1、 化学实验方案的设计复习教学案【课题】化学实验方案的设计（基础知识与典型例题）综合实验方案设计的一般方法：明确实验目的、要求；构思实验方法、步骤；选择实验仪器、药品；观察现象、记录数据分析、得出结论。一、 性质实验方案设计例题1、设计一个简单的一次性完成实验的装置图，验证醋酸溶液、二氧化碳水溶液、苯酚溶液的酸性强弱顺序是：CH3COOHH2CO3 （1）利用下图所示仪器可以组装实验装置，则仪器的连接顺序为：_接_，_接_，_接_。 (2)写出实验现象和有关的化学方程式（小结）性质实验方案设计要点：熟悉各种性质的验证途径，提高发散思维能力；重视基本操作要点及注意事项；注意整体设计的可操作性、有序
2、性、严密性；注意文字表达。 二、实验装置创新设计实验装置创新设计要点：掌握一些装置和仪器药品的替代方法，力求使设计的实验仪器简单、操作便捷、节省试剂、现象明显、安全防污等。例题2、将氯气用导管通入较浓的NaOH和H2O2的混合液中，在导管口与混合液的接触处有闪烁的红光出现，这是因为通气后混合液中产生的ClO-被H2O2还原，发生激烈反应，产生能量较高的氧分子，它立即转变为普通氧分子，将多余的能量以红光放出。进行此实验，所用的仪器及导管如图2-6-6。根据要求填写下列空白：(1)组装氯气发生器时，应选用的仪器及导管(填写图中编号)是_。(2)实验进行中，按气流方向从左到右的顺序，气体流经的各仪器
3、及导管的编号依次是_。(3)仪器的橡皮塞上应有_个孔，原因是_。(4)实验时，仪器中除观察到红光外还有_现象。(5)实验需用约10H2O2溶液100mL，现用市售30(密度近似为1g/cm3) H2O2来配制，其具体配制方法是_。(6)实验时仪器中ClO-与H2O2反应的离子方程式是_。三、 性质检验实验方案设计例题3、某学生要做检验碳酸钠粉末中含有少量的氢氧化钠和氯化钠的实验。他的实验设计了7个步骤，其中5个步骤所用试剂及实验操作均已写明，实验步骤如下：a.取少量样品放入试管甲中；b.再向溶液里滴加几滴硝酸银溶液；c.过滤，取少量滤液盛在试管乙里；d.向试管里加入适量蒸馏水，振荡；e.滴入几
4、滴酚酞试剂f. g.试将上面尚缺的两个步骤所用的试剂（自选）及实验操作补写完整，然后按实验操作的顺序排列。（注意排除CO32-对OH-和Cl-的干扰） （小结）物质检验实验方案设计要点：物质检验尽可能利用特征反应，注意检验顺序、排除干扰。 四、 制备实验方案设计 例题4、欲制无水氯化铝并保存备用。现有仪器如下图所示，并有食盐晶体、水、固体烧碱、铝粉、二氧化锰、浓硫酸等六种试剂。 设计的制取过程是：制氯气 加净化和干燥氯气 制氯化铝（易潮解，易升华）请回答下列问题：从上面仪器中选取必须的几种，连接成一个制无水氯化铝的连续装置，按前后顺序填写图的编号（不一定填满），并写出各仪器里放入的试剂的化学式
5、。 （小结）要点： 列出可能的几种制备方法和途径，从方法是否可行，装置和操作是否简单、是否经济与安全等方面进行分析和比较，从中选取最佳的实验方法，在制定具体的实验方案时，还应注意对实验条件进行严格有效的控制。 制备实验应注意防污染、防倒吸、防氧化、防潮解、防爆炸、防挥发， 同时要求产率高、易分离、易收集、杂质少、步骤少。 五、定量测定实验设计 例题5、碱式碳酸镁有多种不同的组成，如Mg2 (OH)2 CO3 、Mg4 (OH)2 (CO3)3、Mg5 (OH)2 (CO3)4等，请你设计一个测定碱式碳酸镁组成的实验方案，包括：（1）测定原理（2）测定实验的装置图（3）简要的操作步骤。可选用的仪
6、器、试剂和用品如下：主要仪器：天平（附砝码）、大试管、酒精灯、洗气瓶、球形干燥管、药匙（固定及连接仪器自选）试剂：碱式碳酸镁（粉状）、浓硫酸、石灰水、无水氯化钙、碱石灰 （小结）定量测定实验设计要点： 实验项目包括：一定温度下硝酸钾溶解度的测定、硫酸铜晶体中结晶水含量的测定、质量百分比浓度溶液的配制、物质的量浓度溶液的配制、酸碱中和滴定、中和热测定。保证测定结果具有较高准确度和精确度,对于实验结果的分析，一般是要求考生分析实验的关键、细节以及产生误差的因素等。 （总结）化学实验设计应注意的问题1.供选用药品和装置是部分、刚好或有剩余。2.题目条件有无特殊要求。如采用最简单、最合理的实验步骤。3
7、.实验过程中的隐蔽性操作，如必要的干燥、除杂、冷凝、静置、振荡、等不能忽略4.所需药品应准确描述，如粉末、固体、溶液、饱和、澄清、酸性、浓、稀、浓度值。仪器要注明规格。5. 防倒吸、防爆炸、防潮解、防氧化、防污染等（基础训练）1、欲证明一瓶无色液体是纯水，可靠的实验方法是（ ）A、测得其pH7 B、跟钠反应生成氢气C、电解时得到H2、O2，体积比为21 D、1.013105Pa时沸点为100、某气体混合物中可能含有SO2、N2、CO2，检查其中是否含有CO2的正确方法是 ( )A、用燃烧木条检查是否使火焰熄灭B、使混合气体先通过酸性高锰酸钾溶液，再通入澄清石灰水C、使混合气体通过NaOH溶液，
8、再通入石灰水D、使混合气体通过Na2CO3溶液，再通入石灰水、利用下列各组中的物质间反应制备和收集少量相应气体，能采用如右图中实验装置的是 （）浓氨水与固体NaOHH2O2溶液与二氧化锰稀硝酸与铜片方解石与稀盐酸 电石与水二氧化锰与浓盐酸 A、 B、 C、 D、(2004理综北京)为确定下列置于空气中的物质是否变质，所选检验试剂(括号内物质)不能达到目的的是 ( )ANa2S03溶液(BaCl2) BFeCl2溶液(KSCN)CKI(淀粉溶液) DHClO溶液(石蕊试液) 、检验右图装置的气密性，通常是将导管放入水中，用手握住试管，观察到导管口有气泡冒出，手离开试管后，导管中有一段水柱上升，说
9、明装置不漏气。请回答：(1)此法的原理是-。(2)某同学操作时，只做了没有做，他即认为装置的气密性良好。你认为他的结论是否正确?(填“是”或“否”)。理由是-。、某学生设计了一套验证物质化学性质的实验装置(如下图)，请完成下列问题： (1)该实验的目的是-。(2)该实验的原理是(用化学方程式表示) -。(3)实验用品：实验仪器除铁架台(带铁夹)、储气瓶(两个)、直管活塞(K1、K2)、止水夹(K3)、橡胶管、橡胶塞以及若干玻璃管连件外，还有哪几种(写仪器名称)-，实验所用试剂为-。(4)检查本装置气密性的最好方法是-。(5)实验步骤：按上图连接好仪器装置；扭开活塞K1和K2主要现象为-；关闭活
10、塞K1和K2，打开止水夹K3，要使烧瓶内产生喷泉可采用的方法是-。、纯碱中常含有少量NaCl杂质。甲同学用下面的装置测定ng纯碱中Na2CO3的质量分数。其实验步骤：a按装置图组装仪器，并检查其气密性；b称量盛有碱石灰的干燥管D的质量为m1g；c称量ng纯碱样品，并将其放人广口瓶内；d从分液漏斗缓缓地注入一定量的稀硫酸，并缓缓地鼓入空气，直到B反应器中不再产生气体为止；e再次称量干燥管D的总质量为m2g。请回答：(1)装置c的作用是-；装置E的作用是-。(2)计算Na2CO3质量分数的数学表达式为(用m1、m2、n表示)-。(3)请再设计两种其他的测定方案，并填写表中空白。可选择的主要仪器：托
11、盘天平烧杯玻璃棒铁架台、漏斗(过滤器)干燥管酒精灯烧瓶蒸发皿供选择的试剂：aCaCl2溶液 b稀硝酸 cAgNO3溶液d碱石灰e稀盐酸8、某学生设计了一个实验以证明PbO中含有氧，反应方程式如下：试根据下图回答问题：(1)盛澄清石灰水的洗气瓶开始一段时间可能没有现象，其原因是。(2)洗气瓶中醋酸二氨合铜(Cu(NH3)2Ac)的作用为。(3)实验后的醋酸二氨合铜经适当处理又可再生，适宜于再生的生产条件是。(4)若用空气代替干燥的N2，行不行，其理由是。9、为测定已变质的过氧化钠（含碳酸钠）的纯度，设计如图所示的实验：Q为一具有良好弹性的气球；称取一定量的样品放于其中，按图安装好实验装置，打开分
12、液漏斗的活塞将稀H2SO4全部滴人气球中。(1) Q内发生反应生成-种气体，其中的反应有-个氧化还原反应。 (2) 为测出反应时生成气体的总体积，滴稀H2S04前必须关闭-(填“K1”“K2”或“K3”，下同)，打开-。(3)当上述反应停止，将K1、K2、K3。处于关闭状态，然后先打开K2，再缓缓打开K1，这时可观察到的现象是-。(4)导管a的作用是-。(5)b中装的固体试剂是 -，为何要缓缓打开K1-。(6)实验结束时，量筒I中有xmL水，量筒中收集到ymL气体，则过氧化钠的纯度是- (上述体积均已折算成标准状况)。10、航天飞行器座舱内空气更新过程如图所示： (1)是CO2和H2的反应装置
13、，该反应的化学方程式-。 (2)从装置工、可看出，O2的来源是C02和H20，宇航员每天消耗28 mol O2，呼出23 mol CO2，则宇航员每天呼出的气体中含H2O- mol。 (3)以下是另一种将C02转化为O2的实验设想其中，由MgCl26H2O制取无水MgCl2的部分装置(铁架台、酒精灯已略)如下： 上图中，装置a由-、-、双孔塞和导管组成。 循环物质甲的名称是-。 制取无水氯化镁必须在氯化氢存在的条件下进行，原因是-。 装置b中填充的物质可能是 -(填入编号)。 e硅胶 f碱石灰 g无水氯化钙 h浓硫酸 设计d装置要注意防止倒吸，请在方框中画出d装置的简图，并要求与装置C的出口处
14、相连(铁架台不必画出)。 （能力训练）1、资料显示；“氨气可在纯氧中安静燃烧。”某校化学小组学生设计如下装置(图中铁夹等夹持装置已略去)进行氨气与氧气在不同条件下反应的实验。 (1)用装置A制取纯净、干燥的氨气，大试管内碳酸盐的化学式是-；碱石灰的作用是-。(2)将产生的氨气与过量的氧气通到装置B(催化剂为铂石棉)中，用酒精喷灯加热：氨催化氧化的化学方程式是-；试管内气体变为红棕色，该反应的化学方程式是-。停止反应后，立即关闭B中两个活塞。一段时间后，将试管浸入冰水中，试管内气体颜色变浅，请结合化学方程式说明原因-。(3)将过量的氧气与A产生的氨气分别从a、b两管进气口通入到装置C中，并在b管
15、上端点燃氨气：两气体通人的先后顺序是-，其理由是-。氨气燃烧的化学方程式是-。(2004年北京理综试题)2、亚甲基蓝(MethyIene Blue)在碱性条件下与葡萄糖作用生成亚甲基白(Methylene White)。亚甲基蓝的结构简式如下： 著名的蓝瓶子实验操作步骤如下： 如图所示在250 mL锥形瓶中，依次加入2g NaOH、100mL H20、3g C6H12O6(葡萄糖)，搅拌溶解后，再加入3滴5滴O.2的亚甲基在蓝溶液，振荡混合液呈现蓝色； 关闭活塞a、b，塞紧橡皮塞，将溶液静置，溶液变为无色； 再打开瓶塞，振荡，溶液又变为蓝色； 关闭活塞a、b，再塞紧橡皮塞，将溶液静置，溶液又变
16、为无色； 以上、可重复多次。 试回答： (1)某学生将起初配得的蓝色溶液装在A试管中(如上图，A试管充满溶液)，塞上橡皮塞静置片刻，溶液显无色。若再振荡A试管，溶液能否显蓝色?-。(选填“能”或“不能”) (2)若塞紧锥形瓶塞并打开活塞a、b，通人足量氢气后，再关闭活塞a、b并振荡，溶液能否由无色变为蓝色?-(选填：“能”或“不能”)；若塞紧锥形瓶塞并打开a、b，通入足量氧气，溶液能否由无色变为蓝色? -(选填：“能”或“不能”) (3)该实验中，影响溶液颜色互变快慢的主要因素有-。(4)从上述变化的总结果看，葡萄糖的作用是-，亚甲基蓝的作用是-；(5)上述实验中葡萄糖也可用鲜橙汁代替，因为其
17、中含丰富的维生素C，可推测维生素C具有-性；(6)该实验中、操作能否无限次重复进行?(选填：“能”或“不能”)，理由是-。 (参考答案)1、D 2、B 3、B 4、A5、5、(1)当手握住试管后，温度升高，气体体积膨胀，导管口有气泡；当手离开后，温度降低，气体体积缩小，大气压将水压人导管，导管内形成一段水柱。(2)否 当手握住试管时，温度升高较快，即使有少量漏气，导管口有气泡；当手离开后，温度降低缓慢气体体积缩小得慢，空气会从漏气处进入试管，不会形曲一因此只做不能证明不漏气。6、6、(1)验证N0与02反应，N02与H20反应。 (2)2NO+02=2N02，3N02+H20=2HN03+NO
18、(3)圆底烧瓶和烧杯NO、02、H20 (4)安装好装置，先夹上K3，关闭K1，打开K2，在储水瓶中装入水。再打开K1，使水注入储气瓶。片刻，储气瓶中水位不再上升，储水瓶中水位不再下降，则装置气密性良好，否则其气密性不好。(5)盛NO的集气瓶内出现红棕色 用手或热毛巾捂热圆底烧瓶7、7、8、(1)高温下PbO跟碳反应生成的主要产物是CO的缘故。 (2)用来吸收CO气体，防止污染空气。 (3)高温、低压。(4)不行。因为在高温下空气中的02要与碳反应生成CO及C02，另外空气中少量的CO2及水蒸气也能带人氧原子，从而影响实验结果。 9、9、(1)2，1 (2)关闭K1、K2，打开K3 (3)气球
19、Q慢慢变小，气体进入量筒中 (4)平衡分液漏斗上、下的压强使H2SO4能顺利滴下 (5)碱石灰，控制气体的流速使C02被充分吸收 (6)C02与O2的体积为xmL，02的体积为ymL，故CO2的体积为(x-y)mL，可知Na202与Na2CO3的物质的量之比为2y:(x-y)，Na202的纯度78y/53x+25y10010、(1)2H2+C02=2H2O+C(2)10 (3)分液漏斗烧瓶盐酸防止水解e g 答案)：（基础训练）1、D 2、B 3、B 4、CD8、（能力训练）10、（能力训练）1、(1)(NH4)2C03或NH4HCO3 吸收水和二氧化碳(2)4NH3+502=4NO+6H20 2NO+O2=2N022N02(气)=N204(气)+热量，降低温度使平衡正向移动，部分红棕色NO2转化为无色N204。(3)先通入O2，后通入NH3。若先通氨气，若先通入氨气，氨在空气中不能点燃，逸出造成污染。4NH3+3O2=2N2+6H2O2、(1)不能 (2)不能 能 (3)振荡的剧烈程度(或填溶解氧气的浓度) (4)还原剂催化剂(或催化剂兼作指示剂) (5)还原性 (6)不能一段时间后葡萄糖全部转化为其他物质(注：一段时间后葡萄糖在Na0H作用下发生异构化、分解及聚合，当溶液呈黄棕色时反应不能再进行下去)
