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化学实验复习——简单实验设计基础·变通·创新——实验设计题的基本思想一.实验设计的基本思路⒈明确目的和原理⒉选择仪器和药品例⒈为探究乙炔与溴的加成反应，用工业电石和水反应制取乙炔气体，请选择制取乙炔的实验装置（）原理：CaC2+2H2O→Ca(OH)2+CH≡CH↑装置：固+液→气目的：制取乙炔气体；(a)(d)(c)(b)能否用启普发生器？为什么？①CaC2固体的吸水性强，矿石易粉化，不易控制反应速度。②CaC2固体与水反应剧烈，放出大量的热，而启普发生器是一个厚壁容器，由于热量传递不均而易炸裂。不能。例⒈为探究乙炔与溴的加成反应，用工业电石和水反应制取乙炔气体，请选择制取乙炔的实验装置（）C(a)(d)(c)(b)一.实验设计的基本思路⒈明确目的和原理⒉选择仪器和药品⒊设计实验装置和步骤例⒉设计一个简单实验，用来制取纯净、无水的CuCl2。药品：NaCl固体、MnO2固体、浓H2SO4、饱和食盐水、NaOH溶液、Cu粉。仪器：圆底烧瓶、分液漏斗、洗气瓶、烧杯、酒精灯、铁架台、双通管、导管等。⑵画出实验装置图，并注明药品所在的位置⑴写出有关反应的化学方程式【思路分析】目的：制备纯净、无水的CuCl2;原理：Cl2+CuCuCl2△①制取Cl2：NaCl+H2SO4NaHSO4+HCl↑微热MnO2+4HClMnCl2+Cl2↑+2H2O△②仪器装置：固+液→气△③Cl2的净化和干燥：顺序是先净化后干燥④净化干燥的Cl2与Cu加热生成CuCl2;⑤过量的Cl2用NaOH溶液吸收。⑴写出有关反应化学方程式⑵画出实验装置图，并注明药品所在的位置NaCl+H2SO4(浓)NaHSO4+HCl↑微热MnO2+4HClMnCl2+Cl2↑+2H2O△Cl2+CuCuCl2△【答案】：【气体综合实验的知识框架】气体的制备净化干燥收集气体或化学反应等尾气的吸收一.实验设计的基本思路⒈明确目的和原理⒉选择仪器和药品⒊设计实验装置和步骤⒋记录现象和数据⒌分析得出结论例⒊为测定由CO、NH3、CO2、H2组成的混合气体中各成分的体积分数，请用下列装置设计一个简单实验(装置不能重复使用，所用试剂均过量)。已知存在下列反应2NH3+3CuO=3Cu+N2+3H2O△⑴混合气体通过各装置的顺序依次是：（）→（①）→（）→（）⑵写出装置③中有关反应的离子方程式；⑶装置③和④的位置不可互换，其原因是①②③④浓硫酸氧化铜Ba(OH)2溶液碱石灰【思路分析】目的：测定混合气体中各成分的体积分数原理：CO+CuO=Cu+CO2△△H2+CuO=Cu+H2O2NH3+H2SO4=(NH4)2SO4CO2+2NaOH=Na2CO3+H2OCO2+Ba(OH)2=BaCO3↓+H2O【知识框架】碱性物质吸收原CO2浓H2SO4吸收NH3干燥的CO、H2与灼热的CuO反应Ba(OH)2溶液碱石灰④③碱性物质吸收新CO2浓硫酸①氧化铜②Ba(OH)2溶液碱石灰④③答案：用装置③不可以。⑴从装置③带出的水蒸气会进入装置①，使NH3的体积分数测量不准，⑵CO、H2与CuO反应后生成的CO2、水蒸气全被装置④中碱石灰吸收，无法测量CO和H2的体积分数。原因：原CO2用哪个装置吸收？用装置③可以吗？Ba(OH)2溶液③（）→（①）→（）→（）⑴混合气体通过各装置的顺序依次是：④②③⑵写出装置③中有关反应的离子方程式；Ba2++2OH-+CO2=BaCO3↓+H2O从装置③带出的水蒸气进入装置①，使NH3的体积分数测量不准。⑶装置③和④的位置不可互换，其原因是：①②③④浓硫酸氧化铜Ba(OH)2溶液碱石灰二.实验设计的基本要求⒈科学性答案：用块状大理石、浓HNO3和水。例⒋实验室要用简易装置制取CO2气体，原料只有稀H2SO4，浓HNO3、水、块状纯碱，块状大理石，比较合理的方案，应选用的药品是。二.实验设计的基本要求⒈科学性⒉可行性⒊简约性⒋安全性例⒌碘是人体必需的元素，防止碘缺乏病的主要措施是食盐加碘，其中碘以KIO3形式存在。已知在溶液中IO3-可和I-发生反应：IO3-+5I-+6H+=3I2+3H2O,据此，可用试纸和一些生活中常见的物质进行检验，证明食盐中含IO3-。可供选用的物质：①自来水②蓝色石蕊试纸③KI淀粉试纸④淀粉⑤食盐⑥食醋⑦白酒。进行上述实验时必须使用的物质是（）A.①③B.③⑥C.②④⑥D.①②④⑤⑦【思路分析】目的：检验食盐中的碘元素（利用I2遇淀粉变蓝的特性）。原理：IO3-+5I-+6H+=3I2+3H2O药品：根据实验目的原理，实验设计的可行性、简约性、安全性要求，选择药品。答案：KI淀粉试纸、食醋三.实验设计的误区⒈基础不牢，无法联想⒉思维定势，思维不严谨“双基”是素质的核心；“双基”是应用的基础；“双基”是能力的“源泉”；“双基”是创新的“脚踏板”。例⒍在分液漏斗中用一种有机溶剂提取水溶液里的某物质时，静置分层后，如果不知道哪一层液体是“水层”，试设计一种简便的判断方法。①取一支预先盛有少量水的小试管；②从分液漏斗口的下口，慢慢放出少量下层液体；③静置后观察，若试管中的液体不分层，说明分液漏斗中，下层是“水层”；反之，上层是水层。【答案】：【小结】一.实验设计的基本思路二.实验设计的基本要求三.实验设计的误区狠抓基础重视应用注意开放!实验复习必须：练习⒈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。乙同学发现甲同学实验中，褪色后的溶液里有少许淡黄色混浊，推测在制得乙炔中还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：CaC2+2H2O→Ca(OH)2+CH≡CH↑CH≡CH+Br2→CHBr=CHBr…(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a.使溴水褪色的反应，未必是加成反应b.使溴水褪色的反应，就是加成反应c.使溴水褪色的物质，未必是乙炔d.使溴水褪色的物质，就是乙炔不能ac(3)乙同学推测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。H2SH2S+Br2=2HBr+S↓(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，将它们的标号填入方框，并写出装置内放置的化学药品。（5）为验证这一反应是加成而不是取代，丙同学提出可用PH试纸来检测反应后溶液的酸性，理由是(电石、水)(溴水)()()bbcbCuSO4溶液CuSO4溶液如若发生取代反应，必定生成HBr，溶液酸性将会明显增强，故可用PH试纸来验证。(a)(d)(c)(b)圆底烧瓶和分液漏斗练习⒉已知FeS是块状不溶于水的固体，实验室制取H2S的原理是FeS+H2SO4=FeSO4+H2S↑根据下列A—D的实验装置和试剂进行实验：试剂：①盐酸②溴水③亚硫酸钠④硫化亚铁⑤硫酸铜⑥品红溶液H2CO2、SO2、H2SaAbBcdCefNaOH溶液D⑴装置A主要是由仪器组装起来的，该装置作为反应器适用于制备气体（填三种气体的化学式）。a接c、d接e、f接bCD吸收多余的H2S、SO2，防止污染大气。亚硫酸钠盐酸硫化亚铁、盐酸溴水⑵要制取SO2气体，并证明它既有氧化性又有还原性，请组装一套装置。Ⅰ.按实验连接的顺序，请把a～f各导管口连接起来。Ⅱ.上述A—C装置中，应加入的试剂是ABCⅢ.表现SO2还原性的实验是装置。Ⅳ.表现SO2氧化性的实验是装置。Ⅴ.D装置中NaOH溶液的作用是cdCefNaOH溶液D练习⒊Cu+在酸性溶液中不稳定,可发生自身氧化还原反应生成Cu2+和Cu。现有浓H2SO4、浓硝酸、稀硫酸、稀硝酸、氯化铁稀溶液以及PH试纸，而没有其他试剂，简述如何用最简单的实验方法来检验CuO经H2还原所得到的红色产物中是否有碱性氧化物Cu2O。【思路分析】①由试题所给的信息可知，Cu2O是碱性氧化物，可溶于酸性溶液Cu2O+2H+=2Cu++H2O，而Cu+在酸性溶液中不稳定，自身歧化成Cu2+和Cu，2Cu+=Cu2++Cu，由学过的知识可知，Cu2+在水溶液中呈蓝色，Cu不与稀酸反应，即可检验。②题目所给的试剂中，浓硫酸、浓硝酸、稀硝酸都显酸性，都使Cu2O歧化生成Cu2+而显蓝色，且它们又都能氧化Cu单质，有Cu2+生成；FeCl3也能与Cu反应：2FeCl3+Cu=2FeCl2+CuCl2，有Cu2+生成；如选用这些试剂，虽然溶液也会变蓝，但分不清是与Cu2O反应还是与Cu反应生成的Cu2+，不能确证是否有Cu2O。综上所述：只能选用稀硫酸作检验试剂。【答案】：取少量该红色产物放入稀硫酸中，震荡若溶液变为蓝色，说明产物中有Cu2O，若溶液不变色，说明产物中无Cu2O。2003年6月