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化学实验的设计与创新大连育明高中姜峰高级教师一、对反应原理的探索1．将湿润的淀粉—KI试纸伸入盛Cl2的集气瓶中，有何现象？为什么？实验步骤实验现象实验结论1．将氯水逐滴加入到少量淀粉—KI溶液中直至褪色2．取褪色的溶液少许置于试管中，再加入少许淀粉溶液3．另取褪色的溶液少许置于另一试管中，再加入少许碘水先变蓝后褪色溶液颜色不变溶液颜色变蓝褪色后的溶液无单质碘褪色后的溶液仍有淀粉单质碘被过量氯气所氧化，从而使溶液褪色2．在用品红溶液验证Na2O2的漂白性时，有人对其漂白机理提出质疑。因为他做了如下实验：①向品红溶液中加入Na2O2，品红褪色；②向品红溶液中加入NaOH，品红也褪色。因此，结论是：Na2O2与水作用产生的NaOH使品红溶液褪色。你认为正确吗？如何用实验证明你的观点？不正确。实验方法：在褪色的两种溶液中再反滴加盐酸，原来加NaOH的试管中溶液又变红色，而加Na2O2的试管中溶液不能变回原来颜色。二、对反应装置的探索1．采用书中装置制取收集Cl2，当集气瓶内气体已满，需更换另一只集气瓶时，Cl2往往会逸出，造成环境污染。此时需要对装置进行如何改造？2．上述反应停止进行时，导管与发生器中残存的Cl2也会污染环境，如何操作以消除污染？3．在实验室中制取气体时，经常需要随开随用、随关随停的反应装置（简易启普发生器）。请你利用实验室中的常用仪器，设计出这样的装置。玻璃丝4．在用水吸收HCl气体时，为防止倒吸要使用倒扣漏斗。如果不使用漏斗，可以采用其它装置或其它方法吗？请提出你的设计方案。H2OCCl45、利用图中所示装置可进行哪些实验？若用此装置来除去气体中的某些杂质气体，则保留气体应满足的条件是，此时气体从_____口进入集气瓶。若此装置充满水，用来测量气体Y的体积，气体Y应满足的条件是_____，此时气体从_____口进入集气瓶。若用此装置从A口进气收集气体X，则气体X应满足的条件是_____。（1）若集气瓶是空的；（2）若集气瓶装满水。BA（3）收集气体（1）洗气（2）测量气体体积6、现有实验药品：一定质量的锌（分片状和粒状两种）、浓H2SO4（密度1.84g·cm-3）、水以及如图装置。图中量气管B是由甲、乙两根玻璃管组成，它们用橡胶管连通，并装适量的水，甲有刻度（0~100mL），甲、乙管可固定在铁架上，供量气用；乙管可上下移动，以调节液面高低。利用此装置可测量锌的相对原子质量。（设锌全部反应，产生气体不超过50mL）。回答下列问题：（1）实验前如何检查装置的气密性？_________BA甲乙（2）①按图示装置实验，要保证不漏出H2，应如何操作？_____（2）②若另设计气体发生装置，但仍要求保证不漏气，在中学的常用仪器中，应用（自选仪器）________仪器来装配；在检查了装置的气密性后，应如何操作：______。（3）为了准确地测量H2体积，在读取反应前甲管中液面的读数时，除注意视线与凹液面最低处相平处，还应注意______；原因是______。（4）设计一个不用上述量气管，而用中学常用仪器来测量H2体积的装置。应用的仪器（自选）是______。7、某课外活动小组在实验室用下面的装置进行实验，验证氨的某些性质并收集少量纯净氮气。请回答：实验前先将仪器按上图连接好，然后检查装置的气密性。方法是向洗气装置中的广口瓶加水，浸没进气导管口，用酒精灯在烧瓶下稍稍加热，若导管口有少量气泡冒出，停止加热后，导管内水面上升形成一段小水柱，就可以说明装置不漏气了，这个操作错漏之处是_____________。浓氨水生石灰碱石灰CuO无水硫酸铜浓硫酸三、物质的检验和鉴别1、在5支编号的试管里分别装有K2CO3，KNO3，K2SO4，KOH和Ba(OH)2溶液，现需用最少种类的试剂将它们一一区别开来，则所需试剂的种类是（）。A.不用任何试剂B.用一种试剂C.用两种试剂D.用三种试剂三、物质的检验和鉴别2、用一种试剂鉴别下列各溶液：NaBrNaINaOHNa2CO3H2SAgNO3C6H5OHNaSCN四、实验设计方案的评估欲用托盘天平、过滤装置、蒸发装置、氢氧化纳溶液等仪器和药品测定未知浓度的氯化镁溶液的质量百分比浓度。由甲、乙、丙三组学生各自设计了三套实验方案。回答下列有关问题：甲组：①取MgCl2溶液m1克，加热溶液蒸发到干。②称量最后得到的固体质量为m2克。乙组：①取MgCl2溶液m1克。②将NaOH溶液慢慢加到MgCl2溶液中到刚好不再产生沉淀为止，称出用去NaOH溶液的质量为m2克。③过滤，称取溶液的质量为m3克。丙组：①取MgCl2溶液m1克。②加入NaOH溶液，估计NaOH溶液已经完全过量。③过滤后将沉淀洗涤、烘干、称得沉淀质量为m2克。④将沉淀再加热烘干、冷却后称量得质量为m3克，且m2-m30.1克。1、_____组方案最为合理。2、_____组方案是错误的。3、_____组方案基本正确，但其计算结果比MgCl2溶液的实际浓度_______（偏高、偏低）。五、关于吸收剂的使用顺序已知NH3和CuO反应可得较纯净的铜和氮气。现利用氨的还原性来测定氨分子中各元素的百分组成，同时也测定氨氧化的百分率。在反应中生成的气体用排水法测出其体积（假设水的体积为标况下气体的体积）。足量的NH4HCO3aAbc碱石灰Bde硅胶CfgD浓硫酸水EFGhijkl（1）将上述仪器连接成整套实验装置。2NH3+3CuO=N2+3Cu+2H2Oabcfgdehijkl（2）仪器连接好进行实验时，先点燃______处酒精灯，实验结束时应撤去_____处酒精灯，且应_____再熄灭_____处的酒精处，其理由是______。六、实验推断题1、某白色固体混合物，可能含有NaHSO4，BaCl2，MgCl2，NaCl，NaHCO3，NaAlO2中的一种或几种。有如下的实验现象：①取少量该固体物质，用水溶解，得到澄清溶液，没有沉淀和气体。②向所得溶液中滴加NaOH溶液，有白色沉淀产生；加至过量时，沉淀消失。请回答下面的问题：（1）原混合物中一定含有的物质是____________。（2）原混合物中一定不含有的物质是____________。（3）为最后确定该混合物的组成，还需要做的实验是（要求按实际步骤简要叙述）___________。2、实验室用图示装置制取收集某气体，采用下列药品：浓H2SO4，稀H2SO4，浓HNO3，稀HNO3，浓HCl，稀HCl，浓NaOH，稀NaOH，浓NH3·H2O，稀NH3·H2O。则最恰当的试剂：A是_______，B是_______，C是______。七、实验综合题浓硝酸铜银合金浓硫酸冰盐水NaOH溶液ABCDEO2N2K2K1a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。常温下，NO2与N2O4混合存在，在低于0°C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并通人氧气，D瓶内气体由无色变为红棕色；若通人的是热的氧气，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_____。Somuchfortoday,seeyoulater.再见