设计方案时需注意的问题. (1)检查气体的纯度.点燃或加热通有可燃性(H2.CO.CH4.C2H4.C2H2等)的装置前.必须检查气体的纯度.例如用H2.CO等气体还原金属氧化物时.需要加热金属氧——青夏教育精英家教网—

3、　设计方案时需注意的问题。

(1)检查气体的纯度，点燃或加热通有可燃性(H₂、CO、CH₄、C₂H₄、C₂H₂等)的装置前，必须检查气体的纯度。例如用H₂、CO等气体还原金属氧化物时，需要加热金属氧化物，在操作中，不能先加热，后通气，应当先通入气体，将装置内的空气排净后，检查气体是否纯净(验纯)，待气体纯净后，再点燃酒精灯加热金属氧化物。

(2)加热操作先后顺序的选择。若气体发生需加热，应先用酒精灯加热发生气体的装置，等产生气体后，再给实验需要加热的固体物质加热，目的是：一则防止爆炸(如氢气还原氧化铜)；二则保证产品纯度，防止反应物或生成物与空气中其他物质反应。例如用浓硫酸和甲酸共热产生CO，再用CO还原Fe₂O₃，实验时应首先点燃CO发生装置的酒精灯，生成的CO赶走空气后，再点加热Fe₂O₃的酒精灯，而熄灭酒精灯的顺序则相反，原因是：在还原性气体中冷却Fe可防止灼热的Fe再被空气中的O₂的氧化，并防止石灰水倒吸。

(3)冷凝回流的问题。有的易挥发的液体反应物，为了避免反应物质损耗和充分利用原料，要在发生装置中设计冷凝回流装置。发在发生装置中安装长玻璃管等。

(4)冷却问题。有的实验为防止气体冷凝不充分而受损失，需要冷凝管可用冷水或冷水冷凝气体(物质蒸气)，使物质蒸气冷凝为液态便于收集。

(5)防止倒吸问题。实验过程用到加热操作的，要防倒吸；气体易溶于水的要防倒吸。

(6)具有特殊作用的实验改进装置。如为防止分液漏斗中的液体不能顺利流出，用橡皮管连接成连通装置；为防止气体从长颈漏斗中逸出，可在发生装置中的漏斗末端套住一支小试管等。

(7)拆卸时的安全性和科学性。实验仪器的拆卸要注意安全性和科学性，有些实验为防止“爆炸”或“氧化”，应考虑停止加热或停止通气，如对有尾气吸收装置的实验，必须将尾气导管提出液面后才能熄灭酒精灯，以免造成溶液倒吸；用氢气还原氧化铜的实验应先熄灭加热氧化铜的酒精灯，同时继续通氢气，待加热区冷却后才停止通氢，这是为了避免空气倒吸入加热区使铜氧化，或形成易爆气体；拆卸用排水法收集需要的加热制取气体的装置时，需先把导管从水槽中取出，才能熄灭酒精灯，以防止水倒吸；拆下的仪器要清洗、干燥、归位。

试题枚举

[例1]实验室可用氯气与金属铁反应制备无水三氯化铁，该化合物是棕红色，易潮解，100℃左右时升华。下图是两个学生设计的实验装置，左边的反应装置相同，而右边的产品收集装置则不同，分别如(Ⅰ)和(Ⅱ)所示。试回答：

(1)B中反应的化学方程式为：_________________________________________。

(2)D中的反应开始前，需排除装置中的空气，应采取的方法是： __________。

(3)D中反应化学方程式是： ________________________________　　　　　。

(4)装置(Ⅰ)的主要缺点是： ________________________________________。

(5)装置(Ⅱ)的主要缺点是：____________________________________________。

如果选用此装置来完成实验，则必须采取的改进措施是：__________________。

解析　由题设“制备三氯化铁”可知D管中是铁丝或铁粉，并推知A、B、C应该是发生氯气的装置，A中加入浓盐酸，B中应该让浓盐酸跟氧化剂作用(常用的是MnO₂或KMnO₄)。

要使D管中空气排出，最方便的方法就是首先让刚发生的氯气去驱除它，此时D管中不要加热。等到空气驱净、氯气充满D管时才在D管下加热，以保证铁和纯氯气反应。由于氯化铁易升华，因此D管中FeCL₃容易升华而出，却又特别容易重新冷凝，在装置Ⅰ中D管出口可能被堵塞，多余的氯气并不能被浓H₂SO₄吸收，排放尾气时将导致污染。而装置Ⅱ的D管出口是广口瓶，可免受堵塞，尾气排放前有碱液吸收，这都是好的。但FeCL₃容易被潮解，碱液不足以抵挡湿气，应在E、F之间加入干燥装置。

答案 (1)4HCl+MnO₂=====MnCl₂+2H₂O+Cl₂↑

或16HCl+2KMnO₄======2KCl+2MnCl₂+8H₂O+5Cl₂↑

(2)B中的反应进行一段时间后，看到黄绿色的气体充满装置，再开始加热D；

(3)2Fe+3Cl₂======2FeCl₃；

(4)导管易被产品堵塞，尾气排入空气，易造成环境污染；

(5) 产品易受潮解；在瓶E和F之间连接装有干燥剂的装置。

[例2]航天飞行器座舱内空气更新过程如图所示：

　　空气、CO₂、H₂O

Ⅱ

Ⅰ

座舱

　　　　　　　　　　　　　 CO₂　　　　　　　　　　 C

　　　　　　空气　　　　　　　　　　　

　　　　　　　　　　　　　　　　　　 H₂　　　　　 H₂O

　　　　　　　 O₂　　　　H₂O

Ⅲ

(1)Ⅱ是CO₂和H₂的反应装置，该反应的化学方程式_____________________。

(2)从装置Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ可看出，O₂的来源是CO₂和H₂O，宇航中每天消耗28molO₂，呼出23molCO₂，则宇航员生天呼出的气体中含H₂O________mol。

(3)以下是另一种将CO₂转化为O₂的实验设想：

其中，由MgCl₂·6H₂O制取无水MgCL₂的部分装置(铁架台、酒精灯已略)如下：

①　　上图中，装置a由________、_________、双孔塞和导管组成。

②　　循环物质的名称是______________

③　　制取无水氯化镁必须在氯化氢存在的条件下进行，原因是__________

④　　装置b是填充的物质可能是__________(填入编号)

e硅胶f、碱石灰 g、无水氯化钙 h、浓硫酸

⑤　　设计d中装置要注意防止倒吸，请在方框中画出d装置的简略图，并要求与装置c的出口处相连(铁架台不必画出)。

解析 (1)Ⅱ中反应物是CO₂和H₂，生成物是C和H₂O，配平后得：2H₂O+CO₂2H₂O+C

　 (2)消耗28molO₂呼出23molCO₂，依质量守恒定律，呼出的气体中含H₂O10mol时，氧原子守恒。

(3)由MgCL₂_·6H₂O制取无水MgCL₂时需在酸性条件下进行，在b处干燥时用中性或酸性固体干燥剂，硅胶或无水氯化钙，由于氯化氢极易溶于水，在d处为防止倒吸，用一倒扣的漏斗。

答案　　 (1)2H₂+CO₂　　　　 2H₂O+C

　　　　 (2)10

　　　　 (3)防止水解

　　　　 (4)e、g

(5)

2、　设计方案时思考实验顺序的选择。

(1)思考问题的顺序：

①围绕主要问题思考，例如：选择适当的实验路线、方法；所用药品、仪器简单易得；实验过程快速、安全；实验现象明显。

②思考有关物质的制备、净化、吸收和存放等有关问题。例如：制取在空气中易水解的物质(如AL₂S₃、ALCl₃、Mg₃N₂等)及易受潮的物质时，往往在装置末端再接一个干燥装置，以防止空气中水蒸气进入。

③思考实验的种类及如何合理地组装仪器，并将实验与课本实验比较、联系。例如涉及到气体的制取和处理，对这类实验的操作程序及装置的连接顺序大体可概括为：发生→除杂质→干燥→主体实验→尾气处理。

(2)仪器连接的顺序：

①　　所用仪器是否恰当，所给仪器是全用还是选用。

②　　仪器是否齐全。例如制有毒气体及涉及有毒气体的实验是否有尾气的吸收装置。

③　　安装顺序是否合理。例如：是否遵循“自下而上，从左到右”的原则；气体净化装置中不应先干燥，后又经过水溶液洗气。

④　　仪器间连接顺序是否正确。例如：洗气时“进气管长，出所气管短“；干燥管除杂质时”大进小出“等。

(3)实验操作的顺序：

①　　连接仪器。按气体发生→除杂质→干燥→主体实验→尾气处理顺序连接好实验仪器。

②　　检查气密性，在整套仪器连接完毕后，应先检查装置的气密性，然后装入药品。检查气密性的方法要依装置而定。

③　　装药品，进行实验操作。

1、　实验方案设计的一般原则。

一个相对完整的化学实验方案一般包括下述内容：(1)实验名称；(2)实验目的；(3)实验原理；(4)实验用品(仪器、药品及规格)；(5)实验步骤(包括实验仪器的装配和操作)；(6)实验现象和记录及结果处理；(7)问题和讨论。

实验方案的设计原则是方法简便、现象明显、操作易行，对于定量实验还要考虑系统误差要求。确定了实验所选用的方法和原理后，就要考虑选择用什么实验装置来完成此实验，即进行实验装置的设计，一套完整的实验装置往往是由多个基本实验装置相互连接而成的，如有关气体的制取和性质实验一般分为气体的发生装置(或气体反应装置)、气体的洗涤装置、气体的收集装置、尾气的吸收装置等部分，要熟悉各基本装置的功能，并注意各基本装置连接顺序的合理性。

²　　　利用给出的一些装好药品的单个实验装置，要求根据实验目的连接仪器，叙述现象说明理由。

²　　　利用给出的实验的装置和反应条件，要求根据实验现象和物质的性质判断物质和化学反应。

²　　　利用限定的仪器、药品、融气体制备、除杂、集气及设计操作程度、仪器连接、定量计算于一体。考查学生设计实验、基本操作和数据处理的能力。

²　　　给出部分实验环节，根据实验要求设计完整的实验或补充部分实验步骤。

²　　　据实验目的，实验进行的条件，选取适当药品、仪器(或应用所指定的药品、仪器)完全某次指定的实验操作。

²　　　对给出的实验方案，做出科学的评估，依据“仪器简单、操作方便、药品易得、节省试剂、现象明显、安全防污”选择出最佳方案。

²　　　新情境实验题，运用已有知识解决新情境中的新问题，考查学生灵活运用知识的迁移能力、自学能力、观察能力、实验能力和思维能力。

22.(15分) 已知经过点(4,4)的抛物线的顶点在坐标原点，焦点在轴的正半轴上，.