IV、化学实验
化学实验是化学学科的基础和灵魂，它对认识、理解和掌握化学知识具有极其重要的作用。在学习和复习这部分知识时，应注意以下几点．
第一，掌握实验原理和基本操作是关键，典型实验是重点．
第二，动手操作，手脑并重．在了解掌握实验原理的基础上，尽可能地寻找一些代用仪器、药品，进行“微型化”实验以加深实验印象、巩固所学知识．
第三，注重分类归纳，形成实验知识网．
第四，分类串联，掌握典型实验装置．
第五，初步学会设计简单实验来检验、鉴别、制取物质以及科学全面地描述实验现象，去填写实验报告．
(一)实验知识点提要
1、常用化学仪器的名称、用途及使用时的注意事项
针对考核的基本要求，可根据仪器的用途及功能进行分类，在分类中进行比较，在比较中加深印象．
能加热的仪器：试管、蒸发皿、烧杯（间接加热）．
用于计量的仪器：托盘天平、量简．
用于夹持的仪器：铁架台、试管夹．
用于加热的仪器：酒精灯．
用于滴加少量液体的仪器：胶头滴像
用于收集和贮存少量气体的仪器：集气瓶，
用于分离少量物质的仪器：漏斗．
用于搅拌和引流的仪器：玻璃棒．
2．八项重要的基本操作
八项重要的基本操作是：药品的取用、物质的加热、仪器装置的连接、装置气密性的检查、过滤、蒸发、玻璃仪器的洗涤、溶液的配制等．复习时，应重点掌握每项操作的方法、涉及到的仪器及操作的注意事项，特别要注意对操作失败原因的分析．
3．实验室规则和安全常识
安全意识是公民科学素质的重要组成部分．实验室所用的药品，很多是易燃、易爆、有腐蚀性或有毒的，因此在使用时一定要严格遵照有关规定和操作规则，保证安全．为此，要注意以下三类．
严格遵守实验室“三不准”原则；
注意药品的用量；
对可燃气体（H2、CO、CH4）的性质实验，一定要注意可燃气体的纯度，以防发生爆炸；有毒气体（CO）的实验应在通风橱中进行，尾气应用适当的方法处理，以防污染空气．
4．气体的制备
实验室制取气体及其性质实验，是属于基本操作的简单综合实验．复习时，可从所需药品、反应原理、选用的仪器装上、收集方法、验满或验纯以及注意事项等方面进行归纳总结．通过对比制气装置和收集装置，突出气体的个性及几种气体的共性，提高记忆效果．
有关气体制备．
（1）气体的发生装置
根据所用反应物的状态和反应条件，可分为两类：
（2）气体的收集装置
根据气体的溶解性及密度，选择用排水法（气体难溶于水）或向上排空气法（气体密度比空气大）、向下排空气法（气体密度比空气小）进行收集．
（说明：排空气集气法中的“向上”或“向下”不是指瓶口的取向，而是指空气从瓶中被排出的流向）
（3）集气瓶的多种用途
①集气瓶：收集密度比空气大的气体，气体流向是。长进短出。
比空气轻的气体气体流向为“短进长出”．若瓶中盛满水，则由短管进气排出水，收集难溶于水的气体．
②量气瓶：定量收集量取气体体积的实验装置，气体“短进长出”．
③储气瓶：先排水集气后，使用气体时，用高位水（或接水龙头）将瓶内气体压出，水从长管进，气体从短管出．
④洗气瓶：瓶内放适量液体试剂（约l／3）用于气体的干燥（除去水蒸气）、净化（吸收杂质）或性质实验（检验某气体存在或验证某气体性质），则应“长进短出”．
（4）装置气密性的检查
不论是何种气体的制备，都要先检查装置的气密性．
（5）防倒吸
用排水集气法将气体集满后，应先从水槽中取出导管，再熄灭酒精灯．
（6）棉花团的作用
用 KMnO4分解制取O2时，应将棉花团置于大试管口处，以防止 KMnO4粉末从导管口喷出。
5、物质的检验
物质的检验涉及对物质的鉴定、鉴别和推断等多个方面．其主要内容包括：几种气体（O2、H2、CO2、CO、CH4）的检验；碳酸盐（或CO32－）的检验，盐酸、硫酸、氢氧化钠、氢氧化钙的鉴别等．复习时一定要熟悉有关物质的性质，尤其对一些有色特征溶液、特征沉淀及有关反应产生的特征现象要有清楚的认识，这是解答这类问题的基础和关键．
6．物质的分离和提纯
物质的分离和提纯方法，可分为物理方法和化学方法两大类．物理方法主要包括：过滤、蒸发、结晶等．化学方法主要有：直接加热法（如除去KCl中混有的少量K2CO3），碱化法（如用NaOH溶液除去CO中混有的少量CO2），酸化法（如用稀盐酸除去NaCl中混有的少量Na2CO3），置换法（如用铁粉除去FeSO4中混有的少量CuSO4），沉淀法（如用BaCl2除去盐酸中混有的少量硫酸）等．
对于物质的提纯和分离，不论用何种方法都应遵循以下原则：除去杂质的过程中不能引人新的杂质；
所选试剂一般只能跟杂质起反应；反应后的生成物必须容易分离（最好是转化为沉淀或气体）．
（二）典型的题解析
［例1］（1）实验室要制取并收集得到较纯净的氧气和氢气，有两项操作是完全相同的两项操作是 和
（2）甲、乙两同学在实验室分别制取氨气和硫化氢气体．甲同学用加热氯化控和熟石灰的固体混合物制取氨气，乙同学用固体硫化亚铁和稀硫酸反应制取硫化氢气体．又知：氨气极易溶于水，密度比空气小；硫化氢气体可溶于水，密度比空气大．请回答：
①甲、乙两同学选取的气体发生装置 （填“相同”或“不同”），理由是
②氨气用 法收集，硫化氢用 法收集．
【解析】（1）制取任何气体时，首先要检查装置的气密性．要收集得较纯净的气体，根据O2和H2在溶解性上的相似性，都能用排水集气法收集．
（2）气体发生装置的选取，需根据反应物的状态和反应条件来考虑，制取氨气的反应物都是固体，且需加热；而制取硫化氢气体所用的硫化亚铁是固体，稀硫酸是液体，且反应在常温下即可进行．所以，甲、乙两同学选取的气体发生装置不同．由于氨气易溶于水，硫化氢可溶于水，故两种气体都不能用排水集气法收集，只能用排空气集气法收集．
答案：（1）检查装置气密性和排水集气法收集气体．（2）；①不同．理由是，所用反应物的状态及反应条件不同；②向下排空气。向上排空气．
[例2]有一瓶气体，它由H2、CO2、CO、CH4中的一种或几种组成．用它进行以下实验：
将气体通过足量澄清石灰水，未见出现沉淀．在导管口将气体点燃，气体安静燃烧；用一个冷而干燥的烧杯罩在火焰上，烧杯壁上出现水珠；把烧杯迅速翻转，注人少量澄清石灰水，石灰水变浑浊．用化学式填空回答：
（1）气体中一定没有
（2）气体的组成可能是
[例3]要除去下列物质中混有的少量杂质（括号内物质为杂质），选择适当的试剂和方法填人横线内．
（1）KOH（K2CO3）＿；
（2）BaCl2（CuCl2）＿；
（3）CuO（KNO3）＿；
（4）MnO2（C粉）
【解析】混合物的分离必须遵循：除杂中不能引人新的杂质，所造试剂一般只和杂质起反应，且反应后最好转化为易分离的沉淀或气体．试剂的选择：以杂质为出发点，结合杂质物质与主要成分物质在组成、性质上的差异即可筛选出所用试剂．要顺利完成混合物的分离，往往是物理、化学方法等多种方法并用．
[例4] 现有稀硫酸、稀盐酸、氢氧化钡、碳酸钠四瓶失去标签的溶液．分别编号为A、B、C、D．为了鉴别它们．分别取样两两混合．实验结果如图所示．“一” 表示无明显现象；“↓” 表示有沉淀生成，“↑”表示有气体生成，推断：
（1）B、D溶液中的溶质（写化学式）B ．D
（2）写出下列物质反应的化学方程式：
A十B ，
C十D
[解析]这是一道物质性质型的实验推断题．熟悉并记某些有色特征溶液，特征沉淀及有关反应产生的特征现象是解答此类问题的基础和关键．只要以这些特征现象或特征物质为突破口，各个击破，就能迅速、准确地解决此类问题．本题以图表给出信息，为便于分析可结合图表内容写出以下6个简要反应式：①A＋B——↑，②A＋C——↓，③A＋D——无现象（无现象不等于不反应），④B＋C——↓，⑤B＋D——↑。③C＋D——无现象．分析6个反应并结合四种溶液的组成可知：①、⑤两个反应必是盐酸与NaCO3溶液、稀硫酸与NaCO3溶液反应产生CO2方气体，共同的反应物是B所以B应是NaCO3溶液．从④可推出能与NaCO3溶液反应生成沉淀的只能是Ba（OH）2溶液，C是Ba（OH）2溶液．再从②推出A应是稀硫酸，余下的③、③能证明D是稀盐酸．
[例5]实验室用铁、氧化钢、硫酸为原料制取铜，某同学设计了两个实验方案：
A：Fe H2SO4—→ H2CuO—→Cu
B：CuO H2SO4—→ CuSO4 Fe—→ Cu
两个实验方案中，最好的是，理由是 ．
[解析]这是一道实验方案的评价性试题．方案的评价主要从三方面考虑：①方案的可行性：主要指理论上是否科学合理，操作是否简便易行．经济角度：主要看是否节约试剂．环保角度：主要看是否有利于环保．此题中的A、B两种方案从原理上看都是可行的．但A方案中用Fe和H2SO4反制H2消耗的Fe、H2SO4等原料较多，其次H2还原CuO 需加热，装置和操作较复杂，而B方案中的反应都是在常温下即可进行的，操作要容易得多
【例7】设计一个简单的家庭小实验，证明鸡蛋壳的主要成分是碳酸盐．
[解析]这是一道解决实际问题的简单实验设计题，源于教材第五章的一个家庭小实验．设计实验首先要弄清化学原理，然后根据条件选择药品和实验装置，拟定操作步骤，最后动手进行实验．证明鸡蛋壳含碳酸盐比较容易，只要用鸡蛋壳与酸作用，有二氧化碳放出（用澄清石灰水检验）便能证明．但要证明鸡蛋壳的主要成分是碳酸盐，便有一个量的问题．因此，在实验中蛋壳取量不能多，加人的酸则必须足量，直至反应不再有气体产生，反应完全后，若残留的固体量很少，才能充分证明．其次要考虑家里不易找到规范实验仪器，要选择代用品，用玻璃杯代替试管作反应器，用蘸有澄清石灰水的玻璃片作检验二氧化碳的装五，并注意操作程序，确保安全．
答案：（1）取少量洁净的碎鸡蛋壳放人小玻璃杯中，然后加人一些盐酸，立即用蘸有澄清石灰水的玻璃片盖住，可以看到鸡蛋壳上有大量气泡生成，玻璃片上的澄清石灰水变浑浊，可见生成的气体是二氧化碳，证明鸡蛋壳中合碳酸盐．（2）取下玻璃片，继续加人盐酸，直至不再有气体产生，此时看到玻璃杯中残留固体很少，可以证明鸡蛋壳的主要成分是碳酸盐．
[例7]访完成鉴别稀硫酸、稀盐酸、氯化钠三种溶液的实验报告．
供选试剂有：紫色石蕊试液、无色酚酞试液、硝酸银溶液、氯化钡溶液、碳酸钠溶液
| 实验内容与步骤 | 观察到的现象 | 结论、化学方程式 |
| (1)用三支试管分别取适量的三种溶液，各 滴入几滴紫色石蕊试液，振荡，观察现象 | ||
| (2) |
【解析】这是一道考查学生对物质鉴别和实验报告的书写能力的综合试题．实验报告的填写，叙述要简练，所用试剂要明确，操作步骤尽可能简捷，结论应与实验现象相对应．本题待鉴别物质中：硫酸和盐酸的鉴别要以硫酸的鉴别为出发点选择试剂．（如先考虑用AgNO3鉴别盐酸将会出现干扰现象，从而影响硫酸的鉴别）．
| 实验内容与步骤 | 观察到的现象 | 结论、化学方程式 |
| 1．(略) | 一支试管中溶液呈紫色另两支试管中溶液呈红色 | 溶液呈紫色的试管中原溶液是NaCl溶液 |
| 2．另取二交试管分别取余下两 种溶液适量，各滴入少量BaCl2 溶液，振荡 | 一支试管中出现白色沉淀，另一支试管中无明显现象 | 有白色沉淀生成的原溶液是稀硫酸 H2SO4+BaCl2==BaSO4↓+2HCl 无明显现象的原溶液是稀盐酸 |
[例10]某校化学课外兴趣小组的同学，用废墨水瓶、单孔胶塞、T型玻璃管、医用一次性输液管（带针头及控液问）、小气球等用品制作了一个“多功能”气体发生器．如图所示．该装置不但能进行某些气体的制取，而且还能进行气体的某些性质实验．根据以上所述，请思考并回答：如何用该装置完成N重要性质的实验阿燃性、还原性、密度），写出操作步骤及现象．
[解析]这是一道以实验原理为依托，代用品实验装置为载体考查学生思维能力、实验动手能力、灵活应用知识能力的实验题．解答这类问题的关键是掌握实验原理（反应原理、装置原理、操作原理），并结合现有实验环境及条件去考虑，即可顺利解答．
答案：（1）检查装置气密性后，往T型玻璃管右端放人少量CuO粉末 （CuO粉末两端可放少许耐热的玻璃丝或石棉，以防CtlO被氢气流吹走），墨水瓶中放人适量的锌粒和稀硫酸并用胶塞塞紧．
（2）打开控气阀通氢气一段时间后，在针头处点燃氢气 并可看到产生淡蓝色火焰（金属针头无干扰成分又能防止回 火，避免H2不纯而引起爆炸）．
（3）将针头火焰移至玻璃管下方CuO粉处加热，一段时后玻璃管内黑色的 CuO粉末逐渐变为光亮的红色（实验操作装置图如图30）．
（4）关闭控制阀，气体进人小气球并逐渐膨胀变大，取 下气球用线系住放飞，即可顺利完成H2可燃性、还原性、密度等性质的验证．
（4学实验）
1．选择题（每小题只有一个答案符合题意）
（1）下列仪器中，可与烧瓶、试管、蒸发皿归为一类的是（）
A、漏斗 B、量筒 C、集气瓶 D、烧杯 2、有四瓶无色气体，分别是空气、氢气、氧气和二氧化碳，一次就能鉴别出它们的物质是
A、带有火星的木条 B、澄清的石灰水
C、燃烧着的木条 D、紫色石蕊试液
3、描述锌和盐酸反应的现象较贴切的是（）
A、有大量氢气生成 B、溶液剧烈沸腾
C、锌表面放出大量气泡，锌逐渐溶解
D、有大量气泡从溶液里逸出后变成氢气
4、氢气还原氧化钢的实验步骤有：①向氢气发生装置装人药品；②往盛有CuO的试管中通 入H2；③停止通H2；④停止加热；⑤加热试管；⑥检查装置的气密性；⑦检验N的纯度．下列表示操作顺序正确的一组是（）
（A）⑥①⑦②⑤④③ （B）①⑥⑦②③④⑤
（C）⑥①⑤⑦②③④ （D）①⑥⑦⑤②③④
5、用托盘天平称量药品，右盘上的硅码为5克，游码在0．4克的位置上，指针指向最右端，所称药品质量是（）
A、5.4克 B、不足5.4克 C、超过5.4克 D、4.6克
6、玻璃仪器内壁附着的下列物质，不能用稀盐酸浸泡除去的是（）
A、盛石灰水后留下的白膜 B、试管内壁上附着的铁锈
C、用氢气还原氧化钢后留下的红色固体
D、氯化铁与氢氧化钠溶液反应后留下的红褐色固体
7、某学生的实验报告册中有以下实验数据，其中正确的是（）
A、用 10mL量筒量取 6.25mL稀硫酸
B、用广泛pH试纸测得溶液的pH为3．5
C、用托盘天平称取7.9g氧化铜粉
D、温度计上显示的室温读数为25.68℃
8、在实验室做化学实验，发生下列事故时，处理方法正确的是（）
A、衣服沾上大量浓氢氧化钠溶液，需将此衣服浸没在盛有水的面盆中
B、皮肤上溅上浓硫酸，用水冲洗
C、不慎将酸液溅到眼中，应立即闭住眼睛，流出眼泪将酸液带出
D、实验桌上酒精灯倾翻，酒精流在桌面上并着火，立即用湿抹布扑灭
9、食醋是醋酸的稀溶液．某同学准备在家中进行验证食醋具有酸的某一条通性的实验，他选择了下列物质，其中不能达到目的的是（）
A、木炭 B、大理石 C、铁钉 D、铁锈
二、填空题
（1）实验室里所用的药品很多是有腐蚀性或有毒的．在使用药品时为了保证安全，必须注意做到“三不准”，不准 ， 不准 ，不准 ．
（2）液体药品通常存放在、瓶里，取用时先把瓶塞拿下、在桌面上；倾到药液时，瓶子的标签应，其原因是 ．
（3）某同学用托盘天平称取干燥的固体药品2．3g，称量完后才发现，药品和破码的位置放颠倒了，此时，所称药品的实际质量是
（6）实验室欲配制 50g质量分数为 5％的 NaCl溶液，请回答下列问题
①该实验的操作步骤为
②甲同学在用托盘天平称量食盐时，食盐和祛码的位置放颠倒，这将导致所配制溶液的质量分数．（填“偏大”、“偏小”、“不变”，下同）；乙同学用量筒量取水的体积时仰视读数，这将导致所配制溶液的质量分数
三．筒答题
（1）如果用滴管取1/3mL的液体于试管中，应如何操作？
（2）“氧气的制取和性质”实验课里，某学生取一根纱窗细铁丝在自己收集到的氧气中做铁丝在氧气里燃烧的实验，结果没有观察到“火星四射”等实验现象．此实验失败的原因之一可能是 ．