量的目的是（用离子方程式表示） 。（5）溶液趁热过滤的原因是）溶液趁热过滤的原因是 。（6）静置冷却一段时间后，在试管中观察到的现象）静置冷却一段时间后，在试管中观察到的现象是是 。解析解析 实验室制取实验室制取HClHCl气体是加热浓气体是加热浓H H2 2SOSO4 4和浓盐酸，和浓盐酸，因此装置特点是液体因此装置特点是液体+ +液体混合制取气体。液体混合制取气

16、体。 反应反应装置应选圆底烧瓶和分液漏斗、带导管的胶塞，收装置应选圆底烧瓶和分液漏斗、带导管的胶塞，收集干燥气体应加干燥剂，应用干燥装置，集干燥气体应加干燥剂，应用干燥装置， 用集气用集气瓶式的洗气瓶来干燥，最后用向上排空气瓶式的洗气瓶来干燥，最后用向上排空气 法收集法收集HClHCl。用铁屑和稀用铁屑和稀H H2 2SOSO4 4反应制反应制FeSOFeSO4 4的反应原理为的反应原理为Fe+HFe+H2 2SOSO4 4（稀）（稀） FeSOFeSO4 4+H+H2 2，如果，如果H H2 2SOSO4 4浓度太小，浓度太小，反应太慢，不利于晶体析出而影响实验效果。为控反应太慢，不利于晶体

17、析出而影响实验效果。为控制反应温度应采用水浴加热。因为制反应温度应采用水浴加热。因为FeFe2+2+易生成易生成FeFe3+3+，为防止为防止FeFe3+3+的出现应加过量铁粉，为防止的出现应加过量铁粉，为防止FeSOFeSO4 4晶体晶体流失，应趁热过滤，为防止流失，应趁热过滤，为防止FeFe2+2+被氧化应防止氧气进被氧化应防止氧气进入试管内。冷却后的溶液随着入试管内。冷却后的溶液随着FeSOFeSO4 4溶解度的减小而溶解度的减小而在溶液中析出浅绿色晶体。在溶液中析出浅绿色晶体。50508080水浴水浴答案答案 .（1）Fe+H2SO4（稀）（稀） FeSO4+H2（2）反应速率慢，不利

18、于晶体析出）反应速率慢，不利于晶体析出（3）容易控制温度）容易控制温度（4）Fe+2Fe3+ 3Fe2+（5）减少）减少FeSO4的损失；防止空气进入试管将的损失；防止空气进入试管将Fe2+氧化为氧化为Fe3+（6）有浅绿色晶体析出）有浅绿色晶体析出50508080水浴水浴【例【例2】 （20092009全国全国理综，理综，2828）已知氨可以与灼已知氨可以与灼 热的氧化铜反应得到氮气和金属铜，用下图中的热的氧化铜反应得到氮气和金属铜，用下图中的 装置可以实现该反应。装置可以实现该反应。考点二考点二 物质性质实验方案的设计物质性质实验方案的设计回答下列问题：回答下列问题：（1）A中加入的物质是

19、中加入的物质是 ,发生反应的化学发生反应的化学方程式是方程式是 ；（2）B中加入的物质是中加入的物质是 ,其作用是其作用是 ；（3）实验时在）实验时在C中观察到的现象是中观察到的现象是 ；发生反应的化学方程式是发生反应的化学方程式是 ；（4）实验时在）实验时在D中观察到的现象是中观察到的现象是 ，D中中收集到的物质是收集到的物质是 ，检验该物质的方法和现，检验该物质的方法和现象是象是 。解析解析 （1 1）由题中信息知）由题中信息知A A装置为装置为NHNH3 3的制取装置，的制取装置，故故A A中加入的物质是中加入的物质是NHNH4 4ClCl和和Ca(OH)Ca(OH)2 2固体，发生反应

20、固体，发生反应的方程式为的方程式为2NH2NH4 4Cl+Ca(OH)Cl+Ca(OH)2 2 CaClCaCl2 2+2NH+2NH3 3+2H+2H2 2O O。（2 2）B B装置的作用是干燥装置的作用是干燥NHNH3 3, ,所用药品为碱石灰所用药品为碱石灰（或（或CaOCaO）。）。（3 3）装置）装置C C中发生反应为：中发生反应为：2NH2NH3 3+3CuO N+3CuO N2 2+3Cu+3Cu+3H+3H2 2O,O,观察到的现象是黑色固体粉末逐渐变红且右管观察到的现象是黑色固体粉末逐渐变红且右管口有水珠出现。口有水珠出现。（4 4）D D中冰水的作用是冷却，得到无色液体氨

21、水。中冰水的作用是冷却，得到无色液体氨水。若检验若检验NHNH3 3：用湿润的红色石蕊试纸，若变蓝则说明：用湿润的红色石蕊试纸，若变蓝则说明NHNH3 3的存在。若检验的存在。若检验H H2 2O O的存在：用无水的存在：用无水CuSOCuSO4 4, ,观察是观察是否变蓝。否变蓝。答案答案 （1）固体）固体NH4Cl和和Ca(OH)2 2NH4Cl+Ca(OH)2 CaCl2+2NH3+2H2O（2）碱石灰（或）碱石灰（或CaO） 除去除去NH3气流中的水汽气流中的水汽（或干燥（或干燥NH3）（3）黑色粉末逐渐变为红色且右管口有水珠生成）黑色粉末逐渐变为红色且右管口有水珠生成2NH3+3Cu

22、O N2+3H2O+3Cu （4）出现无色液体）出现无色液体 氨水氨水 用红色石蕊试纸检验，用红色石蕊试纸检验，试纸变蓝；用无水试纸变蓝；用无水CuSO4粉末检验，无水粉末检验，无水CuSO4变蓝变蓝 性质探索性实验的设计：主要是从物质的结性质探索性实验的设计：主要是从物质的结构特点或从所属类型的典型代表物去推测物质可构特点或从所属类型的典型代表物去推测物质可能具有的一系列性质，而后据此设计出合理的实能具有的一系列性质，而后据此设计出合理的实验方案，去探索它所可能具有的性质。验方案，去探索它所可能具有的性质。 性质验证性实验的设计：主要是求证物质具性质验证性实验的设计：主要是求证物质具备的性质

23、，关键是设计出简捷的实验方案，要求备的性质，关键是设计出简捷的实验方案，要求操作简单，简便易行，现象明显，且安全可行。操作简单，简便易行，现象明显，且安全可行。 性质实验方案的基本流程为：研究物质结构性质实验方案的基本流程为：研究物质结构 预测可能性质预测可能性质 设计实验方案（方法、设计实验方案（方法、步骤、仪器、药品、操作要点、现象及分析、步骤、仪器、药品、操作要点、现象及分析、结论等）结论等） 实施实验实施实验 结论。性质实验方案结论。性质实验方案设计的基本思路如下：设计的基本思路如下： 某实验小组用下列装置进行乙醇催化氧化的实验。某实验小组用下列装置进行乙醇催化氧化的实验。（1）实验过

24、程中铜网出现红色和黑色交替的）实验过程中铜网出现红色和黑色交替的现象，请写出相应的化学反应方程式：现象，请写出相应的化学反应方程式： 。在不断鼓入空气的情况下，熄灭酒精灯，反应仍能在不断鼓入空气的情况下，熄灭酒精灯，反应仍能继续进行，说明该乙醇催化氧化反应是继续进行，说明该乙醇催化氧化反应是 反应。反应。（2）甲和乙两个水浴作用不相同。）甲和乙两个水浴作用不相同。甲的作用是甲的作用是 ；乙的作用是；乙的作用是 。（3）反应进行一段时间后，干燥试管）反应进行一段时间后，干燥试管a中能收集到中能收集到不同的物质，它们是不同的物质，它们是 。集气瓶中收集到的气体的主要成分是集气瓶中收集到的气体的主要

25、成分是 。（4）若试管）若试管a中收集到的液体用紫色石蕊试纸检验，中收集到的液体用紫色石蕊试纸检验，试纸显红色，说明液体中还含有试纸显红色，说明液体中还含有 。要除去该。要除去该物质，可先在混合液中加入物质，可先在混合液中加入 (填写字母填写字母)。a.氯化钠溶液氯化钠溶液 b.苯苯c.碳酸氢钠溶液碳酸氢钠溶液 d.四氯化碳四氯化碳然后，再通过然后，再通过 （填实验操作名称）即可除去。（填实验操作名称）即可除去。解析解析 （1 1）在乙醇的催化氧化实验中，）在乙醇的催化氧化实验中，CuCu作催化作催化剂，反应过程中，红色的剂，反应过程中，红色的CuCu先生成黑色的先生成黑色的CuO,CuO,黑

26、黑色的色的CuOCuO又被乙醇还原为红色的又被乙醇还原为红色的CuCu。有关的化学方。有关的化学方程式为程式为2Cu+O2Cu+O2 2 2CuO 2CuO，CuO+CHCuO+CH3 3CHCH2 2OH OH Cu+CHCu+CH3 3CHO+HCHO+H2 2O O。(2)(2)甲水浴加热的目的是获得平稳的乙醇气流，乙甲水浴加热的目的是获得平稳的乙醇气流，乙冷水浴的目的是为了冷凝乙醛。冷水浴的目的是为了冷凝乙醛。答案答案 （1）2Cu+O2 2CuOCH3CH2OH+CuO CH3CHO+H2O+Cu 放热放热（2）加热）加热 冷却冷却（3）乙醛、乙醇、水）乙醛、乙醇、水 氮气氮气（4）

27、乙酸）乙酸 c 蒸馏蒸馏（3 3）生成的）生成的CHCH3 3CHOCHO和和H H2 2O O以及挥发出来的乙醇进入试以及挥发出来的乙醇进入试管管a a被冷凝收集，不溶于水的被冷凝收集，不溶于水的N N2 2被收集在集气瓶中。被收集在集气瓶中。（4 4）能使紫色石蕊试纸显红色，说明该液体为酸性）能使紫色石蕊试纸显红色，说明该液体为酸性物质，即物质，即CHCH3 3COOHCOOH；要除去乙醛中的乙酸，可以先将；要除去乙醛中的乙酸，可以先将其与其与NaHCONaHCO3 3反应生成反应生成CHCH3 3COONaCOONa这种盐，再加热蒸馏，这种盐，再加热蒸馏，蒸出蒸出CHCH3 3CHOCH

28、O。【例【例3】（20092009福建理综，福建理综，2525）某研究性小组借助某研究性小组借助 A-D的仪器装置完成有关实验。的仪器装置完成有关实验。考点三考点三 探究性实验和综合实验探究性实验和综合实验【实验一】收集【实验一】收集NO气体。气体。（1）用装置）用装置A收集收集NO气体，正确的操作是气体，正确的操作是 （填序号）。（填序号）。a.从从口进气，用排水法集气口进气，用排水法集气b.从从口进气，用排空气法集气口进气，用排空气法集气c.从从口进气，用排水法集气口进气，用排水法集气d.从从口进气，用排空气法集气口进气，用排空气法集气【实验二】为了探究镀锌薄铁板上锌的质量分数【实验二】为

29、了探究镀锌薄铁板上锌的质量分数 w w(Zn)和镀层厚度，查询得知锌易溶于碱：和镀层厚度，查询得知锌易溶于碱：Zn+2NaOH Na2ZnO2+H2。据此，截取面积为。据此，截取面积为S的双面镀锌薄铁板试样，剪碎，称得质量为的双面镀锌薄铁板试样，剪碎，称得质量为m m1 g。用固体烧碱和水作试剂，拟出下列实验方案并进行用固体烧碱和水作试剂，拟出下列实验方案并进行相关实验。相关实验。方案甲：通过测量试样与碱反应生成的氢气体积来方案甲：通过测量试样与碱反应生成的氢气体积来实现探究目标。实现探究目标。（2）选用）选用B和和 (填仪器标号填仪器标号)两个装置进行实验。两个装置进行实验。（3）测得充分反

30、应后生成氢气的体积为）测得充分反应后生成氢气的体积为V V L（标准（标准状况），状况），w w(Zn)= 。（4）计算镀层厚度）计算镀层厚度,还需要的一个物理量是还需要的一个物理量是 。（5）若装置）若装置B中的恒压分液漏斗改为普通分液漏斗，中的恒压分液漏斗改为普通分液漏斗，测量结果将测量结果将 （填（填“偏大偏大”、“偏小偏小”或或“无影无影响响”）。）。方案乙：通过称量试样与碱反应前后的质量实现探方案乙：通过称量试样与碱反应前后的质量实现探究目标。选用仪器究目标。选用仪器C做实验，试样经充分反应，滤出做实验，试样经充分反应，滤出不溶物、洗涤、烘干，称得其质量为不溶物、洗涤、烘干，称得其质

31、量为m m2 g。（6）w w(Zn)= 。方案丙：通过称量试样与碱反应前后仪器、试样和方案丙：通过称量试样与碱反应前后仪器、试样和试剂的总质量（其差值即为试剂的总质量（其差值即为H2的质量）实现探究目的质量）实现探究目标。实验同样使用仪器标。实验同样使用仪器C。（7）从实验误差角度分析，方案丙）从实验误差角度分析，方案丙 方案乙方案乙（填（填“优于优于”、“劣于劣于”或或“等同于等同于”）。）。解析解析 【实验一】（【实验一】（1 1）NONO易被空气中的氧气氧化为易被空气中的氧气氧化为NONO2 2，不能用排空气法收集，只能用排水法收集，不能用排空气法收集，只能用排水法收集，从从口进气。口

32、进气。【实验二】（【实验二】（2 2）测量反应中产生的气体的体积应）测量反应中产生的气体的体积应选用装置选用装置D D。（3 3）由题设反应可知：）由题设反应可知：n n(Zn)=(Zn)= w w(Zn)=mol4 .22V119 . 24 .2265mVmV(4)(4)厚度与体积及表面积有关，因此还需要的另一个厚度与体积及表面积有关，因此还需要的另一个物理量为密度。物理量为密度。（5 5）若改为普通分液漏斗，则会使）若改为普通分液漏斗，则会使B B中的气压高于中的气压高于外界气压外界气压, ,即滴入的即滴入的NaOHNaOH溶液的体积也会计入溶液的体积也会计入V V(H(H2 2) )中，

33、从而使结果偏大。中，从而使结果偏大。（6 6）w w(Zn)=(Zn)=(7)(7)方案丙测的差值为方案丙测的差值为H H2 2及挥发出及挥发出H H2 2O O的质量，误差的质量，误差较大。较大。121mmm 答案答案 （1）c （2）D（3） (或或 等，其他合理答案也可等，其他合理答案也可)（4）金属锌的密度（或其他合理答案也可）金属锌的密度（或其他合理答案也可）（5）偏大）偏大（6） (或其他合理答案也可或其他合理答案也可)（7）劣于）劣于121mmm 14 .2265mV19 . 2mV 综合实验题的解题思路综合实验题的解题思路 （1）巧审题，明确实验的目的和原理。实验原）巧审题，明

34、确实验的目的和原理。实验原理是解答实验题的核心，是实验设计的依据和起点。理是解答实验题的核心，是实验设计的依据和起点。实验原理可从题给的化学情景（或题首所给实验目实验原理可从题给的化学情景（或题首所给实验目的）并结合元素化合物等有关知识获取。在此基础的）并结合元素化合物等有关知识获取。在此基础上，遵循可靠性、简捷性、安全性的原则，确定符上，遵循可靠性、简捷性、安全性的原则，确定符合实验目的、要求的方案。合实验目的、要求的方案。 （2）想过程，理清实验操作的先后顺序。根据）想过程，理清实验操作的先后顺序。根据由实验原理所确定的实验方案中的实验过程，确定由实验原理所确定的实验方案中的实验过程，确定

35、实验操作的方法步骤，把握各步实验操作的要点，实验操作的方法步骤，把握各步实验操作的要点，理清实验操作的先后顺序。理清实验操作的先后顺序。 （3）看准图，分析各项实验装置的作用。有许）看准图，分析各项实验装置的作用。有许多综合实验题图文结合，思考容量大。在分析解答多综合实验题图文结合，思考容量大。在分析解答过程中，要认真细致地分析图中所示的各项装置，过程中，要认真细致地分析图中所示的各项装置，并结合实验目的和原理，确定它们在该实验中的作并结合实验目的和原理，确定它们在该实验中的作用。用。 （4）细分析，得出正确的实验结论。实验现象）细分析，得出正确的实验结论。实验现象（或数据）是化学原理的外在表

36、现。在分析实验现（或数据）是化学原理的外在表现。在分析实验现象（或数据）的过程中，要善于找出影响实验成败象（或数据）的过程中，要善于找出影响实验成败的关键以及产生误差的原因，或从有关数据中归纳的关键以及产生误差的原因，或从有关数据中归纳出定量公式，绘制一定的变化曲线等。出定量公式，绘制一定的变化曲线等。 (2009(2009广东，广东，19)19)某实验小组利用如下装置（部分某实验小组利用如下装置（部分 固定装置略）制备氮化钙（固定装置略）制备氮化钙（Ca3N2），并探究其实），并探究其实 验式。验式。（1）按图连接好实验装置。检查装置的气密性，）按图连接好实验装置。检查装置的气密性，方法是方

37、法是 。（2）反应过程中末端导管必须始终插入试管）反应过程中末端导管必须始终插入试管A的水的水中，目的是中，目的是 。（3）制备氮化钙的操作步骤是：）制备氮化钙的操作步骤是：打开活塞打开活塞K并通并通入入N2；点燃酒精灯，进行反应；点燃酒精灯，进行反应；反应结束反应结束后，后， ；拆除装置，取出产物。拆除装置，取出产物。（4）数据记录如下：）数据记录如下：空瓷舟质量空瓷舟质量m m0 /g瓷舟与钙的瓷舟与钙的质量质量m m1 /g瓷舟与产物的瓷舟与产物的质量质量m m2 /g14.815.0815.15 计算得到实验式计算得到实验式Cax xN2,其中其中x x= 。若通入的若通入的N2中混有

38、少量中混有少量O2，请比较，请比较x x与与3的大小，的大小，并给出判断依据：并给出判断依据： 。解析解析 （1 1）根据装置的不同特点选择合适的检验方）根据装置的不同特点选择合适的检验方法；（法；（3 3）对加热的反应，反应完成后需先撤导管）对加热的反应，反应完成后需先撤导管再撤酒精灯以防倒吸。再撤酒精灯以防倒吸。（4 4）m m(Ca)=15.08 g-14.80 g=0.28 g(Ca)=15.08 g-14.80 g=0.28 gm m(N(N2 2)=15.15 g-15.08 g=0.07 g)=15.15 g-15.08 g=0.07 g解得解得x x=2.8=2.8若通入若通入

39、N N2 2中混有中混有O O2 2，除生成，除生成CaCa3 3N N2 2外还会生成外还会生成CaOCaO，导致导致x x33。2g/mol14g07. 0g/mol40g28. 0(N)(Ca)xnn答案答案 （1）将末端导管插入试管）将末端导管插入试管A的水中，用酒精灯的水中，用酒精灯微热硬质试管，若末端导管有连续均匀的气泡冒出，微热硬质试管，若末端导管有连续均匀的气泡冒出，且停止加热后在导管内形成一段水柱，并且一段时且停止加热后在导管内形成一段水柱，并且一段时间不回落，则证明装置的气密性良好间不回落，则证明装置的气密性良好（2）防止空气中的氧气通过末端导管进入实验装置，）防止空气中的

40、氧气通过末端导管进入实验装置，氧化单质钙，生成氧化钙，引入杂质氧化单质钙，生成氧化钙，引入杂质（3）先将末端导管从试管）先将末端导管从试管A中拔出，再熄灭酒精灯中拔出，再熄灭酒精灯（4）2.8x x小于小于3。若通入的。若通入的N2中混有中混有O2，O2会与会与Ca反应，反应，生成生成CaO，与，与Ca3N2相比，相比，Ca占的比例减少占的比例减少1.(2009(2009上海，上海，26)26)根据硫化氢气体的实验室制法和根据硫化氢气体的实验室制法和 性质完成下列填空。性质完成下列填空。 （1）若用启普发生器制取硫化氢气体，则制取气）若用启普发生器制取硫化氢气体，则制取气 体的原料可选用体的原

41、料可选用 （填字母序号）。（填字母序号）。 a.稀硫酸与硫化亚铁稀硫酸与硫化亚铁 b.稀硝酸与硫化亚铁稀硝酸与硫化亚铁 c.稀硫酸与硫化钠稀硫酸与硫化钠 d.稀盐酸与硫化亚铁稀盐酸与硫化亚铁 （2）现要组装一套可以控制硫化氢气体产生速率）现要组装一套可以控制硫化氢气体产生速率 的装置，请在下面图中选择合适的仪品：的装置，请在下面图中选择合适的仪品： （填（填 编号）。编号）。（3）如右图，在一个充满氧气的）如右图，在一个充满氧气的 集气瓶中加入少量品红稀溶液，点集气瓶中加入少量品红稀溶液，点 燃硫化氢气体。在火焰自动熄灭后，燃硫化氢气体。在火焰自动熄灭后，停止通入气体，瓶内可观察到的现象是停止

42、通入气体，瓶内可观察到的现象是 。（4）在上述集气瓶中继续通入硫化氢气体，振荡，）在上述集气瓶中继续通入硫化氢气体，振荡，发生反应的化学方程式为发生反应的化学方程式为 ，反应过，反应过程中程中,溶液的溶液的PH （填（填“变大变大”、“变小变小”或或“不变不变”）。）。（5）点燃不纯的硫化氢气体可能会发生爆炸，为了）点燃不纯的硫化氢气体可能会发生爆炸，为了防止意外，可连接一个安全装置。下图的装置能起防止意外，可连接一个安全装置。下图的装置能起到此作用的是到此作用的是 。（6）已知硫化氢气体在空气中的体积分数为）已知硫化氢气体在空气中的体积分数为4.3%45.5%时会发生爆炸。当硫化氢气体在空气

43、中时会发生爆炸。当硫化氢气体在空气中的体积分数为的体积分数为30%时，其爆炸产物是时，其爆炸产物是 。解析解析 （1 1）NaNa2 2S S固体呈粉末状固体呈粉末状, ,不适合在启普发生不适合在启普发生器内使用。稀硝酸与器内使用。稀硝酸与FeSFeS发生氧化还原反应发生氧化还原反应, ,产物一产物一般无般无H H2 2S S。（。（2 2）这里要求应用启普发生器工作原理）这里要求应用启普发生器工作原理, ,仿照启普发生器的形式设计实验室制取仿照启普发生器的形式设计实验室制取H H2 2S S气体的气体的装置。装置。（3 3）在）在H H2 2S S气体燃烧的环境里，气体燃烧的环境里，O O2

44、 2先充足后不足，先充足后不足， H H2 2S S气体燃烧产物中既有气体燃烧产物中既有SOSO2 2又有又有S S。（4 4）SOSO2 2（或（或H H2 2SOSO3 3）有较强的氧化性）有较强的氧化性,H,H2 2S S有较强的有较强的还原性还原性, ,二者发生氧化还原反应。二者发生氧化还原反应。H H2 2S S与与SOSO2 2（或（或 H H2 2SOSO3 3）反应）反应, ,使使SOSO2 2（或（或H H2 2SOSO3 3）溶液浓度减小，溶液）溶液浓度减小，溶液酸性减弱，酸性减弱，pHpH增大。增大。(5)b(5)b中附加装置的特点：一是中附加装置的特点：一是H H2 2

45、S S气体能顺利逸出；气体能顺利逸出；二是乳胶头对爆炸力有缓冲作用；三是爆炸的火花二是乳胶头对爆炸力有缓冲作用；三是爆炸的火花不能进入启普发生器。其他三个装置都不完全具备不能进入启普发生器。其他三个装置都不完全具备这三个特点。这三个特点。（6 6）O O2 2空气中的体积分数约为空气中的体积分数约为20%20%。V V(H(H2 2S)S)V V(O(O2 2) 21) 21时发生化学反应；时发生化学反应；2H2H2 2S+OS+O2 2 2S+2H 2S+2H2 2O OV V(H(H2 2S)S)V V(O(O2 2)=23)=23时发生化学反应时发生化学反应2H2H2 2S+3OS+3O

46、2 2 2SO 2SO2 2+2H+2H2 2O O点燃点燃点燃点燃答案答案 （1）ad （2）（3）品红溶液褪色；瓶壁有淡黄色粉末和无色的）品红溶液褪色；瓶壁有淡黄色粉末和无色的小液滴小液滴（4）SO2+2H2S 3S+2H2O 变大变大（5）b （6）S、H2O2.(2009(2009宁夏理综，宁夏理综，26)26)碱式碳酸铜可表示为：碱式碳酸铜可表示为： x xCuCO3y yCu(OH)2z zH2O,测定碱式碳酸铜组成的测定碱式碳酸铜组成的方方 法有多种。法有多种。 （1）现采用氢气还原法，请回答如下问题：）现采用氢气还原法，请回答如下问题： 写出写出x xCuCO3y yCu(OH

47、)2z zH2O与氢气反应的化与氢气反应的化学学 方程式：方程式： ； 实验装置用下列所有仪器连接而成，按氢气流实验装置用下列所有仪器连接而成，按氢气流 方向的连接顺序是方向的连接顺序是 （填入仪器接口字母（填入仪器接口字母 编号）；编号）；称取称取23.9 g某碱式碳酸铜样品，充分反应后得到某碱式碳酸铜样品，充分反应后得到12.7 g残留物，生成残留物，生成4.4 g二氧化碳和二氧化碳和7.2g 水。该样水。该样品的结晶水质量为品的结晶水质量为 g，化学式为，化学式为 ；（2）某同学以氮气代替氢气，并用上述全部或部分）某同学以氮气代替氢气，并用上述全部或部分仪器来测定碱式碳酸铜的组成，你认为

48、是否可行？仪器来测定碱式碳酸铜的组成，你认为是否可行？请说明理由。请说明理由。 。解析解析 （1 1）碱式碳酸铜与碱式碳酸铜与H H2 2的反应，可以理解成碱的反应，可以理解成碱式碳酸铜在加热条件下分解成式碳酸铜在加热条件下分解成CuOCuO、COCO2 2和和H H2 2O O，CuOCuO与与H H2 2在加热条件下生成在加热条件下生成CuCu和和H H2 2O O，所以，所以x xCuCOCuCO3 3y yCu(OH)Cu(OH)2 2z zH H2 2O O与与H H2 2反应的化学方程式为反应的化学方程式为x xCuCOCuCO3 3y yCu(OH)Cu(OH)2 2z zH H

49、2 2O+O+( (x x+ +y y)H)H2 2 ( (x x+ +y y)Cu)Cu+ +( (x x+2+2y y+ +z z)H)H2 2O+O+x xCOCO2 2。本实验需要解决及注意的几个问题是：本实验需要解决及注意的几个问题是：a.Ha.H2 2在与碱式碳酸铜反应之前，先用盛水的洗气瓶在与碱式碳酸铜反应之前，先用盛水的洗气瓶除去除去HClHCl杂质，再用盛浓杂质，再用盛浓H H2 2SOSO4 4的洗气瓶除去水蒸气。的洗气瓶除去水蒸气。b.Hb.H2 2与碱式碳酸铜反应后，应先用盛浓与碱式碳酸铜反应后，应先用盛浓H H2 2SOSO4 4的洗气的洗气瓶吸收并测量反应生成水的质

50、量，再用盛碱石灰的瓶吸收并测量反应生成水的质量，再用盛碱石灰的U U形管来吸收并测量生成形管来吸收并测量生成COCO2 2的质量。的质量。c.c.为防止空气中的为防止空气中的COCO2 2及水气被盛碱石灰的及水气被盛碱石灰的U U形管吸收，形管吸收，最后应再加一个盛碱石灰的干燥管。最后应再加一个盛碱石灰的干燥管。综合考虑以上问题，可决定仪器的连接顺序是：综合考虑以上问题，可决定仪器的连接顺序是：akjgfdehibclakjgfdehibcl。：n n（COCO2 2）= =0.1 mol,= =0.1 mol,所以样品中：所以样品中：n n(CuCO(CuCO3 3)=0.1 mol;)=0

51、.1 mol;g/mol4 . 4g4 . 4: :反应后反应后CuCu的质量为的质量为12.7 g12.7 g，则，则n n(Cu)=(Cu)=0.2 mol,=0.2 mol,根据铜元素守恒，则有样品中根据铜元素守恒，则有样品中n nCu(OH)Cu(OH)2 2=0.2 mol-0.1 mol=0.1 mol;=0.2 mol-0.1 mol=0.1 mol;: :样品中结晶水的物质的量：样品中结晶水的物质的量：n n(H(H2 2O)=O)=-0.1 mol-0.2 mol=0.1 mol,-0.1 mol-0.2 mol=0.1 mol,所以样品中结晶水的质所以样品中结晶水的质量为：

52、量为：18 g/mol18 g/mol0.1 mol=1.8 g;0.1 mol=1.8 g;样品的化学式为样品的化学式为CuCOCuCO3 3Cu(OH)Cu(OH)2 2H H2 2O O。(2)(2)可以，由于可以，由于N N2 2与与CuOCuO不反应，通过实验测得样品的不反应，通过实验测得样品的质量、反应后生成的质量、反应后生成的CuOCuO的质量、的质量、COCO2 2的质量及的质量及H H2 2O O的的质量，可以通过化学计算确定质量，可以通过化学计算确定x x、y y、z z的值。的值。g/mol64g7 .12g/mol18g2 . 7答案答案 （1）x xCuCO3y yC

53、u(OH)2z zH2O+(x x+y y)H2(x x+y y)Cu+x xCO2+(x x+2y y+z z)H2Oakjgf(或或hi)de(或或ed)hi(或或gf)bc(或或cb)l1.8 CuCO3Cu(OH)2H2O（2）可以）可以根据反应根据反应x xCuCO3y yCu(OH)2z zH2O (x x+y y)CuO+x xCO2+(y y+z z)H2O，以及碱式碳酸铜样品、，以及碱式碳酸铜样品、CuO、CO2和和H2O的质量（或其中任意三个量），即可计算的质量（或其中任意三个量），即可计算出其组成。出其组成。3.取化学式为取化学式为MZ的黄色粉末状化合物进行如下实验。的黄

54、色粉末状化合物进行如下实验。 将将MZ和足量碳粉充分混合，平铺在反应管和足量碳粉充分混合，平铺在反应管a中，中， 在在b瓶中盛足量澄清石灰水，按图连接仪器。瓶中盛足量澄清石灰水，按图连接仪器。实验开始时缓缓通入氮气实验开始时缓缓通入氮气,过一段时间后过一段时间后,加热反应加热反应管管a,观察到管内发生剧烈反应观察到管内发生剧烈反应,并有熔融物生成。同并有熔融物生成。同时时,b瓶的溶液中出现白色浑浊。待反应完全后瓶的溶液中出现白色浑浊。待反应完全后,停止停止加热加热,仍继续通氮气仍继续通氮气,直至反应管冷却。此时直至反应管冷却。此时,管中的管中的熔融物凝固成银白色金属。根据以上叙述回答问题：熔融

55、物凝固成银白色金属。根据以上叙述回答问题：（1）元素）元素Z是是 ;（2）停止加热前是否需要先断开）停止加热前是否需要先断开a和和b的连接处？为的连接处？为什么？什么？ ;（3）反应管）反应管a中发生的所有反应的化学方程式是中发生的所有反应的化学方程式是 ；（4）本实验的尾气是否需处理？如需处理，请回答）本实验的尾气是否需处理？如需处理，请回答如何处理；如不需处理，请说明理由。如何处理；如不需处理，请说明理由。 。解析解析 （1 1）根据和碳反应产生了能使澄清石灰水变）根据和碳反应产生了能使澄清石灰水变浑浊的气体，一定为浑浊的气体，一定为COCO2 2，则，则Z Z一定为氧元素。一定为氧元素。

56、（2 2）停止加热前不需要先断开）停止加热前不需要先断开a a和和b b的连接，因为停的连接，因为停止加热后，仍继续通氮气，直至反应管冷却，因此止加热后，仍继续通氮气，直至反应管冷却，因此不会造成倒吸。不会造成倒吸。（3 3）根据其化学式）根据其化学式MZMZ，其中一定含有，其中一定含有“O”O”元素，元素，M M为金属，因此氧化物与为金属，因此氧化物与C C发生氧化还原反应，发生氧化还原反应，COCO2 2、C C之间同样反应。因此之间同样反应。因此a a中反应方程式为中反应方程式为MO+C M+COMO+C M+COMO+CO M+COMO+CO M+CO2 2COCO2 2+C 2CO+

57、C 2CO2MO+C CO2MO+C CO2 2+2M+2M（4 4）因尾气中含有有毒气体）因尾气中含有有毒气体COCO，因此需要处理。，因此需要处理。答案答案 （1）氧）氧（2）不需要；因为有）不需要；因为有N2不断通入，不断通入，b瓶溶液不会倒瓶溶液不会倒吸至吸至a管管（3）MO+C M+CO,MO+CO M+CO2,CO2+C 2CO,2MO+C 2M+CO2（4）需要处理，）需要处理， 因含有因含有CO，可连接一个加热的装，可连接一个加热的装有有CuO粉末的反应管或在出气管口放一点燃的酒精粉末的反应管或在出气管口放一点燃的酒精灯灯1.某氯碱厂利用废铁皮制取净水剂某氯碱厂利用废铁皮制取净

58、水剂FeCl3溶液，最合溶液，最合 理的生产途径是理的生产途径是 （ ） A. B. C. D. 解析解析 A A项中生成的项中生成的FeClFeCl3 3固体可能混有固体可能混有FeFe，加水后，加水后 FeFe与部分与部分FeClFeCl3 3反应会生成反应会生成FeClFeCl2 2，A A错误；错误；C C项中项中H H2 2 与与ClCl2 2光照会发生爆炸，光照会发生爆炸，C C错误；错误；D D项中除项中除H H2 2与与ClCl2 2光光 照会发生爆炸外，铁高温燃烧会生成照会发生爆炸外，铁高温燃烧会生成FeFe3 3O O4 4，D D项错项错 误。误。 答案答案 B2.下列实

59、验报告记录的实验现象正确的是下列实验报告记录的实验现象正确的是 （ ）解析解析 二氧化硫能使紫色的石蕊试液变红，但是不能二氧化硫能使紫色的石蕊试液变红，但是不能使其褪色；二氧化硫能使品红溶液褪色；二氧化硫使其褪色；二氧化硫能使品红溶液褪色；二氧化硫通入到通入到Ba(NOBa(NO3 3) )2 2溶液中，可以被氧化成溶液中，可以被氧化成SO ,SO ,与与BaBa2+2+反应生成反应生成BaSOBaSO4 4白色沉淀；通入到白色沉淀；通入到NaOHNaOH和和BaClBaCl2 2的混合的混合溶液中，先生成溶液中，先生成SO SO ，而后生成，而后生成BaSOBaSO3 3白色沉淀。白色沉淀。

60、2-42-3答案答案 B3.实验室配制和保存硝酸亚铁溶液，应采取的正确实验室配制和保存硝酸亚铁溶液，应采取的正确 措施是措施是:把蒸馏水煮沸把蒸馏水煮沸,以赶走水中溶解的以赶走水中溶解的O2； 溶解时加入少量稀硝酸；溶解时加入少量稀硝酸；加入少量还原铁粉，加入少量还原铁粉， 并充分振荡；并充分振荡；加入少量盐酸，并装入棕色试剂加入少量盐酸，并装入棕色试剂 瓶中，其中正确的是瓶中，其中正确的是 （ ） A. B. C. D.解析解析 加入稀盐酸，会引入杂质离子加入稀盐酸，会引入杂质离子ClCl- -。A4.在实验室进行物质制备在实验室进行物质制备,下列实验设计方案中下列实验设计方案中,理理 论上