中学课本基本实验的归纳.doc

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中学课本基本实验的归纳

与延伸

一、高考考点回顾

近几年理综的实验题均为小型的又带有研究性的试题。

考查的内容一般是无机实验题，主要让学生填写化学方程式、简述所设计的操作步骤、说明理由等，考查学生的分析问题及能否用化学用语进行规范性地表达。

实验题中往往前几步要求较简单，而最后一二步能力要求较高，它要求学生处理一些一定背景下的新问题，这不但要求学生有扎实的基础，还需要有创新能力。

考查的这些实验原理均源于课本实验，但装置和原理都基于课本又高于课本，是对课本实验的延伸。

图2

图3

图4

图5

图6

2001年理综的第28道实验题考查的是简易启普发生器的原理及应用。

该实验完全来自于课本，但此题要求学生能理解该装置的实验原理且能用准确的语言进行描述，最后将此装置延伸到能否制备多种气体。

2002年理综第29道实验题考查氨气的制取和喷泉实验，它的原理与课本完全相同，但装置与课本原来相比缺了一个胶头滴管，在这样的情况下，要求学生思考如何进行喷泉实验操作。

这需要学生真正懂得这个实验的原理，否则设计不出新的操作过程。

2003年理综第33题考查的是实验室制备氢氧化亚铁，方法一完全采用了课本中的制备方法，而方法二却是将实验进行了设计改进，使该实验得到了延伸，充分考查了学生实验设计的能力。

图7

图8

图9

图10

图11

图12

2004年理综第28题考查的研究性实验题，其实验原理均来自于课本，其中二氧化氮的平衡移动实验与课本的实验完全一样。

图13

图14

图15

图16

图17

2005年高考大纲中对化学实验考查要求：

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）；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。

由此预测2005年高考中化学实验题也肯定会是基于课本而高于课本的实验题。

图1

二、基础知识梳理

下面对课本的实验装置梳理延伸如下：

1、气体发生装置：

根据反应物状态及反应条件选择发生装置

（1）、固体+固体气体（图1）

①反应容器：

试管

②注意事项：

粉末状固体；在试管口放一团棉花

（2）固体+液体→气体（图2、图3、图4、图5、图6）

①反应容器：

试管、烧瓶、广口瓶、锥形瓶

②加液容器：

长颈漏斗、分液漏斗

③启普发生器及改良（图7、图8、图9、图10、图11、图12）

（3）固体+液体气体或液体+液体气体（图13、图14、图15、图16、图17）

①反应容器：

试管、烧瓶

图39

图40

图41

图42

②加液容器：

分液漏斗

2、气体收集装置：

根据气体的密度和溶解性选择

（1）排空气法：

（图18、图19、图20、图21、图22）

图43

图44

图45

图46

图47

图18

图19

图20

图21

图22

图23

图26

（2）排水法图（图24、图25）（3）贮气瓶（图26）

图24

图25

图48

图49

图50

图51

图52

图53

3、尾气处理装置：

根据多余气体的性质选择

（1）在水中溶解性不大的气体（图27）

图27

图28

图29

（2）燃烧或袋装法（图28、图29）

（3）在水中溶解性很大的气体：

防倒吸（图30-图38）

图30

图31

图32

图33

图34

图35

图36

图37

图38

4、气体净化装置：

根据净化剂的状态和条件选择（图39、图40、图41、图42）

5、气体性质实验装置：

根据反应物的状态及反应的条件选择

（1）常温反应装置（图43、图44）　

（2）加热反应装置（图45、图46、图47）

（3）冷却装置（图48、图49）：

6、排水量气装置：

测量气体的体积（图50、图51、图52、图53）

7、装置气密性检查：

（1）利用热源：

用手捂或用酒精灯微热，看是否有气泡，移开热源，是否有一段水柱。

（2）利用液面高度（差）有否变化

同学们只要真正懂得以上这些装置的实验原理，同学们的创新能力才能真正得到提高。

三、例题讲解

例题一．实验室制取氢气的延伸：

2001年高考理科综合第28题（30分）

用图示的装置制取氢气，在塑料隔板上放粗锌粒，漏斗和带支管的试管中装有稀硫酸，若打开弹簧夹，则酸液由漏斗流下，试管中液面上升与锌粒接触，发生反应。

产生的氢气由支管导出；若关闭弹簧夹，则试管中液面下降，漏斗中液面上升，酸液与锌粒脱离接触，反应自行停止。

需要时再打开弹簧夹，又可以使氢气发生。

这是一种仅适用于室温下随制随停的气体发生装置。

回答下面问题：

（1）为什么关闭弹簧夹时试管中液面会下降？

（2）这种制气装置在加入反应物前，怎样检查装置的气密性？

（3）从下面三个反应中选择一个可以用这种随制随停的制气装置制取的气体，填写下表中的空白。

①大理石与盐酸反应制取二氧化碳

②黄铁矿与盐酸反应制取硫化氢

③用二氧化锰催化分解过氧化氢制氧气

气体名称

收集方法

检验方法

（4）食盐跟浓硫酸反应制氯化氢不能用这种装置随制随停。

试说明理由。

解析：

本题是涉及到氢气的实验室制法的有关内容，是学科内和学科间相结合的综合试题。

（1）关闭弹簧夹时，由于反应所产生的氢气使试管内的液面上的压力增加，从而造成了试管中的液面下降，解决本题涉及到物理学的压强内容。

（2）由于本装置与启普发生器相类似，所以要首先回忆检查启普发生器气密性的方法——液面观察法，即关闭活塞,向漏斗中加水，气密性良好的标志的是；停止加水后，水面的位置一定。

漏斗和容器下部内液面保持较大的液面差，如图所示。

这样就自然得出该装置的气密性检查方法：

塞紧橡皮塞,夹紧弹簧夹后,从漏斗注入一定量的水,使漏斗内的水面高于试管内的水面,停止加水后,漏斗中与试管中的液面差保持不再变化,说明装置不漏气。

（3）使用启普发生器的条件是要求块状固体与液体反应，反应生成的气体难溶于水，中学阶段14种常用的固体中，能用启普发生器制取的气体是H2、H2S。

题给条件下，能用此装置制取的气体是CO2、H2S。

有关化学方程式为：

CaCO3+2HC1=CaC12+CO2↑+H2O；FeS2+2HC1=FeC12+S+H2S↑

二氧化碳

向上排空气法

通入澄清石灰水中使石灰水浑浊

硫化氢

向上排空气法

有臭鸡蛋味

（4）食盐与浓硫酸反应的化学方程式为NaC1+H2SO4=NaHSO4+HC1↑，由于此反应需要加热且食盐是粉末状物质，因此不能用随用随停装置来制取。

例题二．现行高中化学教材第二册第11页【实验1-2】的延伸：

2002年理科综合第29题（Ⅱ）（20分）：

制取氨气并完成喷泉实验（图中夹持装置均已略去）。

图1图2

（1）写出实验室制取氨气的化学方程式：

（2）收集氨气应用________法，要得到干燥的氨气可选用________做干燥剂。

（3）用图1装置进行喷泉实验，上部烧瓶已装满干燥氨气，引发水上喷的操作是。

该实验的原理是。

（4）如果只提供如图2的装置，请说明引发喷泉的方法。

解析：

本实验题前三小题考查的是实验室制取氨气的反应原理及基本操作。

第四小题是对实验抽取氨气的延伸，它与物理压强相结合。

在考试过程中，有很多学生对基本的实验原理和操作都掌握得不扎实，不知道通常是用价格便宜的熟石灰和氯化铵反应制造氨气，而是选择了价格高的烧碱、硫酸铵等，还有的错用硝酸。

还有不少学生忘记关键步骤“打开止水夹”，只是挤出胶头滴管中的水。

这些问题就提醒学生要注意实验操作规范性、实验设计严密性和科学性的培养。

同时也要学会正确、简练地表述实验现象、结果、过程以及结论。

参考答案：

（1）2NH4Cl＋Ca（OH）22NH3↑＋CaCl2＋2H2O

（2）向下排空气碱石灰

（3）打开止水夹，挤出胶头滴管中的水氢气极易溶解于水，致使烧瓶内气体压强迅速减小。

（4）打开夹子，用手（或热毛巾等）将烧瓶捂热，氢气受热膨胀，赶出玻璃导管内的空气，氨气与水接触，即发生喷泉。

例题三．现行高中化学教材第二册第89页【实验4-10】的延伸：

2003年高考理科综合第33题（22分）：

用下面两种方法可以制得白色的Fe（OH）2沉淀。

方法一：

用不含Fe3＋的FeSO4溶液与用不含O2的蒸馏水配制的NaOH溶液反应制备。

（1）用硫酸亚铁晶体配制上述FeSO4溶液时还需加入。

（2）除去蒸馏水中溶解的O2常采用的方法。

（3）生成白色Fe（OH）2沉淀的操作是用长滴管吸取不含O2的NaOH溶液，插入FeSO4溶液液面下，再挤出NaOH溶液。

这样操作的理由是。

方法二：

在如图装置中，用NaOH溶液、铁屑、稀H2SO4等试剂制备。

（1）在试管Ⅰ里加入的试剂是。

（2）在试管Ⅱ里加入的试剂是。

（3）为了制得白色Fe（OH）2沉淀，在试管Ⅰ和Ⅱ中加入试剂，打开止水夹，塞紧塞子后的实验步骤是。

（4）这样生成的Fe（OH）2沉淀能较长时间保持白色，其理由是。

解析：

本实验题用两种方法来制备氢氧化亚铁，方法一完全是采用课本中的实验，考查硫酸亚铁溶液的配制中的要求，必须要注意防止水解和氧化；在制备氢氧化亚铁必须要除去溶解在溶液中的氧气及制备氢氧化亚铁的操作要求。

方法二是对课本实验的延伸，是一种改进的制备方法，用氢气作保护气的方法来保证新制的氢氧化亚铁不被马上氧化。

这就需要学生有一定的创造性思维。

参考答案：

方法一

（1）稀H2SO4铁屑

（2）煮沸

（3）避免生成的Fe（OH）2沉淀接触O2

方法二

（1）稀H2SO4铁屑

（2）NaOH溶液

（3）检验试管Ⅱ出口处排出的氢气的纯度。

当排出的H2纯净时，再夹紧止水夹。

（4）试管Ⅰ中反应生成的H2充满了试管Ⅰ和试管Ⅱ，且外界空气不容易进入。

例题四．现行高中化学教材第一册第32页【实验2-7】的延伸：

2005年春季高考北京试卷第29题（21分）：

化学活动课上，三组学生分别用图示甲、乙两装置，探究“NaHCO3和Na2CO3与稀盐酸的反应”，按表中的试剂用量，在相同条件下，将两个气球中的固体粉末同时倒入试管中（装置的气密性已检查）。

请回答：

（1）各组反应开始时，装置中的气球体积先变大，该装置中反应的离子方程式是。

（2）当试管中不再有气体生成时，三组实验出现不同现象，填写下表的空格。

试剂用量

实验现象

（气球体积变化）

分析原因

第①

组

0.42gNaHCO3

0.53gNa2CO3

3mL4mol/L盐酸

甲中气球与乙中气球的体积相等

甲、乙盐酸均过量

n（NaHCO3）=n（Na2CO3）

V甲（CO2）=V乙（CO2）

第②

组

0.3gNaHCO3

0.3gNa2CO3

3mL4mol/L盐酸

甲中气球比乙中气球的体积大

第③

组

0.6gNaHCO3

0.6gNa2CO3

3mL2mol/L盐酸

甲中