课件93张PPT。第3讲 化学实验方案的设计与评价1．设计、评价或改进实验方案；
2．了解控制实验条件的方法；
3．分析或处理实验数据，得出合理结论；
4．绘制和识别典型的实验仪器装置图。一、常见气体的制备从水槽中拿出导气管排水
法、
向上
排空
气法
向下
排空
气法向下2KClO3 2KCl＋3O2↑2NH4Cl＋Ca(OH)2 2NH3↑＋CaCl2＋2H2O向上
排空
气法排水法碎瓷片NaOH溶液170℃CH3CH2OH CH2===CH2↑＋H2O
MnO2＋4HCl(浓) MnCl2＋Cl2↑＋2H2OZn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑CaC2＋2H2O―→Ca(OH)2＋C2H2↑3Cu＋8HNO3(浓)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O排水法液面以下CaCO3 + 2HCl===CaCl2＋CO2↑＋H2ONa2SO3＋H2SO4===Na2SO4＋SO2↑＋H2OCu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O向上
排空
气法液面以下二、化学实验方案的设计与评价1．实验设计的原则
(1)科学性；
(2) ；
(3) ；
(4)可行性
2.实验设计的方法
(1)明确实验目的、 ；
(2)选择 ；
(3)设计装置步骤；
(4)记录 ；
(5)分析得出结论。
以上只是解答综合实验设计题的一般思考方法。在解答过程中，应根据实验设计题的具体情况和要求，作出正确的回答。安全性简约性实验原理反应物实现现象、实验数据 3．化学实验方案设计的类型
实验设计 实验方案的设计 实验方案的设计 实验设计方案的 综合实验制备 性质评价有些气体有毒性，实验室制备或使用这些气体时，要进行尾气处理，尾气处理常用哪些方式？
【提示】 (1)吸收溶解度较小或吸收速率不太大的尾气(如Cl2等)。(2)吸收溶解度较大的尾气(如HCl、NH3等)。(3)点燃除去或收集于塑料袋中气体的制备1．气体的制备
气体发生装置依据制备气体所需反应物的状态和反应条件可分成三类。
(1)固体＋固体 气体
适用范围：O2、NH3等
(2)固体＋液体―→气体
适用范围：H2、CO2、NO2、SO2、NO等，其中可用启普发生器的有H2、CO2。
(3)固体＋液体 气体(或液体＋液体 气体)
适用范围：Cl2。气体发生装置(图A～E)：2.装置气密性检验
(1)检查装置气密性的原理
尽管实验装置各不相同，但对其气密性检查的原理不外乎两种：一是利用气体受热，体积膨胀的原理；二是利用温度一定，一定量的气体产生的压力一定的原理。二者都可以通过克拉珀龙方程予以合理的理论解释。 (2)检查装置气密性的基本方法
方法一：微热法。如右图，把导管的下端浸入水中，用手紧捂试管(或用酒精灯微热)，导管口若有气泡冒出，松开手后，导管口又形成一段水柱，则证明装置气密性良好。方法二：液面差法。如右图，把弹簧夹关闭，向长颈漏斗内加水至浸没漏斗下端，并在下端导管形成一段液柱。若液柱高度不变，证明装置气密性良好。方法三：增大或减小装置内气体的体积。如上图，打开弹簧夹，从长颈漏斗向试管内加水直至浸没漏斗下端。用洗耳球通过导管向试管内鼓入空气，使水进入漏斗下端导管形成一段液柱。关闭止水夹，若液柱不下降，则证明装置气密性良好。或者打开弹簧夹，从长颈漏斗向试管内加水直至浸没漏斗下端。用注射器通过导管向外抽气。若抽气时漏斗下端管口有气泡冒出，则证明装置气密性良好。方法四：加热液封装置，如上图，打开止水夹，从长颈漏斗向试管内加水直至浸没漏斗下端。关闭止水夹，用酒精灯微热试管，长颈漏斗下端导管内液面上升形成液柱，则证明装置气密性良好。3．气体的净化
(1)除杂试剂选择的依据
主要气体和杂质气体性质上的差异：
如溶解性、酸碱性、氧化还原性、可燃性等。
(2)除杂原则
①不损失主要气体；②不引入新的杂质气体；③在密闭装置内进行；④先除易除的气体。
(3)除杂装置
洗气瓶、干燥管、U形管、硬质玻璃管等。(4)气体的干燥(除去气体中的水分)
干燥是使用适宜的干燥剂和装置除去气体中混有的少量水分。常用装置有干燥管(A)、U形管(B)(内装固体干燥剂)和洗气瓶(C)(内装液体干燥剂)。常用的干燥剂有：
①浓硫酸(酸性干燥剂)：可干燥N2 、 O2 、 H2 、 Cl2 、 CO 、 CO2 、 SO2 、HCl、NO、 NO2 、 CH4 、 C2H4等(不可干燥还原性或碱性气体，如 H2S 、HBr、HI、NH3等)。
②P2 O5 (酸性干燥剂)：可干燥H2S、HBr、HI及浓硫酸能干燥的气体(不可干燥NH3等)。
③无水CaCl2 (中性干燥剂)：可干燥除NH3以外的其他气体(NH3能与CaCl2反应生成络合物CaCl2·8NH3)。
④碱石灰(碱性干燥剂)：可干燥NH3及中性气体(N2、O2、H2、CO、NO、CH4、C2H4等，不能干燥酸性气体)。
⑤硅胶(酸性干燥剂)：可干燥Cl2、O2、H2、CO2、CH4、C2H4。
⑥其他：如生石灰、NaOH 也可用于干燥NH3及中性气体(不可干燥有酸性或能与之反应的气体)。(5)注意事项
①用洗气瓶吸收杂质时，气流方向是长管进，短管出。用干燥管吸收杂质时，气流方向是大口进，小口出；用U型管吸收杂质时，气流方向可以任意选择。
②当气体中含有多种杂质时，若采用洗气装置，通常是除杂在前，干燥在后；若用加热装置除杂时，通常是干燥在前，除杂在后；若气体中有多种酸性气体杂质时，应先将酸性较强的杂质气体除去，再除酸性较弱的杂质气体。4．气体的收集
(1)收集方法
①排水集气法
适用范围：a.难溶于水，且不与水发生反应的气体，如H2 、O2 、CO、C2 H4等；b.对能溶于水，但溶解度不大的气体，可采用排相应的饱和溶液的方法收集，如Cl2可用排饱和食盐水的方法，CO2可用排饱和NaHCO3溶液的方法等。
②向上排空气法
适用范围：不与空气反应且密度比空气大的气体，如O2、CO2、SO2、NO2等。
③向下排空气法
适用范围：不与空气反应且密度比空气小的气体，如H2、NH3、CH4等。
(2)收集装置(2008年高考重庆理综)下列实验装置图正确的是( )【导航】 本题中所有的装置均源于课本，考查学生对实验基本原理的认识。该类型题目，要求学生对常见物质的制取，收集、净化及尾气吸收装置要牢固掌握并灵活运用。
【解析】 A项在实验室制取乙烯时必须控制反应液的温度为170 ℃，故温度计的水银球必须插入液面以下；C项为实验室制取氯气的装置，用二氧化锰与浓盐酸制取氯气时必须加热才能反应；D项在制取乙酸乙酯时，为了除去乙酸乙酯中混有的乙酸、乙醇，用饱和碳酸钠溶液吸收，但导管不能插入液面以下，否则易发生倒吸现象。 【答案】 B实验方案的设计1．物质制备实验方案的设计
(1)物质制备实验方案设计应当遵循的原则
①条件适合，操作简便；②原理正确，步骤简单；③原料丰富，成本低廉；④产物纯净，污染物少。
物质制备实验要遵循以上原则，从多条制备路线中筛选出最佳的制备途径；合理正确地选择化学仪器、化学药品和其他用品；设计出合理的实验装置和实验步骤。
(2)物质制备实验方案设计的思路
(1)物质性质实验方案的设计程序
首先预测性质，设计实验探究，实施实验操作，记录实验现象，分析比较概括，得出实验结论。
(2)解答实验设计题必备的实验意识
解答实验题时实验意识能起到指明解题方向，明示解题思路，确定解题方法等作用。在解答化学实验方案设计题时，应具有以下意识：
①分析题给信息，确定实验目的、原理的意识。
②根据实验目的和原理，确定实验方法的意识。
③根据实验方法，确定实验步骤的意识。④根据实验步骤，确定实验装置和实验仪器的意识。若题中已给出装置或仪器，则要具备根据实验步骤，确定装置中各仪器的作用或各仪器的连接顺序的意识。若有气体生成或用气体进行反应的实验，则要具备根据实验步骤来确定气体流向的意识。
⑤实验规范操作的意识。
⑥环保、经济、安全的绿色化学意识。
⑦实验药品处理的意识。
⑧分析实验误差以及实验成败因素的意识。氮化铝(AlN)是一种新型无机材料，广泛用于集成电路生产领域。某氮化铝中含有碳或氧化铝杂质，现用右图中的装置来进行检验，使氮化铝样品和NaOH溶液反应：AlN＋NaOH＋H2O===NaAlO2＋NH3↑，根据反应所生成氨气的体积来测定样品中氮化铝的质量分数，并根据实验现象来确定杂质的成分(实验中导管体积忽略不计)。_(1)实验有关操作为：
a.往锥形瓶中放入少量的AlN样品；
b．从分液漏斗往锥形瓶中加入稍过量的NaOH浓溶液；
c．检验装置的气密性；
d.测定收集到水的体积。
正确的操作顺序为________(以字母进行排序)。
(2)广口瓶中的试剂X可选用________(填选项的字母)。
A．酒精 B．植物油 C．CCl4
(3)广口瓶中的液体没有装满(上方留有少量空间)，实验测得NH3的体积将________(填“偏大”“偏小”或“不变”)。(4)实验结束后，若观察到锥形瓶中还有固体，则样品中含有的杂质是________。
(5)若实验中测得样品的质量为w g ，氨气的体积为a L(标准状况)，则样品中AlN的质量分数为________。
(6)有学生改用通过测定生成氨气的质量来确定样品中的AlN的质量分数。应将产生的氨气通入装置_______(忽略溶剂的挥发，填选项的字母)。【导航】 解答该类题目，首先要理解实验目的和实验原理，明确各装置的作用，然后根据实验要求逐一解答。
【解析】 (1)实验步骤：连接装置→检查装置气密性→加药品→测定结果，故正确的顺序为c→a→b→d。
(2)因NH3极易溶于水，而该装置设计成用排水法来测NH3的体积，因此需在水的上方加上难溶于水(NH3也难溶)且比水的密度小的物质，故A、C不可，只有B符合。
(3)广口瓶中的液体体积只要比能产生的NH3的体积大即可，不一定充满。
(4)因AlN、Al2O3均能与NaOH反应且无不溶物生成，今反应后锥形瓶仍有固体，说明含有杂质碳。
(5)标准状况下生成NH3 a L，则据氮原子守恒知AlN的物质的量为 mol，所以AlN的质量分数为 ×100%= %
(6)NH3不溶于苯，C、D错误，为防止倒吸，只能选择B。【答案】 (1)cabd (2)B (3)不变(4)碳 (5)
(6)B1．(2009年安徽理综)某厂废水中含5.00×10－3 mol·L－1的Cr2O72－，其毒性较大。某研究性学习小组为了变废为宝，将废水处理得到磁性材料Cr0.5Fe1.5FeO4(Fe的化合价依次为＋3、＋2)，设计了如下实验流程：(1)第①步反应的离子方程式是____________________________________________________________________________________________________________________________________。
(2)第②步中用pH试纸测定溶液pH的操作是：____________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)第②步过滤得到的滤渣中主要成分除Cr(OH)3外，还有
__________________。
(4)欲使1 L该废水中的Cr2O72－完全转化为Cr0.5Fe1.5FeO4，理论上需要加入________g FeSO4·7H2O。【解析】 (1)Cr2O72－有较强氧化性，FeSO4·7H2O中Fe2＋有一定的还原性，在酸性介质中发生氧化还原反应，Cr2O72－转化为Cr3＋，Fe2＋转化为Fe3＋。
Cr2O72－＋14H＋＋6Fe2＋===2Cr3＋＋6Fe3＋＋7H2O。
(2)应将试纸展放在表面皿上，用玻璃棒蘸取待测液滴在试纸中部，再与标准比色卡对照得出pH。
(3)由题给框图之二可得：Fe2＋过量，加NaOH时，产生Cr(OH)3、Fe(OH)3和Fe(OH)2三种沉淀物。
(4)1 L废水中含n(Cr2O72－)＝5.00×10－3 mol。
由题意得：Cr2O72－～4Cr0.5Fe1.5FeO4～10FeSO4·7H2O，
所以理论上n(FeSO4·7H2O)＝10n(Cr2O72－)＝0.05 mol。
m(FeSO4·7H2O)＝0.05 mol×278 g·mol－1＝13.9 g。【答案】 (1)Cr2O72－＋6Fe2＋＋14H＋===2Cr3＋＋6Fe3＋＋7H2O
(2)将一小片pH试纸放在表面皿上，用玻璃棒蘸取少量待测液，点在pH试纸上，再与标准比色卡对照
(3)Fe(OH)3、Fe(OH)2 (4)13.92．(2009年海南化学)下图表示从固体混合物中分离X的2种方案，请回答有关问题。(1)选用方案Ⅰ时，X应该具有的性质是____________，残留物应该具有的性质是
(2)选用方案Ⅱ从某金属粉末(含用Au、Ag和Cu)中分离Au，加入的试剂是________，有关反应的化学方程式为
(3)为提纯某Fe2O3样品(主要杂质有SiO2、Al2O3)，参照方案Ⅰ和Ⅱ，请设计一种以框图形式表示的实验方案(注明物质和操作)。【解析】 (3)提纯Fe2O3样品，则除去Al2O3、SiO2即可。根据Fe2O3、Al2O3的性质来设计实验。
【答案】 (1)有挥发性(或易升华) 受热不挥发，且具有较高的热稳定性
(2)HNO3 3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O 3Ag＋4HNO3(稀)===3AgNO3＋NO↑＋2H2O(或Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O Ag＋2HNO3(浓)===AgNO3＋NO2↑＋H2O)(3)(其他合理答案也可)3．(2009年江苏单科)医用氯化钙可用于生产补钙、抗过敏和消炎等药物。以工业碳酸钙(含有少量Na＋、Al3＋、Fe3＋等杂质)生产医药级二水合氯化钙(CaCl2 ·2H2O质量分数为(97.0%～103.0%)的主要流程如下：(1)除杂操作是加入氢氧化钙，调节溶液的pH为8.0～8.5，以除去溶液中的少量Al3＋、Fe3＋。检验Fe(OH)3是否沉淀完全的实验操作是
(2)酸化操作是加入盐酸，调节溶液的pH约为4.0，其目的有：①将溶液中的少量Ca(OH)2转化为CaCl2；②防止Ca2＋在蒸发时水解；③____________________。 (3)测定样品中Cl－含量的方法是：a.称取0.750 0 g 样品，溶解，在250 mL容量瓶中定容；b.量取25.00 mL待测溶液于锥形瓶中；c.用0.050 00 mol·L－1AgNO3溶液滴定至终点，消耗AgNO3，溶液体积的平均值为20.39 mL。
①上述测定过程中需用溶液润洗的仪器有 ___________________________________。
②计算上述样品中CaCl2·2H2O的质量分数为________________________________________________________________________。
③若用上述方法测定的样品中CaCl2·2H2O的质量分数偏高(测定过程中产生的误差可忽略)，其可能原因有_;_________________________。 【解析】 (1)是基本操作题，检验Fe(OH)3是否沉淀完全，关键是检验Fe3＋是否有剩余，用SCN－检验。(2)加酸目的①为将Ca(OH)2转变为CaCl2，②为防止水解，③为降低CO2的溶解度。(3)①AgNO3溶液呈酸性，酸性、强氧化性溶液及有机试剂一般放在酸式滴定管中，容量瓶、锥形瓶均不需润洗。容量瓶、锥形瓶润洗均会使测定结果偏大。滴定管不润洗，会使标准液稀释。
②n(Cl－)＝0.050 0 mol·L－1×20.39×10－3L＝1.019 5×10－3mol ，m(CaCl2·2H2O)＝ n(Cl－)·M(CaCl2·2H2O)×10＝ ×1.019 5×10－3mol×147 g·mol－1×10＝0.749 33 g
w＝ ×100%＝99.9%。
③NaCl中w(Cl)大于CaCl2·2H2O中w(Cl)；CaCl2·2H2O部分失水，总质量减小。【答案】 (1)取少量上层清液，滴加KSCN溶液，若不出现血红色，表明Fe(OH)3沉淀完全
(2)防止溶液吸收空气中的CO2
(3)①酸式滴定管
②99.9%
③样品中存在少量的NaCl 少量CaCl2·2H2O失水
(1)现采用氢气还原法，请回答如下问题：
①写出xCuCO3·yCu(OH)2·zH2O与氢气反应的化学方程式 __________________________________________________ 。
②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(填入仪器接口字母编号)：
(a)→( )( )→( )( )→( )( )→( )( )→( )( )→(l)4．(2009年宁夏理综)碱式碳酸铜可表示为：xCuCO3·yCu(OH)2·zH2O，测定碱式碳酸铜组成的方法有多种。③称取23.9 g某碱式碳酸铜样品，充分反应后得到12.7 g残留物，生成4.4 g二氧化碳和7.2 g水。该样品的结晶水质量为________g，化学式为______________。
(2)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，你认为是否可行？请说明理由。______________________________________________________________________________________________________________【解析】 (1)①与H2反应的化学方程式，利用氧化还原反应原理，把金属Cu还原出来，碳元素变成CO2，氢元素变成水。
②仪器连接时，洗气瓶要“长进短出”，其中水是观察H2生成速率的。
③残留固体一定是Cu，则n(Cu)＝ ＝0.2(mol)，根据题意，n(CO2)＝n(CuCO3)＝ ＝0.1(mol)，所以，m(CuCO3)＝123.5 g·mol－1×n(CuCO3)＝12.35(g)，m[Cu(OH)2]＝97.5×[n(Cu)－n(CuCO3)]＝9.75(g)，
m(结晶水)＝23.9－12.35－9.75＝1.8(g)。该碱式碳酸铜化学式为CuCO3·Cu(OH)2·H2O。(2)根据xCuCO3·yCu(OH)2·zH2O (x＋y)CuO＋xCO2↑＋(y＋z)H2O↑，依据元素守恒和质量守恒，即可得出答案。【答案】 (1)①xCuCO3·yCu(OH)2·zH2O＋(x＋y)H2 (x＋y)Cu＋xCO2＋(x＋2y＋z)H2O
②a→kj→gf(或hi)→de(或ed)→hi(或gf)→bc(或cb)→l
③1.8 CuCO3·Cu(OH)2·H2O
(2)可以。根据反应xCuCO3·yCu(OH)2·zH2O (x＋y)CuO＋xCO2↑＋(y＋z)H2O↑
依据碱式碳酸铜样品、CuO、CO2和H2O质量(或其中任意三个量)，即可计算出其组成5．(2009年福建理综)某研究性学习小组借助A－D的仪器装置完成有关实验。
[实验一] 收集NO气体。
(1)用装置A收集NO气体，正确的操作是__________(填序号)。
a．从①口进气，用排水法集气
b．从①口进气，用排气法集气
c．从②口进气，用排水法集气
d．从②口进气，用排气法集气[实验二] 为了探究镀锌薄铁板上锌的质量分数w(Zn)和镀层厚度，查询得知锌易溶于强碱：Zn＋2NaOH===Na2ZnO2＋H2↑。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m1 g。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。
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。
(2)选用B和________(填仪器标号)两个装置进行实验。
(3)测得充分反应后生成氢气的体积为V L(标准状况)，w(Zn)＝__________。
(4)计算镀层厚度，还需检索的一个物理量是______________。(5)若装置B中的恒压分液漏斗改为普通分液漏斗，测量结果将__________(填“偏大”、“偏小”或“无影响”)。
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C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m2 g。
(6)w(Zn)＝________。
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H2的质量)实现探究目标。实验同样使用仪器C。
(7)从实验误差角度分析，方案丙__________方案乙(填“优于”、“劣于”或“等同于”)。【解析】 (1)NO易与O2反应，不能用排气法集气；用排水法集气则应遵循“短管进长管出”的原则，故选c。(2)题目所给量气装置只有D。(3)由关系式：Zn～H2可知：m(Zn)＝ g，则w(Zn)＝ ＝ 。(4)由m＝ρV，V＝Sh可推知答案。
(5)用恒压分液漏斗时，部分气体会扩散到橡胶管及分液漏斗上部，若改用普通分液漏斗，则不存在此种情况，故改用普通分液漏斗后测得H2体积偏大，则测量结果将偏大。(6)m(Zn)＝m1－m2，则w(Zn)＝ 。(7)H2会带出部分水蒸气造成误差较大，故方案丙劣于方案乙。【答案】 (1)C (2)D
(3) (或 等其他合理答案)
(4)金属锌的密度(或其他合理答案)
(5)偏大
(6) (或其他合理答案) (7)劣于6．(2009年上海单科)实验室用大理石等原料制取安全无毒的杀菌剂过氧化钙。大理石的主要杂质是氧化铁，以下是提纯大理石的实验步骤：(1)溶解大理石时，用硝酸而不用硫酸的原因是______________________________________________________。
(2)操作Ⅱ的目的是______________，溶液A(溶质是共价化合物)是________________。(3)写出检验滤液中是否含铁离子的方法：_________________________________________________________
(4)写出加入碳酸铵所发生反应的离子方程式：
__________________________。
写出滤液B的一种用途：__________________。
(5)CaO2中一般含CaO。试按下列提示完成CaO2含量分析的实验设计
试剂：氢氧化钠标准溶液、盐酸标准溶液、酚酞
仪器：电子天平、锥形瓶、滴定管
实验步骤：
①__________；②加入________________；③加入酚酞，用氢氧化钠标准溶液滴定。
(6)若理论上滴定时耗用标准溶液20.00 mL恰好完全反应，实际操作中过量半滴(1 mL溶液为25滴)，则相对误差为______。【解析】 (1)H2SO4与CaCO3反应生成CaSO4，CaSO4微溶于水，附着在CaCO3的表面，阻止反应进一步发生。
(2)溶液A应呈碱性且溶质为共价化合物，故溶液A是氨水，目的是除去Fe3＋。
(3)Fe3＋能与KSCN溶液反应生成红色的Fe(SCN)3，用此原理来检验Fe3＋的存在。
(4)滤液B的主要成分是NH4NO3，可用于制造化肥。
(5)首先称量固体的质量，再加入过量的盐酸标准溶液，过量的盐酸再用NaOH标准溶液滴定。
(6)半滴溶液的体积为 × ＝ mL，则相对误差为 ×100%＝0.1%。【答案】 (1)硫酸钙微溶于水
(2)除去溶液中Fe3＋ 氨水(合理即可)
(3)取少量滤液，向其中加入硫氰化钾溶液，溶液不变红色，说明滤液中不含Fe3＋(或取少量滤液，向其中加入硫氰化钾溶液，溶液变红色，说明滤液中含Fe3＋)
(4)Ca2＋＋CO32－===CaCO3↓ 作化肥(合理即可)
(5)称量 过量的标准盐酸 (6)0.1%7．(2009年广东单科)三草酸合铁酸钾晶体K3[Fe(C2O4)3]·3H2O可用于摄影和蓝色印刷。某小组将无水三草酸合铁酸钾在一定条件下加热分解，对所得气体产物和固体产物进行实验和探究。请利用实验室常用仪器、用品和以下限选试剂完成验证和探究过程。
限选试剂：浓硫酸、1.0 mol·L－1 HNO3、1.0 mol·L－1盐酸、1.0 mol·L－1 NaOH、3% H2O2、0.1 mol·L－1 KI、0.1 mol·L－1 CuSO4、20% KSCN、澄清石灰水、氧化铜、蒸馏水。
(1)将气体产物依次通过澄清石灰水(A)、浓硫酸、灼热氧化铜(B)、澄清石灰水(C)，观察到A、C中澄清石灰水都变浑浊，B中有红色固体生成，则气体产物是________________。(2)该小组同学查阅资料后推知，固体产物中，铁元素不可能以三价形式存在，而盐只有K2CO3。验证固体产物中钾元素存在的方法是______________，现象是 _________________________________________________________。
(3)固体产物中铁元素存在形式的探究。
①提出合理假设
假设1：____________；假设2：____________；
假设3：
②设计实验方案证明你的假设。③实验过程
根据②中方案进行实验。按下表的格式写出实验步骤、预期现象与结论。【解析】(1)根据A中石灰水变浑浊，知有CO2气体，B中有红色固体生成，说明CuO被还原，C中石灰水变浑浊，可知B中CuO被CO还原。
(3)因为题目中说明铁不以三价存在，只能是以二价铁或单质形式，或两者混合物存在。
步骤1：利用K2CO3的溶解性，除去K2CO3；
步骤2：利用铁能置换出Cu，而FeO不能置换出Cu来检验是否含铁单质；
步骤3：利用盐酸酸化分离出FeO，再用H2O2氧化，利用KSCN是否变色，来验证固体中是否含FeO。【答案】 (1)CO2和CO (2)焰色反应 透过蓝色钴玻璃观察到紫色火焰 (3)①全部为铁单质 全部为FeO 同时存在铁单质和FeO③8.(2009年重庆理综)两个学习小组用下图装置探究乙二酸(HOOC—COOH)受热分解的部分产物。(1)甲组：①按接口顺序a—b—c—d—e—f—g—h连接装置进行实验，B中溶液变浑浊，证明分解产物有________；装置C的作用是________；E中溶液变浑浊，D中的现象是____________________，证明分解产物有________。
②乙二酸受热分解的化学方程式为________________________________________________________________________。(2)乙组：①将接口a与j连接进行实验，观察到F中生成的气体可使带火星的木条复燃，则F中最主要反应的化学方程式为
________________________________________________________________________。
②从A～F中选用装置进行实验，证明甲组通入D的气体能否与Na2O2反应。
最简单的装置接口连接顺序是____________；实验后用F中的固体进行验证的方法是__________________________________________________________________________________________________________________________________(可另选试剂)。【解析】 (1)E中溶液变浑浊，只能是产生了CO2，但乙二酸分解产生的CO2已被C中的NaOH溶液完全除去，所以CO2只能是由CO和KMnO4(H＋)溶液反应所得。
(2)通入D的气体CO与Na2O2若能反应，产物只能为Na2CO3。检验Na2CO3，加酸看产生的气体能否使澄清石灰水变浑浊来检验。【答案】 (1)①CO2 充分除去CO2 溶液褪色或变浅 CO
②HOOC—COOH CO2↑＋CO↑＋H2O
(2)①2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2
②a—d—e—j 取F中的固体，滴加稀硫酸，将生成的气体通入澄清石灰水中，若变浑浊，则发生了反应；若不变浑浊，则未发生反应1．(2009年南通市九校联考)每个公民都应该有安全意识，今年频繁发生的有关化学品泄漏或爆炸事件一次又一次给我们敲响了警钟。下列做法存在安全隐患的是( )
①将水沿着烧杯内壁缓缓加入浓硫酸中，并用玻璃棒不断搅拌；②给试管中液体加热时，应将试管倾斜，与桌面成45°角，再集中在药品处加热；③取用金属Na或K时，用剩的药品要放回原瓶；④夜间厨房发生煤气泄漏时，应立即开灯检查煤气泄漏原因，并要开所有门窗通风；⑤在做验证苯酚性质实验时，因为常温时苯酚在水中溶解度较小，所以可以将废液直接通过水池排入下水道；⑥废旧电池应回收处理。
A．全部 B．①②④⑤ C．①③⑤ D．①④【解析】 浓硫酸的稀释应该是“入水、沿壁、缓搅”；给试管中液体加热时应先预热，然后集中在药品处加热；煤气泄漏时打开电器会产生电火花引燃煤气产生爆炸；苯酚直接排放会造成水、土壤的污染。
【答案】 B2．(2009年浙江金丽衢模拟)将空气缓慢通过如下图所示装置后，在试管中收集到少量稀有气体，空气在通过a～d装置时，依次除去的气体是( )
A．O2、N2、H2O、CO2 B．CO2、H2O、O2、N2
C．H2O、CO2、N2、O2 D．N2、O2、CO2、H2O【解析】 此题考查除杂的原则：既要除掉原来的杂质，又不能生成新的难分离的杂质，一步除去一种杂质。氢氧化钠显碱性，吸收二氧化碳，带出水蒸气；浓硫酸吸收水分，铜除去氧气，镁粉除去氮气。
【答案】 B3．某化学小组在常温下测定一定质量的某铜铝混合物中铜的质量分数，设计了如下实验方案：
方案Ⅰ：铜铝混合物 测定生成气体的体积
方案Ⅱ：铜铝混合物 测定剩余固体的质量
下列有关判断中不正确的是( )
A．溶液A和B均可以是盐酸或NaOH溶液
B．溶液A和B均可以选用稀硝酸
C．若溶液B选用浓硝酸，则测得铜的质量分数偏小
D．实验室方案Ⅱ更便于实施【解析】 因铝具有两性，而铜不能与碱、无氧化性酸反应，所以A和B是盐酸或氢氧化钠时，都与铝反应，故A可行；又因测固体质量比测气体体积易进行，故D正确；若A和B都是稀硝酸时则方案Ⅱ无法实施，故B错；若B是浓硝酸时则铝钝化，导致剩余固体质量增加，所以测得铜的质量分数偏小，故C正确。
【答案】 B4．为验证人体呼出气体中含有的CO2不是来自空气，而是人体代谢作用产生的。某校学生课外活动小组设计了如右图所示装置，你认为该装置Ⅰ、Ⅱ中应选用的试剂分别是( )
A．Ca(OH)2、NaOH
B．NaOH、Ca(OH)2
C．稀HCl、Ba(OH)2
D．BaCl2、NaOH【解析】 根据题给装置，Ⅱ中导管是吸气时空气的进气口，故需用NaOH溶液将空气中的CO2气体除去，Ⅰ中导管是呼气时CO2和N2等的出气口，故需用Ca(OH)2溶液检验CO2气体的生成。
【答案】 A5．(2008年高考上海卷)
设计学生实验要注意安全、无污染、现象明显。根据启普发生器原理，可用底部有小孔的试管制简易的气体发生器(见右图)。若关闭K，不能使反应停止，可将试管从烧杯中取出(会有部分气体逸散)。下列气体的制取宜使用该装置的是( )
A．用二氧化锰(粉末)与双氧水制氧气
B．用锌粒与稀硫酸制氢气
C．用硫化亚铁(块状)与盐酸制硫化氢
D．用碳酸钙(块状)与稀硫酸制二氧化碳【解析】 A项中固体为粉末会落入烧杯中；C项中H2S有毒；D项生成的CaSO4微溶于水会覆盖在CaCO3表面上从而阻止反应进行。
【答案】 B6．(2008年上海化学)研究发现，空气中少量的NO2能参与硫酸型酸雨的形成，反应过程如下：
①SO2＋NO2―→SO3＋NO ②SO3＋H2O―→H2SO4
③2NO＋O2―→2NO2
NO2在上述过程中的作用，与H2SO4在下述变化中的作用相似的是( )
A．潮湿的氯气通过盛有浓H2SO4的洗气瓶
B．硫化氢通入浓H2SO4中
C．浓H2SO4滴入萤石中，加热
D．加入少量H2SO4使乙酸乙酯水解【解析】 从信息中可看出NO2在转化过程中既有氧化剂的作用(①中)，又有催化剂的作用(整体看)。
【答案】 BD7．实验室临时需要用NaOH溶液和CO2来制取纯Na2CO3溶液。已知CO2气体在通入NaOH溶液时极易因其过量而生成NaHCO3，且无明显现象。
实验时可供选择的试剂有：①未知浓度的NaOH溶液 ②37%盐酸 ③40%硫酸 ④14%盐酸 ⑤大理石 ⑥K2CO3固体 ⑦Cu2(OH)2CO3粉末。
实验室现有如下仪器：铁架台、启普发生器、量筒、烧杯、乳胶管、玻璃导管、分液漏斗。
(1)本实验应选用的仪器，除启普发生器、乳胶管、玻璃导管外，还应有________________。(2)为保证制得的Na2CO3溶液尽量纯，应选用的药品除①外，还应需要__________________。
(3)简要叙述实验步骤，直到制得纯Na2CO3溶液(仪器安装不必叙述)。
①量取两份相同体积的NaOH溶液；
② _________________________________________________；
③________________________。【解析】 这道题首先分析实验目的：制取纯净的Na2CO3。根据实验原理：2NaOH＋CO2===Na2CO3＋H2O和NaOH＋CO2===NaHCO3，两反应均无明显现象，其中所隐含的是Na2CO3与NaHCO3、NaOH的关系：NaOH＋NaHCO3===Na2CO3＋H2O，因而只要有等物质的量的NaOH和NaHCO3，即可制得纯净的Na2CO3。然后由原理提出问题，从而得出实验步骤，由各步中所需的用品来回答(1)与(2)问。
【答案】 (1)烧杯、量筒
(2)④⑤
(3)②制取CO2，向其中一份通入过量的CO2气体
③将两份溶液混合、摇匀8．(2008年高考广东卷)某种催化剂为铁的氧化物。化学兴趣小组在实验室对该催化剂中铁元素的价态进行探究：将适量稀硝酸加入少许样品中，加热溶解，取少许溶液，滴加KSCN溶液后出现红色。一位同学由此得出催化剂中铁元素价态为＋3的结论。
(1)请指出该结论是否合理并说明理由________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)请完成对铁元素价态的探究：
限选实验仪器与试剂：烧杯、试管、玻璃棒、药匙、滴管、酒精灯、试管夹；3 mol·L－1H2SO4、3%H2O2、6 mol·L－1HNO3、0.01 mol·L－1KMnO4、NaOH稀溶液、0.1 mol·L－1KI、20%KSCN、蒸馏水。
①提出合理假设
假设1：__________________________；
假设2：__________________________；
假设3：__________________________。②设计实验方案证明你的假设(不要在纸上作答)③实验过程
根据②的实验方案，进行实验。请在下表格中写出实验操作步骤、预期现象与结论。
【解析】 (1)从稀HNO3能把Fe2＋氧化成Fe3＋方面来回答。
(2)①铁元素有＋2、＋3两种价态，因此催化剂中铁元素的价态有三种情况。③实验方案的设计主要考虑两个方面：一是固体催化剂的溶解，溶解时要防止Fe2＋被氧化，不能用氧化性酸如HNO3，尽量减少溶液和O2的接触；二是铁元素形成的离子的检验；Fe3＋用KSCN溶液检验；Fe2＋用KMnO4溶液来检验。【答案】 (1)不合理。如果催化剂中铁元素为＋2价，HNO3的强氧化性也会将其氧化为＋3价，所以无法确定原来铁元素的价态
(2)①铁元素全部为＋2价 铁元素全部为＋3价 铁元素一部分为＋2价，一部分为＋3价 ②
某兴趣小组同学根据Mg与CO2反应原理，推测钠也应能在CO2中燃烧。为了确定其生成产物并进行实验论证，请你参与以下研究过程。
(1)甲同学首先设计了实验室制取二氧化碳的三种发生装置，若选用碳酸氢钠分解制取二氧化碳，则应选用装置是______(选填装置序号A、B、C，下同)；若用石灰石与稀盐酸为原料，并能控制反应随时发生随时停止，最好应选用的装置是______；若用碳酸钠固体与稀硫酸反应应选用的装置是________。
(2)乙同学按实验要求，用下列装置进行实验(已知PdCl2溶液能被CO还原得到黑色的Pd)，请回答下列问题：①若装置6中有黑色沉淀，装置4中的残留固体(只有一种物质)加盐酸有能使石灰水变浑浊的气体放出，则钠与二氧化碳反应的化学方程式为_______________________________________________________。
②若装置6中溶液无明显现象，装置4中残留固体加盐酸有能使石灰水变浑浊的气体放出，则钠与二氧化碳反应的化学方程式为________________________________________________________________________。(3)指导老师认为，不仅要检验残留固体中是否有碳酸钠，还要检验其中是否有氧化钠和碳。当确认钠充分反应后，请你设计一个简单实验，验证装置4中得到的残留固体中是否含有Na2O和C。【解析】 (1)固体物质受热分解产生气体可用装置B，利用大理石与稀盐酸来制CO2气体可用启普发生器简易装置即C，而用Na2CO3和稀H2SO4反应需用装置A。
(2)①根据装置6中有黑色沉淀知钠与CO2反应有CO生成，根据装置4中产物的性质知其为Na2CO3，故方程式为2CO2+2Na Na2CO3＋CO。②根据装置6中无明显现象知Na与CO2反应中无CO生成，根据装置4中产物的性质知其为Na2CO3，结合氧化还原的知识可知还有碳单质生成，故方程式为3CO2＋4Na 2Na2CO3＋C。
(3)检验Na2CO3中是否含有Na2O和碳，可将固体溶于水，若有黑色不溶颗粒，说明有碳生成，在所得水溶液加入过量BaCl2溶液，把CO32－完全沉淀为BaCO3，再用pH试纸检验溶液显碱性，即证明Na2CO3中混有Na2O。【答案】 (1)B C A
(2)①2Na＋2CO2 Na2CO3＋CO
②4Na＋3CO2 2Na2CO3＋C
(3)将固体溶于水，若有黑色不溶颗粒，则说明有碳生成，在所得水溶液中加入过量BaCl2溶液，用pH试纸检验，若溶液显碱性，则原来含有氧化钠。课时作业
点击进入链接课时作业
点击进入链接
(本栏目内容，在学生用书中以活页形式分册装订！)
一、选择题
1．食盐、食醋、纯碱均为家庭厨房中常用的物质，利用这些物质不能完成的实验是( )
A．鉴别食盐和纯碱 B．检验蛋壳能否溶于酸
C．除去热水瓶内壁上的水垢 D．检验自来水中是否含Cl－
【解析】 家庭厨房中常用物质不能用来检验Cl－。
【答案】 D
2．(2009年上海模拟)四支试管分别充满O2、NO2、Cl2、NH3四种气体，把它们分别倒立于盛有下列各种液体的水槽中，发生的现象如下图所示，其中充满Cl2的试管是( )
【解析】 NH3极易溶于水，因此试管中全部充满液体，为A；3NO2+H2O===2HNO3+NO，据此反应可看出盛有NO2的试管水进入试管的，故为B；因Cl2少量溶解于水，若为D，则有少量液体进入试管，因此充满Cl2的试管是C(Cl2在饱和食盐水的溶解度很小)，O2难溶于水，应为D。
【答案】 C
3．某学生想利用如右图所示装置(烧瓶位置不能移动)收集下列气体：①H2、②Cl2、③CH4、④HCl、⑤NH3、⑥NO、⑦NO2、⑧SO2，下列操作正确的是( )
A．烧瓶是干燥的，由A进气收集①③⑤
B．烧瓶是干燥的，由B进气收集②④⑥⑦⑧
C．在烧瓶中充满水，由A进气收集①③⑤⑦
D．在烧瓶中充满水，由B进气收集⑥
【解析】 收集气体时，不管是排气法还是排水法，都是进来的气体留下，原来的空气或水被排出。
【答案】 A
4．为制备干燥、纯净的CO2，将大理石和盐酸反应生成的气体先后通过装有下列物质的两个吸收装置，两个装置应按顺序装入( )
A．饱和Na2CO3溶液；无水CaCl2
B．饱和NaHCO3溶液；浓H2SO4
C．浓H2SO4；饱和NaHCO3溶液
D．饱和NaHCO3溶液；稀H2SO4
【解析】 实验室制取CO2时，混有杂质为HCl、H2O(g)，应先通过饱和的NaHCO3溶液以除去HCl，再通过浓H2SO4或无水CaCl2，目的是除去CO2中的水蒸气。除HCl时，不能用饱和Na2CO3溶液，因为Na2CO3能消耗CO2。故只有B正确。
【答案】 B
5．某同学想用实验证明高锰酸钾溶液的紫红色是MnO4－的颜色，而不是K＋的颜色，他设计的下列实验步骤中没有意义的是( )
A．将高锰酸钾晶体加热分解，所得固体质量减少
B．观察氯化钾溶液没有颜色，表明溶液中K＋无色
C．在氯化钾溶液中加入适量锌粉振荡，静置后未见明显变化，表明锌与K＋无反应
D．在高锰酸钾溶液中加入适量锌粉振荡，静置后见紫红色褪去，表明MnO4－为紫红色
【解析】 首先高锰酸钾溶液中存在两种离子：K＋和MnO4－，选项B、C表明K＋无色且不与锌反应，再由选项D进一步说明MnO4－能与锌反应，静置后见紫红色褪去，表明MnO4－为紫红色。
【答案】 A
6．某无色混合气体可能由CH4、NH3、H2、CO、CO2和HCl中的某几种气体组成。在恒温恒压的条件下，将此混合气体通过浓H2SO4时，总体积基本不变；通过过量的澄清石灰水，未见变浑浊，但混合气体的总体积减小，把剩余气体导出后，在O2中能够点燃，燃烧产物不能使CuSO4粉末变色。则原混合气体的成分一定含有的是( )
A．CH4和NH3 B．HCl、H2和CO
C．HCl和CO D．HCl、CO和CO2
【解析】 “通过浓H2SO4时总体积基本不变”，说明无NH3；“通过过量的澄清石灰水，未见浑浊，但混合气体的总体积减小”，说明无CO2，有HCl；混合气体中能在氧气中燃烧的有CH4、H2和CO，前两者都能生成水，水能使CuSO4粉末变色，但题中却说“燃烧产物不能使CuSO4粉末变色”，说明无CH4、H2，有CO，可见该混合气体中一定含有HCl和CO。
【答案】 C
7．(2009年福州高三质检)用下列装置制取并收集NO2气体，其中最合理的是( )
【解析】 铜和浓硝酸反应的产物是二氧化氮，其密度比空气大，因此利用排空气法用封闭装置收集二氧化氮气体时，导气管应该长进短出，这样有利于把试管中的空气排尽。
【答案】 C
8．(上海化学)右图所示是气体制取装置，下列能用此装置制取气体并能“随开随用、随关随停”的是( )
A．大理石和稀硫酸制取二氧化碳
B．锌粒和稀硫酸制氢气
C．浓盐酸和二氧化锰制取氯气
D．电石和水制取乙炔
【解析】 A项不能用H2SO4与CaCO3反应制CO2，应用HCl，因CaSO4微溶于水。C项MnO2与浓HCl反应制Cl2需加热。D项电石与水的反应过于剧烈，且反应放热。
【答案】 B
9．(2009年肇庆高三第一次模拟考试)Zn(OH)2是一种与Al(OH)3类似的两性氢氧化物，它与强碱反应的离子方程式为：Zn(OH)2＋2OH－===ZnO22－＋2H2O。而且Zn(OH)2还能溶于过量的氨水中，生成易溶于水的Zn(NH3)42＋，而Al(OH)3不能。则下面四组溶液不能用相互滴加来进行鉴别的是( )
A．AlCl3、NH3·H2O B．ZnCl2、NH3·H2O
C．AlCl3、NaOH D．ZnCl2、NaOH
【解析】 因Al(OH)3不溶于过量的氨水，故将AlCl3溶液滴入NH3·H2O和将NH3·H2O滴入AlCl3溶液的现象相同，不能通过互相滴加的方法进行鉴别。
【答案】 A
10．利用右图进行实验，下列实验结果能说明结论的是( )
A．甲：盐酸，乙：石灰石，丙：苯酚钠溶液。证明酸性：盐酸>H2CO3>C6H5OH
B．甲：盐酸，乙：硫化亚铁，丙：溴水。证明还原性：S2－>Br－>Cl－
C．甲：水，乙：电石，丙：溴水。证明稳定性：H2O>C2H2>Br2
D．甲：浓盐酸，乙：高锰酸钾，丙：溴化钾溶液。证明氧化性：KMnO4>Cl2>Br2
【解析】 FeS与盐酸的反应是非氧化还原反应，产生的气体H2S与溴水作用生成S，说明还原性S2－>Br－，C项不能用这些物质之间的相互反应来比较物质的稳定性。
【答案】 AD
11．下列是实验室常见的气体制取、干燥和收集装置。若用过氧化氢和催化剂二氧化锰制取干燥的氧气，则合理的装置组合为( )
A．①⑤⑧ B．③④⑦
C．②⑤⑥ D．②④⑧
【解析】 H2O2与MnO2反应制O2，属固＋液型，应选②，杂质可能是H2O，应用④或⑤干燥，用向上排气法收集。
【答案】 C
二、非选择题
12．(2008年全国Ⅰ理综)取化学式为MZ的黄色粉末状化合物进行如下实验。将MZ和足量碳粉充分混合，平铺在反应管a中，在b瓶中盛足量澄清石灰水。按下图所示连接仪器。
实验开始时缓缓通入氮气，过一段时间后，加热反应管a，观察到管内发生剧烈反应，并有熔融物生成。同时，b瓶的溶液中出现白色浑浊。待反应完全后，停止加热，仍继续通氮气，直至反应管冷却。此时，管中的熔融物凝固成银白色金属。根据以上叙述回答问题：
(1)元素Z是 ；
(2)停止加热前是否需要先断开a和b的连接处？为什么？
________________________________________________________________________；
(3)反应管a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。请回答如何处理？如不需处理，请说明理由。________________________________________________________________________。
【解析】 本题是金属冶炼和实验相结合的综合题。(1)根据澄清石灰水变浑浊，说明a中反应产生了CO2，所以Z元素为氧；(2)由于要冷却还原出的金属，防止其被氧气氧化，所以需要不断通N2，所以也不必断开a、b连接处；(3)要求写出所有的化学方程式，借助信息和中学化学知识，无法推知M是什么元素，所以只要以MO为反应物书写上述4个反应即可；(4)根据4个反应方程式可知尾气中有CO，所以需处理尾气；处理方法可以是燃烧法或通过灼热CuO或用气球直接收集等。
【答案】 (1)氧
(2)不需要，因有N2不断通入，b瓶溶液不会倒吸至a管
(3)MO+CM＋CO↑ MO＋COM＋CO2
CO2＋C2CO 2MO＋C2M＋CO2↑
(4)需处理，因含有CO，可连接一个加热的装有CuO粉末的反应管
13．某课外活动小组加热炭粉(过量)和氧化铜的混合物，再用下图所示装置，对获得的铜粉(含炭)样品进行实验。图中铁架台等装置已略去。请你帮助他们完成下列实验报告。
(一)实验目的：________________________________________________________________________。
(二)实验用品
仪器：天平、分液漏斗、锥形瓶、硬质玻璃管、干燥管、酒精灯、洗气瓶等。
药品：红褐色(含炭)样品、过氧化氢溶液、二氧化锰、碱石灰、浓硫酸等。
(三)实验内容
(1)在C中加入样品粉末W g，D中装入药品后并称量为m1 g，连接好仪器；
(2)打开A的活塞，慢慢滴加溶液，此时发生的现象为 ，有关化学方程式有____________________________________________________________
(3)对C进行加热，当C中药品充分反应后，关闭A的活塞，停止加热，此时发生的现象为________________________________________________________________________，
有关的化学方程式为________________________________________________________。
(4)冷却后，称量D的质量为m2 g。
(四)计算：样品中铜的质量分数= (用含W、m1、m2的代数式表示)。
(五)问题和讨论
实验完成后，老师评议说：按上述实验设计，即使C中反应完全，D中吸收完全，也不会得出正确的结果。经讨论，有同学提出在B与C之间加入一个装置。再次实验后，得到了较正确的结果。那么，原来实验所测得的铜的质量分数偏小的原因可能是 ________________________________________________________________________，
在BC之间加入A的装置可以是 ，其中盛放的药品是 。
【解析】 解答此题的关键应该在实验报告的仪器和药品一项，从过氧化氢溶液和二氧化锰可推知两者可制氧气，氧气可以氧化样品中混有的炭粉；干燥管中的药品用于吸收产生的二氧化碳，因此其中盛放的应该是碱石灰，利用干燥管增加的质量就是CO2的质量来计算炭的质量，所以样品中Cu的质量分数为。
第(五)小题出现了实验结果负误差，所以一定是D多吸收了什么物质，由此可以结合化学方程式找到水的存在，进而得到这一问的答案。
【答案】 (一)测定铜粉样品中铜的质量分数
(三)(2)B、E中有气泡产生 2H2O22H2O+O2↑
(3)C中的红褐色粉末，变成黑色 2Cu+O22CuO、C+O2CO2
(四)
(五)水蒸气通过C被D中碱石灰吸收 洗气瓶 浓硫酸(或干燥管 碱石灰)
14．(2008年高考海南卷)现拟在实验室里利用空气和镁粉为原料制取少量氮化镁(Mg3N2)。已知实验中可能会发生下列反应：
①2Mg＋O22MgO；②3Mg＋N2Mg3N2；
③2Mg＋CO22MgO＋C；④Mg＋H2OMgO＋H2↑；
⑤Mg3N2＋6H2O===3Mg(OH)2↓＋2NH3↑
可供选择的装置和药品如下图所示(镁粉、还原铁粉均已干燥，装置内所发生的反应是完全的，整套装置的末端与干燥管相连)。
回答下列问题：
(1)在设计实验方案时，除装置A、E外，还应选择的装置________(填字母代号)及其目的分别是 ________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)连接并检查实验装置的气密性。实验开始时，打开自来水的开关，将空气从5升的储气瓶压入反应装置，则气流流经导管的顺序是(填字母代号)________________________________________________________________________。
(3)通气后，如果同时点燃A、F装置的酒精灯，对实验结果有何影响？________________，原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)请设计一个实验，验证产物是氮化镁：________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
【解析】 由题目所提供的信息可知：Mg能与O2、CO2、H2O反应，空气中都含有这些气体，所以在Mg与N2反应前先除去以上三种气体，顺序为先除CO2(D装置)，再除H2O(B装置)，最后除O2(F装置)。在连接装置时，要注意气体流向(长进短出)。Fe与O2反应时应在加热条件(或温度较高)下进行，铁粉没有达到反应温度，不能与O2反应，导致O2除不尽。根据反应⑤可知Mg3N2的水解产物有NH3，可通过测定水解的产物中NH3的存在推出产物是Mg3N2。
【答案】 (1)B 目的是除气流中的水蒸气，避免反应④发生；
D 目的是除空气中的CO2，避免反应③发生；
F 目的是除空气中的氧气，避免反应①发生；
(2)j→h→g→d→c→k→l(或l→k)→a→b(或b→a)
(3)使氮化镁不纯 如果装置F中的还原铁粉没有达到反应温度时，氧气不能除尽，导致氧同镁反应，而使氮化镁中混入氧化镁
(4)取适量产物放入试管中，滴加蒸馏水，将润湿的红色石蕊试纸靠近试管口，如果试管中的溶液出现浑浊，红色石蕊试纸变蓝，则可以证明有氮化镁生成
