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

固 + 液→气 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（ ） (a) (d) (c) (b) 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（ ） (a) (d) (c) (b) 目的： 制取乙炔气体； 原理： CaC2+2H2O→Ca(OH)2+CH≡CH↑ 装置： 固 + 液→气

思考 能否用启普发生器？为什么？ 不能。 ①CaC2固体的吸水性强，矿石易粉化，不易控制反应速度。

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

药品：NaCl固体、MnO2固体、浓H2SO4、 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。 ⑴写出有关反应的化学方程式 ⑵画出实验装置图，并注明药品所在的位置

【思路分析】 目的：制备纯净、无水的CuCl2; 原理： Cl2+ Cu CuCl2 ①制取Cl2： △ ①制取Cl2： NaCl+H2SO4 NaHSO4+HCl↑ 微热 MnO2+4HCl MnCl2+Cl2↑+2H2O △ ②仪器装置： 固+ 液 → 气 △ ③ Cl2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 。

【答案】： ⑴写出有关反应化学方程式 NaCl+H2SO4(浓) NaHSO4+HCl↑ MnO2+4HCl MnCl2+Cl2↑+2H2O 微热 MnO2+4HCl MnCl2+Cl2↑+2H2O △ Cl2+ Cu CuCl2 ⑵画出实验装置图，并注明药品所在的位置

【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)。 ① ② ③ ④ 浓硫酸 氧化铜 Ba(OH)2溶液 碱石灰 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

【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 + H2O △ △ H2 + CuO=Cu + H2O 2NH3 + H2SO4 = (NH4)2SO4 CO2 + 2NaOH = Na2CO3 + H2O CO2 + 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 碱性物质吸收新CO2 碱石灰 Ba(OH)2溶液 碱石灰 ④ ③ 碱性物质吸收原CO2 浓硫酸 ① 浓H2SO4吸收NH3 氧化铜 ② 干燥的CO、H2与灼热的CuO反应 Ba(OH)2溶液 碱石灰 ④ ③ 碱性物质吸收新CO2

？ 思考 原因： 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， 原CO2用哪个装置吸收？用装置③可以吗？ Ba(OH)2溶液 ③ ？ 思考 答案：用装置③不可以。 原因： 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。

⑴混合气体通过各装置的顺序依次是 ： （ ）→ （ ① ） → （ ） → （ ） ④ ② ③ ⑵写出装置③中有关反应的离子方程式； 浓硫酸 氧化铜 Ba(OH)2溶液 碱石灰 ⑴混合气体通过各装置的顺序依次是 ： （ ）→ （ ① ） → （ ） → （ ） ④ ② ③ ⑵写出装置③中有关反应的离子方程式； Ba2+ + 2OH- + CO2 = BaCO3↓ + H2O ⑶装置③和④的位置不可互换，其原因是： 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。

二.实验设计的基本要求 ⒈ 科学性

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. ①③ B. ③⑥ C. ②④⑥ D. ①②④⑤⑦

【思路分析】 答案：KI淀粉试纸、食醋 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”。 ⒉ 思维定势，思维不严谨

②从分液漏斗口的下口，慢慢放出少量下层液体； 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。 【答案】： 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。

【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： (1)写出甲同学实验中两个主要的化学方程式： CaC2+2H2O→Ca(OH)2+CH≡CH↑ CH≡CH+Br2→CHBr=CHBr…

不能 (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 c 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 (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。 H2S H2S+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。 (a) (d) (c) (b) c b (电石、水) (溴水) ( ) ( ) b CuSO4溶液 （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 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。

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 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： a A b B c d C e f NaOH溶液 D 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 ⑴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）。 圆底烧瓶和分液漏斗 H2 CO2、SO2、H2S

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A B C Ⅲ.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 a接c、d接e、f接b 亚硫酸钠 盐酸 硫化亚铁、盐酸 溴水 c d C e f NaOH溶液 D C D 吸收多余的 H2S、SO2，防止污染大气 。

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。

谢谢! 2003年6月