一. 教学内容：
化学实验方案的设计（二）性质实验方案的设计
二. 知识重点：
1. 完成性质实验方案设计的基础：
（1）无机物质的性质：与原子结构有关
（2）有机物质的性质：与分子结构有关
而有机物的分子结构又与官能团的种类和基团之间的相互影响有关。
2. 性质实验方案设计的一般思路：
分析结构对比回顾相关知识预测性质拟定方案
分子结构 同系物 稳定性
原子结构 元素周期表 酸、碱性
氧化还原性
官能团反应
常识了解
3. 具体示例：
（1）乙二酸化学性质实验方案的设计；（运用上述思路和给出乙二酸性质的相关资料拟定实验方案）
（2）铜和铜的化合物性质实验方案的设计：
铜的性质——弱还原性
铜的化合物性质——、、
（3）红砖中氧化铁的成分检验
【典型例题】
[例1]（1）将溶液滴入含有酚酞的溶液中，红色消失。甲同学认为这是由于是二元弱酸（），消耗了，而使红色褪去。乙同学认为具有强氧化性，将酚酞氧化，红色消失。试设计一个实验论证甲、乙两位同学的解释中谁正确。
答： 。
（2）甲同学向品红溶液中通入一种气体后，品红褪色。乙同学设计了一个很简便的实验便知甲同学通的是还是。他的实验方案是 。
解析：
（1）依题意可知：
甲——与发生中和反应，酚酞未被消耗。
乙——氧化酚酞，未消耗。
只需通过实验验证，酚酞和哪一种物质存在即可。
设计方案有二种：
其一——取溶液少量继续加，看溶液是否变红，若变红证明酚酞尚存则甲正确，否则乙正确。
其二——取溶液少量滴加酚酞，若溶液变红，证明尚存，则乙正确，否则甲正确。
证明尚存，则乙正确，否则甲正确。
（2）由于的漂白性与漂白性的原理不同。为通过氧化进行漂白，是永久漂白。而是与某些有机色素化合生成不稳定无色物质，加热可恢复原色，乙同学可利用此性质进行实验设计。
只需取少量溶液加热即可。若仍不能恢复红色，则为，否则为。
答案：略。
[例2] 为探究乙炔与溴的加成反应，甲同学设计并进行了如下实验：先取一定量工业用电石与水反应，将生成的气体通入溴水中，发现溶液褪色，即证明乙炔与溴水发生了加成反应。
（电石、水）（ ） （ ） 溴水
乙同学发现甲同学实验中，褪色后的溶液里有少许淡黄色浑浊，推测在制得乙炔中还有可能含有少量还原性的杂质气体，由此他提出必须先除去之，再与溴水反应。
请你回答问题：
（1）写出甲同学实验中两个主要的化学方程式 。
（2）甲同学设计的实验 （填能或不能）验证乙炔与溴发生加成反应，其理由是 。
① 使溴水褪色的反应，未必是加成反应
② 使溴水褪色的反应，就是加成反应
③ 使溴水褪色的物质，未必是乙炔
④ 使溴水褪色的物质，就是乙炔
（3）乙同学推测此乙炔中必定含有的一种杂质气体是 ，它与溴水反应的化学方程式是 。验证过程中必须全部除去。
（4）请你选用上列四个装置（可重复使用）来实现乙同学的实验方案，将它们的编号填入方框，并写出装置内所放的化学药品。
（5）为验证这一反应是加成而不是取代，丙同学提出可用试纸来测试反应后溶液的酸性，理由是 。
解析：该题为有机化合物性质的实验。已知乙炔与发生加成生成1，1，2，2——四溴乙烷成或1，2一二溴乙烯，不会产生淡黄色沉淀。则电石与反应生成气体物质中必含还原性物质。
答案：
（1）
或
（2）不能；（由于生成的气体中混有还原性气体，也会使水褪色，则在净化前不能直接与反应。）①、③
（3）；
（4）c（溶液）；b（溶液）。
（5）如若发生取代反应，必定生成，溶液酸性将会明显增强，故可用试纸验证。
【模拟试题】
1. 下列反应中有黄色物质生成的是（ ）
A. 鸡蛋白和几滴浓硝酸混合，微热
B. 溶液和溶液混合
C. 气体通过灼热的玻璃管
D. 苯酚溶液和氧化铁溶液作用
2. 为验证淀粉能水解，且水解的生成物有还原性能，可能用到如下某些实验步骤：① 加入稀硫酸 ② 加入几滴硫酸铜溶液 ③ 加热 ④ 加入蒸馏水 ⑤ 加入烧碱溶液至显碱性 ⑥ 加入新制氢氧化铜
正确的最佳程序应是（ ）
A. ④①③⑥③ B. ④③①⑥⑤③
C. ①③②⑥③ D. ④①③⑤⑥③
3. 下图中，锥形瓶内盛有气体X，滴管内盛有液体Y，若挤压滴管胶头，使液体Y滴入瓶中，振荡，一会儿可见小气球鼓起，气体X和液体Y不可能是（ ）
A. X是，Y是水
B. X是，Y是溶液
C. X是，Y是稀硫酸
D. X是，Y是稀溶液
4. 气体通入下列溶液中，不变浑浊的是（ ）
A. 苯酚钠溶液 B. 溶液 C. 溶液 D. 溶液
5. 足量的镁与一定量的盐酸反应制取氢气，为了减慢反应速率。但不影响产生的总量，可以加入下列固体中的（ ）
A. B. C. D.
6. 下列制备实验中都使用硫酸，其中必须使用稀硫酸的是（ ）
① 制二氧化硫 ② 制硫化氢 ③ 制氯化氢
④ 制硝基苯 ⑤ 由氧化铜制硫酸铜 ⑥ 由铁屑制绿矾
A. ②⑤⑥ B. ①②④ C. ①⑤⑥ D. ②③④
7. 确证汽油是混合物的一种方法是（ ）
A. 测量密度 B. 测量沸点 C. 将它燃烧 D. 闻气味
8. 下列实验方法或操作错误的是（ ）
A. 将3滴甲苯加入2mL酸性溶液振荡可褪色
B. 用干净的玻璃棒蘸取待测液，滴在试纸上以测定溶液
C. 中和滴定时，用洗净但未经干燥的锥形瓶盛待测液
D. 制取酚醛树脂后的试管，可以用乙醇清洗
9. 某学生欲证明盐酸与氯化氢气体性质不同，他向A、B、C三支洁净试管里各放入一片干燥的蓝色石蕊试纸，然后向A试管内加入盐酸，试纸显 色；往B试管中通过干燥的氯化氢气体，试纸显 色。这时他认为由此还不能得出满意的结论，于是又向C试管中加一种化学式为 的物质，他之所以加入这种物质的理由是 。
10. 有下列操作可供选择：A. 加溶液；B. 加盐酸；C. 加硝酸；D. 加热；E. 加溶液；F. 加水过滤；G. 加；H. 置于空气中。请填空（填序号，可以重复选择）：
（1）证明一种金属粉末是铁粉的操作顺序是 ；
（2）证明中含有氯元素的操作顺序是 ；
（3）证明2-碘戊烷含有碘元素的操作顺序是 。
11.“化学多米诺实验”即利用反应中气体产生的压力和虹吸作用原理，使若干化学实验依次发生，整个过程只需控制第一个反应，就好像多米诺骨牌游戏一样。如下图就是一个“化学多米诺实验”。
各装置中试剂或物质是：（A）2mol/L；（B）Zn；（C）2mol/L；（D）Zn；（E）溶液；（F）；（G）30% ；（H）水溶液；（I）溶液。
已知，该反应产物可作为分解的催化剂。请回答下列问题：
（1）进行实验之前必须进行的操作是 ；
（2）B与D两种容器中反应速率比较，B D（填“”、“”或“=”），原因是 ；
（3）H中的现象是 ；
（4）I的作用是（用化学方程式表示） ；
（5）A和B之间导管a的作用是 ；
（6）在该实验中不涉及的反应类型是 （填序号）
A. 分解反应 B. 化合反应 C. 置换反应 D. 复分解反应
12. 实验室用氨气还原氧化铜的方法测定铜的近似相对原子质量，反应的化学方程式为：。
（1）如果选用测定反应物和生成物的质量m（）、m（）时，请用图所示的仪器设计一个简单的实验方案。
① 仪器连接的顺序（填编号；仪器可重复使用）是 。D中浓硫酸的作用是 。实验完毕时，观察到A中的现象是 。
② 列出计算的相对原子质量的表达式： 。
③ 下列情况将使测定结果偏大的是 。
（a）未全部还原为Cu；（b）CuO受潮；（c）CuO中混有铜
（2）如果仍采用图所示的仪器装置，设计其他方案，还可测定的物理量有 。
A. 和 B. 和
C. 和 D. 和
【试题答案】
1. AC 2. D 3. C 4. D 5. C 6. A 7. B 8. A
9. 红；蓝；；证明盐酸使蓝色石蕊试纸变红色，不是因为而是因为的作用。
10.（1）B、A、H或B、A、H、D （2）G、D、F、E、C （3）A、D、C、E、C
11.
（1）检查装置的气密性
（2）；D中与发生反应，置换出的覆盖在的表面，形成原电池，从而使反应速率加快。
（3）有气泡并有乳白色（或浅黄色）浑浊。
（4）
（5）使烧瓶B和漏斗A的压强相等，使液体易于流下。
（6）B
12.
（1）① B、C、A、C、D；吸收未反应的氨，防止空气中水分进入第二个C装置中；固体由黑色转变为红色。
② ③（a）、（c）
（2）A、C
【励志故事】
攀山的启示
刘延国 李雪梅
顺着山谷去爬一座白云缭绕的大山，没想到不少人还带着七八岁的孩子。登山，大人都爬着费劲，何况孩子。可是孩子们欢呼着，兴奋着，叽叽喳喳，总是走在大人的前面。山谷蔚秀，岚云清流，野花杂树，芳草萋萋，石阶深深，引得孩子们欢呼雀跃。到了山上，还要走十多里山路去一座寺庙，孩子们一听更是兴致勃勃，走在前面开路。
一天下来，走了四十里路，大人们个个累得腰酸腿疼、东倒西歪，孩子们却兴奋地仰着小脸问：“什么时候还来这里玩呢？”大人们纳闷：平常在城里走路，孩子们走几里就嚷着腿疼，爬山走这么远的路，孩子们怎么都不嚷累呢？
鸟语花香的美景，将孩子们引入幽境；目不暇接的新奇，让他们兴奋；柳暗花明的境遇，充满悬念和爽心。
看来，兴趣是生命飞翔的翅膀，它能将枯燥和沉闷转化为鲜活生动和美丽轻盈。培养你的生活情趣吧，它能激发你的潜能，开发你的智慧，磨炼你的意志，陶冶你的性情，使你克服重重困难，攀上成功的顶峰，永远保持着一颗年轻向上的心。一. 教学内容：
化学实验方案的设计（一）制备实验方案的设计
二. 知识重点：
（一）化学实验方案的设计概述：
1. 化学实验方案设计的意义：
2. 实验方案的设计类型：
（1）制备实验的方案设计
（2）性质实验的方案设计
（3）物质的分离、提纯、检验等实验方案的设计。
3. 实验方案设计的基本要求：
（1）科学性
（2）安全性
（3）可行性
（4）简约性
4. 实验设计报告的基本内容：
（1）实验名称
（2）实验目的
（3）实验原理
（4）实验用品
（5）实验步骤
（6）实验现象记录及结果处理
（7）问题和讨论
（二）制备实验方案的设计：
示例1：屑→ [实验方案的评价]
示例2：苯甲酸苯甲酸甲酯。[有机物相互转化的条件，反应及常见的有机实验操作]
图（1）
示例3：Fe屑→ [反应原理的掌握及过滤操作技能的提高]
（三）制备实验方案设计的基本思路：
【典型例题】
[例1] 已知在左右，用作催化剂，乙炔可水化生成乙醛，但之类物质可使中毒而失去催化作用。现有块状电石、浓硫酸、水、氢氧化钠溶液、氧化汞粉末、溶液、氨水七种试剂及常见的仪器，请设计一个整套实验装置完成制取乙醛并验证其生成的实验。
解析：
（1）实验原理设计：，还有杂质，用溶液可除去等杂质。由于则需采用水浴加热。将生成的蒸气沿导管通入盛有银氨溶液的试管，并水浴加热，可检出乙醛的生成。
（2）实验装置的设计：
根据反应原理，反应物的状态和反应条件，选择本实验所需的仪器并装配装置。如图2。
图2
（3）实验操作及顺序设计：
① 按图2所示装配仪器，检查装置的气密性。
② 往一支洁净的试管D中加入少许质量分数为2%的溶液，逐滴滴入质量分数为2%的氨水中至最初产生的沉淀恰好溶解为止，将试管放在盛有热水的烧杯中温热。
③ 将蒸馏烧瓶横置，用药匙将粉末送到烧瓶底部，竖起后加少许水再缓慢地加入适量的浓。
④ 将蒸馏烧瓶斜置，用镊子夹持电石使之从瓶颈沿瓶壁滑下。盖严双孔塞后，往分液漏斗中加入水。
⑤ 往洗气瓶中加入溶液。
⑥ 点燃酒精灯，使水温升至并保持在左右。
⑦ 打开分液漏斗的活塞。
⑧ 待观察到试管D（稍振荡）内壁附有银白色物质（或呈棕黑色）时，实验完成。
说明：实验方法主要取决于实验原理，并受实验条件的制约。解实验设计题的关键首先要明确实验原理和要求，然后据此设计实验方法并进行仪器装配和操作。
答案：略
[例2] 以铜、硝酸、硝酸银、水、空气等为原料，可用多种方法制取。
（1）试设计四种制取的途径（用化学方程式表示）。
（2）从“绿色化学”角度（环境保护和经济效益）考虑，大量制取最宜采用上述哪种方法？说明原因。
解析：这是一道开放型的实验设计题目，答案是多样化的。从给出的原料和目标产物[]来看，基本的思路如下：
完成这一转化的途径很多。
1 ① 直接用与反应：
② 利用
③ ，
问题（2）实际上是要求从环境保护和经济效益两个角度对上述四种制取的方法进行评价。很显然，用Cu和直接反应的方法既污染环境（生成NO或），又浪费原料（的理论利用率分别只有50%和75%），故不符合要求。用Cu和，反应方法虽然简单，但是成本太高（价格昂贵），也不符合题目要求。只有最后一种方法既不造成污染，两种基本原料为Cu和，又不会有损失，符合“绿色化学”的设计思想。
答案：
（1）方法一：
方法二：
方法三：
方法四：
（2）（略）
【模拟试题】
1. 欲制备干燥的，所需要的试剂是（ ）
A. 固体氯化钠、浓硝酸、五氧化二磷
B. 固体氯化钠、浓硫酸、氨水
C. 固体氯化钠、浓硫酸、固体氢氧化钠
D. 固体氯化钠、浓硫酸、碱石灰
2. 图1是实验室制备、干燥、收集某种气体的示意图，在不考虑是否加热的情况下，圆底烧瓶中的固体和分液漏斗中的液体可能是（ ）
A. 硫化亚铁和盐酸
B. 亚硫酸钠和浓硫酸
C. 锌和稀硫酸
D. 石灰石和硫酸
图1
3. 某课外活动小组欲利用如图2装置和下列试剂制取少量氧气或氯化氢气体：
A. 浓 B. 浓盐酸 C. 食盐 D. E.
F. G. 溶液
图2
试用各试剂序号回答：
（1）若要快速制备少量氧气，应选择（ ）。
（2）若要快速制备少量氯化氢，应选择（ ）。
如图3装置，请选择A~D序号填入4—6题的括号内。
图3
4. 制取某无色非金属氧化物气体时，烧瓶X内的药品应是（ ）
A. 铜和稀 B. 铜和浓
C. 碳酸钙与稀硫酸 D. 亚硫酸钠和浓盐酸
5. 洗气瓶Y中所装的液体应是（不允许非水杂质混在气体中）（ ）
A. 浓 B. 溶液
C. 饱和溶液 D. 溶液
6. 检验集气瓶Z是否集满气体，置于瓶口的滤纸应沾上的溶液是（ ）
A. 氯化钡溶液 B. 酸性溶液
C. KI淀粉溶液 D. 澄清石灰水
7. 图4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 。
图4
8. 实验室里在制取某些有毒气体时，为了尽量防止毒气逸散造成空气污染，有人设计了如图5所示的装置（1）。并设想用（2）或（3）两种简易装置代替（1）中的b~c部分，以求达到同样的目的。
试回答：
（1）若用（1）制取氯气，b瓶中宜加入的液体一般为 。在选取试剂正确且适量的前提下，反应开始后，当关闭活塞时发现c中液面不明显上升，估计可能的原因是 。检查原因的简单方法是 。
（2）若有（1）中用固体的硫酸制取气体，通常可以对（1）中制气装置进行怎样的简单改动？ 。b中的液体一般应选用 。
（3）装置（1）中b瓶能防止多余气体逸散的原因是（简要回答） 。
（4）用（2）或（3）代替（1）中的b~c部分，是否可行？ ，简要说明理由： 。
图5
9. 某课外活动小组学生模拟呼吸面具中的原理（过氧化钠与潮湿二氧化碳反应），设计用下列仪器来制取氧气并测量氧气的体积。
图6中量气装置E是由甲、乙两根玻璃管组成，它们用橡皮管连通，并装入适量水。甲管有刻度（0~50mL），供量气用；乙管可上下移动，以调节液面高低。
实验室可供选用的药品还有：稀硫酸、盐酸、过氧化钠、碳酸钠、大理石、水。
试回答：
（1）上述装置的连接顺序是（填各接口的编号，其中连接胶管及夹持装置均省略）：
。
（2）装置C中放入的反应物是 和 。
（3）装置A的作用是 。装置B的作用是 。
（4）为了较准确地测量氧气的体积，除了必须检查整个装置的气密性外，在读取反应前后甲管中液面的读数，求其差值的过程中，应注意 和 （填写字母编号）。
a. 视线与凹液面最低处相平。
b. 等待片刻，待乙管中液面不再上升时，立刻读数。
c. 读数时应上下移动乙管，使甲、乙两管液面相平。
d. 读数时不一定使甲、乙两管液面相平。
图6
【试题答案】
1. A 2. B
3. （1）DF （2）AB
4. D 5. C 6. D
7.
（1）溶液 吸收废气— 饱和食盐水
（2）刚产生时，开B夹，关A夹；开A夹，关B夹；关闭A夹，打开B夹。
8.
（1）饱和食盐水；装置漏气；用湿润的碘化钾淀粉试纸，靠近各连接口处检验，漏气处，试纸变蓝色。
（2）撤掉酒精灯；饱和溶液
（3）关闭活塞后，若a中仍有气体发生，气体压强增大，将b中液体压入c中，整个装置成为储气体装置，不会有气体逸出。
（4）（2）可引，（3）不可引；（2）与（1）原理相同；而（3）中的c瓶因密闭，体积不能改变，压强增大时有危险。
9.
（1）⑤③④⑥⑦②①⑧（⑥、⑦可颠倒）。
（2）大理石、盐酸。
（3）吸收氧气中未反应的；吸收中混有的。
（4）a、c
【励志故事】
定位
毓方
1949年10月1日，天安门城楼上，毛泽东以浓重的湖南口音宣告中华人民共和国的成立，刹那间万众欢呼，礼炮齐鸣。然而，在这庄严而神圣的时刻，朱德却从毛泽东的身后悄悄走出。
朱德为什么要离开他的位置？原来，城楼上空间狭小，他看到承担摄影任务的新华社记者为了拍下完整的画面，不得不把身体倚在汉白玉栏杆上，一个劲地向后仰，向后仰。这样做太危险！朱德见状，赶忙一个箭步蹿了过去，牢牢抱住那位摄影记者的双腿。
在朱德的帮助下，记者终于顺利完成了拍摄。而朱德本人也就永久性地留在了开国大典的镜头之外，但他的伟岸形象却永远地印在了人民心中。
一. 教学内容：
化学实验方案的设计（三）单元复习
二. 知识重点：
1. 设计思路归纳：
2. 基本思维过程：
设计实验方案——① 明确实验目的、要求。② 构思实验方法、步骤。
↓ ③ 选择实验仪器、药品。
实验、收集资料 ① 观察实验现象。② 收集实验数据。③ 处理实验问题。
↓
分析，得结论 ① 整理资料，数据处理。② 分析概括，得出结论。③ 写出实验报告。
3. 注意事项：
（1）注意药品给出的量：充足、适量还是只给一部分，若只给一部分需补充其他。
装置给出是否完全，若不完全应补齐。
（2）实验过程的完整性，对隐蔽性操作应与以说明。
如：干燥、冷凝、除杂等。
（3）药品的规格、浓度要说清。如：状态等。
（4）题目要求要看清。如：“最简单”，“最合理”等条件。
（5）实验过程要注意安全。如：防倒吸、防爆炸等。
（6）会画出装置图。
【典型例题】
[例1] 某些金、银首饰加工者在为顾客打造黄金首饰（如戒指、耳环等）时，会偷窍部分黄金，为防顾客发现短斤少两，又会在首饰中掺入黄铜，达到欺骗顾客的目的。请设计实验来鉴赏黄金首饰在加工时是否掺假，要求做到简约性、可行性。
解析：可以从金、银、铜的物理性质和化学性质入手，设计不同的实验来验证。
方案1：利用浮力定律进行鉴定。
方案2：将首饰放在火上烧，若有则变黑。
方案3：在首饰上滴一滴硝酸，若有蓝色或绿色溶液产生则含。
评价上述三个方案，可知方案2最简单有效。
答案：方案2可做到简约性。
[例2] 无水乙酸又称冰醋酸（熔点16.6℃），在室温较低时，无水乙酸就会凝结成像冰一样的晶体。请简单说明在实验中若遇到这种情况时，你将如何从试剂瓶中取出无水乙酸。
解析：这是一道开放性的实验操作设计题，考查思维能力和文字表达能力。醋酸凝结成晶体后，无法从试剂瓶中直接倒出，用玻璃棒将其捣碎也很困难且玻璃棒易被折断，用金属棒有可能与醋酸反应且易损坏试剂瓶，所以，应将醋酸熔化后将其倒出来，但试剂瓶壁较厚，不能直接用酒精灯加热，将试剂瓶置于热水中一会儿，熔点为16.6℃醋酸即可熔化。
答案：将盛有醋酸晶体的试剂瓶置于热水（温度高于室温）中，待醋酸熔化后将醋酸从瓶口倒出。
[例3] 用实验确定某酸HA是弱电解质，两同学的方案是：
甲：① 称取一定质量的HA配制0.1mol/L的溶液100；
② 用试纸测出该溶液的值，即可证明HA是弱电解质。
乙：① 用已知物质的量浓度的HA溶液、盐酸，分别配制的两种酸溶液各100；
② 分别取这两种溶液各10，加水稀释为；
③ 各取相同体积的两种稀释液装入两个试管，同时加入纯度相同的锌粒，观察现象，即可证明HA是弱电解质。
（1）在两个方案的第①步中，都要用到的定量仪器是 。
（2）甲方案中，说明HA是弱电解质的理由是测得溶液的 1。（选填、、=）
乙方案中，说明HA是弱电解质的现象是 （多选扣分）
装溶液的试管中放出的速率快；
装溶液的试管中放出的速率快；
两个试管中产生气体的速率一样快。
（3）请你评价：乙方案中难以实现之处和不妥之处 、 。
（4）请你再提出一个合理而比较容易进行的方案（药品可任取），作简明扼要表述。
解析：本题考查综合利用已学过的化学知识，分析具体问题、解决具体问题的能力，用实验确定酸HA的方法较多，除题目提供的两种之外，还可以配制HA溶液，测其，再将溶液稀释到，再测其，若增加不足2，说明HA为弱电解质，最简单的方法是配制溶液，测其，证明HA为弱电解质。乙方案中难以实现的是要弱酸溶液，不妥之处是难以做到粒表面积相等。
答案：
（1）容量瓶
（2），（因稀释相同的倍数后，弱酸的电离程度增大）
（3）乙方案中难以实现之处为：如酸极弱，则配制的HA溶液难以实验。不妥之处在于加入的粒难使表面积相等。
（4）配制HA的钠盐（）溶液，测其，如果，即可证明HA是弱电解质。
【模拟试题】
1. 某些单质，易溶于含同一元素的溶液中，如硫易溶于硫化钾溶液中。现有、KI、、、所组成的混合物，要使其中每种成分逐一溶液（一次只溶解一种物质），所选用的试剂顺序均正确的是（ ）
A. 氨水、乙醇、水、氢氧化钾、硝酸
B. 四氯化碳、水、氨水、氢氧化钠、盐酸
C. 水、苯、氨水、氢氧化钾、硝酸
D. 水、盐酸、氢氧化钠、氨水、乙醇
2. 有一瓶无色气体，可能含有、、、、中的一种或几种，向其中加入氯水，得到无色透明溶液，把溶液分成两份：向一份中加入盐酸酸化的溶液，出现白色沉淀，另一份加入硝酸酸化了的溶液，也有白色沉淀，下列结论正确的是（ ）
A. 原气体中肯定有 B. 原气体中肯定没有和
C. 原气体中肯定有和 D. 原气体中肯定没有
3. 如图6-4-1所示，锥形瓶内盛有气体X，滴管内盛有的液体Y，若挤压滴管胶头，使液体Y滴入瓶中，振荡，一会可见小气球鼓起。气体X和液体Y不可能是（ ）
A. X是，Y是水 B. X是CO2，Y是稀H 2SO4
C. X是SO2，Y是NaOH溶液 D. X是HCl，Y是NaOH溶液
图6—4—1
4. 有、、、盐酸及五瓶无标签溶液，为鉴别它们取四支试管分别装入一种溶液，再向上述四支试管中加入少许剩下的一种溶液，下列表达错误的是（ ）
A. 若三支试管出现沉淀时，则后加入的是
B. 全部没有什么现象变化时，后加的是溶液
C. 一支试管出现气体，两支试管出现沉淀时，最后加入的是溶液
D. 若只有两支试管出现沉淀时，则后加的是溶液
5. 氯化亚砜（）是一种有机合成中的重要试剂。它是无色液体。沸点79℃，用于将ROH转化为RCl。氯化亚砜遇水分解，需在无水条件下使用，它与水完全反应的化学方程式为：。试设计一个简单的实验验证氯化亚砜与水反应形成的溶液中有（或）和。（只要求简要写出操作实验原理和现象，不需描述实验仪器和具体操作。） 。
6. 某学生用如图6-4-4装置进行一氧化碳，二氧化碳混和气体的分离和干燥。其中为铁夹，为分液漏斗的活塞。
图6—4—4
（1）甲瓶内盛 溶液，乙瓶内盛 溶液，分液漏斗内盛 溶液。
（2）实验先分离出一氧化碳，方法是先关闭 ，再打开 。
（3）分离完一氧化碳后，再收集二氧化碳，方法是先关闭 ，再打开 。
7. 如图6-4-3所示的装置，实验前、、活塞均关闭。
（1）若要在该装置中产生喷烟现象，其操作方法是 。
（2）若要在该装置中产生双喷泉现象，其操作方法是 。
图6—4—3
8. 用图6-4-9所示装置可进行测定转化为的转化率的实验。
图6—4—9
（1）根据实验的需要（I）（II）（II）处应连接合适的装置。请从①—⑤选择合适的装置，装其序号填入以下空格内。
（I）、（II）、（III）处所连接的装置分别为 、 、
。
（2）实验时，浓硫酸能顺利地滴入烧瓶中，甲仪器所起作用的原理是 。
（3）从乙处均匀通入，为使有较高的转化率，实验时，在加热与滴加浓硫酸过程中，应采取的操作是 。
（4）用大火加热烧瓶时，的转化率会 （填“提高”“不变”“降低”）。
（5）用粉末与足量浓硫酸进行此实验，当反应结束时，继续通入一段时间后，称得（III）装置增重，则本实验中的转化率为 。
9. 实验室用燃烧法测定某氨基酸（）的分子组成。取该种氨基酸放在纯氧中充分燃烧生成、、。现按图6-4-10所示装置进行实验：
图6—4—10
请回答下列有关问题：
（1）实验开始时，首先通入一段时间的氧气，其理由是 。
（2）以上装置中需要加热的仪器有 （字母填空，下同），操作时应先点燃 处的酒精灯。
（3）A装置中发生反应的化学方程式是 。
（4）装置D的作用是 。
（5）读取体积时，应注意① ；② 。
（6）实验中测得的体积（已折算为标准状况），为确定此氨基酸的分子式，还需要的有关数据有（用字母填空） 。
A. 生成二氧化碳气体的质量 B. 氨基酸的相对分子质量
C. 通入氧气的体积 D. 生成水的质量
10. 由图6-4-6中的仪器组成一套制取并验证其具有氧化性、还原性与漂白性的装置（图中铁架台及有关药品已略去，装置③中箭头表示气体流向）。其中装置②、④、⑤中所用的试剂只能从以下物质中选用：氯水、浓硫酸、溴水、硝酸、品红试剂、烧碱溶液、澄清石灰水。
图6—4—6
（1）连接仪器时，导管的连接顺序为：J接 ， 接 ，H接D， 接I， 接 （从左到右连接）。
（2）装置②用以检验的还原性，所盛试剂最好是 ；装置中④所盛试剂最好是 ，目的是 。
（3）仪器连接好后怎样检查装置①的气密性？简述其操作 。
（4）关闭活塞K后，如何检验装置②、③、④、⑥的气密性？简述其操作 。
11. 我国规定饮用水质量标准必须符合下列要求：
6.5—8.5
、总浓度
细菌总数 个
以下是源水处理成自来水的工艺流程示意图
源水→ 曝气池 一级沉降池
二级沉降池 过滤池 → 自来水
（1）源水中含、、、等，加入石灰后生成，进而发生若干复分解反应，写出其中一个离子方程式 。
（2）凝聚剂除去悬浮固体颗粒的过程 （填写编号，多选倒扣）。
① 只是物理过程
② 只是化学过程
③ 是物理和化学过程
是常用的凝聚剂，它在水中最终生成 沉淀。
（3）通入二氧化碳的目的是 和 。
（4）气体A的作用是 。这种作用基于气体A和水反应的产物具有 。
（5）下列物质中， 可以作为气体A的代用品。（填写编号，多选倒扣）
① ② （液） ③ ④
【试题答案】
1. B 2. AB 3. B 4. C
5. 取两份水解产物的水溶液，向一份中通入，得到淡黄色沉淀，证明有生成；向另一份中加入溶液，得到白色沉淀，证明有生成。
6.（1）；浓；盐酸 （2）（）；（） （3）（）；（）
7.
（1）先打开、活塞，再挤压胶头滴管
（2）先挤压胶头滴管，再打开、活塞，然后打开活塞
8.
（1）B、A、E
（2）使分液漏斗与烧瓶相通，使浓容易滴下
（3）通入过量的空气（）
（4）降低
（5）
9.
（1）避免残留在装置中的空气（主要是）对实验结果产生影响。
（2）A、D、D
（3）
（4）除去未反应的O2
（5）① 量筒水平放置桌面；② 读数时，视线与凹液面最低点相平。
（6）A、B、D
10.
（1）J接C，B接G，H接D，B接I，A接F
（2）溴水；品红；检验的漂白性
（3）加水浸过长颈漏斗的颈部，导管A连接弯管通入水中，打开K，用手捂热试管，导管口有气泡冒出，松开手后管内有一段水柱，表明不漏气。
（4）用小火微热烧瓶⑥，观察烧杯⑤中是否有气泡逸出。
11.
（1）；；
（2）③；胶状
（3）除去；调节
（4）杀菌消毒；强氧化性
（5）①③
【励志故事】
没有借口
◇ ◇ 张丽钧
每年8月份，我所在的学校都要迎来一些高考落榜的学生。他们是来复读的，我们常戏称之为“高四学生”。登记高考分数的时候，他们往往在讲出一个羞于开口的数字之后适时地补充一句：今年没考好。每逢听他们这样讲，我都忍不住追问一声：为什么？答案五花八门：自己病了，家人病了，心情很糟，知了太吵，天气太热，不许如厕，笔是假货（高考答题卡限用正宗2B铅笔填涂）……我知道了，在这些落榜考生的眼里，自己是世界上最值得怜惜的人，是“瞎了眼”的命运女神无情捉弄，才使得他们与一个本应实现的梦失之交臂。
失败是一件让人疼痛的事，但我们聪明地发现一种镇痛良药——为失败找一个借口。小时候跌倒了，妈妈说：宝贝不哭，妈妈给你打这块破地，打这双坏鞋。大概就是从那个时候起，我们明白了有一种推卸很受用，有一种解脱很愉悦。于是，当那种锥心的痛再次袭来时，我们便乖巧地闪身，避进一个叫做“借口”的硬壳里，就像寄居蟹避进螺壳中，在一方安谧的天地中冷眼观看恶浪又掀翻了谁人的梦想。
（未完待续）
一. 教学内容：
（1）化学实验设计 （2）综合实验的分析与评价
二. 重点、难点：
1. 化学实验设计
化学实验的设计是高考命题中较高层次的能力要求。它不仅考查学生化学知识和化学实验技能的掌握，还考查了学生根据试题情景，能灵活地、创造性地解决化学问题的能力，在一定程度上也能考查出学生思维严谨，全面的科学态度和勇于创新的科学精神。
从试题内容上来看，有实验操作顺序的设计；有确认某混合物成分的实验设计；有验证化学原理和反应规律的设计；也有物质纯度的设计。其中有定性的，也有定量的，虽然试题涉及的实验都比较简单，但都有较强的综合性、灵活性和创造性。
（1）实验设计的一般思路
①根据命题要求，分析实验原理、选择适宜试剂。
②根据化学反应原理，化学基础理论及反应特点确定必要的实验仪器和装置及其连接顺序。
③制定化学反应实验步骤顺序和观察重点及明确实验中注意事项。
④记录观察现象、分析实验结果得出正确结论、完成实验课题。
（2）实验设计的原则
①科学性。即要符合一定的化学原理，不能出现科学性的错误，如实验室制取CO2。原料只有石灰石、硫酸和硝酸，设计实验方案只能选用硝酸。因为H2SO4和CaCO3反应生成微溶性的CaSO4，它覆盖在石灰石表面，阻碍反应继续发生。
②程序合理。多步骤实验有哪步先做、哪步后做的问题。实验程序反映思维的有序性和整体性，没有整体的思考就不可能设计出合理的实验程序。如制取气体，要先经干燥剂处理然后收集。又如证明CO2和水蒸气的存在，混和气体应先通过无水CuSO4，检验有无水蒸气的存在，再通过石灰水检验CO2的存在。
③装置连接合理。实验方案的设计，要求实验仪器的连接必须合理、正确。如气体实验中一般有以下几部分组成：气体发生装置→气体净化装置→性质、制备实验装置→尾气吸收装置。又如洗气瓶的使用，长管应连接进气，短管连接出气。使用干燥管粗口连接进气，细口连接出气。
④安全第一。实验设计中安全意识要放在第一位，要防止有毒物质的污染的毒害。在气体制备的实验中，要注意防止气体倒吸，要注意尾气的处理，杜绝一切实验事故。
2. 综合实验的分析与评价
这是近年来高考考查化学实验的新题型。试题往往是把中学化学教材中各部分实验进行分解与综合、迁移，创设出一种新情景的实验，用以考查学生运用化学知识和实验技能，解决化学新情景实验的能力。这里，主要包括以下两大方面问题。
（1）综合实验的评价。试题常设计出几种实验方案。要求考生根据题目的要求和实验目的，从化学原理，元素及其化合物的性质，化学实验的基本操作技能等方面，对实验方案进行科学分析、评价优劣，这里能充分展示考生化学实验技能和化学理论知识的功底和分析问题、解决问题能力。
（2）综合实验的分析。主要包括对实验现象进行本质的分析，能透过实验现象，认识到物质的性质和作用，并能进行知识的重组和归纳，也包括综合实验中某一装置和化学试剂的作用的分析。
近年来，高考试卷中的实验试题。每年都有情景创新性的题目，都能让人耳目一新。由于这些试题情景新，设问角度变化多端，能较成功的反映学生化学双基知识和技能的掌握情况，能激发学生的创新意识和思维能力。为高考的选拔功能和突出化学学科特征发挥了明显的作用。
【典型例题】
例题. 1，2-二溴乙烷可作汽油抗爆剂的添加剂，常温下它是无色液体，密度2.18 g·cm-3，沸点131.4℃，熔点9.79℃，不溶于水，易溶于醇、醚、丙酮等有机溶剂。在实验室中可以用下图所示装置制备1，2-二溴乙烷。其中分液漏斗和烧瓶a中装有乙醇和浓硫酸的混合液，试管d中装有液溴（表面覆盖少量水）。
填写下列空白：
（1）写出本题中制备1，2-二溴乙烷的两个化学反应方程式。
_______________________________________________________________
（2）安全瓶b可以防止倒吸，并可以检查实验进行时试管d是否发生堵塞。请写出发生堵塞时瓶b中的现象________________________________。
（3）容器c中NaOH溶液的作用是____________________________。
（4）某学生在做此实验时，使用一定量的液溴，当溴全部褪色时，所消耗乙醇和浓硫酸混合液的量，比正常情况下超过许多。如果装置的气密性没有问题，试分析其可能的原因____________________________________。
分析：通过观察实验装置和所盛的药品，可以很快确定烧瓶a是乙烯的发生装置；试管d（内盛液溴）是乙烯与溴反应的装置。锥形瓶C所盛NaOH溶液为的是吸收乙烯中混有的酸性气体（CO2、SO2）。而锥形瓶e中的NaOH溶液应是吸收逸出的溴蒸气，以防污染。
对装置b来说，题中明确是安全瓶。当试管d有堵塞时，气体流动不畅，会使b中气压增大，导致b的水被压进玻璃管内，甚至会溢出。而实验时所消耗乙醇和浓硫酸混合液的量，比正常情况下多的原因，可从乙烯气流过快，难使液溴全部吸收和加热温度控制不当造成部分乙醇挥发或发生其它副反应等去考虑。
答案：
（2）瓶b玻璃管内液面会升高，甚至溢出。
（3）吸收乙烯中的酸性气体。
（4）①乙烯气体产生的速率过快，使通入试管d中的乙烯不能完全与Br2反应而逸出；②烧瓶a中反应温度控制不当，没有迅速升温至170℃而使部分乙醇挥发。
【模拟试题】
1. 设计一个简单的一次完成实验的装置，验证醋酸溶液、二氧化碳水溶液、苯酚溶液的
（1）利用上图所示仪器组装实验装置，则仪器的连接顺序为_____接_____→_____接_____→_____接_____。
（2）写出实验步骤、现象和有关的化学方程式：
_________________________________________________
_________________________________________________
2. 往一铝易拉罐内充满CO2，然后往罐内注入足量的NaOH溶液，立即用胶布严封罐口。过一段时间后，罐壁内凹。再过一段时间后，罐壁又重新鼓起。解释上述变化的实验现象。配以有关化学方程式。
（1）罐壁内凹的原因：________________。反应的化学方程式是______________。
（2）罐再鼓起的原因__________________。反应的化学方程式是______________。
3. 分别设计化学实验，用最佳方法证明明矾溶于水时发生的下列变化：
供选用的药品和仪器：明矾溶液、甲基橙试液、石蕊试液、酚酞试液、pH试纸、氢氧化钠溶液、酒精灯、半透膜、电泳仪、聚光束仪。
（1）证明明矾发生了水解反应______________________________________。
（2）证明其水解反应是一个吸热反应________________________________。
（3）证明生成了胶体溶液__________________________________________。
4. 实验室里临时需要用氢氧化钠溶液和二氧化碳来制取纯净Na2CO3溶液。已知二氧化碳气体在通入氢氧化钠溶液的过程中极易过量生成NaHCO3，且无明显现象。
实验室有下列试剂：①未知浓度的NaOH溶液 ②37%盐酸 ③37%硫酸 ④14%盐酸 ⑤大理石 ⑥K2CO3固体
实验室有下列仪器：铁架台、启普发生器、烧杯、量筒、橡胶管、玻璃导管、分液漏斗。
（1）本实验选用的仪器除烧杯、橡胶管、玻璃导管外，还需要_________________。
（2）为保证制得纯净Na2CO3溶液，选用的试剂除①之外还应用（请用编号回答）________________。
（3）简要叙述制得纯净Na2CO3溶液的实验步骤（仪器的安装、使用都略去）_____
___________________________________________________________________。
5.
温下反应可得氮化镁，氮化镁遇水反应生成Mg(OH)2和NH3，下面是甲、乙两位学生提出的制备氮化镁的两种实验方案示意图（实验前系统内的空气已排除，下图中箭头表示气体的流向）。
填空和回答问题：
（1）甲、乙两学生提出的实验方案是否能制得氮化镁？（填“能”或“不能”）甲_______乙_______。
（2）具体说明不能制得氮化镁的原因（如两个方案都能制得氮化镁，此小题不用回答）。___________________。
6. 工业生产的纯碱Na2CO3中常含有少量NaCl等杂质。下面的装置图是测定纯碱中Na2CO3百分含量的实验方法之一。操作步骤是：①检查装置的气密性。②在干燥管内填满颗粒状碱石灰，称总量（设为W1）。③称取一定量的纯碱（设W2），并把它放进广口瓶B中。④把分液漏斗中的稀硫酸缓缓加入，至不再产生气体为止。⑤打开开关a，缓缓鼓入空气。约5分钟后，再称干燥管的总重（设为W3）。回答下列问题：
（1）鼓入空气的目的是__________________。
（2）装置（A）的作用是_______________。
（3）装置（C）的作用是_______________。
（4）Na2CO3百分含量的计算式为________________。
（5）如去掉装置A，测定结果将（偏大，偏小，不影响）_____________。
（6）如去掉装置C，测定结果将（偏大，偏小，不影响）______________。
7. 将Cl2通入浓热的KOH溶液中，可以制得氯酸钾。制备过程中浓KOH溶液需用水浴加热。实验所需的仪器如下图所示。
（1）组装氯气发生器时，应选用的仪器导管（填编号）是_____________；
（2）在实验中，按气流方向从左到右的顺序，气流流经的仪器及导管的编号依次是______________________；
（3）仪器②试管的橡皮塞上应有________个孔，原因是__________________；
（4）仪器②中将试管悬挂在烧杯中而不直接放入烧杯是因为_________________；
（5）仪器②试管中需用50 g 30%的KOH溶液，称取固体KOH以及配制溶液的方法是__________________________；
（6）欲将制得的氯酸钾从溶液中分离出来制成晶体，应采取的方法是______________
_________________________________。
8. 用下图中的简易装置进行气体的发生和收集。
在试管a中加入10 mL 6 mol·L-1的稀硝酸和1 g铜片，立即将带有导管的橡皮塞塞紧试管口。反应开始时速度缓慢，逐渐加快。
（1）从反应开始到反应结束，预期在试管a中可以观察到哪些现象，请依次逐一写出。
答：___________________________________
（2）在反应开始时，可观察到导管b中的水面先沿导管b慢慢上升到一定高度，此后又回落，然后有气泡从管口冒出。试说明反应开始时，导管中水面先上升的原因。
答：___________________________________
（3）试管c收集满气体后，用拇指堵住管口取出水槽。将管口向上，松开拇指，片刻后，再次堵住管口，将试管又再倒置于水槽中，松开拇指，此时可观察到什么现象？
答：___________________________________
9. 下图为实验室验证某铜银合金完全溶解于一定量浓硝酸，生成的NO2气体中含有NO的实验装置图。
常温下，NO2与N2O4混合存在，在低于0℃时，几乎只有无色N2O4晶体存在。
（1）反应前先打开A部分的活塞K1，持续通一段时间N2，其理由是_______________。
（2）若装置中缺B部分，其后果是______________。
（3）反应结束后，打开D部分的活塞K2，并通入氧气，D瓶内气体由无色变为红棕色；若通入的是热的氧气，则瓶内气体的颜色比前者更深，其原因是_________________。
（4）E部分中a仪器所起的作用是___________________。
（5）已知，该铜银合金的质量为15 g，加入40 mL 13.5 mol·L-1的浓硝酸。实验结束后，A部分烧瓶内溶液的[H+]为1 mol·L-1（反应中，硝酸既无挥发也无分解），体积仍为40 mL。
①参加反应的硝酸的物质的量为______________。
②为测定铜银合金中铜的质量分数，还须进行的主要实验操作是：_______________。
10. 为了测人体新陈代谢呼出气体中CO2的体积分数，某学生课外小组设计了如下图的实验装置。实验中用过量NaOH溶液吸收气体中的CO2，准确测量瓶I中溶液吸收CO2后的增量及剩余气体的体积（实验时只用嘴吸气和呼气），请填空。
（1）图中瓶II的作用是___________________________
（2）对实验装置尚有以下A、B、C、D四种建议，你认为合理的是（填代号）_____。
A. 在E处增加CaCl2干燥管
B. 在F处增加CaCl2干燥管
C. 在E和F两处增加CaCl2干燥管
D. 不必增加干燥管
（3）将插入溶液的管子下端做成具有多孔的球泡（图中的II），有利于提高实验的准确度，其理由是_____________________________。
（4）实验时先缓缓吸气，再缓缓呼气，反复若干次，得如下数据：瓶I溶液增重a克，收集到的气体体积（标准状况）为b升，该呼出气体中CO2的体积分数是（列出算式）：___________________________
（5）实验中猛吸猛呼，会造成不安全后果，猛吸时_______________，猛呼时会______
____________________。
【疑难解析】
例题. 在一定条件下用铁粉和水蒸气反应，可以得到铁的氧化物。该氧化物又可以经过此反应的逆反应，生成颗粒很细的铁粉。这种铁粉具有很高的反应活性，在空气中受撞击或受热时会燃烧，俗称“引火铁”。请分别用下图中示意的两套仪器装置，制取上述铁的
中必要的铁架台、铁夹、石棉网、加热设备等在图中均已略去。填写下列空白：
（1）实验进行时试管A中应加入的试剂是_______________。烧瓶B的作用是_____
__________。烧瓶C的作用是_______________。在试管D中收集得到的是____________。
（2）实验时，U型管G中应加入的试剂是__________；长颈漏斗H中应加入_______。
（3）两套装置中，在实验时需要加热的仪器是（填该仪器对应的字母）_________。
（4）烧瓶I中发生的反应有时要加入少量硫酸铜溶液，其目的是_____________。
（5）试管E中发生反应的化学方程式是__________________________________。
（6）为了安全，在E管中的反应发生前，在F出口必须_______________。E管中的反应开始后，在F出口处应_______________。
分析：本题以中学化学中H2还原CuO和Fe与高温水蒸气为素材，改造编写成高考试题，试题设置了两套外形非常相似的装置。要求学生判断各是哪一反应的装置，本题考查选择适宜实验装置的能力。试题通过气体制备原理、仪器作用和操作细节的提问，也考查了学生对基本实验的掌握程度。
试题两个相反方向的反应中，有一个是氢气还原铁的氧化物生成“引火铁”的反应，由于需要产生氢气，可判断出图中带长颈漏斗和圆底烧瓶的气体发生装置是用于此反应的。a图是用来完成铁粉与水蒸气反应的装置。这一步的分析是解答本题的突破口。
中完成此反应。可推知A中放有铁粉，烧瓶B是产生水蒸气的装置。在b图中，由I和H中产生的氢气中往往含有水蒸气和少量HCl（因用盐酸与锌粒反应生成的氢气），则U型管G中应装有碱性干燥剂。
答案：（1）普通铁粉。作为水蒸气发生器（或用来产生水蒸气）。防止水倒吸（或
B、E。（4）加快氢气产生的速度（或通过锌表面置换出铜，形成微电池，加快氢气产
【试题答案】
1. （1）A接D→E接B→C接F
（2）
2.
3. （1）用pH试纸测试明矾溶液，pH<7，证明明矾水解呈酸性。
（2）加热上述明矾溶液，再用pH试纸测试，pH减少，则水解吸热。
（3）利用丁达尔现象检验。
4. （1）启普发生器或简易气体发生装置。
（2）④⑤
（3）①量取一定量的NaOH溶液分成两等份，②向其中一份NaOH溶液中通入CO2直至过量，微热，使多余的CO2逸出，③将上述两份溶液混合均匀。
5. 分析：这是一道新情境的实验题。分析本题首先要抓住①制取氨气→②氨与氧化铜反应生成氮气→③氮气与镁反应生成氮化镁这一主线考查两实验方案是否合理。其次对实验过程中的处理方案，判断是否合理，最终做出正确的评价。
综观两实验方案示意图，都是按上面提到的主线程序安排的。细致分析实验方案，学生甲将制取的氨先经碱石灰吸收水气，再通入浓H2SO4处理，由于氨能与硫酸反应生成(NH4)2SO4，很显然，用浓H2SO4处理氨是极不合理的，这样后续的一系列反应无法完成。学生乙先将制取的氨与氧化铜反应，使生成的氮气通入水中，这样可使未反应完的氨气被水吸收，达到提纯氮气的目的。最后将氮气通过浓H2SO4干燥，与加热的镁粉共热，可制得氮化镁（Mg3N2），学生乙的实验方案是合理的、正确的。
答案：（1）不能；能。（2）学生甲的实验方案中，因反应生成的NH3能全部被浓H2SO4吸收，不能进行后续反应。
6. （1）赶尽装置中残留的CO2使CO2完全被碱石灰吸收
（2）除去空气里的CO2
（3）除去H2O，以保证CO2干燥
（5）偏大
（6）偏大
7. （1）3 1 4
（2）1 4 6 5 2
（3）2 使试管内外压强相等
（4）试管与烧杯底部接触时，温度会偏高。
（5）先称量一个100 mL烧杯质量，再把KOH固体放入烧杯中称取15.0 g KOH，然后加水35 mL，用玻璃棒搅拌溶解均匀。
（6）将溶液倒入烧杯内冷却，有晶体析出，滤出母液即得KClO3晶体。
8. 分析：该试题涉及到知识比较简单，主要反应有：
对该反应所发生现象的观察与描述，既要注意到试管中气体的生成、气体的转化和溶液颜色的改变，又要注意到速率大小的变化以及根据试题中提供的数据决定了铜反应完全等定量描述。只有这样，才能做到观察的全面、准确与深刻。试题中还要求结合化学反应原理，依据反应装置内压强的改变而对给出的现象作出科学的解释。
答案：（1）铜和稀硝酸反应，有无色气泡产生，反应速率开始缓慢，逐渐加快。②试管a上部空间由无色变为浅棕色，又变为无色。③试管a中的溶液由无色变为浅蓝色。④反应结束时铜片全部反应。（2）由于反应开始时产生的NO和试管a上部空气上的O2作用生成NO2；NO2易溶于水并与水反应；使装置内气体的压强暂时减小；所以导管中的水面会先上升到一定高度。（3）①水进入试管，上升到一定高度②试管中气体的颜色由棕红色变为无色。
9. （1）排尽装置内空气，以防干扰验证实验。
（2）水蒸气与NO2反应生成NO，干扰了验证实验。
成N2O4的转化率降低，气体颜色比前者深，生成N2O4的反应为放热反应。
（4）防倒吸
（5）①0.5 mol
②反应后向A的部分溶液中加入适量的盐酸，将生成的沉淀过滤、洗涤、干燥、称重。
10. 分析：这是一道新情景的实验题。题中通过一个倒Y型三通管，把两个洗气瓶与呼吸口相连，由于装置中没有控制气流方向的设置，实验时，只能要求被测试人员通过缓缓呼气和吸气，通过容器中的“压强差”来控制气流方向，从而完成气体成分的测定。试题反应了化学与物理知识的交叉，即要求学生要有一定物理气体压强的基础知识，体现了学科间的综合性。题中多孔球的使用，考查学生对扩大接触面积以加快吸收速度的应用是否灵活。
实验时，先从呼吸口吸气。这时I瓶长导管中的液面会上升到一定高度，同时II瓶F管会有部分空气通过NaOH溶液进入瓶内。这时，II瓶中的NaOH溶液会吸收空气中的CO2，起到了洗气瓶的作用，呼气时，大量气体会以I瓶的长导管进入NaOH溶液，这时呼出的气体CO2会被NaOH溶液所吸收，其它气体则会通过E管进入其它测量气体体积的仪器内。由于本实验目的是测量人的呼吸中气体CO2的体积含量，所以不必进行干燥剂处理。
答案：（1）吸入空气中的CO2被NaOH溶液吸收。 （2）D
（3）增大气体与NaOH溶液的接触面积，使气体中的CO2被充分吸收。
（5）会把I中NaOH溶液吸入口中，会把II中NaOH溶液吹出瓶外。
一. 教学内容：
化学实验方案设计的基本要求
二. 重点、难点：
1. 了解化学实验方案设计的基本要求。
2. 培养学生分析、概括、总结、综合和归纳的能力，提高学生的思维能力。
三. 具体内容：
所谓实验设计，是用多种装置和仪器按某种目的进行串联组合完成某项实验，其类型较多，考查形式多样。解答这类题目，要求学生对所学过的物质的性质、制备和净化，常用仪器和装置的作用及使用时应注意的问题等知识融会贯通，要善于吸收新信息并且能加以灵活运用。
化学实验方案设计题具有较强的综合性，但一个化学实验，必须依据一定的实验原理，使用一定的仪器组装成一套实验装置，按一定顺序进行实验操作，才能顺利完成。据此，一道综合实验方案设计题，可以把它化解成几个相互独立又相互关联的小实验、小操作来解答。由各个小实验确定各步操作方法，又由各个小实验之间的关联确定操作的先后顺序。
（一）化学实验设计的类型
根据不同的标准，可以将中学化学教学中的实验设计划分成不同的类型。
（1）根据实验在化学教学认识过程中的作用来划分。
① 启发性（或探索性）实验设计。由于这类实验是在课堂教学中配合其他化学知识的教授进行的，采取的又多是边讲边做实验或演示实验的形式，因此，在设计这类实验时，要注意效果明显、易操作、时间短、安全可靠。
② 验证性实验设计。由于这类实验的目的主要是验证化学假说和理论，又多采取学生实验课或边讲边做实验的形式，因此，在设计这类实验时，除了上述要求外，还要注意说服力要强。
③ 运用性实验设计。这类实验的目的是综合运用所学的化学知识和技能，解决一些化学实验习题或实验问题。因此，在引导学生进行实验设计时，要注意灵活性和综合性，尽可能设计多种方案，并加以比较，进而进行优选。从课内、课外的角度来分，运用性实验设计又包括课内的实验习题设计和课外的生产、生活小实验设计。
（2）根据化学实验的工具来划分。
① 化学实验仪器、装置和药品的改进或替代。
② 化学实验方法的改进。这主要是由于中学化学课本中的一些实验因装置过于繁杂、操作不太简便、方法不太合适、可见度较低而影响化学教学效果，因此需要改进方案，重新设计。另一方面，由于中学受到种种条件的限制，常会发生缺少某些仪器、药品的情况，因而需要自制一些仪器和代用品，或采用微型实验，所以也需要对实验重新进行设计。
（3）根据化学实验内容来划分。
① 物质的组成、结构和性质实验设计。
② 物质的制备实验设计。
③ 物质的分离、提纯、鉴别实验设计。
（二）化学实验设计的内容
一个相对完整的化学实验方案一般包括下述内容：
（1）实验目的。
（2）实验原理。
（3）实验用品（药品、仪器、装置、设备）及规格。
（4）实验装置图、实验步骤和操作方法。
（5）注意事项。
（6）实验现象及结论记录表。
（三）化学实验设计的要求
1. 科学性
科学性是化学实验方案设计的首要原则。所谓科学性是指实验原理、实验操作程序和方法必须正确。例如，鉴别Na2SO3和NaI，在试剂的选择上就不宜选用硝酸等具有氧化性的酸，在操作程序的设计上，应取少量固体先溶解，然后再取少量配成的溶液并再加入试剂，而不能将样品全部溶解或在溶解后的全部溶液中加入试剂。
2. 安全性
实验设计时应尽量避免使用有毒的药品和进行具有一定危险性的实验操作。如果必须使用，应在所设计的化学实验方案中详细写明注意事项，以防造成环境污染和人身伤害。
3. 可行性
实验设计应切实可行，所选用的化学药品、仪器、设备和方法等在中学现有的实验条件下能够得到满足。
4. 简约性
实验设计应尽可能简单易行，应采用简单的实验装置、用较少的实验步骤和实验药品，并能在较短的时间内完成实验。
对同一个化学实验，可以设计出多种实验方案，并对它们进行选择。选择采用的实验设计方案，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。
（四）化学实验设计的一般思路
① 接受信息。接受、分析、筛选信息，明确实验设计的课题、条件和要求。② 实验设计原理。通过对新旧信息的加工，实现制定的实验设计。从设计的要求及解决问题的顺序分析，大致有以下两个层次：一是实验方案的选定。二是实验装置与实验操作的设计。③ 设计实验内容。见上。
1. 设计思想、规律和方法
（1）思考问题的顺序：
① 围绕主要问题思考。例如：选择适当的实验路线、方法；所用药品、仪器简单易得；实验过程快速、安全；实验现象明显。
② 思考有关物质的制备、净化、吸收和存放等有关问题。例如：制取在空气中易水解的物质（如Al2S3、AlCl3、Mg3N2等）及易受潮的物质时，往往在装置末端再接一个干燥装置，以防止空气中水蒸气进入。
③ 思考实验的种类及如何合理地组装仪器，并将实验与课本实验比较、联靠。例如涉及到气体的制取和处理，对这类实验的操作程序及装置的连接顺序大体可概括为：发生→除杂质→干燥→主体实验→尾气处理。
（2）仪器连接的顺序：
① 所用仪器是否恰当，所给仪器是全用还是选用。
② 仪器是否齐全。例如制有毒气体及涉及有毒气体的实验应有尾气的吸收装置。
③ 安装顺序是否合理。例如：是否遵循“自下而上，从左到右”；气体净化装置中不应先经干燥，后又经过水溶液洗气。
④ 仪器间连接顺序是否正确。例如：洗气时“进气管长，出气管短”；干燥管除杂质时“大进小出”等。
（3）实验操作的顺序：
① 连接仪器。按气体发生→除杂质→干燥→主体实验→尾气处理顺序连接好实验仪器。
② 检查气密性。在整套仪器连接完毕后，应先检查装置的气密性，然后装入药品。检查气密性的方法要依装置而定。
③ 装药品进行实验操作。
2. 设计时，应全方位思考的问题
（1）检查气体的纯度，点燃或加热通有可燃性气体（H2、CO、CH4、C2H4、C2H2等）的装置前，必须检查气体的纯度。例如用H2、CO等气体还原金属氧化物时，需要加热金属氧化物，在操作中，不能先加热，后通气，应当先通入气体，将装置内的空气排干净后，检查气体是否纯净（验纯），待气体纯净后，再点燃酒精灯加热金属氧化物。
（2）加热操作先后顺序的选择。若气体发生需加热，应先用酒精灯加热发生气体的装置，等产生气体后，再给实验需要加热的固体物质加热。目的是：一则防止爆炸（如氢气还原氧化铜）；二则保证产品纯度，防止反应物或生成物与空气中其它物质反应。例如用浓硫酸和甲酸共热产生CO，再用CO还原Fe2O3，实验时应首先点燃CO发生装置的酒精灯，生成的CO赶走空气后，再点燃加热Fe2O3的酒精灯，而熄灭酒精灯的顺序则相反，原因是：在还原性气体中冷却Fe可防止灼热的Fe再被空气中的O2氧化，并防止石灰水倒吸。
（3）冷凝回流的问题。有的易挥发的液体反应物，为了避免反应物损耗和充分利用原料，要在发生装置设计冷凝回流装置。如在发生装置安装长玻璃管等。
（4）冷却问题。有的实验为防止气体冷凝不充分而受损失，需用冷凝管或用冷水或冰水冷凝气体（物质蒸气），使物质蒸气冷凝为液态便于收集。
（5）防止倒吸问题。（前已述。）
（6）具有特殊作用的实验改进装置。如为防止分液漏斗中的液体不能顺利流出，用橡皮管连接成连通装置；为防止气体从长颈漏斗中逸出，可在发生装置中的漏斗末端套住一只小试管等。
（7）拆卸时的安全性和科学性。实验仪器的拆卸要注意安全和科学性，有些实验为防止“爆炸”或“氧化”，应考虑停止加热或停止通气的顺序，如对有尾气吸收装置的实验，必须将尾气导管提出液面后才熄灭酒精灯，以免造成溶液倒吸；用氢气还原氧化铜的实验应先熄灭加热氧化铜的酒精灯，同时继续通氢气，待加热区冷却后才停止通氢气，这是为了避免空气倒吸入加热区使铜氧化，或形成可爆气；拆卸用排水法收集需加热制取气体的装置时，需先把导管从水槽中取出，才能熄灭酒精灯，以防止水倒吸；拆后的仪器要清洗、干燥、归位。
【典型例题】
[例1] 已知Ag2HPO4和Ag3PO4均为黄色沉淀（Ag2HPO4颜色略浅）。现将0.02mol·L－1AgNO3溶液与0.01mol·L－1K2HPO4溶液等体积混合，产生黄色沉淀，试设计一个最为简便的实验方法，用以证明生成物是Ag2HPO4还是Ag3PO4。实验所用的试剂有：NaOH溶液、氨水、盐酸、硝酸和pH试纸。（不得选用其他试剂）
解析：因为Ag2HPO4和Ag3PO4的颜色彼此相近，故不能用生成物的颜色或Ag2HPO4
Ag3PO4（调节溶液酸碱性）反应过程中颜色变化来判断。换个角度来思考，在反应中：
①K2HPO4+2AgNO3=Ag2HPO4↓+2KNO3
②K2HPO4+3AgNO3=Ag3PO4↓+2KNO3+HNO3
若生成物是Ag2HPO4，则溶液呈中性；若生成物是Ag3PO4，则溶液呈酸性。
答案：取少量等体积的K2HPO4和AgNO3溶液反应，用pH试纸检验，溶液呈中性，则沉淀为Ag2HPO4；若溶液呈酸性，则沉淀为Ag3PO4。
[例2] 3位同学设计了下列3个实验方案以验证某无色气体中既含有SO2 ，又含有CO2 。
方案1：将无色气体通入酸性KMnO4溶液，KMnO4溶液褪色，反应后气体通入石灰水，石灰水变浑浊。即可证明原无色气体中既含有SO2 ，又含有CO2 。
方案2：将无色气体通入溴水，溴水褪色反应后气体通入石灰水，石灰水变浑浊，证明原无色气体中既含有SO2 ，又含有CO2。
方案3：将无色气体通入品红试液后再依次通入酸化KMnO4溶液、品红溶液，最后通入澄清的石灰水。结果品红试液褪色、KMnO4溶液颜色变浅品红试液不褪色，石灰水变浑浊，证明原无色气体既含有SO2 ，又含有CO2。
试回答上述3个方案中，能证明原无色气体中既有SO2 ，又含有CO2的方案是：
_________________简述其理由是：_________________。
解析：对比、分析相关物质的共性及差异，进行实验方案可行性的评价。
在进行实验方案的可行性评价时，选择的依据是相关物质的性质，对比其共性，寻找其差异，从而作出判断。
分析时一要考虑SO2 与CO2的共性是均能使澄清石灰水变浑，二要考虑到二者的区别，SO2具有还原性，并能使品红褪色，CO2不具备这些性质。三要考虑能使酸性KMnO4溶液、溴水褪色的物质不仅有SO2，还有H2S、C2H4、C2H2 等。因此证明既有SO2又有CO2的实验程序一般应为：检验SO2存在→除SO2→证明SO2不存在→证明CO2存在。
答案：符合上述实验程序的应是方案3。
[例3] 现有一定量含有Na2O杂质的Na2O2试样，请从图中选用适当的实验装置，设计一个最简单的实验，测定Na2O2试样的纯度（可供选用的反应物只有CaCO3固体，6mol／L盐酸和蒸馏水）。
请填写下列空白：
（1）写出在实验中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是（填各接口的字母，连接胶管省略）______。
解析：考查有关实验装置的选用及连接的知识。
明确实验目的——测定Na2O2试样的纯度；从比较Na2O2与Na2O不同化学性质入手，选择测定Na2O2含量的方法，其中Na2O2能分别与H2O、CO2作用生成O2是一明显特点，能测出产生的O2就能测出Na2O2的量；按实验要求，只能选择最简单的实验（同时考虑所供试剂），蒸馏水与试样反应符合题意。此外，需注意的是，因是排水测量O2的体积，所以制得的O2不需干燥，且接口时要短管进长管出，与洗气装置相区别。
答案：
（1）2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑ Na2O+H2O=2NaOH
（2）应选用的装置是⑤①④
（3）连接顺序应是GABF。
[例4] 碱式碳酸镁有多种不同的组成，如、、等。请你设计一个测定碱式碳酸镁组成的实验方案。包括
（1）测定原理
（2）测定实验的装置图
（3）操作步骤。
可使用的仪器、试剂和用品如下：
仪器：天平（附砝码）、大试管（附带有短玻璃管的橡皮塞）、酒精灯、洗气瓶、球形干燥管（附带有短玻璃管的橡皮塞）、铁架台、铁夹、角匙。
试剂：碱式碳酸镁（粉状）、浓硫酸、石灰水、无水氯化钙、碱石灰。
其他：火柴、棉花、短橡皮管、弹簧夹。
注意：①上述仪器和试剂只需应用其中的一部分。②仪器、试剂、用品的数量不限。
解析：考查测定碱式碳酸镁组成的实验方案设计。
可加热碱式碳酸镁，通过测定生成的MgO、CO2、H2O的物质的量之比来确定碱式碳酸镁的组成。用浓硫酸吸收H2O，根据浓硫酸增重的量，求出水的物质的量；用碱石灰吸收CO2，根据碱石灰的增重，确定CO2物质的量。
答案：
（1）通过测定MgO、CO2、H2O的物质的量之比来测定碱式碳酸镁的组成。
（2）测定实验的装置如下图所示：
（3）操作步骤
① 将装置按上图连接好后，检查装置的气密性
② 称取一定量（W1g）样品于大试管中
③ 加热，至样品完全分解
④ 实验结束后，称量洗气瓶和干燥管的增重（设为W2、W3）
⑤ 计算MgO、CO2、H2O的物质的量之比为
n（MgO）：n（CO2）：n（H2O）=::
确定碱式碳酸镁的组成。
[例5] 为了测定人体新陈代谢呼出气体中CO2的体积分数，某学生课外小组设计了如图的实验装置。实验中用过量NaOH溶液吸收气体中的CO2，准确测量瓶Ⅰ中溶液吸收CO2后的增重及剩余气体的体积（实验时只用嘴吸气和呼气），请填空：
（1）图中瓶Ⅱ的作用是________。
（2）对实验装置尚有如下A、B、C、D四种建议，你认为合理的是（填代号）________。
A. 在E处增加CaCl2干燥管
B. 在F处增加CaCl2干燥管
C. 在E和F两处增加CaCl2干燥管
D. 不必增加干燥管
（3）将插入溶液的管子下端改成具有多孔的球泡（图中的Ⅲ），有利于提高实验的准确度，其理由是________。
（4）实验时先缓缓吸气，再缓缓呼气，反复若干次，得如下数据：瓶Ⅰ溶液增重ag，收集到的气体体积（标准状况）为bL，该呼出气体CO2的体积分数是（列出算式）：
_________________。
（5）实验中若猛吸猛呼，会造成不安全后果，猛吸时会_________，猛呼时会______。
解析：考查学生实验的综合能力。本题将人体作为一个特殊的“化学反应装置”或称“气体交换装置”，集制气、洗气于一体，且呼气和吸气都需要经过相应的处理。
从题给装置分析可知，F是空气的进口，为排除空气中原有CO2对实验结果的影响和干扰，应先将其除去，即图中瓶Ⅱ的作用是除去吸入空气中的CO2；而呼出的CO2则由图中瓶Ⅰ吸收，其溶液增加的质量即为呼出CO2的质量，故呼出气体中CO2的体积分数为：
由此可见，在整个测定实验中，没有必要增加干燥管，因为事实上人体呼出的气体中亦混有水蒸气，在E处或F处安装干燥管没有明确的意义，不如忽略水蒸气的体积，或将其看作系统误差，对实验结果更为有利；当然，如果将插入溶液的管子下端改成具有多孔的球泡（图Ⅲ），则会因增大了气体与溶液的接触面，从而使气体中的CO2吸收更充分，有利于提高实验的精确度；如果在实验中猛吸，则可能将瓶Ⅰ中的NaOH溶液吸入口中；如果在实验中猛呼，则可能将瓶Ⅱ中的NaOH溶液吹出瓶外，从而出现不必要的实验事故。因此在实验中不能猛呼猛吸，尤其不能猛吸。
答案：
（1）除去吸入空气中的CO2
（2）D
（3）增大了气体与溶液的接触面，从而使气体中的CO2吸收的更充分
（4）
（5）可能将瓶Ⅰ中的NaOH溶液吸入口中，可能将瓶Ⅱ中的NaOH溶液吹出瓶外
[例6] 欲在室温和1.01×105Pa条件下测定镁的原子量。请利用图给定的仪器（盛放镁条的隔板有小孔）组装成一套实验装置（每种仪器只允许用一次）。
请回答下列问题：
（1）假设气流方向为左→右，则各仪器的接口连接的先后顺序为（用小写字母填写）______。
（2）连接好仪器后，要进行的操作有以下几步：① 待仪器B中的物质恢复至室温时，测量量简C中水的体积（若假定将测定的体积换算成标准状况下为VmL）；② 擦掉镁条表面的氧化膜，将其置于天平上称量（假定其质量为mg），并将其投入试管B中；③ 检查各装置的气密性；④ 旋开仪器A上分液漏斗的活塞，当镁条完全溶解时再关闭活塞。上述几步操作的先后顺序是______。
（3）根据实验数据可算出镁的相对原子质量，其数字表达式为________。
（4）若未将试管B冷却至室温就测量量筒C中水的体积，这将会使所测镁的相对原子质量数据（填偏高、偏低或无影响）________。
（5）若未擦净镁条表面氧化膜就进行实验，这将会使所测镁的相对原子质量数据（填偏高、偏低或无影响）_________。
解析：本题考查为实现某定量测定目标设计、组装仪器和操作程序的能力，以及依据实验原理判断实验误差的能力。
本题测定镁的相对原子质量的实验原理是根据已称量的mg镁产生H2的体积，来计算镁的相对原子质量。根据题目给的装置，完成此实验必须做到以下两点：一是镁跟盐酸反应要充分；二是用排水法准确量得产生H2的体积。
为此，仪器的连接顺序应为：a接h、g接b、c接f、e接d，最终使产生的H2将D中的水排入量筒中，可测得H2的体积。
根据Mg与HCl反应不难确定（设镁的相对原子质量为A）：
Mg——H2
A 22400
m V
A=
实验误差的讨论应依据上式：若B试管未冷却至室温，H2体积偏大，会造成计算结果镁原子量偏低；若镁条表面氧化膜未擦净，称量时将MgO的质量计在镁的质量上，实际收集到H2体积偏小，计算结果的相对原子质量偏高。
答案：
（1）a接h、g接b、c接f、e接d
（2）②③④①或③②④①
（3）
（4）偏低
（5）偏高
[例7] 含苯酚的工业废水处理的流程图如下：
（1）上述流程里，设备1中进行的是___操作（填写操作名称）。实验室里这一步操作可以用____进行（填仪器名称）。
（2）由设备2进入设备3的物质A是______，由设备3进入设备4的物质B是______。
（3）在设备3中发生反应的化学方程式为_________。
（4）在设备4中，物质B的水溶液和CaO反应，产物是NaOH、H2O和________。通过____操作（填写操作名称），可以使产物相互分离。
（5）上图中，能循环使用的物质是C6H6、CaO、____、_____。
解析：化学工业的三废直接污染周围环境，破坏生态环境，危及人类的生存。工业废水中的苯酚，必须回收处理，达到规定的指标后，才能排放。
在常温下，苯酚在水中的溶解度不大，在设备1中用苯萃取、分液，便于回收。向苯酚的苯溶液中，通入氢氧化钠溶液，苯酚与氢氧化钠反应生成熔、沸点较高且易溶于水的苯酚钠，将苯分离出去（蒸馏），苯酚钠由设备2进入设备3。在设备3中，二氧化碳与苯酚钠反应，生成苯酚从碳酸氢钠的水溶液析出而分离。由设备3进入设备4的物质是碳酸氢钠，加入生石灰后，发生如下反应：NaHCO3+CaO=CaCO3↓+NaOH；碳酸钙在设备5中煅烧又转化为生石灰和二氧化碳。由此可知在苯酚回收的过程中，苯、氢氧化钠、二氧化碳和生石灰皆可循环使用。
本题的难度并不大，但给人一定的启示，即生产中采用最简易的方法，便于操作进行；选择最佳流程，原料循环使用，成本最低。
答案：
（1）萃取、分液；分液漏斗
（2）苯酚钠；碳酸氢钠
（3）+CO2+H2O→+NaHCO3
（4）CaCO3；过滤
（5）CO2；NaOH
[例8] 用下列仪器、药品验证由铜和适量硝酸反应产生的气体中含NO（仪器可选择使用，N2和O2的用量可自由控制）。已知：
①
② 气体液化温度：NO2 21℃， NO -152℃
试回答：
（1）仪器的连接顺序（按左→右连接，填各接口的编号）为____。
（2）反应前先通入N2，目的是______。
（3）确认气体中含NO的现象是________。
（4）装置F的作用是________。
（5）如果O2过量，则装置B中发生反应的化学方程式为_____。
解析：本实验的目的是验证Cu和浓HNO3反应产生的气体中的NO，即产物中一定有NO，而不是通过实验来确定是否有NO。而反应产物中NO2是一定存在的，所以要将NO2和NO分离后进行验证，如何分离？题目给出了两种气体相差甚远的液化温度，联系装置F，便知其意了。NO2和NO分离（NO2被液化）后的气体与O2作用，又出现红棕色，这个特征现象便确认了NO的存在。
另外，制气前须将各装置内的空气排尽（否则会氧化NO），气体中混有的水气的吸收以及最后尾气的吸收，这些问题都要考虑。而盛酚酞的装置E便成了命题者用来干扰思维的多余装置。
框图分析
答案：
（1）①⑤④（10）（11）（或（11）（10））⑥⑦③。
（2）驱赶装置中的空气，防止产生的NO被氧化；
（3）通入O2后装置D中有红棕色气体生成；
（4）使NO2液化（分离NO2和NO）；
（5）4NO2+O2+4NaOH=4NaNO3+2H2O
[例9] 实验室用氨气还原氧化铜的方法测定铜的近似相对原子质量，反应的化学方程式为
试回答：
（1）如果选用测定反应物CuO和生成物H2O的质量（m（CuO）、m（H2O））时，请用下列仪器设计一个简单的试验方案。
① 仪器连接的顺序（用字母编号表示，仪器可重复使用）_________；
d中浓硫酸的作用是________，______；
实验完毕时观察到a中的现象是__________；
② 列出计算Cu的相对原子质量的表达式_________；
③ 下列情况将使测定结果偏大的是________。（以下选择填空不限1个正确答案，均用字母编号填写）
A. CuO未全部还原为Cu
B. CuO受潮
C. CuO中混有Cu
（2）如果仍采用上述仪器装置，其它方案可选用测定的物理量有_______
A. m（Cu）和m（CuO） B. m（N2）和m（H2O）
C. m（Cu）m（H2O） D. m（NH3）和m（H2O）
解析：这是一道综合性很强的实验题。仪器连接的关键处是：b装置产生的NH3气中混有的水蒸气应先用C（碱石灰）除去，通过a（CuO）后产生的水蒸气和过量的NH3气应先通过C（碱石灰）吸收水，然后再通过d吸收多余的氨气（如先通过d对结果有何影响？）。故正确的连接顺序应为：b→c→a→c→d。d中浓硫酸的作用是吸收多余的NH3气，并防止空气中的水分进入c中影响测定结果。实验结束后a中黑色的CuO全部转变成红色的Cu。
H2+CuOCu+H2O
x+16 18
m（CuO） m（H2O）
Cu的相对原子质量x=
如CuO未被全部还原成Cu，则上式中比值比实际大，结果偏大。
如CuO受潮，则m（CuO）偏大，m（H2O）也偏大，还是变小。
如CuO中混有Cu，则m（CuO）偏大，m（H2O）不变，则偏大，结果偏大。
如仍采用上述仪器装置，其它方案可选用测定的物理量必须有CuO或Cu，故只能选择a、m（Cu）和m（CuO）或c、m（Cu）和m（H2O）
答案：
（1）①b→c→a→c→d；吸收产生的多余NH3，防止空气中H2O进入C中影响结果。黑色的CuO全部转变成红色的固体
②
③ A、C
（2）A、C
【模拟试题】（答题时间：45分钟）
一. 填空题：
1. 在下列给定试剂中选择适当试剂，通过实验证明H2SO3（SO2的水溶液）既有氧化性又有还原性
试剂：① pH试纸 ② 溴水 ③ H2S溶液 ④ BaCl2溶液
（1）验证亚硫酸的氧化性：选用试剂______。实验现象______。
（2）验证亚硫酸的还原性：试剂______。现象______。
2. 某学生设计了三个实验方案，水解淀粉并检验水解情况。
（1）方案甲：
淀粉液水解液中和液溶液变蓝。
结论：淀粉完全没有水解。
（2）方案乙：
淀粉液水解液无银镜现象。
结论：淀粉完全没有水解。
（3）方案丙：
淀粉液水解液中和液有银镜现象。
结论：淀粉已经水解。
根据上述操作、现象，请判断结论是否正确？简要说明理由。__________________。
3. 氯化铜（CuCl2·2H2O）中FeCl2杂质。为制得纯净氯化铜晶体，首先将其制成水溶液，然后按下面所示的操作步骤进行提纯。
（1）加入氧化剂X的目的是_________。
（2）下列氧化剂中最适合于本实验的是_________。
A. H2O2 B. KMnO4 C. NaClO D. K2Cr2O7
（3）物质Y和沉淀Z的化学式分别是_________和_________。
（4）为分离出沉淀Z，并将溶液Ⅲ蒸发获得晶体，从A～L中选择所需的仪器为________。除以上仪器之外还需要的仪器和实验用品是_______。（已知完全呈氢氧化物沉淀所需的pH：Fe3+ 为3.7，Cu2 为6.4，Fe2+ 为6.4。）
A漏斗 B烧杯 C试管 D蒸发皿 E坩埚 F温度计 G酒精灯
H喷灯 I铁架台（附铁圈） J药匙 K滴管 L锥形瓶
4. 有一工业废水，已知其中含有大量的FeSO4和少量的Fe3+ 、Ag+ 、Na+及泥砂。试设计一个经济合理的实验方案，以回收金属银和绿矾晶体。请按下表中（1）～（6）的序号写出实验步骤。并说明各步骤的目的。
实验顺序 实验步骤内容 实验目的说明
（1）
（2）
（3）
（4）
（5）
（6）
5. 以六水含氯化镁MgCl2·6H2O为原料制备无水氯化镁。已知MgCl2·6H2O晶体在空气中加热时，释出部分结晶水，同时生成或MgO。而在干燥HCl气流中加热，能制得无水MgCl2。
可选用的药品：MgCl2·6H2O 晶体、NaCl（固）、KClO3（固）、MnO2（固）、浓H2SO4、浓盐酸、稀NaOH溶液。仪器；见下图（可重复使用）：
（1）组装氯化氢气体发生器，应选用的仪器（用编号A、B……填入）：_____________，有关化学方程式为_____________。
（2）按HCl气流流向，其余装置的连接顺序（用数字1、2……填放）是（ ）→（ ）、（ ）→（ ）、（ ）→（ ）、（ ）。
（3）各装置中应放的药品为：A_________，B_________，C_________，D_________，E_________。
（4）B装置的作用是_________。 B中能观察到的现象是_________。
二. 实验设计题
6. 设计一套实验装置：① 制备CO（用浓H2SO4与甲酸）；② 用制取的CO还原氧化铜，并证明生成物是铜和CO2；③ 多余的CO不能逸入空气中。简述步骤并写有关的化学方程式。
7. 某工厂排放的污水中含有Mg2+、Al3+、Hg2+、Fe3+、Cu2+等离子。甲、乙、丙三位同学设计从污水中回收金属铜的方案如下：
请回答：
（1）甲、乙、丙提出的实验方案能否制得铜？（填“能”或“不能”）
甲_________，乙_________，丙_________
（2）在制得铜的方案中，哪一步骤操作还会导致环境污染_________。怎样防止，采取的措施为_________。
8. 某学生将混有铜粉的氯化铁晶体（FeCl3·6H2O）提纯，以得到纯净的氯化铁晶体，他提出了下列实验步骤：a. 把样品溶解；b. 过滤除去铜粉；c. 蒸干溶液即到氯化铁晶体。
（1）以上实验步骤是否可行？____，其原因是什么？（要写出有关的化学方程式）____。
（2）请拟出合理的实验方案（只写简单步骤）：①____、②____、③____、④____、⑤____、⑥____。
9. 实验室可用图的装置将二氧化碳和一氧化碳进行分离和干燥．已知a、b均为活塞，试回答：
（1）甲瓶中装的是____溶液，乙瓶中装的是____，分液漏斗中装的是____。
（2）当CO2与CO的混合气体通过该装置时，先分离得到的是____，活塞操作是____，然后得到____，活塞操作是____。
10. 有A、B、C、D四瓶未知溶液，它们是Na2CO3、K2SO4、KHSO4和，为了鉴别它们，进行了下列实验。
由此可以判断：A是____，B是____，C是____，D是____。
11. 实验室有一瓶可能含有NaCl，Na2SO4、KNO3、K2CO3、K2SO4中的一种或几种杂质的亚硫酸钠，通过下列实验以确定其成分及其质量分数，试根据实验填写以下空白：
称取样品6.30g，加入6.0mol/L的硫酸至过量，产生无色气体560mL（标准状况）；向逸出气体后的溶液中加入稍过量的BaCl2溶液得白色沉淀9.32g，溶液的焰色反应仅呈黄色。
（1）若用下列仪器进行上述气体的发生、净化，并测定其体积的系列实验，气体流向从左到右，各仪器的正确连接顺序是（用A、B、C、D……填写）____接____，____接____，____接____。X是____，汽油的作用是____。
（2）操作时，怎样操作才能正确地测出反应放出的气体体积？
（3）若实验中加入硫酸溶液为5.00mL，则亚硫酸钠的质量分数为____．一定含有的杂质是____，不能确定的是____。
12. 环境监测测定水中溶解氧的方法是：
（1）准确量取amL水样，置于洁净干燥的带塞锥形瓶中，迅速加固定剂MnSO4溶液和碱性KI溶液（含KOH），立即塞好塞子并振荡摇匀，使之充分反应：
（该反应极快）
（2）测定：开塞后迅速加入适量硫酸使锥形瓶内发生如下反应：
。向锥形瓶中加入少许指示剂淀粉试液，用滴定管中的浓度为bmol/L的Na2S2O3溶液滴定到终点时，共消耗VmL的Na2S2O3溶液。其反应式为：I2+2S2O32－=2I－+S4O62－
试回答：① 准确量取amL水样的仪器是____。② 滴定到终点时，溶液由____色变成____。③ 水中溶解氧气的量（以g/L为单位）的计算式为____。④ 测定时，滴定管经水洗、蒸馏水洗后，加滴定剂Na2S2O3溶液，然后滴定，这样会导致测定结果____（偏低、偏高、无影响）。
13. 硫酸铜在加热条件下发生分解反应，生成氧化铜、二氧化硫、三氧化硫和氧气．请用题中给出的仪器、药品（如图所示）设计一个实验，测定硫酸铜在加热分解时产生的氧气、二氧化硫、三氧化硫与参加反应的硫酸铜的物质的量的关系，并确定在该条件下硫酸铜分解反应的化学方程式。
实验测得数据和有关结果如下：
① 准确称量无水硫酸铜4.80g；
② 测出量筒中水的体积，折算成标准状况下气体的体积为224mL；
③ 干燥管在实验后质量增加2.56g；
④ 实验结束时装置F中的溶液变为Na2SO4溶液（不含其他溶质）。
（相对分子质量：CuSO4为160，SO2为64，SO3为80）请回答：
（1）按装置从左到右排列，实验时各仪器接口的连接顺序为（填序号）1接____，____接____，____接____，____接____，____接____。
（2）装置F的作用是____。
（3）装置D的作用是____。
（4）确定装置E的进出口的原则是____。
（5）实验数据测出后，首先应计算的物质是____，通过计算推断，该条件下硫酸铜分解反应的化学方程式为____。
【试题答案】
1. 验证氧化性要选用还原剂，还要有明显的实验现象。验证还原性要选用氧化剂，同样要有明显的实验现象。
答案：
（1）试剂选③ 现象为溶液中出现白色浑浊。
（2）试剂选② 现象为溴水褪色。
2.（1）结论不正确。因为淀粉有可能部分水解，未水解的淀粉遇碘水也会变蓝色。
（2）结论不正确。因为淀粉水解后的溶液呈酸性，而酸性条件下银氨溶液不能存在，也不能发生银镜反应。
（3）结论正确。因为淀粉水解反应生成了葡萄糖，而在碱性条件下葡萄糖能与银氨溶液发生银镜反应。
3. （1）把Fe2+ 氧化成Fe3+ 。
（2）A。
（3）CuO、
（4）A、B、D、G、I，玻璃棒。
4.（1）过滤，除去废水中的少量泥砂。
（2）加稍过量的铁屑，置换出Ag，并使溶液中的Fe3+ 还原成Fe2+ 。
（3）过滤，分离出Ag和过量铁屑的混合物。
（4）用适量稀硫酸处理（3）中分离出的混合物，使铁屑溶解而分离出银。
（5）过滤（4）反应后的液体，分离回收银。
（6）把（3）、（5）的滤液合并，加热、浓缩、降温、使绿矾（FeSO4·7H2O）晶体结晶而分离出。
5.（1）C和E，2NaCl+H2SO4（浓）Na2SO4+2HCl↑
（2）⑤、①、②、⑥、⑦、④、③。
（3）浓H2SO4，稀NaOH溶液，NaCl，MgCl2·6H2O ，浓硫酸。
（4）吸收未反应的氯化氢气体，产生白雾。
二. 6. 装置略。
HCOOH
CuO+COCu+CO2↑
CO2+Ca（OH）2=CaCO3↓+ H2O
2CO+O22CO2
7. （1）不能；能；不能
（2）乙方案中的第③步加热会产生汞蒸气；加冷凝罩回收汞。
8. （1）不可行；样品加水后发生反应2FeCl3+Cu=2FeCl2+CuCl2，过滤不能除去Cu，滤液中含有FeCl2、CuCl2。蒸干滤液时发生反应FeCl3+3H2O=Fe（OH）3+3HCl↑，因此得不到纯FeCl3晶体。
（2）① 溶解 ② 加过量铁粉 ③ 过滤 ④ 向溶液中通足量Cl2 ⑤ 加少量盐酸 ⑥ 蒸发、浓缩、结晶
9. （1）NaOH；浓H2SO4；稀H2SO4
（2）CO；开a关b；CO2；关a开b
10. A是KHSO4 B是C是K2SO4 D是Na2CO3
11. （1）A接E，F接D，C接B 浓H2SO4；以防SO2在水中溶解并测定SO2体积
（2）上下移动量筒；保持量筒液面和广口瓶甲中液面在同一水平线上再读数
（3）50％；Na2SO4；NaCl
12. ① 移液管或滴定管
② 蓝；无色
③
④ 偏高
13.（1） 10 9 6 5 3 4 8 7 2
（2）吸收混合气中的SO3
（3）除去从F中出来的混合气体中的水蒸气
（4）保证气体能将瓶中水排出进入量筒
（5）O2；3CuSO43CuO+2SO2↑+SO3↑+O2↑
【励志故事】
攀登另一种巅峰
一位攀登者和他的向导历经千辛万苦来到了世界之巅的珠穆朗玛峰，在此之前，世界上没有人到过这样的高度。
世界之巅与他们只有短短的两米，其中一个人只要向前跨几步就可以成为这个世界的第一，而这几步，对于谁来说都易如反掌。这时这位从新西兰来的攀登者对向导说：“这是你的家乡，你先上吧。”
这位老实的夏尔巴人并没有听清楚戴着氧气罩的朋友的话，只是从他的表情和恭让的手势中明白了他的意思。丹增向前走了几步，登上了世界之巅，他在那里留下了人类的第一个脚印——他是人类有史以来，第一个登上珠穆朗玛峰的人。攀登者随后跟上，他们在世界之巅紧紧拥抱，他们高呼着：“我们成功了。”
攀登者名叫希拉里，向导叫丹增，他们冲顶的时间是1953年5月29日。身居都市的希拉里知道这几步对于自己的意义，他最大的理想甚至是活着的最大希望就是能够第一个登上顶峰。但在巅峰前的几步，他战胜了自己的欲望，而把这个机会让给了身居此地的夏尔巴人，他认为只有和珠峰朝夕相处的夏尔巴人才有资格第一个登上珠峰。
人最难战胜的是自己的欲望，欲望的高度要比珠峰高得多。但50年前的那一刻，让我们看到了人性中最为善良、最为灿烂的光辉，比起冲顶的那一瞬，或许更加辉煌。
