實(shí)驗(yàn)熱點(diǎn)題型【講】(人教版)(原卷版)

實(shí)驗(yàn)熱點(diǎn)題型知識(shí)導(dǎo)航知識(shí)導(dǎo)航知識(shí)整理知識(shí)整理一、以“無(wú)機(jī)物的制備”為載體的綜合實(shí)驗(yàn)題解題思路解答無(wú)機(jī)物制備型綜合實(shí)驗(yàn)題的一般程序（1）認(rèn)真閱讀題干，提取有用信息。（2）仔細(xì)觀察裝置圖(或框圖)，聯(lián)想熟悉的實(shí)驗(yàn)，找出每個(gè)儀器(或步驟)與熟悉的某一實(shí)驗(yàn)相似的地方，分析每個(gè)儀器(或步驟)中所裝(用)藥品的作用。（3）通讀問(wèn)題，整合信息，把所有的問(wèn)題進(jìn)行綜合分析，運(yùn)用題給信息和化學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)做出正確答案。典例剖析【例1】氮化鈣(Ca3N2)是一種重要的化學(xué)試劑。某化學(xué)興趣小組擬制備氮化鈣并測(cè)定產(chǎn)品純度。已知：①氮化鈣極易與水反應(yīng)；②實(shí)驗(yàn)室在加熱條件下用飽和NaNO2溶液和飽和(NH4)2SO4溶液混合制備N(xiāo)2；③焦性沒(méi)食子酸溶液用于吸收少量O2。Ⅰ.制備氮化鈣他們選擇下列裝置設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)(裝置可重復(fù)使用)：(1)實(shí)驗(yàn)室將鈣保存在________中(填物質(zhì)名稱(chēng))。氮化鈣中所含化學(xué)鍵類(lèi)型是________。(2)氣體從左至右，裝置連接順序?yàn)開(kāi)___________________________(填字母代號(hào))。(3)寫(xiě)出裝置A中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式：_______________________________________________。(4)用化學(xué)方法檢驗(yàn)氮化鈣(Ca3N2)產(chǎn)品中是否混有Ca，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案：___________________________________。Ⅱ.測(cè)定產(chǎn)品純度利用如圖裝置測(cè)定氮化鈣產(chǎn)品純度(雜質(zhì)不產(chǎn)生氣體，氨不溶于煤油)。(5)當(dāng)產(chǎn)品與蒸餾水完全反應(yīng)后，冷卻至室溫、調(diào)平液面、讀數(shù)。調(diào)平液面操作是_______________________________________________。(6)取產(chǎn)品質(zhì)量為wg，開(kāi)始量氣管讀數(shù)為V1mL，最終量氣管讀數(shù)為V2mL(折合成標(biāo)準(zhǔn)狀況)，則該樣品純度為_(kāi)_______________________(用代數(shù)式表示)。如果開(kāi)始仰視刻度線(xiàn)，終點(diǎn)時(shí)俯視刻度線(xiàn)，則測(cè)得結(jié)果________(填“偏高”“偏低”或“無(wú)影響”)。素養(yǎng)提升素養(yǎng)提升1．三氯化硼的熔點(diǎn)為－107.3℃，沸點(diǎn)為12.5℃，易水解生成硼酸和氯化氫，可用于制造高純硼、有機(jī)合成催化劑等。實(shí)驗(yàn)室制取三氯化硼的原理為B2O3＋3C＋3Cl2eq\o(=,\s\up7(△))2BCl3＋3CO。(1)甲組同學(xué)擬用下列裝置制取純凈干燥的氯氣(不用收集)。①裝置B中盛放的試劑是__________________，裝置C的作用是________。②裝置A中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為_(kāi)_______________________________________________________________________。(2)乙組同學(xué)選用甲組實(shí)驗(yàn)中的裝置A、B、C和下列裝置(裝置可重復(fù)使用)制取BCl3并驗(yàn)證反應(yīng)中有CO生成。①乙組同學(xué)的實(shí)驗(yàn)裝置中，依次連接的合理順序?yàn)锳→B→C→________→________→________→________→________→F→D→I。②實(shí)驗(yàn)開(kāi)始時(shí)，先通過(guò)干燥N2的目的是_____________________________。③能證明反應(yīng)中有CO生成的現(xiàn)象是______________________________________________。2．四溴化鈦(TiBr4)可用作橡膠工業(yè)中烯烴聚合反應(yīng)的催化劑。已知TiBr4常溫下為橙黃色固體，熔點(diǎn)為38.3℃，沸點(diǎn)為233.5℃，具有潮解性且易發(fā)生水解。實(shí)驗(yàn)室利用反應(yīng)TiO2＋C＋2Br2eq\o(=,\s\up7(高溫))TiBr4＋CO2制備TiBr4的裝置如圖所示?；卮鹣铝袉?wèn)題：(1)檢查裝置氣密性并加入藥品后，加熱前應(yīng)進(jìn)行的操作是___________________________________，其目的是_______________________________________，此時(shí)活塞K1、K2、K3的狀態(tài)為_(kāi)___________________；一段時(shí)間后，打開(kāi)電爐并加熱反應(yīng)管，此時(shí)活塞K1、K2、K3的狀態(tài)為_(kāi)___________________。(2)試劑A為_(kāi)_______，裝置單元X的作用是___________________________________________；反應(yīng)過(guò)程中需用熱源間歇性微熱連接管，其目的是__________________________________________。(3)反應(yīng)結(jié)束后應(yīng)繼續(xù)通入一段時(shí)間CO2，主要目的是________________________________________________________________________。(4)將連接管切斷并熔封，采用蒸餾法提純。此時(shí)應(yīng)將a端的儀器改裝為_(kāi)_______________、承接管和接收瓶，在防腐膠塞上加裝的儀器是________(填儀器名稱(chēng))。知識(shí)整理知識(shí)整理二、以“有機(jī)物的制備”為載體的綜合實(shí)驗(yàn)題解題思路把握三個(gè)關(guān)鍵，突破有機(jī)物制備型綜合實(shí)驗(yàn)題1．把握制備過(guò)程eq\a\vs4\al(原料和,目標(biāo)產(chǎn)品)→eq\a\vs4\al(確定制,備原理)→eq\a\vs4\al(設(shè)計(jì)反,應(yīng)途徑)→eq\a\vs4\al(選擇合理的,儀器和裝置)→eq\a\vs4\al(分離,提純)→eq\a\vs4\al(產(chǎn)率,計(jì)算)↓↓↓↓eq\a\vs4\al(原子利用,率高、環(huán)境,污染小,)eq\a\vs4\al(操作,簡(jiǎn)單,,)eq\a\vs4\al(方便控制,反應(yīng)條件,,)eq\a\vs4\al(依據(jù)產(chǎn)品和雜,質(zhì)的性質(zhì)差異選擇合,適的分離提純方法)2．盤(pán)點(diǎn)常用儀器3．熟悉?？紗?wèn)題(1)有機(jī)物易揮發(fā)，因此在反應(yīng)中通常采用冷凝回流裝置，以減少有機(jī)物的揮發(fā)，提高原料的利用率和產(chǎn)物的產(chǎn)率。(2)有機(jī)反應(yīng)通常都是可逆反應(yīng)，且易發(fā)生副反應(yīng)，因此常使某種價(jià)格較低的反應(yīng)物過(guò)量，以提高另一反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率和產(chǎn)物的產(chǎn)率，同時(shí)在實(shí)驗(yàn)中需要控制反應(yīng)條件，以減少副反應(yīng)的發(fā)生。(3)根據(jù)產(chǎn)品與雜質(zhì)的性質(zhì)特點(diǎn)選擇合適的分離提純方法，如蒸餾、分液等。(4)溫度計(jì)水銀球的位置：若要控制反應(yīng)溫度，則應(yīng)插入反應(yīng)液中；若要收集某溫度下的餾分，則應(yīng)放在蒸餾燒瓶支管口處。(5)冷凝管的選擇：球形冷凝管只能用于冷凝回流，應(yīng)豎直放置，直形冷凝管既能用于冷凝回流，又能用于冷凝收集餾分。(6)冷凝管的進(jìn)出水方向：下進(jìn)上出。(7)加熱方法的選擇①酒精燈加熱。需要溫度不太高的實(shí)驗(yàn)都可用酒精燈加熱。②水浴加熱。水浴加熱的溫度不超過(guò)100℃。(8)防暴沸：加碎瓷片或沸石，防止溶液暴沸，若開(kāi)始忘加，需冷卻后補(bǔ)加。(9)產(chǎn)率計(jì)算公式產(chǎn)率＝eq\f(實(shí)際產(chǎn)量,理論產(chǎn)量)×100%典例剖析【例2】乙酰水楊酸(阿司匹林)是目前常用藥物之一。實(shí)驗(yàn)室通過(guò)水楊酸進(jìn)行乙?；苽浒⑺酒チ值囊环N方法如下：水楊酸醋酸酐乙酰水楊酸熔點(diǎn)/℃157～159－72～－74135～138相對(duì)密度/(g·cm－3)1.441.101.35相對(duì)分子質(zhì)量138102180實(shí)驗(yàn)過(guò)程：在100mL錐形瓶中加入水楊酸6.9g及醋酸酐10mL，充分搖動(dòng)使固體完全溶解。緩慢滴加0.5mL濃硫酸后加熱，維持瓶?jī)?nèi)溫度在70℃左右，充分反應(yīng)。稍冷后進(jìn)行如下操作。①在不斷攪拌下將反應(yīng)后的混合物倒入100mL冷水中，析出固體，過(guò)濾。②所得結(jié)晶粗品加入50mL飽和碳酸氫鈉溶液，溶解、過(guò)濾。③濾液用濃鹽酸酸化后冷卻、過(guò)濾得固體。④固體經(jīng)純化得白色的乙酰水楊酸晶體5.4g?；卮鹣铝袉?wèn)題：(1)該合成反應(yīng)中應(yīng)采用________加熱(填標(biāo)號(hào))。A．熱水浴B．酒精燈C．煤氣燈D．電爐(2)下列玻璃儀器中，①中需使用的有________(填標(biāo)號(hào))，不需使用的有________(填名稱(chēng))。(3)①中需使用冷水，目的是___________________________________________。(4)②中飽和碳酸氫鈉的作用是______________________，以便過(guò)濾除去難溶雜質(zhì)。(5)④采用的純化方法為_(kāi)_______。(6)本實(shí)驗(yàn)的產(chǎn)率是________%。素養(yǎng)提升素養(yǎng)提升1．醇脫水是合成烯烴的常用方法，實(shí)驗(yàn)室合成環(huán)己烯的反應(yīng)和實(shí)驗(yàn)裝置(加熱和夾持裝置已省略)如下：可能用到的有關(guān)數(shù)據(jù)如下：相對(duì)分子質(zhì)量密度/(g·cm－3)沸點(diǎn)/℃溶解性環(huán)己醇1000.9618161微溶于水環(huán)己烯820.810283難溶于水合成反應(yīng)：在a中加入20g環(huán)己醇和2小片碎瓷片，冷卻攪動(dòng)下慢慢加入1mL濃硫酸。b中通入冷卻水后，開(kāi)始緩慢加熱a，控制餾出物的溫度不超過(guò)90℃。分離提純：反應(yīng)粗產(chǎn)物倒入分液漏斗中，分別用少量5%碳酸鈉溶液和水洗滌，分離后加入無(wú)水氯化鈣顆粒，靜置一段時(shí)間后棄去氯化鈣。最終通過(guò)蒸餾得到純凈環(huán)己烯10g。回答下列問(wèn)題：(1)儀器b的名稱(chēng)是________。(2)加入碎瓷片的作用是_______________________________________；如果加熱一段時(shí)間后發(fā)現(xiàn)忘記加碎瓷片，應(yīng)該采取的正確操作是________(填字母，下同)。A．立即補(bǔ)加B．冷卻后補(bǔ)加C．不需補(bǔ)加D．重新配料(3)本實(shí)驗(yàn)中最容易產(chǎn)生的副產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為_(kāi)_______。(4)分液漏斗在使用前須清洗干凈并________；在本實(shí)驗(yàn)分離過(guò)程中，產(chǎn)物應(yīng)該從分液漏斗的________(填“上口倒出”或“下口放出”)。(5)分離提純過(guò)程中加入無(wú)水氯化鈣的主要目的是______________。(6)在環(huán)己烯粗產(chǎn)物蒸餾過(guò)程中，不可能用到的儀器有________。A．圓底燒瓶B．溫度計(jì)C．吸濾瓶D．球形冷凝管E．接收器(7)本實(shí)驗(yàn)所得到的環(huán)己烯產(chǎn)率是________。A．41%B．50%C．61%D．70%2．呋喃甲酸()俗名糠酸，其在塑料工業(yè)中可用作增塑劑、熱固性樹(shù)脂等，在食品工業(yè)中可用作防腐劑，也可用作涂料添加劑、醫(yī)藥等。呋喃甲酸可由呋喃甲醛制備，其制備原理如下所示：已知：Ⅰ.反應(yīng)1是放熱反應(yīng)；Ⅱ.乙醚的沸點(diǎn)是34.5℃，易揮發(fā)，遇明火易燃，其蒸氣可使人失去知覺(jué)；Ⅲ.呋喃甲酸的溶解度隨溫度的升高而增大，且升溫過(guò)程中溶解度變化較大?！緦?shí)驗(yàn)步驟】向三頸燒瓶中加入16.4mL(0.2mol)呋喃甲醛，控制溫度在8～12℃下滴加20mL40%NaOH溶液，并攪拌回流半小時(shí)。向反應(yīng)混合物中加水使其恰好溶解，加入乙醚分離呋喃甲醇和呋喃甲酸鹽，向水層中慢慢滴加濃鹽酸至pH為2～3，使呋喃甲酸結(jié)晶析出，并通過(guò)進(jìn)一步提純得到精產(chǎn)品9.5g。(1)若用如圖所示裝置作為反應(yīng)1的發(fā)生裝置，則圖中明顯錯(cuò)誤的一處地方是________________________________________________________________________。(2)步驟①中，為控制反應(yīng)溫度在8～12℃，可采取的措施有：①________________________________________________________________________；②________________________________________________________________________。(3)操作1的名稱(chēng)為_(kāi)_________，該過(guò)程中需要用到的玻璃儀器有__________________。(4)對(duì)乙醚層進(jìn)行分離時(shí)，用裝置____________(填字母)更好，與另一裝置相比，該裝置具有以下優(yōu)點(diǎn)：①________________________________________________________________________；②________________________________________________________________________。(5)進(jìn)一步提純粗呋喃甲酸的操作為熱水溶解→活性炭脫色→蒸發(fā)濃縮→____________→____________→抽濾→洗滌→干燥。(6)呋喃甲酸的產(chǎn)率為_(kāi)_______(保留3位有效數(shù)字)。知識(shí)整理知識(shí)整理三、以“探究物質(zhì)性質(zhì)及反應(yīng)原理”為載體的綜合實(shí)驗(yàn)題一、物質(zhì)性質(zhì)探究型1．題型特點(diǎn)主要是從物質(zhì)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)或從所屬類(lèi)型的典型代表物去推測(cè)物質(zhì)可能具有的一系列性質(zhì)，然后據(jù)此設(shè)計(jì)出合理的實(shí)驗(yàn)方案，去探究它可能具有的性質(zhì)。2．基本思路和方法根據(jù)物質(zhì)的組成(或成分)→提出各物質(zhì)(或離子)性質(zhì)的假設(shè)→根據(jù)這些性質(zhì)找到可能存在的反應(yīng)→確定檢驗(yàn)的試劑和儀器→確定實(shí)驗(yàn)的順序→敘述實(shí)驗(yàn)的操作和預(yù)期的現(xiàn)象，得出結(jié)論。3．常見(jiàn)物質(zhì)的熱分解反應(yīng)規(guī)律(1)難溶性碳酸鹽eq\o(→,\s\up7(△))氧化物＋CO2；(2)碳酸的酸式鹽eq\o(→,\s\up7(△))碳酸的正鹽＋CO2＋H2O；(3)銨鹽eq\o(→,\s\up7(△))NH3＋相應(yīng)的酸(或酸性氧化物＋H2O)(NH4NO3除外)；(4)硝酸鹽eq\f(△,\a\vs4\al(依據(jù)金屬活,動(dòng)性順序))(5)草酸晶體eq\o(→,\s\up7(△))CO2↑＋CO↑＋H2O。4．氧化性、還原性與所含元素化合價(jià)的關(guān)系(1)元素處于最高價(jià)時(shí)，只具有氧化性，如SOeq\o\al(2－,4)(濃H2SO4)、H＋等；(2)元素處于最低價(jià)時(shí)，只具有還原性，如Cl－、S2－、I－等；(3)元素處于中間價(jià)時(shí)，既具有氧化性又具有還原性，如Cl2、H2O2、Fe2＋、SO2等。二、反應(yīng)原理探究型1．變量探究型實(shí)驗(yàn)題的解題策略解答變量探究型實(shí)驗(yàn)題的關(guān)鍵是在其他條件相同的前提下，只改變一個(gè)條件探究其對(duì)研究對(duì)象的影響規(guī)律。注意：選擇數(shù)據(jù)要有效，且變量統(tǒng)一，否則無(wú)法做出正確判斷。思路總結(jié)2．規(guī)律探究型實(shí)驗(yàn)題的解題策略物質(zhì)性質(zhì)遞變規(guī)律的探究也是中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)探究的一個(gè)重要內(nèi)容。探究同周期、同主族元素性質(zhì)的遞變規(guī)律、物質(zhì)的氧化還原反應(yīng)(如置換反應(yīng))規(guī)律、物質(zhì)的酸(堿)性強(qiáng)弱規(guī)律、電解質(zhì)溶液的導(dǎo)電規(guī)律等，都是開(kāi)展有關(guān)規(guī)律探究的重要素材。解決有關(guān)規(guī)律探究問(wèn)題的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，其常用方法示例如下：(1)同周期、同主族元素性質(zhì)的遞變規(guī)律，一般通過(guò)設(shè)計(jì)判斷元素金屬性、非金屬性的強(qiáng)弱實(shí)驗(yàn)來(lái)完成，如通過(guò)比較金屬單質(zhì)與相同濃度的非氧化性酸反應(yīng)產(chǎn)生H2的速率快慢來(lái)判斷金屬單質(zhì)的還原性強(qiáng)弱，進(jìn)而推斷元素金屬性強(qiáng)弱，從而找出相應(yīng)的性質(zhì)遞變規(guī)律。(2)物質(zhì)的酸堿性強(qiáng)弱的判斷。(3)鋼鐵發(fā)生電化學(xué)腐蝕的規(guī)律探究?？梢酝ㄟ^(guò)控制鋼鐵是否與空氣接觸、所接觸的電解質(zhì)溶液的酸堿度、腐蝕過(guò)程中體系內(nèi)的氣壓大小等條件設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，找出規(guī)律。素養(yǎng)提升素養(yǎng)提升1．(物質(zhì)性質(zhì)探究型)某研究小組欲通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證乙醇的還原性，裝置如下：(1)乙醇被氧化的產(chǎn)物為_(kāi)_______，1mol乙醇失去________mol電子。(2)通入乙醇反應(yīng)，試管A中的現(xiàn)象是__________________________________________________；反應(yīng)結(jié)束后，如果對(duì)試管B進(jìn)行加熱，將會(huì)出現(xiàn)的現(xiàn)象是_____________________________________。(3)研究小組發(fā)現(xiàn)，反應(yīng)后期有不溶于水的氣體出現(xiàn)，收集該氣體證明是H2，為了進(jìn)一步研究設(shè)計(jì)了如下裝置(部分加熱儀器已省略)：①裝置C盛有的物質(zhì)是________，先加熱裝置________(填裝置字母)，趕走裝置內(nèi)的空氣。②裝置E用于收集液體產(chǎn)物，甲認(rèn)為是乙酸，乙認(rèn)為是乙醛，請(qǐng)你判斷誰(shuí)的推測(cè)更合理，并說(shuō)明理由：__________________________________________________。2．(物質(zhì)性質(zhì)探究型)某化學(xué)實(shí)驗(yàn)小組為了探究氨的還原性和氧化性設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)方案?！緦?shí)驗(yàn)一】探究氨的還原性已知：(ⅰ)Mg(OH)2可代替消石灰與氯化銨在加熱條件下反應(yīng)生成氨和堿式氯化鎂[Mg(OH)Cl]；(ⅱ)Cu2O粉末呈紅色，在酸性溶液中不穩(wěn)定：Cu2O＋H2SO4=Cu＋CuSO4＋H2O。(1)裝置A中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)_______________________________________________________________________，裝置D的作用是________。(2)反應(yīng)結(jié)束后裝置C中的氧化銅完全反應(yīng)生成紅色固體，為了探究紅色固體成分，進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)：實(shí)驗(yàn)操作實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)結(jié)論取10.4g紅色固體于燒杯中，加入足量稀硫酸，充分?jǐn)嚢瑁o置若無(wú)現(xiàn)象①紅色固體為_(kāi)_____若溶液變藍(lán)②紅色固體中肯定含有________，可能含有________取上述反應(yīng)后的混合物過(guò)濾、洗滌、干燥、稱(chēng)重固體的質(zhì)量為6.4g③紅色固體的成分及其物質(zhì)的量為_(kāi)___________________________________【實(shí)驗(yàn)二】探究氨的氧化性已知：(ⅲ)鋁可以與氨反應(yīng)2Al＋2NH3eq\o(=,\s\up7(△))2AlN＋3H2；(ⅳ)氮化鋁性質(zhì)穩(wěn)定，基本不與水、酸反應(yīng)。按如圖所示連接好裝置，檢查裝置氣密性；在蒸餾燒瓶中加入生石灰，分液漏斗加入濃氨水，裝置G中盛裝堿石灰，裝置H中加入鋁粉，打開(kāi)分液漏斗活塞，待裝置中空氣排盡后再點(diǎn)燃裝置H處酒精燈。(3)用平衡移動(dòng)原理解釋裝置F中產(chǎn)生氨的原因：________________________________________________________________________。(4)裝置H處反應(yīng)進(jìn)行完全的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象為_(kāi)__________________________________。(5)為了得到純凈的氮化鋁，可將裝置H中固體冷卻后轉(zhuǎn)移至燒杯中，加入________溶解、________(填操作名稱(chēng))、洗滌、干燥即可。3．(反應(yīng)原理探究型)為探討化學(xué)平衡移動(dòng)原理與氧化還原反應(yīng)規(guī)律的聯(lián)系，某同學(xué)通過(guò)改變濃度研究“2Fe3＋＋2I－2Fe2＋＋I(xiàn)2”反應(yīng)中Fe3＋和Fe2＋的相互轉(zhuǎn)化。實(shí)驗(yàn)如下：(1)待實(shí)驗(yàn)Ⅰ溶液顏色不再改變時(shí)，再進(jìn)行實(shí)驗(yàn)Ⅱ，目的是使實(shí)驗(yàn)Ⅰ的反應(yīng)達(dá)到________________。(2)iii是ii的對(duì)比實(shí)驗(yàn)，目的是排除ii中______________造成的影響。(3)i和ii的顏色變化表明平衡逆向移動(dòng)，F(xiàn)e2＋向Fe3＋轉(zhuǎn)化。用化學(xué)平衡移動(dòng)原理解釋原因：________________________________________________________。(4)根據(jù)氧化還原反應(yīng)的規(guī)律，該同學(xué)推測(cè)i中Fe2＋向Fe3＋轉(zhuǎn)化的原因：外加Ag＋使c(I－)降低，導(dǎo)致I－的還原性弱于Fe2＋，用如圖裝置(a、b均為石墨電極)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。①K閉合時(shí)，指針向右偏轉(zhuǎn)，b做________極。②當(dāng)指針歸零(反應(yīng)達(dá)到平衡)后，向U形管左管中滴加0.01mol·L－1AgNO3溶液，產(chǎn)生的現(xiàn)象證實(shí)了其推測(cè)，該現(xiàn)象是________________________。(5)按照(4)的原理，該同學(xué)用上圖裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，證實(shí)了ii中Fe2＋向Fe3＋轉(zhuǎn)化的原因。①轉(zhuǎn)化原因是________________________________________________________________________。②與(4)實(shí)驗(yàn)對(duì)比，不同的操作是________________________________________。(6)實(shí)驗(yàn)Ⅰ中，還原性：I－>Fe2＋；而實(shí)驗(yàn)Ⅱ中，還原性Fe2＋>I－。將(3)和(4)、(5)做對(duì)比，得出的結(jié)論是________________________________________________________________________。知識(shí)整理知識(shí)整理四、以“探究物質(zhì)的組成”為載體的綜合實(shí)驗(yàn)題一、定性分析型1．核心知識(shí)必備(1)定性檢驗(yàn)中?？嫉臍怏w包括Cl2、NH3、SO2、HCl、CO2、NO等。(2)定性檢驗(yàn)中?？嫉年?yáng)離子包括NHeq\o\al(＋,4)、Fe3＋、Fe2＋、Al3＋、Cu2＋、Ag＋等。(3)定性檢驗(yàn)中常考的陰離子包括Cl－、Br－、I－、SOeq\o\al(2－,4)、COeq\o\al(2－,3)、SOeq\o\al(2－,3)等。2．物質(zhì)檢驗(yàn)的一般思路根據(jù)物質(zhì)性質(zhì)，使被檢驗(yàn)物質(zhì)與加入的試劑作用，轉(zhuǎn)變?yōu)槟撤N已知物質(zhì)，或產(chǎn)生某種特殊現(xiàn)象，從而確定該物質(zhì)的存在(物質(zhì)性質(zhì)也是幫助檢驗(yàn)的重要依據(jù))。常見(jiàn)的特殊現(xiàn)象：(1)生成氣體。能夠生成氣體的離子很多，生成的氣體的性質(zhì)也常有相似之處，判斷時(shí)要注意排除干擾離子。(2)生成沉淀。許多金屬陽(yáng)離子或酸根陰離子都可生成具有特殊顏色、特殊性質(zhì)的沉淀，但同時(shí)也應(yīng)注意排除干擾離子。(3)顯現(xiàn)特殊顏色。加入特殊試劑，特殊顏色出現(xiàn)或消失，這是鑒別物質(zhì)的常見(jiàn)方法，如用KSCN檢驗(yàn)Fe3＋、用淀粉檢驗(yàn)I2等。3．常見(jiàn)氣體的檢驗(yàn)氣體物理性質(zhì)初步檢驗(yàn)化學(xué)檢驗(yàn)方法或思路O2無(wú)色、無(wú)味用帶火星的木條靠近，木條復(fù)燃NO無(wú)色在空氣中立即變成紅棕色CO無(wú)色、無(wú)味點(diǎn)燃時(shí)火焰呈淡藍(lán)色，燃燒產(chǎn)物可使澄清石灰水變渾濁；將氣體通過(guò)灼熱的CuO，CuO由黑色變成紅色，且氣體產(chǎn)物可使澄清石灰水變渾濁CO2無(wú)色、無(wú)味使澄清石灰水變渾濁，繼續(xù)通入又變澄清；使燃著的木條熄滅SO2無(wú)色、有刺激性氣味使品紅溶液褪色，加熱后又恢復(fù)紅色；使澄清石灰水變渾濁，繼續(xù)通入又變澄清；使酸性高錳酸鉀溶液褪色NO2紅棕色、有刺激性氣味通入水中生成無(wú)色溶液并產(chǎn)生氣泡，液面上方有紅棕色氣體產(chǎn)生，水溶液顯酸性；使?jié)駶?rùn)的淀粉-碘化鉀試紙變藍(lán)Cl2黃綠色、有刺激性氣味使?jié)駶?rùn)的淀粉-碘化鉀試紙變藍(lán)HCl無(wú)色、有刺激性氣味；在空氣中可形成白霧使?jié)駶?rùn)的藍(lán)色石蕊試紙變紅；靠近濃氨水時(shí)冒白煙；將氣體通入AgNO3溶液中有白色沉淀生成NH3無(wú)色、有刺激性氣味使?jié)駶?rùn)的紅色石蕊試紙變藍(lán)；使酚酞溶液變紅；靠近濃鹽酸時(shí)冒白煙CH2=CH2無(wú)色、稍有氣味點(diǎn)燃，有明亮的火焰，并冒黑煙，燃燒產(chǎn)物能使澄清石灰水變渾濁；能使酸性高錳酸鉀溶液、溴水、溴的四氯化碳溶液褪色【注意】(1)能使品紅溶液褪色的氣體有SO2、Cl2和O3等，其中SO2只能使石蕊溶液變紅，而不能使其褪色，Cl2、O3最終可使石蕊溶液褪色。(2)在中學(xué)化學(xué)中，氨是唯一能使?jié)駶?rùn)的紅色石蕊試紙變藍(lán)的氣體（堿性氣體）。(3)既不溶于水又不溶于硝酸的白色沉淀有AgCl和BaSO4等。(4)NO氣體的檢驗(yàn)方法是向無(wú)色氣體中通入空氣（或O2），看氣體是否變紅棕色。4．常見(jiàn)有機(jī)物的檢驗(yàn)有機(jī)物檢驗(yàn)方法或思路鹵代烴首先，加NaOH溶液并加熱；其次，加稀硝酸中和堿液至酸性；最后，滴加AgNO3溶液，若有白色沉淀生成，則證明是氯代烴；若有淺黃色沉淀生成，則證明是溴代烴；若有黃色沉淀生成，則證明是碘代烴乙醇可使有黑色氧化膜的灼熱銅絲變得光亮(生成銅)，并產(chǎn)生有刺激性氣味的氣體(乙醛)；與金屬鈉能夠平緩地反應(yīng)，產(chǎn)生氣泡(氫氣)醛、葡萄糖與銀氨溶液(水浴加熱)反應(yīng)形成銀鏡；與新制Cu(OH)2懸濁液(加熱)反應(yīng)生成磚紅色沉淀(Cu2O)羧酸使紫色石蕊溶液變紅；使藍(lán)色石蕊試紙變紅酯與滴有酚酞的稀NaOH溶液共熱，紅色逐漸消失淀粉溶液遇碘變?yōu)樗{(lán)色蛋白質(zhì)灼燒，有燒焦羽毛的氣味；加濃硝酸并微熱，顏色變黃(含苯環(huán)結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì)用此法檢驗(yàn))【注意】(1)選取試劑要最佳：選取的試劑與被檢驗(yàn)物質(zhì)中的各物質(zhì)反應(yīng)現(xiàn)象要專(zhuān)一，使之一目了然。(2)不能“指名道姓”：結(jié)論的得出來(lái)自實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，在檢驗(yàn)之前，被檢驗(yàn)的物質(zhì)是未知的，敘述時(shí)不可出現(xiàn)其名稱(chēng)。一般簡(jiǎn)答順序?yàn)槿∩僭S未知物→加入檢驗(yàn)試劑→描述現(xiàn)象→得出結(jié)論。(3)注意離子檢驗(yàn)所要求的環(huán)境，如酸堿性。(4)一定要注意避免離子間的相互干擾，如檢驗(yàn)COeq\o\al(2－,3)時(shí)，HCOeq\o\al(－,3)、SOeq\o\al(2－,3)、HSOeq\o\al(－,3)會(huì)造成干擾。(5)盡可能選擇特征反應(yīng)以減少干擾，如檢驗(yàn)Fe3＋常選用KSCN溶液，而不是Na2CO3溶液等。注：離子的檢驗(yàn)與推斷詳見(jiàn)課題7學(xué)習(xí)任務(wù)2。二、定量測(cè)定型1．定量測(cè)定的常用方法(1)沉淀法先將某種成分轉(zhuǎn)化為沉淀，然后稱(chēng)量純凈、干燥的沉淀的質(zhì)量，再進(jìn)行相關(guān)計(jì)算。(2)測(cè)氣體體積法對(duì)于產(chǎn)生氣體的反應(yīng)，可以通過(guò)測(cè)定氣體體積的方法測(cè)定樣品純度。量氣裝置的設(shè)計(jì)：詳見(jiàn)本課題學(xué)習(xí)任務(wù)5中“量氣裝置的設(shè)計(jì)”。(3)測(cè)氣體質(zhì)量法將生成的氣體通入足量的吸收劑中，通過(guò)稱(chēng)量實(shí)驗(yàn)前后吸收劑的質(zhì)量，求得所吸收氣體的質(zhì)量，然后進(jìn)行相關(guān)計(jì)算。(4)滴定法利用滴定操作原理，通過(guò)酸堿中和滴定、沉淀滴定和氧化還原滴定等獲得相應(yīng)數(shù)據(jù)后再進(jìn)行相關(guān)計(jì)算。(5)熱重法只要物質(zhì)受熱時(shí)發(fā)生質(zhì)量變化，都可以用熱重法來(lái)研究物質(zhì)的組成。熱重法是在控制溫度的條件下，測(cè)量物質(zhì)的質(zhì)量與溫度關(guān)系的方法。通過(guò)分析熱重曲線(xiàn)，我們可以知道樣品及其可能產(chǎn)生的中間產(chǎn)物的組成、熱穩(wěn)定性、熱分解情況及最終產(chǎn)物等與質(zhì)量相聯(lián)系的信息。2．定量測(cè)定實(shí)驗(yàn)中常用的計(jì)算方法——關(guān)系式法關(guān)系式法是表示兩種或多種物質(zhì)之間物質(zhì)的量關(guān)系的一種簡(jiǎn)化式子。在多步反應(yīng)中，它可以把始態(tài)的反應(yīng)物與終態(tài)的生成物之間的物質(zhì)的量的關(guān)系表示出來(lái)，把多步計(jì)算簡(jiǎn)化成一步計(jì)算。正確找出關(guān)系式的關(guān)鍵：根據(jù)方程式，找出作為中介的物質(zhì)，并確定最初反應(yīng)物、中介物質(zhì)、最終生成物之間的物質(zhì)的量的關(guān)系。如用Na2S2O3滴定法測(cè)水中溶氧量，經(jīng)過(guò)如下三步反應(yīng)：①O2＋2Mn(OH)2=2MnO(OH)2；②MnO(OH)2＋2I－＋4H＋=Mn2＋＋I(xiàn)2＋3H2O；③2Na2S2O3＋I(xiàn)2=Na2S4O6＋2NaI。因此水中溶氧量與Na2S2O3之間的關(guān)系為O2～2MnO(OH)2～2I2～4Na2S2O3。(中介物質(zhì))(中介物質(zhì))素養(yǎng)提升素養(yǎng)提升1．(定性分析型綜合實(shí)驗(yàn)題)氯化鐵是黑棕色晶體，沸點(diǎn)為315℃，有強(qiáng)烈的吸水性，易潮解。某小組同學(xué)對(duì)無(wú)水FeCl3能否分解產(chǎn)生Cl2，進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)探究。(1)甲同學(xué)認(rèn)為裝置B中濕潤(rùn)的淀粉-KI試紙變藍(lán)即可證明無(wú)水FeCl3能分解產(chǎn)生Cl2，乙同學(xué)認(rèn)為不能得出此結(jié)論，理由是________________________________________________________________________。(2)乙同學(xué)提出了改進(jìn)意見(jiàn)，用如圖所示裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)：①裝置H中的試劑為_(kāi)_______。②裝置F中飽和食鹽水的作用是______________________________。③加熱一段時(shí)間后，裝置G中試紙___________________________________(填現(xiàn)象)，說(shuō)明FeCl3已經(jīng)開(kāi)始分解。④實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，取裝置D中殘留固體溶于稀鹽酸中，向所得溶液中加入________(填化學(xué)式)溶液，若觀察到____________________，說(shuō)明FeCl3已經(jīng)分解完全。2．(定量測(cè)定型綜合實(shí)驗(yàn)題)碳、硫的含量影響鋼鐵性能。碳、硫含量的一種測(cè)定方法是將鋼樣中碳、硫轉(zhuǎn)化為氣體，再用測(cè)碳、測(cè)硫裝置進(jìn)行測(cè)定。(1)采用裝置A，在高溫下將xg鋼樣中碳、硫轉(zhuǎn)化為CO2、SO2。①氣體a的成分是________________。②若鋼樣中硫以FeS的形式存在，A中發(fā)生反應(yīng)：3FeS＋5O2eq\o(=,\s\up7(高溫))1________＋3________。(補(bǔ)充完整)(2)將氣體a通入測(cè)硫裝置中(如圖)，采用滴定法測(cè)定硫的含量。①H2O2氧化SO2的化學(xué)方程式：______________________________________________。②用NaOH溶液滴定生成的H2SO4，消耗zmLNaOH溶液，若消耗1mLNaOH溶液相當(dāng)于硫的質(zhì)量為yg，則該鋼樣中硫的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為_(kāi)_______。(3)將氣體a通入測(cè)碳裝置中(如圖)，采用重量法測(cè)定碳的含量。①氣體a通過(guò)B和C的目的是_______________________________________。②計(jì)算鋼樣中碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，應(yīng)測(cè)量的數(shù)據(jù)是________________________________________________。知識(shí)整理知識(shí)整理五、化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)與評(píng)價(jià)一、實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)的五項(xiàng)基本原則二、實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)的基本思路根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮驮砑八x用的藥品和儀器，設(shè)計(jì)合理的實(shí)驗(yàn)方案，并且從幾種方案中分析選擇出最佳方案。三、實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)中的安全問(wèn)題1．防爆炸：點(diǎn)燃可燃性氣體(如H2、CO、CH4、C2H4)或用CO、H2還原Fe2O3、CuO之前，要檢驗(yàn)氣體的純度。2．防暴沸：配制硫酸的水溶液或硫酸的酒精溶液時(shí)，要將密度大的濃硫酸緩慢倒入水中或酒精中；加熱液體混合物時(shí)要加沸石或碎瓷片。3．防中毒：制取有毒氣體(如Cl2、CO、SO2、H2S、NO2、NO)時(shí)，應(yīng)在通風(fēng)櫥中進(jìn)行，且進(jìn)行尾氣處理。4．防倒吸：加熱法制取并用排水法收集氣體或吸收溶解度較大的氣體(如NH3、HCl)時(shí)，要注意熄滅酒精燈的順序或加裝安全瓶。四、實(shí)驗(yàn)方案創(chuàng)新設(shè)計(jì)的幾個(gè)方面1．尾氣處理裝置的設(shè)計(jì)在設(shè)計(jì)尾氣處理裝置時(shí)，要充分考慮裝置是否符合以下幾點(diǎn)：能充分吸收氣體、不能倒吸、尾氣處理裝置與大氣相通。例如：下列吸收氨的裝置(未標(biāo)出的液體為水)中，A、C、E、F、G裝置均能防止倒吸。2．防污染安全裝置的設(shè)計(jì)例如：下列尾氣處理裝置中，A裝置可吸收溶解度較小的尾氣(如Cl2等)，B和C裝置可吸收易溶或易反應(yīng)的尾氣(如HCl、NH3等)，D裝置可用于除去CO等可燃性氣體，E裝置可用于收集所有氣體。3．量氣裝置的設(shè)計(jì)例如：下列裝置中，A裝置是常規(guī)的量氣裝置，B、C、D裝置是改進(jìn)后的量氣裝置。4．啟普發(fā)生器具有隨開(kāi)隨用、隨關(guān)隨停的特點(diǎn)，是氣體制備的常用裝置。實(shí)驗(yàn)室中沒(méi)有啟普發(fā)生器時(shí)，可以根據(jù)啟普發(fā)生器的原理設(shè)計(jì)出簡(jiǎn)易制氣裝置，如下圖所示的裝置。五、實(shí)驗(yàn)方案的評(píng)價(jià)1．從可行性方面對(duì)實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行評(píng)價(jià)(1)實(shí)驗(yàn)原理是否正確、可行。(2)實(shí)驗(yàn)操作是否安全、合理。(3)實(shí)驗(yàn)步驟是否簡(jiǎn)單、方便。(4)實(shí)驗(yàn)效果是否明顯、準(zhǔn)確。2．從綠色化學(xué)角度對(duì)實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行評(píng)價(jià)(1)反應(yīng)原料是否易得、安全、無(wú)毒。(2)化學(xué)反應(yīng)速率是否較快。(3)原料利用率以及制取物質(zhì)的產(chǎn)率是否較高。(4)制取過(guò)程中是否造成環(huán)境污染。3．從安全性和規(guī)范性方面對(duì)實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行評(píng)價(jià)(1)凈化、吸收氣體及熄滅酒精燈時(shí)要防倒吸。(2)進(jìn)行某些易燃易爆實(shí)驗(yàn)時(shí)要防爆炸(如H2還原CuO時(shí)應(yīng)先通H2再點(diǎn)燃酒精燈，氣體點(diǎn)燃前先驗(yàn)純等)。(3)防氧化(如H2還原CuO后要“先滅燈再停氫”，白磷切割宜在水中進(jìn)行等)。(4)防吸水(如實(shí)驗(yàn)取用、制取易吸水