2019-2020年高考化学一轮复习化学实验教学案.doc

2019-2020年高考化学一轮复习化学实验教学案教学目标知识技能：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。 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？2B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CO（CO2）CO2（H2O）Cl2（HCl）N2（O2）SO2（HCl）碱石灰 干燥管NaOH溶液 洗气瓶浓H2SO4 洗气瓶饱和NaCl溶液 洗气瓶铜网（灼热）硬质 玻璃管NaHSO3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。【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NOC用NH4Cl与浓NaOH溶液反应制NH3D用NaCl与浓硫酸反应制HCl2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H2B向饱和氯化钠溶液中滴加浓硫酸制备HClC亚硫酸钠与浓硫酸反应制备SO2D大理石与浓硫酸反应制备CO23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HClC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Da、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 AH2、NO2、CH4BHCl、Cl2、O2CH2、CO2、H2SDC2H2、NH3、C2H48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） 通过装浓硫酸的洗气瓶 通过装水的洗气瓶 通过装氢氧化钠溶液的洗气瓶 通过灼热的氧化铜 通过装硫酸铜溶液的洗气瓶 通过装有五氧化二磷的干燥管A、B、C、D、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（11）中选用。MnO2粉末 P2O5粉末 NaOH粒 无水CaCl2 NaBr粉粒 浓盐酸 浓硫酸 浓氨水 浓NaOH溶液 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1B 2C 3A、D 4C 5A、D 6B 7C 8A二、非选择题9（1）Cl2、H2S、SO2；（2）H2、CH4、NO；b，a。10（1）a为、b为、B中为、C中为；（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 NH3H2O 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。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。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）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AgNO34若为K2CO3、AgNO3、KOH、HNO3，由于过量的KOH使【投影】综合二 氯化铜CuCl22H2O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+：3.7Cu2+、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CuCl22H2O。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。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 AH2O2BKMnO4CNaClODK2Cr2O7（3）调节pH时，应选用 ANaOHBNH3H2OCHClDCu（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9095，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_。6Cl2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 1B 2D 3D 4A5（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+CO26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-+HClOHCl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/LCl-NaCl=5.34 mol/LCl-Cl2=0.034 mol/L因为Cl-NaClCl-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-Cl2Cl-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27CO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：1CO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。【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。【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。 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。 （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？水起的作用是：浓硫酸起的作用是：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）烧瓶下缺酒精灯烧瓶下缺石棉网盛浓硫酸的洗气瓶和盛水的洗气瓶位置颠倒了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）吸收未起反应的氯化氢吸收水蒸气吸收多余的氯气二、（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+NaCl2NO2+2NaOH=NaNO3+NaNO2+H2O（3）制备N2的反应为：NH4Cl+NaNO2 NH4NO2+NaClNH4NO2 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、O228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。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。【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。【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23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。【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）23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