1、第课时第十五 章性质实验方案的设计化学实验方案的设计1体验(2009高考重庆)两个学习小组用下图装置探究乙二酸(HOOCCOOH)受热分解的部分产物。2(1)甲组：按接口顺序：abcdefgh连接装置进行实验。B中溶液变浑浊，证明分解产物有；装置C的作用是充分除去；E中溶液变浑浊，D中的现象是，证明分解产物有。乙二酸受热分解的化学方程式为：HOOCCOOH CO2+CO+H2O。CO2CO2溶液褪色或变浅CO3(2)乙组：将接口a与j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F中最主要反应的化学方程式为：2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2从AF中选用装置进行实验，证明
2、甲组通入D的气体能否与Na2O2反应。4最简单的装置接口连接顺序是；实验后用F中的固体进行验证的方法是：a-d-e-j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，若变浑浊，则发生了反应；若不变浑浊，则未发生反应(可另选试剂)。5(2010高考上海)除去下列括号内杂质的试剂或方法错误的是()AHNO3溶液(H2SO4)，适量BaCl2溶液，过滤BCO2(SO2)，酸性KMnO4溶液、浓硫酸，洗气CKNO3晶体(NaCl)，蒸馏水，结晶DC2H5OH(CH3COOH)，加足量CaO，蒸馏A6【解析】HNO3溶液中混有H2SO4时，加入氯化钡使得硝酸中又混入了HCl杂质，应加入硝酸钡溶液
3、过滤。7性质实验方案设计方法1.思路物质的性质决定于其结构，并决定它的用途和制法，因此，在进行性质实验方案设计时要充分了解物质的结构、性质、用途和制法之间的相互关系，根据物质的结构特点，设计实验方案来探究或验证物质具有的一些性质。8无机物性质实验方案的设计一般依据元素及其化合物的性质以及元素周期表中的递变规律等知识，通过综合分析比较，并按实验目的要求选择合适的实验途径。有机物性质实验方案的设计一般先对有机物的结构进行分析，依据有机物分子中所含官能团的种类确定有机物可能具有的性质，然后设计相应的性质实验方案。因此，性质实验方案设计的基本程序为：研究物质的结构预测可能的性质设计实验实施方案实施实验
4、得出结论。92.常见物质性质实验方案设计：(1)验证酸性：pH试纸或酸碱指示剂；与Na2CO3溶液反应；与Zn等反应。(2)验证弱酸性：证明存在电离平衡；测定对应盐溶液pH；测量稀释前后pH变化。(3)验证氧化性：与还原剂反应，产生明显的现象。(4)验证还原性：与氧化剂反应，产生明显的现象。10(5)验证胶体的胶粒带电荷：电泳实验。(6)验证有碳碳双键(或三键)：使含Br2的CCl4溶液或酸化的KMnO4溶液褪色。(7)验证酚羟基：与浓溴水反应产生白色沉淀；与FeCl3溶液反应显色反应。(8)验证醛基：与银氨溶液作用产生银镜；与新制Cu(OH)2悬浊液作用产生砖红色沉淀。11(9)验证醇羟基：
5、与酸发生酯化反应，其产物不溶于水，有果香味。(10)比较金属的活动性：与水反应；与酸反应；置换反应；原电池；电解放电顺序；最高价氧化物的水化物的碱性强弱；对应盐的酸碱性强弱。12(11)比较非金属的活动性：置换反应；与氢气反应快慢；气态氢化物的稳定性、还原性；最高价氧化物的水化物的酸性强弱；对应盐的酸碱性强弱。(12)比较酸(碱)的酸(碱)性强弱：较强的酸(碱)能制得较弱的酸(碱)。此外还必须掌握常见的阳离子、阴离子的特征反应。13【例1】某有机物的结构简式为：(该有机物溶于水)为了证实该有机物的结构和性质，你认为应先检验(填官能团名称)，所选检验试剂是；其次检验(填官能团名称)，所选检验试剂
6、是；最后检验(填官能团名称)，所选检验试剂是。HCCH2CH=CHCH2COOHO羧基石蕊试液(或碳酸钠溶液）醛基银氨溶液碳碳双键溴水14结构性质实验(药品、仪器、操作)预测设计解析15该有机物分子中有3种官能团：醛基、碳碳双键、羧基。官能团结构决定了有机物的性质，由此决定了试剂的选择。由于加银氨溶液会破坏羧基，故应先检验羧基的存在，再检验醛基的存在；由于溴水也能氧化醛基，所以在用溴水检验碳碳双键存在之前应先检验醛基。通过上面分析可知检验方法的先后顺序。16【变式1】用下列仪器、药品验证铜和适量浓硝酸反应产生的气体中含NO(仪器可选择使用，N2和O2的用量可自由控制)。已知：NO+NO2+2O
7、H-2NO-2+H2O，气体液化温度：NO2为21，NO为-152。17试回答：(1)仪器的连接顺序(按左右连接，填各接口的编号)为。(2)反应前先通入N2的目的是。1，5，4，10，11，6，7，2驱赶装置中空气，防止反应产生的NO被氧化18(3)确认气体中含NO的现象是：通入O2后装置(D)中有红棕色气体生成。(4)装置F的作用是：分离NO和NO2(或使NO2液化)。(5)如果O2过量，则装置B中发生反应的化学方程式为：4NO2+O2+4NaOH=4NaNO3+2H2O。19Cu与浓HNO3开始产生的有NO2，后变稀HNO3，则产生NO，要检验NO的存在，要先赶走反应容器中的O2，因为O2
8、易将NO氧化成NO2，此外要将反应中产生的NO2先除去，再由NO与O2氧化生成红棕色NO2，最后还要进行尾气处理，因为NO、NO2均有毒。解析20物质的分离是将两种或多种物质的混合物彼此分开，得到几种纯净物的过程物质的提纯是除去物质中混有的少量杂质而得到纯净的物质物质的分离与提纯目的不同，但所遵循的原则与实验操作却非常相似1.物质分离提纯的一般要求物质的分离与提纯物质的分离和提纯二者比较21不增(不引入新杂质)不减(不减少被提纯物)易分离(被提纯物质与杂质易分离)易复原(被提纯物易复原)注意事项基本原则除杂试剂需过量过量试剂需除尽去除多种杂质时要考虑加入试剂的顺序选择最佳的除杂途径物质的分离和
9、提纯222.注意的问题(1)过滤：要“一贴二低三靠”；沉淀的洗涤方法是直接向过滤器加蒸馏水浸没沉淀。(不能用玻璃棒搅拌)(2)结晶和重结晶：一般先配高温时的饱和溶液，而后降温；结晶后再过滤分离晶体。(3)蒸发：溶质不易水解、不易被氧化、不易分解；近干时，利用余热蒸干。(4)蒸馏：温度计的水银球与蒸馏烧瓶支管口处相平；加碎瓷片；注意冷凝管水流方向；混合物中各成分沸点相差较大。23(5)分液：分液漏斗中上层液体从上口倒出，下层液体从下口放出，以免污染。(6)萃取：萃取后通常为分液；分液后得到的一般仍是溶液，须通过分馏进一步分离。(7)渗析：放到流水中或不断更换烧杯中的水。(8)洗气：除杂试剂为液体
10、，则用洗气装置；若为固体，则用干燥管或U形管。24【例2】食盐是日常生活的必需品，也是重要的化工原料。(1)粗食盐常含有少量K+、Ca2+、Mg2+、Fe3+、SO2-4等杂质离子，实验室提纯NaCl的流程如下：25提供的试剂：饱和Na2CO3溶液饱和K2CO3溶液NaOH溶液BaCl2溶液Ba(NO3)2溶液75%乙醇四氯化碳欲除去溶液中的Ca2+、Mg2+、Fe3+、SO2-4离子，选出a所代表的试剂，按滴加顺序依次为(只填化学式)。洗涤除去NaCl晶体表面附带的少量KCl，选用的试剂为。BaCl2、NaOH、Na2CO375%乙醇26(2)用 提 纯 的 NaCl配 制 500 mL 4
11、.00 molL-1NaCl溶液，所用仪器除药匙、玻璃棒外还有.4(填仪器名称)。天平、烧杯、500 mL容量瓶、胶头滴管27(3)电解饱和食盐水的装置如下图所示，若收集的H2为2 L，则同样条件下收集的Cl2.4(填“”、“=”或“”)2 L，原因是.装置改进后，可用于制备NaOH溶液，若测定溶液中NaOH的浓度，常用的方法为。电解生成的氯气与电解生成的NaOH发生了反应。酸碱中和滴定28据此，从下列所给仪器装置中选择制备并收集H2的装置(填代号)和制备并收集干燥、纯净Cl2的装置(填代号)。可选用制备气体的装置。(4)实验室制备H2和Cl2通常采用下列反应：edZn+H2SO4=ZnSO2
12、+H2MnO2+4HCl(浓)=MnCl2+Cl2+2H2O29【变式2】实验室合成乙酸乙酯的步骤如下：在圆底烧瓶内加入乙醇、浓硫酸和乙酸，瓶口竖直安装通有冷却水的冷凝管(使反应混合物的蒸气冷凝为液体流回烧瓶内)，加热回流一段时间后换成蒸馏装置进行蒸馏，得到含有乙醇、乙酸和水的乙酸乙酯粗产品。请回答下列问题：30(1)在烧瓶中除了加入乙醇、浓硫酸和乙酸外，还应放入，目的是。(2)反应中加入过量的乙醇，目的是。提高乙酸的转化率碎瓷片防止暴沸31(3)如果将上述实验步骤改为在蒸馏烧瓶内先加入乙醇和浓硫酸，然后通过分液漏斗边滴加乙酸，边加热蒸馏。这样操作可以提高酯的产率，其原因是：答：及时地蒸出生成
13、物，有利于酯化反应向生成酯的方向进行32(4)现拟分离粗产品乙酸乙酯、乙酸和乙醇的混合物，下列框图是分离操作步骤流程图：则试剂a是：，分离方法是：，分离方法是；试剂b是，分离方法是。饱和Na2CO3溶液分液蒸馏硫酸蒸馏33(5)甲、乙两位同学欲将所得含有乙醇、乙酸和水的乙酸乙酯粗产品提纯，在未用指示剂的情况下，他们都是先加NaOH溶液中和酯中过量的酸，然后用蒸馏法将酯分离出来，甲、乙两人实验结果如下：甲得到了显酸性的酯的混合物；乙得到了大量水溶性的物质；丙同学分析了上述实验目标产物后认为上述实验没有成功。34试解答下列问题：甲实验失败的原因是。乙实验失败的原因是。所加的NaOH溶液较少，没有将余酸中和所加的NaOH溶液过量使酯完全水解35
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