气体的制备
教学目标
知识技能：复习常见气体的制备、收集、净化、尾气处理等知识，掌握各种仪器装置的使用方法及操作注意事项。
能力培养：通过对常见气体实验室制法的复习，培养学生选择仪器装置，解决气体制备、净化等问题的分析、迁移能力。
科学思想：通过对气体制备有关知识的整理，使学生感悟到科学实验的规律性和严谨性。
科学品质：通过对气体制备的各种仪器装置的探讨，激发学生的发散性思维。
科学方法：通过对气体制备的各种仪器装置的探讨，指导学生学会根据反应原理、气体性质以及常见仪器的特点，选择、组装各种装置的一般方法。
重点、难点 对气体制备装置的归纳和装置变形的探讨；激发学生学习兴趣，培养学生发散性思维。
教学过程设计
教师活动
【投影】
【提问】
1．这套装置在实验室用于制取什么气体？
学生活动
观察、思考、回答：
1．制氯气。
2．要制得纯净的氯气，请说明B、C、D、E各装置应盛装的试剂及其作用是什么？
2．B装置应装饱和食盐水，用来吸收挥发出来的HCl气体；C装置应装浓硫酸，用来吸收Cl2中的水分；D装置是用向上排空气法收集Cl2；E装置应装NaOH溶液，用来吸收多余的Cl2，避免有毒气体排入空气。
【提问】通过上述实例可以看出，实验室制取纯净的气体一般有几个环节？
思考、回答：
实验室制取纯净的气体一般有以下环节：
（1）气体的发生；
（2）气体的净化；
（3）气体的收集；
（4）尾气的处理（对于有毒气体）。
【组织讨论】分小组进行，要求：
1．气体发生装置通常可分成几种类型？将各类型的装置示意图画出来。分类的依据是什么？
2．每种类型可制备什么气体？
3．使用注意事项及原因。
说明：示意图的画法（以上面制取Cl2的装置为例）。
指导学生讨论，将学生画的图展示出来，评价。
思考、讨论、画图；小组代表回答：
类型有：
（1）固-固加热型：可制O2、CH4、NH3等；
使用注意：1．试管口略向下倾斜；
2．试管内导管刚伸出胶塞即可；
3．用酒精灯外焰加热。
（2）固-液不加热型：
可制H2、H2S、SO2、CO2、NO、NO2、C2H2等；
使用时注意：长颈漏斗下端管口伸入液面以下。
（3）固-液或液-液加热型：可制Cl2、HCl等。
使用时注意：1．组装装置接从下到上的顺序；
2．加热应垫石棉网；
3．烧瓶内液体体积不超过容积的1/3。
分类依据：反应物的状态和反应条件是否加热。
【提问】启普发生器是一种气体发生的经典装置，能否说明它适合发生什么样的气体？它的优点是什么？（同时展示启普发生器的仪器图）
回答：启普发生器适合常温下块状固体与液体反应，且难溶或不易溶于水的气体，如：H2、CO2、H2S。它的优点是可通过活塞控制反应的发生与停止，操作简便。
【设疑】实验室能否用以下仪器组装启普发生器的替代装置？
讨论、回答：能。
画出装置图：
【提问】使用装置①时要注意什么？
回答：长颈漏斗必须伸到隔板下面，否则无法控制反应，而且产生的气体也易从长颈漏斗逸出。
【设疑】属于固一液不加热反应，但不能用启普发生器发生的气体有哪些？可用什么装置？
设计、回答：不能用启普发生器发生的气体有SO2、C2H2、NO、NO2等。
可用以下装置：
此为简易装置，无隔板，无活塞，不能控制反应的发生或停止。
若将长颈漏斗改为分液漏斗，分液漏斗可控制液体滴入的量，从而调节反应产生气体量。
【提问】实验室制C2H4属于液-液加热制气，其装置有何特点？操作时需注意什么？
思考、回答：
实验室制C2H4需要控制温度（170℃）应加温度计；温度计的水银球应插入液面下。
【评价】很好。我们掌握一类事物既要认识共性，又要抓住特点。
【启发讨论】在固（液）—液加热制气时，如果气体产生较快，或所连装置较多，烧瓶内气压较高，分液漏斗中的液体不易滴下与烧瓶内试剂反应。如何解决这一问题，使分液漏斗中的液体顺利滴下？
学生设计方案。
交流各自的方案。
最简单方便的方案是：
【评价】学生所设计的各种方案，指出其优点及不足并鼓励学生设计尽可能简单的方案。
【练习】在实验室，制备O2、Cl2、HCl、NH3有什么合理、简单、快速的方法，用到哪类装置？
思考、回答：
（1）向MnO2中滴加H2O2可制氧气；
（2）向高锰酸钾固体中滴加浓盐酸可制Cl2；
（3）向浓盐酸中滴加浓H2SO4可制HCl；
（4）向NaOH溶液中滴加浓氨水可制NH3。以上制备方法均用固—液不加热型装置。
【启发练习】如果要收集纯净的气体，须除杂质和干燥气体。
试判断下列气体净化时应使用的试剂和装置：
思考、回答：
【投影】气体（所含杂质）除杂试剂和装置
①CO（CO2）
②CO2（H2O）
③Cl2（HCl）
④N2（O2）
⑤SO2（HCl）
①碱石灰 干燥管
NaOH溶液 洗气瓶
②浓H2SO4 洗气瓶
③饱和NaCl溶液 洗气瓶
④铜网（灼热）硬质 玻璃管
⑤NaHSO3溶液 洗气瓶
【提问】气体净化的原则是什么？
讨论、回答：
1．尽量用化学方法；一般酸性气体杂质用碱性试剂除去，还原性气体杂质用氧化性试剂除去；
2．净化试剂只与杂质发生反应；
3．不生成新的杂质。
【提问】气体净化常用装置是什么？画出装置图。分几类？
回答：气体净化装置有：
分两类：1．用固体物质除去气体杂质（包括水蒸气）；如图（1）、（2）、（3）。
2．用液体物质除去气体杂质（包括水蒸气）；如图（4）。
【启发讨论】根据净化试剂的状态不同选择装置。
【例题】为除去O2中少量的CO2和水蒸气，应采用的装置是 [ ]
其中左边试管盛[ ]，右边试管盛[ ]。
从上述例题可以看出气体净化要注意什么问题。
思考、回答：选D；甲试管盛NaOH溶液，乙试管盛浓硫酸。
应注意：
1．洗气瓶使用时应长管进气、短管出气；
2．净化包括除杂和干燥，一般先除杂后干燥。
【启发提问】净化后的气体就可以收集，那么常用的收集方法和装置有哪些？依据什么来选择适合的方法及装置？
思考、回答：
气体收集装置有
两类方法：
1．排水法：用于收集不易溶于水的气体，例如，H2、O2、CH4、NO、C2H4、C2H2等[如图（1）]。
2．排空气法：
（1）向上排空气法：用于收集密度大于空气的气体，例如O2、CO2[如图（2）]。
（2）向下排空气法：用于收集密度小于空气的气体，例如H2、NH3、CH4[如图（3）]。
选择依据：
气体的溶解性和对空气的密度。</PGN0245.TXT/PGN>
【提问】
下列气体在收集时须注意什么？
Cl2、HCl、H2S、NO2、SO2
回答：
Cl2、HCl、H2S、NO2、SO2均属于能溶或易溶于水的气体，不宜用排水法，而且它们均有毒，不能用装置（2），应用以下装置：
a口进气，b口出气，b口应连接尾气处理装置，防止有毒气体排入空气。
【组织讨论】上述装置可收集具有什么性质的气体？怎样使用？
回答：
若烧瓶是干燥的，a口进气，瓶口向上或b口进气，瓶口向下，可收集密度大于空气的气体，如CO2；a口进气，瓶口向下或b口进气，瓶口向上，可收集密度小于空气的气体，如H2、NH3、CH4。
若烧瓶中充满水，瓶口向上，b口进气或瓶口向下，a口进气，可收集难溶于水的气体，如H2、CH4、CO、NO等。
【设疑】如图装置：
上述收集装置中干燥管的用途是什么？
回答：
干燥管是防止外界含有水蒸气的空气进入瓶内，从而保证收集到干燥的气体。
【提问】金属钠与水反应生成H2，如何收集？
回答：
用图5-17装置：
【启发提问】有毒气体必须进行尾气处理。尾气处理常用装置有哪些？如何选择？试举例。
思考、回答：
尾气处理常用装置有：
选择原则：
1．对于极易溶于水的气体可用水吸收，用装置（2）、（3），防止倒吸[其中装置（3）用于吸收少量气体]，例如HCl、HBr、NH3。
2．对于溶解速率不快的气体可用装置（1），一般使气体与吸收剂发生化学反应而被吸收，例如：Cl2、H2S、SO2等可用NaOH溶液吸收。
3．对于可燃性有毒气体，可用装置（4），经点燃除掉，例如：CO。
【小结】制备气体的各个环节是有联系的，在解决具体问题时，要综合考虑。但有时并不要求完整地制备气体，而是制出气体后进行一系列的性质实验，所用到的仪器装置均是各部分基本仪器装置的变形，因此应熟知各仪器装置的适用范围和使用方法。
聆听、理解、记忆。
精选题
一、选择题
1．图5-19装置可用于 [ ]
A．加热NaHCO3制CO2
B．用铜和稀硝酸反应制NO
C．用NH4Cl与浓NaOH溶液反应制NH3
D．用NaCl与浓硫酸反应制HCl
2．按下述方法制备气体，合理而又实用的是 [ ]
A．锌粒与稀硝酸反应制备H2
B．向饱和氯化钠溶液中滴加浓硫酸制备HCl
C．亚硫酸钠与浓硫酸反应制备SO2
D．大理石与浓硫酸反应制备CO2
3．图5-20是一套实验室制气装置，用于发生、干燥和收集气体。下列各组物质中能利用这套装置进行实验的是 [ ]
A．铜屑和浓硝酸
B．二氧化锰和浓HCl
C．电石和水
D．碳酸钙和稀盐酸
4．现用二氧化锰氧化浓盐酸来制取氯气，将氯气经过净化装置、干燥装置后，再跟灼热的铜屑反应，以制取氯化铜固体，最后还应连接尾气吸收装置，以保护环境。在尾气吸收装置中，若只有以下试剂，你认为不适宜的试剂是 [ ]
A．溴化钠溶液
B．氢氧化钠溶液
C．氯化钠溶液
D．硫酸亚铁溶液
5．实验桌上只有烧碱、盐酸、铜片、大理石、蒸馏水五种试剂，从欠缺试剂的角度来看（实验仪器齐全），无法进行的实验项目是 [ ]
A．制取氢气
B．制取碳酸钠
C．制取氯化铜
D．测定盐酸的浓度
6．如图5-21装置，红磷、硫磺分别在a、b瓶中燃烧，当燃烧结束后同时打开两个夹子，可看到 [ ]
A．水同时流入a、b两集气瓶
B．水只流入a集气瓶
C．水只流入b集气瓶
D．a、b集气瓶中都无水流入
7．某实验室有锥形瓶、集气瓶、各种玻璃导管、橡皮塞、烧杯、药匙和所需药品，可以制备下列各组气体的是 [ ]
A．H2、NO2、CH4
B．HCl、Cl2、O2
C．H2、CO2、H2S
D．C2H2、NH3、C2H4
8．当氢气混有氯化氢、硫化氢、二氧化碳和水蒸气时，为得到干燥纯净的氢气，操作步骤和顺序完全正确的是（每一步只除去一种杂质） [ ]
①通过装浓硫酸的洗气瓶 ②通过装水的洗气瓶 ③通过装氢氧化钠溶液的洗气瓶 ④通过灼热的氧化铜 ⑤通过装硫酸铜溶液的洗气瓶 ⑥通过装有五氧化二磷的干燥管
A．②、⑤、③、①
B．①、③、④、⑤
C．②、④、③、①
D．①、②、⑤、⑥
二、非选择题
9．图5-22所示装置可以收集以下气体：
H2、NO、CH4、HCl、Cl2、NH3、SO2。
（1）若集气瓶是干燥的，气体从a进入，可收集的气体有______。
（2）若将集气瓶盛满水，收集气体并测量气体的体积，可收集并测量体积的气体有______。此时气体应由______管进入，由______管通向量筒。
10．图5-23装置：（铁架台和加持仪器均略去）制得的气体X是干燥和纯净的，在装置A、B、C中盛放的试剂在下列①～（11）中选用。
①MnO2粉末 ②P2O5粉末 ③NaOH粒 ④无水CaCl2 ⑤NaBr粉粒 ⑥浓盐酸 ⑦浓硫酸 ⑧浓氨水 ⑨浓NaOH溶液 ⑩稀盐酸 (11)稀硫酸。试回答：
（1）A中a盛放的是（均用编号）______，B中盛放的是______，B中盛放的是______，C中盛放的是______。
（2）发生器中产生气体X的原理是______。
答 案
一、选择题
1．B 2．C 3．A、D 4．C 5．A、D 6．B 7．C 8．A
二、非选择题
9．（1）Cl2、H2S、SO2；（2）H2、CH4、NO；b，a。
10．（1）a为⑧、b为③、B中为③、C中为③；（2）因浓氨水滴入固体NaOH时NaOH迅速溶解，同时放热使温度升高，溶液里OH-的浓度大增，使反应NH3+H2O 
NH3·H2O NH4++OH-的平衡向逆反应方向移动，并因升高温度使氨气的溶解度减小而逸出氨气。
26．物质的分离和提纯
教学目标
知识技能：复习常见物质分离和提纯的实验知识，掌握常见物质分离、提纯的一般方法。
能力培养：通过对常见物质分离与提纯以及分离提纯物质一般方法的复习巩固，培养学生综合抽象的逻辑思维能力、语言表达能力、实验设计和评价辨析能力。
科学思想：通过对物质的分离和提纯及提纯物质的一般方法的归纳整理，使学生更加热爱科学、相信科学和崇尚科学，感悟到科学的魅力。
科学品质：通过对物质的分离和提纯及提纯物质的一般方法的实验探索，激发学生的学习兴趣，培养学生严谨求实的优良品质。
科学方法：通过对物质的分离和提纯及提纯物质的一般方法的实验探索和总结、运用，培养学生从特殊到一般，再从一般到特殊的科学方法。
重点、难点 掌握分离物质的原理和方法。
教学过程设计
教师活动
【引入】在日常生活和工业生产中经常需要使用比较纯净的物质，下面介绍一些分离和提纯物质的方法。
【投影】限用物理方法除去以下物质中的杂质。
固体：氯化银中的氯化钠；硝酸钾中的氯化钠；氯化钠中的碘。
液体：硝酸中的水；石油中的汽油、柴油；溴水中溴和水；氢氧化铁胶体中的氯化铁；蛋白质和水；氯化钠溶液中的水。
气体：空气中提取氮气、氯气和氯化氢。
引导学生总结：通过以上例题，总结出分离物质的方法和适用范围。
【提问】常见的分离物质的物理方法有哪些？它们适用于哪些物质间的分离？
学生活动
分组讨论、小组代表总结：
固体：将固体溶解、过滤，剩余的固体即是氯化银。
在热水中加入硝酸钾和氯化钠混合物至溶液饱和，降温析晶。
将氯化钠和碘的混合物加热至不再有紫色蒸气逸出。
液体：在硝酸中加入Mg（NO3）2，蒸馏。
将石油分馏。
在混合液中加入苯，分液。
将混合液放入半透膜中，把半透膜袋浸泡在蒸馏水中。
向混合液中加入硫酸钠固体，静置，过滤。
在蒸发皿中蒸发。
气体：将空气液化，低温分馏。
将混合气通入饱和食盐水中洗气。
根据以上例题分小组讨论：固体、液体、气体分离方法和适用范围。学生代表总结：
固体：溶解过滤；分离不溶固体和溶液。</PGN0250.TXT/PGN>
结晶和重结晶法：根据混合物中各组分在某种溶剂中的溶解度随温度变化不同的性质分离提纯物质。
升华法：分离易升华和不升华固体混合物。
液体 分馏法：根据几种互溶的液体沸点的差异较大蒸馏分离。
萃取法：根据物质在两种互不相溶的溶剂中的溶解度不同分离。
渗析法：分离胶体和溶液。
盐析法：根据混合物中某物质在加入某些盐后溶解度改变分离。
气体 液化法：根据混合气体的沸点不同液化分离。
吸收法：根据不同气体在某种液体中的溶解程度不同分离。
（组织学生对其他小组同学总结的内容进行评价、补充。教师不断通过例题引导、启发学生）
【投影】请选出与以上方法相对应的仪器和用品：
玻璃棒、漏斗、漏斗架、滤纸、蒸发皿、石棉网、半透膜、接受器、冷凝管
教师引导学生选择仪器的方法：
1．按操作顺序选择仪器（如：溶解过滤）。
2．按仪器安装顺序选择仪器（如分馏）。
【提问】在日常生活和工业生产需要分离提纯许多物质时，要用到化学反应，在选择化学试剂时应遵守哪些原则？
根据以上例题分小组讨论：溶解过滤、蒸发、结晶、蒸馏、分液萃取、升华、渗析实验需要哪些仪器？学生代表总结：溶解过滤：铁架台（带铁圈）、烧杯、漏斗、滤纸、玻璃棒。
蒸发浓缩：铁架台（带铁圈）、酒精灯、泥三角、蒸发皿、玻璃棒。
结晶、重结晶法：烧杯、玻璃棒、蒸发皿、酒精灯、漏斗、药匙、铁架台（带铁圈）。
蒸馏、分馏法：铁架台（带铁圈、铁夹）、酒精灯、石棉网、蒸馏烧瓶、温度计、冷凝管、接受器。
分液萃取法：烧杯、漏斗架、分液漏斗。
升华法：铁架台（带铁圈）、酒精灯、石棉网、烧杯、圆底烧瓶。
渗析法：半透膜、烧杯、玻璃棒。</PGN0251.TXT/PGN>
讨论总结：
1．引入试剂只跟杂质反应。
2．后续试剂应除去过量的前一试剂。
3．不引入新杂质。
4．杂质与试剂生成的物质易与被提纯的物质分离（状态类型不同）。
5．过程简单。
6．现象明显。
7．尽可能将杂质转化为所需物质除去。
8．多种杂质时应考虑加入试剂顺序。
【投影】将下列固体物质分离：
固体NaCl中NH4Cl杂质
固体Fe2O3中Al2O3杂质
固体CuS中FeO杂质
固体Na2CO3中的NaHCO3。杂质
分三组讨论，分别讨论气体、固体、液体中各种物质的分离方法。
固体NaCl中NH4Cl杂质：加热。
固体Fe2O3中Al2O3杂质：加过量强碱溶液，过滤。
固体CuS中FeO杂质：加过量盐酸，过滤。
固体Na2CO3中的NaHCO3：加热。
【投影】将下列溶液中的杂质除去：
MgCl2溶液中FeCl3杂质
乙酸乙酯中乙酸和乙醇
乙醇中水
加MgO或Mg（OH）2或MgCO3固体，调节溶液的pH=4左右，过滤。
加入饱和Na2CO3溶液，振荡、静置、分液。
加入生石灰，蒸馏。
加入过量的Ba（OH）2溶液，再加入过量的Na2CO3溶液，过滤，再加入盐酸调节溶液pH至中性。
【投影】除去下列气体中的杂质：
CO2中的O2气体
CO2中的H2S气体
H2S气体中的HCl气体
请同学们归纳总结出常用分离物质的化学方法。
混合气体通过热铜网。
通入CuSO4溶液。
通入饱和NaHS溶液。
每组选一名学生代表回答常用分离物质的化学方法。
固体：加热分解（NaCl中NH4Cl）
酸、碱法（Fe2O3中Al2O3，CuS中FeO）
转化法（Na2CO3中的NaHCO3）
液体：水解法（MgCl2溶液中FeCl3）
吸收法（乙酸乙酯中乙酸和乙醇）
蒸馏法（乙醇中水）</PGN0252.TXT/PGN>
气体：氧化-还原法（CO2中O2）
沉淀法（CO2中H2S）
转化法（H2S中HCl）
正确方案：
KOH、AgNO3、K2CO3、HNO3
【投影】
综合一 有一硝酸钾溶液，其中混有少量KBr、Ca（H2PO4）2。有人用AgNO3、K2CO3、KOH、HNO3试剂以除去那些混入的物质，若规定不得重复使用试剂，且最后溶液中只许含有K+、NO3-、H+、OH-，则加入试剂的顺序______（组织学生评价方案，提出各自的见解）。
评价其它方案：
1．若为AgNO3、KOH、K2CO3、HNO3，由于过量的KOH与
2．若为KOH、K2CO3、AgNO3、HNO3，由于要用过量的AgNO3
4．若为K2CO3、AgNO3、KOH、HNO3，由于过量的KOH使
【投影】
综合二 氯化铜[CuCl2·2H2O]中含有FeCl2杂质，为了制取纯净的氯化铜晶体，首先将其制成水溶液，然后按下图所示的操作步骤进行提纯：
已知：Fe3+、Cu2+、Fe2+三种离子从溶液中完全呈氢氧化物沉淀时所需的pH是：Fe3+：3.7
Cu2+、Fe2+：6.4
正确方案：
（1）Fe2+和Cu2+完全以氢氧化物沉淀所需溶液pH相同，不能利用加碱生成沉淀而分离出Fe（OH）2，故应将Fe2+氧化成Fe3+后再调pH使Fe3+生成沉淀而除去。
（2）A
（3）D
（4）CuO Fe（OH）3
评价其它方案：
1．（2）中如果选择其它试剂，都会引入其它离子而使最后得不到纯净的CuCl2·2H2O。
2．（3）中如果选择A、B，会引入Na+、NH4+而使产物不纯。（3）中如果选择C，则不会使pH升到3.7。</PGN0253.TXT/PGN>
请回答：（1）需加入氧化剂X的原因；（2）下列物质都可以作为氧化剂，其中最适合本实验的氧化剂是 [ ]
A．H2O2
B．KMnO4
C．NaClO
D．K2Cr2O7
（3）调节pH时，应选用 [ ]
A．NaOH
B．NH3·H2O
C．HCl
D．Cu（OH）2
（4）物质Y是______，沉淀Z是______。
精选题
1．（全国1997年）某溶液含有较多的Na2SO4和少量的Fe2（SO4）3。若用该溶液制取芒硝，可供选择的操作有：（1）加适量H2SO4溶液；（2）加金属Na；（3）结晶；（4）加过量NaOH溶液；（5）加强热脱结晶水；（6）过滤。正确的操作步骤是 [ ]
A．（2）（6）（3）
B．（4）（6）（1）（3）
C．（4）（6）（3）（5）
D．（2）（6）（1）（3）（5）
2．（上海96）下列分离物质的方法中，根据微粒大小进行分离的是 [ ]
A．萃取
B．重结晶
C．沉降
D．渗析
3．为了除去酸性氯化铝溶液中的Cu2+，进行如下实验：（1）通入CO2气体；（2）加盐酸；（3）加过量的NaOH溶液；（4）加H2SO4；（5）过滤。以下步骤顺序和试剂都正确的是 [ ]
A．（3）（5）（4）（5）（2）
B．（3）（5）（2）
C．（3）（5）（1）（2）
D．（3）（5）（1）（5）（2）
4．（2000试测）制备卤磷酸钙荧光粉所用的高纯度氯化钙中混有镁杂质，除去的方法是把氯化钙的水溶液加热到90～95℃，在不断搅拌下加入适当的沉淀剂，使镁生成沉淀过滤除去。此沉淀剂最好选用 [ ]
A．氢氧化钙乳浆
B．碳酸钠溶液
C．碳酸氢钠溶液
D．氢氧化钠溶液
5．（97试测）“卤块”的主要成分为MgCl2（含Fe2+、Fe3+、Mn2+等杂质离子），若以它为原料，按如下工艺流程图，即可制得“轻质氧化镁”。如果要求产品尽量不含杂质离子，而且成本较低。流程中所用试剂或pH控制可参考下列附表确定。
填空：
（1）在步骤“2”加入的试剂X，最佳选择是______，其作用是______。（2）在步骤“3”加入的试剂Y应是______，控制pH=9.8，目的是______。（3）在步骤“5”时发生化学反应方程式是______。6．Cl2中混有少量HCl气体，通过饱和食盐水可除去HCl，根据下列数据计算说明：常温时1VH2O溶解2VCl2，NaCl溶解度为36g，溶液密度为1.18g/mL，饱和氯水中1/3的Cl2和水反应。
7．有一废液，其中含有一定量的Zn2+、Fe2+、Cu2+、Hg2+等四种离子，请设计一个回收金属铜和汞的方案。
答 案
1．B 2．D 3．D 4．A
5．（1）漂液（NaClO），使Fe2+氧化成为Fe3+。（2）NaOH，使除Mg2+以外的各种杂质金属离子都成为氢氧化物沉淀以便除去。（3）MgCO3+H2O=Mg（OH）2↓+CO2
6．解：NaCl溶解平衡：
NaCl（固） NaCl（溶液）=Na++Cl-
饱和氯水的反应平衡：
Cl2+H2O H++Cl-+HClO
HCl的溶解平衡：
HCl（气） HCl（溶液）=H++Cl-
饱和氯水中，[Cl-]最低；饱和HCl溶液中，[Cl-]最大。
当混有少量HCl气的氯气通过饱和食盐水时，相对食盐水中的[Cl-]、HCl还能进一步溶解，同时有白色固体析出；Cl2几乎不溶，全部逸出。
3种物质饱和溶液中[Cl-]为：
[Cl-]HCl=12mol/L
[Cl-]NaCl=5.34 mol/L
[Cl-]Cl2=0.034 mol/L
因为[Cl-]NaCl＜[Cl-]HCl，所以HCl能进一步溶解，而当[Cl-]增大后，平衡中的NaCl（固体）将增大，又因为[Cl-]Cl2＜＜[Cl-]NaCl，所以Cl2几乎不溶而逸出，从而达到除HCl的目的。
7．在废液中加入过量的铁粉（或铁屑），充分反应后，继续加入足量的盐酸，直到无气泡产生为止，过滤，洗涤沉淀数次。在沉淀中加适量硝酸并加热至沉淀完全溶解，再加过量的氢氧化钠溶液，得到的沉淀洗净、加热，将汞蒸气冷凝回收汞，剩余固体在氢气流中加热，回收铜
27．CO还原CuO的实验设计
教学目标
知识技能：学会设计综合实验的方案。
能力培养：培养学生运用化学信息，设计综合实验的能力。培养学生处理实验过程中有关安全问题的能力。培养学生观察实验的能力。培养学生运用已知的知识，分析、解决实验中一些实际问题的能力。通过实验设计，培养学生创造思维的能力。培养学生概括、归纳知识的能力。
科学思想：培养学生尊重科学和依靠科学，关心环境、能源、健康。
科学品质：通过实验设计的研讨，从中使学生领悟到科学研究所应持有的严谨科学的态度。
科学方法：通过实验探究获得知识的方法。
重点、难点
重点：学会设计综合实验方案。
难点：净化气体；实验操作的程序。
教学过程设计
教师活动
【引入】实验室用固体草酸和浓硫酸制取CO。
【投影】
要证明CO可以还原CuO，能否用草酸分解产生的气体来验证？
学生活动
思考回答：不能，因为证明CO能还原CuO的依据是看是否有CO2生成，而制取的CO中已经含有CO2，所以不能证明CO可以还原CuO。
如果我们只有这种药品制CO，请同学们设计一套实验方案，证明CO可以还原CuO。从实验的整体看，首先应该考虑哪些问题？
讨论归纳一：制气体→净化气体→证明反应→尾气的验证→尾气处理。
下面我们围绕这个知识框架，进行气体综合实验复习，请同学们分组设计四部分实验装置，并画出装置草图。
从下列仪器中选择、组装各步反应的实验装置，注意思考几个问题：
1．选择各步反应药品的依据是什么？
2．选择仪器的依据是什么？
3．组装实验装置时，连接仪器的顺序是什么？
4．各步实验操作的顺序及其要点是什么？
通过每一具体问题的实验设计，归纳出解决每一类实验问题的规律。
【投影】设计综合实验装置：
1．CO的制备装置。
2．证明CO中混有CO2；制得纯净、干燥的CO净化装置。
3．证明CO可以还原CuO的装置。
4．尾气的验证与处理装置。
分组讨论，画装置草图。
【软件1】实验仪器：
【实验设计引导】实验室制备CO的药品是已知的，怎么制CO？请展示你们的设计简图，说明设计原理，总结实验规律，边叙述边组装仪器。
讨论归纳二：
【实验室制备气体的规律】
1．根据药品的状态和反应条件，选择、组装仪器。
【投影】学生设计的方案
2．组装仪器的顺序是：
因为气流方向是从左到右，组装仪器的顺序是：自下而上，从左到右。
组装制备CO装置的顺序是：
铁架台→酒精灯→铁圈→石棉网→烧瓶→带分液漏斗的双孔塞
操作：组装制CO的装置。
思考：实验前加入碎瓷片。
思考：有CO2和水蒸气。
【设疑】加热液体时怎么防止暴沸？
制出的CO里混有什么气体？
可能有水蒸气吗？为什么？
不一定，因为用浓硫酸制CO时，浓硫酸有吸水性，可能吸收产物中的水，所以产生的气体中可能没有水蒸气。
怎么证明CO中是否混有水和CO2？请设计检验气体的装置，说明原理，总结出检验气体的规律。
讨论归纳三：【检验气体的规律】
1．证明气体中混有杂质的顺序是：先证明水，后证明其他气体，因为证明气体一般用水溶液，从水溶液里逸出的气体一定混有水蒸气，干扰水的检验。
2．证明气体杂质，要选用与气体杂质有特征反应的试剂。
所以先用无水硫酸铜证明是否有水；再用澄清的石灰水证明是否有CO2生成，石灰水变浑浊证明有CO2。
讨论归纳四：【除杂仪器的选择和使用】
1．一般固体干燥剂放在干燥管里，粗管进气，细管出气，水蒸气可以被充分吸收。也可以用U形管、两通管代替干燥管。
2．液体试剂放在洗气瓶中，长管进气，短管出气；长管深入液面下，短管露出胶塞少许。
所以无水硫酸铜放在干燥管里，石灰水放在洗气瓶里。
【设疑】为什么不用石灰水除CO2？
讨论归纳五：【气体干燥、净化规律】
1．除杂顺序：一般是先除杂质，后干燥。
2．除杂试剂：尽可能使用液体试剂，液体试剂可以充分吸收气体。
所以将CO混合气体先通入饱和NaOH溶液，除去CO2；再将气体通入浓硫酸，除去水蒸气。
思考：因为常温下氢氧化钙的溶解度较小，即便是饱和的石灰水，其浓度比较小，所以石灰水不能吸收较多的二氧化碳。
【设疑】饱和的NaOH溶液一定能除净CO2吗？怎么办？
思考：如果二氧化碳较多就不一定能除净。
增大容积，用广口瓶代替试管，增大氢氧化钠的用量。
3．证明杂质已被除净。
将CO气体再通入石灰水，石灰水不变浑浊，证明CO2已被除去，最后再干燥。</PGN0259.TXT/PGN>
【引导】接下来用干燥、纯净的CO来还原CuO，请展示你们设计的实验装置，说明设计依据、原理和操作顺序，总结出实验规律。
【投影】实验装置设计方案
讨论归纳六：
1．反应装置：因为是气体与固体加热的反应，所以用两端插有单孔塞的还原管；气体从左端进，右端出。
2．实验操作顺序：
（1）加热前先通CO，排净整个装置中的空气后，再加热CuO，防止CO和空气混合，点燃可能发生爆炸。
（2）反应后继续通CO，直到试管冷却。
【提问】实验前通入CO的目的是排净空气里的什么气体？
此时排出的CO尾气能点燃吗？
排出的CO不点燃，会污染大气，点燃又有危险，怎么办？
回答：主要是排除空气中的氧气，因为氮气对反应没有影响。
不能点燃。
思考：用一种无毒、稳定的气体代替CO，排净装置中的空气。选用氮气，因为氮气在一般条件下难与其它物质反应。
用什么盛N2？盛N2的装置怎么与串联装置连接？
思考：将氮气充入球胆，用两通管连接。
组装仪器。
【设问】用N2排除装置中的空气，再通CO，这时加热尾气有没有危险？为什么？
回答：没有危险，因为CO不能在氮气中燃烧。
3．实验论证：将反应后的气体通入盛有澄清石灰水的洗气瓶中，石灰水变浑浊，证明CO可以还原CuO。
【设问】尾气处理的方法有哪些种？本实验应采用哪一种？
讨论归纳七：【尾气处理】
1．把尾气收集起来，再处理掉。
2．尽可能用液体试剂吸收尾气。
3．如果尾气可燃，而且燃烧的产物又不会污染空气，可将尾气点燃。
所以最好是把尾气中的CO点燃。</PGN0260.TXT/PGN>
【软件2】
【设问】整个实验完成后，怎么排出残留在装置中的CO？
讨论回答：向串联装置中通入N2，排出CO。
【设疑】实验中A、G两处进行加热，如果气流不稳，将会出现什么后果？
答：C中的液体倒吸进B，干扰了水的验证；G中新生成的Cu与空气中的氧气反应又生成CuO。
【设问】空气可能进入加热氧化铜的两通管吗？
思考回答：不可能。下一个装置里的液体可能会倒吸进加热CuO的两通管里，使其炸裂。
【软件3】演示液体倒吸进加热CuO的两通管里，使两通管炸裂。
【设问】采取什么措施防止倒吸？
讨论：在B、G装置的后边各增加一个防止倒吸的安全装置。
组装仪器。
【软件4】
【引导】下面请同学们讨论、归纳出实验操作步骤。
讨论归纳八：【综合实验步骤】
【软件5】随学生边总结边演示。
【设问】利用物理原理，怎么检查装置的气密性？
1．检查装置的气密性。
【方法1】稍微加热烧瓶，停止加热后观察每个洗气装置里的长导管中有无液体回升，如果有液体回升，说明装置不漏气。
【方法2】将尾部橡胶导管夹住，再将分液漏斗的活栓打开，如果液面不下降，说明装置不漏气。
2．通入N2排净串联装置中的空气。
3．点燃加热尾气的酒精灯。
4．通入CO，排除串联装置中的N2。
5．加热CuO。
6．停止加热CuO。
7．通入N2，排净残留在串联装置中的CO。
8．停止点燃尾气。
【提示】请同学们注意观察、记录各装置中的反应现象。
【演示】请大家描述实验现象，可以互相补充。
观察实验现象，记录实验现象。
实验现象及结论：
A中有无色气体产生。
B中无明显现象。结论：几乎没水溢出。
D中的石灰水开始变浑浊，反应片刻又变澄清，说明CO中混有CO2，过量的CO2使浑浊石灰水又变澄清。
E中没有明显现象。
F中的石灰水开始没有变浑浊，实验快结束的时候又变浑浊，说明反应前期，CO中的CO2已经被除净，过量的CO2使E中的石灰水又变浑浊。
G中无明显现象。
H中黑色CuO逐渐变为红色。
J中的石灰水变浑浊，说明CO还原CuO后生成了CO2。
K处尾气燃烧。
【?】怎样利用燃烧产生的大量热？
思考：把燃烧CO的导管加长，伸到加热CuO的酒精灯火焰上方。
实验结论：实验证明CO可以还原CuO。</PGN0262.TXT/PGN>
精选题
一、在实验室中用二氧化锰跟浓盐酸反应制备干燥纯净的氯气。
（1）写出反应的化学方程式。
（2）图5-28是一个学生设计的实验装置图：
这个装置图中有哪些错误？请分别指出。
① ③
② ④
（3）在改正的装置中，洗气瓶（净化气体用）中的水、浓硫酸和烧杯中的氢氧化钠溶液各起什么作用？
①水起的作用是：
②浓硫酸起的作用是：
③氢氧化钠溶液起的作用是：
二、水蒸气通过灼热的煤所产生的混合气，其主要成分是CO、H2，还含有CO2和水蒸气。请用下列装置设计一个实验，以确认上述混合气中含有CO和H2。
（1）连接上述装置的正确顺序是：（填各接口的代码字母）
混合气→（ ）（ ）接（ ）（ ）接（ ）（ ）接（ ）（ ）接（ ）（ ）。
（2）确认混合气中含有H2的实验现象是：______，其理由是：______。三、实验室是用加热NH4Cl饱和溶液和固体NaNO2来制备少量的N2。这种方法制得的N2含有一定量的NH3，NO2（由NO和O2反应生成），O2和水蒸气。现欲用纯净的N2和炽热的镁条反应制备少量的Mg3N2。进行此实验所用仪器装置如图5-30。
根据要求填写下列空白：
（1）如果所制气体从左流向右时，各仪器装置正确的连接顺序是（ ）接（ ）接（ ）接（ ）接（ ）接（ ），其中b和c两装置相连时，玻璃管口（用装置图中字母表示）应是（ ）接（ ）。
（2）装置d烧瓶中发生反应的化学方程式为______。
装置C中发生反应的化学方程式为______。
（3）反应完毕后应先熄灭d装置中的酒精灯，试分析氮气中混有的少量NH3、NO、O2是由哪种物质发生的副反应而生成的？
答 案
一、（1）MnO2+4HCl 
MnCl2+Cl2↑+2H2O
（2）①烧瓶下缺酒精灯②烧瓶下缺石棉网
③盛浓硫酸的洗气瓶和盛水的洗气瓶位置颠倒了
④两个洗气瓶中的气体入口导管应深插在液面下，出口导管口应靠近瓶塞
（3）①吸收未起反应的氯化氢②吸收水蒸气③吸收多余的氯气
二、（1）（E）（F）接（D）（C）接（A）（B）[或（B）（A）]接（J）（I）接（H）（G）。
（2）黑色氧化铜变红，无水硫酸铜变蓝；因为H2通过灼热的氧化铜后生成铜和水蒸气，水蒸气使无水硫酸铜变蓝。
三、（1）e d c b f a E D
（2）NH4Cl+NaNO2 N2↑+2H2O+NaCl
2NO2+2NaOH=NaNO3+NaNO2+H2O
（3）制备N2的反应为：
NH4Cl+NaNO2 NH4NO2+NaCl
NH4NO2 N2↑+2H2O 由于反应温度的不同，NH4NO2受热分解生成的气态产物也不同，故可能生成少量的NO、O2
28．物质的鉴别与鉴定
教学目标
知识技能：复习常见阴离子和阳离子鉴别与鉴定的实验知识，掌握常见阴离子和阳离子鉴别与鉴定以及鉴定物质的一般方法。
能力培养：通过对常见阴离子和阳离子鉴别与鉴定以及鉴定物质一般方法的复习巩固，培养学生的甄别筛选、综合抽象的逻辑思维能力、语言表达能力和实验设计能力。
科学思想：通过对常见阴离子和阳离子鉴别与鉴定以及鉴定物质一般方法的归纳整理，使学生更加热爱科学、相信科学和崇尚科学，感悟到科学的魅力。
科学品质：通过对常见阴离子和阳离子鉴别与鉴定以及鉴定物质一般方法的实验探索，激发学生的学习兴趣，培养学生严谨求实的优良品质。
科学方法：通过对常见阴离子和阳离子鉴别与鉴定以及鉴定物质一般方法的实验探索，指导学生用模型或假说的方法进行化学学科的研究，学习使用对实验事实的现象与本质进行转化的科学方法。
重点、难点
重点：掌握常见阴离子和阳离子鉴别与鉴定以及鉴定物质的一般方法。培养学生的甄别筛选、综合抽象的逻辑思维能力、语言表达能力和实验设计能力。
难点：激发学生的学习兴趣，培养学生严谨求实的优良品质，使学生感悟到科学的魅力。指导学生用模型或假说的方法进行化学学科的研究。
教学过程设计
教师活动
组织学生小组代表（即课题负责人）进行实验课题（课前已经给出）抽签：
学生活动
根据小组代表（即课题负责人）实验课题的抽签情况，确定实验座位。同时根据抽签结果，各小组重温实验课题。
关于物质鉴别与鉴定的实验课题（课前已经布置给学生）：
[课题一]鉴别五种无色溶液：NaCl、Na2SO4、Na2SO3、Na2CO3、NaHCO3。
[课题二]鉴定一无色溶液为KHCO3溶液。
[课题三]鉴别五种白色固体：（NH4）2SO4、Na2SO4、MgSO4、Al2（SO4）3、CuSO4。
[课题四]鉴定白色固体为KAl（SO4）2。
各小组根据实验课题抽签的内容及课前设计的课题研究方案，检查实验试剂及用品是否齐全，并可要求增加实验设计中必需的试剂及用品。
组织学生重温对课题研究的具体要求。
重温对课题研究的具体要求。</PGN0265.TXT/PGN>
课题研究的具体要求（课前已经布置给学生）：
1．按照课前的实验设计，对课题进行实验研究，认真观察和记录实验现象，填写实验报告，并将实验方案绘制出实验流程图。
2．每个实验课题组内的各小组之间进行研究方案的交流，并对各小组的方案进行诊断，筛选出最佳方案，派代表在全班课题交流中演示。
3．在全班课题交流中，各实验课题组代表，除进行最佳方案演示外，还应对组内其它方案作出评价，并指出演示的最佳方案是否还存在有待完善的地方。
4．根据课题研究情况，归纳出物质鉴别与鉴定的一般方法。
巡视各课题组的实验研究情况，参与学生组内的课题交流。
以两人为单位，根据课前设计的课题研究方案，进行课题研究实验，认真观察、记录实验现象，填写实验报告。
由课题负责人组织，课题组内各课题小组之间进行课题研究情况交流，相互纠正错误操作、对比方案、提出质疑；将课题组内的交流情况记录、汇总，将可行方案制作出实验流程图，并从中选出最佳方案；最后归纳出物质鉴别与鉴定的一般方法。
各课题组选出代表，在全班课题交流中，演示本课题研究的最佳方案，并汇报课题的组内交流情况。
组织全班课题交流。
【引导评价】
引导其他学生评价学生代表的实验操作和表达能力。
课题组代表，演示最佳方案，汇报组内交流情况：
[课题一]鉴别五种无色溶液：NaCl、Na2SO4、Na2SO3、Na2CO3、NaHCO3。
（一）最佳方案演示：将五种无色溶液编号为：A、B、C、D、E。
结论：A为Na2SO3溶液；B为Na2CO3溶液；C为Na2SO4溶液；D为NaHCO3溶液；E为NaCl溶液。</PGN0266.TXT/PGN>
【引导质疑】
1．可否将（1）中BaCl2溶液改为Ba（NO3）2溶液或CaCl2、MgCl2溶液？
（二）回答质疑或对最佳方案中局部操作的其它设计进行评价（投影展示实验流程图）。
1．若将（1）中的BaCl2溶液改为Ba（NO3）2溶液，由于操作（2）中要加入稀盐酸，就会导致溶液中含有稀硝酸，使Na2SO3被氧化成Na2SO4，从而无法区分Na2SO3和Na2SO4。
2．可否将（2）中稀盐酸改为稀硝酸或稀硫酸？
2．若将（1）中的BaCl2溶液改为CaCl2、MgCl2溶液，由于操作（3）中要加入NaOH溶液，而Ca（OH）2微溶、Mg（OH）2不溶，会使NaHCO3溶液和NaCl溶液无法区别。
3．可否将（3）中滴加NaOH溶液改为滴加AgNO3溶液？
3．若将（2）中稀盐酸改为稀硝酸，同样可使Na2SO3被氧化成Na2SO4，从而无法区分Na2SO3和Na2SO4。若将稀盐酸改为稀硫酸，则C中的现象仍为沉淀不溶解。但BaSO3会转化为BaSO4，而无法区分Na2SO4、Na2SO3。所以稀盐酸不可以改为稀硫酸。
若将（3）中滴加NaOH溶液改为滴加AgNO3溶液，就会使D、E中都产生白色沉淀。因为，在前面的操作中五种无色溶液中均加入了BaCl2溶液。
4．可否将（4）中滴加品红试液改为用湿润的品红试纸或将气体通入品红试液？
4．若将（4）中滴加品红试液改为用湿润的品红试纸或将气体通入品红试液，均需要产生气体的量足够多，而实验所取的五种无色溶液均为少量。
（三）最佳方案中仍存在的问题，及其解决问题的办法：
对于操作（2），A中的沉淀可能不会完全溶解，原因是溶液中的Na2SO3已经部分被氧化，若氧化严重可能致使Na2SO3和Na2SO4无法区别。解决问题的办法是更换试剂。
【评价】
问题的分析准确，解决问题的方法得当。
【引导评价】
引导其他学生评价学生代表的表达能力。
（四）其它可行的设计方案（投影展示实验流程图）：将五种无色溶液编号为：A、B、C、D、E。
结论：同最佳方案。</PGN0267.TXT/PGN>
【引导质疑】
1．可否将（1）中稀盐酸改为稀硫酸？
（五）回答质疑或对其它方案中局部操作的其它设计进行评价：
1．若将（1）中稀盐酸改为稀硫酸，操作（3）滴加BaCl2溶液中的C、E必需另取，否则将无法区别。这会使操作变得复杂。
2．可否将（2）中滴加品红试液改为用湿润的品红试纸或将气体通入品红试液？
2．若将（2）中滴加品红试液改为用湿润的品红试纸或将气体通入品红试液，均需要产生气体的量足够多，而实验所取的五种无色溶液均为少量。
3．可否将（3）或（4）中BaCl2溶液改为Ba（NO3）2溶液？
3．若将（3）中BaCl2溶液改为Ba（NO3）2溶液，由于操作（1）中已加入足量稀盐酸，就会导致溶液中含有稀硝酸，使Na2SO3被氧化成Na2SO4，从而无法区分Na2SO3和Na2SO4。若将（4）中BaCl2溶液改为Ba（NO3）2溶液，不会影响B、D的鉴别，所以可以将（4）中BaCl2溶液改为Ba（NO3）2溶液。
4．（4）中B、D溶液可否不另取？
4．（4）中B、D溶液不可不另取。因为（1）加入了足量稀盐酸，Na2CO3、NaHCO3已经全部反应，所以（4）中B、D溶液必需另取（这也是此方案的不足之处）。
（六）可行的设计方案的不足之处：
操作（4）中的试剂需要另取，这会使实验变得复杂一些。
【引导补充完善】
引导学生对溶液中阴离子鉴别的一般原则提出质疑，并进行补充与完善。
讨论，得出一般原则如下：
（七）溶液中阴离子鉴别（在不考虑阳离子影响时）的一般原则：
1．鉴别溶液中阴离子的常用试剂及所得现象
（1）稀盐酸
（2）AgNO3溶液和稀硝酸
（3）BaCl2溶液、NaOH溶液和稀盐酸联合使用
（4）指示剂或铝片若已确认溶液中没有弱酸根离子（用前面的方法），再加入指示剂（指示溶液为明显的碱性）或加入铝片（产生可燃性无色无味气体），则可证明溶液中存在大量OH-。
（5）浓硫酸和铜片将溶液浓缩，加入浓硫酸和铜片加热，产生红
【引导补充完善】
2．鉴别溶液中离子的注意事项：
对所归纳的注意事项进行评价，提出问题，补充完善。
补充完善如下：
（1）利用某些被鉴别的离子的共同性质，将被鉴别的离子划分为2～3组。
（2）用离子的特性反应或与同一试剂作用的不同现象确定某种离子的存在。
（3）所选择的反应，应具备灵敏快速、操作简便的特点。
（4）选择鉴别试剂时，要注意与前面已加入的试剂是否可以作用或是否会与后面加入的试剂发生作用而产生干扰。若实在无法排除干扰，则被测溶液应该另取。
（5）注意加入试剂的量及加入方式，依据具体反应的要求，选择控制是“少量”、“适量”还是“过量”，是“加入”还是“滴加”。
【引导评价】
组织其他学生评价学生代表的实验操作和表达能力。
[课题二]鉴定一无色溶液为KHCO3溶液。
（一）最佳方案演示：
结论：操作（1）可证明溶液中含有K+。
因此该无色溶液为KHCO3溶液。</PGN0269.TXT/PGN>
【引导质疑】
1．可否将（2）中BaCl2溶液改为Ba（NO3）2溶液？
（二）回答质疑或对最佳方案中局部操作的其它设计进行评价（投影展示实验流程图）：
1．若将（2）中BaCl2溶液改为Ba（NO3）2溶液，由于操作（2）
2．可否将（2）中的BaCl2溶液改为CaCl2、MgCl2溶液？
2．若将（2）中的BaCl2溶液改为CaCl2、MgCl2溶液，由于操作（2）中还要加入NaOH溶液，而Ca（OH）2微溶、Mg（OH）2
3．可否将（2）中稀盐酸改为稀硝酸？
3．若将（2）中稀盐酸改为稀硝酸，结论同1。
4．可否将（2）中稀盐酸改为稀硫酸？
4．若将（2）中稀盐酸改为稀硫酸，BaCO3就会转化为BaSO4，
【引导评价】
是否能找到存在的问题，解决问题的方法是否得当。（教师及时肯定和鼓励，进行积极评价）
（三）最佳方案中仍存在的问题及其解决问题的办法：
1．操作（2）中，应排除Mg2+的干扰，若已经测定溶液为碱性，就可排除Mg2+存在的可能。
2．最后产生气体的气味，可能会不易感觉，而且还可能受盐酸中挥发出的HCl气味的干扰（以为气体带有刺激性气味）。但在常见的阴离
味，并且又以SO2、H2S最为常见。所以，一般情况下只要确定产生的气体不是SO2、H2S即可。
【引导评价】
引导学生评价离子鉴定的注意事项是否合理、完整。
（四）溶液中离子鉴定的注意事项：
1．选择被鉴定物质中阴、阳离子的特性反应，分别鉴定阴、阳离子的存在，并设法排除可能的干扰。
2．所选择的反应，应具备灵敏快速、操作简便的特点。
3．选择鉴别试剂时，要注意其是否可以与前面已加入的试剂作用或是否会与后面将加入的试剂发生作用而产生干扰。若实在无法排除干扰，则被测定溶液应该另取。
4．注意加入试剂的量。加入方式依据具体反应的要求，选择控制是“少量”、“适量”还是“过量”，是“加入”还是“滴加”。</PGN0270.TXT/PGN>
【引导评价】
组织其他学生评价学生代表的实验操作和表达能力。
[课题三]鉴别五种白色固体：（NH4）2SO4、Na2SO4、MgSO4、Al2（SO4）3、CuSO4。
（一）最佳方案演示：将五种白色固体编号为：A、B、C、D、E。
结论：A为Na2SO4固体；B为MgSO4固体；C为无水CuSO4固体；D为Al2（SO4）3固体；E为（NH4）2SO4固体。
【引导质疑】
1．操作（1）中加入适量水的目的是什么？如何控制？此时还有可能产生什么现象？
（二）回答质疑或对最佳方案中局部操作的其它设计进行评价（投影展示实验流程图）：
1．操作（1）中加入适量水的目的是使溶液浓度不要太低。可以用获得饱和溶液的方法控制，并取上层清液进行实验。如果仔细感觉，五种固体溶解时的热现象可能不同（当所取的固体的量稍多时），因为（NH4）2SO4是明显的吸热过程。
2．操作（2）中，加入适量NaOH溶液的目的是什么？如何控制？
2．操作（2）中，加入适量NaOH溶液的目的是：防止Al2（SO4）3中产生的Al（OH）3沉淀在过量的NaOH中溶解，使Al2（SO4）3和Na2SO4无法区别。控制的方法是：滴加NaOH溶液，并边加边振荡，观察沉淀的生成。
3．操作（2）可否不加热？此时E中还可能产生什么现象？
3．若操作中（1）获得的是饱和溶液，操作（2）不加热，E中也可能产生刺激性气味的无色气体，利用这一现象可以区别出（NH4）2SO4。
【评价】
问题挖掘的准确性和解决问题的实效性。
（三）最佳方案中仍存在的问题及其解决问题的办法：
操作（1）中的无水CuSO4固体在水中的溶解可能会速率较慢，而影响形成蓝色溶液这一现象的观察，解决问题的办法是：将溶液稍稍加热。
（四）其它可行的设计方案（投影展示实验流程图）：（略）</PGN0271.TXT/PGN>
【引导补充完善】
对溶液中阳离子鉴别的一般原则的总结归纳，进行评价和诊断；提出问题，使之进一步合理、完善。
讨论、归纳、总结如下：
（五）溶液中阳离子鉴别（在不考虑阴离子影响时）的一般原则：
1．鉴别溶液中阳离子的常用试剂及所得现象
（1）NaOH溶液
（2）可溶性硫酸盐或硫酸
一般在确认溶液中不存在Pb2+、大量Ca2+和Ag+的情况下，产生不溶于稀硝酸的白色沉淀，可以证明存在Ba2+。
（3）可溶性氯化物或盐酸
一般在确认溶液中不存在Pb2+的情况下，产生不溶于稀硝酸的白色沉淀，可以证明存在Ag+。
（4）焰色反应
（5）指示剂或锌粒
若已确认溶液中没有弱碱离子（用前面的方法），再加入指示剂（指示溶液为酸性）或加入锌粒（产生可燃性无色无味气体），则可证明溶液中存在大量的H+。
【评价】
对提出的鉴别注意事项的精细性、合理性进行积极评价，提出意见和建议。
2．鉴别白色固体的注意事项：
（1）利用固体在水中的溶解性或溶解过程中现象的差异以及所形成溶液的不同颜色，可将被鉴别的离子划分为若干</PGN0272.TXT/PGN>组。
（2）用离子特性反应，或与同一试剂作用的不同现象，确定某种离子的存在。
（3）所选择的反应，应具备灵敏快速、操作简便的特点。
（4）选择鉴别试剂时，要注意其与前面已加入的试剂是否可以作用或是否会与后面加入的试剂发生作用而产生干扰。若实在无法排除干扰，则被测溶液应该另取。
（5）注意加入试剂的量，依据具体反应的要求，选择控制是“少量”、“适量”、还是“过量”。
【引导评价】
组织其他学生评价学生代表的实验操作和表达能力。
[课题四]鉴定白色固体为KAl（SO4）2。
（一）最佳方案演示：
结论：操作（1）可证明溶液中含有K+。
操作（2）可证明溶液中含有Al3+。
因此该白色固体为KAl（SO4）2。
【引导质疑】
1．可否将操作（2）中的“滴加”改为“加入”？
（二）回答质疑或对最佳方案中局部操作的其它设计进行评价（投影展示实验流程图）：
1．若将操作（3）中的“滴加”改为“加入”，就有可能观察不到产生胶状白色沉淀的现象，而影响Al3+的鉴定。
2．可否将（3）中BaCl2溶液改为Ba（NO3）2溶液？
2．若将（3）中BaCl2溶液改为Ba（NO3）2溶液，由于操作（2）
3．可否将（3）中稀盐酸改为稀硝酸或稀硫酸？
3．若将操作（3）中稀盐酸改为稀硝酸，结果同2。
4．若将操作（3）中稀盐酸改为稀硫酸，由于操作中已经加入足量
【引导评价】
鼓励学生对所存在问题的洞察力。
（三）最佳方案中仍存在的问题及其解决问题的办法：
在常见的阳离子中，Zn2+离子可能干扰Al3+的鉴定。解决问题的办法是：取少量待测液滴加过量的氨水，若沉淀不溶解，则可以排除Zn2+离子存在的可能。
【引导补充】
结合[课题二]中的结论进行进一步的完善。
（四）溶液中离子鉴定的注意事项：
与[课题二]中的结论一致。
精选题
一、选择题
1．能将分别含有Cu2+、Fe3+、Al3+、Mg2+、Fe2+、NH4+、Na+等离子的七种溶液一次性鉴别开来的试剂是 [ ]
A．NaHCO3溶液
B．KSCN溶液
C．NaOH溶液
D．NH3·H2O溶液
2．只用一种试剂就可以鉴别NaHCO3、Na2S2O3、K2SO3、Na2SiO3、KCl、K2S六种无色溶液，这种试剂是 [ ]
A．硫酸
B．硝酸
C．澄清的石灰水
D．盐酸
3．下列五种粉末状物质：硅酸、氧化镁、碳酸钠、硫酸铝、氢氧化铝，为鉴别它们，除已有蒸馏水外，还必须使用的一组试剂应该是 [ ]
A．NaOH溶液和CO2
B．盐酸和NaOH溶液
C．盐酸和CO2
D．BaCl2溶液和H2SO4
4．只用一种试剂即可区别NaBr、NaI、NaOH、Na2CO3、 NaSCN、H2S、AgNO3、C6H5OH等8种无色溶液，这种试剂为 [ ]
A．硫酸
B．氨水
C．FeCl3溶液
D．盐酸
5．常温下用化学方法，但不用其它试剂就能区别开来的溶液组是 [ ]
A．AlCl3 CaCl2 H2SO4 NaHCO3
B．BaCl2 NaNO3 Na2SO4 Na2CO3
C．Ca（OH）2 BaCl2 Na2CO3 NaCl
D．FeCl2 Na2SO4 AlCl3 Ba（OH）2
6．下列各组物质的溶液，不用其它试剂就可以将它们区别开的是 [ ]
A．C6H5OH、C2H5OH、CH3COOH、AgNO3、FeCl3
B．NaOH、Na2CO3、NaAlO2、Na2S2O3、HCl
C．NaOH、Al2（SO4）3、NaHSO4、Na2CO3、MgSO4
D．BaCl2、Na2SO4、CaCl2、Ca（NO3）2、Na2CO3
二、非选择题
现进行如下实验：
（1）取部分溶液，加入过量的Ba（NO3）2溶液，有白色沉淀生成，过滤出的沉淀部分溶于稀硝酸，并放出气体。
（2）取部分滤液，加入过量的NaOH溶液，无沉淀产生。
（3）取部分滤液，加入AgNO3溶液，只有黄色沉淀产生。
根据以上现象，试判断：溶液中肯定存在的离子是①______；肯定不存在的离子是②______；可能存在的离子是③______。
8．某无机盐A极易溶解于水，可制成试液做如下实验：
（1）试液加BaCl2时，有白色沉淀产生。为验证A是否是硫酸盐，某学生拟加6mol·L-1的盐酸并微热，但他却误加了6mol·L-1的氢氧化钠溶液，结果白色沉淀并不溶解，但具有刺激性气味的气体产生。
（2）A试液可使酸化的KMnO4溶液褪色。
根据上述实验现象，写出：
①A的化学式是______；
②上述全过程的化学方程式是______。
9．有六瓶白色固体，它们是Al2O3、NaNO3、Ba（OH）2、MgCl2、（NH4）2SO4、CuSO4。现仅用蒸馏水及已被检出的物质对它们作出鉴别。根据以下实验步骤，在空格内填入须加入的试剂。填写检出物质时，须与实验现象上下对应。
10．今有A、B、C、D、E、F、G、H等8种物质，它们是KHSO4、MgCO3、Na2CO3、Ba（NO3）2、MgSO4、Al（OH）3、甲酸和葡萄糖。所做实验及现象如下：
（1）各取少量分别加水，除C、F外，均能得到澄清溶液；
（2）C（固）+D（溶液）→有气体生成，固体溶解；
C（固）+H（溶液）→有气体生成，固体溶解；
E（溶液）+N（溶液）→有白色沉淀生成；
G（溶液）+E（溶液）→有白色沉淀生成；
E（溶液）+B（溶液）→有白色沉淀生成；
B（溶液）+H（溶液）→有气体生成。
试判断：
A______、B______、C______、D______、E______、F______、G______、H______。若要进一步确认葡萄糖，所需试剂是______，现象是______，反应的化学方程式为______。
答 案
一、选择题
1．C 2．A、D 3．B 4．C 5．A、D 6．B、C
二、非选择题
8．①（NH4）2SO3；
NH4++OH- NH3↑+H2O；
9．（1）水；无水Al2O3、CuSO4蓝色溶液，不溶于水。（2）CuSO4溶液，Ba（OH）2蓝色沉淀（3）Ba（OH）2；MgCl2；（NH4）2SO4；NaNO3；白色沉淀、有刺激性气味、无明显现象。
10．A：葡萄糖； B：Na2CO3； C：MgCO3； D：甲酸； E：Ba（NO3）2； F：Al（OH）3；G：MgSO4； H：KHSO4；新制的Cu（OH）2；加热，产生红色沉淀；
CH2OH（CHOH）4CHO+2Cu（OH）2 
CH2OH（CHOH）4COOH+Cu2O↓+2H2O。
29．化学实验方案的设计
教学目标
知识技能：以铁的化合物的制备和性质为主线，加深对Fe、Fe2+、Fe3+之间的氧化还原反应以及复分解反应知识的理解。
能力培养：训练根据实验目的及原理，选择合适的仪器和药品，设计可行的操作步骤，确定实验的观察重点，写出完整的实验报告的实验技能。
科学情感：培养根据实验的要求，设计制备实验和性质实验两种实验方案的实验能力。
科学方法：培养认真严谨的科学态度，科学、合理、周密、安全的实施化学实验。
重点、难点 制备实验方案的设计以及性质实验方案的设计。
教学过程设计
教师活动
【介绍】
化学实验方案的设计在化学科学的发现中起到过很重要的作用。如镭和碳-60的发现等。
实验方案的设计是在实施化学实验之前，对实验进行的一种规划，主要内容是什么？
学生活动
【回答】
根据化学实验的目的和要求，运用相关化学知识和技能，对实验的仪器、装置和方法进行的一种规划。
【引入】
这节课，我们要进行实验方案的设计是：
1．以还原铁粉为原料制备Fe（OH）2并观察它在空气中的氧化过程。
2．红砖中氧化铁成分的检验。
读题、思考。
【启发】
我们先对第1个课题的实验原理、实验步骤、实验方法依次地进行讨论。
1．请分析实验的化学原理。
1．分析实验的化学原理
【讨论】
2．请确定实验的具体步骤。
2．确定实验的具体步骤
【讨论】
①将还原铁粉氧化Fe2+的溶液；
②用Fe+的溶液与碱溶液反应生成Fe(OH)2沉淀；
③使Fe(OH)2在空气中氧化成Fe(OH)3。
3．将Fe→Fe2+，可以采取几个方案？试加以比较。
3．比较实验的不同方法：
【实验】
①Fe→Fe2+
方案一：将过量还原铁粉跟稀硫酸（或稀盐酸）反应
方案二：将过量还原铁粉跟FeCl3溶液反应
【设问】
在实际操作中，哪个方案更好些？
为什么两个方案都要加入过量的铁粉？
【回答】
学生1：方案二比方案一更好些，后者比前者反应的时间短。
学生2：加入过量的铁粉是为了防止Fe2+被氧化成Fe3+。
【归纳】
看来，反应时间的长短取决于药品的选择，产物的成分与药品的用量密切相关，这些都是实验方案设计中应该考虑的因素。
聆听、记忆。
4．将Fe2+→Fe（OH）2时，加入NaOH溶液可以采取几个方案？试加以比较。
【实验】
②Fe2+→Fe（OH）2
方案一：将胶头滴管插入Fe2+的溶液液面下，逐滴滴入NaOH溶液。
方案二：将NaOH溶液直接滴入Fe2+的溶液中
【设问】
上述两个实验方案观察到的现象一样吗？
【回答】
学生3：方案一可以看到白色沉淀，方案二看不到白色沉淀。
【归纳】
实验方案的设计中要注意操作方法的设计，它会直接影响到实验的成败。
聆听、记忆。
【设问】
为了在短时间内能够观察到Fe（OH）2氧化过程中的颜色的变化可以采取几个方案？试加以比较。
【实验】
③Fe（OH）2→Fe（OH）3
方案一：给盛有Fe（OH）2沉淀的试管微热。
方案二：将试管倾斜，使白色沉淀贴在试管壁上。
方案二不需加热，而且可以细致地观察到颜色的变化过程。
【归纳】
条件的改变会影响实验结果，这是化学实验中的一个规律，关键是要寻找合适的方法和途径。
聆听、记忆。
请同学们根据设计好的实验方案进行实验，并写出实验报告。
实验并完成实验报告如下：
《化学实验报告》
实验名称：
以还原铁粉为原料制备Fe（OH）2并观察它在空气中的氧化过程。
实验目的：
1．分析并选择以铁粉为原料制备Fe（OH）2的最佳方案。
2．认识Fe、Fe2+、Fe（OH）2的还原性以及Fe3+的氧化性。
实验原理：</PGN0279.TXT/PGN>
用还原铁粉与FeCl3溶液反应得到FeCl2溶液；胶头滴管插入FeCl2溶液的液面下，逐滴滴入NaOH溶液，生成Fe（OH）2沉淀；将试管倾斜，使沉淀贴在试管壁上，观察其氧化过程。
实验用品：
试管、药匙、胶头滴管。
还原铁粉、稀硫酸、稀盐酸、NaOH溶液、FeCl3溶液。
实验步骤实验记录实验分析（略）
【启发】
红砖是由粘土烧成的一种常用建筑材料。红砖的颜色是因为含有氧化铁而造成的。下面我们侧重讨论第2个课题的实验原理。
【讨论】
检验红砖中氧化铁成分的实验原理。
【结论】
根据氧化铁跟酸反应生成Fe3+，Fe3+能与KSCN溶液反应生成血红色溶液，可以检验出红砖中含有氧化铁。
【归纳】
设计性质实验方案的思路是：
充分了解物质的结构和组成与性质之间的关系，根据物质的性质特点设计实验方案进行验证。
聆听，记忆。
【设问】
跟氧化铁反应的酸，你认为选哪种酸合适？简要说明理由。
【回答】
学生4：我认为应该选非氧化性酸，如稀盐酸或稀硫酸。如果选氧化性酸硝酸或浓硫酸，就无法判断Fe3+是红砖中原来就有的，还是被氧化得到的。
【设问】
设计一个实验方案应该从哪几个方面入手？
【讨论】
讨论后派代表回答，其他人给予补充完善。
根据实验目的，分析实验原理，选择合适的仪器和药品；
根据实验特点，设计实验装置，画出实验操作中的装置图；
根据实验要求，设计实验步骤，明确观察重点和注意事项。
【评价】
对同一个实验，尽可能多设计几个实验方案，对比选择出最佳方案。
请同学们根据设计好的实验方案进行实验，并写出实验报告。
【实验】
设计检验红砖中氧化铁成分的实验方案，并实施实验方案，最后写出完整的实验报告。（略）</PGN0280.TXT/PGN>
精选题
1．怎样用实验方法证明氯酸钾中含钾、氯、氧三种元素？
2．氯化铝是较活泼的金属和活泼的非金属单质化合而成的化合物。如何用实验验证氯化铝是离子化合物还是共价化合物？
3．设计以废铁屑和废硫酸为原料制备硫酸亚铁晶体的实验方案。
4．设计三个以铝屑为原料制备氢氧化铝的实验方案，并对三个方案进行比较。
5．根据平衡移动原理，设计两种实验方案，以证明氨水是一种弱碱。除氨水外，限从以下范围内选用试剂：蒸馏水、酚酞试液、石蕊试液、氯化铵晶体、消石灰、浓盐酸、醋酸铵晶体。
答 案
1．（1）用氯酸钾固体或溶液作焰色反应，火焰呈现紫色，可证明氯酸钾中含钾元素。
（2）将氯酸钾固体加热至分解，用带火星的木条检验，产生的气体使木条复燃，可证明氯酸钾中含氧元素。
（3）将氯酸钾受热分解后的固体溶于水，加入用硝酸酸化的硝酸银溶液，产生白色沉淀，可证明氯酸钾中含氯元素。
2．把氯化铝的无水物加热熔化成液体，做导电实验，结果发现液态氯化铝不导电，因此氯化铝是共价化合物。
3．（1）工业废铁屑中常附有油污，应先除去油污。
（2）由于废铁屑表面有铁锈，会与硫酸反应生成硫酸铁。因此，实验时可向反应溶液中加入洁净的铁丝或铁片，使硫酸铁被过量的铁还原为硫酸亚铁。
（3）利用重结晶方法精制硫酸亚铁时，为增大硫酸亚铁的溶解量，可给溶液加热至50～80℃；为减少过滤时硫酸亚铁的损失，应将溶液趁热过滤。
4．方案一：用稀硫酸跟铝屑反应生成硫酸铝溶液，再用适量氢氧化钠溶液使氢氧化铝沉淀析出。
方案二：将铝屑跟浓氢氧化钠溶液反应，再用稀硫酸中和过量的碱，使氢氧化铝沉淀析出。
方案三：用铝屑分别与稀硫酸和浓氢氧化钠溶液反应，然后将得到的铝盐溶液混合，使氢氧化铝沉淀析出。
从反应物种类分析，三种方案都使用了三种药品：从消耗酸、碱的量来分析，方案一用量最多，方案三用量最少；从既节省药品，又充分利用药品的角度来考虑，只有方案三在得到沉淀氢氧化铝的同时，还能得到可回收的副产物硫酸钠；从操作要求考虑，方案三最为简单。
5．方案一：取少量氯化铵晶体溶于水，滴入石蕊变红，可见溶液显酸性；这是由于铵离子水解打破水的电离平衡所引起，说明氯化铰是强碱弱酸盐，即氨水是弱碱。
方案二：取少量氨水，滴入酚酞变红后，再加氯化铵晶体振荡，红色变浅，这是由于铵离子浓度增大抑制氨水电离引起氢氧根离子浓度下降，说明氨水是弱碱。
30．定量实验与基础定量分析
教学目标
知识技能：复习“物质的量浓度溶液配制”和“中和滴定”的原理及操作，熟练掌握教材中定量实验的基本方法。
能力培养：通过将中和滴定的方法迁移应用，使学生初步掌握定量分析中常用的容量分析（滴定分析）和重量分析，培养学生：能运用已存储知识，迁移、转换、重组，使问题得到解决的应用能力；分析实验结果和处理实验数据，得出正确结论的能力；设计简单实验方案，评价方案的能力。
科学思想：通过解决实际问题，激发学生学习兴趣，培养学生严谨求实的科学态度及灵活、发散、有序的思维品质。
科学方法：定量分析方法。
重点、难点
（1）熟练掌握“物质的量浓度溶液配制”和“中和滴定”两个定量实验的基本操作及对测量结果的分析。
（2）通过解决测量混合物含量的实际问题，培养学生将存储的知识迁移、转换、重组的实践能力，尝试和体会定量分析的方法。
教学过程设计
教师活动
【提出要求】
现有一个0.53g的工业纯碱样品（含少量不与酸反应的杂质），需测定样品中Na2CO3的质量分数，请设计初步方案。
1．分实验小组进行讨论。
2．小组代表发言，投影方案。
3．评价、归纳，确定方案。
学生活动
思考，小组讨论，代表发言，评价补充，完善确定。
[方案一]
基本方法：
①配制标准浓度的酸溶液。
②将样品溶在水中，用标准酸溶液进行滴定。
③测量消耗酸溶液的体积，计算Na2CO3的质量分数。
[方案二]
①在样品中加入足量的强酸溶液，使CO2气体全部逸出。
②用吸收剂吸收逸出的CO2气体。
③根据吸收齐质量的增加Na2CO3，计算的质量分数。
基本方法：</PGN0282.TXT/PGN>
[方案三]
基本方法：
①在样品溶液中加足量的氯化钙溶液，使其沉淀完全。
②过滤后，将沉淀进行洗涤、烘干。
③称量纯净、干燥的沉淀质量，计算Na2CO3的质量分数。
【提出要求】
采用方案一，两人一组准备测定。
分组商议，用滴定法测定样品含量，有哪些主要实验步骤。
（1）配制标准浓度的酸溶液。
（2）用标准酸溶液滴定样品溶液。
【设问】
采用滴定法测定样品含量，首先需配制标准浓度的酸溶液，某实验室限于条件，只能用稀释法将5.00mol·L-1的酸溶液配制成标准浓度为0.200 mol·L-1的酸溶液100 mL，应选用哪些试剂与仪器？
甲回答：设需5.00 mol·L-1的盐酸体积为x
根据计算：
5.00 mol·L-1×x=0.200 mol·L-1×100mL
x=4mL
所以选择：
仪器：10 mL量筒；100 mL容量瓶；50 mL烧杯；玻璃棒；胶头滴管。
试剂：5.00 mol·L-1盐酸；蒸馏水。
乙回答：不能用量筒，因为量筒是粗量器，其精确度只有0.1mL，而滴定管的精确度为0.01mL，所以应该选择25mL的酸式滴定管。
确定所选仪器为：25 mL酸式滴定管；100 mL容量瓶；胶头滴管。
【评价】
甲生能通过计算选择仪器的规格，很好。乙生还考虑到仪器的精确度，更为全面。
【引导质疑】
能否用硫酸溶液配制标准酸溶液？
思考后回答。
否，因硫酸是二元酸，第二步电离不完全，会造成一些误差。
确定所选试剂为：
5.00mol·L-1盐酸；蒸馏水。
【提出要求】
两人一组，开始配制0.200 mol·L-1标准浓度的盐酸溶液。
两人配合，动手操作，用已选定的仪器和试剂，配制100 mL，0.200 mol·L-1盐酸溶液。</PGN0283.TXT/PGN>
在教室中巡视，与学生交流答疑。
丙生操作：用酸式滴定管取液时，起始液面定为0刻度，然后量取4.00mL盐酸溶液于容量瓶中。
丁生操作：用酸式滴定管取液时，起始液面定为21mL，将管中所有溶液放入容量瓶中。
列举丙生、丁生量取酸液的操作过程，请学生加以评价。
学生回答：
丙生的操作是正确的。而丁生将起始液面定在21mL，此时管内酸液的体积大于4mL（包括刻度线以下的部分），因此不能全部放出，只能将酸液放至25mL处。
【引导质疑】
哪些不正确的操作会引起误差？对测量结果有何影响？
思考，讨论。
归纳，补充，完善成下表。
【提出要求】
下面我们就用刚配好的0.200 mol·L-1的盐酸溶液滴定样品的水溶液，请选择滴定时所需仪器及其规格，滴定时所需试剂。
思考，查找，选择仪器和试剂并将其摆在实验桌上。
试剂：测定样品；0.200 mol·L-1盐酸溶液；蒸馏水；甲基橙试液。
仪器：50 mL酸式滴定管；锥形瓶；滴定架。
【引导质疑】
（1）为何选用50 mL的酸式滴定管？
思考，讨论，回答。
（1）假设样品中全部为碳酸钠，进行估算：
设消耗盐酸的体积为x
0.200 mol·L-1×x=0.05mol×2 x=50mL
由于样品中仅含有少量杂质，所以滴定时消耗盐酸的体积一定大于25mL，小于50mL。
（2）为何选用甲基橙做指示剂？可否选用酚酞？
（2）甲基橙由黄色变为红色时，pH接近4，此时样品中的碳酸钠已反应完全，二氧化碳已全部逸出。据滴定曲线所示，盐酸的体积仅超过半滴。若用酚酞做滴定指示剂，变色时，pH≤8，此时样品溶液中碳酸钠未反应完全，二氧化碳未能全部逸出。
（3）是否需要测定溶解样品的蒸馏水的体积？
（3）将样品溶解在蒸馏水中时，溶质碳酸钠的物质的量已确定，与加入蒸馏水的多少无关，无需测量溶液体积。
【提出要求】开始进行滴定。
教师在教室内巡视，与学生交流、探讨。
答疑、指导。
两人一组进行操作。
记录数据：
【引导质疑】在滴定过程中，哪些操作不当，会形成误差？对测量结果有何影响？
思考，讨论，归纳如下：
【提出要求】
用已测定的盐酸溶液的体积数据计算样品中碳酸钠的质量分数。
一名学生到前面进行板演。
w（Na2CO3）
【提出要求】
下面采用方案二，测定样品中碳酸钠的质量分数。
该方案的核心是测量反应中逸出的二氧化碳的质量，请选用试剂，选择主要仪器，设计实验装置（先不连接）。
思考，讨论。
选择试剂，仪器。
A—主要反应发生装置：烧瓶和分液漏斗；试剂：样品和硫酸。
B—干燥装置：大试管；试剂：浓硫酸。
C—吸收装置；干燥管、U型管；试剂：碱石灰。
【引导质疑】
（1）为什么选用硫酸与样品反应逸出二氧化碳？能否改用盐酸？
思考，讨论，回答：
（1）硫酸不易挥发，逸出的二氧化碳比较纯净，只需干燥除去水蒸气即可吸收。若用盐酸，二氧化碳中会混有氯化氢气体，尚需除去，使装置复杂化，而且在吸收氯化氢气体的同时，二氧化碳气体难免消耗，增大误差。
（2）二氧化碳气体密度较大，怎样保证硫酸与碳酸钠反应完全后，二氧化碳气体能够从发生装置中全部逸出？
（2）可用气囊向发生装置中鼓入不与二氧化碳反应的气体，如：稀有气体、氮气等，加大压强，使二氧化碳气体全部逸出，被碱石灰吸收。
（3）从经济和取气简便的角度考虑，能否鼓入空气？若鼓入空气，装置是否需要改进？
（3）可以鼓入空气，但空气中含有少量二氧化碳和其他酸性气体（因环境被污染），需要在发生装置前面增加一个盛有氢氧化钠溶液的洗气装置。
两人一组，动手连接装置，如图5-33：
【引导质疑】
用以上装置进行测量，应该如何操作？正确的操作顺序是什么？
请同学们进行讨论，拟出初步方案，写在投影片上。
（1）思考，分组讨论。
（2）小组代表发言，投影本组方案。
（3）相互评价，补充。
形成初步方案，正确的操作顺序是：
A．检查装置的气密性</PGN0286.TXT/PGN>
B．取ng样品装入烧瓶中
C．在干燥管和U型管内填满碱石灰
D．称量U型管质量（m1）
E．缓缓加入稀硫酸至不再产生气体为止
F．打开止水夹
G．缓缓鼓入空气数分钟
H．关闭止水夹
I．称量U型管质量（m2）
【引导质疑】
加入硫酸前，发生装置中存有空气，是否会影响测量的准确度？如何处理？
思考，讨论，回答。
在加入硫酸前，先鼓入一定量已除去二氧化碳的空气，使其充满烧瓶。
修改原方案，正确的操作顺序是：
A、B、C、D、F、G、H、E、F、G、H、I
【提出要求】
开始动手实验，测量二氧化碳的质量，然后进行计算（样品中碳酸钠的质量分数）。
两人一组进行实验操作，记录实验数据。
【提出要求】
因实验室条件有限，方案三所设计的测量方法，有兴趣的同学可在课外小组活动时实践。
现在请比较这三个方案在设计思路上有何特点？
思考，讨论，回答。
方案一特点：是测量与样品反应的标准酸溶液的体积。
方案二特点：是将被测成分转化为气体，测量气体的质量。
方案三特点：是将被测成分转化为沉淀，测量沉淀的质量。
【小结】
测定物质中某组分的含量，在分析化学中称为定量分析。
方案一测定的是标准酸溶液的体积，习惯称为容量分析。
方案二和方案三均测定的是成分转换物（气体或沉淀）的质量，习惯称为重量分析。
倾听，思考，记录。
【引导设问】
容量分析和重量分析在操作和装置上各有所长，但是都会产生误差。
请分析、归纳两种常用的定量分析的方法中，产生误差的主要原因是什么？
分组讨论后，师生共同归纳小结。
小结：
1．方法本身存在缺陷
（1）在容量法的滴定分析中，反应进行不完全，或者</PGN0287.TXT/PGN>反应终点与滴定终点不相符合会造成误差。
（2）在重量分析中，由于沉淀尚有微量溶解或沉淀不完全会造成误差。
（3）在重量分析中，由于气体吸收不完全会造成误差。
2．仪器精确度不够，试剂纯度不够
（1）容量分析和重量分析中都可能用到天平、量筒等粗量器，精度不够会造成误差。
（2）滴定分析中所用的标准酸溶液的精确度不够等。
3．操作方法不够准确、规范
（1）在观察指示剂变色时，会产生偏深、偏浅的视觉误差。
（2）读取刻度时，会产生偏高、偏低的视觉误差。
（3）溶解、洗涤、转移和过滤时，溅洒或操作不够充分会使测量物质损失而造成误差。
精选题
1．某光卤石（KCl·MgCl2·6H2O）样品中含有不跟氢氧化钠溶液、盐酸溶液反应的杂质。为测定样品中KCl·MgCl2·6H2O的质量分数，有如下操作：
A．称取ag样品，放入锥形瓶中加适量水溶解
B．往锥形瓶中加入bmol·L-1的氢氧化钠溶液100 mL（过量），振荡
C．过滤并冲洗沉淀2～3次，收集滤液及洗液于锥形瓶中
D．往沉淀中滴加c mol·L-1的稀盐酸溶液至沉淀溶解，消耗盐酸V1 mL
E．用c mol·L-1的盐酸滴定过量的氢氧化钠溶液至终点，消耗盐酸V2mL
F．向步骤B锥形瓶中加入指示剂2～3滴
G．向步骤C锥形瓶中加入指示剂2～3滴
回答：（1）正确且必要的操作顺序为______；
（2）KCl·MgCl2·6H2O的质量分数为______。
2．实验室用氨气还原氧化铜的方法测定铜的近似原子量，反应的化学方程式为：
2NH3+3CuO=N2↑+3Cu+3H2O
试回答：如果选用测定反应物CuO和生成物H2O的质量[m（CuO）、m（H2O）]时，请用下列仪器设计一个简单的实验方案。
①仪器连接的顺序是（用字母编号表示，仪器可重复使用）______；
d中浓硫酸的作用是______、______；
实验完毕时观察到a中的现象是______；
②列出计算CuO的原子量的表达式______；
③下列情况将使测定结果偏大的是______（以下选择填空不限1个正确答案均用字母编号填写）。
A．CuO未全部还原为Cu
B．CuO受潮
C．CuO中混有Cu
3．草酸晶体的化学式可表示为H2C2O4·xH2O，为测定x值进行下列实验：
（1）称取W g草酸晶体，配成100.0 mL溶液。
（2）取25.0 mL所配溶液置于锥形瓶中，加入适量稀硫酸后，用浓度为a mol·L-1KMnO4溶液滴定。
KMnO4+H2C2O4+H2SO4→K2SO4+MnSO4+CO2↑+H2O
回答下列问题：
①实验（1）中，为配制准确的草酸溶液，必须使用的仪器是______；
②实验（2）中，滴定时，KMnO4溶液应盛在______中；
③若滴定用的KMnO4溶液因放置而变质，浓度偏低，则根据实验求出的x值______（填偏高、偏低、无影响）；
④滴定终点时，锥形瓶内溶液颜色变化是______；
⑤若滴定终点时，共用去KMnO4溶液V mL，则草酸溶液浓度为______ mol·L-1，x=______。
4．为了测定乙醇的结构式，有人设计了图5-35所示的无水酒精与钠反应的实验装置和测定氢气体积的测量装置。可供选用的实验仪器如下：
请回答下列问题：
（1）测量氢气体积的正确装置是______（填写编号）；
（2）装置中A部分的分液漏斗与蒸馏烧瓶之间连接的导管所起的作用是____；
A．防止无水酒精挥发B．保证实验装置不漏气C．使无水酒精容易滴下
（3）实验前预先将小块钠在二甲苯中融化成小钠珠，冷却后倒入烧瓶中，其目的是______；
（4）如果将此实验的数据视作标准状况下的数据，无水酒精的密度为ρg·cm-3，V mL酒精反应完全后，量筒内的液面读数为m mL，则乙醇分子中能被钠取代的氢原子数为______；
（5）若实验所测定的结果偏高，可能引起的原因是______（填写编号）。
①反应速率太快 ②无水酒精混有少量甲醇
③读数时量筒内的液面高于广口瓶内的液面
答 案
1．（A）A、B、C、G、E
2．①bcacd 吸收未反应的氨 防止空气中的水分进入
固体由黑色转变为红色
③A、C
3．①100 mL容量瓶②酸式滴定管③偏低④由无色恰好变为紫红色
4．（1）A、B（2）C（3）使乙醇与钠能充分反应
（5）①、②