專題二十一化學實驗方案的設計和反應條件的控制化學（浙江選考專用）考點一考點一 物質(zhì)性質(zhì)的探究和化學實驗方案的設計物質(zhì)性質(zhì)的探究和化學實驗方案的設計考點清單知識梳理知識梳理一、化學實驗方案的設計1.化學實驗設計的內(nèi)容一個相對完整的化學實驗方案一般應包括的內(nèi)容有:實驗名稱、實驗目的、實驗原理、實驗用品和實驗步驟、實驗現(xiàn)象記錄及結(jié)果處理、問題和討論等。2.化學實驗設計的基本要求實驗方案設計的基本要求是:科學性、安全性、可行性、簡約性。對同一化學實驗,可設計出多種實驗方案,選擇采用的實驗方案應具有效果明顯、操作安全、裝置簡單、用藥少、步驟少、時間短等優(yōu)點。3.化學實驗方案設計的思路4.實驗設計的步驟(1)明確目的、原理(2)選擇儀器、藥品(3)設計裝置、步驟根據(jù)實驗目的和原理,以及所選用的儀器和藥品,設計出合理的實驗裝置和實驗操作步驟。學生應具備識別和繪制典型的實驗儀器裝置圖的能力,實驗步驟應完整而又簡明。(4)記錄現(xiàn)象、數(shù)據(jù)通過觀察,全面而準確地記錄實驗過程中的現(xiàn)象和數(shù)據(jù)。(5)分析得出結(jié)論根據(jù)觀察到的現(xiàn)象和記錄的數(shù)據(jù),通過分析、計算、列圖表、推理等方法,得出正確的結(jié)論。5.實驗設計的注意事項(1)藥品和儀器是部分或剛好給出還是有剩余若藥品和儀器只部分給出,則需要進行必要的補充,若有剩余,則應進行篩選或淘汰。(2)題目條件有無特殊要求如采用最簡單或最合理的實驗步驟,這些要求對我們考慮反應原理,選擇藥品和裝置,確定操作步驟都做了限定,必須高度重視。(3)實驗過程中的隱蔽性操作某些必要的操作如干燥、除雜、冷凝等,這些都是實驗中必不可少的,但容易被忽略。(4)藥品的規(guī)格有些題目要求指出藥品的名稱,這類問題學生最難答準確,如有些藥品的準確描述為:硫酸銅粉末、澄清石灰水、酸性高錳酸鉀溶液、濃硫酸、飽和NaHCO3溶液、NaOH溶液等。此外也應注意某些儀器的規(guī)格。二、物質(zhì)性質(zhì)實驗方案的設計1.研究物質(zhì)性質(zhì)的基本方法和程序研究物質(zhì)性質(zhì)的基本方法:觀察法、實驗法、分類法、比較法等。研究物質(zhì)性質(zhì)的基本程序:觀察外觀預測物質(zhì)性質(zhì)實驗和觀察解釋及結(jié)論。圖示如下:2.驗證性的性質(zhì)實驗方案設計所謂驗證性的性質(zhì)實驗,是指對于物質(zhì)所具備的性質(zhì),從化學實驗上去尋找證據(jù)。此類實驗方案的設計應遵循的原則是:操作簡單、科學合理、現(xiàn)象明顯、安全可靠。3.探究性的性質(zhì)實驗方案設計這類實驗方案的設計,首先要分析物質(zhì)結(jié)構的特點或從物質(zhì)所屬類型的代表物去推測物質(zhì)可能具有的一系列性質(zhì),根據(jù)現(xiàn)象明顯、科學合理、安全可靠、簡便易行的原則提出合理的實驗方案,去探索尋求物質(zhì)可能具有的各種性質(zhì)。4.性質(zhì)實驗方案設計的一般思路、程序名師點睛設計實驗方案時需注意的問題1.檢驗氣體的純度。加熱通有可燃性氣體(H2、CO、CH4、C2H2等)的裝置前,必須檢驗氣體的純度。例如用H2、CO等氣體還原金屬氧化物時,需要加熱金屬氧化物,在操作中,不能先加熱,后通氣,應當先通入氣體,將裝置內(nèi)的空氣排出,檢驗氣體是否純凈(驗純),待氣體純凈后,再點燃酒精燈加熱金屬氧化物。2.加熱操作先后順序的選擇。若氣體產(chǎn)生需加熱,應先用酒精燈加熱產(chǎn)生氣體的裝置,等產(chǎn)生氣體后,再給實驗需要加熱的固體物質(zhì)加熱,目的是:一則防止爆炸(如氫氣還原氧化銅);二則保證產(chǎn)品純度,防止反應物或生成物與空氣中其他物質(zhì)反應。例如用濃硫酸和甲酸共熱制取CO,再用CO還原Fe2O3,實驗時應首先點燃產(chǎn)生CO裝置的酒精燈,生成的CO趕走空氣后,再點燃加熱Fe2O3的酒精燈,而熄滅酒精燈的順序則相反,原因是:在還原性氣體中冷卻Fe,可防止灼熱的Fe再被空氣中的O2氧化,并防止倒吸。3.冷凝回流的問題。有的易揮發(fā)的液體反應物,為了避免反應物損耗和充分利用原料,要在發(fā)生裝置中設計冷凝回流裝置或在發(fā)生裝置中安裝長玻璃管等。4.冷卻問題。有的實驗為防止氣體冷凝不充分而損失,需用冷凝管冷凝氣體(物質(zhì)蒸氣),使氣體(物質(zhì)蒸氣)冷凝為液態(tài)便于收集。5.防止倒吸問題。實驗過程用到加熱操作的要防倒吸;氣體易溶于水的要防倒吸。6.具有特殊作用的實驗改進裝置。如為防止分液漏斗中的液體不能順利流出,用橡膠管連接成連通裝置;為防止氣體從長頸漏斗中逸出和節(jié)約藥品,可在發(fā)生裝置中的漏斗末端套一支小試管等。7.拆卸裝置時的安全性和科學性。實驗儀器的拆卸要注意安全性和科學性,有些實驗為防止“爆炸”或“氧化”,應考慮先停止加熱還是先停止通氣,如對有尾氣吸收裝置的實驗,必須將尾氣導管提出液面后才能熄滅酒精燈,以免造成溶液倒吸;用氫氣還原氧化銅的實驗應先熄滅加熱氧化銅的酒精燈,同時繼續(xù)通氫氣,待加熱區(qū)冷卻后再停止通氫氣,這是為了避免空氣倒吸入加熱區(qū)使銅氧化,或避免形成易爆氣體;拆卸用排水法收集且需要加熱制取氣體的裝置時,需先把導管從水槽中取出,再熄滅酒精燈,以防水倒吸;拆下的儀器要清洗、干燥、歸位。三、化學實驗方案的評價常常是根據(jù)化學原理和實驗操作原理,通過比較、分析和綜合的方法對化學實驗原理、試劑與儀器的選用、實驗基本操作及其順序、實驗步驟等的優(yōu)劣進行科學論證和評判,并能在必要時提出合理的改進意見。例如,排水法和排空氣法是兩種常用的收集氣體的方法,從收集到的氣體的純度和干燥性看,排水法的優(yōu)點是比較純凈,缺點是不干燥;排空氣法的優(yōu)點是比較干燥,缺點是不純凈。對給出的實驗方案做出選擇、評價或找出最佳方案,包含的知識點很多,能考查學生分析問題和解決問題的能力。1.選擇包括儀器的選擇、藥品的選擇、連接方式的選擇等。儀器的選擇,包括發(fā)生裝置(幾種基本類型)、凈化裝置(除雜質(zhì)的試劑與順序)、反應裝置、收集裝置、尾氣處理裝置等的選擇;藥品的選擇,包括種類、濃度、物質(zhì)狀態(tài)等的選擇;連接方式的選擇,包括儀器的先后順序、導管接口的連接方式等的選擇。2.評價對幾個實驗方案的正確與錯誤、嚴密與不嚴密、準確與不準確做出判斷。要考慮是否合理、有無干擾現(xiàn)象、經(jīng)濟上是否合算和對環(huán)境有無污染等。3.最佳方案的選用幾個實驗方案都能達到實驗目的,分析各方案的優(yōu)劣并選出其中最佳的方案。所謂最佳,無非是裝置最簡單、藥品容易取得且價格低廉、原料利用率高、現(xiàn)象明顯、無干擾物質(zhì),以及無污染等。四、實驗化學教材中的兩個性質(zhì)探究實驗1.鋁及其化合物的性質(zhì)(1)鋁與氧氣的反應鋁在氧氣中可以劇烈燃燒,發(fā)出耀眼的白光;但在空氣中加熱鋁條,現(xiàn)象是鋁條熔化并不滴落,因為Al2O3的熔點很高,Al2O3薄膜把熔化的鋁包住,此時溫度尚未達到Al2O3的熔點,故產(chǎn)生上述現(xiàn)象。在做鋁與氧氣反應的實驗時,集氣瓶中放入少量水或細沙,是為了防止集氣瓶炸裂。(2)鋁表面氧化膜的保護作用日常生活中人們所用的鋁制品沒有采取特別的防護措施,其原因是常溫下,鋁在空氣中表面形成一層致密的氧化物保護膜,阻止了鋁與周圍介質(zhì)的進一步反應,對鋁起到了保護作用。當有Cl-存在時,鋁表面的氧化膜易被破壞。(3)鋁表面氧化膜的實驗探究除去氧化膜的鋁片可以與CuSO4溶液反應生成暗紅色的銅。將除去氧化膜的鋁片放入濃硫酸或濃硝酸中,1min后取出鋁片,用水洗凈,再放入CuSO4溶液中無明顯現(xiàn)象,可以證明鋁在濃硫酸或濃硝酸中已被鈍化。在鋁表面氧化膜的實驗探究中:1)可適當提高CuSO4溶液的濃度以加快反應速率。2)用少量H2SO4酸化CuSO4溶液可以使生成的銅更致密、美觀。3)NaOH溶液除去鋁表面氧化膜的時間必須保持12min,不能因為鋁片已經(jīng)和堿溶液劇烈反應就縮短反應時間。(4)氧化鋁和氫氧化鋁的兩性氧化鋁和氫氧化鋁都是兩性化合物,它們既能與強堿溶液反應,又能與強酸溶液反應,相關反應的離子方程式為Al2O3+3H2O+2OH-2Al(OH、Al2O3+6H+2Al3+3H2O、Al(OH)3+OH-Al(OH、Al(OH)3+3H+Al3+3H2O。4)4)(5)鋁配合物的生成2.乙醇和苯酚的性質(zhì)(1)乙醇的性質(zhì)1)乙醇的氧化反應操作現(xiàn)象結(jié)論加入K2Cr2O7溶液時試管中的溶液為橙色,加入乙醇后溶液變?yōu)榫G色K2Cr2O7溶液能氧化乙醇,本身被還原為Cr3+2)乙醇的脫水反應實驗裝置現(xiàn)象迅速升溫至170,混合溶液中有氣泡產(chǎn)生,同時溴水褪色;把溴水換為酸性KMnO4溶液時,溶液褪色結(jié)論化學方程式:C2H5OHC2H4+H2OC2H4+Br2CH2BrCH2BrC2H4具有還原性,能被酸性KMnO4溶液氧化實驗裝置及操作現(xiàn)象結(jié)論物理性質(zhì)向蒸餾水中逐漸加入少量苯酚晶體,振蕩,溶液變渾濁,將試管放入80的熱水中,溶液變澄清,取出冷卻,溶液又變渾濁苯酚在水中的溶解度不大,當溫度為80時與水互溶化學性質(zhì)溶液變?yōu)樽仙椒幽芘cFeCl3作用得到紫色溶液(2)苯酚的性質(zhì)考點二考點二 化學反應條件的控制化學反應條件的控制知識梳理知識梳理一、化學反應條件控制的內(nèi)涵化學反應條件的控制包括兩方面:一是化學實驗條件的控制,二是化學工藝條件的控制。前者常出現(xiàn)在實驗探究題中,后者常出現(xiàn)在工業(yè)流程題中。實驗條件的控制分為內(nèi)部配比用量控制(如反應物濃度、體積、用量等)和外部條件控制(如溫度、反應物狀態(tài)、催化劑、環(huán)境酸堿性等)。二、化學反應條件控制的原則實驗條件的控制在科學探究中很重要,在進行實驗設計時,控制反應條件應遵循以下原則:1.單一變量原則,對某個實驗的影響,會有很多的因素,實驗正是要人為控制條件,保證只有一個因素是變量,其余因素保持不變。2.等量性原則,所設計的實驗中要采用平行反應,試劑取用時必須是等量的。3.對照性原則,一般要設計一個對照實驗。三、實驗化學教材中的幾個重要實驗1.硫代硫酸鈉與酸反應速率的影響因素Na2S2O3+H2SO4(稀)SO2+S+Na2SO4+H2O反應緩慢生成不溶于水的硫;使溶液出現(xiàn)淡黃色渾濁,通過觀察溶液出現(xiàn)渾濁的快慢來估測反應速率。同一溫度下,改變硫代硫酸鈉溶液的濃度而保持稀硫酸的濃度不變,通過觀察溶液達到同等渾濁程度時所需的時間來比較反應物濃度對反應速率的影響;反應溫度不同時,相同濃度的Na2S2O3溶液與稀硫酸反應,通過觀察溶液達到同等程度渾濁時所需的時間來比較溫度對反應速率的影響。2.催化劑對過氧化氫分解反應速率的影響(1)催化劑和催化作用能改變化學反應速率而本身的化學性質(zhì)和質(zhì)量在反應前后保持不變,這樣的物質(zhì)為催化劑。催化劑在反應中所起的作用為催化作用。催化劑多指能加快化學反應速率的試劑,多數(shù)反應用催化劑比不用催化劑反應速率要快得多(以下所講的催化劑專指這種催化劑)。事實上,如果沒有催化劑,大多數(shù)化工生產(chǎn)都難以進行。而減小化學反應速率的試劑叫阻化劑(過去叫負催化劑),如橡膠、塑料制品中的防老化劑;在食用油中加入沒食子酸正丙酯,能防止酸敗,這也是應用阻化劑的一個實例。催化劑的特性:a.催化劑可以加快反應的速率,但不能使原來不能發(fā)生的反應得以進行。在可逆反應中,催化劑只能縮短反應達到平衡的時間,而不能使化學平衡發(fā)生移動。b.催化劑有專一性,不同的化學反應要選用不同的催化劑。同樣的反應物選用不同的催化劑,可以發(fā)生不同的反應,從而得到不同的產(chǎn)物。c.催化劑有一定的活化溫度,在這個溫度范圍內(nèi)使用,催化劑的活性最高。d.使用催化劑能增大化學反應速率的機理主要是形成中間產(chǎn)物,或在催化劑表面的活性中心發(fā)生反應,從而改變反應的途徑,使反應的活化能降低。(2)催化劑對過氧化氫分解反應速率的影響雖然本實驗只是通過選擇不同的催化劑來比較它們對過氧化氫分解速率的影響,然而,影響該反應中氧氣產(chǎn)生速率的因素除了過氧化氫的濃度、催化劑的用量外,還有一些易被忽視的重要因素,如MnO2的狀態(tài)(粉末狀或顆粒狀)。若MnO2是粉末狀的,用量就要相應減少,否則反應會過于劇烈。3.反應條件對化學平衡的影響(1)氯化鈷溶液的顏色變化CoCl2的水合物在加熱逐步失去結(jié)晶水的過程中會呈現(xiàn)不同的顏色:CoCl26H2O(粉紅色)CoCl22H2O(紫色)CoCl2H2O(藍紫色)CoCl2(藍色)。藍色的CoCl2在潮濕的空氣中會變?yōu)榉奂t色,因此氯化鈷可在變色硅膠中作指示劑,也可制顯隱墨水,還可以根據(jù)其顏色隨溫度變化的性質(zhì)制成溫度計。常溫下把氯化鈷晶體溶于95%乙醇溶液中,可得到藍色溶液,向該藍色溶液中逐滴加入水,藍色溶液會逐漸變?yōu)榉奂t色。到剛剛變?yōu)榉奂t色時停止加水,再加熱該粉紅色溶液,溶液隨溫度上升其顏色又逐漸變?yōu)樗{色。冷卻該溶液,藍色溶液又會逐漸變?yōu)榉奂t色。一般鈷鹽都是以Co2+的形式存在于水溶液中,因為Co2+是鈷的最穩(wěn)定氧化態(tài)。水溶液中的四氯合鈷()配離子與六水合鈷()配離子間存在如下平衡:Co(H2O)62+4Cl-CoCl42-+6H2O(粉紅色)(藍色)(2)乙酸乙酯水解條件的探究乙酸乙酯的水解是一個可逆反應,在純水中即使加熱,反應也很慢。而酸和堿對它都有催化作用,酸可加速其達到水解平衡,而堿除了起催化作用外,還能和水解產(chǎn)物中的酸起反應,使該反應的平衡向水解方向移動。所以等量的乙酸乙酯在其他條件一致的情況下,用酸和用堿作催化劑,其水解的效果是不同的。乙酸乙酯為無色透明的液體,實驗時我們較難將其與下層的水加以辨別。因此可加些油溶性染料或水溶性染料,使兩液層產(chǎn)生明顯的色差而便于區(qū)分。大部分漆均可溶于乙酸乙酯,為方便,可選一些干的漆膜進行染色,如把一支紅漆面的鉛筆浸于乙酸乙酯中片刻,即能把液體染成紅色;也可以將紅蠟部分溶解于乙酸乙酯而使之變?yōu)榧t色,這一類顏料均不溶于水。當然,也可以對水層進行染色。方法方法1 實驗方案的設計方法和原則實驗方案的設計方法和原則化學實驗設計應當遵循科學性、可行性、安全性、簡約性等基本原則。1.科學性(1)當制備具有還原性的物質(zhì)時,不能用強氧化性酸,如:制H2S、HBr、HI等氣體時,皆不宜用濃硫酸,前一種氣體宜用稀鹽酸,后兩種氣體要用濃磷酸。突破方法(2)與反應進行、停滯有關的問題制CO2,不宜用H2SO4。因為生成的微溶物CaSO4覆蓋在CaCO3表面,阻止反應進一步進行。(3)H2和Cl2混合氣體(H2、Cl2的體積比1 1)爆炸的演示實驗,其成功的關鍵是H2、Cl2兩種氣體的純度要高,尤其Cl2含水蒸氣越少越好。MnO2和濃鹽酸在加熱條件下反應,制備的Cl2中含易揮發(fā)的HCl氣體和較多的水蒸氣;若用KMnO4代替MnO2進行反應,由于反應不需要加熱,使制得的Cl2中含HCl氣體和水蒸氣極少,從而可提高H2、Cl2混合氣體爆炸實驗的成功率。(4)酸性廢氣可用堿石灰或強堿溶液吸收,一般不用石灰水,因為Ca(OH)2屬微溶性物質(zhì),石灰水中Ca(OH)2的含量少。(5)檢查多個連續(xù)裝置的氣密性,一般不用手捂法,因為手掌熱量有限。(6)排水法測量氣體體積時,一定要注意裝置內(nèi)外壓強應相同。(7)實驗室制備Al(OH)3的反應原理有兩個:由Al3+制Al(OH)3需加氨水;由Al制Al(OH)3需通CO2氣體。注意氨水是Mg2+、Al3+、Fe3+的沉淀劑,這個知識點,不但可以用在這三種離子對應氫氧化物的制備上,還可以用于Mg2+、Al3+、Fe3+的鑒別實驗中。(8)裝置順序中,應先除雜后干燥。如實驗室制取Cl2的實驗中,應先用飽和食鹽水除去HCl氣體,后用濃硫酸吸收水蒸氣。2O2.可行性(1)在制備Fe(OH)2時,首先,將NaOH溶液煮沸,以除去NaOH溶液中溶解的O2;其次,在新制的FeSO4溶液上加一層苯,隔離空氣中的O2,防止生成的Fe(OH)2被氧化。(2)實驗室一般不宜采用高壓、低壓或低溫(低于0)等條件。(3)收集氣體的方法可因氣體性質(zhì)和所提供的裝置而異,如圖所示裝置,既可用于收集比空氣密度小的氣體(B進A出),又可用于收集比空氣密度大的氣體(A進B出)。(4)尾氣處理可采用防倒吸的裝置,如下圖所示?？傊?實驗設計應切實可行,所選用的藥品、儀器、設備和方法等要在中學現(xiàn)有條件下能夠滿足。值得一提的是,實驗儀器、試劑及方法不一定拘泥于課本上介紹的,重在實效。3.安全性實驗設計應盡量避免使用有毒的藥品和一些有危險性的實驗操作,如必須使用,應注意有毒物品的回收處理,以及詳細說明操作中應注意的事項,以防造成環(huán)境污染和人身傷害。(1)制備可燃性氣體,在點燃前務必認真驗純,以防爆炸!(2)易溶于水的氣體,用溶液吸收時應使用防倒吸裝置。(3)對強氧化劑(如KClO3等)及它與強還原劑的混合物,千萬不能隨意研磨,以防發(fā)生劇烈的氧化還原反應,造成人身傷害等事故。(4)劇毒氣體的制備或性質(zhì)實驗,均應在通風櫥或密閉系統(tǒng)中進行,尾氣一般采用吸收或燃燒處理的方法。(5)混合或稀釋液體時,應將密度大的液體緩慢加到密度小的液體中,以防飛濺,如濃硫酸的稀釋實驗。(6)用Cu制CuSO4,可先將Cu在空氣中灼燒成CuO,再加稀硫酸,不宜用Cu和濃硫酸反應,以防產(chǎn)生有毒氣體SO2。4.簡約性實驗設計盡可能簡單易行,應采用裝置簡單、實驗步驟少、所需藥品少、并能在短時間內(nèi)完成的實驗。在急用時,如宜將濃氨水滴入生石灰中制取NH3,不宜用NH4Cl與Ca(OH)2反應制取NH3;又如,宜將濃鹽酸滴入固體KMnO4中制備Cl2等。例例1(2017課標,26,14分)綠礬是含有一定量結(jié)晶水的硫酸亞鐵,在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中具有重要的用途。某化學興趣小組對綠礬的一些性質(zhì)進行探究?；卮鹣铝袉栴}:(1)在試管中加入少量綠礬樣品,加水溶解,滴加KSCN溶液,溶液顏色無明顯變化。再向試管中通入空氣,溶液逐漸變紅。由此可知:、。(2)為測定綠礬中結(jié)晶水含量,將石英玻璃管(帶兩端開關K1和K2)(設為裝置A)稱重,記為m1g。將樣品裝入石英玻璃管中,再次將裝置A稱重,記為m2g。按下圖連接好裝置進行實驗。儀器B的名稱是。將下列實驗操作步驟正確排序(填標號);重復上述操作步驟,直至A恒重,記為m3g。a.點燃酒精燈,加熱b.熄滅酒精燈c.關閉K1和K2d.打開K1和K2,緩緩通入N2e.稱量Af.冷卻到室溫根據(jù)實驗記錄,計算綠礬化學式中結(jié)晶水數(shù)目x=(列式表示)。若實驗時按a、d次序操作,則使x(填“偏大”“偏小”或“無影響”)。(3)為探究硫酸亞鐵的分解產(chǎn)物,將(2)中已恒重的裝置A接入下圖所示的裝置中,打開K1和K2,緩緩通入N2,加熱。實驗后反應管中殘留固體為紅色粉末。C、D中的溶液依次為(填標號)。C、D中有氣泡冒出,并可觀察到的現(xiàn)象分別為。a.品紅b.NaOHc.BaCl2d.Ba(NO3)2e.濃H2SO4寫出硫酸亞鐵高溫分解反應的化學方程式。解析解析本題考查FeSO4的化學性質(zhì)及實驗方案的分析。(1)滴加KSCN溶液,溶液顏色無明顯變化,說明溶液中不含F(xiàn)e3+;通入空氣,溶液逐漸變紅,說明Fe2+被氧氣氧化成了Fe3+。(2)先通入N2將裝置中的空氣排出,然后加熱,可防止FeSO4在加熱過程中被氧化;最后在N2保護下冷卻至室溫再稱重。設綠礬晶體的化學式為FeSO4xH2O,結(jié)合題意可知=18152x,x=;若實驗時未排空氣就加熱,則FeSO4會被氧化,使m3偏大,計算出的x偏小。(3)由題意可知SO4固體高溫條件下可分解生成 O3,依據(jù)氧化還原反應中得失電子守恒規(guī)律推測產(chǎn)物中應有SO2,且Fe2O3與SO2的物質(zhì)的量之比為1 1,結(jié)合原子守恒可知產(chǎn)物中還應該有SO3,故FeSO4高溫分解反應的化學方程式為2FeSO4Fe2O3+SO2+SO3;SO2與BaCl2溶液不反應,SO3與BaCl2溶液反應生成BaSO4沉淀,故先用BaCl2溶液檢驗SO3氣體,再用品紅溶液檢驗SO2氣體,最后用NaOH溶液進行尾氣處理。答案答案(1)樣品中沒有Fe()Fe()易被氧氣氧化為Fe()(2)干燥管dabfce2331mmmm2331152()18()mmmm233176()9()mmmm2Fe32Fe偏小(3)c、a生成白色沉淀、褪色2FeSO4Fe2O3+SO2+SO3233176()9()mmmm方法方法2 化學實驗評價的策略和方法化學實驗評價的策略和方法對某個或幾個實驗方案的正確與錯誤、嚴密與不嚴密等作出判斷,要考慮是否完全合理、有無干擾現(xiàn)象、經(jīng)濟上是否合算和對環(huán)境有無污染等。1.從可行性方面對實驗方案作出評價科學性和可行性是設計實驗方案的兩條重要原則,任何實驗方案都必須科學可行。因此,在對實驗方案進行評價時,可從以下4個方面分析:(1)實驗原理是否正確、可行;(2)實驗操作是否安全、合理;(3)實驗步驟是否簡單、方便;(4)實驗效果是否明顯等。2.從“綠色化學”視角對實驗方案作出評價“綠色化學”要求設計更安全、對環(huán)境友好的合成線路,降低化學工業(yè)生產(chǎn)過程中對人類健康和環(huán)境的危害,減少廢棄物的產(chǎn)生和排放。根據(jù)“綠色化學”理念,對化學實驗過程或方案可從以下4個方面進行綜合評價:(1)反應原料是否易得、安全、無毒;(2)反應速率是否較快;(3)原料利用率以及合成物質(zhì)的產(chǎn)率是否較高;(4)合成過程是否造成環(huán)境污染。3.從“安全性”方面對實驗方案作出評價化學實驗從安全角度?？紤]的主要因素如下:(1)凈化、吸收氣體及熄滅酒精燈時要防倒吸;(2)進行某些易燃、易爆實驗時要防爆炸(如H2還原CuO應先通H2,氣體點燃先驗純等);(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行等);(4)儀器拆卸的科學性與安全性(也從防污染、防氧化、防倒吸、防爆炸、防泄漏等角度考慮);(5)其他(如實驗操作順序、試劑加入順序、實驗方法使用順序等)。例例2已知:堿金屬和堿土金屬(第A族)與H2在隔絕空氣加熱時可以發(fā)生反應,生成離子型金屬氫化物,如NaH、CaH2等,NaH、CaH2均易與水反應。現(xiàn)有甲、乙兩位同學分別設計了制備CaH2的實驗,裝置如下圖所示(分別以序號、表示,鐵架臺等夾持固定儀器已略去)。請回答下列問題:(1)鋅與鹽酸反應的離子方程式為。(2)最后實驗結(jié)果顯示,兩位同學的實驗裝置設計都有缺陷。裝置的不足之處是,裝置的不足之處是。(3)請你從兩套裝置中選取你認為合理的部分,按從左到右的順序組裝一套制取CaH2的合理裝置(用序號A、B、C表示)。(4)檢查完裝置的氣密性后,為了保證產(chǎn)品的純度和實驗安全必須先,再,才能點燃酒精燈加熱。反應開始后,在E口處應。(5)軍事上和氣象野外作業(yè)時常用CaH2作生氫劑,使之與水反應產(chǎn)生H2,其反應的化學方程式為。解析解析(2)觀察裝置、分析反應,顯然A中缺少除HCl氣體的裝置;D中制備易與水反應的CaH2,需防止空氣中的H2O進入裝置內(nèi)部,故需在裝置D的末端加干燥裝置。(4)點燃酒精燈前必須要趕盡裝置內(nèi)的空氣并檢驗H2的純度,同時必須進行尾氣吸收或處理。(5)CaH2中H元素為-1價,H2O中H元素為+1價,二者發(fā)生歸中反應。答案答案(1)Zn+2H+Zn2+H2(2)制H2裝置后缺少除HCl氣體的裝置制CaH2裝置后缺少干燥裝置(防止空氣中的水蒸氣進入)(3)CB(4)通氫氣檢驗氫氣的純度點燃尾氣(或外接氣球等)(5)CaH2+2H2OCa(OH)2+2H2