【人教版创新设计】2011届高考化学一轮复习 第三节 化学实验的探究与评价课件 新人教版.ppt

1. 能够设计、评价或改进实验方案。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。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。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。能够绘制和识别典型的实验仪器装置图。第三节第三节 化学实验的探究与评价化学实验的探究与评价1实验方案设计的一般原则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：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、药品及规格仪器、药品及规格)；(5) (包括实验仪器的装配和操作包括实验仪器的装配和操作)；(6)实验现象和记录及结果实验现象和记录及结果处理；处理；(7)问题和讨论。问题和讨论。实验名称实验名称实验目的实验目的实验反应物质实验反应物质实验用品实验用品实验步骤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装置(或气体反应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、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。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实验设计的步骤实验设计的步骤(1)明确目的、反应物质明确目的、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。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。围等，从而选择合理的化学仪器和药品。(3)设计装置、步骤设计装置、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。应完整而又简明。(4)记录现象、数据记录现象、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。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。出正确的结论。延伸：实验设计的注意事项延伸：实验设计的注意事项(1)药药品和装置是部分或刚好给出，还是有剩余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。淘汰。(2)题目条件有无特殊要求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。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。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、溶液、NaOH溶液等。此外也应注意某些仪器的规格。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会画简单的实验装置图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。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。1思考问题的顺序思考问题的顺序(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。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解的物质(如如Al2S3、AlCl3、Mg3N2等等)及易受潮的物质时，往往在装置末端再接及易受潮的物质时，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。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：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：发生发生除杂质除杂质除杂质除杂质干燥干燥主体实验主体实验尾气处理。尾气处理。2仪器连接的顺序仪器连接的顺序(1)所所用仪器是否恰当，所给仪器是全用还是选用用仪器是否恰当，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。如洗气时仪器间连接顺序是否正确。如洗气时“ 气管长，气管长， 气管短气管短”；干燥管除杂质；干燥管除杂质时时“ 口进口进， 口出口出”等。等。大大小小进进出出3实验操作的顺序实验操作的顺序(1) 连连接仪器接仪器。按气体发生按气体发生 除杂质除杂质除杂质除杂质干燥干燥主体实验主体实验尾气处理顺序尾气处理顺序连接好实验仪器连接好实验仪器。(2)检查气密性检查气密性。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。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。检查气密性的方法要依装置而定。(3)装药品，进行实验操作装药品，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，能考查学生分析问题和解决问题的能力。查学生分析问题和解决问题的能力。1选择选择包包括仪器的选择、药品的选择、连接方式的选择等。仪器的选择，包括发生装括仪器的选择、药品的选择、连接方式的选择等。仪器的选择，包括发生装置置(几种基本类型几种基本类型)、净化装置、净化装置(除杂质的试剂与顺序除杂质的试剂与顺序)、反应装置、收集装置、反应装置、收集装置、尾气处理装置等；药品的选择，包括种类、浓度、物质状态等；连接方式的选尾气处理装置等；药品的选择，包括种类、浓度、物质状态等；连接方式的选择，包括仪器的先后顺序、导管接口的连接等。择，包括仪器的先后顺序、导管接口的连接等。2评价评价对几个实验方案的正确与错误、严密与不严密、准确与不准确作出判断。要考对几个实验方案的正确与错误、严密与不严密、准确与不准确作出判断。要考虑是否合理、有无干扰现象、经济上是否合算和对环境有无污染等。虑是否合理、有无干扰现象、经济上是否合算和对环境有无污染等。升华：实验最佳方案的选用升华：实验最佳方案的选用几个实验方案都能达到目的，选出其中最佳的一个并分析各方案的优劣。所谓几个实验方案都能达到目的，选出其中最佳的一个并分析各方案的优劣。所谓最佳，无非是装置最简单、药品容易取得且价格低廉、原料利用率高、现象明最佳，无非是装置最简单、药品容易取得且价格低廉、原料利用率高、现象明显、无干扰物质以及无污染安全等。显、无干扰物质以及无污染安全等。1气体的发生装置气体的发生装置固固固固 气气固液固液 气气固固(或液或液)液液 气气如：如：O2、NH3如：如：CO2、H2、SO2如如Cl2、C2H42. 气体的净化气体的净化(除杂除杂)选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、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。酸碱性、氧化性、还原性、燃烧性等。气体除杂的四条原则：气体除杂的四条原则：不损失主体气体；不损失主体气体；不引入新的杂质气体；不引入新的杂质气体；在密闭在密闭装置内进行；装置内进行；先除易除的气体。先除易除的气体。除杂装置：洗气瓶、干燥管、除杂装置：洗气瓶、干燥管、U形管、硬质玻璃管等。形管、硬质玻璃管等。3气体的干燥气体的干燥(除水除水)(1)干燥的原则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。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：注：H2、CO、SO2虽具有还原性，但可用浓虽具有还原性，但可用浓H2SO4干燥。干燥。(2)常用干燥装置及干燥剂的选用常用干燥装置及干燥剂的选用常用干燥装置常用干燥装置洗气瓶洗气瓶干燥管干燥管(或或U形管形管)常用干燥剂常用干燥剂浓硫酸浓硫酸(酸性、强氧酸性、强氧化性化性)无水氯化钙无水氯化钙(中性中性)碱石灰碱石灰(碱性碱性)不可干燥的气体不可干燥的气体NH3、HBr、HI等等NH3Cl2、SO2、CO2、NO2、HBr等等4. 气体的收集气体的收集(1)密密度比空气大的气体可用向上排空气法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显然集气瓶或集气管的口应向上)收收集。导气管应集。导气管应“长进短出长进短出”。密度比空气小的气体则用向下排空气法收集。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。等，只能用排空气法收集。(3)常温下与常温下与O2反应的气体反应的气体(如如NO)，密度跟空气相近的气体，密度跟空气相近的气体(如如N2、CO、C2H4等等)，都不能用排空气法收集。，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：排饱和饱和NaCl溶液收集溶液收集Cl2。5排水量气装置：测量气体的体积。排水量气装置：测量气体的体积。6尾气处理装置尾气处理装置【例【例1】下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干燥的是干燥的是()ASO2和和H2S BCH4和和NH3 CCH4和和O2 DCO2和和H2解析：解析：A、B项中的项中的H2S、NH3不能用浓不能用浓H2SO4干燥；干燥；D项，项，CO2用向上排空气法用向上排空气法收集，收集，H2用向下排空气法收集。用向下排空气法收集。答案答案：C1判断物质在不同溶剂中的溶解性时，有一条经验规则：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。溶质。”下列装置中，不适宜用做下列装置中，不适宜用做NH3气体尾气吸收的是气体尾气吸收的是()解析：解析：A、D的吸收反应物质是一样的，由于的吸收反应物质是一样的，由于NH3气不溶于气不溶于B中四氯化碳，所以中四氯化碳，所以吸收安全。吸收安全。答案答案：C1仪器接口的连接：仪器接口的连接：总总体上遵循装置的排列顺序，但对于吸收装置应体上遵循装置的排列顺序，但对于吸收装置应“长长”进进“短短”出出(或或“深深”入入“浅浅”出出)；量气装置应；量气装置应“短短”进进“长长”出；洗气装置应出；洗气装置应“长长”进进“短短”出；干燥管应出；干燥管应“大大”进进“小小”出。出。气密性检验气密性检验气密性检验气密性检验装固体药品装固体药品加液体药品加液体药品开始实验开始实验(按程序按程序)拆拆卸仪器卸仪器其他处理等其他处理等3检验气体的纯度。检验气体的纯度。点点燃或加热通有可燃性气体燃或加热通有可燃性气体(H2、CO、CH4、C2H2等等)的装置前，的装置前，必须检验气体的纯度。例如用必须检验气体的纯度。例如用H2、CO等气体还原金属氧化物时，需要加热金属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，将装置内的空气排出，检验气体是否纯净出，检验气体是否纯净(验纯验纯)，待气体纯净后，再点燃酒精灯加热金属氧化物。，待气体纯净后，再点燃酒精灯加热金属氧化物。4加热操作先后顺序的选择。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，再给实验需要加热的固体物质加热，目的是：一则防止爆装置，等产生气体后，再给实验需要加热的固体物质加热，目的是：一则防止爆炸炸(如氢气还原氧化铜如氢气还原氧化铜)；二则保证产品纯度，防止反应物或生成物与空气中的其；二则保证产品纯度，防止反应物或生成物与空气中的其他物质反应。例如用浓硫酸和甲酸共热产生他物质反应。例如用浓硫酸和甲酸共热产生CO，再用，再用CO还原还原Fe2O3，实验时应首，实验时应首先点燃产生先点燃产生CO装置的酒精灯，生成的装置的酒精灯，生成的CO赶走空气后，再点燃加热赶走空气后，再点燃加热Fe2O3的酒精灯，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，可防止灼热的Fe再被空气中的再被空气中的O2氧化，并防止石灰水倒吸。氧化，并防止石灰水倒吸。5冷凝回流问题。冷凝回流问题。有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。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。6防吸水问题。防吸水问题。如如果实验室取用或制取易吸水、潮解、水解的物质，要采取必要果实验室取用或制取易吸水、潮解、水解的物质，要采取必要的措施防止其吸水，以保证达到实验目的。的措施防止其吸水，以保证达到实验目的。7防倒吸问题。防倒吸问题。实实验过程用到加热操作的要防倒吸；气体易溶于水的要防倒吸。验过程用到加热操作的要防倒吸；气体易溶于水的要防倒吸。8具有特殊作用的实验改进装置。具有特殊作用的实验改进装置。如如为防止分液漏斗中的液体不能顺利流出，用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一支小试管等。斗末端套一支小试管等。9拆卸时的安全性和科学性。拆卸时的安全性和科学性。实实验仪器的拆卸要注意安全性和科学性，有些实验为验仪器的拆卸要注意安全性和科学性，有些实验为防止防止“爆炸爆炸”或或“氧化氧化”，应考虑停止加热或停止通气，如对有尾气吸收装置的，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氧化，或形成易爆气体；却后再停止通氢气，这是为了避免空气倒吸入加热区使铜氧化，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。熄灭酒精灯，以防止水倒吸；拆下的仪器要清洗、干燥、归位。【例【例2】 (2009重庆理综，重庆理综，27)两两个学习小组用下图装置探究乙二酸个学习小组用下图装置探究乙二酸(HOOCCOOH)受受热分解的部分产物热分解的部分产物注：固定装置及胶皮管略去。注：固定装置及胶皮管略去。(1)甲组：甲组：按接口顺序按接口顺序abcdefgh连接装置进行实验，连接装置进行实验，B中溶液变浑浊，证明分解产物中溶液变浑浊，证明分解产物有有_；装置；装置C的作用是的作用是_；E中溶液变浑浊，中溶液变浑浊，D中的现象是中的现象是_，证明分解产物有证明分解产物有_。乙二酸受热分解的化学方程式为乙二酸受热分解的化学方程式为_。(2)乙组：乙组：将接口将接口a与与j连接进行实验，观察到连接进行实验，观察到F中生成的气体可使带火星的木条复燃，则中生成的气体可使带火星的木条复燃，则F中最主要的反应的化学方程式为中最主要的反应的化学方程式为_。从从AF中选用装置进行实验，证明甲组通入中选用装置进行实验，证明甲组通入D的气体能否与的气体能否与Na2O2反应。反应。最简单的装置接口连接顺序是最简单的装置接口连接顺序是_；实验后用；实验后用F中的固体进行验证的方法是中的固体进行验证的方法是_(可另选试剂可另选试剂)。解析：解析：本题主要考查物质的鉴别、实验装置的识别、简单实验设计及本题主要考查物质的鉴别、实验装置的识别、简单实验设计及Na2O2的性质的性质等。等。(1)B中盛放的药品为澄清石灰水，澄清石灰水变浑浊，应该是中盛放的药品为澄清石灰水，澄清石灰水变浑浊，应该是HOOCCOOH分解的产物分解的产物CO2所致，由于所致，由于CO2可能多，对验证另一种产物有影响，可能多，对验证另一种产物有影响，所以需用装置所以需用装置C中的中的NaOH溶液吸收掉溶液吸收掉CO2。 E中溶液变浑浊，说明气体通过酸性中溶液变浑浊，说明气体通过酸性KMnO4溶液后又产生了溶液后又产生了CO2，说明该气体具，说明该气体具有还原性，推知为有还原性，推知为CO，所以酸性，所以酸性KMnO4溶液出现褪色现象，其分解方程式为：溶液出现褪色现象，其分解方程式为：HOOCCOOH CO2COH2O。(2)CO2与与Na2O2反应产生能使带火星的木条复燃的反应产生能使带火星的木条复燃的O2：2Na2O22CO2=2Na2CO3O2。只要证明只要证明CO与与Na2O2是否反应即可，所以从是否反应即可，所以从a出来的气体需用出来的气体需用NaOH吸收掉吸收掉CO2，再将剩下气体通入装有再将剩下气体通入装有Na2O2的装置的装置F中，其连接顺序为中，其连接顺序为adej。若要反应则应产。若要反应则应产生生Na2CO3，设计实验证明产物中有，设计实验证明产物中有Na2CO3即可。即可。答案：答案：(1)CO2充分除去充分除去CO2溶液褪色或变浅溶液褪色或变浅COHOOCCOOH CO2COH2O(2)2Na2O22CO2=2Na2CO3O2adej取取F中的固体，滴加稀硫酸，将生成的气体通入澄清石灰水中，若变浑中的固体，滴加稀硫酸，将生成的气体通入澄清石灰水中，若变浑浊，则发生了反应；若不变浑浊，则未发生反应浊，则发生了反应；若不变浑浊，则未发生反应对于综合性实验设计的基本流程如下对于综合性实验设计的基本流程如下：反应物质反应物质反应物质反应物质仪器装置仪器装置现象现象结论结论作用意义作用意义联想。具体分析为：联想。具体分析为：(1)实验是根据什么性质和反应物质设计的？实验的目的是什么？实验是根据什么性质和反应物质设计的？实验的目的是什么？(2)所用各物质名称、状态、代替物所用各物质名称、状态、代替物(根据实验目的和相关的化学反应反应物质，进根据实验目的和相关的化学反应反应物质，进行全面的分析比较和推理，并合理选择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。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。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。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。实验结论：直接结论、导出结论。2(2010深圳九校联考深圳九校联考)N2在在化工生产、农业、医疗、航天航空等领域用途广泛。化工生产、农业、医疗、航天航空等领域用途广泛。某化学兴趣小组为探究在实验室制备较为纯净某化学兴趣小组为探究在实验室制备较为纯净N2的方法，进行了认真准备。请的方法，进行了认真准备。请你参与交流与讨论。你参与交流与讨论。查阅资料：有下列三个方案制备查阅资料：有下列三个方案制备N2：方案方案1：加热条件下，以：加热条件下，以NH3还原还原CuO可制得可制得N2，同时获得活性铜粉。，同时获得活性铜粉。方案方案2：加热：加热NaNO2和和NH4 Cl的浓溶液制得的浓溶液制得N2。方案方案3：将空气缓缓通过灼热的铜粉获得较纯的：将空气缓缓通过灼热的铜粉获得较纯的N2。实验准备：利用实验室常见仪器实验准备：利用实验室常见仪器(药品药品)等设计的部分装置如下图所示等设计的部分装置如下图所示(有的夹持仪有的夹持仪器和加热仪器未画出器和加热仪器未画出)。分析交流：分析交流：(1)若按方案若按方案1制得干燥、纯净的制得干燥、纯净的N2，且需要的，且需要的NH3以生石灰和浓氨水为原料制得，以生石灰和浓氨水为原料制得，整套制气装置按气流方向从左到右的顺序连接的是整套制气装置按气流方向从左到右的顺序连接的是(填序号，下同填序号，下同)_。获得。获得N2的反应反应物质是的反应反应物质是(写化学方程式）写化学方程式）_。(2)若用排水法收集若用排水法收集N2，其中会混入水蒸气。但也不宜用排空气法收集，其中会混入水蒸气。但也不宜用排空气法收集N2，其原因，其原因是是_。你提出的收集方法是你提出的收集方法是_。(3)若以方案若以方案2制得制得N2，应选择的发生装置是，应选择的发生装置是_。为保证实验安全进行，操作时应为保证实验安全进行，操作时应_(填两点填两点)。(4)上述三个方案中，制得的上述三个方案中，制得的N2纯度最差的是纯度最差的是_。对对N2的纯度要求不严格的情况下，建议将方案的纯度要求不严格的情况下，建议将方案1和方案和方案3结合使用，你认为其优点结合使用，你认为其优点是是_。解析：解析：(1)以生石灰和浓氨水为原料制取以生石灰和浓氨水为原料制取NH3，利用固体与液体在不加热的情况下，利用固体与液体在不加热的情况下制取气体的反应，故选用装置制取气体的反应，故选用装置E，用装置，用装置D除去除去NH3中的水蒸气，在中的水蒸气，在B中发生的反中发生的反应为应为2NH33CuO 3CuN23H2O，通过通过C除去水蒸气和过量的除去水蒸气和过量的NH3。(2)由于由于N2的相对分子质量与空气的平均相对分子质量相近，故不能用排空气法收的相对分子质量与空气的平均相对分子质量相近，故不能用排空气法收集；将制取的干燥集；将制取的干燥N2直接用气囊或塑料袋收集。直接用气囊或塑料袋收集。(3)方案方案2是利用加热液体制取气体的反应，故用装置是利用加热液体制取气体的反应，故用装置A；为保证实验安全进行，操；为保证实验安全进行，操作时应：作时应：将分液漏斗上都活塞的凹槽与口部小孔相对或直接取下分液漏斗的活将分液漏斗上都活塞的凹槽与口部小孔相对或直接取下分液漏斗的活塞；塞；检查装置的气密性；检查装置的气密性；向烧瓶内加少许碎瓷片，防止液体暴沸。向烧瓶内加少许碎瓷片，防止液体暴沸。(4)方案方案3制取的制取的N2中含有中含有CO2、水蒸气等杂质，故方案、水蒸气等杂质，故方案3中中N2的纯度最差。将方案的纯度最差。将方案1和方案和方案3结合使用，优点是结合使用，优点是CuO和和Cu可循环利用，节省药品。可循环利用，节省药品。答案：答案：DDBC2NH33CuO 3CuN23H2O(2)N2的相对分子质量与空气的平均相对分子质量相近用塑料袋直接收集的相对分子质量与空气的平均相对分子质量相近用塑料袋直接收集(3)A将分液漏斗上部活塞的凹槽与口部小孔相对或直接取下分液漏斗的活塞；将分液漏斗上部活塞的凹槽与口部小孔相对或直接取下分液漏斗的活塞；检查装置的气密性；向烧瓶内加少许碎瓷片检查装置的气密性；向烧瓶内加少许碎瓷片(任填两点任填两点)(4)方案方案3CuO和和Cu可循环利用，节省药品可循环利用，节省药品 【例【例1】(2010原创原创)实实验室可用如图所示的装置制取气体，有关说法正确的是验室可用如图所示的装置制取气体，有关说法正确的是()A实验室不能用这种装置来制取氢气实验室不能用这种装置来制取氢气B这种装置可以不用加热试管而检查装置的气密性这种装置可以不用加热试管而检查装置的气密性C食盐跟浓硫酸反应制氯化氢的实验能用这种装置食盐跟浓硫酸反应制氯化氢的实验能用这种装置D利用这种装置制取乙炔可以随制随停利用这种装置制取乙炔可以随制随停解析：解析：该装置是根据启普发生器反应物质组装而成的，可用于制取氢气，是一种该装置是根据启普发生器反应物质组装而成的，可用于制取氢气，是一种仅适用于室温下随制随停的气体发生装置。可不用加热试管而检查装置的气密性，仅适用于室温下随制随停的气体发生装置。可不用加热试管而检查装置的气密性，塞紧橡皮塞，夹紧弹簧夹后，向漏斗中注入一定量的水，并使漏斗内的液面高于塞紧橡皮塞，夹紧弹簧夹后，向漏斗中注入一定量的水，并使漏斗内的液面高于试管内的液面，停止加水后，若漏斗与试管中的液面差保持不变，说明装置气密试管内的液面，停止加水后，若漏斗与试管中的液面差保持不变，说明装置气密性良好。食盐是粉末状固体，且此反应需要加热，不符合启普发生器制取气体的性良好。食盐是粉末状固体，且此反应需要加热，不符合启普发生器制取气体的条件。电石与水反应剧烈，放出大量的热，不能用该装置制取乙炔。条件。电石与水反应剧烈，放出大量的热，不能用该装置制取乙炔。答案：答案：B 高分策略高分策略本题考查常见气体的制备，考生往往看不出仪器的特点，不能很好地与各选项中本题考查常见气体的制备，考生往往看不出仪器的特点，不能很好地与各选项中气体发生的条件相联系，易错选气体发生的条件相联系，易错选D。解此类题目的关键是把握好仪器特点和反应物。解此类题目的关键是把握好仪器特点和反应物与条件的相互对应关系。该装置制取气体需要具备下列条件：与条件的相互对应关系。该装置制取气体需要具备下列条件：(1)常温下，固体与常温下，固体与液体反应；液体反应；(2)固体必须是块状，难溶于水；固体必须是块状，难溶于水；(3)放热较少；放热较少；(4)生成物易溶于水，不生成物易溶于水，不堵塞多孔塑料板且生成难溶于液体。堵塞多孔塑料板且生成难溶于液体。 【例【例2】 (15分分)铝铝镁合金已成为轮船制造、化工生产等行业的重要材料。研究性学习镁合金已成为轮船制造、化工生产等行业的重要材料。研究性学习小组的三位同学，为测定某含镁小组的三位同学，为测定某含镁3%5%的铝镁合金的铝镁合金(不含其他元素不含其他元素)中镁的质量中镁的质量分数，设计下列三种不同实验方案进行探究。填写下列空白。分数，设计下列三种不同实验方案进行探究。填写下列空白。探究一：探究一：实实验方案：铝镁合金验方案：铝镁合金 测定剩余固体质量测定剩余固体质量实验中发生反应的化学方程式是实验中发生反应的化学方程式是_。实验步骤：实验步骤：称称取取5.4 g铝镁合金粉末样品，投入铝镁合金粉末样品，投入V mL 2.0 molL1NaOH溶液中充分溶液中充分反应。反应。NaOH溶液的体积溶液的体积V_。过滤、洗涤、干燥、称量固体。该步骤中若未洗涤固体，测得镁的质量分数将过滤、洗涤、干燥、称量固体。该步骤中若未洗涤固体，测得镁的质量分数将_(填填“偏高偏高”或或“偏低偏低”)。探究二：探究二：实实验方案：铝镁合金验方案：铝镁合金 测定生成气体的体积测定生成气体的体积实验装置如右图，问题讨论：实验装置如右图，问题讨论：(1)某同学提出该实验装置不够完善，应在某同学提出该实验装置不够完善，应在A、B之间添加一个干燥、除酸雾的装之间添加一个干燥、除酸雾的装置。你的意见是置。你的意见是_(填填“需要需要”或或“不需要不需要”)。(2)为使测定结果尽可能精确，实验中应注意的问题是为使测定结果尽可能精确，实验中应注意的问题是(写出两点写出两点)：_；_。探究三：探究三：实验方案：实验方案：称称量量x g铝镁合金粉末，放在如铝镁合金粉末，放在如右图所示装置的惰性电热板上，通电使其充分灼烧。问题讨论：右图所示装置的惰性电热板上，通电使其充分灼烧。问题讨论：(1)欲计算欲计算Mg的质量分数，该实验中还需测定的数据是的质量分数，该实验中还需测定的数据是 。(2)若用空气代替若用空气代替O2进行实验，对测定结果是否有影响？进行实验，对测定结果是否有影响？_(填填“是是”或或“否否”)。 实验拓展：实验拓展：参照探究一、探究二实验方案，请你另设计一个实验方案，测定该铝镁合金中镁的质参照探究一、探究二实验方案，请你另设计一个实验方案，测定该铝镁合金中镁的质量分数。量分数。( (书写形式可以模仿探究一、二书写形式可以模仿探究一、二)本题是实验探究题，探究一的实验反应物质是利用铝和碱的反应，利用极限法，本题是实验探究题，探究一的实验反应物质是利用铝和碱的反应，利用极限法，假设样品中铝的含量达到最高，为假设样品中铝的含量达到最高，为97%，则，则n(Al) 0.194 mol，则：则：n(NaOH)0.194 moL，V(NaOH)97 mL；若没有洗涤固体，称得镁的质量；若没有洗涤固体，称得镁的质量偏高，测得镁的质量分数偏高。偏高，测得镁的质量分数偏高。探究二：探究二：(1)不需要除酸雾的装置，因为氯化氢气体易溶于水，不会影响氢气体积不需要除酸雾的装置，因为氯化氢气体易溶于水，不会影响氢气体积的测量；的测量；(2)调整量气管调整量气管C的高度，使的高度，使C中液面与中液面与B中液面相平，中液面相平，恢复到室温后恢复到室温后再读数，再读数，读数时保证视线与凹液面的最低点相平，读数时保证视线与凹液面的最低点相平，检查装置的气密性，检查装置的气密性，加加入足量盐酸保证合金完全溶解等。入足量盐酸保证合金完全溶解等。探究三：探究三：(1)还需要测定灼烧后固体的质量，根据灼烧前后的质量，列二元一次方程还需要测定灼烧后固体的质量，根据灼烧前后的质量，列二元一次方程组可解；组可解；(2)有影响，因为空气中有氮气，金属镁会与氮气反应，影响产物的质量。有影响，因为空气中有氮气，金属镁会与氮气反应，影响产物的质量。实验拓展：先将两种金属转化为阳离子进入溶液，再加足量的碱液，实验拓展：先将两种金属转化为阳离子进入溶液，再加足量的碱液，Al3转化为转化为 ，Mg2转化为沉淀，从而分离，通过测定沉淀的质量可以求出金属镁的质量，转化为沉淀，从而分离，通过测定沉淀的质量可以求出金属镁的质量，即得即得Mg的质量分数。的质量分数。 镁铝合金中镁含量的测定，主要是根据镁铝性质的差异，选择不同的方法计算出合镁铝合金中镁含量的测定，主要是根据镁铝性质的差异，选择不同的方法计算出合金中镁的含量。金中镁的含量。 探究一：探究一：2Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H297偏高偏高探究二：探究二：(1)不需要不需要(2)调整量气管调整量气管C的高度，使的高度，使C中液面与中液面与B中液面相平恢复到中液面相平恢复到室温后再读数室温后再读数(或其他合理答案或其他合理答案)探究三：探究三：(1)灼烧后固体的质量灼烧后固体的质量(2)是是实验拓展：实验拓展：铝镁合金铝镁合金 溶液溶液 测定固体质量测定固体质量(或其他合理答案或其他合理答案) 解答化学实验题的关键是明确实验目的，结合元素化合物知识和基本理论找到为解答化学实验题的关键是明确实验目的，结合元素化合物知识和基本理论找到为达成实验目的所采取的措施，对开放性问题可从多方面多角度分析。达成实验目的所采取的措施，对开放性问题可从多方面多角度分析。 点击此处进入点击此处进入 作业手册作业手册