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二十九、化学实验（2）----化学实验的探究与评价201101221.能够设计、评价或改进实验方案。2．了解控制实验条件的方法。3．会分析或处理实验数据、得出合理结论。4．能够绘制和识别典型的实验仪器装置图。1．气体的发生装置固＋固气固＋液气固(或液)＋液气如：O2、NH3如：CO2、H2、SO2如Cl2、C2H42.气体的净化(除杂)选择除杂试剂的依据：主体气体和杂质气体性质的差异，如溶解性、熔沸点、酸碱性、氧化性、还原性、燃烧性等。气体除杂的四条原则：①不损失主体气体；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。除杂装置：洗气瓶、干燥管、U形管、硬质玻璃管等。3．气体的干燥(除水)(1)干燥的原则干燥剂只能吸收气体中含有的水分而不能与气体发生反应。注：H2、CO、SO2虽具有还原性，但可用浓H2SO4干燥。(2)常用干燥装置及干燥剂的选用常用干燥装置洗气瓶干燥管(或U形管)干燥管(或U形管)常用干燥剂浓硫酸(酸性、强氧化性)无水氯化钙(中性)碱石灰(碱性)不可干燥的气体NH3、HBr、HI等NH3Cl2、SO2、CO2、NO2、HBr等4.气体的收集(1)密度比空气大的气体可用向上排空气法(显然集气瓶或集气管的口应向上)收集。导气管应“长进短出”。密度比空气小的气体则用向下排空气法收集。(2)易溶于水或与水反应的气体，如NH3、HCl、NO2等，只能用排空气法收集。(3)常温下与O2反应的气体(如NO)，密度跟空气相近的气体(如N2、CO、C2H4等)，都不能用排空气法收集。(4)能溶于水但溶解度不大的气体，可以用排某种饱和溶液的方法收集。如：排饱和NaCl溶液收集Cl2。5．排水量气装置：测量气体的体积。6．尾气处理装置【例1】下列各组气体中其制备装置、收集装置和收集方法均相同，且都可用浓H2SO4干燥的是()A．SO2和H2SB．CH4和NH3C．CH4和O2D．CO2和H2解析：A、B项中的H2S、NH3不能用浓H2SO4干燥；D项，CO2用向上排空气法收集，H2用向下排空气法收集。答案：C1．判断物质在不同溶剂中的溶解性时，有一条经验规则：“极性分子组成的溶剂易于溶解极性分子组成的溶质；非极性分子组成的溶剂易于溶解非极性分子组成的溶质。”下列装置中，不适宜用做NH3气体尾气吸收的是()解析：A、D的吸收反应物质是一样的，由于NH3气不溶于B中四氯化碳，所以吸收安全。答案：C1．常见气体的检验由于气体贮存困难，使用时易扩散，故检验中要尽可能使用物理性质加以检验。即使使用化学方法，尽可能多用试纸。可按下列顺序检验：(1)观察颜色：红棕色为，黄绿色为；打开瓶塞，瓶口有白雾出现的是、或、有色气体出现的是NO。(2)闻气味：有气味的可能是Cl2、HCl、NO2、NH3、SO2等。NO2、Br2(g)Cl2浓硝酸浓盐酸浓氨水红棕刺激性考点2物质的检验(3)试纸检验：使湿润的红色石蕊试纸变蓝的是；使湿润的蓝色石蕊试纸变红的是酸性气体如：HCl、CO2等；使湿润的品红试纸褪色的是等；使湿润的淀粉KI试纸的是氧化性气体如：Cl2、O3等。(4)点燃：可燃或产生爆鸣声的是性气体如：H2、CH4、C2H6、CO等。(5)使带火星的木条复燃的是。(6)通入盛有试剂的洗气瓶：如二氧化氮通入水中生成色的溶液并生成色气体，水溶液显酸性；二氧化硫通入品红溶液能使品红溶液，加热后又显，能使酸性KMnO4溶液褪色；CO2或SO2能使澄清的石灰水变等。NH3SO2、Cl2变蓝可燃O2无无褪色红色浑浊2．几种重要离子的检验(1)Na＋、K＋：用焰色反应，它们的火焰分别是、。(K＋透过蓝色钴玻璃观察)。(2)：与NaOH溶液反应，加热，放出的气体，能使湿润的红色石蕊试纸；用蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近时冒。(3)Ba2＋：与稀硫酸或可溶性硫酸盐产生，且沉淀不溶于稀盐酸(或稀硝酸)。黄色紫色刺激性气味变蓝白烟白色沉淀(4)Al3＋：与适量的NaOH溶液反应，生成白色沉淀，该沉淀能溶于过量NaOH溶液。(5)Fe3＋：与KSCN溶液，立即显红色，(或与NaOH溶液反应，生成红褐色的Fe(OH)3沉淀)。(6)Fe2＋：与少量NaOH溶液反应，先生成白色的Fe(OH)2沉淀，迅速变成灰绿色，最后变成红褐色的Fe(OH)3沉淀，或向亚铁盐的溶液中加入KSCN溶液，不显红色，加入少量新制氯水后，立即显红色。(7)：与BaCl2反应生成白色BaCO3沉淀，该沉淀溶于盐酸，产生无色气体，能使澄清的石灰水变浑浊。(8)：浓溶液与强酸反应，产生无色有刺激性气味的气体，能使品红褪色。(9)：加入盐酸无明显现象后再加入BaCl2溶液，有白色沉淀生成。(10)Cl－：与硝酸酸化的硝酸银反应，有白色沉淀生成。1．物质检验的基本原则物质检验的“三个原则”，即一看(颜色、状态)、二嗅(气味)、三实验(加试剂)。根据实验时生成物所表现的现象不同，检验离子的方法可归纳为三类：(1)生成气体，如的检验；(2)生成沉淀，如Cl－、的检验；(3)显现特殊颜色，如Fe3＋、苯酚的检验。(4)焰色反应：检测金属或金属离子。2．物质鉴别的几种类型(1)不用任何试剂鉴别多种物质①先依据外观特征，鉴别出其中的一种或几种，然后再利用它们去鉴别其他的几种物质。②若均无明显外观特征，可考虑能否用加热或焰色反应区别开来。③若以上两种方法都不能鉴别时，可考虑两两混合法，记录混合后的反应现象，分析确定。④若被鉴别物质为两种时，可考虑因试剂加入的顺序不同，产生的现象不同而进行鉴别。(2)任选试剂鉴别多种物质的原则任选试剂鉴别多种物质的题目往往以简答题的形式出现，回答时要掌握以下要领：①选取试剂要最佳：选取的试剂对各物质反应现象要专一，使之一目了然。②不许原瓶操作：鉴别的目的是为了以后的使用，若原瓶操作，会造成试剂污染，“别”而无用，所以要有“取少许”字样。③不许“指名道姓”：结论的得出来自实验现象，在加入试剂之前，该物质是未知的，叙述时不可出现“取某某试剂加入某某物质……”的字样。一般简述顺序为：各取少许―→溶解―→加入试剂―→描述现象―→得出结论。(3)只用一种试剂的鉴别题①根据被鉴别试剂水溶液的酸碱性不同，考虑选择适当的指示剂。②根据被鉴别试剂含有不同的阳(阴)离子，考虑选用一种强碱(酸)与之作用。③根据被鉴别试剂发生复分解反应，络合反应和水解的相互促进时的不同现象选择试剂。④有机物的鉴别一般可考虑加入水、溴水、新制氢氧化铜悬浊液和FeCl3等溶液。1．实验方案设计的一般原则一个相对完整的化学实验方案一般包括下述内容：(1)；(2)；(3)；(4)(仪器、药品及规格)；(5)(包括实验仪器的装配和操作)；(6)实验现象和记录及结果处理；(7)问题和讨论。实验名称实验目的实验反应物质实验用品实验步骤实验方案的设计原则是方法简便、现象明显、操作易行安全，对于定量实验还要考虑系统误差要求。确定了实验所选用的方法和反应物质后，就要考虑选择用什么实验装置来完成此实验，即进行实验装置的设计，一套完整的实验装置往往是由多个基本实验装置相互连接而成的，如有关气体的制取和性质实验一般分为气体的发生装置(或气体反应装置)、气体的净化装置、气体的收集装置、尾气的吸收装置等部分，要熟悉各基本装置的功能，并注意各基本装置连接顺序的合理性。2．实验设计的步骤(1)明确目的、反应物质首先必须认真审题，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，从而明确实验反应物质。(2)选择仪器、药品根据实验的目的和反应物质，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、反应是否加热及温度是否控制在一定的范围等，从而选择合理的化学仪器和药品。(3)设计装置、步骤根据实验目的和反应物质，以及所选用的仪器和药品，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，全面而准确地记录实验过程中的现象和数据。(5)分析得出结论根据观察到的实验现象和记录的数据，通过分析、计算、图表、推理等处理，得出正确的结论。延伸：实验设计的注意事项(1)药品和装置是部分或刚好给出，还是有剩余若药品和装置只部分给出，则应需要作必要的补充，若有剩余，则应进行筛选和淘汰。(2)题目条件有无特殊要求如采用最简单或最合理的实验步骤，这些要求对我们考虑反应反应物质，选择药品和装置，确定操作步骤都作了限定，必须高度重视。(3)实验过程中的隐蔽性操作如某些必要的干燥、除杂、冷凝等，这些都是实验中必不可少的，但容易被忽略。(4)药品的规格有些题目要求指出药品的名称，这类问题学生最难答准确，如有些药品的准确描述为：硫酸铜粉末、澄清石灰水、酸性高锰酸钾溶液、浓硫酸、饱和NaHCO3溶液、NaOH溶液等。此外也应注意某些仪器的规格。(5)会画简单的实验装置图（福建省考试说明没有明确要求）基于评分客观公正性难以把握，近年高考题很少出现此类题目。．化学实验条件及其控制（1）化学实验条件的种类从化学实验用具来看，化学实验条件主要有以下三类。①化学药品：这类实验条件主要包括化学药品的种类、纯度、状态(固态、液态或气态)、形状(块状、颗粒状或粉末状)、质量、体积和浓度等。②化学实验仪器和装置：这类实验条件主要是指不同规格的化学实验仪器及其不同的安装方法。例如用稀硫酸跟锌反应制取氢气的实验，发生装置可以采用启普发生器、锥形瓶、双叉试管等不同的实验仪器和装置。③化学实验操作：这类实验条件主要包括点燃、加热、冷却、振荡、溶解、洗涤、过滤、蒸发、蒸馏等实验操作，以及对电流、电压、温度、时间和压强等物理量的控制。这也是化学实验中经常需要控制的一类实验条件。例如，在化学反应速率实验中，温度是一个很重要的实验条件，在浓度一定时，改变温度也可以发现温度影响化学反应速率的规律性。（2）化学实验条件的控制方式由于具体的化学实验目的和要求不同，因而实验条件的控制方式也不尽相同。一般地，任何一个化学实验都包含有多种实验条件。从实验条件对实验结果的影响来看，可采用下列两种方法。①固定其他条件，改变一种条件。这种方式所控制的实验条件对实验结果的影响具有相对独立性，每种实验条件都能单独地影响实验结果。例如在浓度对化学平衡的影响实验中，改变反应物的浓度，而保持其他条件如反应物溶液的种类、体积、反应的温度等不变。②对几种实验条件同时加以综合控制。这种方式所控制的实验条件对实验结果的影响并不是单一的，而是共同起作用的，具有综合性。例如研究氨气与氧气催化氧化制一氧化氮实验，需要对温度、氨气与氧气的体积比、催化剂的种类等几个实验条件同时进行综合控制，否则，难以得到满意的实验结果。1．思考问题的顺序(1)围绕主要问题思考。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。如制取在空气中易水解的物质(如AlCl3、FeCl3等)及易受潮的物质时，往往在装置末端再接一个干燥装置，以防止空气中的水蒸气进入。(3)思考实验的种类及如何合理的组装仪器，并将实验与课本实验比较。如涉及气体的制取和处理，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→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。如制有毒气体及涉及有毒气体的实验是否有尾气的吸收装置。(3)安装顺序是否合理。如气体净化装置中不应干燥后，又经水溶液洗气。(4)仪器间连接顺序是否正确。如洗气时“气管长，气管短”；干燥管除杂质时“口进，口出”等。大小进出3．实验操作的顺序(1)连接仪器。按气体发生→除杂质→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。对给出的实验方案作出选择、评价或找出最佳方案，包含的知识点很多，能考查学生