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(共52张PPT)
[学习目标]
1.掌握评价检验类化学实验方案设计的一般思路。
2.掌握评价性质探究类化学实验方案设计的一般思路。
3.结合数字化工具(pH 传感器、电导率仪)分析实验数据,或通过对比实验设计培养学生的变量控制能力。
1.微型实验方案的设计原则与要求
(1)设计原则:①条件合适,操作方便;②原理正确,步骤简单;③原料丰富,价格低廉;④产物纯净,污染物少。
(2)基本要求:①科学性;②安全性;③可行性;④简约性。
2.微型实验设计中的三个顺序
(1)实验操作顺序:装置选择与连接→气密性检查→加固体试剂→加液体试剂→开始实验(按程序)→拆卸仪器→其他处理等。
(2)加热顺序选择:若气体制备实验需加热,应先加热气体发生装置,通入气体排出装置中的空气后,再给实验中需要加热的物质加热。目的:①防止爆炸(如氢气还原氧化铜);②保证产品纯度,防止反应物或生成物与空气中的物质反应。熄灭酒精灯的顺序则相反。
(3)仪器的连接顺序:
①涉及气体的一般连接顺序:发生装置→除杂装置→干燥装置→性质探究或收集装置→尾气处理装置(注意防倒吸)。
②一般装置的进出气口:a.洗气瓶:长进短出;b.U形管:无前后;c.干燥管:粗入细出;d.加热玻璃管:无前后;e.排液量气:短进长出。
③仪器连接要注意的问题
a.安装仪器时,先下后上,先左后右。
b.净化气体时,一般先除去有毒、有刺激性气味的气体,后除去无毒、无气味的气体,最后除去水蒸气。
c.制备易潮解的物质时,制备装置前、后要连干燥装置。
1.(2025·山东省实验中学一模)碱金属的液氨溶液含有的蓝色溶剂化电子[e(NH3)n]-是强还原剂。锂与液氨反应的装置如图(夹持装置略),已知液氨的沸点-33.5 ℃。下列说法正确的是(　　)
A.装置A中的试剂可替换为Ca(OH)2溶液与NH4Cl固体
B.D中发生的变化是Li+nNH3===Li++[e(NH3)n]-
C.锂片必须打磨出新鲜表面,C、E均可选用CaCl2固体
D.D中干冰 丙酮冷却装置可改为冰水浴
B
解析　Ca(OH)2 溶液与NH4Cl 固体加热制氨气,装置A无加热装置,故装置A中不能替换为Ca(OH)2 溶液与NH4Cl 固体,A项错误;氨气在D中冷却为液氨,锂与液氨反应生成[e(NH3)n]-,根据原子守恒和电荷守恒可知,D中的变化为:Li+nNH3===Li++[e(NH3)n]-,B项正确;锂保存在石蜡中,使用前应打磨掉表面的氧化层,氨气可与氯化钙发生络合反应,故干燥管C中不能加入CaCl2 固体,C项错误;冰水浴温度不能达到-77 ℃,干冰 丙酮冷却装置不可改为冰水浴,D项错误。
2.(2025·湖南长沙一模)某同学在学习了Na2O2 与CO2 的反应后,欲类比探究Na2O2 与SO2 的反应产物,设计了如下实验装置检验产物并观察到了以下现象:
操作Ⅰ:用带火星的细木条靠近干燥管口a,未观察到细
木条着火燃烧;操作Ⅱ:将装置C中反应后的固体物质溶
于适量水配成溶液,在配成的溶液中先加入盐酸酸化,
再加入硝酸钡溶液,有沉淀生成。
下列说法错误的是(　　)
A.制取SO2 使用Na2SO3 固体和70%的H2SO4 溶液为宜
B.若没有装置B,水蒸气会进入装置C中反应产生O2 干扰实验
C.操作Ⅰ细木条未着火燃烧可能是由于a口处气体中存在较多的未反应完全的SO2
D.操作Ⅱ产生沉淀无法确定C中固体产物中存在Na2SO4
C
解析　Na2SO3与硫酸溶液反应得到SO2气体,再通过浓硫酸干燥进入盛Na2O2的玻璃管反应,碱石灰的作用是吸收多余的SO2防止污染空气,同时还防止空气中的水和二氧化碳进入干扰实验。硫酸浓度过高,H+浓度较小,不利于离子反应的发生,硫酸浓度过低,SO2易溶于水,不利于SO2气体的逸出,制取SO2 使用Na2SO3 固体和70%的H2SO4 溶液为宜,A正确;B装置中是浓硫酸,目的是干燥SO2气体,防止水蒸气进入C装置与Na2O2反应生成氧气,干扰实验,B正确;操作Ⅰ细木条未着火燃烧,可能是由于发生Na2O2+SO2===Na2SO4,没有O2放出,C错误;检验硫酸根离子,先加入盐酸酸化,再加入BaCl2溶液,若加入硝酸钡溶液,硝酸会将亚硫酸氧化为硫酸,无法确定C中固体产物中存在Na2SO4,D正确。
3.(2025·广东肇庆一模)利用如图所示装置进行Cl2 的性质探究实验:打开K1 、 K2,一段时间后,装置b中溶液变蓝。将装置c置于光亮处,关闭K2,打开K3,通入与CH4 等体积的Cl2 。下列说法正确的是(　　)
A.装置a中浓盐酸体现氧化性和酸性
B.装置b中现象说明I- 全部转化为I2
C.装置c中试管内壁上出现油滴,最终液体充满试管
D.反应结束后装置c的试管中最多有5种有机物
D
解析　高锰酸钾与浓盐酸反应生成氯化钾、氯化锰、水和氯气。装置a中浓盐酸与高锰酸钾反应,体现的是浓盐酸的还原性和酸性,A错误;装置b中溶液变蓝,说明Cl2 与I- 发生了置换反应,但无法说明I- 完全转化为I2,B错误;装置c中,甲烷与氯气发生取代反应会生成CH3Cl 、CH2Cl2 、CHCl3 、CCl4,CH2Cl2 、CHCl3 、CCl4 为有机液体,会看到试管内壁上出现油滴。CH4 与Cl2 是等体积混合的,反应后有剩余的CH4 气体和生成的CH3Cl 气体,且二者难溶于水,最终液体不会充满试管,C错误;反应结束后,装置c的试管中最多会有CH4 、CH3Cl 、CH2Cl2 、CHCl3 、CCl4 这5种有机物,D正确。
1.两种常见微型表格实验方案设计的基本流程
(1)性质探究性实验方案的设计:主要是从物质的结构特点或从所属类型的典型代表物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,去探索它所可能具有的性质。设计的基本流程为:根据物质的组成、结构和类型→提出性质猜想→设计实验逐个验证→记录现象和数据→归纳分析→合理推断得出结论。
(2)性质验证实验方案的设计:主要是求证物质具备的性质,关键是设计出简捷的实验方案,要求操作简单,简便易行,现象明显,且安全可行。设计的基本流程为:根据物质的性质→设计可能实验方案→优化实验方案→实施实验(原理、方法、步骤、仪器、药品、操作要点等)→观察现象记录数据→综合分析得出结论。
2.两种常见微型表格实验方案评价的基本流程
(1)检验类实验方案评价思路
检验试剂不能对其他物质的检验有干扰,即不能与其他被检验的物质反应,也不能生成被检验的物质→宏观现象要明显→实验操作是否简单可行→操作顺序是否正确,注意排除干扰因素。
(2)原理及性质类实验方案评价思路
理论依据是否正确(物质的性质、化学原理等)→是否注意变量控制→实验操作是否规范→实验现象与结论是否具有因果关系。
一　微型实验方案的设计
1.(2026·高三上陕西西安月考)下列实验能达到实验目的的是(　　)
D
选项 实验内容 实验目的
A 将CuCl2·2H2O 晶体置于坩埚中加热 制备CuCl2 固体
B 向装有亚硫酸钠白色固体粉末的圆底烧瓶中加浓硫酸;用排饱和亚硫酸钠溶液的方法收集气体 制取并收集二氧化硫
C 向FeCl2 溶液中滴加酸性高锰酸钾溶液 证明Fe2+具有还原性
D 加热氯化铵和氢氧化钙的混合物,并将产生的气体通过装有碱石灰的干燥管 制取氨气并干燥
解析　CuCl2·2H2O晶体加热时会发生水解,生成Cu(OH)2和HCl,HCl挥发后最终得到CuO而非CuCl2固体,A错误;亚硫酸钠与浓硫酸反应生成SO2,但用饱和亚硫酸钠溶液收集SO2会因发生反应SO2+Na2SO3+H2O===2NaHSO3 而收集不到SO2,应改用排饱和亚硫酸氢钠溶液方法收集,B错误;FeCl2溶液中Cl-在酸性条件下可以被高锰酸钾氧化,干扰Fe2+还原性的证明,无法确定褪色原因,C错误;加热氯化铵和氢氧化钙混合物生成NH3,碱石灰为碱性干燥剂可有效干燥NH3,D正确。
2.(2025·广西南宁一模)根据下列实验操作和现象所得到的结论正确的是(　　)
D
选项 实验操作和现象 结论
A 将乙醇与浓H2SO4混合加热,将产生的气体通入酸性KMnO4溶液,溶液紫红色褪去 产生的气体中一定含有乙烯
B 向苯酚浊液中滴加碳酸钠溶液,浊液变澄清 苯酚的酸性强于碳酸的酸性
C 向1 溴丙烷中加入KOH溶液,加热几分钟,冷却后再加入AgNO3溶液,无淡黄色沉淀生成 1 溴丙烷没有水解
D 向20%蔗糖溶液中加入稀硫酸加热,再加入NaOH溶液调成碱性,再加入银氨溶液水浴加热,出现银镜 蔗糖水解产物具有还原性
十大经典微型实验方案设计范式
1.证明氯气的氧化性强于单质硫的实验设计方案:把氯气通入硫化氢溶液中,若有淡黄色沉淀生成,则证明氯气的氧化性强于单质硫(氧化性规律:氧化剂>氧化产物)。
2.证明草酸的酸性强于碳酸的实验设计方案:向1 mol·L-1 NaHCO3溶液中加入1 mol·L-1草酸,若产生大量气泡,则证明草酸的酸性强于碳酸。
3.证明碳酸的酸性强于硅酸的实验设计方案:把CO2通入硅酸钠溶液中,若出现白色沉淀,则说明碳酸的酸性强于硅酸(利用强酸制弱酸)。
[归纳总结]
4.证明H2C2O4是弱酸的实验设计方案:测Na2C2O4溶液的pH,pH>7说明H2C2O4是弱酸;或将pH=1的H2C2O4溶液稀释10倍,pH<2说明H2C2O4是弱酸(利用电离平衡或水解平衡)。
5.证明SO2中含有CO2的实验设计方案:先把混合气体通入足量的酸性高锰酸钾溶液中,再通入品红溶液不褪色,最后通入澄清石灰水中,若澄清石灰水变浑浊,说明含有CO2。
6.证明CO2中含有CO的实验设计方案:先除尽CO2,再把气体通入加热的CuO中,若黑色固体变为红色,生成的气体能使澄清石灰水变浑浊,则证明原混合气体中含有CO(说明CO具有还原性)。
10.Ksp大小的比较(以AgCl、AgBr为例)的实验设计方案:①向AgNO3稀溶液中滴加过量NaCl溶液有白色沉淀生成,再向其中滴加KBr溶液产生淡黄色沉淀。
②向浓度均为0.1 mol·L-1的NaCl、NaBr混合溶液中,滴加0.1 mol·L-1 AgNO3溶液,先产生淡黄色沉淀(Ksp小的先产生沉淀)。
二　微型实验方案的评价
3.(2026·贵州贵阳高三联考)根据下列实验操作及现象所推出的结论错误的是(　　)
C
选项 实验操作及现象 结论
A 向洁净试管中加入新制氢氧化铜悬浊液,再滴入几滴乙醛,振荡,加热,试管底部出现砖红色固体 乙醛具有还原性
B 向某溶液中加入K3[Fe(CN)6],浅绿色溶液出现蓝色浑浊 该溶液中可能含有Fe2+
C 将有机物M溶于乙醇,加入碳酸氢钠溶液,有气泡产生 有机物M中一定含有羟基
D 将Ag和AgNO3溶液与Cu和Na2SO4溶液组成原电池,连通后银表面有银白色金属沉积,铜电极附近溶液逐渐变蓝 Cu的金属性比Ag强
解析　乙醛与新制氢氧化铜悬浊液在碱性条件下加热生成砖红色Cu2O,说明乙醛被氧化,体现还原性,实验操作在碱性环境中进行,A正确;K3[Fe(CN)6]用于检测Fe2+,浅绿色溶液可能含Fe2+,加入试剂后蓝色浑浊(滕氏蓝)进一步证明Fe2+存在,结论“可能含有”表述严谨,B正确;与NaHCO3反应产生CO2说明有机物含羧基(—COOH),而非羟基(—OH),羟基酸性不足以与NaHCO3反应,结论错误,C错误;Cu作负极被氧化为Cu2+(溶液变蓝),Ag作正极析出Ag,证明Cu金属性强于Ag,D正确。
4.(2025·云南保山一模)室温下,根据下列实验过程及现象,能验证相应实验结论的是(　　)
D
选项 实验过程及现象 实验结论
A 向待测液中滴加氯水,再加几滴KSCN 溶液,溶液变成红色 待测液中含有Fe2+
B 向10 mL 0.1 mol·L-1NaNO3 溶液中加入Cu 粉,再滴加几滴8 mol·L-1 硫酸,微热,溶液逐渐变成浅蓝色 8 mol·L-1 硫酸具有强氧化性
C 将BaSO4 粉末加入到Na2CO3 饱和溶液中,充分振荡、静置、过滤、洗涤,将滤渣加入盐酸中,有气泡生成 Ksp(BaSO4) >Ksp(BaCO3)
D 向试管中加入某卤代烃(CH3CH2X )和0.5 mol·L-1NaOH 溶液,加热,再向反应后的溶液中先加入硝酸酸化,再滴加AgNO3 溶液,有浅黄色沉淀生成 卤代烃中X为Br 原子
解析　溶液中含有三价铁离子,加入KSCN溶液也会出现相同现象,不能说明待测液中含有Fe2+,A错误;硝酸钠溶液中滴加几滴8 mol·L-1 硫酸,酸性条件下,硝酸根离子氧化铜单质生成铜离子,硝酸根离子体现氧化性,不能体现8 mol·L-1 硫酸具有强氧化性,B错误;饱和碳酸钠溶液中碳酸根离子浓度过大,使得硫酸钡沉淀转化为碳酸钡沉淀,不能比较Ksp(BaSO4)、Ksp(BaCO3)的大小,C错误;向盛有少量一卤代乙烷的试管中加入氢氧化钠溶液并加热,发生取代反应生成乙醇和卤化钠,冷却后加入足量稀硝酸酸化,滴加硝酸银溶液后产生浅黄色沉淀,说明有机物中存在的卤素原子为溴原子,D正确。
表格式实验解题流程
明确实验目的→联想实验原理→分析选用的试剂、使用的仪器、操作能否达到实验的目的→分析实验可能存在的影响因素→确定实验结论是否存在唯一性。
[归纳总结]
1.(2025·云南卷)某化学兴趣小组设计如下实验装置,通过测定反应前后质量的变化,验证NaNO3 固体在酒精灯加热条件下,受热分解的气态产物。
实验步骤:先缓慢通入Ar气,排尽装置内空气;关闭Ⅰ左侧阀门,点燃酒精灯;一段时间后,Ⅱ中灼热的铜网变黑,熄灭酒精灯甲;再次缓慢通入Ar气……
下列说法错误的是(　　)
A.实验步骤中,点燃酒精灯的顺序为甲、乙、丙
B.整个过程中,若Ⅲ中灼热的铜网未变黑,则说明生成的O2 在Ⅱ中反应完全
C.实验结束后,若Ⅰ中减少的质量等于Ⅱ中增加的质量,则分解的气态产物只有O2
D.NaNO3 应远离热源、可燃物,并与还原性物质分开存放
A
解析　先缓慢通入Ar气,排尽装置内空气,防止对实验造成干扰,关闭Ⅰ左侧阀门,先后点燃乙、丙、甲处酒精灯,一段时间后,Ⅱ中灼热的铜网变黑,说明NaNO3分解产生了O2,熄灭酒精灯甲,再次缓慢通入Ar气,使NaNO3分解产生的气态产物全部排尽,浓硫酸用于防止空气中的水蒸气进入装置干扰实验。一段时间后,Ⅱ中灼热的铜网变黑,说明NaNO3分解产生了O2,为确保能准确测定产生的氧气的质量,应先点燃乙处酒精灯,再点燃丙处酒精灯,最后点燃甲处酒精灯,A错误;Ⅱ、Ⅲ中Cu均能和氧气反应生成黑色的CuO,整个过程中,若Ⅲ中灼热的铜网未变黑,则说明生成的O2在Ⅱ中反应完全,B正确;Ⅱ中的Cu只能吸收O2,实验结束后,若Ⅰ中减少的质量等于Ⅱ中增加的质量,则分解的气态产物只有O2,C正确;由该实验可知NaNO3受热易分解产生O2,故NaNO3应远离热源、可燃物,并与还原性物质分开存放,D正确。
2.(2025·甘肃卷)下列实验操作能够达到目的的是(　　)
D
选项 实验操作 目的
A 测定0.01 mol·L-1某酸溶液的pH是否为2 判断该酸是否为强酸
B 向稀Fe2(SO4)3溶液滴入几滴浓硫酸,观察溶液颜色变化 探究H+对Fe3+水解的影响
C 向AgNO3溶液先滴入几滴NaCl溶液,再滴入几滴NaI溶液,观察沉淀颜色变化 比较AgCl和AgI的Ksp大小
D 将氯气通入Na2S溶液,观察是否产生淡黄色沉淀 验证氯气的氧化性
解析　0.01 mol·L-1的多元弱酸溶液的pH也可能为2,A错误;浓硫酸稀释时放热,故将浓硫酸滴入稀Fe2(SO4)3溶液中,体系温度升高,干扰H+对Fe3+水解影响的探究,B错误;向AgNO3溶液先滴入几滴NaCl溶液,有AgCl生成,再滴入几滴NaI溶液,与溶液中过量的Ag+反应生成AgI黄色沉淀,不能证明发生了沉淀的相互转化,无法比较AgCl和AgI的Ksp大小,C错误;将氯气通入Na2S溶液中,产生淡黄色沉淀,说明有S单质生成,则Cl2具有氧化性,D正确。
3.(2025·重庆卷)下列实验操作及其现象不能推出相应结论的是(　　)
B
选项 操作及现象 结论
A 将点燃的镁条迅速伸入集满CO2 的集气瓶中,产生白烟和黑色固体 CO2 具有氧化性
B 用pH计测得碳酸钠溶液的pH小于苯酚钠溶液的pH 酸性:碳酸>苯酚
C 在盛有稀盐酸的试管中加入锌片,产生气泡;再将铜丝插入试管且接触锌片,产生气泡的速率增大 反应速率:电化学腐蚀>化学腐蚀
D 将一定浓度的葡萄糖溶液滴入新制Cu(OH)2 悬浊液中,加热,生成砖红色沉淀 葡萄糖属于还原糖
[夯基固本练]
D
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1.(2025·河北沧州一模)下列实验(图中部分夹持装置略)不能达到实验目的的是(　　)
A.收集NO2　 B.验证铁的吸氧腐蚀
C.证明非金属性:S>C>Si　 D.除去乙酸乙酯中的少量乙酸
解析　NO2 密度大于空气,收集NO2时导管应长进短出,NO2 与氢氧化钠溶液反应生成硝酸钠、亚硝酸钠和水,可用氢氧化钠溶液吸收多余的NO2,防止污染环境,A正确;食盐水浸润的铁丝网发生吸氧腐蚀,上部压强变小,玻璃管中红墨水液面上升,B正确;将稀硫酸滴入碳酸钠溶液反应生成二氧化碳,说明酸性:硫酸>碳酸;产生的二氧化碳进入硅酸钠溶液反应生成硅酸,说明酸性:碳酸>硅酸,故酸性:硫酸>碳酸>硅酸;根据元素最高价氧化物对应水化物酸性越强,元素的非金属性越强,非金属性:S>C>Si,C正确;乙醇与乙酸在浓硫酸作催化剂条件下发生的酯化反应生成乙酸乙酯,该反应是可逆反应,不能保证所加药品完全反应,不能达到除杂的目的,同时引入新的杂质,D错误。
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2.用如下图所示的装置(加热及夹持仪器已略去)进行的实验,下列不能达到相应实验目的的是(　　)
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A.装置①中的a可用于吸收尾气中的Cl2,b可用于吸收气体时防倒吸
B.装置②可实现制取CO2实验中的“即关即止,即开即用”
C.利用装置③制取SO2,并验证其还原性
D.利用装置④验证KHCO3和K2CO3的热稳定性,X中盛放的物质是K2CO3
3.(2025·渭南统考)利用下列装置进行实验,能达到实验目的的是(　　)
A.验证非金属性:N>C>Si B.提纯高锰酸钾
C.制备无水MgCl2　　 D.制备碳酸氢钠　
C
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4.(2025·新乡模拟)利用图中装置进行实验,能达到实验目的的是(　　)
A.灼烧海带制海带灰　　 B.合成氨并检验氨的生成
C.铁钉镀锌　 D.制备并收集SO2
B
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解析　灼烧固体时应使用坩埚、泥三角、三脚架等,A项不能达到实验目的;氢气和氮气在催化剂(铁丝绒)、加热条件下反应生成NH3,NH3与HCl反应生成氯化铵固体,若观察到导管口产生白烟,即可验证有氨生成,B项能达到实验目的;铁钉镀锌时,铁钉为阴极,连接电源负极,锌片为阳极,连接电源正极,C项不能达到实验目的;SO2易溶于水且能与水反应,不能用排水法收集SO2,D项不能达到实验目的。
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5.(2025·江西萍乡一模)下列实验方案不能达到实验目的的是(　　)
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B
选项 实验目的 实验方案
A 向NaHSO3 溶液中滴加氢硫酸,观察现象
B 证明葡萄糖中含有羟基 向葡萄糖溶液中加入酸性高锰酸钾溶液,观察现象
C 测定过氧化钠样品(含少量氧化钠)的纯度 向a g样品中加入足量水,测量产生的气体在标准状况下的体积
D 比较镁和铜的金属性强弱 用pH试纸分别测量等物质的量浓度MgCl2 和CuCl2 溶液的pH,比较pH的大小
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解析　亚硫酸氢钠和硫化氢发生归中反应生成淡黄色的单质硫沉淀,亚硫酸氢钠表现氧化性,故A正确;葡萄糖中含有羟基和醛基,均可被酸性高锰酸钾溶液氧化,无法证明葡萄糖中含有羟基,故B错误;过氧化钠和水反应生成氧气,通过测量氧气体积可知过氧化钠纯度,故C正确;金属性越强,其最高价氧化物对应水化物的碱性也越强,金属离子越不容易发生水解,溶液pH越大,因此可以用pH试纸测量等物质的量浓度MgCl2 和CuCl2溶液的pH比较镁和铜的金属性强弱,故D正确。
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[能力技能练]
6.(2025·湖南岳阳一模)与下列实验操作对应的现象、结论均正确的是(　　)
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D
选项 实验操作 现象 结论
A 向BaCl2 溶液中通入SO2,再滴加稀HNO3 溶液 通入SO2 产生白色沉淀,滴加稀HNO3 白色沉淀不溶解 白色沉淀为BaSO3,后转化成BaSO4
B 向Na2S2O3 溶液中加入稀硫酸 溶液变浑浊 H2SO4 具有氧化性
C 室温下取少量NaHCO3 固体于试管中,加几滴水,振荡,将温度计插入试剂中 温度计示数升高 NaHCO3 固体溶解放热
D 往装有碘的CCl4 溶液试管中加入等体积的浓KI溶液,振荡、静置分层 下层由紫红色变浅至几乎无色,上层呈棕黄色 碘在浓KI 溶液中的溶解度大于在CCl4 中的溶解度
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7.(2026·高三上山东潍坊开学考试)实验室以SbCl3 和Cl2 为原料制备SbCl5 并纯化的实验装置如图(夹持、加热及搅拌装置略)。已知:SbCl3 的熔点73.4 ℃,沸点223.5 ℃,易水解;液态SbCl5 在140 ℃ 时即发生分解,2.9kPa 下沸点为79 ℃,也易水解。
下列说法错误的是(　　)
A.试剂X 和试剂Y 均可以选用无水CaCl2
B.碎瓷片和毛细管均有防止暴沸的作用
C.采用减压蒸馏可以防止SbCl5 发生分解
D.克氏蒸馏头弯管可防止减压蒸馏时液体进入冷凝管
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A
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解析　由实验装置图可知,干燥的Cl2 进入三颈烧瓶中,与SbCl3 反应制备SbCl5,用真空泵抽气将SbCl5 转移至双口烧瓶中,用减压蒸馏的方法在圆底烧瓶中收集到SbCl5,其中试剂X为碱石灰,用于吸收未反应的Cl2,防止污染环境,同时防止空气中水蒸气进入三颈烧瓶中导致SbCl3 水解,末端用试剂Y,作用是防止空气中水蒸气进入圆底烧瓶中导致SbCl5 水解,试剂Y可以是无水氯化钙或碱石灰,毛细管的作用是减压蒸馏时连通大气,减压时可吸入极少量空气,防止液体暴沸,据此分析解答。由分析知,试剂X 为碱石灰,A错误;碎瓷片在加热时提供汽化中心防止暴沸,毛细管在减压蒸馏中引入微小气泡作为汽化中心,均能防止暴沸,B正确;题目中明确“液态SbCl5在140 ℃时即发生分解”,减压蒸馏是为降低SbCl5 沸点(2.9 kPa下沸点79 ℃),防止SbCl5分解,C正确;克氏蒸馏头的弯管可缓冲蒸馏时的剧烈沸腾,防止液体直接冲入冷凝管,D正确。
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[素养提升练]
8.(2025·湖南常德一模)在烟火气息里探索是化学人的乐趣。某兴趣小组为测定面包膨松剂中碳酸氢铵(杂质受热不分解)的含量,设计了实验装置如图所示。下列有关说法正确的是(　　)
A.连接好装置,关闭K,挤压打气球数次,小气球不
断增大,停止鼓气后小气球大小保持不变,则说明
气密性良好
B.确保气密性良好后,方可取下气密性检测专用仪器,立即点燃酒精灯进行实验
C.若根据装置C增重计算,则装置D可省略
D.实验前、后均应打开K并通入N2,否则均可导致结果偏大
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A
解析　连接好装置,关闭K,挤压打气球数次,小气球不断增大,停止鼓气后,装置内压强不变,小气球大小保持不变,则说明气密性良好,A正确;确保气密性良好后,方可取下气密性检测专用仪器,先通N2,将装置内空气(空气内含水、CO2 )赶出,再点燃酒精灯进行实验,B错误;装置D吸收空气中水蒸气和二氧化碳不可省略,若省略会引起误差,C错误;实验前、后均应打开K并通入N2,实验前将空气赶走,实验后将生成的水蒸气、二氧化碳和氨气驱赶进B、C装置,否则吸收不充分,导致结果偏小,D错误。
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9.(2025·贵州贵阳一模)加热条件下,甲烷能还原氧化铜。某化学兴趣小组设计如图装置探究该反应的反应产物。
已知:该反应的气体产物中无CO;Cu2O呈红
色,能发生反应Cu2O+2H+===Cu2++Cu+H2O。
下列说法错误的是(　　)
A.装置B处加热前应先通甲烷将装置中的空气排尽
B.装置B处加热一段时间后,黑色固体变为红色
C.装置C的作用为检验是否有水生成
D.可用稀硝酸确定氧化铜的还原产物
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D
解析　某化学兴趣小组设计如题图装置探究该反应的反应产物,装置B处加热前应先通甲烷将装置中的空气排尽,点燃酒精灯一段时间后B装置内的现象是黑色粉末变红色,证明有Cu或Cu2O生成,该反应的气体产物中无CO,则有CO2和H2O生成,则C中无水硫酸铜变蓝,D装置的作用是干燥生成的CO2,E中二氧化碳能与石灰水中的氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水,使澄清石灰水变浑浊,装置F的作用是防止空气中的CO2进入装置E。由分析可知,装置B处加热前先通甲烷排尽空气,可防止甲烷与空气混合加热爆炸,A正确;氧化铜为黑色,还原产物Cu或Cu2O均为红色,加热后黑色固体变为红色,B正确;由分析可知,装置C中无水硫酸铜遇水变蓝,可检验反应是否生成水,C正确;稀硝酸具有强氧化性,Cu与稀硝酸反应生成Cu2+(蓝色溶液)和NO气体,Cu2O与稀硝酸反应也生成Cu2+(蓝色溶液)和NO气体,现象相同,无法区分还原产物,D错误。
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