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2009高考化学专题复习 化学实验的设计与探究
一、考点回顾
1.考点阐释
(1)了解化学实验常用仪器的主要用途和使用方法。
(2)掌握化学实验的基本操作。
(3)掌握常见气体的实验室制法(包括所用试剂、仪器、反应原理和收集方法)。
(4)综合运用化学知识对常见的物质(包括气体物质、无机离子)进行分离、提纯和鉴别。
(5)掌握化学实验的记录方法和运用化学知识设计一些基本实验：①根据实验现象，观察、记录、分析或处理数据，得出正确结论。②根据实验试题要求，设计基本实验方案。③能绘制和识别典型的实验仪器装置图。
(6)以上各部分知识与技能的综合应用。
2.考察角度
（1）用正确的化学实验基本操作，完成规定的“学生实验”的能力。
（2）观察记录实验现象，分析实验结果和处理实验数据，得出正确结论的能力。
（3）初步处理实验过程中的有关安全问题的能力。
（4）能识别和绘制典型的实验仪器装置图的能力。
（5）根据实验试题的要求，设计简单实验方案的能力
二、.经典例题解析分热点题型综述（按考点进行解析，强化训练，解答技巧及方法总结）
热点1：常见气体的制备
【考点阐释】
(1)掌握常见气体的实验室制法
(2)理解制备气体实验装置中各仪器的作用
(3)掌握气密性检查的方法，并能用文字准确的表达
(4)实验的安全防护
(5)尾气的吸收装置
【考察角度】
(1)气体发生装置
据反应物状态和反应条件选气体发生装置有如下几种：固体+固体 eq \o(,\s\up8(Δ))气体；固体+液体气体；固体+液体 eq \o(,\s\up8(Δ))气体或液体+液体 eq \o(,\s\up8(Δ))气体
(2)气体的收集
排水法：不溶一水或微溶于水不与水发生反应气体的收集，优点是收集的气体纯度高，易判断是否收集满。向上排气法：不跟空气发生反应密度比空气大的气体的收集。向下排气法：不跟空气发生反应密度比空气大小的气体的收集。
(3)尾气吸收
点燃法：适用于CO、H2、CH4、C2H2、C2H4等。水吸收法：适用于HCl、HBr、NH3等。碱液吸收法：适用于SO2、CO2、NO2、H2S、Cl2等。
(4)气体的净化和干燥
需净化的气体(括号内为杂质) 净化方法
H2(H2O、HCl) NaOH溶液、浓H2SO4或碱石灰
CO2(H2O、H2S) CuSO4溶液(或NaOH溶液)、浓H2SO4
O2(Cl2) NaOH溶液、浓H2SO4
NO(NO2) H2O、浓H2SO4
NH3(H2O) 碱石灰
CO2(CO) 灼热的CuO
N2(O2) 灼热的Cu
CH4(C2H4) 稀溴水、浓H2SO4
(5)装置气密性检查
采用加热法或者采用加水法。如图装置气密性检查方法为：联接好制气装置，把导管的一端浸在水里，里面的空气受热膨胀，导管口有气泡冒出。移开手有水进入导管，在玻璃导管中形成一段水柱，观察水柱不下降，则装置气密性良好；反之则装置气密性不好。启普发生器的气密性检查方法为：关上启普发生器的开关3，在上部半球型漏斗中加入足量的水，观察1中水面不下降，则装置气密性良好；反之装置气密性不好。要注意若装置有多个开口时，检验前要作适当的处理，只留下一个开口，通过对装置内密封的一部分 气体的压强改变，观察产生的外部变化，达到检验装置气密性的目的。如果实验装置较复杂也可以考虑用分段检查的方法。
(6)常见气体制备方法
对常见气体如：O2、Cl2、NH3、H2、CO2、SO2、NO2、C2H2、C2H4、CH4、NO从反应原理、发生装置、收集装置、注意事项等几个方面进行认识归纳。
【方法指导】
要掌握常见气体的制备方法并在此基础上掌握实验室制备气体的一般步骤。
【考点突破】
(1)重点：典型气体的制备、净化和收集方法
例：拟用下图装置制取表中的四种干燥、纯净的气体（图中铁架台、铁夹、加热及气体收集装置均已略去；必要时可以加热；a、b、c、d表示相应仪器中加入的试剂）。
气体 a b c d
C2H4 乙醇 浓H2SO4 NaOH溶液 浓H2SO4
Cl2 浓盐酸 MnO2 NaOH溶液 浓H2SO4
NH3 饱和NH4Cl溶液 消石灰 H2O 固体NaOH
NO 稀HNO3 铜屑 H2O P2O5
（1）上述方法中可以得到干燥、纯净的气体是 。
（2）指出不能用上述方法制取的气体，并说明理由（可以不填满）
①气体 ，理由是 。
②气体 ，理由是 。
③气体 ，理由是 。
④气体 ，理由是 。
答案：（1）NO
（2）①C2H4 装置中没有温度计，无法控制反应温度
②Cl2 反应生成的Cl2被c中的NaOH溶液吸收了
③NH3 反应生成的NH3被c中的H2O吸收了
点拨：（1）用乙醇和浓硫酸制乙烯，温度控制很严，而装置中无温度计，显然不一定能制得乙烯；（2）MnO2和浓HCl共热可制得Cl2，但当通过NaOH溶液时，Cl2被吸收，因而最后也得不到Cl2；（3）饱和NH4Cl溶液与消石灰共热可以产生NH3，但通过H2O时，NH3也被吸收，最后仍然得不到NH3；（4）NO的制备和干燥、净化均合理，因此本题可以得到干燥、较纯净的气体的应该是NO。
归纳：考查典型气体的制备、净化和收集方法，不会单纯地考查实验室制备方法，需要以实验室制备方法为载体，综合运用所学的知识，进行归纳整理、知识迁移才能很好的解答
(2)难点：气密性检查
例：现有实验药品：一定质量的锌（分片状和粒状两种）、浓硫酸（密度1.84g.cm-3）、水。以及右图装置，图中量气管B是甲、乙两根玻璃管组成，它们用橡皮管连通，并装适量水，甲管有刻度（0—100mL），甲、乙管可固定在铁架台上，供量气用，乙管可上下移动，以调节液面高低，利用此装置可测定锌的相对原子质量。（设锌全部反应的气体不超过50mL）。回答下列问题：
（1） 实验前为检查装置气密性，先将A、甲、乙三管固定，乙管中注入水，液面高于甲液面，静止片刻，___说明装置乞密性良好。
（2） 按图示装置实验，要保证不漏出氢气，应如何操作？
答案：（1）液面保持不变。（2）将A试管的胶塞打开，加适量水，再沿试管壁慢慢注入少量浓硫酸（1/3）振荡，将试管斜放把锌片（为什么不是锌粒？请思考）放在试管口内壁，塞上胶塞，把试管慢慢直立
点拨：该题(1)是对加水法检查装置气密性的考查，如果掌握了加水法检查装置气密性的原理，对该问回答是很容易的。（2）是在装置气密性良好的前提下，如何设计实验操作，使反应产生的氢气不会跑掉，是另一种形式的装置气密性问题，只要从锌和稀硫酸接触反应之前，塞好塞子展开想象，问题就容易解决了。
归纳：装置气密性的检查是高考命题的一个热点，解答时要注意对不同的装置检查的分析，搞清楚哪些需要小火加热、哪些需要用手捂、哪些需要加水；同时注意对气密性检查的规范叙述，很多同学都知道操作，但由于文字表述不清楚或者不规范导致失分。
(3)疑点：尾气吸收
例：实验室里可按如图所示的装置干燥、储存气体R，多余的气体可用水吸收，则R是（ ）
A、NO2 B、HCl C、CH4 D、NH3
答案：D
点拨：由气体的吸收装置可知该气体极易溶于水，由储气装置可判断气体密度，应比空气小，综合确定应为D选项。
归纳：从气体的密度、溶解性、气体的化学性质等综合考虑选择气体的收集方法和吸收剂
【例题剖析】
1．研究性学习小组进行SO2的制备及性质探究实验。
（1）根据反应Na2SO3（固）+H2SO4（浓）＝ Na2SO4 + SO2↑+ H2O，制备SO2气体。
①用下列简图，在答题卡的方框中画出制备并收集SO2的实验装置（含试剂）示意图。
②实验过程中，使用分液漏斗滴加浓硫酸的操作是_____________________________。
(2）将SO2气体分别通入下列溶液中：
1 品红溶液，现象是_________________________________________________；
② 溴水溶液，现象是____________________________________________；
③ 硫化钠溶液，现象是______________________________________________。
(3）有一小组在实验中发现，SO2气体产生缓慢，以致后续实验现象很不明显，但又不存在气密性问题。请你推测可能的原因并说明相应的验证方法（可以不填满）。
①原因_____________________；验证方法__________________________。
②原因_____________________；验证方法__________________________。
③原因_____________________；验证方法__________________________。
答案：(1) ①如图配置
②打开分液漏斗上口的活塞，旋开分液漏斗的旋塞，缓慢滴加。
(2) ①溶液褪色②溶液褪色③有浅黄色沉淀(或溶液变浑浊)
(3)①Na2SO3 变质 取待测试样于试管中，加适量蒸馏水配成溶液，先滴入足量稀盐酸，再滴入BaCl2 ，溶液有白色沉淀生成，则证明该Na2SO3 固体变质
②不是浓硫酸 用洁净玻璃棒蘸取待测试样，涂白纸不变黑，则证明该溶液不是浓硫酸。
点拨：（1）①注意在装置中需考虑尾气吸收；②分液漏斗使用时要与大气相通，否则液体不能流下；
(2) SO2有漂白性、还原性、氧化性，①品红溶液褪色是SO2的漂白性，② 溴水溶液褪色是SO2的还原性，发生反应SO2+Br2+H2O=2HBr+H2SO4，③ 硫化钠溶液有浅黄色沉淀是SO2的氧化性，将S2-氧化成S。
(3)可分别从Na2SO3 、硫酸两个角度去考虑。
2．某学生利用氯酸钾分解制氧气的反应，测定氧气的摩尔质量。实验步骤如下：①把适量的氯酸钾粉末和少量二氧化锰粉末混合均匀，放入干燥的试管中，准确称量，质量为ag。
②装好实验装置。③检查装置气密性。
④加热，开始反应，直到产生一定量的气体。
⑤停止加热（如图，导管出口高于液面）。
⑥测量收集到气体的体积。
⑦准确称量试管和残留物的质量为bg。
⑧测量实验室的温度。
⑨把残留物倒入指定的容器中，洗净仪器，放回原处，把实验桌面收拾干净。
⑩处理实验数据，求出氧气的摩尔质量。回答下列问题：
⑴如何检查装置的气密性？
（2）以下是测量收集到气体体积必须包括的几个步骤；①调整量简内外液面高度使之相同；②使试管和量筒内的气体都冷却至室温；③读取量简内气体的体积。这三步操作的正确顺序是： （请填写步骤代号）。
（3）测量收集到气体体积时，如何使量简内外液面的高度相同？
（4）如果实验中得到的氧气体积是c L（25℃、1.0×105Pa）的，水蒸气的影响忽略不计，氧气的摩尔质量的计算式为（含a、b、c，不必化简）：
M(O2)=_____________
答案：（1）将导管的出口浸入水槽的水中，手握住试管，有气泡从导管口逸出，放开手后，有少量水进入导管，表明装置不漏气。
（2）②①③（3分）（3）慢慢将量筒下降
（4）
点拨：第(1)小题是考生熟悉的常用的“查漏”方法，用手握住试管，体温使导管在浸入水槽中的出口处冒出气泡，放开手后，有少量水吸入导管，表明不漏气。第（2）小题因为排出的气体是需要用排出的水的体积衡量的，而反应前后的量筒温度是不同的，因此，反应终止应该先停止加热，待体系恢复到室温时，才取出导管。这一步操作与通常的实验不同，所以停止加热时导管的出口要高于量筒内的液面，此时即使不取出导管而停止加热，也不会造成水的倒吸。停止加热、回到室温后，将量筒下移以调节量筒内的液面与水槽一致，此时量筒内气体压强也为大气压，读数才是正确的。所以本小题的正确顺序是②①③。第（3）小题量筒应慢慢下移。第（4）利用恒压下的气体公式求得气体的物质的量和相对分子质量。
3．下面是实验室制取氨气的装置和选用的试剂，其中错误的是（ ）
A B C D
答案：AC
点拨：A 中NH4Cl分解会产生NH3和HCl，但它们相遇化合又会在管口凝聚，故收集不到NH3；B 氧化钙易吸收浓氨水中的水，并放出大量的热，促进NH3的逸出，是理想方案；C 固体加热，试管口应略向下倾斜；D 浓氨水受热逸出，也是实验室制NH3的简便方法。选D
4．现有下列用品：仪器：单孔橡皮塞、双孔橡皮塞、球形干燥管、破底试管、U形管、塑料垫盖、烧杯、、铜丝、带活塞的导管等。药品：FeS固体、浓H2SO4、蒸馏水、浓盐酸、Na2S固体。试运用创造性思维，设计出尽可能多的简易的能随开随用、随关随停的H2S气体发生器。（画出装置图）
答案：
点拨：本题为开放性试题，以考查学生的创新能力，答案中的创新灵感请同学们细心口味和深刻体会。
【强化训练】
1．图3装置可以用来发生、洗涤、干燥、收集（不考虑尾气处理）气体。该装置可用于
A锌和盐酸生成氢气。
B二氧化锰和浓盐酸生成氯气。
C碳酸钙和盐酸生成二氧化碳。
D氯化钠和浓硫酸生成氯化氢
答案：A
2．下列三个问题均与下图实验装置有关，请选择A——B等序号填入括号内。
（1）制取某无色氧化物气体时，锥形瓶X内的药品应是（ ）
A．铜和稀硝酸 B．铜和浓硝酸
C．碳酸钙和稀硫酸 D．亚硫酸钠和浓盐酸。
（2）洗气瓶Y中所装的液体应是（不允许非水杂质混在气体中）（ ）
A．浓硫酸 B．氢氧化钠溶液
C．亚硫酸氢钠溶液 D．碳酸氢钠溶液
（3）检验集气瓶Z是否集满气体，置于瓶口的滤纸应蘸上的溶液是（ ）
A ．BaCl2溶液 B．酸性KmnO4溶液
C．碘化钾淀粉试纸 D．澄清石灰水。
答案：B
3．已知KMnO4与浓HCl在常温下反应能产生Cl2.若用图2所示的实验装置来制备纯净、干燥的氯气,并试验它与金属的反应.每个虚线框表示一个单元装置,其中错误的是（ ）
A．只有①和②处 B．只有②处
C．只有②和③处 D．只有②、③、④处
答案：D
4．以下各种尾气吸收装置中，适合于吸收易溶性气体，而且能防止倒吸的是（ ）
答案：BD
5．碳跟浓硫酸共热产生的气体X和铜跟浓硝酸反应产生的气体Y同时通入盛有足量氯化钡溶液的洗气瓶中（如图装置），下列有关说法正确的是（ ）
A．气瓶中产生的沉淀是碳酸钡　　　
B．Z导管出来的气体中无二氧化碳
C．气瓶中产生的沉淀是硫酸钡
D．Z导管口有红棕色气体出现
答案：CD
6．双球洗气管是一种多用途仪器，常用于去除杂质、气体干燥、气体吸收（能防止倒吸）等实验操作。右图是用水吸收某种气体时的情形，根据下面附表判断由左方进入的被吸收气体是（ ）
A．Cl2 B．HCl C．H2S D．CO2
附：四种气体的溶解度表（室温下）
气体 Cl2 HCl H2S CO2
1体积水能吸收气体的体积数 2 500 2.6 1
答案：B
7．右图的烧瓶时充满了空气。将此装置就这样倒置固定，对CH3CH3、H2、SO2、NO、C2H2、NO2、CH4等气体，可用此装置收集的是（写物质的化学式）
答案：H2、SO2、C2H2、NO2、CH4
8．如图是一套实验室制取气体的装置。某课外活动小组利用这套装置快速制取Cl2、HCl、和O2。供选用有试剂有：A浓H2SO4 B浓盐酸 C食盐碱地D二氧化锰 E KMnO4 F H2O2
（1）若要快速制备Cl2应选用——。
（2）若要快速制备HCl应选用——。
（3）若要快速制备O2应选用——。
答案：(1)B、E（2）A、B（3）D、F
热点2：物质的检验、分离和提纯
【考点阐释】
(1)用物理或化学方法使混合物分开并恢复至原状
(2)掌握萃取、分液、蒸馏、升华、渗析等分离方法
(3)不使用试剂或只使用一种试剂鉴别一组物质
(4)根据实验现象推断物质
(5)设计鉴别一组物质的方案
【考察角度】
(1)物质的检验
物质的检验有鉴别、鉴定和推断，鉴定是对于某一种物质的定性检验，根据物质的化学特性，分别检出阳离子、阴离子。推断是通过实验事实，推断出被检验物质的组成和名称。鉴别是对分别存放的两种或两种以上的物质进行定性辨认，可以根据几种物质的颜色、气味、溶解性、溶解时的热效应等不同加以区别。包括一种试剂鉴别多种物质(常用的鉴别试剂有FeCl3溶液、Ba(OH)2溶液、NaOH溶液、Na2CO3溶液、稀H2SO4、Cu(OH)2悬浊液等)和不用其他试剂来鉴别一组物质(一是利用某些物质的物理性质如颜色、气味、溶解性等，首先将其鉴别出来，然后再用该试剂去鉴别其他物质，其二采用一种试剂与其他物质相互反应的现象不同，进行综合分析鉴别)。
(2)物质的分离和提纯
基本原则：不增(不引入新的杂质)、不减(不减少被提纯物)、易分离(被提纯物与杂质)、易复原(被提纯物)。注意： 杂试剂需过量、过量试剂要除尽、除多种杂质要注意加入试剂的顺序、选择最佳队杂途径。
物质的分离与提纯的基本操作归纳如下表：
操作名称 适用范围 实例 操作要点
过滤(溶液洗涤) 溶与不溶物的分离 粗盐提纯 一贴二低三靠；加水洗涤溶液除去吸附的离子
结晶(重结晶) 固体液体分离溶解性不同的固体固体可溶物分离 食盐溶液的蒸发结晶 KNO3和NaCl混合物的分离 加热时不断用玻璃棒搅拌防止溅出，有较多固体析出时撤灯用余热将溶液蒸赶不干
蒸馏、分馏 沸点不同的液体混合物分离 石油中各馏分的分离乙醇、乙酸、乙酸乙酯混合物中分离出乙酸乙酯 蒸馏烧瓶要垫石棉网，内部加碎瓷片，温度计水银球放在支管口略下的位置冷却水和蒸气逆向
萃取、分液 两种互溶液体的分离、两种不互溶液体分离 用CCl4 从碘水中分离出碘 分液漏斗装液不超过容积的3/4；两手握漏斗、倒转、用力振荡、反复，静置分层，分液
洗气 气气分离(杂质气体与试剂反应) 饱和食盐水除去Cl2中HCl；溴水除去CH4中的C2H2 混合气通过洗气瓶，长进短出
渗析 胶体与溶液中溶质的分离 除去淀粉胶体中NaCl 混合物装入半透膜袋中浸入蒸馏水中适当长时间
加热 杂质发生反应 除Na2CO3中NaHCO3；除去MnO2中C 玻璃棒搅拌使受热均匀
升华 分离易升华的物质 碘、萘等的提纯
盐析 胶体从混合物中分离 硬脂酸钠溶液中加入食盐细粒；蛋清中加入饱和(NH4)2SO4
离子交换 溶液中离子从液体中分离 软化 磺化煤软化硬水
(3)常见物质分离提纯归纳
混合物，括号内为杂质 所用试剂 分离方法
NaOH(Na2CO3) Ca(OH)2 溶解、加试剂、过滤
NaHCO3(Na2CO3) CO2 溶解、通入足量试剂、蒸发
Na2CO3(NaHCO3) 加热
NaCl(Na2CO3、NaHCO3) HCl 加入足量试剂，蒸发
CO2(HCl、SO2) 饱和Na2CO3溶液 洗气
CO(CO2) NaOH 洗气
CO2(CO) CuO 加热
O2(CO2) Na2O2 足量试剂充分反应
NaCl(NH4Cl) 加热
KI(I2) CCl4 加热升华或加试剂萃取
Cl2(HCl) 饱和NaCl溶液 洗气
KNO3(NaCl) H2O 重结晶过滤
Fe2+(Fe3+) Fe 过滤
Fe3+(Fe2+) H2O2 加入足量试剂
SiO2(CaCO3、CaO) HCl 过滤
烷(烯炔) 溴水 洗气
气态烷、烯、炔(H2S、CO2、SO2) NaOH溶液 洗气
苯(甲苯) KMnO4 酸性溶液 分液
苯(苯磺酸) NaOH溶液 分液
溴苯(溴) NaOH溶液 分液
甲苯(乙醛) 水 分液
甲苯(苯酚) NaOH溶液 分液
苯酚(苯) NaOH溶液、CO2 加NaOH溶液分液，取水层通入中量CO2，分液
溴乙烷(乙醇) 氷 分液
乙醇(水) CaO 蒸馏
乙醇(NaCl) 蒸馏
乙酸(甲酸) 醋酸钠晶体 蒸馏
乙酸乙酯(乙酸、乙醇) 饱和Na2CO3 分液
硬脂酸钠溶液(NaCl) 半透膜 渗析
硬脂酸钠溶液（甘油） NaCl粉未 盐析、过滤
蛋白质（饱和硫酸铵溶液） 半透膜 渗析
硝基苯（硝酸） NaOH溶液 分液
淀粉溶液（NaCl） 半透膜 渗析
甲烷（H2S） NaOH溶液或CuSO4溶液 洗气
（4） 物质鉴别的常见类型、思路和规律：
①不用任何试剂鉴别多种物质。它要求不用任何试剂（可用水、加热等）将一组物质鉴别。须掌握待鉴物的特性及相互鉴别之反应。
（A）特征现象法：先依据外观特征鉴别出其中一种或几种。再借用它们去鉴别其它物质，思路为：观察借用再借用。
例：有五瓶溶液它们分别是KCl、Ba(NO3)2 Na2CO3 Na2SO4 和FeCl3溶液，不用其它试剂或试纸，确定那瓶装的是哪种溶液。
思路：先观察溶液显棕黄色的是FeCl3，再以FeCl3鉴别出Na2CO3，再用Na2CO3鉴别出Ba(NO3)2，再用Ba(NO3)2鉴别出Na2SO4和KCl。
（B）焰色反应或加热法：如果几种物质无明显外观特征，可考虑利用加热分解或焰色反应来区别。
例：有四瓶失去标签的药品NaCl、K2SO4、NH4HCO3、NaHCO3，不用其它任何试剂如何将它们区别出来。
思路：先加热鉴别出NH4HCO3、NaHCO3，再用焰色反应鉴别NaCl、K2SO4。
（C）相互混合反应法：若待检物质较多且无明显特征，可以将这组待鉴物质依次编号，然后把它们两两混合，将产生现象列表进行推断一一对号。
例：不用任何试剂鉴别氯化钡、硝酸银、碳酸钠、盐酸四种溶液
思路：将待鉴别的物质分别编号，分别以一种物质作为试剂加入到其它物质中去，将产生的现象列表分析。根据每种物质所产生的不同现象，可确定物质的名称。先将四种溶液分别编为A、B、C、D进行互混实验，将现象列表如下：
A B C D
A —— ↓ —— ——
B ↓ —— ↓ ↓
C ↓ ↓ —— ↑
D —— ↓ ↑ ——
然后进行分析：在四种物质中，能跟另外三种物质反应产生沉淀的只有硝酸银，因此B是硝酸银；能跟其中两种物质反应产生沉淀而跟另一种物质反应产生气体的只有碳酸钠，因此C是碳酸钠；而能跟碳酸钠反应产生气体的物质D必是盐酸；那么A必然是氯化钡。结论为：A是氯化钡，B是硝酸银，C是碳酸钠，D是盐酸。
（D）互滴法：若待鉴物为两种时，且因试剂的加入顺序（量）不同而现象不同，可用相互滴加，根据现象不同加以鉴别。如NaOH溶液和AlCl3溶液, 稀盐酸和Na2CO3溶液。
②限用一种试剂鉴别多种物质：所选试剂与被鉴别物质分别作用时，现象必须分别不同才行。
（A）可先分析被鉴别物质的水溶性、密度、溶液酸碱性、溶解时热效应不同，确定能否选用水或指示剂（石蕊）进行鉴别。如用水可鉴别：苯、乙酸、四氯化碳三种液体；NaOH、NaCl、NH4NO3三种固体。
（B）在鉴别多种酸、碱、盐的溶液时，常可根据“相反原理”选用试剂进行鉴别。若被鉴别的溶液多数呈酸性时，可选用碱或水解呈碱性的盐的溶液鉴别；如：鉴别Mg2+溶液和Al3+溶液，用强碱溶液即可。又如鉴别CaCl2 、H2SO4 Al2(SO4)3 、Na2SO4四种溶液，选用Na2CO3溶液就能将它们一一鉴别出来。
若被鉴别的溶液多数呈碱性时，可选用酸或水解呈酸性的盐的溶液鉴别；如鉴别Na2S、Na2CO3、Na2SO3 、NaCl、NaAlO2溶液，加入盐酸或稀硫酸即可。
若被鉴别的物质为金属单质和金属氧化物时，可选择强酸为试剂进行鉴别；如用一种试剂鉴别铁、炭、氧化亚铁、氧化铜、二氧化锰五种黑色固体物质，可用浓盐酸。
（C）当被鉴物中含有醛基、羟基、羧基时，可考虑使用新制的Cu(OH)2来鉴别。
（D）常常选用溴水、新制氢氧化铜、氯化铁溶液、KMnO4溶液等作试剂来鉴别多种有机物。
③任选试剂鉴别多种物质。此类题目不限所加试剂的种类，可有多种解法，题目考查的形式往往是从众多的鉴别方案中判断最佳方案。其要求是操作步骤简单，试剂选用最少，现象最明显。答题要领如下：
（A）选取的试剂和待鉴的各物质反应现象要专一，并且一目了然。
（B）不许原瓶操作，若原瓶操作，试剂将全部被污染，损耗太大。因此操作中要“各取少许”。
（C）不能指名道姓。因为在加入某试剂前，该物质是未知的，一般简答的顺序是：取样溶解（固体）加入某试剂描述现象得出结论。
【方法指导】
掌握常见物质的检验、分离和提纯的方法和步骤
【考点突破 】
（1）重点：常见物质的分离和提纯方法
例：与在以下三组混合物：碘与氯化钠固体、石英和氯化铵固体、乙酸乙酯和醋酸钠溶液，其分离方法以依次为（　）
A．加不溶解过滤、加热、分液　　　B．加热、加水溶解过滤、分液
C．分液、加热、加水溶解过滤　　　D．加热、分液、加水溶解过滤
答案：B
归纳：选择分离和提纯操作一般有以下规则：固体与固体混合物，若杂质易分解或易升华时用加热法；若一种易溶另一种难溶用溶解过滤法；若两者均易溶可以据溶解度不同用重结晶法。液体与液体混合物，若沸点差别较大时用分馏法；若不互溶时用分液法；若在不同溶剂中的溶解度相差很大，用萃取法；对某些溶质直径有区别的物质可用渗析法。气体与气体混合物一般用洗气法。不具备上述条件的混合物，先用化学法处理，再选用适当的试剂或方法进行分离。
（2）难点　：物质的检验　
例：有两瓶失去标签的白色固体：一瓶是硫酸钠，一瓶是氯化铵。请你设计四种实验方案加以鉴别，简要写出操作过程、实验现象和结论。
答案：
方法 操作与现象 结论
加热法 取两种样品，分别置于两支试管中，用酒精灯加热，一支试管中固体无明显变化，另一支中固体最后类似于升华，在试管上部析出固体 无明显变化的是硫酸钠，另一是氯化铵
加碱法 分别取两种样品，各加入一定量烧碱在研钵中研磨，一个有氨臭味 有氨臭味的是氯化铵，另一个为硫酸钠
加盐法 分别取两种样品置于两去试管中，加水溶解，再在两支试管中各加入一定量的氯化钡溶液，一支产生白色沉淀，另一支无明显变化　 有白色沉淀生成的是硫酸钠，另一支是氯化铵
试纸法 分别取两种样品置于两去试管中，加水溶解，用pH试纸测两溶液pH值，一为中性，一为酸性 中性的为硫酸钠，酸性的为氯化铵
归纳：物质的检验通常有鉴定、鉴别和推断。
（3）疑点：物质的推断
例：有一无色溶液，可能含有K+、Al3+、Mg2+、NH4+、Cl-、SO42-、HCO3-、MnO4-中的一种或几种。为确定其成份，做如下实验：取部分溶液，加入适量Na2O2固体产生无色无味的气体和白色沉淀，再加入足量的NaOH溶液后白色沉淀部分溶解；另取部分溶液，加入硝酸酸化的硝酸钡溶液，有白色沉淀生成。下列推断正确的是（　）
A．肯定有K+、HCO3-、MnO4- B．肯定有Al3+、Mg2+、HCO3-
C．肯定有Al3+、Mg2+、SO42- D．肯定有Al3+、Mg2+、NH4+、Cl-
答案：C
归纳：推断要依据物质的特征性质和特征反应
【例题剖析】
1．有A、B、C、D、E、F、G7瓶不同物质的溶液，它们各是Na2CO3、Na2SO4、KCl、AgNO3、MgCl3、Ca(NO3)2和Ba (OH )2溶液中的一种。为了鉴别，各取少量溶液进行两两混合，实验结果如表所示。表中“↓”表示生成沉淀或微溶化合物，“－”表示观察不到明显变化。试回答下面问题。
⑴A的化学式是 ，G的化学式是 。判断理由是 。
⑵写出其余几种物质的化学式。B： ，C： ，D： ，E： ，F： 。
答案：⑴KCl，AgNO3。混合时只生成一种沉淀的是KCl，生成的是AgCl，所以A是KCl，G是AgNO3。 ⑵B：Na2SO4 C：MgCl2 D：Na2CO3 E：Ca(NO3)2 F：Ba(OH)2
点评：该题已给出图表，可以直接抓特殊现象：A和G混合只产生一种沉淀，所以所以A是KCl，G是AgNO3。图象法在解决多种物质鉴别时，可以使问题简单化，抓特殊现象结合其它现象即可解决问题。
2．已知化合物甲和乙都不溶于水，甲可溶于质量分数大于或等于98%的硫酸，而乙不溶。现有一份甲和乙的混合物样品，通过实验进行分离，可得到固体甲。（实验中使用的过滤器是用于过滤强酸性液体的耐酸过滤器。）请填写下表中的空格，完成由上述混合物得到固体甲的实验设计。
序号 实验步骤 简述实验操作（不必叙述如何组装实验装置）
① 溶解 将混合物放入烧杯中，加入98%H2SO4，充分搅拌直到固体不再溶解
②
③
④
⑤ 洗涤沉淀
⑥ 检验沉淀是否洗净
答案：②过滤 将烧杯中物质倒入耐酸过滤器中过滤，得滤液。
③析出沉淀 将滤液沿烧杯壁慢慢倒入足量水中，并不段搅拌，直至析出全部固体。
④过滤 将此烧杯中的物质倒入过滤器中过滤，得固体。
⑤ 用蒸馏水冲洗滤纸上的固体若干次，直至洗净。
⑥取新得到的洗出液少许，滴入用盐酸酸化的BaCl2 溶液 ，若没有白色浑浊出现，则说明沉淀已洗净，若有白色浑浊出现，则说明沉淀没有洗净。
点评：利用混合物中的各种物质在一种溶剂中溶解度的不同进行分离，是中学化学实验的基本要求之一。本题中样品经过溶解、过滤、稀释（或沉淀）、过滤、洗涤沉淀五个实验步骤，可以得到固体甲。实验时，首先将混合物样品放入大小适宜的烧杯中，加入适量98%的浓硫酸，充分搅拌后过滤，溶液为甲的浓硫酸溶液。再将滤液倒入水中稀释，充分搅拌，分离出化合物甲。在操作中特别要注意浓硫酸的安全操作。
A B C D E F G
A － － － － － － ↓
B － － － － ↓ ↓ ↓
C － － ― ↓ ↓ ↓
D － ↓ － ↓ ↓ ↓
E － ↓ － ↓ － ↓ －
F － ↓ ↓ ↓ ↓ － ↓
G ↓ ↓ ↓ ↓ － ↓ －
3．有A、B、C、D、E、F、G7瓶不同物质的溶液，它们各是Na2CO3、Na2SO4、KCl、AgNO3、MgCl3、Ca(NO3)2和Ba (OH )2溶液中的一种。为了鉴别，各取少量溶液进行两两混合，实验结果如表所示。表中“↓”表示生成沉淀或微溶化合物，“－”表示观察不到明显变化。试回答下面问题。
(1)A的化学式是___，G的化学式是___。判断理由是_______。
(2)写出其余几种物质的化学式。B_____，C_____，D_____，E_____，F____。
答案：(1)KCl，AgNO3。混合时只生成一种沉淀的是KCl，生成的是AgCl，所以A是KCl，G是AgNO3。
(2)B：Na2SO4 C：MgCl2 D：Na2CO3 E：Ca(NO3)2 F：Ba(OH)2
点评：该题已给出图表，可以直接抓特殊现象：A和G混合只产生一种沉淀，所以所以A是KCl，G是AgNO3。图象法在解决一些复杂的离子共存问题时，可以是问题简单化，抓特殊现象结合其它现象即可解决问题。
4．CuS和Cu2S都能溶于硝酸，它们高温灼烧的产物相同，以下鉴别CuS和Cu2S两种黑色粉末的方法合理的是 （ ）
A．将两种样品分别溶于硝酸，区别所产生的气体
B．将两种样品分别溶于硝酸，区别溶液的颜色
C．取两种同质量的样品分别在高温灼烧，区别残留固体的质量
D．取两种同质量的样品分别在高温灼烧，区别残留固体的颜色
答案：C
点评：CuS和Cu2S溶于硝酸都生成Cu2+和SO2，A、B无法区分，由于CuS和Cu2S中含硫量不同，所以等质量的样品高温灼烧放出的SO2的量不同，即残留固体的质量不同。
【强化训练】
1．现有三组混合液：①乙酸乙酯和乙酸钠溶液 ②乙醇和丁醇 ③溴化钠和单质溴的水溶液，分离以上各混合液的正确方法依次是（ ）
A 分液、萃取、蒸馏 B 萃取、蒸馏、分液
C 分液、蒸馏、萃取 D 蒸馏、萃取、分液
答案：C
2．下列除去杂质的方法正确的是( )
A 除去N2中的少量O2：通过灼热的CuO粉末，收集气体
B 除去CO2中的少量HCl：通入Na2CO3溶液，收集气体
C 除去FeCl2溶液中的少量FeCl3：加入足量铁屑，充分反应后，过滤
D 除去KCl溶液中的少量MgCl2：加入适量NaOH溶液，过滤
答案：C
3．下列除去杂质的实验方法正确的是（ ）
A．除去CO中少量O2：通过灼热的Cu网后收集气体
B．除去K2CO3固体中少量NaHCO3：置于坩埚中加热
C．除去苯中溶有的少量苯酚：加入适量浓溴水反应后过滤
D．除去FeCl3酸性溶液中少量的FeCl2：加入稍过量双氧水后放置
答案：D
4．下列各组气体或溶液用括号内试剂加以鉴别，其中不合理的是 （ ）
A．二氧化碳、二氧化硫、一氧化碳（品红溶液）
B．氯化钠、硝酸银、碳酸钠（稀盐酸）
C．酒精、醋酸、醋酸钠（石蕊试液）
D．硫酸、硝酸钡、氯化钾（碳酸钠溶液）
答案：A
5．下列各组物质仅用蒸馏水不能鉴别出的是（ ）
A．苯、酒精、硝基苯 B．食盐、烧碱、硝酸铵
C．蔗糖、硫酸铜粉末、碳酸钙粉末 D．氧化铜、二氧化猛、活性炭
答案：D
6．对于某些离子的检验及结论一定正确的是（ ）
A．加入稀盐酸产生无色气体，将气体通入澄清石灰水中，溶液变浑浊，一定有CO32
B．加入氯化钡溶液有白色沉淀产生，再加盐酸，沉淀不消失，一定有SO42
C．加入氢氧化钠溶液并加热，产生的气体能使湿润红色石蕊试纸变蓝，一定有NH4+
D．加入碳酸钠溶液产生白色沉淀，再加盐酸白色沉淀消失，一定有Ba2+
答案：C
7．下列操作中错误的是（ ）
A 除去乙酸乙酯中的少量乙酸：加入乙醇和浓硫酸，使乙酸全部转化为乙酸乙酯
B 除去苯中的少量苯酚：加入NaOH溶液，振荡、静置分层后，除去水层
C 除去CO2中的少量SO2；通过盛有饱和NaHCO3溶液的洗气瓶
D 提取溶解在水中的少量碘：加入CCl4，振荡、静置分层后，取出有机层再分离
答案：A
8．甲、乙、丙、丁分别是盐酸、碳酸钠、氯化钙、硝酸银4 种溶液中的一种。将它们两两混合后，观察到的现象是：①甲与乙或丙混合都产生沉淀；②丙与乙或丁混合也产生沉淀；③丁与乙混合产生无色气体。回答下面问题：
（1）写出丁与乙反应的离子方程式________________。
（2）这四种溶液分别是：甲_____、乙_____、丙_____、丁_______。
答案：（1）2H＋＋CO32－＝H2O＋CO2↑
（2）甲：氯化钙、乙：碳酸钠 、丙：硝酸银、丁：盐酸 （或写化学式）。
9．A、B、C、D是四种可溶的化合物，分别由阳离子K+、Ba2+、Al3+、Fe3+和阴离子OH－、CO32－、NO3－、SO42ˉ两两组合而成，它们的溶液发生如下反应：
A与B反应生成白色沉淀，再加过量A，沉淀量减少，但不会完全消失。
C与D反应生成有色沉淀。
B与C反应生成白色沉淀。
写出它们的化学式：A： B： C： D：
答案：Ba(OH)2 Al2(SO4)3 K2CO3 Fe(NO3)3
10．海水的综合利用可以制备金属镁，其流程如下图所示：
（1）若在空气中加热MgCl2·6H2O，生成的是Mg(OH)Cl或MgO，写出相应反应的化学方程式 。用电解法制取金属镁时，需要无水氯化镁。在干燥的HCl气流中加热MgCl2·6H2O时，能得到无水MgCl2，其原因是 。
（2）Mg(OH)2沉淀中混有的Ca(OH)2应怎样除去？写出实验步骤。 。
（3）实验室里将粗盐制成精盐的过程中，在溶解、过滤、蒸发三个步骤的操作中都要用到
玻璃棒，分别说明在这三种情况下使用玻璃棒的目的；溶解时 。过滤时 。蒸发 。
答案：
（1）MgCl2·6H2OMg(OH)Cl+HCl↑+5H2O↑
MgCl2·6H2OMgO+HCl↑+5H2O↑
或Mg(OH)ClMgO+HCl↑
在干燥的HCl气流中，抑制了MgCl2水解，且带走MgCl2·6H2O受热产生的水气，故能得到无水MgCl2。
（2）加入MgCl2溶液，充分搅拌，过滤，沉淀用水洗涤。
（3） 搅拌，加速溶解 使待滤液体沿玻璃棒流入漏斗，防止外洒。搅拌，防止因局部过热液滴或晶体飞溅。
热点3：化学实验设计和评价
【考点阐释】
（1）常见的化学实验设计包括：实验操作程序的设计、物质制备实验设计、复杂成分的物
质净化的实验设计、物质性质实验设计、验证某一化学原理的实验设计、确定某混合物组成的实验设计、测定物质纯度的实验设计、某些化学常数的实验设计等
（2）实验设计方案的评价、实验装置的改进等
（3）定量实验误差原因分析
（4）实验仪器、试剂的选择及仪器的组装、物质的制备及性质验证、实验现象描述与实验数据分析处理等构成的综合性实验
【考察角度】
（1）化学实验方案的设计
内容：实验名称、实验目的、实验原理、实验用品、实验步骤、实验现象及结果处理、问题和讨论；设计要求：科学性、安全性、可行性、简约性；
思路：实验目的→实验原理→仪器装置→操作步骤→数据处理方法→形成方案→比较确定最佳方案；
程序：根据实验操作步骤阐明设计实验的原则，画出实验装置图；列出实验操作步骤，说明实验中应注意的事项；观察、记录实验现象，分析实验结果，得出正确结论；
应做到：条件合适、操作方便，原理正确、步骤简单，原料丰富、价格低廉，产物纯净、污染物少。
（2）实验设计注意的几个问题：
①净化、吸收气体及熄灭酒精灯时，要防止液体倒吸
②进行某些易燃、易爆实验时，要防止爆炸，如H2还原CuO应先通入H2后加热；气体点燃前要验纯
③防止氧化，如H2还原CuO要“先灭灯再停氢”；白磷切割要在水中进行。
④防止吸水，如实验、取用、制取易吸水、易潮解、易水解的物质要采取必要的措施，以保证达到实验目的。
⑤易挥发液体产物（导出可能为蒸气）的要及时冷却。
⑥仪器拆缷的科学性与安全性。如防污染、防氧化、防倒吸、防爆炸、防泄漏等。
【方法指导】
实验操作的设计、评价及改进，是近几年高考的热点，也是课程改革的一项重点内容，这类题型的解题思路与方法可由以下几个方面思考：
（1）围绕题给要求思考，如选择适当的实验路线、方法，要求所需药品、仪器简便易得，实验途径安全可靠、快速、现象明显。
（2）围绕易出现的问题思考。如制取在空气中易不解的物质（如AlCl3、Mg3N2等）及易受潮的物质时，往往装置末端连接一个干燥管，以防止空气中的水蒸气进入。
（3）围绕课本知识进行思考，如对一些有新意、创新的题型，要善于挖掘题给信息，结合课本实验知识，进行归纳分析、延展、拓宽、迁移，不可盲目猜测，胡编乱造。
【考点突破】
（1）重点：根据题目要求，设计实验方案
例：请选用下列试剂：紫色石蕊试液、酚酞试液、甲基橙溶液、蒸馏水、氯化钡溶液、pH试纸、0.1 mol·L－1Na2S2O3溶液。设计两种不同的实验方案区别物质的量浓度分别为0.05 mol·L－1和0.005 mol·L－1的两种稀硫酸，简述操作过程
答案：法①：用洁净的玻璃棒蘸取溶液点在pH试纸上迅速与标准比色卡对比pH=1的为0.05 mol·L－1的硫酸
法②：各取等体积0.1 mol·L－1Na2S2O3溶液，分别加入等体积的两种硫酸，较快出现浑浊的是0.05 mol·L－1的硫酸
点拨：实验设计的关键是立足课本知识，平时重视化学实验，对实验问题多动手、多动脑。
（2）难点：实验方案评价
例：有两个实验小组的同学为探究过氧化钠与二氧化硫的反应，都用如下图所示的装置进行实验。通入SO2气体，将带余烬的木条插入试管C中，木条复燃。
请回答下列问题：
（1）第1小组同学认为Na2O2与SO2反应生成了Na2SO3和O2，该反应的化学方程式是＿＿＿ （2）请设计一种实验方案证明Na2O2与SO2反应生成的白色固体中含有Na2SO3。
（3）第2小组同学认为Na2O2与SO2反应除了生成Na2SO3和O2外，还有Na2SO4生成。为检验是否有Na2SO4生成，他们设计了如下方案：
上述方案是否合理 。请简要说明两点理由：① ；② 。
答案：(1)2Na2O2+2SO2=2Na2SO3+O2
(2)取白色固体，加稀硫酸，产生能使晶红溶液褪色的气体。
(3)不合理 稀硝酸能将亚硫酸钡氧化为硫酸钡 如果反应后的固体中还残留Na2O2，它溶于水后能将亚硫酸根氧化成硫酸根
点拨：（1）依题所给的反应物和生成物，配平方程式即可。（2）检验Na2SO3用强酸制弱酸的方法，再将产生的气体通入品红溶液，若褪色证明有SO2，则原固体中有。（3）检验Na2SO4需考虑Na2SO3的干扰，所以方案不合理。①HNO3能氧化Na2SO3②2Na2O2也能氧化Na2SO3。
归纳：实验操作的评价是近几年高考的热点和方向，目的是考查学生迁移、对比观察和评价的能力，只要合理迁移所学知识，就容易找准突破口。
（3）疑点：定量实验中误差原因分析　
例：某种含有少量氧化钠的过氧化钠试样（已知试样质量为1．560g、锥形瓶和水的质量190．720g），利用左图装置测定混合物中Na2O2的质量分数，每隔相同时间读得电子天平的数据如表：
（1）写出Na2O2和H2O反应的化学方程式
（2）计算过氧化钠质量分数时，必需的数据是
不必作第6次读数的原因是
（3）测定上述样品（1．560g）中Na2O2质量分数的另一种方案，其操作流程如下：
①操作Ⅱ的名称是
②需直接测定的物理量是
③测定过程中需要的仪器有电子天平、蒸发皿、酒精灯，还需要 、
（固定、夹持仪器除外）
④在转移溶液时，如溶液转移不完全，则Na2O2质量分数的测定结果
（填偏大、偏小或不变）
答案：
（1）2Na2O2+2H2O＝4NaOH+O2↑
（2）试样质量 锥形瓶加水的质量 第4（或5）次读数（或用具体数值表示）锥形瓶内质量已达恒重
（3）①蒸发 ②NaCl的质量 ③烧杯 玻璃棒 ④偏大
点拨：（2）试样质量，锥形瓶加水的质量，其两次质量差即为过氧化钠放出的氧气的质量，由反应关系式可求出过氧化钠的质量，从而求出过氧化钠的质量分数；第4、5两次质量已达恒重，说明反应已完全，不必再测第6次。（3）的方案实际上是试样中的Na2O、 Na2O2与盐酸反应，通过测定生成的NaCl的质量，由反应关系Na2O?2NaCl，Na2O2?2NaCl两个方程求过氧化钠质量，最后称量的是固体。操作Ⅱ将NaCl溶液转化成固体，所以是蒸发，还需烧杯和玻璃棒。④可用极值法来思考，一定质量的试样，若全为Na2O，则生成的NaCl的质量最大，若全为Na2O2则生成的NaCl的质量最小，即试样中Na2O2质量分数越大，生成的NaCl的质量越小。所以溶液转移不完全，就使NaCl的质量偏小，从而Na2O2质量分数偏大。
归纳：这类试题往往通过信息组合，造成迷惑造成对误差正确分析的障碍。解题时通过对有关信息有分析，要抓信有效信息，结合题中问题设置情况进行分析，就不难得出正确答案。
【例题剖析】
例1工业上测量SO2、N2、O2混合气体中SO2含量的装置如下图；反应管中装有碘的淀粉溶液。SO2和I2发生的反应为（N2、O2不与I2反应）：SO2＋I2＋2H2O→H2SO4＋2HI
（1）混合气体进入反应管后，量气管内增加的水的体积等于 的体积（填写气体的分子式）。
（2）反应管内溶液蓝色消失后，没有及时停止通气，则测得的SO2含量 （选填：偏高，偏低，不受影响）。
（3）反应管内的碘的淀粉溶液也可以用 代替（填写物质名称）。
（4若碘溶液体积为VamL．，浓度为Cmol·L－1，N2与O2的体积为VbmL（已折算为标准状况下的体积）。用C、Va、Vb表示SO2的体积百分含量为： 。
（5）将上述装置改为简易实验装置，除导管外，还需选用的仪器为． （选下列仪器的编号）。
a．烧杯 b．试管 c．广口瓶 d．容量瓶 e．量筒 f．单孔塞 g．双孔塞
答案：（1）N2、O2的体积
（2）偏低
（3）酸性高锰酸钾溶液或溴水
（4）VSO2％＝22.4CVa/（22.4CVa＋Vb）×100%（其它合理答案也给分）
（5）bceg或beg或ceg
点拨：（1）混合气体进入反应管中，SO2被吸收，剩余气体为N2、和O2，（2）反应管内溶液蓝色消失后，没有及时停止通气，则未反应的SO2也排水到量气筒，使测得N2、O2的体积增加，则测得的SO2含量降低。（3）主要考虑当SO2恰好完全反应后，溶液颜色有显著变化，所以酸性高锰酸钾溶液或溴水均可。（4）由反应关系式知：n（SO2）= n（I2）=Va×10-3L×cmol·L－1= Vac×10-3mol，所以V（SO2）= Vac×10-3mol×22.4L ·mol-1=22.4Va·c mL，所以SO2的体积百分含量为：22.4Va·c mL/（22.4Va·c mL+ Vb mL）×100%=22.4
CVa/（22.4CVa＋Vb）×100%。（5）装置中的反应管起密闭容器的作用，因此可用试管、广口瓶代替，而量气的方法除用量气外，还可用测量气体所排出液体的体积确定，可用广口瓶、双孔塞、量筒代替。
例2：为了检验Pb（NO3）2热分解的产物，有人用示意图中的装置进行实验。（图中铁架台、铁夹和加热设备均略去）实验时在试管中放入研细的Pb（NO3）2晶体；实验结束后，试管中得到黄色粉末（PbO），U型管下部有少量液体X，集气瓶中收集到无色气体Y。（如图）
回答下面问题：
（1）在装置中试管和U型管上的橡皮塞最好用锡箔包住，用橡皮管连接的两玻璃管口要相互紧靠，原因 。
（2）液体X可能是 ；气体Y可能 。
（3）导管口不再有气泡冒出时，停止反应，这时在操作上应注意＿＿＿，理由是＿＿＿＿ 。
（4）用简单的实验证实（2）中的判断
①对X的判断
②对Y的判断（要求：怎样从水槽中取出集气瓶、实验方法、现象、结论）
答案：
（1）NO2气体会损坏橡胶
（2）N2O4（答液态的NO2同样给分）；O2
（3）先把导气管移出水面，然后熄灭火焰；防止水槽中的水反吸到U型管中。
（4）①在通风橱中取下U型管放置，观察到U型管中液体迅速消失，管中充满红棕色气体，证明X是液态N2O4。（其他合理答案同样给分）
在水槽，用玻璃片盖住集气瓶口，按住玻璃片，小心把集气瓶移出水面，正放在桌上，用带火星的木条插入瓶口，木条迅速燃烧，证明Y是O2
点拨：解此题的两个关键知识点是：①2Pb（NO3）2?2PbO+4NO2↑+O2↑，②2NO2?N2O4。由此可知X为N2O4，Y为O2。
例3：I. 合成氨工业对化学的国防工业具有重要意义。写出氨的两种重要用途 。
II. 实验室制备氨气，下列方法中适宜选用的是 。
① 固态氯化铵加热分解 ② 固体氢氧化钠中滴加浓氨水
③ 氯化铵溶液与氢氧化钠溶液共热 ④ 固态氯化铵与氢氧化钙混合加热
III. 为了在实验室利用工业原料制备少量氨气，有人设计了如下装置（图中夹持装置均已略去）。
[实验操作]
① 检查实验装置的气密性后，关闭弹簧夹a、b、c、d、e。在A中加入锌粒，向长颈漏斗注入一定量稀硫酸。打开弹簧夹c、d、e，则A中有氢气发生。在F出口处收集氢气并检验其纯度。
② 关闭弹簧夹c，取下截去底部的细口瓶C，打开弹簧夹a，将氢气经导管B验纯后点燃，然后立即罩上无底细口瓶C，塞紧瓶塞，如图所示。氢气继续在瓶内燃烧，几分钟后火焰熄灭。
③ 用酒精灯加热反应管E，继续通氢气，待无底细口瓶C内水位下降到液面保持不变时，打开弹簧夹b，无底细口瓶C内气体经D进入反应管E，片刻后F中的溶液变红。
回答下列问题：
（1）检验氢气的纯度目的是什么？
（2）C瓶内水位下降到液面保持不变时，A装置内发生的现象是 ，防止了实验装置中压强过大。此时再打开弹簧夹b的原因是 ，C瓶内气体的成份是 。
（3）在步骤③中，先加热铁触媒的原因是 。反应管E中发生反应的化学方程式是 。
答案： I. 制化肥、制硝酸 II. ②④ III. （1）排除空气，保证安全
（2）锌粒与酸脱离 尽量增大氢气的浓度以提高氮气的转化率 N2 H2
（3）铁触媒在较高温度时活性增大，加快氨合成的反应速率
N2+3H2 2NH3
点拨：I.氨气的重要用途是制化肥、硝酸等。II. ① 固态氯化铵加热分解会生成NH3和HCl两种气体，且NH3和HCl易重新化合成NH4Cl固体，所以不采用； ② 固体氢氧化钠中滴加浓氨水是实验室制备氨气的常用方法，因氨水中存在着平衡：NH3 +H2O?NH3·H2O?NH4++OH—，加入氢氧化钠，电离出的OH—使平衡左移，同时氢氧化钠溶于水放出大量的热，使NH3逸出；③ 氯化铵溶液与氢氧化钠溶液共热，也有氨气生成，但有大量溶于水中，效益不高；④ 固态氯化铵与氢氧化钙混合加热也是实验室制氨气的常用方法。故选②④
III. （1）检验氢气纯度的目的是防止不纯而爆炸。
（2）装置A与启普发生器原理相似，C瓶内水位下降到液面保持不变时，A装置内锌粒与酸脱离，防止了实验装置中压强过大。此时再打开弹簧夹b，是因为尽量增大氢气的浓度以提高氮气的转化率，C瓶内气体有成分是：消耗了氧气后剩余的N2和A装置中产生的H2
（3）在步骤③中，先加热铁触媒的原因是铁触媒在较高温度时活性增大，加快氨合成的反应速率，反应管E中发生的是合成氨的反应，化学方程式为N2+3H2 2NH3。
例4：用示意图中的装置进行A、B、C、D4组实验，在a、b、c中加入的试剂如表中所示。填写表中空格。
答案：
点拨：本题实际考查一些基本反应原理及一些物质的基本性质，如A中CaC2和水反应生成乙炔，而乙炔的三键易被氧化，使酸性KMnO4溶液褪色；B中浓盐酸能和KMnO4反应生成Cl2，是因为KMnO4的氧化性比Cl2强，而Cl2的氧化性又比Br2强，能置换出Br2，使溶液变橙色；C中利用强酸制弱酸的原理，盐酸制出了碳酸，碳酸又制出了硅酸；D中由于浓硫酸稀释时放出大量的热，且盐酸是挥发性酸，与水气结合呈雾状。
【强化训练】
1．硫酸亚铁（FeSO4·7H2O）是一种重要的食品和饲料添加剂。实验室通过如下实验由废铁屑制备FeSO4·7H2O晶体：
①将5% Na2CO3溶液加入到盛有一定量废铁屑的烧杯中，加热数分钟，用倾析法除去Na2CO3溶液，然后将废铁屑用水洗涤2 ~ 3遍；
②向洗涤过的废铁屑中加入过量的稀硫酸，控制温度在50 ~ 80℃之间至铁屑耗尽；
③趁热过滤，将滤液转入到密闭容器中，静置、冷却结晶；
④待结晶完毕后，滤出晶体，用少量冰水洗涤2 ~ 3次，再用滤纸将晶体吸干；
⑤将制得的FeSO4·7H2O晶体放在一个小广口瓶中，密闭保存。
请回答下列问题：
（1）实验步骤①的目的是 ，加热的作用是 。
（2）实验步骤②明显不合理，理由是 。
（3）实验步骤④中用少量冰水洗涤晶体，其目的是 ； 。
（4）经查阅资料后发现，硫酸亚铁在不同温度下结晶可分别得到FeSO4·7H2O、FeSO4·4H2O和FeSO4·H2O。硫酸亚铁在不同温度下的溶解度和该温度下析出晶体的组成如下表所示（仅在56.7℃、64℃温度下可同时析出两种晶体）。
硫酸亚铁的溶解度和析出晶体的组成
温度/℃ 0 10 30 50 56.7 60 64 70 80 90
溶解度/g 14.0 17.0 25.0 33.0 35.2 35.3 35.6 33.0 30.5 27.0
析出晶体 FeSO4·7H2O FeSO4·4H2O FeSO4·H2O
请根据表中数据作出硫酸亚铁的溶解度曲线。
（5）若需从硫酸亚铁溶液中结晶出FeSO4·4H2O，应控制的结晶温度（t）的范围为 。
答案：（1）除油污 升高温度，溶液碱性增强，去油污能力增强
（2）应该铁屑过量（或反应后溶液中必须有铁剩余），否则溶液中可能有Fe3+存在
（3）用冰水洗涤可降低洗涤过程中FeSO4·7H2O的损耗
（4）如图
（5）56.7℃ ＜ t ＜ 64℃
2．某同学为了验证海带中含有碘，拟进行如下实验，请回答相关问题。
（1）第1步：灼烧。操作是将足量海带灼烧成灰烬。该过程中将使用到的硅酸盐质实验仪器有________（填代号，限填3项）。
A、试管 B、瓷坩埚 C、坩埚钳 D、铁三角架 E、泥三角 F、洒精灯 G、烧杯 H、量筒
（2）第2步：Iˉ溶液的获取。操作是___________________________。
（3）第3步：氧化。操作是依次加入合适的试剂。下列氧化剂最好选用____（填代号）。
A、浓硫酸 B、新制氯水 C、KMnO4溶液 D、H2O2
理由是__________________________。
（4）第4步：碘单质的检验。操作是取少量第3步的溶液，滴加淀粉溶液，如果溶液显蓝色，则证明海带中含碘。
答案： (1) B E F
(2)将灰烬转移到烧杯中，加适量蒸馏水，用玻棒充分搅拌，煮沸，过滤
(3) D
(4) 过氧化氢是绿色氧化剂，在氧化过程中不引进杂质、不产生污染（不会进一步氧化单质碘）
3．资料显示：“氨气可在纯氧中安静燃烧……”。某校化学小组学生设计如下装置（图中铁夹等夹持装置已略去）进行氨气与氧气在不同条件下反应的实验。
（1）用装置A制取纯净、干燥的氨气，大试管内碳酸盐的化学式是 ；碱石灰的作用是 。
（2）将产生的氨气与过量的氧气通到装置B（催化剂为铂石棉）中，用酒精喷灯加热：
①氨催化氧化的化学方程式是 ；试管内气体变为红棕色，该反应的化学方程式是 ；
②停止反应后，立即关闭B中两个活塞。一段时间后，将试管浸入冰水中，试管内气体颜色变浅，请结合化学方程式说明原因 。
（3）将过量的氧气与A产生的氨气分别从a、b两管进气口通入到装置C中，并在b管上端点燃氨气：
①两气体通入的先后顺是 。 其理由是
②氨气燃烧的化学方程式是 。
答案：（1）①(NH4)2CO3[或NH4HCO 3] ②吸收水和二氧化碳
（2）①4NH3+5O2 4NO+6H2O 2NO+O2=2NO2
②2NO 2(气) N2O4(气)+热量，降低温度使平衡正向移动，部分红棕色NO2转化为无色N2O4。
（3）①先通入O2，后通入NH3。若先通氨气，氨在空气中不能点燃，逸出造成污染。
②4NH3+3O22N2+6H2O
4．实验室有CuO和Cu粉的混合物。请你利用给出的实验仪器及试剂，设计两种测定该样品（已称得其质量为m克）中氧化铜质量分数的方法，并填写表格中的有关内容。
实验方法 实验过程中所发生反应的化学方程式 实验所用仪器（用编号表示） 实验需直接测定的有关物理量（用文字说明）
1
2
实验可能用到的主要仪器：
①托盘天平 ②启普发生器 ⑧硬质玻璃管 ④泥三角 ⑤烧杯
⑥坩埚 ⑦酒精灯 ⑧玻棒 ⑨漏斗 ⑩干燥管
实验可能用到的试剂：
a．锌粒 b．稀硫酸 c．氯化钠溶液 d，浓硫酸
答案：
实验方法 实验过程中所发生
反应的化学方程式 实验所用仪器（用编号表示） 实验需直接测定的有关物理量（用文字说明）
1 H2SO4＋Zn?ZnSO4＋H2↑H2＋CuO?Cu＋H2O ①②③⑦ 实验前样品和硬质玻璃管的总质量（或硬质玻璃管的质量）实验后Cu及硬质玻璃管的总质量
2 H2SO4＋CuO?CuSO4＋H2O ①⑤⑧⑨ 过滤后剩余固体的质量
3 2Cu＋O2?2CuO ①④⑥⑦⑧ 实验前坩埚与样品总质量（或坩埚质量）实验后坩埚与CuO总质量
eq \o(,\s\up8())
带孔橡胶塞 锥形瓶 集气瓶 分液漏斗 导管 液体 固体
白色
沉淀
将B中反应后的固体溶解于水
BaCl2溶液
稀硝酸
仍有部分白色沉淀不溶解，证明有Na2SO4生成
温度/℃
0
20
40
60
80
10
20
30
40
溶解度/g
温度/℃
0
20
40
60
80
10
20
30
40
溶解度/g

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