北京四中網(wǎng)校2013年高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 制備實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)知識(shí)導(dǎo)學(xué)

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1、 制備實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì) 　　[重點(diǎn)難點(diǎn)] 　　1、了解制備實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)方法和要求。 　　2、運(yùn)用已學(xué)知識(shí)分析并評(píng)價(jià)氫氧化鋁制備的最佳途徑。 　　3、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)：硫酸亞鐵的制備 　　[知識(shí)講解] 　　1、制備新物質(zhì)需先設(shè)計(jì)方案的原因 　　制備新物質(zhì)是科學(xué)研究和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展的需要，它是在一定的實(shí)驗(yàn)條件和過(guò)程中進(jìn)行的。 　　我們還知道反應(yīng)物相同，反應(yīng)條件不同時(shí)產(chǎn)物也不一樣。如苯和氯氣在光照下發(fā)生加成反應(yīng)，但在FeCl3作催化劑時(shí)卻發(fā)生取代反應(yīng)生成氯苯。再如，用同濃度、同體積的AlCl3溶液和NaOH溶液制備Al(OH)3時(shí)，如果將NaOH溶液滴到AlCl3溶液中或

2、將AlCl3溶液滴加到NaOH溶液中實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和結(jié)果完全不同。這種例子還有很多，因此，在設(shè)計(jì)物質(zhì)制備的實(shí)驗(yàn)方案時(shí)，要使實(shí)驗(yàn)過(guò)程達(dá)到和保持某種狀態(tài)、發(fā)生某種特定變化，并得到理想的結(jié)果，就必須注意對(duì)實(shí)驗(yàn)條件進(jìn)行設(shè)計(jì)。 　　2、作用和要求 　　根據(jù)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的目的要求，依據(jù)正確的化學(xué)原理，結(jié)合題給的信息和提供的藥品和儀器，運(yùn)用相關(guān)的化學(xué)知識(shí)和技能，對(duì)實(shí)驗(yàn)的儀器、裝置和方法所進(jìn)行的統(tǒng)一規(guī)劃，選擇最佳方案，達(dá)到制取某種物質(zhì)的目的。 　　進(jìn)行上述實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的作用： 　?、僦苯雨P(guān)系到實(shí)驗(yàn)效率的高低，甚至實(shí)驗(yàn)的成??； 　?、诳茖W(xué)、合理、周密、巧妙的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，往往能導(dǎo)致化學(xué)科學(xué)的重大發(fā)現(xiàn)。

3、 　　制備實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)的要求： 　?、僭碚_、步驟簡(jiǎn)單； 　　②條件適宜、操作方便； 　?、墼县S富、價(jià)格低廉； 　?、芄?jié)省試劑、安全防污； 　?、莓a(chǎn)品純凈、易于提純。 　　3、制備實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路及一般方法 　　列出可能的幾種制備方法和途徑，從上面的5項(xiàng)要求進(jìn)行分析和比較，從中選取最佳的實(shí)驗(yàn)方法。 　　在制訂具體的實(shí)驗(yàn)方案時(shí)，還應(yīng)注意對(duì)實(shí)驗(yàn)條件進(jìn)行嚴(yán)格、有效的控制。其順序是： 　　4、用鋁屑制備Al(OH)3的幾種方案及評(píng)價(jià) 　　根據(jù)中學(xué)化學(xué)所學(xué)內(nèi)容，制備Al(OH)3我們可以： 　　⑴用鋁先和酸反應(yīng)生成Al3+鹽，再用Al3+鹽和NaO

4、H溶液或氨水反應(yīng)制出Al(OH)3； 　?、朴娩X屑先和強(qiáng)堿溶液如NaOH溶液反應(yīng)生成AlO2－鹽，再用稀硫酸中和過(guò)量的堿液，并促使AlO2－與酸溶液反應(yīng)或水解，得到Al(OH)3； 　　⑶先用鋁屑分別和稀硫酸、濃氫氧化鈉溶液作用生成鋁鹽溶液、偏鋁酸鹽溶液，然后將這兩溶液相混合，得到氫氧化鋁。 　　下面從原料消耗、生成氫氧化鋁是否便于控制等方面加以討論： 　　(1)方案一： 　　鋁屑和稀硫酸反應(yīng)生成Al3+的鹽溶液，再用NaOH溶液（或）氨水使Al(OH)3沉淀析出。 　　發(fā)生反應(yīng)為：2Al+3H2SO4（?。?==Al2(SO4)3+3H2↑，2Al+6H+==

5、=2Al3++3H2↑， 　　　　　　　　Al2(SO4)3+6HaOH===2 Al(OH)3↓+3Na2SO4，Al3++3OH-=== Al(OH)3↓。 　　用氨水時(shí)：Al2(SO4)3+6NH3·H2O===2 Al(OH)3↓+3(NH4)2SO4，Al3++3NH3·H2O=== Al(OH)3↓+3NH4+。 　　從方程式可看出，用NaOH溶液沉淀Al3+，若NaOH溶液不足，則Al3+沉淀不完全；NaOH溶液過(guò)量，則生成的Al(OH)3又將有一部分轉(zhuǎn)化為NaAlO2溶液，即Al(OH)3+NaOH===NaAlO2+2H2O，終點(diǎn)不易控制，因?yàn)锳l(OH)3

6、溶于過(guò)量的NaOH溶液，影響Al(OH)3的生成量。 　　用氨水沉淀Al3+，隨著氨水的滴加，Al(OH)3沉淀量逐漸增大，當(dāng)Al3+完全轉(zhuǎn)化為Al(OH)3沉淀時(shí)，再滴入氨水，Al(OH)3不溶解（氫氧化鋁不跟弱堿反應(yīng)），反應(yīng)易于控制。 　　從消耗原料物質(zhì)的量方面分析：若制取1mol Al(OH)3需要3mol H+和3mol OH-或3mol NH3·H2O。 　　(2)方案二： 　　鋁屑先跟濃NaOH溶液反應(yīng)，再用稀硫酸中和過(guò)量的堿液，促使AlO2－與酸反應(yīng)得到Al(OH)3。 　　發(fā)生反應(yīng)為：2Al+2NaOH+2H2O===2NaAlO2+3H2↑，2Al+

7、2OH－+2H2O===2AlO2－+3H2↑， 　　　　　　　　2NaAlO2+H2SO4+2H2O===2Al(OH)3↓+Na2SO4，AlO2-+H++H2O===Al(OH)3↓。 　　若硫酸過(guò)量，則生成的Al(OH)3會(huì)溶解。 　　若制取1mol Al(OH)3，需消耗H+、OH－各1mol。 　　(3)方案三： 　　用鋁屑分別與稀硫酸和濃NaOH溶液反應(yīng)，將得到的鋁鹽溶液和偏鋁酸鹽溶液混合過(guò)濾，再將得到的沉淀洗滌，可得Al(OH)3。 　　發(fā)生反應(yīng)為：2Al+3H2SO4（稀）=== Al2(SO4)3+3H2↑，2Al+6H+===2Al3++3

8、H2↑， 　　　　　　　　2Al+2NaOH+2H2O===2NaAlO2+3H2↑，2Al+2OH-+2H2O===2AlO2-+3H2↑， 　　　　　　　　Al2(SO4)3+6NaAlO2+12H2O===Al(OH)3↓+3Na2SO4，Al3++3AlO2+6H2O===4 Al(OH)3↓。 　　按此方案，若制備1mol Al(OH)3，需消耗mol H+和mol OH-。 　　我們來(lái)比較這三種方案，同樣是制備1mol Al(OH)3，使用的藥品都是三種：鋁屑、稀硫酸、氫氧化鈉溶液，第一種方案消耗酸、堿的物質(zhì)的量最多，第三種方案最少；從操作要求可看出：方案一

9、、二不如方案三簡(jiǎn)單。 　　綜上所述，制備Al(OH)3宜用第三種方案，其流程應(yīng)為： 　　5、用鋁屑制備Al(OH)3的具體實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì) 　　實(shí)驗(yàn)名稱(chēng)： 　　以鋁為原料制備Al(OH)3 　　實(shí)驗(yàn)?zāi)康模? 　?、俜治鲈u(píng)價(jià)制備Al(OH)3的最佳條件； 　?、谡J(rèn)識(shí)鋁的化學(xué)性質(zhì)和Al(OH)3的兩性。 　　實(shí)驗(yàn)原理： 　　鋁屑分別與稀硫酸和濃NaOH溶液反應(yīng)得到Al2(SO4)3和NaAlO2溶液，將鋁鹽溶液和偏鋁酸鹽溶液混合過(guò)濾，再將得到的沉淀洗滌，即可得到Al(OH)3。 　　實(shí)驗(yàn)用品： 　　燒杯、量筒、玻璃棒、漏斗、托盤(pán)天平、鐵架臺(tái)、石棉網(wǎng)、酒精

10、燈、pH試紙、濾紙、剪刀、火柴、鋁屑、稀硫酸、稀NaOH溶液、濃NaOH溶液、蒸餾水。 　　實(shí)驗(yàn)步驟： 　　①在燒杯1中加入50mL稀NaOH溶液，再加入足量鋁屑，給溶液稍加熱1～2分鐘后取出，用蒸餾水把鋁屑洗滌干凈，稱(chēng)量鋁屑的質(zhì)量，設(shè)為m1，將鋁屑分為四份，備用。 　?、谠跓?中放入1份鋁，再加入適量稀硫酸，使鋁屑完全溶解。 　?、墼跓?中放入3份鋁，再加入適量濃NaOH溶液，使鋁屑完全溶解。 　?、軐?和燒杯3中的溶液混合，將沉淀過(guò)濾。 　?、輰⑺贸恋磙D(zhuǎn)移到燒杯中，用熱蒸餾水洗滌3次，再過(guò)濾、洗滌，至溶液的pH值為7～8。 　　⑥過(guò)濾，干燥，

11、得到Al(OH)3固體。 　　⑦用托盤(pán)天平稱(chēng)量所得Al(OH)3固體的質(zhì)量為m2，計(jì)算出產(chǎn)率。 　　實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象記錄及結(jié)果處理　 　?、賹?shí)驗(yàn)現(xiàn)象（略） 　　②實(shí)驗(yàn)結(jié)果處理 鋁屑的質(zhì)量（m1） 　 氫氧化鋁的質(zhì)量（m2） 　 氫氧化鋁的理論產(chǎn)量（m3） 　 產(chǎn)率計(jì)算公式 　 本實(shí)驗(yàn)Al（OH）3的產(chǎn)率 　 　　注意： 　　1、實(shí)驗(yàn)步驟1中鋁屑先用稀NaOH溶液處理，是為了除去鋁屑表面的薄薄的氧化鋁膜。 　　2、鋁屑的質(zhì)量要均分為相同的四份，使它們能按Al3++3AlO2-+6H2O===4 Al(OH)3↓完全反應(yīng)。 　　3、Al3++3H2

12、O Al(OH)3+3H+，AlO2-+2H2O Al(OH)3+OH- 　　正是由于這兩個(gè)水解反應(yīng)相互促進(jìn)，使得Al3+鹽和AlO2-鹽相混后產(chǎn)生Al(OH)3沉淀。 　?。垡员郊姿釣樵现苽浔郊姿峒柞ィ? 　　實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)參考： 　　實(shí)驗(yàn)?zāi)康模? 　　制備苯甲酸甲酯 　　實(shí)驗(yàn)原理： 　　苯甲酸與甲醇在濃硫酸作用下生成苯甲酸甲酯 　　實(shí)驗(yàn)用品：略 　　實(shí)驗(yàn)步驟： 　?、畔?0mL大試管中加入2 mL甲醇、2 mL苯甲酸，再慢慢滴入0.5 mL濃硫酸； 　?、圃诹硪恢г嚬苤屑尤? mL飽和Na2CO3溶液。按下圖所示把裝置接好； 　?、怯眯』鸺訜嵩嚬?/p>

13、里的混合物，產(chǎn)生的蒸氣經(jīng)導(dǎo)管通到飽和Na2CO3溶液上方約0.5cm處； 　?、热∠略嚬懿⑼Ｖ辜訜幔? 　　⑸振蕩盛有Na2CO3溶液的試管； 　　⑹把混合液倒入分液漏斗中靜置、分液，上層就是產(chǎn)品苯甲酸甲酯。 　?。蹖?shí)驗(yàn)四　 硫酸亞鐵的制備］ 　　實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)參考： 　　首先用堿液除去廢鐵屑表面的油污，之后按如下步驟制備硫酸亞鐵： 　　(1)在燒杯中倒入40mL稀硫酸，加入足量廢鐵屑，以使稀硫酸浸沒(méi)所有鐵屑為度。小心加熱(保持溫度在50℃—80℃之間，不要煮沸)，直到只有極少量氣泡生成，同時(shí)溶液呈淺綠色為止(這時(shí)燒杯底部應(yīng)留有少量鐵屑)。 　　(2)用少量熱水

14、通過(guò)過(guò)濾器，以提高它的溫度(防止溶液在漏斗里析出晶體)，然后將溶液趁熱過(guò)濾。將濾液轉(zhuǎn)入試管中，用橡皮塞塞住管口(防止空氣進(jìn)入)，靜置、冷卻、結(jié)晶，觀(guān)察濾液冷卻生長(zhǎng)出淺綠色硫酸亞鐵晶體的　 現(xiàn)象。 　　(3)待結(jié)晶完畢后，取出晶體，用少量水洗滌2—3次，再用濾紙將晶體吸干。 　　(4)把制得的硫酸亞鐵晶體放在一個(gè)小廣口瓶中，密閉保存。 　　實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象： 　　廢鐵屑遇到稀H2SO4產(chǎn)生氣泡，鐵屑溶解，溶液呈淺綠色，冷卻后有晶體析出(綠礬FeSO4·7H2O)。 　　說(shuō)明： 　?、勹F與H2SO4反應(yīng)制FeSO4時(shí)應(yīng)用稀H2SO4。 　?、贔eSO4易被氧化，應(yīng)加入過(guò)量

15、鐵屑以防止氧化，制得的綠礬應(yīng)密閉保存。 　　[典型例題剖析] 　　例1、實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有：（1）未知濃度的燒堿溶液100mL；（2）能隨時(shí)提供CO2的發(fā)生裝置；（3）50mL量筒；（4）200mL燒杯。請(qǐng)僅利用上述藥品和儀器制備較純凈的純堿溶液。 　　[分析] 　　CO2氣體和NaOH物質(zhì)的量之比不同，反應(yīng)可生成Na2CO3或NaHCO3。要制備較純凈的純堿溶液，通入CO2量的控制是實(shí)驗(yàn)成敗的關(guān)鍵，若直接向NaOH溶液中通入CO2，使其恰好生成Na2CO3通常是難以做到的。我們不妨采取“欲擒故縱”的策略，將100mL NaOH溶液分成兩等份，其中一份通入過(guò)量的CO2，使之生成NaHC

16、O3，然后將另一份NaOH溶液與之混合，最終得到Na2CO3。發(fā)生的反應(yīng)是： 　?。?）NaOH+CO2=NaHCO3 　　（2）NaOH+NaHCO3=Na2CO3+H2O 　　答案： 　?。?）用50mL量筒量取50mL的NaOH溶液； 　?。?）將量筒里的NaOH溶液倒入200mL燒杯中，通入過(guò)量的CO2； 　　（3）將剩余的50mL NaOH溶液倒入燒杯中混合即可。 　　例2、某學(xué)生想制作一種家用環(huán)保型消毒液發(fā)生器，用石墨作電極電解飽和氯化鈉溶液，通電便可制得有較強(qiáng)殺菌能力的消毒液，他設(shè)計(jì)了如圖三套裝置，請(qǐng)對(duì)它們進(jìn)行評(píng)價(jià)。 　　[分析] 　　該制備的反應(yīng)原

17、理并不復(fù)雜，是通過(guò)電解飽和食鹽水后產(chǎn)生的Cl2與NaOH反應(yīng)生成NaClO，從而達(dá)到制備目的，反應(yīng)原理： 　　2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑ 　　Cl2+2NaOH=NaClO+NaCl+H2O 　　由于電解食鹽水時(shí)氯氣是陽(yáng)極產(chǎn)物，而NaOH是陰極產(chǎn)物，因此，如何讓兩極的產(chǎn)物充分接觸反應(yīng)是設(shè)計(jì)裝置的創(chuàng)意點(diǎn)。 　　答案： 　　裝置A顯然不能保證氯氣和NaOH的充分接觸。裝置B與裝置C的區(qū)別是把陽(yáng)極設(shè)計(jì)在裝置的下部或上部，B設(shè)計(jì)能確保在陽(yáng)極生成的氯氣上升時(shí)，與陰極產(chǎn)物NaOH充分接觸反應(yīng)，達(dá)到制備的目的。 　　例3、氨跟氧化銅反應(yīng)可以制備氮?dú)猓?N

18、H3+3CuO 3Cu+3H2O+N2），而氮?dú)飧V在高溫下反應(yīng)可得到氮化鎂，但氮化鎂遇水即反應(yīng)生成Mg(OH)2和NH3。下面是甲、乙兩位學(xué)生提出的制備氮化鎂的兩種實(shí)驗(yàn)方案示意圖（實(shí)驗(yàn)前系統(tǒng)內(nèi)的空氣已排出；圖中箭頭表示氣體的流向） 　　填空和回答問(wèn)題： 　?。?）甲、乙兩生提出的實(shí)驗(yàn)方案是否能制得氮化鎂？甲_________，乙_________。（填“能”或“不能”） 　　（2）具體說(shuō)明不能制得氮化鎂的原因（如兩個(gè)方案均能制得氮化鎂，此小題不用回答）。______________。 　　[分析] 　　甲方案制得的NH3，經(jīng)過(guò)堿石灰干燥，再經(jīng)過(guò)濃H2SO4時(shí)，和硫酸反應(yīng)

19、生成(NH4)2SO4，使得反應(yīng)到此終結(jié)，后邊反應(yīng)由于沒(méi)有NH3使反應(yīng)無(wú)法進(jìn)行，不能得到氮化鎂；乙方案改正了甲方案的兩點(diǎn)錯(cuò)誤，NH3被CuO氧化成N2后，經(jīng)過(guò)水洗除去未反應(yīng)的NH3，最后N2經(jīng)濃H2SO4干燥后與高溫鎂粉反應(yīng)制得氮化鎂，該方案是可行的。 　　[解] 　?。?）不能，能 　?。?）甲方案中反應(yīng)產(chǎn)生的NH3全部被濃硫酸吸收，不能進(jìn)行后續(xù)反應(yīng)。 　　例4、1，2—二溴乙烷可作汽油抗爆劑的添加劑，常溫下它是無(wú)色液體，密度是2.18g/cm3，沸點(diǎn)131.4℃，熔點(diǎn)9.79℃，易溶于醇、醚、丙酮等有機(jī)溶劑，在實(shí)驗(yàn)中可以用下圖所示裝置制備1，2—二溴乙烷，其中分液漏斗和燒瓶

20、a中裝有乙醇和濃硫酸的混合液，試管d中裝有液溴（表面覆蓋少量水）。 　　填寫(xiě)以下空白。 　?。?）寫(xiě)出本題中制備1，2—二溴乙烷的兩個(gè)反應(yīng)化學(xué)方程式。 　?。?）安全瓶b可以防止倒吸，并可以檢查實(shí)驗(yàn)進(jìn)行時(shí)試管d是否發(fā)生堵塞。請(qǐng)寫(xiě)出發(fā)生堵塞時(shí)瓶b中的現(xiàn)象。 　　（3）容器c中NaOH溶液的作用：_________。 　　（4）某學(xué)生做此實(shí)驗(yàn)時(shí)，使用一定量的液溴，當(dāng)溴全部褪色時(shí)，所消耗乙醇和濃硫酸混合液的量比正常情況下超出許多，如果裝置的氣密性沒(méi)有問(wèn)題，試分析其可能的原因。 　　[分析] 　　由于1，2—二溴乙烷的熔點(diǎn)為9.79℃，要注意試管d外面的冷卻水溫度，如

21、果溫度低于此熔點(diǎn)，1，2—二溴乙烷就會(huì)在試管d中凝固而發(fā)生堵塞，使容器c和它前面的容器a和b由于乙烯排不出去而壓強(qiáng)增大，會(huì)將安全瓶b內(nèi)的水壓入長(zhǎng)玻璃管里，使玻璃管內(nèi)的水面上升甚至溢出，與此同時(shí)瓶b內(nèi)的水面會(huì)有所下降。 　　由于副反應(yīng)的發(fā)生，反應(yīng)中有SO2、CO2等酸性氣體生成，因而要用NaOH溶液洗滌，如果溫度不迅速升到170℃，則會(huì)使乙醇和濃H2SO4反應(yīng)生成乙醚等副產(chǎn)物，另外，反應(yīng)過(guò)快乙烯沒(méi)有被完全吸收，亦使反應(yīng)物量消耗太多。 　　[解] 　　（1）CH3CH2OH CH2=CH2↑+H2O、H2C=CH2+Br2→CH2Br—CH2Br 　　（2）b中水面會(huì)下降，玻璃管中

22、的水面會(huì)上升，甚至溢出 　?。?）除去乙烯中帶出的酸性氣體（SO2、CO2等） 　?。?）①乙烯反應(yīng)速度過(guò)快；②實(shí)驗(yàn)過(guò)程中乙烯和濃H2SO4的混合液沒(méi)有迅速達(dá)到170℃（或?qū)憽翱販夭划?dāng)”）。 　　例5、（05江蘇、20）（12分）硫酸亞鐵（FeSO4·7H2O）是一種重要的食品和飼料添加劑。實(shí)驗(yàn)室通過(guò)如下實(shí)驗(yàn)由廢鐵屑制備FeSO4·7H2O晶體： 　?、賹?% Na2CO3溶液加入到盛有一定量廢鐵屑的燒杯中，加熱數(shù)分鐘，用傾析法除去Na2CO3溶液，然后將廢鐵屑用水洗滌2～3遍； 　?、谙蛳礈爝^(guò)的廢鐵屑中加入過(guò)量的稀硫酸，控制溫度在50～80℃之間至鐵屑耗盡； 　　

23、③趁熱過(guò)濾，將濾液轉(zhuǎn)入到密閉容器中，靜置、冷卻結(jié)晶； 　　④待結(jié)晶完畢后，濾出晶體，用少量冰水洗滌2～3次，再用濾紙將晶體吸干； 　?、輰⒅频玫腇eSO4·7H2O晶體放在一個(gè)小廣口瓶中，密閉保存。 　　請(qǐng)回答下列問(wèn)題： 　　（1）實(shí)驗(yàn)步驟①的目的是__________，加熱的作用是__________。 　　（2）實(shí)驗(yàn)步驟②明顯不合理，理由是__________。 　?。?）實(shí)驗(yàn)步驟④中用少量冰水洗滌晶體，其目的是__________； 　?。?）經(jīng)查閱資料后發(fā)現(xiàn)，硫酸亞鐵在不同溫度下結(jié)晶可分別得到FeSO4·7H2O、FeSO4·4H2O和FeSO4·

24、H2O。硫酸亞鐵在不同溫度下的溶解度和該溫度下析出晶體的組成如下表所示（僅在56.7℃、64℃溫度下可同時(shí)析出兩種晶體）。 　　硫酸亞鐵的溶解度和析出晶體的組成 溫度/℃ 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 析出晶體 FeSO4·7H2O FeSO4·4H2O FeSO4·H2O 　　請(qǐng)根據(jù)表中數(shù)據(jù)作出硫酸亞鐵的溶解度曲線(xiàn)。 　?。?）若需從硫酸亞鐵溶液中結(jié)晶出FeSO4·4H2O，應(yīng)控制的結(jié)

25、晶溫度（t）的范圍為_(kāi)_________。 　　分析： 　　制備硫酸亞鐵前，一般先要除去鐵表面的油污，可用燒堿或純堿溶液，加熱能促進(jìn)純堿溶解使水解程度增大，增強(qiáng)去油污能力。 　　由于Fe2+易被氧化，所以制備硫酸亞鐵時(shí)要使鐵過(guò)量。 　　為了增大硫酸亞鐵濃度，應(yīng)在較高溫度下使鐵與硫酸反應(yīng)，但又要防止亞鐵離子的氧化，所以一般控制在50－80℃，并要趁熱過(guò)濾。 　　得到的沉淀一般會(huì)沾有溶液中的離子，需要進(jìn)行洗滌以除去這些離子。 　　根據(jù)表中第2行可畫(huà)出溶解度曲線(xiàn)。 　　答案： 　?。?）除油污　 升高溫度，溶液堿性增強(qiáng)，去油污能力增強(qiáng) 　　（2）應(yīng)該鐵屑過(guò)量

26、（或反應(yīng)后溶液中必須有鐵剩余），否則溶液中可能有Fe3+存在 　?。?）洗滌除除去晶體表面附著的硫酸等雜質(zhì)；用冰水洗滌可降低洗滌過(guò)程中FeSO4·7H2O的損耗。 　?。?）如圖 　?。?）56.7℃ ＜ t ＜ 64℃ 性質(zhì)實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì) 　　[重點(diǎn)難點(diǎn)] 　　1、了解性質(zhì)實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)方法和要求。 　　2、應(yīng)用乙二酸的性質(zhì)，設(shè)計(jì)完整的化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案。 　　3、綜合運(yùn)用高中階段有關(guān)銅和銅的化合物的知識(shí)，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案驗(yàn)證銅和銅的化合物的性質(zhì)。 　　4、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)紅磚中氧化鐵成分 　　[知識(shí)講解] 　　我們知道，物質(zhì)的結(jié)構(gòu)決定物質(zhì)的性質(zhì)，而物質(zhì)的性質(zhì)

27、在一定程度上也反映其結(jié)構(gòu)，并決定它的用途和制法。在進(jìn)行性質(zhì)實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)時(shí)，要充分了解物質(zhì)的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、用途與制法之間的相互關(guān)系。要根據(jù)物質(zhì)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)來(lái)設(shè)計(jì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案，探究或驗(yàn)證物質(zhì)所具有的一些性質(zhì)。對(duì)于物質(zhì)化學(xué)性質(zhì)實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)，要抓住物質(zhì)的本質(zhì)特征進(jìn)行整體考慮，學(xué)會(huì)應(yīng)用分析、比較、綜合、概括的方法?？蓱?yīng)用元素周期律來(lái)分析元素及化合物的有關(guān)知識(shí)，使物質(zhì)的存在、性質(zhì)和制法的知識(shí)條理化。在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案時(shí)，要對(duì)物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)有正確的理解與認(rèn)識(shí)。 　　推測(cè)物質(zhì)的性質(zhì)應(yīng)從其結(jié)構(gòu)出發(fā)，與已學(xué)過(guò)的物質(zhì)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行比較，抓共性、找個(gè)性。 　　一、乙二酸的結(jié)構(gòu)及其性質(zhì)推測(cè) 　　乙二酸結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為，

28、含兩個(gè)羧基，可推測(cè)乙二酸應(yīng)具有： 　?、偎岬耐ㄐ裕汉突顫娊饘俜磻?yīng)生成氫氣，和堿性氧化物反應(yīng)生成鹽和水，和酸堿指示劑作用，和堿作用生成鹽和水，和某些鹽作用。 　?、谝叶峋w中含結(jié)晶水，受熱時(shí)會(huì)失去結(jié)晶水，繼續(xù)強(qiáng)熱，乙二酸可能分解為氣體CO2和水。 　?、垡叶崮芎痛荚诖呋瘎┳饔孟掳l(fā)生酯化反應(yīng)。 　　④乙二酸中兩羧基直接相連，可能會(huì)被酸性高錳酸鉀氧化，使高錳酸鉀溶液褪色。 　　⑤根據(jù)常識(shí)，衣服上沾有藍(lán)墨水，可用乙二酸洗滌干凈，說(shuō)明乙二酸能使藍(lán)墨水褪色。 　　二、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，驗(yàn)證乙二酸所具有的性質(zhì) 　　（1）乙二酸的酸性的檢驗(yàn) 　?、俜謩e用潔凈的玻璃棒蘸同

29、物質(zhì)的量濃度的乙二酸溶液、稀硫酸、乙酸點(diǎn)在pH試紙上，并與標(biāo)準(zhǔn)比色卡對(duì)比，可看出pH試紙均顯紅色，說(shuō)明乙二酸溶液和稀硫酸溶液、乙酸溶液一樣均顯酸性。那么酸性怎樣呢？乙二酸溶液顯示的pH試紙紅色比乙酸使pH試紙變紅的更明顯，說(shuō)明乙二酸酸性強(qiáng)于乙酸。 　　②向盛有少量Na2CO3粉末的試管中加入約3mL乙二酸溶液，觀(guān)察現(xiàn)象?？梢钥吹疆a(chǎn)生大量的無(wú)色氣泡，這是CO2氣體，說(shuō)明乙二酸酸性比H2CO3強(qiáng)，綜合上述兩點(diǎn)，知乙二酸的酸性強(qiáng)于乙酸、碳酸。 　　（2）乙二酸晶體受熱分解性質(zhì)的檢驗(yàn) 　　如圖，先將導(dǎo)氣管通入一倒立的干而冷的小燒杯中，可以看到燒杯內(nèi)壁有霧狀水霧生成，然后再通入澄清的石灰水

30、中，可觀(guān)察到澄清的石灰水變渾濁，說(shuō)明乙二酸受熱能分解，產(chǎn)物有CO2和H2O。 　　說(shuō)明： 　　驗(yàn)證乙二酸受熱分解產(chǎn)物時(shí)可直接用上面的裝置，加熱試管時(shí)管口應(yīng)略向上傾斜。如驗(yàn)證有水生成，可直接觀(guān)察加熱時(shí)試管口部出現(xiàn)較多液珠，且冷卻之后不變?yōu)楣腆w即可。從澄清石灰水變渾濁可證明乙二酸受熱分解生成了CO2。 　?。?）乙二酸和酸性KMnO4溶液作用－－乙二酸的還原性 　　向盛有約5mL乙二酸飽和溶液的試管中滴入3滴用硫酸酸化的0.5%的KMnO4溶液，振蕩，可觀(guān)察到酸性KMnO4溶液褪色，說(shuō)明乙二酸具有還原性。 　　說(shuō)明： 　　驗(yàn)證乙二酸的還原性，高錳酸鉀溶液濃度不宜過(guò)大，而且

31、混合后要充分振蕩。最初看到溶液變?yōu)闇\褐色，過(guò)一會(huì)兒才接近于無(wú)色。 　　（4）乙二酸的酯化反應(yīng) 　　如圖，在一試管中加入3mL乙二醇，然后邊搖動(dòng)試管邊慢慢加入2mL濃硫酸和2mL乙二酸，用酒精燈小心均勻地加熱試管3min～5min，產(chǎn)生的蒸氣經(jīng)導(dǎo)管通到飽和Na2CO3溶液的液面上?？捎^(guān)察到在Na2CO3液面上有無(wú)色透明油狀液體產(chǎn)生，并可聞到香味。這種香味是由酯散發(fā)出的，說(shuō)明乙二酸和乙二醇發(fā)生了酯化反應(yīng)。 　　（5）乙二酸使藍(lán)墨水褪色 　　在一支試管中放一塊濺有藍(lán)墨水的布條，用2％的乙二酸與乙二酸鉀混合溶液浸泡，可觀(guān)察到布條上的藍(lán)墨水漬消失了，證明乙二酸能洗去濺在布條上的藍(lán)墨水漬

32、。 　　三、性質(zhì)實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)中，要注意下列問(wèn)題： 　　1．實(shí)驗(yàn)方案要可行。要盡量避免使用高壓和特殊催化劑等實(shí)驗(yàn)室難以達(dá)到的條件，實(shí)驗(yàn)方案要簡(jiǎn)單易行。 　　例如，設(shè)計(jì)“證明醋酸是弱電解質(zhì)”的實(shí)驗(yàn)時(shí)，有這樣一個(gè)方案：配制pH=1的鹽酸溶液和pH=1的醋酸溶液，然后分別取兩溶液各1mL均稀釋至10mL，然后在兩溶液中各加入少量鎂條觀(guān)察現(xiàn)象，產(chǎn)生氣泡速率較快的是醋酸。這個(gè)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的原理并沒(méi)有錯(cuò)，但是中學(xué)階段要準(zhǔn)確配制pH=1的醋酸在實(shí)際操作上是有一定難度的，而且等比例稀釋后與鎂反應(yīng)的速率，通過(guò)氣泡的觀(guān)察，其結(jié)論也是不可靠的。 　　2．實(shí)驗(yàn)順序要科學(xué)。要對(duì)各個(gè)實(shí)驗(yàn)步驟進(jìn)行統(tǒng)一的規(guī)劃和安

33、排，保證實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確高效。同時(shí)要減少副反應(yīng)和避免實(shí)驗(yàn)步驟間的干擾。 　　例如，已知檸檬醛結(jié)構(gòu)為： 　　設(shè)計(jì)檸檬醛的化學(xué)性質(zhì)實(shí)驗(yàn)時(shí)，有一個(gè)方案是：①通過(guò)加入高錳酸鉀酸性溶液或溴水，根據(jù)溶液褪色來(lái)驗(yàn)證C=C的性質(zhì)。②用新制的氫氧化銅懸濁液在加熱條件下產(chǎn)生磚紅色沉淀來(lái)驗(yàn)證醛基的性質(zhì)。殊不知，由于醛基具有還原性，很容易被氧化，也會(huì)使高錳酸鉀酸性溶液和溴水褪色，所以實(shí)驗(yàn)結(jié)論是不準(zhǔn)確的。其實(shí)只要把實(shí)驗(yàn)步驟做一下調(diào)整，先用新制的氫氧化銅懸濁液驗(yàn)證醛基的性質(zhì)，醛基完全氧化成羧基后，再用高錳酸鉀酸性溶液或溴水驗(yàn)證C=C的性質(zhì)，即可避免上述錯(cuò)誤。 　　3．實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象要直觀(guān)。仍然是設(shè)計(jì)“證明醋酸是弱

34、電解質(zhì)”的實(shí)驗(yàn)，如果我們?nèi)ヅ渲埔粋€(gè)一定濃度的CH3COONa溶液，用pH試紙測(cè)試溶液的pH，通過(guò)測(cè)定的結(jié)果pH>7來(lái)得出醋酸是弱電解質(zhì)的結(jié)論，既操作簡(jiǎn)便又現(xiàn)象明顯。 　　4．實(shí)驗(yàn)結(jié)論要可靠。要反復(fù)推敲實(shí)驗(yàn)步驟和多方論證實(shí)驗(yàn)結(jié)果，做到實(shí)驗(yàn)結(jié)論的準(zhǔn)確可靠。 　　四、設(shè)計(jì)銅和銅的化合物的性質(zhì)實(shí)驗(yàn)方案 　　1．銅和銅的化合物的性質(zhì) 　　銅是一種不活潑的金屬，可和氧氣反應(yīng)生成CuO，和硫反應(yīng)只能生成低價(jià)的Cu2S；與鹽酸、稀H2SO4不反應(yīng)；與冷的濃H2SO4也不反應(yīng)，在加熱條件下可以和濃H2SO4作用，但不產(chǎn)生H2，能與HNO3作用，其中和濃HNO3作用生成NO2氣體，和稀HNO3作用

35、生成NO氣體。實(shí)驗(yàn)室可利用這些反應(yīng)來(lái)制取SO2、NO2、NO等氣體；在鹽溶液中銅只能置換比它更不活潑的Hg、Ag等金屬，但它可以和FeCl3溶液反應(yīng)，工業(yè)上利用這個(gè)原理來(lái)腐蝕線(xiàn)路板；銅在干燥的空氣中比較穩(wěn)定，但在潮濕的空氣中會(huì)發(fā)生銹蝕而生成銅綠。 　　氧化銅是堿性氧化物，與酸等反應(yīng)生成銅鹽和水。在氧化銅中銅處于高價(jià)，因此氧化銅有一定的氧化性，能氧化乙醇等。因此，銅可以作為乙醇氧化為乙醛的催化劑。 　　硫酸銅晶體帶5個(gè)單位結(jié)晶水，呈藍(lán)色，加熱時(shí)易失去結(jié)晶水變?yōu)榘咨牧蛩岱勰ｃ~離子還能與鐵、堿、硫離子等反應(yīng)。 　　氫氧化銅是弱堿，有弱堿的通性，即：與酸反應(yīng)、受熱分解等。

36、　　2、實(shí)驗(yàn)步驟參考設(shè)計(jì)如下： 　　（1）銅與非金屬反應(yīng) 　?、儆靡桓~絲在酒精燈火焰上灼燒，觀(guān)察銅絲在灼燒前后的變化。 　　　銅絲變黑。說(shuō)明生成了CuO。 　?、谌∫恢≡嚬芗尤肷倭苛蚍?，在酒精燈上加熱至硫變成蒸氣，迅速插入一束擦亮的細(xì)銅絲，觀(guān)察現(xiàn)象。 　　　銅絲在硫蒸氣中保持紅熱，最后變黑，說(shuō)明生成了Cu2S。 　?。?）銅與氧化性酸反應(yīng) 　?、僭谑⒂幸恍K銅片的試管中加入約3mL濃H2SO4，觀(guān)察現(xiàn)象；小心加熱試管，觀(guān)察現(xiàn)象；把生成的氣體通入品紅溶液中，觀(guān)察現(xiàn)象。 　　　可看到銅與冷濃硫酸不反應(yīng)，在加熱時(shí)溶液逐漸變藍(lán)色；生成的氣體使品紅溶液褪色。說(shuō)明銅

37、與氧化性酸反應(yīng)，生成SO2等。 　　②在兩支試管中各加入一小塊銅片，分別加入少量濃硝酸和稀硝酸，立即用無(wú)色透明塑料袋將試管口罩上并系緊，觀(guān)察發(fā)生的現(xiàn)象；然后，將加稀硝酸的試管口上的塑料袋稍稍松開(kāi)一會(huì)兒，使空氣進(jìn)入塑料袋，觀(guān)察發(fā)生的現(xiàn)象。 　　　可看到銅與濃硝酸反應(yīng)生成紅棕色的NO2，溶液變藍(lán)色；銅與稀硝酸反應(yīng)生成無(wú)色的NO，溶液變藍(lán)色。 　?。?）銅與鹽溶液反應(yīng) 　?、僭谠嚬苤屑尤爰s3mL AgNO3溶液，插入一根銅絲，過(guò)一會(huì)兒取出，觀(guān)察現(xiàn)象。 　　　可見(jiàn)紅色的銅表面覆蓋了一層銀白色的光亮銀。證明銅比銀活潑。 　　②在盛有一小塊銅片的試管中加入約3mL濃FeCl

38、3溶液，不斷振蕩試管，觀(guān)察現(xiàn)象。 　　　可看到溶液由棕黃色逐漸變?yōu)樗{(lán)綠色，銅不斷溶解。 　?。?）銅的催化作用 　　在試管中加入3mL乙醇，把一端彎成螺旋狀的銅絲放在酒精燈外焰上加熱，使銅表面生成一薄層黑色的氧化銅，立即把它插入盛有乙醇的試管里，這樣反復(fù)操作幾次，聞生成物的氣味，并觀(guān)察銅絲表面的變化。 　　可看到灼燒變黑的銅在乙醇中又變?yōu)榧t色。說(shuō)明CuO有一定的氧化性。 　　（5）銅的其他性質(zhì) 　　取兩小塊銅片，都在教室里，并露置在空氣中。使其中一塊銅片保持表面的濕潤(rùn)，另一塊銅片放在干燥處，使其表面保持干燥。課后不斷觀(guān)察銅片表面的變化。 　　通過(guò)數(shù)天的觀(guān)察，可

39、看到濕潤(rùn)的銅表面出現(xiàn)了一層銅銹。 　?。?）銅的化合的性質(zhì) 　?、偃∩倭緾uO粉末于試管中，加入少量水，不溶解；再加入少量稀硫酸，黑色粉末溶解，溶液變?yōu)樗{(lán)色。說(shuō)明氧化銅與硫酸反應(yīng)生成了硫酸銅和水。 　?、谌∩倭苛蛩徙~晶體于大試管中，把試管固定在鐵架臺(tái)上并使試管口略向下傾斜，加熱大試管，會(huì)看到藍(lán)色的晶體逐漸變?yōu)榘咨＠鋮s后，向試管中滴加1滴水，會(huì)看到晶體又變成藍(lán)色。 　?、廴∵m量硫酸銅溶液于試管中，向試管中放入一細(xì)鐵釘，過(guò)一會(huì)兒看到鐵釘表面出現(xiàn)了一層紅色的銅。說(shuō)明鐵比銅活潑。 　　④取少量硫酸銅溶液于試管中，滴加少量氫氧化鈉溶液，會(huì)看到出現(xiàn)藍(lán)色沉淀。說(shuō)明銅離子與堿反應(yīng)生

40、成氫氧化銅沉淀。 　?、菹蛞皇⒂辛蛩徙~溶液的試管中通入硫化氫氣體或滴加硫化鈉溶液，會(huì)看到黑色沉淀出現(xiàn)。說(shuō)明銅離子與硫離子反應(yīng)生成了黑色的CuS沉淀。 　　五、紅磚中氯化鐵成分的檢驗(yàn) 　　實(shí)驗(yàn)原理： 　　紅磚是由粘土燒成的一種常用建筑材料。紅磚之所以顯紅色是因?yàn)楹蠪e2O3。Fe2O3是堿性氧化物，可溶于酸(Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O)。Fe3+可用KSCN溶液檢驗(yàn)[Fe3++3SCN—＝Fe(SCN)3]。 　　實(shí)驗(yàn)步驟及現(xiàn)象： 　　①把約20g紅磚粉末，放入小燒杯中，加入20mL 3mol/L鹽酸，放置約30min。 　?、趶臒腥?mL澄清溶

41、液于試管中，滴入0.1moI/L KSCN溶液2滴—3滴，觀(guān)察到溶液立即顯血紅色。 　　實(shí)驗(yàn)結(jié)論： 　　通過(guò)實(shí)驗(yàn)，說(shuō)明溶液中含有Fe3+，進(jìn)而說(shuō)明原紅磚中含有Fe2O3。 　　注意事項(xiàng)： 　　⑴紅磚與鹽酸反應(yīng)較慢，要給予足夠的反應(yīng)時(shí)間。 　　⑵可以用KSCN溶液檢驗(yàn)，也可用NaOH溶液檢驗(yàn)，前者比后者反應(yīng)靈敏度高。 　　[典型例題] 　　例1．設(shè)計(jì)雙氧水化學(xué)性質(zhì)實(shí)驗(yàn)方案。 　　[分析] 　　在設(shè)計(jì)雙氧水化學(xué)性質(zhì)實(shí)驗(yàn)方案前，先預(yù)測(cè)雙氧水可能具有的性質(zhì)。雙氧水是H2O2的水溶液，H2O2中的氧元素是-l價(jià)，-1價(jià)的氧元素是中間價(jià)態(tài)，它既能升高又能降低，因此它可

42、能既具有氧化性又具有還原性；中負(fù)一價(jià)的氧元素在溶液中可能不太穩(wěn)定(Na2O2遇水立刻反應(yīng))，因此它可能還具有不穩(wěn)定性；根據(jù)常識(shí)，雙氧水在醫(yī)院里可用作皮膚上傷口的消毒劑，而且消毒后皮膚表面變白，這說(shuō)明雙氧水不但能殺菌消毒使蛋白質(zhì)變性，而且還可能有漂白作用。綜上所述，在設(shè)計(jì)雙氧水化學(xué)性質(zhì)實(shí)驗(yàn)方案時(shí)，可以從以下幾個(gè)方面加以推測(cè)并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)：①雙氧水可能具有不穩(wěn)定性，在受熱或遇到恰當(dāng)?shù)拇呋瘎r(shí)，可能發(fā)生分解，如果分解產(chǎn)物中有氣體，很可能是O2；②雙氧水可能具有氧化性，可能會(huì)氧化H2S、Fe2+等物質(zhì)；③雙氧水可能具有還原性，可能被KMnO4酸性溶液、K2Cr2O7溶液等氧化；④雙氧水還可能具有漂白性；⑤

43、雙氧水可能使雞蛋白等蛋白質(zhì)變性。 　　[解] 　　實(shí)驗(yàn)步驟設(shè)計(jì)如下： 　?。?）雙氧水的不穩(wěn)定性 　?、僭谠嚬苤屑尤爰s3mL雙氧水，在酒精燈上小火加熱，觀(guān)察現(xiàn)象，然后把帶火星的木條伸到試管內(nèi)，觀(guān)察現(xiàn)象。 　?、谠谠嚬軆?nèi)加入約3mL雙氧水，加入少量MnO2粉末，觀(guān)察現(xiàn)象；然后把帶火星的木條伸到試管內(nèi)，觀(guān)察現(xiàn)象。 　?。?）雙氧水的氧化性 　　在試管中加入約3mL新制的FeSO4溶液，同時(shí)滴入幾滴KSCN溶液，振蕩、觀(guān)察現(xiàn)象；然后逐滴加入雙氧水，振蕩，觀(guān)察現(xiàn)象。 　?。?）雙氧水的還原性 　　向盛有5mL雙氧水的試管中加入10滴用硫酸酸化的1％（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）的KMn

44、O4溶液，振蕩，觀(guān)察現(xiàn)象；用帶火星的木條伸到試管內(nèi)，觀(guān)察現(xiàn)象。 　?。?）雙氧水的漂白性 　　在兩支試管中分別加入1mL品紅溶液，然后在其中一支試管中逐滴加入雙氧水，振蕩，觀(guān)察現(xiàn)象；在另一支試管中逐滴加入同樣多的水，振蕩，觀(guān)察現(xiàn)象。 　?。?）雙氧水使雞蛋白變性 　　在兩支試管中分別加入1mL雞蛋白，然后在第1支試管中加入3rnL水，振蕩，觀(guān)察現(xiàn)象；在第2支試管中逐滴加入同樣多的雙氧水，振蕩，觀(guān)察現(xiàn)象。若第2支試管有沉淀，則過(guò)濾，把溶液再放入試管中，加入適量蒸餾水，觀(guān)察是否溶解。 　　通過(guò)實(shí)驗(yàn)，可以觀(guān)察到雙氧水具有不穩(wěn)定性，在變熱或遇到恰當(dāng)?shù)拇呋瘎r(shí)，會(huì)發(fā)生分解并生成氧氣

45、。雙氧水具有氧化性，會(huì)把Fe2+氧化成Fe3+。雙氧水具有還原性，能使KMnO4酸性溶液褪色，并生成氧氣。雙氧水具有漂白性，能使品紅溶液褪色。雙氧水能使雞蛋白變性而凝固。 　　例2．BaCl2溶液中通入SO2不會(huì)產(chǎn)生沉淀，若繼續(xù)通入另一種氣體，使之產(chǎn)生沉淀，請(qǐng)問(wèn)通入何種氣體？ 　　分析： 　　我們注意到，SO2是酸性氧化物，可以與堿性氣體反應(yīng)生成亞硫酸鹽，另外具有明顯的還原性，容易被氧化成。 　　解答： 　?。?）向溶液中通入NH3，就可以生成BaSO3沉淀。反應(yīng)： 　?。?）通入具有氧化性的氣體，如Cl2、NO2等，可以生成BaSO4沉淀。反應(yīng)如下： 　

46、?。?）SO2也具有弱氧化性，溶液中通入H2S也可以生成沉淀，不過(guò)是淡黃色的硫。反應(yīng)： 　　例3．阿司匹林（Aspirin），化學(xué)名稱(chēng)乙酰水楊酸，是我們?nèi)粘Ｉ钪凶钍煜さ囊环N解熱鎮(zhèn)痛藥。它自從1882年在德國(guó)拜爾公司誕生起至今，已經(jīng)有了100多年的歷史，經(jīng)久不衰，始終是臨床治療發(fā)熱、風(fēng)濕的良藥。阿司匹林為白色結(jié)晶或結(jié)晶性粉末，無(wú)味或微帶醋酸味，微溶于水，易溶于乙醇、氯仿，微溶于乙醚。 　　阿司匹林的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式如上。 　　根據(jù)阿司匹林的分子結(jié)構(gòu)和你已有的知識(shí)，判斷它有怎樣的化學(xué)性質(zhì)？如何驗(yàn)證？ 　　分析： 　　結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)，我們先來(lái)分析阿司匹林的分子結(jié)構(gòu)。阿司匹林分子

47、中有兩個(gè)主要的官能團(tuán)，分別是羧基和酯的結(jié)構(gòu)，因此推測(cè)阿司匹林可能具有： 　?。?）酸性：阿司匹林結(jié)構(gòu)中的羧基（—COOH），在水中可電離出H+。 　?。?）水解反應(yīng)：阿司匹林結(jié)構(gòu)中的“—COO－”在一定條件下可以水解。 　　根據(jù)以上推測(cè)，實(shí)驗(yàn)步驟設(shè)計(jì)如下： 　　1．阿司匹林的酸性： 　?、傧蛞辉嚬芩屑尤氚⑺酒チ址勰┎⒓訜?。分別蘸取稀硫酸和阿司匹林溶液點(diǎn)在pH試紙上，并與標(biāo)準(zhǔn)比色卡對(duì)比。 　?、谙蛄硪皇⒂蠳a2CO3溶液的試管中加入阿司匹林粉末，并加熱，觀(guān)察現(xiàn)象。 　　2．阿司匹林的水解反應(yīng)： 　　將阿司匹林溶于適量NaOH溶液中，加熱直至溶液沸騰。冷卻后向

48、溶液中滴入稀HCl，直至溶液顯酸性。有該溶液進(jìn)行兩個(gè)實(shí)驗(yàn)： 　?、傧蛏鲜鋈芤褐械稳肷倭縁eCl3溶液，觀(guān)察現(xiàn)象。 　?、谙蛏鲜鋈芤褐械稳肷倭繚怃逅?，觀(guān)察現(xiàn)象。 　　通過(guò)實(shí)驗(yàn)，可以觀(guān)察到阿司匹林顯酸性，與Na2CO3反應(yīng)有CO2生成。 　　阿司匹林在堿性條件下水解： 　　由于酚羥基的存在，所以可以與Fe3+發(fā)生顯色反應(yīng)，與濃溴水生成白色沉淀。 　　通過(guò)以上阿司匹林化學(xué)性質(zhì)的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，我們不難發(fā)現(xiàn)，在設(shè)計(jì)性質(zhì)實(shí)驗(yàn)方案時(shí)，要充分了解物質(zhì)的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、用途與制法之間的相互關(guān)系，要根據(jù)物質(zhì)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)來(lái)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，探究或驗(yàn)證物質(zhì)所具有的一些性質(zhì)。 　　推測(cè)物質(zhì)

49、的性質(zhì)的基本思路是：根據(jù)物質(zhì)的結(jié)構(gòu)，推出該物質(zhì)所屬類(lèi)別，推測(cè)其基本的化學(xué)性質(zhì)（共性）；然后進(jìn)一步分析該物質(zhì)的特殊性，推測(cè)其獨(dú)有的化學(xué)性質(zhì)（個(gè)性）。 　　例4．有兩瓶pH=2的酸溶液，一瓶是強(qiáng)酸，一瓶是弱酸。現(xiàn)只有石蕊試液、酚酞試液、pH試紙和蒸餾水，而沒(méi)有其它試劑。簡(jiǎn)述如何用最簡(jiǎn)便的實(shí)驗(yàn)方法來(lái)判別哪瓶是強(qiáng)酸：________。 　　分析： 　　此題要求根據(jù)強(qiáng)弱酸性質(zhì)的差別設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)。 　　答案： 　　各取等體積酸液用蒸餾水稀釋相同倍數(shù)(如100倍)，然后用pH試紙分別測(cè)其pH值，pH值變化大的那瓶是強(qiáng)酸。 　　例5．（05廣東、20）（14分） 　　研究性學(xué)習(xí)小組進(jìn)

50、行SO2的制備及性質(zhì)探究實(shí)驗(yàn)。 　?。?）根據(jù)反應(yīng)Na2SO3（固）+H2SO4（濃）＝ Na2SO4 + SO2↑+ H2O，制備SO2氣體。 　?、儆孟铝泻?jiǎn)圖，在答題卡的方框中畫(huà)出制備并收集SO2的實(shí)驗(yàn)裝置（含試劑）示意圖。 　?、趯?shí)驗(yàn)過(guò)程中，使用分液漏斗滴加濃硫酸的操作是_____________________________。 　?。?）將SO2氣體分別通入下列溶液中： 　?、倨芳t溶液，現(xiàn)象是_______________________________________________________； 　?、阡逅芤海F(xiàn)象是_______________

51、________________________________________； 　?、哿蚧c溶液，現(xiàn)象是_____________________________________________________。 　?。?）有一小組在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，SO2氣體產(chǎn)生緩慢，以致后續(xù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象很不明顯，但又不存在氣密性問(wèn)題。請(qǐng)你推測(cè)可能的原因并說(shuō)明相應(yīng)的驗(yàn)證方法（可以不填滿(mǎn)）。 　?、僭騙____________________；驗(yàn)證方法__________________________。 　?、谠騙____________________；驗(yàn)證方法_____________

52、_____________。 　　③原因_____________________；驗(yàn)證方法__________________________。 　　分析： 　　此題以熟悉的實(shí)驗(yàn)室制備SO2反應(yīng)為基礎(chǔ)，突出考察實(shí)驗(yàn)技能和SO2的性質(zhì)。 　　答案： 　　(1)①如圖配置 　　　 ②打開(kāi)分液漏斗上口的活塞，旋開(kāi)分液漏斗的旋塞，緩慢滴加。 　　(2)①溶液褪色 　　　 ②溶液褪色 　　　 ③有淺黃色沉淀(或溶液變渾濁) 　　(3)①Na2SO3 變質(zhì) 　　 　　取待測(cè)試樣于試管中，加適量蒸餾水配成溶液，先滴入足量稀鹽酸，再滴入BaCl2 ，溶液有白色沉淀生成，

53、則證明該Na2SO3 固體變質(zhì) 　　　 ②不是濃硫酸 　　　　 用潔凈玻璃棒蘸取待測(cè)試樣，涂白紙不變黑，則證明該溶液不是濃硫酸 　　例6．（04江蘇、20）(12分)有兩個(gè)實(shí)驗(yàn)小組的同學(xué)為探究過(guò)氧化鈉與二氧化硫的反應(yīng)，都用如下圖所示的裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。通入SO2氣體，將帶余燼的木條插入試管C中，木條復(fù)燃。 　　請(qǐng)回答下列問(wèn)題： 　　（1）第1小組同學(xué)認(rèn)為Na2O2與SO2反應(yīng)生成了Na2SO3和O2，該反應(yīng)的化學(xué)方程式是：________。 　?。?）請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)一種實(shí)驗(yàn)方案證明Na2O2與SO2反應(yīng)生成的白色固體中含有Na2SO3________。 　?。?）第2小組同學(xué)

54、認(rèn)為Na2O2與SO2反應(yīng)除了生成Na2SO3和O2外，還有Na2SO4生成。為檢驗(yàn)是否有Na2SO4生成，他們?cè)O(shè)計(jì)了如下方案： 　　上述方案是否合理?________。請(qǐng)簡(jiǎn)要說(shuō)明兩點(diǎn)理由：①________；②________。 　　解析： 　　SO2與Na2O2反應(yīng)原理區(qū)別于CO2與Na2O2反應(yīng)，因SO2有較強(qiáng)的還原性，能被強(qiáng)氧化劑Na2O2氧化成Na2SO4，結(jié)合O2、、離子的檢驗(yàn)即可解答。 　　答案： 　　(1) 　　(2)取白色固體，加稀硫酸，產(chǎn)生能使品紅溶液褪色的氣體。 　　(3)不合理　 ①稀硝酸能將亞硫酸鋇氧化為硫酸鋇　 ②如果反應(yīng)后的固體中還殘留

55、Na2O2，它溶于水后能將亞硫酸根氧化成硫酸根 物質(zhì)檢驗(yàn)實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì) 　　［知識(shí)講解］ 　　一般是根據(jù)物理性質(zhì)（如顏色、狀態(tài)、氣味、密度等）或利用化學(xué)性質(zhì)進(jìn)行物質(zhì)檢驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。在做題時(shí)必須寫(xiě)出①儀器，②藥品，③操作，④現(xiàn)象，⑤結(jié)論，同時(shí)要注意共有現(xiàn)象的干擾。 　　在物質(zhì)檢驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中，我們應(yīng)該注意以下幾個(gè)方面： 　?。?）注意樣品的物理性質(zhì)，如顏色、狀態(tài)、氣味等，使之成為方案設(shè)計(jì)和成分推斷的重要參考。例如根據(jù)某紫色酸性溶液的顏色，判斷可能含有MnO4-，如果通過(guò)檢驗(yàn)證明確實(shí)含有MnO4-，那么就可以推斷出該溶液不會(huì)含有I-、、Fe2+等還原性離子，同時(shí)還要知道，在繼續(xù)的

56、檢驗(yàn)實(shí)驗(yàn)中選擇試劑時(shí)要避開(kāi)還原性較強(qiáng)的試劑等。 　?。?）注意操作過(guò)程的細(xì)節(jié)。如配制的樣品溶液每次均取少量，以保證整個(gè)檢驗(yàn)過(guò)程有足夠的樣品所用。再如，滴加試劑的方式要逐滴滴入，以保證觀(guān)察過(guò)程及現(xiàn)象的完整性。此外還要注意樣品的濃度和試劑的濃度，以確?？梢杂^(guān)察到明顯的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。 　　（3）注意離子（物質(zhì)）間的干擾。預(yù)料到可能出現(xiàn)的實(shí)驗(yàn)干擾，通過(guò)試劑的選擇和操作方法的設(shè)計(jì)，來(lái)消除這種干擾。如檢驗(yàn)溶液中的時(shí)，如果加入BaCl2溶液和稀HNO3，通過(guò)生成不溶于酸的白色沉淀來(lái)確定的存在，那么我們就面臨著Ag+或的干擾，因?yàn)樗鼈円簿哂邢嗤膶?shí)驗(yàn)現(xiàn)象。這時(shí)就可以把實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)修改為：先向溶液中加入稀鹽

57、酸，看是否有白色沉淀或無(wú)色氣體產(chǎn)生來(lái)判斷溶液是否含有Ag+或，如果不含有Ag+則繼續(xù)加入BaCl2溶液，看是否有白色沉淀來(lái)判斷溶液中是否含有。 　　以下是兩個(gè)物質(zhì)檢驗(yàn)實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)思路。 　　1．物質(zhì)檢驗(yàn)的基本步驟 　?。?）對(duì)試樣進(jìn)行外觀(guān)觀(guān)察：主要目的是利用被檢驗(yàn)物質(zhì)的顏色和狀態(tài)，氣味等，對(duì)可能含有的某些組分進(jìn)行推斷，進(jìn)而排除另一些組分存在的可能性。 　　（2）試樣的準(zhǔn)備：不論是固體試樣，還是液體試樣，都只能取少量（固體以剛好鋪滿(mǎn)試管底部為準(zhǔn)，液體為l～2mL）用于配制溶液或用于檢驗(yàn)，要留有一定量的試樣備用，不能全部取用完。絕對(duì)不能將檢測(cè)試劑直接加入到待測(cè)液中，一者造成待測(cè)液

58、浪費(fèi)，二者無(wú)法進(jìn)行后續(xù)檢測(cè)。 　?。?）檢驗(yàn)：在進(jìn)行檢驗(yàn)時(shí)，除了要考慮各離子的特征反應(yīng)外，最重要的是要選取適當(dāng)?shù)拇胧┡懦x子之間可能存在的干擾。只要排除干擾的方法得當(dāng)，就可以設(shè)計(jì)出正確的實(shí)驗(yàn)方案。 　　2．常見(jiàn)物質(zhì)的檢驗(yàn)方法 　　根據(jù)物質(zhì)性質(zhì)（主要是化學(xué)性質(zhì)，物理性質(zhì)往往也是重要線(xiàn)索），使被檢物質(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。 　　常見(jiàn)的特殊現(xiàn)象有： 　?。?）生成氣體：能夠生成氣體的離子很多，生成的氣體也常有性質(zhì)的相似之處，判斷時(shí)要注意干擾。 　?。?）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

59、性質(zhì)的沉淀，但同時(shí)也應(yīng)注意排除干擾離子。 　?。?）顯現(xiàn)特殊顏色：特殊顏色的出現(xiàn)或消失并配合特殊試劑，是鑒別物質(zhì)的常見(jiàn)方法，如KSCN檢驗(yàn)Fe3+，苯酚檢驗(yàn)Fe3+、酸性KMnO4檢驗(yàn)不飽和化合物、新制Cu(OH)2懸濁液檢驗(yàn)含醛基的物質(zhì)等。 　　3．常見(jiàn)陽(yáng)離子的檢驗(yàn) 　?。?）H+　 　　 能使紫色石蕊試液或橙色的甲基橙試液變?yōu)榧t色。 　　（2）Na+、K+ 　用焰色反應(yīng)來(lái)檢驗(yàn)時(shí)，它們的火焰分別呈黃色、淺紫色（通過(guò)藍(lán)色鈷玻璃片觀(guān)察鉀離子焰色）。 　?。?）Ba2+　 　 能使稀H2SO4或可溶性硫酸鹽溶液產(chǎn)生白色BaSO4沉淀，且沉淀不溶于稀HNO3。 　?。?/p>

60、4）Mg2+　 　 能與NaOH溶液反應(yīng)生成白色Mg(OH)2沉淀，該沉淀能溶于NH4Cl溶液。 　?。?）Al3+　 　 能與適量的NaOH溶液反應(yīng)生成白色A1(OH)3絮狀沉淀，該沉淀能溶于鹽酸或過(guò)量的NaOH溶液。 　?。?）Ag+　 　　能與稀鹽酸或可溶性鹽酸鹽反應(yīng)，生成白色AgCl沉淀，不溶于稀HNO3，但溶于氨水，生成[Ag(NH3)2]+。 　?。?）NH4+　 　 銨鹽(或濃溶液)與NaOH濃溶液反應(yīng)，并加熱，放出使?jié)駶?rùn)的紅色石蕊試紙變藍(lán)或有刺激性氣味的NH3氣體。 　?。?）Fe2+　 　 能與少量NaOH溶液反應(yīng)，開(kāi)始時(shí)生成白色Fe(OH)2沉淀，迅

61、速變成灰綠色，最后變成紅褐色Fe(OH)3沉淀?；蛳騺嗚F鹽的溶液里加入KSCN溶液，不顯紅色，加入少量新制的氯水后，立即顯紅色。有關(guān)反應(yīng)方程式為：2Fe2+ + Cl22Fe3+ + 2Cl-。 　?。?）Fe3+　 　 能與KSCN溶液反應(yīng)，變?yōu)檠t色溶液；能與NaOH溶液反應(yīng)，生成紅褐色Fe(OH)3沉淀。 　　（10）Cu2+　 　藍(lán)色溶液（濃的CuCl2溶液顯綠色）能與NaOH溶液反應(yīng)，生成藍(lán)色的Cu(OH)2沉淀，加熱后可轉(zhuǎn)變?yōu)楹谏腃uO沉淀。含Cu2+溶液能與Fe、Zn片等反應(yīng)，在金屬片上有紅色的銅生成。 　　4．常見(jiàn)的陰離子的檢驗(yàn) 　?。?）OH-　 　 能

62、使①無(wú)色酚酞、②紫色石蕊、③橙色的甲基橙等指示劑分別變?yōu)榧t色、藍(lán)色、黃色。 　?。?）C1-　 　 能夠與AgNO3溶液反應(yīng)，生成白色的AgCl沉淀，沉淀不溶于稀硝酸，能夠溶于氨水，生成[Ag(NH3)2]+。 　?。?）Br－　　 能與AgNO3溶液反應(yīng)，生成淡黃色AgBr沉淀，沉淀不溶于稀HNO3。 　?。?）I-　　　 ①能與AgNO3反應(yīng)，生成黃色AgI沉淀，沉淀不溶于稀HNO3。 　　　　　　　 　 ②I-也能與氯水反應(yīng)生成I2，使淀粉溶液變藍(lán)。 　?。?） 　 能與含Ba2+溶液反應(yīng)，生成白色BaSO4沉淀，沉淀不溶于硝酸。 　?。?） 　 ①濃溶液

63、能與強(qiáng)酸反應(yīng)，產(chǎn)生無(wú)色有刺激性氣味的SO2氣體，該氣體能使品紅溶液褪色。 　　　　　　　　?、谀芘cBaCl2溶液反應(yīng)，生成白色BaSO3沉淀，該沉淀溶于鹽酸，生成無(wú)色有刺激性氣味的SO2氣體。 　　　　　　　　　注： 　　　　　　　　　BaSO3在硝酸中也不溶解，而是轉(zhuǎn)化為BaSO4沉淀，但有NOx放出。 　?。?）S2-　 　 能與Pb(NO3)2或CuSO4溶液反應(yīng)，生成黑色PbS或CuS沉淀。 　　（8） 　 能與BaCl2溶液反應(yīng)，生成白色的BaCO3沉淀，該沉淀溶于硝酸（或鹽酸），生成無(wú)色無(wú)味能使澄清石灰水變渾濁的CO2氣體。 　?。?）HCO3-　?、偃?/p>

64、含HCO3-鹽溶液煮沸，放出無(wú)色無(wú)味CO2氣體，氣體能使澄清石灰水變渾濁?；颌谙騂CO3-鹽溶液里加入稀MgSO4溶液，無(wú)現(xiàn)象，加熱煮沸，有白色沉淀生成，同時(shí)放出CO2氣體。 　?。?0） 　含的中性溶液，能與AgNO3反應(yīng)，生成黃色Ag3PO4沉淀，該沉淀溶于硝酸。 　?。?1）NO3-　　濃溶液中加入銅片、濃H2SO4加熱，放出紅棕色氣體。有關(guān)反應(yīng)方程式為： 　　　　　　　　　 Cu + 4H++2NO3- Cu2+ + 2NO2↑+ 2H2O。 　　5．常見(jiàn)氣體的檢驗(yàn) 　　（1）氫氣　 　　 純凈的氫氣在空氣中燃燒呈淡藍(lán)色火焰，混合空氣點(diǎn)燃有爆鳴聲，生成物只有水。

65、 　　　　 注： 　　　　 不是只有H2才產(chǎn)生爆鳴聲；可燃的氣體不一定是H2；火焰淡藍(lán)色的物質(zhì)還有CO、H2S、CH4、S、CH3CH2OH等。 　?。?）氧氣　 　　 可使帶火星的木條復(fù)燃。 　?。?）氯氣　 　　 黃綠色。能使?jié)駶?rùn)的碘化鉀淀粉試紙變藍(lán) 　　　 　注： 　　　　 O3、NO2等也能使?jié)駶?rùn)的碘化鉀淀粉試紙變藍(lán)。 　?。?）氯化氫　 　 無(wú)色有刺激性氣味的氣體。在潮濕的空氣中形成白霧，能使?jié)駶?rùn)的藍(lán)色石蕊試紙變紅；用蘸有濃氨水的玻璃棒靠近時(shí)冒白煙；將氣體通入AgNO3溶液時(shí)有白色沉淀生成。 　?。?）二氧化硫　　無(wú)色有刺激性氣味的氣體。能使品紅

66、溶液褪色，加熱后又顯紅色；能使酸性KMnO4溶液褪色。 　　（6）硫化氫　 　 無(wú)色有臭雞蛋氣味的氣體。能使Pb(NO3)2或CuSO4溶液產(chǎn)生黑色沉淀，或使?jié)駶?rùn)的醋酸鉛試紙變黑。 　?。?）氨氣　 　　 無(wú)色有刺激性氣味。能使?jié)駶?rùn)的紅色石蕊試紙變藍(lán)；用蘸有濃鹽酸的玻璃棒靠近時(shí)能生成白煙。 　?。?）二氧化氮　　紅棕色氣體。通入水中生成無(wú)色的溶液并產(chǎn)生無(wú)色氣體，水溶液顯酸性。 　?。?）一氧化氮　　無(wú)色氣體。在空氣中立即變?yōu)榧t棕色。 　?。?0）二氧化碳　 能使澄清石灰水變渾濁；能使燃著的木條熄滅。 　　　　　注： 　　　　　SO2氣體也能使澄清的石灰水變渾濁，N2等氣體也能使燃著的木條熄滅。 　　（11）一氧化碳　 可燃燒，火焰呈藍(lán)色，燃燒后只生成CO2；能使灼熱的CuO由黑色變成紅色。 　?。?2）甲烷　 　　無(wú)色氣體?？扇紵?，藍(lán)色火焰，生成水和CO2；不能使高錳酸鉀溶液、溴水褪色。 　?。?3）乙烯　 　　無(wú)色氣體?？扇紵?，燃燒時(shí)有明亮的火焰和黑煙，生成水和CO2；能使高錳酸鉀溶液、溴水褪色。 　?。?4）乙炔