1、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。1O2的制备(1)实验室制O2发生反应的化学方程式为：(或)制备装置的类型：(或)2KClO32KCl3O22H2O2 2H2OO2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O2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O2时，若，证明O2已收集满。(2)工业制O2：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2CO2的制备(1)实验室制CO2发
2、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CO2已收集满。(2)工业制CO2：高温煅烧石灰石，化学方程式为：。CaCO32HCl=CaCl2CO2H2O固液气体饱和NaHCO3溶液向上排空气用燃着的木条靠近集气瓶口，熄灭CaCO3 CaOCO23Cl2的制备(1)实验室制Cl2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Cl2排放到空气中会造成环境污染，须用吸收除去。(2)工业制Cl2：电解饱和食盐水，化学方程式为：。MnO24HCl(浓
3、)MnCl2Cl22H2O固液气体饱和食盐水浓H2SO4向上排空气排饱和食盐水淀粉KI试纸NaOH溶液2NaCl2H2O 2NaOHH2Cl24NH3的制备(1)实验室制NH3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。2NH4Cl(固)Ca(OH)2(固)CaCl22NH32H2O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NH3。(2)工业制NH3发生反应的化学方程式为：。浓盐酸白烟水N23H2 2NH35.乙烯的制备(1)实验
4、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CO2、SO2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。CH3CH2OH CH2=CH2H2O液液气体NaOH溶液浓H2SO4排水法【想一想】用排饱和食盐水法收集Cl2可以吗？答：可以，由于Cl2在饱和食盐水中的溶解度小，故Cl2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
5、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
6、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Al2S3、AlCl3、Mg3N2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
7、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(H2、CO、C2H4、C2H2等)前，必须检查气体的纯度。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
8、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Fe2O3,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Fe2O3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O2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
9、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
10、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
11、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H2还原
12、CuO应先通H2，气体点燃先验纯等)；(3)防氧化(如H2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”(TiCl4H2O=TiOCl2
13、2HCl)。四氯化钛可由TiO2与Cl2发生置换反应而制得(TiO2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650850反应便可顺利进行，下图是某同学设计的实验室制备TiCl4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TiO2与Cl2在炭粉作催化剂时反应可制得TiCl4液体，故题给装置中各部分的作用分别是A制
14、备Cl2，B除去Cl2中的水，C为主反应装置，D冷凝收集TiCl4，E除去未反应的Cl2、HCl。由于TiCl4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)MnO24HCl(浓)MnCl2Cl22H2O(2)浓H2SO4 吸水(3)TiO22Cl2TiCl4O2(4)a b 使TiCl4冷凝为液体(5)除去未反应的Cl2、HCl(6)把D、E之间加上干燥管，防止TiCl4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
15、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O2、CH4、NH3等。固体液体气体型(如图B)适用气体：制H2、H2S、CO2、NO2、SO2、NO等。其中可使用启普发生器制取的有：H2、H2S、CO2。制C2H2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Cl2、C2H4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
16、图O2Cl2NaOH溶液H2H2SCuSO4溶液CO2HCl饱和NaHCO3溶液CO2SO2Cl2HCl饱和食盐水SO2HCl饱和NaHSO3溶液H2SHCl饱和NaHS溶液CH4C2H4溴水COCO2，H2O(g)碱石灰N2O2加热的铜网CO2CO或H2加热的CuOHClCl2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H2、O2、Cl2、SO2、CO2、CO、CH4、HCl等H2、O2、Cl2、SO2、CO、CO2、CH4、HCl等H2、O2、N2 CH4、NH3等不可干燥的气体NH3、H2S、HBr、HI等NH3等Cl2、HCl、H2S、
17、SO2、CO2、NO2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H2SO4干燥的是()ASO2和H2SBCH4和NH3CCH4和O2DCO2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：C2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
18、气体的量。答案：AB3(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H2SO4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(HSO3Cl)是无色液体，密度为1.79 gcm3，其沸点约152；氯磺酸有强腐蚀性，遇潮湿空气生成浓烈
19、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 gcm3的浓盐酸；密度为1.84 gcm3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
20、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HSO3Cl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H2SO4，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H2SO4内部，否则滴落到浓H2SO4表面，浓硫酸放出的热量会使液滴飞
21、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)SO3HCl=HSO3Cl 蒸馏出沸点比浓H2SO4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 2CuO2 2CuO,CuOH2SO4(稀)=CuSO4H2O(2)用铜制取硝酸铜 2CuO22CuO,CuO2HNO3(稀)=Cu(NO3)2H2O(3)用铝制取氢氧化铝2Al3H2SO4=Al2(SO4)33H2 2Al2NaOH
22、6H2O=2NaAl(OH)43H2 Al2(SO4)36NaAl(OH)4=8Al(OH)33Na2SO4当n(Al3)nAl(OH)413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(O2
23、)；(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FeCl3，最合理的生产途径是()A.Cl2 FeCl3 FeCl3溶液B.Cl2 HCl 盐酸FeCl2溶液FeCl3溶液C.Cl2HCl 盐酸FeCl2溶液FeCl3溶液D.解析：B、C、
24、D三个途径的过程不简便，方法不合理。答案：A5为了除去粗盐中的Ca2、Mg2、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Na2CO3溶液，加过量BaCl2溶液。正确的操作顺序是()A B C D解析：除去NaCl中的Ca2、Mg2、时可先除去Mg2，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Na2CO3必须在BaCl2之后加入，除去所有难溶物质后再加稀盐酸除去。答案：CD6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
25、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(gmL1)1.191.840.891.411.06(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NH3，但有大量的水蒸气杂质。常温下CH3COOH为液体。浓盐酸中的水被浓H2SO4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H2SO4不会沸腾。答案
26、：(1)HCl(2)浓盐酸 浓H2SO4(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Cu2O和O2，Fe2O3在高温下可分解为FeO和O2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Fe3O4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Fe3O4(只要求简述实验方法)：_。(2)对于问题2，同学们准备
27、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Fe2O3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Fe2O3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3029，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Fe2O3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Fe3O4反应时没有气泡产生；鉴
28、别混合物中是否有Fe3O4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CO2气体产生。(2)因为Fe2O3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Fe3O4,6Fe2O3 4Fe3O4O2；若方法B成立，则下列反应成立：2Fe2O3 4FeOO2，灼烧前后的质量之比为：10/9，若质量之比是3029，则发生了反应6Fe2O3 4Fe3O4O2，最后的分解产物是Fe3O4；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
29、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Fe3O4(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Fe3O4 10/9 Fe3O4 B1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
30、)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Na2CO3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、SO2、H2S等)反应，产生明显的现象。(4)证明还原性：与氧化剂(如KMnO4、HNO3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
31、KMnO4溶液退色。(7)证明酚羟基：与浓溴水反应产生白色沉淀；与FeCl3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Cu2O。(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H2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
32、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NH3B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Ca2、Mg2、，依次加入的物质是H2O、Ba(OH)2、Na2CO3、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：C8用右图装置进行实验，可以说明有关实验的结论正确的是()Aa盐酸，b CaCO3，c苯酚钠溶液，为说明酸性强弱顺序：HClH2CO3C6H5OHBa浓盐酸，b KMnO4溶液，c NaBr
33、溶液，为说明氧化性强弱顺序：KMnO4Cl2Br2Ca浓氨水，b固体NaOH，c AlCl3溶液，为说明碱性强弱顺序：NaOHNH3H2OAl(OH)3Da稀HCl，b FeS，c碘水，为说明阴离子还原性强弱顺序：S2ICl解析：对A：2HClCaCO3=CaCl2H2OCO2A正确；对B：2KMnO416HCl(浓)=2KCl2MnCl25Cl28H2O，Cl22NaBr=2NaClBr2B正确；对C：浓氨水和NaOH固体混合产生NH3，并不能够说明NaOH的碱性比NH3H2O的强；对D：2HClFeS=FeCl2H2S，并不是氧化还原反应，所以也无法说明还原性的强弱。答案：AB9.（200
34、9安徽理综，27）某厂废水中含5.0010-3 molL-1的Cr2O ，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Cr0.5Fe1.5FeO4（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Cr2O 完全转化为Cr0.5Fe1.5FeO4，理论上需要加入g FeSO4 7H2O。解析：(1)Cr2O 有较强氧化性，FeSO47H2O中Fe2+有一定的还原性，在酸性介质中发生氧化还原反应，Cr2O 转化为Cr3+
35、，Fe2+转化为Fe3+Cr2O +14H+6Fe2+2Cr3+6Fe3+7H2O（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：Fe2+过量，加NaOH时，产生Cr(OH)3、Fe(OH)3和Fe(OH)2（4）1 L废水中含n(Cr2O )=5.0010-3 mol由题意得：Cr2O 4Cr0.5Fe1.5FeO410FeSO47H2O,所以理论上n(FeSO47H2O)=10n(Cr2O )=0.05 molm(FeSO47H2O)=0.05 mol278 gmol-1=13.9 g。答案：（1）Cr2O +6Fe2+14
36、H+2Cr3+6Fe3+7H2O（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AD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：Zn2NaOH=Na2ZnO2H2。据此，截取面积为S的双面镀锌薄铁板试样，剪碎、称得
37、质量为m1g。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m2g。(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
38、值即为H2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O2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：ZnH2可知：m(Zn)g，则w(Zn)m(Zn)/m1100%。(4)由mV，VSh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H2体积偏大，则测量结果将偏大。(6)m(Zn)m1m2，则w(Zn)100%。(7)H2会带出部分水蒸
39、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：
40、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NaHCO3和Na2CO3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FeCl3溶液滴到沸水中；D项应将NaHCO3和Na2CO3互换位置；C项利用铝热反应可制取锰。答案：C11.(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、Al3、Fe3等杂质)生产医药级二水合氯化钙(CaCl22H2O的质量分数为97.
41、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8.08.5，以除去溶液中的少量Al3、Fe3。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CaCl2；防止Ca2在蒸发时水解；_。(3)测定样品中Cl含量的方法是：a.称取0.750 0 g样品，溶解，在250 mL容量瓶中定容；b.量取25.00 mL待测溶液于锥形瓶中；c.用0.050 00 molL1AgNO3溶液滴定至终点，消耗AgNO3溶液体积的平均值为20.39 mL。上述测定过程中需用溶液润洗的仪器有：
42、_。计算上述样品中CaCl22H2O的质量分数为_。若用上述方法测定的样品中CaCl22H2O的质量分数偏高(测定过程中产生的误差可忽略)，其可能原因有_；_。解析：(1)是基本操作题，检验Fe(OH)3是否沉淀完全关键是检验Fe3是否有剩余，用SCN检验。(2)加酸目的：为将Ca(OH)2转变为CaCl2，为防止水解，为降低CO2的溶解度。(3)AgNO3溶液呈酸性，酸性、强氧化性溶液及有机试剂一般放在酸式滴定管中，容量瓶、锥形瓶均不需润洗。容量瓶、锥形瓶润洗均会使测定结果偏大。滴定管不润洗，会使标准液稀释。n(Cl)0.050 0 molL120.39103 L1.019 5103 mol
43、m(CaCl22H2O)n(Cl)M(CaCl22H2O)101.019 5103 mol147 gmol1100.749 33 g，w100%99.9%。NaCl中w(Cl)大于CaCl22H2O中w(Cl)；CaCl22H2O部分失水，总质量减小。答案：(1)取少量上层清液，滴加KSCN溶液，若不出现血红色，表明Fe(OH)3沉淀完全(2)防止溶液吸收空气中的CO2(3)酸式滴定管 99.9%样品中存在少量的NaCl 少量CaCl22H2O失水12某兴趣小组同学共同设置了如图所示的实验装置，既可用于制取气体，又可用于验证物质的性质。a请回答下列问题：(1)利用装置制取气体，生成气体的反应应
44、具备的条件是_；(2)利用装置、制取气体(K2关闭，K1打开)。甲同学认为：利用装置可以收集H2、NH3等气体，但不能收集O2和NO等气体，其理由是_；乙同学认为：对装置做简易改进(不改变仪器装置)，也可收集O2和NO等，但不能收集NO2，改进的方法是_，对装置再做简易改进(不改变仪器装置)，也可收集NO2，改进的方法是_；(3)利用装置、验证物质的性质(K2打开，K1关闭)。如果设计实验证明氧化性：KMnO4Cl2Br2，则可在A中加浓盐酸，B中加_，C中加_，观察到C中的现象是_。解析：(1)装置是一个固液混合不加热制备气体的装置。(2)这套装置是利用排空气法来收集气体的，由于是短管进气，
45、故可用于收集密度比空气小的气体，如H2、NH3等，而O2密度比空气大，NO又易与空气中的O2反应，故不能用它来收集。只要在装置中加满水，利用排水法就可以收集O2、NO等气体，而由于NO2可以和水反应，故不可以用它来收集。如果在装置中加满CCl4等有机溶剂，就可以用排有机溶剂法收集NO2。(3)要验证氧化性KMnO4Cl2Br2，可利用氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性的原理，在A中放浓盐酸，B中加入KMnO4，二者反应产生Cl2，在C中加入NaBr溶液，可观察到C中溶液由无色变橙色。答案：(1)固液反应，液液反应，反应不需要加热(2)O2的密度大于空气的密度，NO能与空气中的O2反应生成NO2
46、 在装置中加满水 在装置中加满CCl4等有机溶剂(3)KMnO4固体 NaBr溶液 溶液变橙色【例题】(2009浙江理综，13)下列说法正确的是()A仅用AgNO3溶液便可鉴别亚硝酸钠和食盐B重结晶时，溶液冷却速度越慢得到的晶体颗粒越大C乙酸与乙醇的混合液可用分液漏斗进行分离D用盐酸标准溶液滴定待测的氢氧化钠溶液时，水洗后的酸式滴定管未经标准液润洗，则测定结果偏低审题视点：1.进行鉴别时选择合适的试剂产生不同的现象，易于分辨。2分液是用于分离互不相溶液体混和物的方法。思路点拨：A项，AgNO3不能鉴别NaNO2与NaCl，分别产生白色沉淀AgNO2、AgCl，若再加稀HNO3则可鉴别，因AgN
47、O2溶于HNO3而AgCl不溶于HNO3；B项正确；C项，乙酸与乙醇互溶不分层；D项，酸式滴定管未用标准液润洗，使标准液浓度降低，滴定NaOH时，消耗体积大，测定结果偏高。正确答案：B错因分析1对分离方法的原理不明确。2对实验误差不会分析。3对陌生问题不能勇敢处理。【例题】(12分)(2009安徽理综，27)某厂废水中含5.00103 molL1的，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Cr0.5Fe1.5FeO4(Fe的化合价依次为3、2)，设计了如下实验流程：(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
48、主要成分除Cr(OH)3外，还有_。(4)欲使1 L该废水中的完全转化为Cr0.5Fe1.5FeO4，理论上需要加入_g FeSO47H2O。本题第(1)问是书写与Fe2在酸性条件下反应的离子方程式，是送分题，但该生由于将“”书写错误而丢失2分。第(2)问是考查“pH试纸测定溶液pH”的操作方法，该生回答不完整，至少丢失1分。第(3)问应答Fe(OH)3和Fe(OH)2，该生未挖掘出磁性材料中“Fe的化合价依次为3、2”这一信息的价值，只是凭平时的定势思维而思考问题，丢失2分。第(4)问应该根据关系4Cr0.5Fe1.5FeO410FeSO47H2O求算，该生是依据第步反应离子方程式求算的，未
49、考虑磁性材料中2价的Fe也是来自FeSO47H2O。12分的实验题，该生最多能得到3分，丢失严重。化学工艺流程题一般从以下两点设置：(1)环境与化学：主要涉及“废水、废气、废渣”的来源，对环境的影响和处理原理。(2)重要化工生产及资源利用：旨在用所学的基本理论(氧化还原、化学平衡、盐类水解、电化学、热化学、有机物结构与性质等)指导化工生产。这类试题有很多都是以框图信息的形式给出，解答时要看框内、看框外，里外结合；边分析、边思考，易处着手；先局部，后全盘，逐步深入。而且要看清问题，不能答非所问。要求用理论回答的试题，一般均采用“四段论法”本题改变什么条件根据什么理论所以有什么变化结论。(1)6Fe214H=2Cr36Fe37H2O(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对近年的高考试题进行分析，不难发现，无机化合物的制备试题很多是将化学工艺或化学工业生产及最新科技成果融入其中，来考查学生的综合能力(本题主要考查离子方程式的书写、基本实验操作、化学计算等知识)。
