高三化学实验设计

化学实验设计上海大学市北附属中学潘洪芳实验考题中的几个热点一、气密性检查二、仪器的组装和接口的连接三、安全问题装置四、实验方案的评价一、装置的气密性的检查2、液差法（启普发生器气密性检查）：关闭导气管上的活塞

从球形漏斗注入一定量的水（产生液面差）静止观察液面差是否变化

1、微热法习题二、装置连接顺序

实验装置的连接排列，一般应遵循：a对洗气装置、洗气瓶的进气管应“长进短出”；b干燥管应大口方向进气，小口出气；气水

c量气装置的导管应“短进长出”；

d有易挥发液体反应或生成时，要设计冷凝回流装置。

气体发生装置除杂干燥主要实验尾气的处理等程序。气在连接导管时:三、安全问题装置

通常设计化学实验时，为了保证操作人员的安全，保障实验如期顺利进行，往往要设置安全装置；一般在涉及气体的实验中最为常见。涉及到的安全问题有：防倒吸、防堵塞防爆炸、防污染等安全问题。（1）防倒吸安全装置卤化氢、氨气等溶解度大的气体

还有一种装置既可以防倒吸，还可以避免因气体压强过大而造成事故，如：（2）防堵塞安全装置①液封式

②恒压式

原理是流动的气体若在前方受阻，锥形瓶内液面下降，玻璃管中水柱上升

原理是使分液漏斗与烧瓶内气压相同，保证漏斗中液体顺利流出。

（3）防污染安全装置①灼烧式

②吸收式

③收集式

制备氯气、二氧化硫、二氧化氮、硫化氢、氨气、一氧化碳（等有毒气体时），要进行针对性的尾气处理。习题

科学性

安全性

可行性

简约性设计化学实验时，应遵循四个基本要求：

（即实验原理、操作程序和方法必须正确）

（即用药及操作要注意安全，注意环境保护等）（要满足中学现有的实验条件）（装置简单、步骤少、药品用量少、时间短等）四、实验方案设计习题回答下面问题：（1）这种制气装置在加入反应物前，怎样检查装置的气密性？塞紧橡皮塞，夹紧弹簧夹后，从漏斗注入一定量的水，使漏斗内的水面高于试管内的水面，停止加水后，漏斗中与试管中的液面差保持不再变化，说明装置不漏气。（2）将I装置的导管口插入水槽的水面下，关闭分液漏斗A的活塞，用酒精灯在A装置的烧瓶底部微热，若D、E、F、I的导管口有气泡产生；撤走酒精灯，各导管里形成一段水柱，说明该装置的气密性良好。。例（05年上海）以下各种尾气吸收装置中，适合于吸收易溶性气体，而且能防止倒吸的是（）BD例1、下图表示在没有通风橱收集纯净的氯气时设计的装置图，图中A、B是可控制的弹簧铁夹。（1）烧杯中盛放的液体是

；其作用是

，水槽中应盛放的液体是

。（2）简述操作过程：（从氯气已经产生开始）在收集氯气之前，应

、当氯气纯度合乎要求时，应

；当氯气收集完毕时，应

。

NaOH溶液吸收废气氯气饱和食盐水

关闭A夹，打开B夹。

刚产生Cl2时，开B夹，关A夹；开A夹，关B夹；例2、现有一定量含有Na2O杂质的Na2O2试样.请从下图中选用适当的实验装置，设计一个最简单的实验，测定过氧化钠试样的纯度（可供选用的反应物只有CaCO3固体,6摩尔/升盐酸和蒸馏水).请填写下列空白:(1)写出实验中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应是(填各接口的字母;连接胶管省略).

Na2O2+2H2O→4NaOH+O2↑Na2O+H2O→2NaOH⑤①④G接AB接F例3、铝粉是铝热剂的主要成份之一，常用铝锭制得的铝粉中含有少量的Al2O3和SiO2，用如图所示的装置（甲乙管用橡皮管连接可上下移动）测定铝粉中金属铝的含量，其方法是：用硫酸或氢氧化钠溶液与样品作用，通过产生的气体体积计算样品中金属铝的含量，根据实验原理回答下列问题：（1）如何检验此装置的气密性

。（2）从硫酸和氢氧化钠溶液两种试剂中挑选，应选用

较好，理由是

。向乙中注水，使之与甲产生液面差，记下乙中液面位置，静置，乙中液面不下移，即可。

可使样品全部反应，减少误差。

NaOH（3）装置中导管a所起的作用是

。A.保证实验装置不漏气B.使分液漏斗中的液体顺利滴下C.减少气体体积测定的误差（4）为了较准确测量产生的气体体积，在反应前后读取甲管液面的读数时应注意

。A.反应前读取甲管液面数据时应使甲、乙中液面保持水平B.反应后读取甲管液面数据时应使甲、乙中液面保持水平C.反应后读取甲管液面数据时，甲、乙两管液面无须保持水平D.反应后立即读取甲管液面数据，防止液面变动E.反应后静止置一会，待反应器恢复原来温度后再读取数据

B

AE例4、四氯化钛是无色液体，沸点为136℃，它极易水解，遇空气中水蒸气即产生“白烟”（TiCl4+H2O→TiOCl2+2HCl↑）。四氯化钛可由TiO2与Cl2发生置换反应而制得（TiO2不与HCl反应）。此反应在1000℃高温下进行得很慢，但如果有炭粉存在时，只要650℃—850℃反应便可顺利进行。下面是某同学设计的实验室制备TiCl4装置：请回答（1）A装置中反应的化学方程式是

。（2）B装置中的试剂为

，其作用是

。（3）C装置中的反应方程式为

。（4）D装置中冷凝水的方向为

进

出，该装置的作用为

。（5）E装置中NaOH溶液的作用是

。（6）请指出装置的缺陷和不妥之处，并进行改进。4HCl+MnO2→Cl2↑+MnCl2+2H2O浓H2SO4

吸放Cl2中水蒸气

TiO2+2Cl2→TiCl4+O2

ab使TiCl4冷凝回流进入D吸收Cl2

①E装置无排气孔，应在胶塞上加一支玻璃导管，与大气相通。②D、E间应加干燥装置例5、工业制纯碱时的第一步是通过饱和食盐水、氨和二氧化碳之间的反应，获得碳酸氢钠晶体，第二步是利用碳酸氢钠制取纯碱。第一步的反应原理可以用以下的两个化学方程式表示，两个反应的总结果是放热反应。NH3+CO2+H2ONH4HCO3NH4HCO3+NaCl（饱和）NH4

Cl+NaHCO3

某校学生化学活动小组欲在实验室中模拟制纯碱的第一步过程，以获得碳酸氢钠晶体。可供选择的试剂有：6mol/l盐酸、6mol/l的硫酸、氢氧化钠、石灰石、含氨的氯化钠饱和溶液

、蒸馏水、饱和的NaHCO3溶液。该小组学生设计的最简单的实验装置如图：（1）图中空中A处所用装置是（从装置I、II中选择）

。（2）请写出图中A、B、C、D处各仪器中盛放试剂的名称：A

，B

，C

，D

。（3）装置D的作用是

。（4）辅导教师指出要