1、- 1 -高中化学第二轮复习:实验第二部分、化学实验设计与评价六、化学实验设计与评价1、复习时注重对实验基础知识的整理和归纳。这部分内容较为琐碎，学习时可以依据以下思路，在理解的前提下加以掌握。实验方案设计题的基本思路：（1)明确目的原理：首先必须认真审题，明确实验的目的要求，弄清题目有哪些新的信息综合已学过的知识，通过类比、迁移、分析，从而明确实验原理。（2)选择仪器药品：根据实验的目的和原理以及反应物和生成物的性质、反应条件，如反应物和生成物的状态、能否腐蚀仪器和橡皮、反应是否加热及温度是否控制在一定范围等，从而选择合理的化学仪器和药品。(3)设计装置步骤：根据上述实验目的和原理，以及所选
2、用的实验仪器和药品，设计出合理的实验装置和实验操作步骤，学生应具备识别和绘制典型的实验仪器装置图的能力，实验步骤应完整而又简明。(4)记录现象数据：根据观察、全面准确地记录实验过程中的现象和数据。(5)分析得出结论：根据实验观察的现象和记录的数据，通过分析、计算、图表、推理，得出正确的结论。2、解题注意点：对同一化学实验，可设计出多种实验方案，选择采用的实验方案应具有效果明显、操作安全、装置简单、用药少、步骤少、时间短等优点。3、命题思路：综合实验将继承实验题一贯的设计思想：突出能力立意，考查考生的观察能力、思维能力、实验能力和评价能力。今后综合实验命题的几个方向在复习中应给予关注：一是根据要
3、求，设计实验方案，分析相关问题，提出自己见解，处理实验的信息数据，描述实验现象。二是结合相关知识，联系提供的信息和实际的实验设计。再者是近几年出现的源于教材的实验重组题，这种题的立意往往具有创新性。例题: 1、 （2007 四川理综卷)在实验室可用下图所示装置制取氯酸钾、次氯酸钠和探究氯水的性质。图中：为氯气发生装置；的试管里盛有 15mL30KOH 溶液并置于水浴中； 的试管里盛有 15mL 8 % NaOH 溶液并置于冰水浴中； 的试管里加有紫色石蕊试液； 为尾气吸收装置。请填写下列空白：(1)制取氯气时，在烧瓶里加人一定量的二氧化锰通过_（填写仪器名称）向烧瓶中加人适量的浓盐酸。实验时为
4、了除去氯气中的氯化氢气体，可在与之间安装盛有_（填写下列编号字母）的净化装置。A碱石灰 B饱和食盐水 C浓硫酸 D饱和碳酸氢钠溶液(2)比较制取氯酸钾和次氯酸钠的条件二者的差异是_反应完毕经冷却后，的试管中有大量晶体析出。右图中符合该晶体溶 解度曲线的是_（填写编号字母） ；从的试管中分离出该晶体的方法 是_(填写实验操作名称）(3)本实验中制取次氯酸钠的离子方程式是：_ _(4)实验中可观察到的试管里溶液的颜色发生了如下变化，请填写下表中的空白：实验现象 原因溶液最初从紫色逐渐变为_色氯气与水反应生成的 H+使石蕊变色随后溶液逐渐变为无色 _然后溶液从无色逐渐变为_色_分析：本题以氯气为核心
5、落实实验制备和性质等考点。突出原理和装置，在制取原理中应用氧化还原反应解释该反应。MnO 2+4HCl(浓) MnCl2+Cl2+2H 2O，通过分液漏斗加浓盐酸，因用浓盐酸和 MnO2反应制得的 Cl2中常杂有 HCl 和 H2O（气） ，因此应在排气法收集 Cl2之前让气体先后通过个洗气装置饱和食盐水（除 HCl） ； Cl2+2NaOH =NaCl+NaClO+H2O 3Cl2 + 6NaOH 5NaCl + NaClO3 + H2O 得出氯气与 NaOH 反应不同：碱溶液（或反应物）的浓度不同和反应温度不同得到产物也不同。由图象知道温度改变，溶解度变小有物质析出，过滤可以分离，则只有曲
6、线 M 符合。氯气与水反应生成的 H+使紫色石蕊变红，随后溶液逐渐变为无色，HClO 漂白、杀菌能力，使色布、品红溶液等褪色，故氯水可用作自来水消毒。 ，氯水中只有部分 Cl2与水反应通常情况下为浅黄色溶液.【答案】 (1)分液漏斗 B (2)碱溶液（或反应物）的浓度不同，反应温度不同;M ;过滤(3)Cl2 + 2OH ClO +Cl 一 H 2O ( 4 ) 红氯气与水反应生成的 HClO 将石蕊氧化为无色物质黄绿 继续通入的氯气溶于水使溶液呈黄绿色方法技巧: 氯水是氯气的水溶液，通常情况下为浅黄色溶液，氯水中只有部分 Cl2与水反应，其化学方程式为：Cl 2+H2O=HCl+HClO (
7、因为 HClO 是弱酸,所以新制的氯水中含 Cl2、H 2O、HClO等分子和 H+、Cl -、ClO -、OH -等离子.) 氯水具有多种物质的性质：Cl 2、HClO 具有强氧化性，HCl 具有强酸性，HClO 具有弱酸性。氯水的性质比较复杂，有可能存在多种成分同时作用于一- 2 -种物质.在一般情况下，认为是溶液中氯分子的性质.2、 （2007 年南通市第一次素质检测）中学教材高中化学第一册有如图 3 所示的铜与浓硫酸反应实验装置，该实验过程中会有二氧化硫气体放出，污染室内空气，严重地损害师生健康为此某课外小组对此实验进行如图 4 所示的改进，改进的实验操作简单现象明显，并且几乎无二氧化
8、硫气体泄漏。实验步骤如下：首先按装置图安装仪器，安装仪器时，在支管胶塞的铁丝构上挂一片品红试纸。向试管中加入约 10 毫升的浓硫酸，加热（在加热浓硫酸时，将铜片向上提起，铜片先不要伸入浓硫酸中） ，当加热至沸腾时，把铜片放下，使其完全浸入浓硫酸中，反应即刻发生。等不需要反应时停止加热并将铜片提起，离开浓硫酸，反应就停止了。回答下列问题：（）如图 4 所示，铜片与沸腾的浓硫酸接触后可看到的现象有： ；（）塑料袋作用是： ；（）为了防止反应结束后留在试管中的气体和塑料袋中的气体污染环境，可 进 行 的 操 作是： 相关的离子方程式是： 。分析：当铜片接触热浓硫酸时，有大量的白雾产生（白雾是由于二氧
9、化硫气体与水结合形成亚硫酸小液滴缘故）并沿支管口喷在品红试纸上，使品红试纸的红色开始褪色，而且原来无色硫酸溶液开始变绿，当品红试纸完全褪成白色后，把铜片向上提使其离开浓硫酸溶液，反应马上停止。【答案】（1）支管口有白雾，试管中出现绿色，品红试纸褪色，铜片部分溶解。（2）收集多余的 SO2气体，防止污染空气；（3）在反应后的试管中、塑料袋中加适量的碱吸收 SO2气体 SO2+2OH =H2O+SO32 或 SO2+OH =HSO3试题反思：本题是考查实验装置的改进，源于教材而又高于教材，通过改进后，实验现象更明显，而且还符合环保，要求考生能了解各个装置图在实验中所取的作用，装置图读准确了，做题也
10、就简单了。考纲明确提出值得引起大家的重视。练习: 1. 某化学课外小组用海带为原料制取了少量碘水。现用 从碘水中萃取碘并用分液漏斗分Cl4离两种溶液。其实验操作可分解为如下几步：A. 把盛有溶液的分液漏斗放在铁架台的铁圈中；B. 把 50mL 碘水和 15mL 加入分液漏斗中，并盖好玻璃塞；Cl4C. 检验分液漏斗活塞和上口的玻璃塞是否漏液；D. 倒转漏斗用力振荡，并不时旋开活塞放气，最后关闭活塞，把分液漏斗放正；E. 旋开活塞，用烧杯接收溶液；F. 从分液漏斗上口倒出上层水溶液；G. 将漏斗上口玻璃塞打开或使塞上的凹槽或小孔对准漏斗口上的小孔；H. 静置，分层。就此实验，完成下列填空：（1）
11、正确操作步骤的顺序是：（用上述各操作的编号字母填写）_AG_EF（2）上述（E）步骤的操作中应注意_。上述（G）步骤操作的目的是_。（3）能选用 从碘水中萃取碘的原因是_。Cl4（4）下列物质，不能作为从溴水中萃取溴的溶剂的是_。A. 热裂汽油 B. 苯 C. 酒精 D. 正庚烷2. 三位学生设计了下述三个方案，并都认为，如果观察到的现象和自己设计的方案一致，即可确证试液中有 。SO42方案甲：试液 白色沉淀 沉淀不溶解BaCl2溶 液 足 量 稀 HCl 方案乙：试液 无沉淀 白色沉淀足 量 稀 Hl Bal2溶 液 方案丙：试液 无沉淀 白色沉淀足 量 稀 NO3 NO()32溶 液 试评
12、述上述各方案是否严密，并分别说明理由。答：方案甲：_。方案乙：_。方案丙：_。- 3 -3. 在酸性溶液中不稳定，可发生自身氧化还原反应生成 和 。现有浓硫酸、浓Cu Cu2硝酸、称硫酸、稀硝酸、 稀溶液及 pH 试纸，而没有其他试剂。简述如何用最简便的实FeCl3验方法来检验 经氢气还原所得到的红色产物中是否含有碱性氧化物 。OO2答：_。4. 草酸晶体与浓硫酸共热可制得一氧化碳气体，其化学方程式如下：HCSCHO242422浓 现利用该反应制取 CO 气体，并要求：（a）验证 CO 的还原性及其氧化产物；（b）剩余的 CO 不能排入大气。（1）试从图所示中选用几种装置（有些可重复使用）连接
13、成一整套实验装置。所选用的装置及其连接顺序为：_。（选用的装置用编号表示，并用“”表示连接）（2）用简洁的文字说明所选的装置如何达到上述两点要求：（a）_。（b）_。5. 实验设计：自然界矿物中一种重晶石矿的主要成分是 ，它不溶于任何酸、碱和水，BaSO4纯净的 可供医疗等方面应用。某课外活动小组同学用重晶石矿和焦炭为原料制取纯净BaSO4（设矿物中杂质不与焦炭反应，也不溶于水）的部分流程如下： 矿 石 +C高 温 CO BaS（ 可 溶 于 水 的 弱 酸 盐 ） 杂 质 + HCl 有 毒 气 体 H2S 溶 液 A 按要求填空：（1）在步骤中，_元素的化合价升高了，_元素的化合价降低了；
14、（2）写出步骤中溶液 A 的溶质的化学式_；（3）写出利用 A 溶液制取 的化学方程式_；BaOH2（4）有同学指出，上述步骤产生有毒气体 ，应将方法加以改进，请你提出改进意S2见，使该实验既不产生 ，又能获得纯净 。写出有关化学方程式。S2 46. 某化学课外小组设计了如下图所示的实验装置，进行气体性质实验。图中用箭头表示气体流向，A 表示一种纯净、干燥的气体，B 是另一种气体，反应进行一- 4 -段时间后，装置中已有红棕色气体生成，实验中所用的药品和干燥剂只能从下列物质中选取：、无水 、碱石灰等固体NaCOHMnONaCl23322、 、 、 、 alNHCO243、和 、蒸馏水。根据图中
15、装置和反应现象请回答：（1）丙中发生反应的化学方程式为_。（2）丁中的干燥剂应选_，不选另一种干燥剂的理由是_。（3）甲中发生反应的化学方程式为_。（4）戊中发生的主要反应的化学方程式为_，此反应是（吸热、放热）_反应，可能发生的什么现象可以证明你的判断_。（5）当己中充满红棕色气体后，停止给丙加热，并关闭 a、b 两个活塞，若将己浸入冰水中，则己中会出现的现象是_，简述产生此现象的原因_。1. （1）CBDAGHEF（2）使漏斗下端口紧靠烧杯内壁；及时关闭活塞，不要让上层液体流出，使漏斗内外空气相通，以保证进行（E）操作时漏斗里液体能够流出。（3） 与水不互溶，而且 在 中溶解度比在水溶解度
16、大很多。Cl4I2Cl4（4）A、C2. 甲：不严密，因为含有 （ ）而不含 的无色透明溶液，也会出现此现象。AgH2SO42乙：严密丙：不严密，因为含有 存在干扰。SO323. 取少量红色物质放入稀 中振荡，若使溶液变为蓝色，说明产物中有 ，若溶24 CuO2液不变色，说明产物中无 。Cu4. （1）AEFCFH（2）a. 将制得的气体通过 E，其中 和 均被吸收，再将气体通过 C， 由黑O2Hu变红，说明 CO 将 Cu 从 CuO 中还原出来，反应后的气体通过 F，变浑浊，说明 CO 的氧化产物为，从 F 中出来的 CO。CO2b. F 与 H 相连，将 H 出口点火，使 CO 燃烧除之
17、。5. 解析：（1）反应实质为： ，故 S 元素价态降低了，CBaSOCBa46022高 温元素价态升高了。（2）BaS 是可溶于水的弱酸盐，故反应实质为： ，所以HlBal22A 中溶质为 。BaCl2（3）制碱的途径有： ，则有盐 碱 新 盐 新 碱 alROHlBaOHnn2 2 据氯化物及相应氢氧化物的溶解性知途径不行。碱性氧化物（可溶于水） 碱，则有2 BaHOa22反推途径： BaaCl23设计如下流程： Cl BHO22可 溶 性 碳 酸 盐 煅 烧 有关化学方程式见答案。（4）要使反应不产生 ，需使 形成硫化物沉淀，试剂应以可溶性氯化物代替盐HS22酸，且其相应阳离子能与 形成不溶性金属硫化物。过滤BaSCulalCu22蒸发结晶干燥HOBSHl44答案：（1）C，S；（2） ；al2（3） ，NaCNl332- 5 -
