高考化学（苏教版）一轮复习《选修6实验化学》课件

选修6实验化学［考纲展示］

1.掌握物质分离和提纯的区别、原则和要求。2.掌握物质分离和提纯的常用仪器、基本操作和常见方法。能对常见的物质进行分离和提纯。3.初步了解现代分离技术，如膜分离技术、气相色谱法等。4.能应用过滤、蒸发、萃取、蒸馏、层析等方法分离和提纯常见的物质。第一单元物质的分离与提纯[主干知识]一、海带中碘元素的分离和检验1．灼烧海带：取3g～5g干燥海带剪碎放入坩埚中，在通风处灼烧至完全灰化，冷却。2．浸取、过滤：将海带灰转入小烧杯，加入30mL蒸馏水，煮沸2～3min，过滤，得滤液。3．氧化I－：用Cl2或H2O2氧化I－，离子方程式分别为：Cl2＋2I－===I2＋2Cl－，H2O2＋2I－＋2H＋===I2＋2H2O。4．检验生成的I2：取少量水溶液滴入淀粉溶液变蓝色。5．萃取I2：可选用苯或CCl4作萃取剂，此步用到的主要玻璃仪器是分液漏斗。[点拨]利用碘升华的特性对其进行纯化可以利用碘升华的特性对其进行纯化。将氧化后的含I2的水溶液小心、慢慢地加热蒸发至干，再继续加热使I2挥发，用冷却法收集I2，就达到了使I2纯化的目的。二、层析、渗析和盐析1．层析法(1)层析法也称色层法和色谱法，是分离、提纯和鉴别物质的重要方法之一。层析法可分为纸层析、柱层析和薄层层析等。层析方法不同，但基本原理是一致的。(2)用层析方法分离CuCl2和FeCl3的混合溶液。①用化学方法分离CuCl2和FeCl3的混合溶液比较繁琐，而层析法比较简单，只要一些溶剂(丙酮，盐酸)及滤纸即可，时间也不需过长，现象非常明显。经氨熏后滤纸上端出现红棕色，下方出现蓝色。这说明混合物中的Fe3＋和Cu2＋已经分开了。2．渗析根据分散系中粒子直径的大小，用半透膜将离子或小分子跟胶体粒子分离的方法叫渗析。常用于胶体的提纯。3．盐析向皂化反应后的混合液中加入食盐和向蛋白质溶液中加入(NH4)2SO4等浓度的无机盐溶液，使高级脂肪酸钠和蛋白质析出，这两个过程叫盐析。盐析用于分离高级脂肪酸钠(肥皂)和分离、提纯蛋白质。检验Fe3＋除用氨水外还可以用什么试剂？提示：检验Fe3＋还可以用KSCN溶液，现象是出现红色配合物。或向溶液中加入K4[Fe(CN)6](亚铁氰化钾)，如果有蓝色沉淀生成，说明溶液中含有Fe3＋；反应的离子方程式分别为：Fe3＋＋SCN－

[Fe(SCN)]2＋(血红色)、Fe3＋＋K＋＋[Fe(CN)6]4－===KFe[Fe(CN)6]↓(普鲁士蓝)。三、结晶和重结晶1．结晶(1)蒸发结晶：通过蒸发溶液，减少一部分溶剂，使溶液达到饱和而析出晶体的方法称为蒸发结晶，此法主要用于溶解度随温度改变变化不大的物质如NaCl。(2)冷却结晶：通过降低温度使溶液冷却达到饱和而析出晶体的方法称为冷却结晶，此法主要用于溶解度随温度下降明显减小的物质如KNO3等。在实际应用中常将两种结晶方法结合使用。2．重结晶当一种溶剂溶解着两种或多种晶体时，结晶得到的晶体往往不纯。将结晶得到的晶体重新溶于少量溶剂后再进行结晶叫做重结晶。通过重结晶分离物质的方法叫做重结晶法。3．影响晶粒生成的条件溶质的溶解度越小，或溶液浓度越高，或溶剂蒸发速率越快，或溶液冷却得越快，析出的晶粒就越细小；反之，可得到较大的晶体颗粒。4．KNO3晶体的制备(1)溶解NaNO3和KCl固体；(2)蒸发溶剂浓缩溶液，当溶液体积减小到约为原来的一半时，迅速趁热过滤析出的NaCl晶体；(3)冷却结晶；(4)减压过滤得粗产品KNO3晶体称量。(5)重结晶①配制热的KNO3粗产品的浓溶液；②冷却结晶；③抽滤。制备硝酸钾晶体时，为什么要趁热过滤？提示：由于实验中所用的液体量较少，液体在空气中降温较快，因此，必须迅速进行热过滤，以防止由于温度下降造成KNO3析出混入NaCl晶体中，使产品的产率降低。[自我诊断]1．利用过滤的方法可分离液态混合物。(×)2．用玻璃棒搅拌漏斗中的液体以加快过滤速度。(×)3．可用乙醇萃取溴水中的溴，再对二者蒸馏分离。(×)4．洗涤沉淀时，应用玻璃棒轻轻搅拌，使得沉淀表面上的杂质溶于水中。(×)5．用纸层析法可以检验氯化铁溶液中是否混有少量氯化铜。(√)6．在高温下某溶液中，溶解硝酸钾、氯化钠均达饱和，冷却析出晶体的成分是纯硝酸钾晶体。(×)1．取碘水四份于试管中，编号为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ，分别加入汽油、CCl4、酒精、NaCl溶液，振荡后静置，现象正确的是(

)A．Ⅰ中溶液分层，下层呈紫红色B．Ⅱ中溶液分层，下层呈紫红色C．Ⅲ中溶液分层，下层呈棕黄色D．Ⅳ中溶液不分层，溶液由棕黄色变成黄绿色解析：汽油、CCl4不溶于水，出现分层现象，Ⅲ、Ⅳ不出现分层，I2在有机溶剂中呈紫红色，且CCl4层在水层的下面，汽油层在水层上面；碘水的颜色为黄色，不是黄绿色。答案：B三组易混淆的分离、提纯操作1．萃取与分液(1)原理利用溶质在互不相溶的溶剂里溶解度不同，用一种溶剂把溶质从它跟另一种溶剂所组成的溶液里提取出来，这种方法叫做萃取。分液是把两种互不相溶的液体分离开来的操作。(2)仪器分液漏斗、铁架台或漏斗架、烧杯等。(3)步骤①萃取将萃取剂和溶液同时加入到分液漏斗中，用右手压紧分液漏斗的玻璃塞子，左手握住旋塞部分，将其倒转过来，用力振荡，溶液中一部分溶质便转移到萃取剂中，静止后分为上下两层。萃取剂在选择时应具备：a.萃取剂和原溶剂互不混溶；b.萃取剂和溶质互不发生反应；c.溶质在萃取剂中的溶解度远大于在原溶剂中的溶解度。萃取原则：少量多次。②分液操作步骤如下：a．分液漏斗在使用前应洗净并检查是否漏水。b．把盛有待分液液体的分液漏斗放在铁架台上的铁圈上，使漏斗颈末端紧贴在铁架台上的烧杯的内壁上，静置片刻。c．把分液漏斗上的玻璃塞打开或使塞上的凹槽或小孔对准漏斗口上的小孔，使漏斗内外空气相通，以保证漏斗里的液体能够流出。d．下层液体从漏斗下口流出，适时关闭活塞，上层液体从漏斗上口倒出，以免其被残留在漏斗颈上的液体污染。萃取和分液往往是结合进行的。2．蒸馏与分馏(1)原理相溶的液态物质，根据组分的沸点不同把它们分开的方法叫蒸馏；控制不同的温度范围进行的连续的蒸馏是分馏。其装置如下：(2)注意事项①在蒸馏烧瓶中放少量碎瓷片或沸石，防止液体暴沸。

②温度计水银球的位置应位于支管口下缘处。③蒸馏烧瓶中所盛放液体不能超过其容积的2/3，也不能少于1/3。④冷凝管中冷却水从下口进，从上口出。⑤加热温度不能超过混合物中沸点最高物质的沸点。⑥若物质受热易分解，应采用油浴、沙浴或水浴等方法进行加热。3．结晶与重结晶(1)结晶(2)重结晶假如第一次得到的晶体纯度达不到要求，可将所得晶体溶于少量溶剂中，然后进行蒸发(或冷却)结晶、过滤，如此反复的操作称为重结晶。进行重结晶操作时，应将每次结晶得到的母液收集起来，进行适当处理，以提高产率。重结晶提纯法的一般过程：选择溶剂→溶解固体→除去杂质→晶体析出→晶体的收集与洗涤→晶体的干燥[典例1]海洋植物如海带、海藻中含有丰富的碘元素，碘元素以碘离子的形式存在，实验室里从海藻中提取碘的流程如下：(1)指出提取碘的过程中有关的实验操作名称：①________，③________。写出过程②中有关反应的离子方程式______________________。(2)提取碘的过程中，可供选择的有机试剂是________。A．甲苯、酒精

B．四氯化碳、苯C．汽油、乙酸

D．汽油、甘油(3)为使海藻灰中碘离子转化为碘的有机溶液，实验室里有烧杯、玻璃棒、集气瓶、酒精灯、导管、圆底烧瓶、石棉网以及必要的夹持仪器、物品，尚缺少的玻璃仪器是________________。(4)从含碘的有机溶液中提取碘和回收有机溶剂，还需经过蒸馏，指出上图所示实验装置中的错误之处：①_________________________；②________________________；

③________________。(5)进行上述蒸馏操作时，使用水浴的原因是________________，最后晶体碘在________里聚集。[解析]

(2)选择萃取剂的要求为：不溶于水，碘在萃取剂中的溶解度较大。(3)缺少过滤用的漏斗和萃取分液时必需的分液漏斗。[答案]

(1)①过滤③萃取Cl2＋2I－===I2＋2Cl－(2)B

(3)分液漏斗、漏斗(4)①缺石棉网②温度计插到了液体中③冷凝管进出水的方向颠倒(5)便于控制温度且使蒸馏烧瓶受热均匀蒸馏烧瓶1．(2014年绍兴模拟)欲从溴水中提取溴，需要进行哪些操作(

)A．萃取

B．分液C．萃取和分液

D．萃取、分液和分馏解析：由于溴和水均易挥发，故不可直接分馏，溴在水中的溶解度较小，在有机溶剂中溶解度较大，故先加入有机溶剂如四氯化碳等，进行萃取、分液，然后将萃取后的溴的四氯化碳溶液进行分馏。答案：D2．下列实验操作或原理不正确的是(

)A．纸层析法中的展开剂能够展开的主要原理是毛细现象B．分液操作时，分液漏斗中的下层液体从下口放出，上层液体从上口倒出C．萃取操作时，应选择有机萃取剂，且萃取剂的密度必须比水大D．测定溶液pH的操作：将pH试纸置于表面皿上，用玻璃棒蘸取溶液，点在pH试纸的中部，与对应的标准比色卡比较三种特殊分离、提纯方法——层析法、减压过滤、渗析法解析：本题考查化学实验基本操作知识。A项，纸层析法分离物质时，展开剂在滤纸纤维中发生毛细现象，正确，B项，为防止残留在分液漏斗下口处的下层液体混杂在上层液体中，待从下口放出下层液体后，必须将上层液体从上口倒出，正确；C项，萃取操作时，萃取剂不一定为有机萃取剂，如萃取乙醇和苯的混合物中的乙醇，可选择水为萃取剂，另外萃取剂的密度可以比水大，也可以比水小，C错；D正确。答案：C1．层析法(1)纸上层析对流动相的要求：纸上层析中要求流动相溶剂对分离物质应有适当的溶解度，溶解度太大，待分离物质会随流动相跑到前沿；太小，则会留在固定相附近，使分离效果不好。因此要根据待分离物质的性质选择合适的流动相。通常，对于能溶于H2O的待分离物质，以吸附在滤纸上的H2O作为固定相，以与H2O能混合的有机溶剂(如醇类)作流动相。由于吸附在滤纸上的样品的各组分在水或有机溶剂中的溶解能力各不相同，各组分会在两相之间产生不同的分配现象。亲脂性强的成分在流动相中分配的多一些，随流动相移动的速度就快一些，而亲水性强的成分在固定相中分配的多一些，随流动相移动的速度就慢一些。这样，性质不同的组分就分离在滤纸的不同位置上。(2)纸层析法的应用：纸层析法分离Fe3＋和Cu2＋——点样、层析、显色叶绿体中色素的提取和分离——研磨、取液、点样、层析用粉笔分离红、蓝墨水中的色素——点样、层析2．减压过滤布氏漏斗上有许多小孔，漏斗管插入单孔橡胶塞与吸滤瓶相接。橡胶塞插入吸滤瓶内的部分不得超过塞子高度的2/3，布氏漏斗的颈口斜面应与吸滤瓶的支管口相对，以便于吸滤。当要求保留溶液时，需在吸滤瓶和抽气泵之间增加一安全瓶，以防止当关闭抽气泵或水的流量突然变小时发生倒吸，使自来水回流，进入吸滤瓶内污染溶液。安全瓶长管和短管的连接顺序不要弄错。注意：①制备硝酸钾、硫酸亚铁铵、阿司匹林时均要用到减压过滤(抽滤)，减压过滤的目的是为了加快过滤速度，得到较干燥晶体。②胶状沉淀和颗粒太小的不适用于减压过滤。3．渗析(1)半透膜：有选择地让某些物质通过的膜叫半透膜。利用半透膜可以达到分离、提纯某些物质的目的。(2)原理：半透膜的孔径较小，只有小分子或离子才能通过，而胶粒或其他大分子不能通过。利用半透膜的性质，我们可以分离大分子与小分子组成的混合物，这种分离方法称之为渗析。(3)新的分离技术——膜分离技术：膜分离技术是现代化学工业中常用的一种分离技术，它的基本原理是利用天然或人工合成的、具有选择透过性的薄膜，以外界能量或化学位差(浓度差、电位差、温度差、压力差等)为推动力，对两种组分或多种组分的混合物进行分离、提纯的新的分离方法。[典例2]

Fe3＋和Cu2＋能够在滤纸上彼此分离开的原因是(

)A．饱和FeCl3和CuSO4溶液已经分层B．阳光的照射使Fe3＋和Cu2＋能彼此分开C．滤纸对Fe3＋和Cu2＋的吸附力不同D．Fe3＋和Cu2＋在流动相溶剂中的溶解能力、扩散速度不同[解析]

纸上层析分离Fe3＋和Cu2＋时，含有Cu2＋和Fe3＋的溶液涂在滤纸一端，丙酮作流动相溶剂，在滤纸的毛细作用下，展开剂携带Cu2＋和Fe3＋沿滤纸纤维向上移动，因为速度不同(溶解能力的不同)，一段时间后，Cu2＋和Fe3＋距起点的距离会不同，从而达到分离的目的。[答案]

D2．以下关于纸层析的叙述，错误的是(

)A．纸层析法适用于分离和检验化学性质十分相近的分子或离子B．用纸层析法可以分离氯化铁溶液中混有的少量氯化铜C．纸层析法是利用试样中各种离子随展开剂在滤纸上展开的速率不同而形成不同位置的色斑D．为了看到色斑，只有有色离子的检验才可以用纸层析法解析：纸层析能够分离和检验化学性质十分相近的分子或离子，但并不是只有有色离子的检验才可以用纸层析法，无色离子的检验可以先纸层析后再利用显色反应检验。答案：D本小节结束请按ESC键返回［考纲展示］

1.了解常见物质的检验、鉴别方法。2.初步掌握天平、酸碱滴定管等一些常用定量分析仪器的使用方法。3.了解对物质进行定性研究和定量分析的基本方法。第二单元物质的检验、鉴别及定量分析[主干知识]一、物质的检验与鉴别1．牙膏中某些成分的检验(1)碳酸钙的检验：加入稀盐酸有无色、无味能使澄清石灰水变浑浊的气体逸出，离子方程式为：CaCO3＋2H＋===Ca2＋＋CO2↑＋H2O。(2)甘油的检验加入新制的Cu(OH)2，溶液呈绛蓝色。(3)含氟牙膏中的F－可用CaCl2溶液检验，离子方程式为2F－＋Ca2＋===CaF2↓。2．火柴头中某些成分的检验(1)成分：火柴头上的物质一般是KClO3、MnO2等氧化剂和易燃物，如硫等。(2)检验硫元素：(检验燃烧后的SO2气体)(3)检验氯元素方案一：将燃尽的火柴头浸泡在水中，取少量溶液于试管中，再滴加AgNO3溶液和稀HNO3，有白色沉淀产生。(先将氯元素转化为Cl－，再检验Cl－)3．居室内空气中甲醛浓度的检测(1)配制1×10－4mol·L－1的KMnO4溶液(2)测定取2mL1×10－4mol·L－1KMnO4溶液，滴入1滴6mol·L－1的H2SO4溶液酸化。用50mL的注射器缓慢抽气，记录溶液恰好褪色时抽气的次数。(3)KMnO4酸性溶液氧化甲醛的离子方程式为：4MnO＋5HCHO＋12H＋―→4Mn2＋＋5CO2↑＋11H2O。4．亚硝酸钠和食盐的鉴别(1)利用亚硝酸的不稳定性方案一：向取样溶液中加入稀H2SO4，若有红棕色气体产生，说明是NaNO2。(HNO2不稳定性)(2)利用亚硝酸钠的氧化性方案三：向取样溶液中加入淀粉KI溶液，若溶液变蓝色，说明是NaNO2。(3)利用亚硝酸钠的还原性方案五：向取样溶液中滴入K2Cr2O7酸性溶液中，若溶液由橙色变为绿色，说明是NaNO2。(4)利用AgNO2的性质方案六：向取样溶液中加入AgNO3溶液，有白色沉淀产生，加入稀硝酸沉淀溶解。

[点拨]检验牙膏中的甘油时，要注意以下问题：(1)氢氧化铜悬浊液要现用现配。(2)牙膏中甘油含量较少，新制Cu(OH)2悬浊液不宜加得太多，否则Cu(OH)2的颜色会对实验现象产生干扰。二、物质的定量分析1．食醋总酸含量的测定(1)食醋总酸含量的测定原理CH3COOH＋NaOH===CH3COONa＋H2O。(2)指示剂的选择①用NaOH溶液滴定食醋溶液时应选用酚酞作指示剂；②用盐酸滴定氨水时应选用甲基橙作指示剂。(3)实验数据的处理m(CH3COOH)＝c(NaOH)×V(NaOH)×M(CH3COOH)。(100mL食醋中取出VmL，配成250mL稀溶液，从中移取25mL滴定)根据3次测定的平均值，可计算食醋中总酸含量的平均值。2．镀锌铁皮锌镀层厚度的测定(1)锌的电化学腐蚀锌的化学性质比铁活泼，如果镀锌铁皮的锌镀层被破坏，将在潮湿空气中发生电化学腐蚀，残留的锌镀层作为原电池的负极，锌先被腐蚀。将镀锌铁皮放到酸中时，发生原电池反应，电极反应如下：负极Zn－2e－===Zn2＋正极2H＋＋2e－===H2↑待锌在酸中完全溶解后，产生氢气的速率显著减慢，可以借此判断锌镀层是否反应完全。镀锌铁皮锌镀层厚度的测定实验中为何将铁片小火烘干而不能高温烘干？提示：因铁在高温时易被空气中的氧气氧化。若烘干时温度过高，会有部分铁转化为氧化物而使铁片质量增大，导致实验结果偏小。[自我诊断]1．加入氯化钡溶液有白色沉淀产生，再加盐酸，沉淀不消失，则原溶液中一定有SO。(×)2．食醋总酸含量的测定过程中若NaOH标准溶液滴加过量，溶液呈深红色，则无法补救，必须重做实验。(×)3．镀锌铁皮锌镀层厚度的测定实验中将铁片从酸溶液中过早取出会使测量结果偏小。(√)4．亚硝酸钠与AgNO3溶液反应生成不溶于稀硝酸的AgNO2沉淀。(×)5．检验牙膏中的CaCO3时，不能用稀H2SO4代替稀盐酸。(√)6．用已知物质的量浓度的NaOH溶液滴定未知物质的量浓度的醋酸，用酚酞作指示剂，滴定至溶液由无色变为粉红色，并在半分钟内不褪色即达到滴定终点。(√)1．对于某些离子的检验及结论一定正确的是(

)A．用铂丝蘸取少量固体在酒精灯上灼烧，火焰呈黄色，一定不含K＋B．滴入几滴紫色石蕊试液变蓝色，说明该溶液一定含OH－，即为碱溶液D．加入碳酸钠溶液产生白色沉淀，再加盐酸白色沉淀消失，一定有Ba2＋物质的检验和鉴别解析：A项，由于黄色的干扰，无法确定K＋是否存在；B项，也可能是强碱弱酸盐溶液；D项，可能含Ca2＋、Mg2＋等。答案：C1．鉴定、鉴别与推断根据检验的目的及要求不同，物质的检验大致可以分为鉴定、鉴别和推断三种。(1)鉴定指用化学方法来确定未知物质的组成，各组成部分一定要逐一检验出来，鉴定又分为定性和定量两种。(2)鉴别是用一定的物理或化学方法把两种或两种以上已知物质一一区别开。如不用任何试剂加以鉴别、只用一种试剂予以鉴别、任选试剂鉴别等。(3)推断推断是通过已知实验事实，根据性质分析推理出物质的组成、结构和名称。推断与鉴别、鉴定的联系在于：均需要根据物质的特征反应，选择适当的试剂和方法，准确观察反应中的颜色变化、沉淀的生成或溶解、气体的生成、焰色反应等现象加以判定。2．物质检验的基本步骤(1)对试样进行外观观察试样外观，即被检验物质的状态、颜色、气味等。对试样的外观进行观察，可以得到一些具有参考价值的现象、结论以帮助在进行物质检验中的判断，缩小检验范围。(2)取样作准备对被检验的物质，一般是取其适量进行检验，以免造成不必要的浪费。对取出的样品，若是固体，一般要将它溶于水中配成溶液。配成溶液的目的，一是有利于有关化学反应的发生，此外这也是物质检验的措施之一。通过试样的溶解，可进一步缩小检验范围。(3)检验若检验的是已配好的溶液，每次均应取少量溶液进行检验绝对不能将检测试剂(或试纸)直接加到全部待检测的溶液中去。3．物质鉴别的常用方法[典例1]如图是牙膏中某些主要成分检验流程图，请回答以下问题：(1)牙膏中的摩擦剂约占牙膏成分的50%，主要用于增强牙膏的摩擦作用和去污效果，不同种类的牙膏含有的摩擦剂有所不同，在上述流程图的第③步加入盐酸后会产生不同现象，请你填空：(2)日常生活中使用的牙膏里面都含有一定量的摩擦剂，试回答下列相关问题：①根据你的推测，摩擦剂应具备下列性质中的哪几条________。a．易溶于水

B．难溶于水c．坚硬

D．柔软e．颗粒较大f．颗粒较小②作牙膏摩擦剂的粉末状碳酸钙可以用石灰石来制备。以下是一种制备碳酸钙的生产方案，其流程图如下：请你写出上述方案中有关反应的化学方程式：a．_________________________________________________；b．_________________________________________________；c．_________________________________________________。(3)新制Cu(OH)2的配制方法是______________________________

___________________________________。牙膏中含有一定量的甘油，其主要功能是作保湿剂，在流程图的第②步得到的澄清溶液中加入新制Cu(OH)2，产生的现象是___________________________________________________________，

化学方程式为____________________________________________。(4)实验测定澄清溶液的pH>7，可能原因是__________________________________________(用离子方程式表示)。(5)牙齿表面由一层硬的、组成为Ca5(PO4)3OH的物质保护着，它在唾液中存在下列平衡：进食后，细菌和酶作用于食物，产生有机酸，这时牙齿就会受到腐蚀，其原因是______________________________________。已知Ca5(PO4)3F(s)的溶解度比上面的矿化产物更小，质地更坚固。请用离子方程式表示，当牙膏中配有氟化物添加剂后能防止龋齿的原因：__________________________________________________________________________________。根据以上原理，请你提出一种其他促进矿化的方法：________________________。[解析]本题以牙膏中主要成分的检验为背景，综合考查了摩擦剂SiO2、CaCO3、Ca3(PO4)2、Al(OH)3与盐酸反应的现象；CaCO3―→CaO―→Ca(OH)2―→CaCO3的转化；甘油的检验以及盐的水解、难溶电解质的溶解平衡等有关知识。[答案]

(1)(2)①bcfb．CaO＋H2O===Ca(OH)2c．Ca(OH)2＋Na2CO3===CaCO3↓＋2NaOH(3)向5%NaOH溶液中加入几滴2%CuSO4溶液溶液出现绛蓝色1．用试纸检验气体性质是一种重要的实验方法。如图所示的实验(可加热)中，下列试纸的选用、现象、对应结论都正确的一项是(

)解析：碘遇淀粉溶液变蓝是因碘分子进入到淀粉分子间而显蓝色，这是碘分子的一个特殊性质而不是它的氧化性，A错；氨气能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，故不能用蓝色石蕊试纸检验，试纸选错，B错；二氧化氮能使碘化钾淀粉试纸变蓝，是因其具有氧化性，将碘离子氧化为单质碘，D错。答案：C定量实验分析2．在镀锌铁皮的锌镀层厚度的测定过程中，下列操作会导致测定结果偏高的是(

)A．过早判断反应终点B．过迟判断反应终点C．锌在酸中溶解后，铁皮未烘干就去称重D．在测定铁皮的面积时测得面积比铁皮的实际面积大解析：过迟判断反应终点导致部分铁溶解，m1～m2偏大而引起结果偏高。过早判断反应终点、铁皮未烘干就去称重则使m1～m2偏小而引起结果偏低。答案：B1．定量实验概述定量实验是指对某些“量”具有准确要求的化学实验，其特点涉及计算、准确量取或称量、定量分析、误差分析等知识要点。物质的定量分析属于定量实验，它主要包括依据一定的原理、选择一定的方法、使用一些常用的定量分析仪器、通过实验来确定物质的成分、测定某种成分的含量等。2．中学阶段主要掌握以下几个重要的定量实验(1)一定质量分数溶液的配制；(2)一定物质的量浓度溶液的配制；(3)硫酸铜晶体中结晶水含量的测定；(4)酸碱中和滴定；(5)中和热的测定；(6)硝酸钾溶解度的测定。食醋总酸含量的测定、水果中维生素C含量的测定、镀锌铁皮镀层厚度测定、阿司匹林药品的有效成分检测等则是物质的定量分析的几个典型案例。定量实验是实验综合题的主要载体，混合物(气体、固体或液体)成分的定量确定、药品(样品)失效程度的定量测定、物质的有效成分的定量测定、环境污染指标的定量监测等，定量情景常常和常用仪器、基本操作等基础知识相融合，是实验型综合题的主要命题素材和呈现形式。3．定量测定常用的实验方法有重量法、气体体积法、滴定法等多种方法。对于同一个定量实验，往往可以采用不同的实验方法。如：测定纯碱中Na2CO3的含量时，可以通过重量法测定，也可以采用滴定法或气体体积法进行测定。4．定量分析的一般过程取样→试样的溶解→干扰组分的分离→测定方法的选择及数据的测定→数据的分析处理及结果的表示。(1)根据实验目的和要求(有时还需要根据现有的实验仪器及试剂)，确定与其相适应的合理的测定方法。(2)根据确定的测定方法设计正确合理的实验操作步骤，确定需直接测定的物理量和计算式。(3)正确规范的实验操作过程。(4)分析实验结果，并对可能产生实验误差的原因进行分析和讨论。在定量实验中，可能产生实验误差的原因是多方面的，如：①选定的测定方法不合理及设计的实验操作步骤的不合理；②使用的实验仪器或试剂不符合实验要求；③某些实验操作方法的不规范；④对实验数据处理不正确。因此要完成一个定量实验，必须根据实验目的和要求，严格正确地把握好每一个测定环节，才能得出正确的测定结果。[典例2]某酿造厂生产的“老谢琼醋”是一种优质琼醋。某高二年级研究性学习小组，运用酸碱中和滴定的原理对“老谢琼醋”进行了定量分析，以测定其中的酸(全部以CH3COOH计)的含量：用酸式滴定管量取10.00mL这种琼醋，置于已知质量的小烧杯中称得其质量为12.5g，再用100mL容量瓶稀释至100mL，滴定时每次取20.00mL于锥形瓶中，而选用的标准溶液是0.1125mol·L－1NaOH溶液，以及合适的指示剂。读取的数据记录如下，其中第3次滴定的读数请从上图所示中读取。(1)请把有关数据填入表中所有空格里。(2)琼醋样品从取出、称量、稀释到取液过程中，下列仪器水洗后不应再用相应琼醋润洗的仪器是________。A．酸式滴定管

B．小烧杯C．100mL容量瓶

D．锥形瓶(3)滴定时在锥形瓶底下垫一张白纸的作用_________________________________________________________。(4)滴定操作时，左手应________，观察滴定管里液面的高度时应注意________________________________________________________。(5)选用的合适指示剂是________，变色情况是________。(6)计算稀释后容量瓶中醋酸的物质的量浓度________。(7)计算“老谢琼醋”中醋酸的质量分数________。(2)配制溶液时100mL容量瓶不需要润洗，滴定时盛醋酸的锥形瓶不能润洗。(3)垫一张白纸是为了使滴定终点颜色变化更为明显，易于分辨。(4)左手应控制碱式滴定管的活塞；右手要拿着锥形瓶振荡。眼睛平视碱式滴定管内的液面，使液体凹液面的最低点与刻度线平齐。(5)这里是用强碱滴定弱酸，达到滴定终点时，溶液呈碱性，所以应选碱性条件下变色的指示剂，所以选酚酞试液作为指示剂，达到滴定终点时溶液颜色由无色变浅红色。(6)0.1125mol·L－1×19.30mL×10－3L·mL－1＝c(CH3COOH)×20.00mL×10－3L·mL－1c(CH3COOH)≈0.1086mol·L－1。(7)10.00mL这种琼醋中：n(CH3COOH)＝0.1086mol·L－1×20.00mL×10－3L·mL－1×(100mL/20.00mL)＝0.01086mol。w(CH3COOH)＝(0.01086mol×60g·mol－1/12.5g)×100%≈5.2%。[答案]

(1)(2)CD

(3)为了更好地观察溶液颜色的变化(4)控制碱式滴定管的活塞眼睛平视，使液体凹液面的最低点与刻度线平齐(5)酚酞由无色变浅红色(6)0.1086mol·L－1

(7)5.2%2．某研究小组为测定食用白醋中醋酸的含量进行的如下操作，正确的是(

)A．用碱式滴定管量取一定体积的待测白醋放入锥形瓶中B．称取4.0gNaOH放到1000mL容量瓶中，加水至刻度，配成1.00mol/LNaOH标准溶液C．用NaOH溶液滴定白醋，使用酚酞作指示剂，溶液颜色恰好由无色变为浅红色，且半分钟内不褪色时，为滴定终点D．滴定时眼睛要注视着滴定管内NaOH溶液的液面变化，防止滴定过量解析：A项不能用碱式滴定管量取白醋，应用酸式滴定管，错误；B项应先在烧杯中溶解固体，不能直接在容量瓶中溶解，错误；C项强碱滴定弱酸，用酚酞作指示剂，颜色变化符合滴定终点判断，正确；D项滴定时眼睛应注视锥形瓶内溶液颜色变化，错误。答案：C本小节结束请按ESC键返回［考纲展示］

1.了解化学实验探究的一般过程。初步学会设计探究物质性质的实验方案。2.能对实验事实做出合理的解释，运用比较、归纳、分析、综合等方法形成实验探究结论。3.能对实验探究过程进行评价和反思，并应用探究结果解决相关的化学问题。

4.了解反应条件控制在化学实验中的意义，初步掌握控制反应条件的方法。5.能发现生产、生活和化学实验研究中有意义的化学问题。第三单元物质性质的探究化学反应条件的控制[主干知识]一、物质性质的研究1．铝及其化合物的性质探究(1)铝与氧气反应的实验探究①铝在空气中或在冷的浓硝酸中形成致密氧化物薄膜，当有Cl－存在时，氧化膜易被破坏。②铝条在纯氧中点燃：剧烈燃烧，发出白光。(2)铝表面氧化膜的实验探究(3)铝的配合物的生成：①AlCl3溶液中逐滴滴入NaOH溶液，先生成沉淀，后又溶解。离子方程式为：Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓，2．乙醇的性质探究(1)乙醇、苯酚与Na的反应(2)氧化反应：在1mL2mol·L－1H2SO4溶液中滴加3～5滴5%的K2Cr2O7溶液，然后滴入乙醇振荡后，溶液由橙色变绿色。把生成的气体分别通入溴水和KMnO4酸性溶液中均褪色。3．苯酚的性质探究(1)溶解性将乙醇和浓硫酸的混合物加热到140℃时，能够生成乙醚(C2H5OC2H5)，该反应是消去反应吗？实验室用乙醇与浓硫酸反应制乙烯时，能否缓慢升温至170℃？提示：乙醇与浓硫酸共热到140℃时生成乙醚的反应是取代反应，而不是消去反应。实验室用乙醇与浓硫酸反应制乙烯时，要迅速升温至170℃，以防在140℃时发生副反应生成乙醚。二、化学反应条件的控制1．影响反应速率的因素(1)Na2S2O3与酸的反应：①离子方程式：②影响出现浑浊快慢(反应速率)的因素：a．同一温度下，浓度越大，出现浑浊越快。b．同一浓度时，温度越高，出现浑浊越快。(2)对H2O2分解的影响：①溶液酸碱性的影响：其他条件相同，酸碱性不同(碱性溶液中，H2O2分解较快)。②催化剂的影响：其他条件相同，催化剂不同(催化剂有MnO2、CuO、Fe2O3，Fe3＋、Cu2＋等)。③测定H2O2分解速率的方法：a．比较析出气泡的快慢，b．测定一定时间内收集到O2的体积，c．测定收集到一定量O2所用的时间。④温度的影响：其他相同条件(等体积等浓度的H2O2溶液和相同催化剂)不同温度。2．反应条件对化学平衡的影响(1)氯化钴溶液的变色原理：氯化钴溶液中存在如下平衡：①加水稀释：溶液由蓝色变为粉红色，说明平衡向正反应方向移动了；②加入浓盐酸：溶液由粉红色变为蓝色，说明平衡向逆反应方向移动了。(2)乙酸乙酯水解的影响因素：①加入酸，可加速水解速率。②加入碱，除起催化作用加速水解外，还促使平衡向水解方向移动，足量碱可使酯水解完全。①迅速推压活塞：颜色先变深后又变浅；②迅速提拉活塞：颜色先变浅后又变深。热的纯碱液常用来清洗餐具的原因是什么？提示：加热条件下能够促进Na2CO3的水解，而Na2CO3水解成的NaOH能够促进油脂的水解，故常用热的纯碱液洗涤餐具上的油污。[自我诊断]1．铝质槽车装运浓硝酸。(√)2．乙醇和苯酚都能与NaOH溶液发生中和反应。(×)3．苯酚有毒，不慎沾到皮肤上，应立即用NaOH溶液冲洗。(×)4．催化剂不参与化学反应，在反应前后没有任何变化。(×)6．增大反应物的浓度，能够增大活化分子的百分含量，所以反应速率增大。(×)1．下表中，对陈述Ⅰ、Ⅱ的正确性及两者间是否具有因果关系的判断都正确的是(

)物质性质的探究解析：A项错误，碳酸钠具有较强的碱性，不可用于治疗胃酸过多。B项错误，Na2O2与水反应生成NaOH，使酚酞变红，但又迅速将其氧化漂白而退色。C项错误，钠在空气中生成的氧化物为氧化钠，金属钠保存在煤油中，是为了隔绝氧气和水蒸气。D项正确，过氧化钠可以消耗CO2、H2O，产生O2，因此可用作航天员的供氧剂。答案：D1．研究物质性质的基本方法和程序研究物质性质的基本方法：观察法、实验法、分类法、比较法等。研究物质性质的基本程序：观察外观性质→预测物质性质→实验和观察→解释及结论。虽然研究物质的基本方法和程序是两个不同的概念，但实际上二者是密不可分的。对于二者的基本关系，可以用下图来做一个简明的概括。2．探究物质性质实验方案设计的原则这类实验方案的设计，首先要分析物质结构的特点或从物质所属的类型代表物去推测物质可能具有的一系列性质，根据现象明显、科学合理、安全可靠、简捷易行的原则提出合理的实验方案，去探索寻求物质可能具有的各种性质。3．探究物质性质实验方案设计的一般思路、程序4．探究物质性质实验方案步骤：设计实验方案―→观察记录实验现象―→分析归纳实验现象―→合理推断得出结论5．性质实验方案设计的常用方法(1)证明酸性①pH试纸或酸碱指示剂。②与Na2CO3溶液反应。③与Zn等反应。(2)证明弱碱性①证明存在电离平衡。②测定对应盐溶液酸碱性。③测量稀释前后pH变化。(3)证明氧化性与还原剂(如KI、SO2、H2S等)反应，产生明显的现象。(4)证明还原性与氧化剂(如KMnO4、浓硝酸等)反应，产生明显的现象。(5)证明为胶体分散系有丁达尔现象。(6)证明有碳碳双键(或三键)。使溴水或酸化的KMnO4溶液褪色。(7)证明酚羟基①与浓溴水反应产生白色沉淀。②与FeCl3溶液发生显色反应。(8)证明醛基①与银氨溶液作用发生银镜反应。②与新制Cu(OH)2悬浊液作用产生红色沉淀。(9)证明醇羟基与羧酸发生酯化反应，其产物不溶于水，有果香味。(10)比较金属的活动性①与水反应。②与酸反应。③置换反应。④原电池。⑤电解放电顺序。⑥最高价氧化物的水化物的碱性强弱。⑦对应盐溶液的酸碱性强弱。(11)比较非金属的活动性①置换反应。②与氢气反应快慢。③气态氢化物的稳定性。④最高价氧化物的水化物的酸性强弱。(12)比较酸(碱)的酸(碱)性强弱较强的酸(碱)能制得较弱的酸(碱)。[典例1]【实验设计】某研究性学习小组在研究由Fe2＋制备Fe(OH)2的过程中，设计了如下实验方案：方法一：按照图1进行实验，容器A中的反应开始时，活塞C处于打开状态，一段时间后，关闭活塞C，容器A中的反应仍在进行。最终在________容器中观察到白色沉淀(填“A”或“B”)。方法二：按图2进行实验，最终在两极中间的溶液中首先观察到白色沉淀。请从所给的试剂和电极材料中选择正确的序号填在横线上：①蒸馏水；②NaCl溶液；③NaOH溶液；④四氯化碳；⑤CuCl2溶液；⑥乙醇；⑦铁棒；⑧植物油；⑨碳棒。其中a为________，d为________(填序号)。【探究思考】实验表明上述实验中出现的白色沉淀会逐渐变为灰绿色或绿色，那么，如何解释出现灰绿色或绿色的现象呢？甲同学查阅资料后，得到Fe(OH)2的如下信息：(1)阅读该资料后，你对上述实验中出现灰绿色或绿色现象的解释是________________________________；资料中提到的微绿色的Fe3(OH)8，用氧化物的形式表示可写成________________________。(2)乙同学根据配色原理：白色或棕色不可能调配成绿色或灰绿色，认为绿色可能是Fe(OH)2·nH2O所致。用热水浴的方法加热“方法一”中生成的绿色沉淀，观察到沉淀有由绿变白的趋势。加热时，“方法一”活塞C应处于________(填“打开”或“关闭”)状态，容器A中的反应需处于______(填“停止”或“发生”)状态。写出该实验中支持乙同学观点的化学方程式：______________________________。(3)欢迎你参加该研究小组讨论，请提出一种有助于对沉淀由“白”变“绿”现象进行合理解释的实验设计新思路：________________________________________________________________________。[解析]

本题是一道探究性实验题，综合考查了电化学和化学实验知识，着重考查学生分析问题、知识迁移的能力。由所学知识可知，Fe(OH)2极易被空气中的氧气氧化成Fe(OH)3，分析图1可知，用此装置可以延缓Fe(OH)2被氧化的时间，从而可以较长时间地观察到白色Fe(OH)2沉淀。反应开始后，锥形瓶A中的铁屑与稀硫酸反应，生成硫酸亚铁和氢气，此时活塞C应处于打开位置，生成的H2进入锥形瓶B中，赶跑装置B中的空气，使装置B中充满H2，再关闭活塞C后，生成的H2使A中压强增大，把A中的溶液压入B中，此时硫酸有少量剩余，在B中硫酸和硫酸亚铁分别与NaOH反应。方法二是利用电解的方法来制备Fe(OH)2，结合题给试剂和电极材料，要在电解过程中产生Fe2＋，应选取铁棒作阳极，阴极可以选碳棒，也可以用铁棒，选取电解质溶液要注意题目要求：“在两极中间的溶液中首先观察到白色沉淀”，

d应选取NaCl溶液，若选NaOH溶液就会在阳极区首先观察到白色沉淀，若选用蒸馏水则导电能力太弱。

结合物质的密度大小，应选取植物油覆盖在电解质溶液上来隔绝空气。分析甲同学所查资料可知，沉淀变成灰绿色或绿色主要是因为部分Fe(OH)2被空气氧化成棕色的Fe(OH)3。以氧化物的形式表示Fe3(OH)8的方法与表示硅酸盐的方法相似，其形式为FeO·Fe2O3·4H2O。验证乙同学的猜测时要防止Fe(OH)2·nH2O被空气氧化，因此活塞C应处于打开状态，容器A中的反应也要继续进行。Fe(OH)2·nH2O受热分解生成氢氧化亚铁和水。[答案]

【实验设计】方法一：B方法二：⑦

②【探究思考】(1)由于Fe(OH)2部分被氧化，混入少量的Fe(OH)3

FeO·Fe2O3·4H2O(3)向含Fe2＋和Fe3＋的混合溶液中加入NaOH溶液后，观察生成沉淀的颜色是否为灰绿色[或者可以将Fe(OH)2和Fe(OH)3混合后观察其颜色]1．(2014年连云港质检)根据下列实验现象，所得结论正确的是(

)A．左边烧杯中铁表面有气泡，右边烧杯中铜表面有气泡活动性：Al>Fe>CuB．左边棉花变为橙色，右边棉花变为蓝色氧化性：Cl2>Br2>I2C．白色固体先变为浅黄色，后变为黑色(Ag2S)Ksp：AgCl>AgBr>Ag2SD．锥形瓶中有气体产生，烧杯中液体变浑浊非金属性：S>C>Si解析：A项左边烧杯是电解池，不能比较电极的金属活动性；B项能说明氧化性Cl2>Br2、Cl2>I2，但没有实验表明氧化性Br2>I2；C项沉淀转化过程为AgCl→AgBr→Ag2S，说明其溶解度依次减小；D项能说明酸性强弱顺序为HCl>H2CO3>H2SiO3；但不能说明非金属性Cl>C>Si，错误。答案：C化学反应条件的控制2．下列有关合成氨工业的叙述，可用勒夏特列原理来解释的是(

)A．使用铁做催化剂，可提高合成氨反应的速率B．高压比常压条件更有利于合成氨的反应C．500℃左右比室温更有利于合成氨的反应D．合成氨时采用循环操作，可提高原料的利用率解析：催化剂只能改变反应途径，不能影响平衡的移动，A不符合题意；高压有利于合成氨反应的平衡右移，B符合题意；采用高温会使合成氨反应的平衡左移，但此温度下催化剂的活性较高，C不符合题意；循环操作与平衡移动没有直接关系，D不符合题意。答案：B1．变量控制思想研究影响化学平衡移动的因素、改变化学反应速率的因素、影响化学反应的结果的因素的核心思路是：只改变一种条件，观察实验结果，从而得出该条件对结果的影响。这种思路反映的是变量控制的思想。2．实验示例：“蓝瓶子”实验(1)实验目的①了解控制化学反应条件的作用。②通过观察亚甲基蓝和亚甲基白在不同条件下的相互转化，学习观察法，体验对比实验法。(2)实验原理亚甲基蓝是一种暗绿色晶体，溶于水和乙醇，在碱性溶液中，蓝色亚甲基蓝很容易被葡萄糖还原为无色亚甲基白。振荡此无色溶液时，溶液与空气的接触面积增大，溶液中氧气的溶解量就增多，氧气把亚甲基白氧化为亚甲基蓝，溶液又呈蓝色。静置此溶液时，有一部分溶解的氧气逸出，亚甲基蓝又被葡萄糖还原为亚甲基白。若重复振荡和静置溶液，其颜色交替出现蓝色－无色－蓝色－无色……的现象，这称为亚甲基蓝的化学振荡。它是反应体系交替发生还原与氧化反应的结果。由蓝色出现至变成无色所需要的时间是振荡周期，振荡周期的长短受反应条件如溶液的酸碱度、反应物浓度和温度等因素的显著影响。当反应受到多个因素影响时，通常采用只改变某个因素，而维持其他因素不变的对照实验法来进行研究。(3)实验用品0．1%亚甲基蓝溶液、30%NaOH溶液、葡萄糖、蒸馏水。锥形瓶、试管、滴管、橡胶塞、烧杯、酒精灯、量筒、托盘天平、温度计、计时器。(4)实验程序①在锥形瓶中加入50mL水，溶解1.5g葡萄糖，逐滴滴入8～10滴0.1%亚甲基蓝至溶液呈蓝色。振荡锥形瓶，观察并记录现象。②加入2mL30%NaOH溶液，振荡、静置锥形瓶，观察并记录现象。再振荡锥形瓶至溶液变蓝，又静置锥形瓶，连续记录两次振荡周期。③把锥形瓶中的溶液分别倒入两支试管：①号试管装满溶液并用橡胶塞塞紧；②号试管只装半试管溶液并用橡胶塞塞好。同时振荡两试管，观察现象，对有颜色变化的试管，连续观察并记录两次振荡周期。④把①号试管中的溶液分一半到③号试管中，再向③号试管中滴加2滴0.1%亚甲基蓝，塞好两支试管。同时振荡，静置试管，观察并记录现象和振荡周期。⑤把①号、③号试管置于40℃的水浴中，约10min后，再振荡，静置试管于水浴中，观察并记录振荡周期的时间。⑥实验结束时，集中回收反应溶液，留作以后使用。[典例2]亚甲基蓝在碱性条件下与葡萄糖作用生成亚甲基白。亚甲基蓝的结构简式如下：著名的蓝瓶子实验操作步骤如下：①如上图所示，在250mL锥形瓶中，依次加入2gNaOH,100mLH2O,3gC6H12O6(葡萄糖)，搅拌溶解后，再加入3～5滴0.2%的亚甲基蓝溶液，振荡，混合液呈蓝色。②关闭活塞a、b，塞紧橡皮塞，将溶液静置，溶液变为无色。③再打开瓶塞，振荡，溶液又变为蓝色。④关闭活塞a、b，再塞紧橡皮塞，将溶液静置，溶液又变为无色。以上③、④可重复多次。试回答：(1)某学生将起初配得的蓝色溶液分装在A、B两支试管中(如上图，A试管充满溶液，B试管中有少量溶液)，塞上橡皮塞静置片刻，两溶液均显无色。若再同时振荡A、B试管，能显蓝色的是________(填“A”或“B”)。(2)若塞紧锥形瓶塞并打开活塞a、b，通入足量氢气后，再关闭活塞a、b并振荡，溶液能否由无色变为蓝色：______(填“能”或“不能”)；若塞紧锥形瓶塞并打开活塞a、b，通入足量氧气，溶液能否由无色变为蓝色：________(填“能”或“不能”)。(3)该实验中，影响溶液颜色互变快慢的主要因素有________________。(4)从上述变化的总结果看，葡萄糖的作用是__________，亚甲基蓝的作用是_______________________________________________。(5)上述实验中葡萄糖也可用鲜橙汁代替，因为其中含丰富的维生素C，可推测维生素C具有____________性。(6)该实验中③、④操作能否无限次重复进行__________，理由是____________________。[解析]

由反应原理可知，影响“蓝瓶子”实验的因素有：溶液碱性的强弱，葡萄糖的加入量，溶液的温度，振荡的周期等。对照分析不难得出答案。[答案]

(1)B

(2)不能能(3)振荡的剧烈程度(或溶解氧气的浓度)

(4)还原剂催化剂(或催化剂兼作指示剂)

(5)还原(6)不能一段时间后葡萄糖全部转化为其他物质(注：一段时间葡萄糖发生异构化分解及聚合，当溶液呈黄棕色时反应不能再进行下去。)回答下列问题：(1)该实验的目的是_______________________________________。(2)显色时间t1＝________。(3)温度对反应速率的影响符合一般规律，若在40℃下进行编号③对应浓度的实验，显色时间t2的范围为________。A．<22.0s

B．22.0s～44.0sC．>44.0s D．数据不足，无法判断(4)通过分析比较表中数据，得到的结论是___________________

______________________________________________。(3)温度升高反应速率加快，则t2<22.0s。(4)综合(1)(2)知反应速率与反应物起始浓度的乘积成正比。(2)29.3s

(3)A(4)反应速率与反应物起始浓度的乘积成正比(或显色时间与反应物起始浓度乘积成反比)本小节结束请按ESC键返回［考纲展示］

1.了解常见物质的制备和合成方法。进一步学习中学化学中一些基本实验操作。2.初步掌握有机物合成的一般原理和方法。3.能根据具体情况设计物质制备与合成的实验方案，并能对设计的实验方案进行分析、比较、优化和改进。4.能通过化学实验收集有关数据和事实，并运用科学方法加以处理。第四单元物质的制备、合成及电化学问题研究[主干知识]一、物质的制备与合成1．硫酸亚铁铵的制备(1)基本原理将铁屑溶于稀硫酸中生成FeSO4溶液，反应的方程式为Fe＋H2SO4(稀)===FeSO4＋H2↑。再往FeSO4溶液中加入(NH4)2SO4(其物质的量与FeSO4相等)，加热浓缩混合溶液，冷却过程中(NH4)2SO4·FeSO4·6H2O复盐便结晶析出，反应的方程式：FeSO4＋(NH4)2SO4＋6H2O===(NH4)2SO4·FeSO4·6H2O。(2)实验流程2．用制氢废液制备硫酸锌晶体3．阿司匹林的合成(1)基本原理由乙酰水杨酸和乙酸酐合成：(2)实验流程为什么硫酸铵溶液和硫酸亚铁溶液混合，浓缩后会析出硫酸亚铁铵晶体？提示：因为溶液中存在的是NH、Fe2＋和SO，浓缩时，溶解度小的盐会先析出。(NH4)2SO4·FeSO4·6H2O的溶解度比(NH4)2SO4和FeSO4都小。二、电化学问题研究1．原电池的研究实验操作及现象2.制作氢氧燃料电池(1)把两根碳棒先灼烧，然后放入冷水中，反复几次制得粗糙多孔电极。(2)以处理过的两个碳棒作电极电解2mol·L－1KNO3溶液，使两电极的碳棒上吸附很多气泡。(3)切断电源，在两电极之间接上音乐集成电路，即有音乐播放。3．金属的电化学腐蚀(1)析氢腐蚀：取甲、乙两根光亮铁钉，在乙上疏散地绕几圈光亮细铜丝。分别放入各盛有3mL0.1mol·L－1盐酸和2滴K3[Fe(CN)6](铁氰化钾)的试管。产生气泡较多较快的是乙，先出现蓝色沉淀的是乙。(2)吸氧腐蚀：取一块光亮铁片，滴上1滴含酚酞的食盐水，静置1～2min。可看到食盐水变红色。4．电解与电镀(1)电解含酚酞的食盐水：若分别用铁钉和石墨作电极，则铁钉应接电源的负极作阴极。电极反应分别为：阴极：2H＋＋2e－===H2↑阳极：2Cl－－2e－===Cl2↑阴极附近溶液变红色。(2)电镀：在铁钉上镀锌时，应用锌作阳极，铁钉作阴极，用含ZnCl2的溶液作电镀液。阴极：Zn2＋＋2e－===Zn阳极：Zn－2e－===Zn2＋[点拨]

(1)工业生产中对用于电解的饱和食盐水进行精制，以除去Ca2＋、Mg2＋等杂质离子，防止Ca2＋、Mg2＋等杂质离子，阴极产生的OH－与Ca2＋、Mg2＋等离子结合成Ca(OH)2、Mg(OH)2沉淀而增加电耗，缩短电极的寿命。(2)电镀前对镀件进行预处理，使镀件洁净和表面光滑，使镀层能更好的附着在镀件上，从而提高镀层质量。[自我诊断]1．用倾析法进行分离适用于沉淀的结晶颗粒较大。(√)2．甲醇燃料电池依据原电池原理可把电能转化为化学能。(×)3．在制备硫酸亚铁铵的过程中，加入过量的铁防止其水解。(×)4．形成原电池会加快金属的腐蚀。(√)5．电解MgCl2饱和溶液，可制得金属镁。(×)6．在制备阿司匹林的过程中水杨酸可以在各步纯化过程和产物的重结晶过程中被除去。(√)1．在实验室进行下列有关物质的制备流程中，理论上正确、操作上可行且经济上合理的是(

)物质制备实验方案的设计及评价解析：A项碳在空气中燃烧生成CO2，此设计操作上复杂；B项使用AgNO3不经济；D项Fe燃烧产物是Fe3O4，而不是Fe2O3。答案：C1．制备实验方案的设计的一般思路2．制备实验方案的设计的题型(1)限定几种原料，制备一种或几种物质。(2)限定几种原料，要求用几种不同的方法制备一种物质。(3)自选原料，制备某一指定物质。(4)用含杂质的物质为原料，提纯某一纯净物。(5)由给定废料回收、提取或制备某一物质。制备实验方案的设计，主要涉及原料、基本化学反应原理、实验程序和仪器、设备。核心是原料，由原料可确定反应原理，推导出实验步骤及所用仪器。3．优化原则——“四化”原理绿色化、条件缓和化、仪器简单化、分离方便化。4．分析以物质制备为主的综合实验题的一般方法(1)熟悉知识背景，熟悉常见的重要物质(如硫酸亚铁铵、氢氧化铝、乙酸乙酯、硫酸、硝酸、纯碱等)的制备原理、实验方案。(2)明确实验目的：只有目的明确，才能有的放矢。(3)分析实验原理：对某一个实验可能是新颖的，但所涉及的原理不外乎已介绍的几种。(4)理解各仪器与装置连接顺序和作用，关注实验的安全性、环保性等，能识别和绘制典型的实验仪器装置图。(5)充分利用题中信息，联想化学原理及物质的有关性质找到解题的“题眼”。(6)根据具体的仪器装置、药品对实验方案进行判断、选择、设计等。(7)注意数据的记录(有效数字)、处理和误差分析，了解计算产率的公式和方法。[典例1]

(2012年高考江苏卷)次硫酸氢钠甲醛(NaHSO2·HCHO·2H2O)在印染、医药以及原子能工业中应用广泛。以Na2SO3、SO2、HCHO和锌粉为原料制备次硫酸氢钠甲醛的实验步骤如下：步骤1：在烧瓶中(装置如图所示)加入一定量Na2SO3和水，搅拌溶解，缓慢通入SO2,至溶液pH约为4，制得NaHSO3溶液。步骤2：将装置A中导气管换成橡皮塞。向烧瓶中加入稍过量的锌粉和一定量甲醛溶液，在80～90℃下，反应约3h，冷却至室温，抽滤。步骤3：将滤液真空蒸发浓缩，冷却结晶。(1)装置B的烧杯中应加入的溶液是________。

(2)①步骤2中，反应生成的Zn(OH)2会覆盖在锌粉表面阻止反应进行，防止该现象发生的措施是___________________________________

_____________________________________________。②冷凝管中回流的主要物质除H2O外还有________(填化学式)。(3)①抽滤装置所包含的仪器除减压系统外还有____________、________(填仪器名称)。②滤渣的主要成分有________、________(填化学式)。(4)次硫酸氢钠甲醛具有强还原性，且在120℃以上发生分解。步骤3中不在敞口容器中蒸发浓缩的原因是_____________________________________________________。[解析](1)实验中未参与反应的SO2气体会经过导气管进入B装置，可用NaOH溶液吸收SO2，以防止污染环境。(2)①为防止Zn(OH)2覆盖在锌粉表面阻止反应进行，可快速搅拌，避免固体在三颈烧瓶底部沉积。②HCHO易挥发，在80～90℃条件下会大量挥发，加冷凝管，可使HCHO冷凝