高考化学专题复习-专题十-第二单元物质的制备-化学实验设计与评价课件-新人教版.ppt

单击此处编辑母版文本样式,第二单元 物质的制备、化学实验设计与评价,1.,了解常见气体的制备反应物质和方法。,2.,根据实验现象，观察、记录、分析或处理数据，得出正确结论。,3,根据实验试题要求，设计或评价实验方案。,1,O,2,的制备,(1),实验室制,O,2,发生反应的化学方程式为：,(,或,),制备装置的类型：,(,或,),2KClO,3,2KCl,3O,2,2H,2,O,2,2H,2,O,O,2,固固 气体,固液,气体,收集方法：因为氧气,难,溶于水，用,法收集；因为,O,2,的密度比空气,，,可用,收集。,验满方法：,，观察是否复燃。或用排水法收集,O,2,时，若,，证明,O,2,已收集满。,(2),工业制,O,2,：采用,法。,排水,大,向上排空气法,用带火星的木条靠近集气瓶口,气体充满集气瓶,分离液态空气,2,CO,2,的制备,(1),实验室制,CO,2,发生反应的化学方程式为：,。,制备装置的类型：,。,净化方法：用,除去,HCl,。,收集方法：用,法收集。,验满方法：,证明,CO,2,已收集满。,(2),工业制,CO,2,：高温煅烧石灰石，化学方程式为：,。,CaCO,3,2HCl,=,CaCl,2,CO,2,H,2,O,固液,气体,饱和,NaHCO,3,溶液,向上排空气,用燃着的木条靠近集气瓶口，熄灭,CaCO,3,CaO,CO,2,3,Cl,2,的制备,(1),实验室制,Cl,2,发生反应的化学方程式为：,。,制备装置的类型：,。,净化方法：用,除去,HCl,，再用,除去水蒸气。,收集及验满方法：采用,法或,法，用湿润的,来检验。,尾气处理：多余的,Cl,2,排放到空气中会造成环境污染，须用,吸收,除去。,(2),工业制,Cl,2,：电解饱和食盐水，化学方程式为：,。,MnO,2,4HCl(,浓,)MnCl,2,Cl,2,2H,2,O,固液 气体,饱和食盐水,浓,H,2,SO,4,向上排空气,排饱和食盐水,淀粉,KI,试纸,NaOH,溶液,2NaCl,2H,2,O 2NaOH,H,2,Cl,2,4,NH,3,的制备,(1),实验室制,NH,3,发生反应的化学方程式为：,。,制备装置的类型：,。,除杂：用,除去混有的水蒸气。,收集：只能用,法。,验满：,a.,用湿润的,置于试管口，若试纸,，说明已收集满。,2NH,4,Cl(,固,),Ca(OH),2,(,固,)CaCl,2,2NH,3,2H,2,O,固固 气体,碱石灰,向下排空气,红色石蕊试纸,变蓝,b,将蘸有,的玻璃棒置于试管口，若有,产生，说明已收集满。,尾气吸收：用,吸收多余的,NH,3,。,(2),工业制,NH,3,发生反应的化学方程式为：,。,浓盐酸,白烟,水,N,2,3H,2,2NH,3,5.,乙烯的制备,(1),实,验室制法,发生反应的化学方程式为：,。,制备装置的类型：,。,除杂：用,除去,CO,2,、,SO,2,等杂质，用,吸收水蒸气。,收集：用,收集。,(2),工业制乙烯：石油的裂解。,CH,3,CH,2,OH,CH,2,=,CH,2,H,2,O,液液 气体,NaOH,溶液,浓,H,2,SO,4,排水法,【,想一想,】,用,排饱和食盐水法收集,Cl,2,可以吗？,答：,可以，由于,Cl,2,在饱和食盐水中的溶解度小，故,Cl,2,除用向上排空气法收集外，也可用排饱和食盐水法。,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。,实验方案的设计原则是方法简便、现象明显、操作易行，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原理后，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）、气体的洗涤装置、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。,实验名称,实验目的,实验原理,实验用品,实验步骤,2,化学实验方案设计的思路,3,设计方案时思考实验顺序的选择,(1),思考问题的顺序,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。,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,Al,2,S,3,、,AlCl,3,、,Mg,3,N,2,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。,除杂质,除杂质,干燥,主体实验,尾气处理。,(2),仪器连接的顺序,所用仪器是否恰当，所给仪器是全用还是选用。,仪器是否齐全。例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。,安装顺序是否合理。例如是否遵循,“,自下而上，从左到右,”,的原则；气体净化装置中不应干燥后，又经水溶液洗气。,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,“,大口进，小口出,”,等。,(3),实验操作的顺序,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。,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。,装药品，进行实验操作。,4.,设计方案时需注意的问题,(1),检,查气体的纯度。点燃或加热可燃性气体,(H,2,、,CO,、,C,2,H,4,、,C,2,H,2,等,),前，,必须检查气体的纯度。例如用,H,2,、,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。若气体产生需加热，应先用酒精灯加热产生气,体的装置，等产生气体后，再给实验中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,),；二则保证产品的纯度，防止反应物或生成物,与空气中其他物质反应。例如用浓硫酸和甲酸共热产生,CO,再用,CO,还原,Fe,2,O,3,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,Fe,2,O,3,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,O,2,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，要在发生装置中设计冷凝回流装置或在发生装置中安装长玻璃管等。,(4),冷却问题。有的实验为防止气体冷凝不充分而受损失，需要用冷凝管，可以用冷水或冰水冷凝气体,(,物质蒸气,),，使物质的蒸气冷凝为液态便于收集。,(5),防止倒吸问题。实验过程中用到加热操作的，要防倒吸；气体易溶于水的要防倒吸。,(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支小试管等。,(7),拆卸时的安全性和科学性。实验仪器的拆卸要注意安全性和科学性，有些实,验为防止,“,爆炸,”,或,“,氧化,”,，应考虑停止加热或停止通气，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能熄灭酒精灯,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，,待加热区冷却后再停止通氢气，这是为了避免空气倒吸入加热区使铜被氧化，,或形成易爆气体；拆卸用排水法收集需要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；拆下的仪器要清洗、干,燥、归位。,1,从可行性方面对实验方案做出评价,和,是设计实验方案的两条重要原则。因此，在对实验方案进行评价时，要分析实验方案是否科学可行，实验方案是否遵循化学理论和实验方法论要求，在实际操作时能否做到可控易行。评价时，从以下,4,个方面分析：,(1),是否正确、可行；,(2),是否安全、合理；,(3),是否简单、方便；,(4),是否明显等。,科学性,可行性,实验原理,实验操作,实验步骤,实验效果,对几个实验方案的正确与错误、严密与不严密、准确与不准确做出判断。,要考虑是否完全合理、有无干扰现象、经济上是否合算和对环境有无,污染等。,2,从,“,绿色化学,”,角度对实验方案做出评价,“,绿色化学,”,要求设计更安全的、对环境友好的合成线路，降低化学,工业生产过程中对人类健康和环境的危害，减少废弃物的产生和排放。,根据,“,绿色化学,”,精神，对化学实验过程或方案从以下,4,个方面进行,综合评价：,(1),反应原料是否易得、安全、无毒；,(2),反应速率是否较,快；,(3),原料利用率以及合成物质的产率是否较高；,(4),合成过程是否,造成环境污染。,3,从,“,安全性,”,方面对实验方案做出评价,化学实验从安全角度常考虑的主要因素如下：,(1),净化、吸收气体及熄灭酒精灯时要防液体倒吸；,(2),进行某些易燃易爆实,验时要防爆炸,(,如,H,2,还原,CuO,应先通,H,2,，气体点燃先验纯等,),；,(3),防氧化,(,如,H,2,还原,CuO,后要,“,先灭灯再停氢,”,，白磷切割宜在水中等,),；,(4),防吸水,(,如实验、取用、制取易吸水、潮解、水解的物质宜采取必要措施，以保,证达到实验目的,),；,(5),冷凝回流,(,有些反应中，为减少易挥发液体反应物的,损耗和充分利用原料，需在反应装置上加装冷凝回流装置，如长玻璃管、,竖装的干燥管及冷凝管等,),；,(6),易挥发液体产物,(,导出时可为蒸气,),的及时冷,却；,(7),仪器拆卸的科学性与安全性,(,也从防污染、防氧化、防倒吸、防爆,炸、防泄漏等角度考虑,),。,【,例,1,】,四,氯化钛是无色液体，沸点为,136,，它极易水解，遇空气中水蒸气即产生,“,白烟,”,(TiCl,4,H,2,O,=,TiOCl,2,2HCl,),。四氯化钛可由,TiO,2,与,Cl,2,发生置换反应而制得,(TiO,2,不与,HCl,反应,),。此反应在,1 000,高温下进行得很慢，但如果有炭粉存在时，只要,650,850,反应便可顺利进行，下图是某同学设计的实验室制备,TiCl,4,的装置：,请回答：,(1)A,装置中反应的化学方程式是,_,。,(2)B,装置中的试剂为,_,，其作用是,_,。,(3)C,装置中的反应方程式为,_,。,(4)D,装置中冷凝水的方向为,_,进,_,出，该装置的作用为,_,。,(5)E,装置中,NaOH,溶液的作用是,_,。,(6),请指出此装置的缺陷和不妥之处，并进行改进,_,。,解析：,由题意知，在无水环境中,TiO,2,与,Cl,2,在炭粉作催化剂时反应可制得,TiCl,4,液体，故题给装置中各部分的作用分别是,A,制备,Cl,2,，,B,除去,Cl,2,中的水，,C,为主反应装置，,D,冷凝收集,TiCl,4,，,E,除去未反应的,Cl,2,、,HCl,。由于,TiCl,4,极易水解，故,D,、,E,之间应连有干燥装置吸收由,E,进入装置内的水蒸气，,A,处烧瓶内气压过高，应用一导管将分液漏斗上口与烧瓶连通，便于液体流下来。,答案：,(1)MnO,2,4HCl(,浓,)MnCl,2,Cl,2,2H,2,O,(2),浓,H,2,SO,4,吸水,(3)TiO,2,2Cl,2,TiCl,4,O,2,(4)a,b,使,TiCl,4,冷凝为液体,(5),除去未反应的,Cl,2,、,HCl,(6),把,D,、,E,之间加上干燥管，防止,TiCl,4,水解；,用导管把分液漏斗与烧瓶连通，使其压强相等,1,气体制备时的反应及发生装置的选择,(1),制备气体反应的选择,一种气体可以由多种反应制得，但只有部分反应适用于实验室制备，这些反应一般应符合以下几个条件：,反应物容易获得；,反应条件容易达到；,反应容易控制；,生成的气体容易分离。,(2),气体发生装置,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，主要分为三类：,固体固体 气体型,(,如图,A),适用气体：制,O,2,、,CH,4,、,NH,3,等。,固体液体,气体型,(,如图,B),适用气体：制,H,2,、,H,2,S,、,CO,2,、,NO,2,、,SO,2,、,NO,等。其中可使用启普发生器制取的有：,H,2,、,H,2,S,、,CO,2,。制,C,2,H,2,不能使用启普发生器。,固体液体 气体型,(,或液体液体 气体型,)(,如图,C),适用气体,：制,Cl,2,、,C,2,H,4,等。,2.,气体的净化装置及适用气体,(1),气,体的净化,气体,所含杂质,净化剂,净化装置示意图,O,2,Cl,2,NaOH,溶液,H,2,H,2,S,CuSO,4,溶液,CO,2,HCl,饱和,NaHCO,3,溶液,CO,2,SO,2,Cl,2,HCl,饱和食盐水,SO,2,HCl,饱和,NaHSO,3,溶液,H,2,S,HCl,饱和,NaHS,溶液,CH,4,C,2,H,4,溴水,CO,CO,2,，,H,2,O(g),碱石灰,N,2,O,2,加热的铜网,CO,2,CO,或,H,2,加热的,CuO,HCl,Cl,2,加热的,KI,(2),气体的干燥,液态干燥剂,固态干燥剂,装置,常见干燥剂,浓硫酸,无水氯化钙,碱石灰,可干燥的气体,H,2,、,O,2,、,Cl,2,、,SO,2,、,CO,2,、,CO,、,CH,4,、,HCl,等,H,2,、,O,2,、,Cl,2,、,SO,2,、,CO,、,CO,2,、,CH,4,、,HCl,等,H,2,、,O,2,、,N,2,CH,4,、,NH,3,等,不可干燥的气体,NH,3,、,H,2,S,、,HBr,、,HI,等,NH,3,等,Cl,2,、,HCl,、,H,2,S,、,SO,2,、,CO,2,、,NO,2,等,3.,气体的收集,(1),根,据气体的溶解性、密度及是否与空气中的成分反应，可选择排水,(,液,),法、向上排空气法、向下排空气法收集。,(2),排水量气装置,标准装置：,变化装置：,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,H,2,SO,4,干燥的是,(,),A,SO,2,和,H,2,S B,CH,4,和,NH,3,C,CH,4,和,O,2,D,CO,2,和,H,2,解析：,A,、,B,项中的,H,2,S,、,NH,3,不能用浓,H,2,SO,4,干燥；,D,项，,CO,2,用向上排空气法收集，,H,2,用向下排空气法收集。,答案：,C,2,以下气体发生装置中，不易控制反应产生气体的量的是,(,),解析：,C,、,D,两项中装置类似于启普发生器，可通过活塞的开关调节反应器的压强，控制反应与否，来控制产生气体的量。,答案,：,AB,3,(2008,天津理综，,28,),化,学实验室制取氯化氢气体的方法之一是将浓硫酸滴入浓盐酸中。请从图中挑选所需仪器，在方框内画出用该方法制备、收集干燥氯化氢气体的装置简图，并在图中标明所用试剂。,(,仪器可重复使用，固定装置不必画出,),解析：,实验室制取,HCl,气体是用浓,H,2,SO,4,和浓盐酸混合，因此装置特点是液体液体混合制取气体。反应装置应选圆底烧瓶和分液漏斗、带导管的胶塞，收集干燥气体应加干燥剂，应用干燥装置，用集气瓶式的洗气瓶来干燥，最后用向上排空气法收集,HCl,。,答案：,【,例,2,】,氯,磺酸,(HSO,3,Cl),是无色液体，密度为,1.79,gcm,3,，其沸点约,152,；氯磺酸有强腐蚀性，遇潮湿空气生成浓烈的白雾，它属于危险品。制取氯磺酸是在常温下将干燥的氯化氢气体通入溶有三氧化硫的硫酸,(,发烟硫酸,),中，氯化氢与三氧化硫化合即得氯磺酸。在实验室里制取氯磺酸可用下图所示的装置,(,图中衬垫、夹持和固定仪器均已略去,),。,所用到的试剂有：,密度为,1.19,gcm,3,的浓盐酸；,密度为,1.84,gcm,3,质量分数为,98.3%,的浓硫酸,(98.3%,的浓硫酸沸点是,338,),；,发烟硫酸；,无水氯化钙；,水；,碱石灰。,试填空：,(1),对应仪器中应盛入的试剂或药品,(,填序号,),：,A,中的,a,为,_,；,B,中为,_,，,C,中为,_,。,(2)A,中的分液漏斗下端接有的毛细管的作用是,_,；,将毛细管插入液面并接近烧瓶底部这是为了,_,；,若不用毛细管直接用分液漏斗注入,a,中液体，可能发生的现象是,_,。,(3),写出实验室制备氯磺酸的化学方程式,_,；,反应到一定程度时需用酒精灯在,C,装置下加热的作用是：,_,。,(4)F,装置中加入的试剂是,_(,填序号，限在本题给定的试剂中选择,),，其作用是,_,。,解析：,结合实验叙述和装置图可知，,A,为制取,HCl,装置，,B,为净化装置，,C,为主,体反应装置，,D,、,E,为分离接收装置，,F,为尾气处理装置，且防止空气中的水蒸,气进入,E,装置而与,HSO,3,Cl,反应。结合各装置的作用可推知装置内的试剂,a,为浓,盐酸，,B,中为,98.3%,的浓,H,2,SO,4,，,C,中为发烟硫酸，,F,中为碱石灰。在加入试剂,时分液漏斗下端连接有毛细管，能使浓盐酸进入到浓,H,2,SO,4,内部，否则滴落到,浓,H,2,SO,4,表面，浓硫酸放出的热量会使液滴飞溅。,答案：,(1),(2),控,制浓盐酸流量使密度较小的盐酸进入浓硫酸中防止液滴飞溅会使液滴飞溅,(3)SO,3,HCl,=,HSO,3,Cl,蒸馏出沸点比浓,H,2,SO,4,低的氯磺酸,(4),吸收,HCl,和空气中的水蒸气,关于气体和重要无机物的实验室制法在前面已有详细的介绍，这里仅对制备实验方案的设计与评价进行阐述：,制备实验方案设计的程序与评价,1.,选择最佳反应途径，如：,(1),用,铜制取硫酸铜,2Cu,O,2,2CuO,CuO,H,2,SO,4,(,稀,),=,CuSO,4,H,2,O,(2),用铜制取硝酸铜,2Cu,O,2,2CuO,CuO,2HNO,3,(,稀,),=,Cu(NO,3,),2,H,2,O,(3),用铝制取氢氧化铝,2Al,3H,2,SO,4,=,Al,2,(SO,4,),3,3H,2,2Al,2NaOH,6H,2,O,=,2NaAl(OH),4,3H,2,Al,2,(SO,4,),3,6NaAl(OH),4,=,8Al(OH),3,3Na,2,SO,4,当,n,(Al,3,),n,Al(OH),4,13,时，,Al(OH),3,产率最高。,2.,选择最佳原料,实,验室用铝盐溶液与碱溶液反应制取氢氧化铝，应选用氨水，而不能选用强碱氢氧化钠溶液；用铜盐与碱溶液反应制取氢氧化铜，应选用氢氧化钠溶液，而不能选用氨水,(,氢氧化铜可溶解在氨水中,),等。,3.,选择适宜操作方法,实,验室制备氢氧化亚铁时，因氢氧化亚铁在空气中极易与氧气、水反应生成氢氧化铁，需要注意隔绝空气，其方法是：,(1),铁盐需新制,(,用足量铁与稀硫酸反应或还原氯化铁溶液,),；,(2),将所用氢氧化钠溶液煮沸以赶尽溶于其中的空气,(O,2,),；,(3),使用长滴管吸入氢氧化钠溶液后将滴管伸至氯化亚铁溶液的液面以下，慢慢挤压乳胶头使氢氧化钠与氯化亚铁接触。,4.,选择适宜的收集、分离方法,实,验室制备的常见有机物有：乙酸乙酯、溴乙烷等。因它们的沸点较低，通常用加热的方法使其汽化与反应混合物分离。溴乙烷则是直接用冷凝的方法收集；乙酸乙酯蒸气必须通入饱和碳酸钠溶液中，既可除去同时挥发的乙醇、乙酸蒸气，又可分层，上层为乙酸乙酯。,4.,某氯碱厂利用废铁皮制取净水剂,FeCl,3,，最合理的生产途径是,(,),A.Cl,2,FeCl,3,FeCl,3,溶液,B.Cl,2,HCl,盐酸,FeCl,2,溶液,FeCl,3,溶液,C.Cl,2,HCl,盐酸,FeCl,2,溶液,FeCl,3,溶液,D.,解析：,B,、,C,、,D,三个途径的过程不简便，方法不合理。,答案：,A,5,为了除去粗盐中的,Ca,2,、,Mg,2,、,及泥沙，可将粗盐溶于水，然后进行下列五项操作：,过滤，,加过量,NaOH,溶液，,加适量盐酸，,加过量,Na,2,CO,3,溶液，,加过量,BaCl,2,溶液。正确的操作顺序是,(,),A,B,C,D,解析：,除去,NaCl,中的,Ca,2,、,Mg,2,、,时可先除去,Mg,2,，也可先除,，,由于加入的每种除杂试剂均过量，应确保过量的除杂试剂能被除去，故,Na,2,CO,3,必须在,BaCl,2,之后加入，除去所有难溶物质后再加稀盐酸除去,。,答案,：,CD,6,在,Inorganic,Syntehesee,一书中，有一装置是用以制备某种干燥的纯净气体，如图所示：其,A,中应盛放一种密度比,B,中密度小的液体。下表为几种液体的密度,现从上述液体中选出几种适宜的试剂来利用该装置制取干燥纯净的气体。,溶液名称,浓盐酸,浓硫酸,浓氨水,浓氢氧化钠,溶液,浓醋酸,密度,(,gmL,1,),1.19,1.84,0.89,1.41,1.06,(1),制备出气体的化学式是,_,。,(,写出全部可以制备的气体,),(2),应选用的试剂：,A,中盛,_,；,B,中盛,_,。,(,任写一组,),(3),装置中毛细管的作用是,_,。,解析：,毛细管的作用是可使,A,中的试剂以较慢的速率与,B,中试剂充分作用。若选用浓氨水与浓,NaOH,溶液，可产生,NH,3,，但有大量的水蒸气杂质。常温下,CH,3,COOH,为液体。浓盐酸中的水被浓,H,2,SO,4,吸收后，放出大量热，使,HCl,挥发出来，由于毛细管的作用，浓盐酸流速缓慢，浓,H,2,SO,4,不会沸腾。,答案,：,(1)HCl,(2),浓盐酸浓,H,2,SO,4,(3),减缓液体流速,【,例,3,】,铁,是日常生活中最常见的金属，某班同学在学习铁的知识时，有下列问题：,问题,1,：铁为何称为黑色金属？,问题,2,：,CuO,在高温下可分解为,Cu,2,O,和,O,2,，,Fe,2,O,3,在高温下可分解为,FeO,和,O,2,吗？,(1),对于问题,1,，同学们上网查找，有两种解释：,A,因为在铁表面有黑色的铁的氧化物，所以叫黑色金属,B,因为铁的粉末为黑色，铁的氧化物也均为黑色，所以叫黑色金属,你认为正确的说法是,_,。,若有一黑色粉末，如何鉴别是铁粉，还是,Fe,3,O,4,粉末：,_,。,若有一黑色粉末，为铁和四氧化三铁的混合物，如何证明其中有,Fe,3,O,4,(,只要求简述实验方法,),：,_,。,(2),对于问题,2,，,同学们准备实验探究，他们设想了两种方法：,A,将三氧化二铁高温灼烧，看灼烧前后颜色是否变化,B,将三氧化二铁高温灼烧，看灼烧前后质量是否变化,实验中应将,Fe,2,O,3,放在,_(,填仪器名称,),中灼烧。,方法,A,中,，,如果高温灼烧后颜色由,_,变为,_,，,说明,Fe,2,O,3,确实发生了变化。能说明生成的一定为,FeO,吗,？,_,(,填“能”或“不能”,),。理由是,_,。,方法,B,中,，,如果发生了预期的反应，固体高温灼烧前后质量比应为,_,，,但是，实验结果是固体灼烧前后质量比为,30,29,，,则高温灼烧后生成物是,_,。,比较两种方法，你认为较好的方法是,_,。,解析：,(1),B,错误，因为,Fe,2,O,3,是红棕色的；,常用的方法是加酸溶解，金属和稀盐酸反应生成氢气，而,Fe,3,O,4,反应时没有气泡产生；,鉴别混合物中是否有,Fe,3,O,4,固体，可以用还原剂将氧化物还原，检验氧化产物，如用氢气还原，则检验是否有水生成，如用,CO,还原，则检验是否有,CO,2,气体产生。,(2),因为,Fe,2,O,3,是红棕色的，,FeO,是黑色的，若方法,A,成立，那么颜色变化是由红棕色变为黑色，但从颜色并不能正确判断，因为也可能生成黑色的,Fe,3,O,4,6Fe,2,O,3,4Fe,3,O,4,O,2,；,若方法,B,成立，则下列反应成立：,2Fe,2,O,3,4FeO,O,2,，灼烧前后的质量之比为：,10/9,，若质量之比是,30,29,，则发生了反应,6Fe,2,O,3,4Fe,3,O,4,O,2,，最后的分解产物是,Fe,3,O,4,；,结合两种方法的分析，方法,B,更严密，此方法涉及了定量的计算，而方法,A,仅仅是定性地从颜色来观察，不严密。,答案：,(1),A,取,黑色粉末少许于试管中，加适量稀盐酸或稀硫酸，若有气泡产生则原黑色粉末为铁，若无气泡产生则原粉末为,Fe,3,O,4,(,其他合理答案亦可,),用干燥的氢气与黑色粉末加热反应，用无水硫酸铜检测是否有水产生,(,或用纯净的一氧化碳与黑色粉末加热反应，用澄清石灰水检测是否有二氧化碳产生,)(,其他合理答案亦可,),(2),坩埚,红棕色黑色不能也可能为,Fe,3,O,4,10/9,Fe,3,O,4,B,1,性质实验方案设计的分类,(1),性质探究性实验方案设计，其程序为：物质,实验事实,科学抽象,结论，即主要是根据实验现象及实验事实去推测物质可能具有的一系列性质，而后据此设计出合理的实验方案，去探究它可能具有的性质。,(2),性质验证性实验方案设计，其程序为：物质,性质推测,实验验证,结论，即根据物质的组成、结构特征，结合已有知识及实验经验预测可能具有的性质，然后设计具体实验方案验证物质所具有的性质。,2.,常见验证物质性质的方法及试剂,(1),证明酸性,：,pH,试纸或酸碱指示剂,；,与,Na,2,CO,3,溶液反应,；,与,Zn,等反应,。,(2),证明弱酸性,：,证明存在电离平衡,；,测定对应盐溶液的酸碱性,；,测量稀释前后,pH,的变化,。,(3),证明氧化性：与还原剂,(KI,、,SO,2,、,H,2,S,等,),反应，产生明显的现象,。,(4),证明还原性：与氧化剂,(,如,KMnO,4,、,HNO,3,等,),反应，产生明显的现象,。,(5),证明为胶体分散系：有丁达尔效应。,(6),证明有碳碳双键,(,或叁键,),：使溴水或酸化的,KMnO,4,溶液退色。,(7),证明酚羟基：,与浓溴水反应产生白色沉淀；,与,FeCl,3,溶液发生显色,反应,(,紫色,),。,(8),证明醛基：,与银氨溶液作用产生光亮银镜；,与新制,Cu(OH),2,悬浊,液作用产生砖红色沉淀,Cu,2,O,。,(9),证明醇羟基：与羧酸发生酯化反应，其产物不溶于水，有水果香味。,(10),比较金属的活动性：,与水反应的剧烈程度；,与酸反应的快慢；,与盐溶液反应；,组成原电池；,电解时形成的阳离子在阴极的放,电顺序；,最高价氧化物对应水化物的碱性强弱。,(11),比较非金属的活动性：,置换反应；,与,H,2,反应的难易及形成的气态氢化物的稳定性；,气态氢化物的还原性强弱；,最高价氧化物对应水化物的酸性强弱。,(12),比较酸,(,或碱,),的酸,(,或碱,),性强弱：较强的酸,(,或碱,),能制得较弱的酸,(,或碱,),。,7,下列实验的设计不可行的是,(,),A,在浓氨水中加入生石灰可以制取少量的,NH,3,B,用水就能一次性鉴别溴苯、苯、乙酸三种物质,C,用如图所示的装置测定黄铜,(Cu,、,Zn,合金,),中,Zn,的含量,D,除去粗盐中的,Ca,2,、,Mg,2,、,，依次加入的物质是,H,2,O,、,Ba(OH),2,、,Na,2,CO,3,、,HCl,解析：,C,项不能用稀硝酸，应选用盐酸，装置中的集气瓶应左管短达到进气的目的，右管长达到出水的目的。,答案,：,C,8,用右图装置进行实验，可以说明有关实验的结论正确的是,(,),A,a,盐酸，,b CaCO,3,，,c,苯酚钠溶液，为说明酸性,强弱顺序：,HCl,H,2,CO,3,C,6,H,5,OH,B,a,浓盐酸，,b KMnO,4,溶液，,c,NaBr,溶液，为,说明氧化性强弱顺序：,KMnO,4,Cl,2,Br,2,C,a,浓氨水，,b,固体,NaOH,，,c AlCl,3,溶液，为说明碱性强弱顺序：,NaOH,NH,3,H,2,OAl(OH),3,D,a,稀,HCl,，,b,FeS,，,c,碘水，为说明阴离子还原性强弱顺序：,S,2,I,Cl,解析：,对,A,：,2HCl,CaCO,3,=,CaCl,2,H,2,O,CO,2,A,正确；,对,B,：,2KMnO,4,16HCl(,浓,),=,2KCl,2MnCl,2,5Cl,2,8H,2,O,，,Cl,2,2NaBr,=,2NaCl,Br,2,B,正确；,对,C,：浓氨水和,NaOH,固体混合产生,NH,3,，并不能够说明,NaOH,的碱性比,NH,3,H,2,O,的强；,对,D,：,2HCl,FeS,=,FeCl,2,H,2,S,，并不是氧化还原反应，所以也无法,说明还原性的强弱。,答案：,AB,9.,（,2009,安徽理综，,27,）某厂废水中含,5.0010,-3,molL,-1,的,Cr,2,O,，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,Cr,0.,5Fe,1.5,FeO,4,（,Fe,的化合价依次为,+3,、,+2,），设计了如图实验流程：,（,1,）第步反应的离子方程式是,。,（,2,）第步中用,pH,试纸测定溶液,pH,的操作是：,。,（,3,）第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,Cr,2,O,完全转化为,Cr,0.5,Fe,1.5,FeO,4,，理论上需要加,入,g FeSO,4,7H,2,O,。,解析,：,(1)Cr,2,O,有较强氧化性，,FeSO,4,7H,2,O,中,Fe,2+,有一定的还原性，在酸,性介质中发生氧化还原反应，,Cr,2,O,转化为,Cr,3+,，,Fe,2+,转化为,Fe,3+,。,Cr,2,O +14H,+,+6Fe,2+,2Cr,3+,+6Fe,3+,+7H,2,O,。,（,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：,Fe,2+,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(Cr,2,O )=5.0010,-3,mol,。,由题意得：,Cr,2,O 4Cr,0.5,Fe,1.5,FeO,4,10FeSO,4,7H,2,O,所以理论上,n,(FeSO,4,7H,2,O)=10,n,(Cr,2,O )=0.05 mol,。,m,(FeSO,4,7H,2,O)=0.05 mol278 gmol,-1,=13.9 g,。,答案,：（,1,）,Cr,2,O +6Fe,2+,+14H,+,2Cr,3+,+6Fe,3+,+7H,2,O,（,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,）,13.9,【,例,4,】,(2009,福建理综，,25),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,口进气，用排水法集气,b,从,口进气，用排气法集气,c,从,口进气，用排水法集气,d,从,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,=,Na,2,ZnO,2,H,2,。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,m,1,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,m,2,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,H,2,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,O,2,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,H,2,可知：,m,(Zn,),g,，则,w,(Zn,),m,(Zn)/,m,1,100%,。,(4),由,m,V,，,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,H,2,体积偏大，则测量结果将偏大。,(6),m,(Zn),m,1,m,2,，则,w,(Zn,),100%,。,(7)H,2,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),100%(,或,100%,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),100%,(,或其他合理答案,),(7),劣于,对于综合性实验设计的基本流程如下：,原,理,反应物质,仪器装置,现象,结论,作用意义,联想。具体分析为：,(1),实验是根据什么性质和原理设计的？实验的目的是什么？,(2),所用各物质名称、状态、代替物,(,根据实验目的和相关的化学反应原,理，进行全面的分析比较和推理，并合理选择,),。,(3),有关装置：性能、使用方法、适用范围、注意问题、是否有替代装置,可用、仪器规格等。,(4),有关操作：技能、操作顺序、注意事项或操作错误的后果。,(5),实验现象：自下而上，自左而右全面观察。,(6),实验结论：直接结论、导出结论。,10,(2009,潍坊统考,),有关下图及实验的描述正确的是,(,),A,用甲图装置电解精炼铜,B,用乙图装置制备,Fe(OH),3,胶体,C,丙图装置可制得金属锰,D,丁图验证,NaHCO,3,和,Na,2,CO,3,热稳定性,解析：,A,项中粗铜应做阳极，,A,错；,B,项中制,Fe(OH),3,胶体应将饱和,FeCl,3,溶液滴到沸水中；,D,项应将,NaHCO,3,和,Na,2,CO,3,互换位置；,C,项利用铝热反应可制取锰。,答案：,C,11.,(2009,江苏单科，,15),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,、,Al,3,、,Fe,3,等杂质,),生产医药级二水合氯化钙,(CaCl,2,2H,2,O,的质量分数为,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,Al,3,、,Fe,3,。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：,将溶液中的少量,Ca(OH),2,转化为,CaCl,2,；,防止,Ca,2,在蒸发时水解；,_,。,(3),测定样品中,Cl,含量的方法是：,a.,称