【高考預測】

1.（★★★）理解實驗目的，掌握有關化學反應原理，化學儀器的使用，氣體制備、除雜、幹燥、收集、性質檢驗方法，以及尾氣處理等。

2.（★★）理解實驗條件的選擇，注意控制變量。

鎖定高考

1．(2016課标Ⅰ)氮的氧化物(NOx)是大氣污染物之一，工業上在一定溫度和催化劑條件下用NH3将NOx還原生成N2。某同學在實驗室中對NH3與NOx反應進行了探究。回答下列問題：

（1）氨氣的制備

①氨氣的發生裝置可以選擇上圖中的_________，反應的化學方程式為_______________。

②欲收集一瓶幹燥的氨氣，選擇上圖中的裝置，其連接順序為：發生裝置→______(按氣流方向，用小寫字母表示)。

（2）氨氣與二氧化氮的反應

将上述收集到的NH3充入注射器X中，硬質玻璃管Y中加入少量催化劑，充入NO2(兩端用夾子K1、K2夾好)。在一定溫度下按圖示裝置進行實驗。

【答案】

（1）① A； 2NH4Cl Ca(OH)2

2NH3↑ CaCl2 2H2O(或B；NH3·H2O

NH3↑ H2O)；

② d c f e i；

（2）① 紅棕色氣體慢慢變淺；② 8NH3 6NO2

7N2 12H2O；

③ Z中NaOH溶液産生倒吸現象；④ 反應後氣體分子數減少，Y管中壓強小于外壓。

【考點定位】考查化學實驗原理分析、氣體收集、裝置連接等基本操作及實驗方案的設計的知識。

【名師點睛】制取氣體的裝置與反應物的狀态有關，由固體混合物加熱制取氣體可以用略向下傾斜試管進行；固體混合或固體與液體混合不加熱制取氣體可以在錐形瓶中進行，也可以在燒瓶中進行。液體可以通過分液漏鬥或長頸漏鬥加入；若是液體與固體混合物加熱制取氣體，要在燒瓶中進行，同時為了受熱均勻，應該墊上石棉網；裝置的連接順序一般是：制取氣體、除雜、幹燥、收集、尾氣處理。要根據除雜原則，選取适當的試劑除雜、幹燥，根據物質的物理性質或化學性質進行氣體的收集和尾氣處理。對于極易溶于水或某溶液的氣體，尾氣處理要注意防止倒吸現象的發生。要會根據物質的性質判斷反應現象。

2．（2015廣東）NH3及其鹽都是重要的化工原料。

（1）用NH4Cl和Ca(OH)2制備NH3，反應發生、氣體收集和尾氣處理裝置依次為 。

（2）按圖13裝置進行NH3性質實驗。

① 先打開旋塞1，B瓶中的現象是 ，原因是 ，穩定後，關閉旋塞1。

② 再打開旋塞2，B瓶中的現象是 。

（3）設計實驗，探究某一種因素對溶液中NH4Cl水解程度的影響。

限制試劑與儀器：固體NH4Cl、蒸餾水、100mL容量瓶、燒杯、膠頭滴管、玻璃棒、藥匙、天平、pH計、溫度計、恒溫水浴槽（可控制溫度）

① 實驗目的：探究 對溶液中NH4Cl水解程度的影響。

② 設計實驗方案，拟定實驗表格，完整體現實驗方案（列出能直接讀取數據的相關物理量及

需拟定的數據，數據用字母表示；表中V(溶液)表示所配制溶液的體積）。

③ 按實驗序号I所拟數據進行實驗，若讀取的待測物理量的數值為Y，則NH4Cl水解反應得平衡轉化率為 （隻列出算式，忽略水自身電離的影響）。

【答案】（1）A、C、G。

（2）① 産生白煙；打開旋塞1，氯化氫與氨氣混合反應生成了白色氯化铵固體小顆粒，形成白煙。

② 燒杯中的石蕊溶液會倒流進入到B瓶中，形成紅色溶液。

（3）① 溫度（或濃度）

（3）主要采用控制變量的方法，根據給出的儀器，有可控制溫度水浴槽，那麼可以完成溫度對NH4Cl水解程度的影響，天平可以稱出不同質量NH4Cl，那麼可以配制出不同濃度的溶液，就可以探究濃度對NH4Cl水解程度的影響，故答案為溫度或濃度。如果探究溫度的影響那麼控制濃度相同，改變溫度，如果探究濃度相同，那麼就要控制溫度相同，不管哪一種探究都需要配制一定濃度的NH4Cl溶液，那麼需要稱量NH4Cl的質量，但不管探究的是哪種因素的影響，都需要使用pH計通過測量水解後溶液的pH來判斷其水解程度，所以在表格中都應有一項為pH值。若探究溫度對NH4Cl水解程度的影響時數據為：

若探究濃度對NH4Cl水解程度的影響時數據為：

如果pH 為Y，那麼c(H )=10-Ymol/L，物質的量為10-Ymol/L×0.1L=10-Y-1mol，那麼水解的NH4Cl的物質的量也為10-Y-1mol，質量為10-Y-1mol×53.5g/mol=10-Y×5.35g，則NH4Cl水解反應得平衡轉化率為:( 10-Y×5.35)/m。

【考點定位】本題主要考查了氣體的制取、收集、尾氣處理，将氨氣和氯化氫反應的現象和噴泉實驗的原理、鹽類水解等結合到一起進行考查；還考察了通過控制變量進行探究的實驗。

【名師點睛】氣體制取裝置有多種，主要包括：固—固、固—液、液—液幾種組合，還要看反應要不要加熱，再選則對應的裝置；氣體收集主要有排液法和排空氣法，用排液法時氣體在液體中的溶解度要小，用排空氣法時就看怎樣能把空氣排走。進行實驗探究時先要明确探究的目的，确定探究的方向，探究時要清楚哪些條件要控制不變的，要改變哪些條件，再根據實驗用品設計實驗方案，比如這道題，探究的是溫度或濃度對NH4Cl水解程度的影響，那麼改變的條件就是溫度或濃度，其它條件要控制一樣，最後根據實驗的數據得出結論，有的時候還要對一些意外現象進行讨論。

夯實基礎

氣體制備性質實驗的設計順序：

1. 發生裝置

氣體的制備：

⑴ 固＋固(加熱)：适用于制O2、NH3

⑵ 固＋液體(不加熱)：适用于制CO2、H2

⑶ 固＋液或液＋液(加熱)：适用于制Cl2

2. 淨化裝置：氣體的除雜

除雜原則：① 不損失主體氣體 ② 不引入新的雜質 ③ 在密閉裝置内進行 ④ 先除易除的氣體。

例CO2(HCl)用飽和NaHCO3溶液 ；Cl2 (HCl) 用飽和食鹽水。

3. 氣體的幹燥：

① 酸性幹燥劑不能幹燥堿性氣體

② 堿性幹燥劑不能幹燥酸性氣體

③ 具有強氧化性的幹燥劑不能幹燥具有強還原性的氣體。（注H2、CO、SO2雖具有還原性，但可用濃硫酸幹燥。）

常見幹燥劑及氣體的幹燥

4. 氣體的收集 (從以下氣體中選擇：H2、O2、CO2、NH3、SO2、Cl2、NO2、NO、CH4、C2H4 )

⑴ 收集裝置選擇的原則是根據氣體的溶解性和氣體的密度以及氣體的毒性等。隻能用排水法收集的是 NO，隻能用排空氣法收集的是NH3、NO2。

⑵ 可用排溶液法收集的是：Cl2(飽和食鹽水)、CO2(飽和碳酸氫鈉溶液)、SO2(飽和亞硫酸氫鈉溶液)

⑶ 向上排空氣法：式量大于29的氣體。如 O2、CO2、SO2、Cl2 、NO2。典型裝置是 B。

⑷ 向下排空氣法：式量小于29的氣體。如 H2、NH3。典型裝置是D。

A B C D E

(5) 按氣體收集方法列舉常見氣體填入表格内

5. 尾氣的處理方法

（1）對于極易溶于水的尾氣，如NH3、HCl、HBr等，可用水并要采用防倒吸裝置吸收。

（2）對于溶解度不大的尾氣。如Cl2、H2S、SO2等可直接将出氣管插入吸收劑液面中吸收，吸收劑可用NaOH溶液。

（3）對于有毒且易燃的氣體，如CO等，可采用在尾氣出口處放置一酒精燈使CO燃燒轉變為無毒CO2氣體，或者用一氣球收集。

6. 防堵塞安全裝置

7. 液封裝置

8. 氣體的檢驗方法：

典例1．（2015課标Ⅰ）草酸（乙二酸）存在于自然界的植物中，其K1=5.4×10－2，K2=5.4×10－5。草酸的鈉鹽和鉀鹽易溶于水，而其鈣鹽難溶于水。草酸晶體(H2C2O4·2H2O)無色，熔點為101℃，易溶于水，受熱脫水、升華，170℃以上分解。回答下列問題：

（1）甲組同學按照如圖所示的裝置，通過實驗檢驗草酸晶體的分解産物。裝置C中可觀察到的現象是_________，由此可知草酸晶體分解的産物中有_______。裝置B的主要作用是________。

（2）乙組同學認為草酸晶體分解的産物中含有CO，為進行驗證，選用甲組實驗中的裝置A、B和下圖所示的部分裝置(可以重複選用)進行實驗。

① 乙組同學的實驗裝置中，依次連接的合理順序為A、B、______。裝置H反應管中盛有的物質是_______。

② 能證明草酸晶體分解産物中有CO的現象是_______。

（3）設計實驗證明：

① 草酸的酸性比碳酸的強______。

② 草酸為二元酸______。

【答案】（1）有氣泡逸出，澄清石灰水變渾濁；CO2；冷凝（水蒸氣、草酸等），避免草酸進入裝置C反應生成沉澱，幹擾CO2的檢驗。

（2） ① F、D、G、H、D、I； CuO（氧化銅）；

② H中的粉末有黑色變為紅色，其後的D中的石灰水變渾濁；

（3） ① 向盛有少量NaHCO3溶液的試管中滴加草酸溶液，有氣泡産生。

② 用氫氧化鈉标準溶液滴定草酸溶液，消耗氫氧化鈉的物質的量是草酸的兩倍

【解析】首先通讀這道題，合理猜測H2C2O4·2H2O的分解産物為CO2、CO、H2O三種，然後用氧化還原反應的有關知識（化合價升降）來驗證猜想。知道了反應産物，後續試驗就可以順利展開了。

（1）問考常規，澄清石灰水變渾濁，說明有CO2産生，考慮到還有CO，因此有必要強調一下"氣泡"；中間的裝置（一般叫冷阱）主要是冷凝分解産物中的水，水是産物之一，必須有裝置證明其存在。同時草酸也可能升華，所以該裝置還有一個作用就是除去草酸蒸氣，避免其進入裝置C中，由題意知草酸和石灰水會産生草酸鈣沉澱，會幹擾CO2的檢驗。

（2） 問考查實驗原理和物質性質綜合應用能力。由裝置A、B出來的氣體含有CO2、CO，容易想到用灼熱氧化銅來氧化CO，進而檢驗其産物CO2。但要注意到原産物中有CO2，故要設計除去CO2和驗證CO2除盡的環節。最終确認連接順序F（除CO2）、D（驗證CO2被除盡）、G（幹燥，這是氣體進入加熱裝置的常規要求）、H（氧化CO）、D（驗證H中生成的CO2來證明CO的存在）、I（尾氣處理）；H中要裝CuO（氧化銅）；

（3）問考查實驗設計能力，證明"草酸的酸性比碳酸強"這個命題很常規。設計一個常量濃度的溶液混合，産生氣泡即可。題中不給試劑濃度的話，濃度大小可不強調。碳酸鹽也可以是Na2CO3，但最好不用CaCO3（題目開始部分又暗示CaC2O4難溶）。

證明"草酸是二元酸"這個難一點，要用到中和滴定。用一元強堿NaOH中和，根據酸堿完全反應時的物質的量之比來作判斷，這是草酸是二元酸的最可靠的證據。

【考點定位】CO、CO2的性質；化學實驗基本知識；化學實驗知識的簡單應用。難度為較難等級

【名師點晴】相信每個考生看到這道高考題的第一感都是：題目情景絕對的新穎！ 這個實驗是我沒有做過的！其實破題的關鍵是要分析出草酸分解的産物，那個反應（H2C2O4·2H2O === CO2↑＋CO↑＋3 H2O ）高中化學裡并不常見，我們要學會從題文中捕捉信息來猜想關鍵産物（CO2來自澄清石灰水的聯想，CO來自第二小問），進而用氧化還原反應原理（化合價升降）來驗證。知道發生裝置中産生的氣體是CO2、CO、H2O(g)、少量草酸蒸氣（由"受熱脫水、升華"這句聯想），後續的實驗分析和設計大家基本就會了，一道剛剛謀面的新題就變成你的常規題了。可以看出：對你所研究體系的成分進行仔細分析，是好多難題的突破良方。

典例2．(2014福建)焦亞硫酸鈉(Na2S2O5)是常用的食品抗氧化劑之一。某研究小組進行如下實驗：

實驗一 焦亞硫酸鈉的制取

采用右圖裝置(實驗前已除盡裝置内的空氣)制取Na2S2O5。裝置II中有Na2S2O5晶體析出，發生的

反應為：Na2SO3＋SO2＝Na2S2O5

（1）裝置I中産生氣體的化學方程式為 。

（2）要從裝置II中獲得已析出的晶體，可采取的分離方法是 。

（3）裝置III用于處理尾氣，可選用的最合理裝置(夾持儀器已略去)為 (填序号)。

實驗二 焦亞硫酸鈉的性質

Na2S2O5溶于水即生成NaHSO3。

（4）證明NaHSO3溶液中HSO3－ 的電離程度大于水解程度，可采用的實驗方法是 (填序号)。

a．測定溶液的pH b．加入Ba(OH)2溶液 c．加入鹽酸

d．加入品紅溶液 e．用藍色石蕊試紙檢測

（5）檢驗Na2S2O5晶體在空氣中已被氧化的實驗方案是 。

實驗三 葡萄酒中抗氧化劑殘留量的測定

（6）葡萄酒常用Na2S2O5作抗氧化劑。測定某葡萄酒中抗氧化劑的殘留量(以遊離SO2計算)的方案如下：

(已知：滴定時反應的化學方程式為SO2＋I2＋2H2O＝H2SO4＋2HI)

① 按上述方案實驗，消耗标準I2溶液25．00 mL，該次實驗測得樣品中抗氧化劑的殘留量(以遊離SO2計算)為 g·L－1。

② 在上述實驗過程中，若有部分HI被空氣氧化，則測得結果 (填"偏高""偏低"或"不變")。

【答案】

（1）Na2SO3 H2SO4＝Na2SO4 SO2↑ H2O或Na2SO3 2H2SO4＝2NaHSO4 SO2↑ H2O

（2）過濾

（3）d

（4）a、e

（5）取少量Na2S2O5晶于試管中，加适量水溶解，滴加足量鹽酸，振蕩，再滴入氯化鋇溶液，有白色沉澱生成

（6）①0．16 ②偏低

【命題意圖】本題以"焦亞硫酸鈉的制取、性質、含量的測定"為素材，考查學生的化學實驗綜合探究能力，對學生的分析解決問題的能力要求很高。