1. 化学实验方案设计的思路

2. 化学实验方案设计时遵循的原则

（ 1 ）科学性：实验原理准确，实验流程合理。

（ 2 ）安全性：保护人身安全、保护环境、保护 仪器。

综合性实验的设计与评价

（ 3 ）可行性：条件允许，效果明显，操作简便可 行。 （ 4 ）简约性：方案简单易行，尽可能采取简单的实验装置，用较少的步骤和药品完成实验。

3. 实验方案的评价 对所给出的实验方案做出分析、选择、判断或找出最佳方案，包含的知识点很多，能考查学生分析问题和解决问题的能力。 （ 1 ）选择

包括仪器的选择、药品的选择、连接方式的选择等。仪器的选择包括发生装置（几种基本类型）、

净化装置（除杂质的试剂与顺序）、反应装置、收集装置、尾气处理装置等；药品的选择包括种类、浓度、物态等；连接方式的选择包括仪器的先后顺序、导管接口的连接等。

（ 2 ）评价

对几个实验方案的正确与错误、严密与不严密、准确与不准确做出判断，要考虑是否合理、有无干扰现象、经济效益高低和对环境有无污染等。

（ 3 ）最佳方案的选用

几个实验方案都能达到目的，分析各方案的优劣并选出其中最佳的一个。所谓最佳，无非是装置最简单、药品容易取得且价格低廉、现象明显、无干扰物质以及无污染等。

4. 实验操作的设计与注意的问题

（ 1 ）仪器接口的连接：总体上遵循装置的排列顺序，但对于吸收装置应“长”进“短”出（或“深”入“浅”出）；量气装置应“短”进“长”出；洗气装置应“长”进“短”出；干燥管应“大”进“小”出。

（ 2 ）实验操作的顺序：装置选择与连接→气密性检验→装固体药品→加液体药品→开始实验（按程序）→拆卸仪器→其他处理等。

（ 3 ）如果实验室取用或制取易吸水、潮解、水解的物质，要采取必要的措施防止其吸水，以保证达到实验目的。

（ 4 ）冷凝回流：有些实验中，为减少易挥发液体反应物的损耗和充分利用原料，需在反应装置上加装冷凝回流装置（如长玻璃管及冷凝管等）。

（ 5 ）仪器拆卸的科学性与安全性：要从防污染、防氧化、防倒吸、防爆炸等方面考虑。

（ 6 ）其他：如试剂加入先后顺序、实验方法使用顺序等。

考点一 物质制备实验方案的设计

【例 1】 （ 2009·山东理综， 30）孔雀石主要含 Cu2(OH)2CO3,还含少量 Fe 、 Si 的化合物。实

验 室以孔雀石为原料制备 CuSO4·5H2O 及 CaCO3 ，

步骤如下：

请回答下列问题：

（ 1 ）溶液 A 中的金属离子有 Cu2+ 、 Fe2+ 、 Fe3+ 。从 下列所给试剂中选择：实验步骤中试剂①为 （填代号），检验溶液 A 中 Fe3+ 的最佳试剂为 （填代号）。a.KMnO4 b.(NH4)2S

c.H2O2 d.KSCN

（ 2 ）由溶液 C获得 CuSO4·5H2O ，需要经过加热

蒸发、 、过滤等操作。除烧杯、漏斗外，过滤操作还用到另一玻璃仪器，该仪器在此操作中的主要作用是 。

（ 3 ）制备 CaCO3 时，应向 CaCl2溶液中先通入

（或先加入） （填化学式）。若实验过程中有氨气逸出，应选用下列 装置回收（填代号）。

（ 4 ）欲测定溶液 A 中 Fe2+ 的浓度，需要用容量瓶配制某标准溶液，定容时视线应 ，直到 。用 KMnO4标准溶液滴定时应选用 滴定管（填

“酸式”或“碱式”）。

解析 （ 1）试剂①的目的是将 Fe2+ 氧化为 Fe3+ ，同时又不能再引入新的杂质，只有 H2O2 符合； Fe3+ 的

检验用 KSCN 最为灵敏。

（ 2）从溶液中获得晶体，需经过加热蒸发、冷却结晶、过滤等操作 ;在过滤操作中玻璃棒的作用为引流。（ 3）因 NH3 在水中的溶解度远远大于 CO2 在水中的

溶解度，故应先通 NH3 使 CaCl2 溶液显碱性，再通 CO

2 才利于 CaCO3 的生成；对易溶气体，为防倒吸可采

取不同的防护措施。

（ 4）配制一定物质的量浓度溶液时，视线应与凹液面相切，且要平视； KMnO4 具有强氧化性，只能用酸

式滴定管。

答案 （ 1 ） c d

（ 2 ）冷却结晶 引流

（ 3 ） NH3 （或 NH3·H2O ） bd

（ 4 ）平视凹液面（或平视刻度线） 凹液面的最低处与刻度线相切 酸式

制备实验方案的设计，对巩固元素化合物知识和掌握好各类有机物之间的相互转化关系，全面训练实验技能，培养分析问题和解决问题的能力是有益的。 制备实验方案的设计，应遵循以下原则：

①条件合适，操作方便；②原理正确，步骤简单 ;

③原料丰富 , 价格低廉 ;④产物纯净 , 污染物少。 即从多种路线中选出一种最佳的制备途径，合理地选择化学仪器与药品，设计合理的实验装置和实验操作步骤。

由于大多数有机反应，副反应较多，且为可逆反应，因此设计有机物制备实验方案时，尽可能选择步骤少、副产物少的有机反应。若两种有机物参加的可逆反应，应考虑多加一些价廉的有机物，以提高另一种有机物的转化率和产率，另外有机物的制备实验，控制反应条件尤为重要。

如实验室欲制备苯甲酸甲酯，在设计实验方案时，可这样考虑：用甲醇与苯甲酸进行酯化反应，以浓 H2SO4 作催化剂。因为酯化反应是可逆的。根据化

学平衡移动原理，增大反应物如甲醇的浓度，可以使平衡向有利苯甲酸甲酯生成的方向移动。

Ⅰ. 化学实验室制取氯化氢气体的方法之一是将浓 硫酸滴入浓盐酸中。请从图中挑选所需仪器，在方 框内画出用该方法制备、收集干燥氯化氢气体的装 置简图，并在图中标明所用试剂。（仪器可重复使 用，固定装置不必画出）

Ⅱ. 实验室制备少量硫酸亚铁晶体的实验步骤如下：取过量洁净的铁屑加入 20%~30% 的稀硫酸溶液，在 50 ~80℃ ℃水浴中加热至不再产生气泡。将溶液趁热过滤，滤液移至试管中，用橡胶塞塞紧试管口，静置、冷却一段时间后收集产品。

（ 1 ）写出该实验制备硫酸亚铁的化学方程式： 。（ 2 ）硫酸溶液过稀会导致 。（ 3 ）采用水浴加热的原因是 。

（ 4 ）反应时铁屑过量的目的是（用离子方程式表示） 。（ 5 ）溶液趁热过滤的原因是 。（ 6 ）静置冷却一段时间后，在试管中观察到的现象是 。解析 实验室制取 HCl 气体是加热浓 H2SO4 和浓盐酸，

因此装置特点是液体 +液体混合制取气体。 反应装置应选圆底烧瓶和分液漏斗、带导管的胶塞，收集干燥气体应加干燥剂，应用干燥装置， 用集气瓶式的洗气瓶来干燥，最后用向上排空气 法收集 HCl 。

用铁屑和稀 H2SO4 反应制 FeSO4 的反应原理为 Fe+H2SO

4 （稀） FeSO4+H2↑，如果 H2SO4 浓度太

小，反应太慢，不利于晶体析出而影响实验效果。为

控制反应温度应采用水浴加热。因为 Fe2+ 易生成 Fe3+ ，

为防止 Fe3+ 的出现应加过量铁粉，为防止 FeSO4 晶体

流失，应趁热过滤，为防止 Fe2+ 被氧化应防止氧气

进入试管内。冷却后的溶液随着 FeSO4 溶解度的减小

而在溶液中析出浅绿色晶体。

50℃~80℃水浴

答案 Ⅰ .

Ⅱ. （ 1 ） Fe+H2SO4 （稀） FeSO4+H2↑

（ 2 ）反应速率慢，不利于晶体析出

（ 3 ）容易控制温度

（ 4 ） Fe+2Fe3+ 3Fe2+

（ 5 ）减少 FeSO4 的损失；防止空气进入试管将 F

e2+氧化为 Fe3+

（ 6 ）有浅绿色晶体析出

50℃~80℃水浴

【例 2】 （ 2009·全国Ⅱ理综， 28）已知氨可以与灼

热的氧化铜反应得到氮气和金属铜，用下图中的

装置可以实现该反应。

考点二 物质性质实验方案的设计

回答下列问题：

（ 1 ） A 中加入的物质是 , 发生反应的化学方程式是 ；

（ 2 ） B 中加入的物质是 , 其作用是 ；（ 3 ）实验时在 C 中观察到的现象是 ；发生反应的化学方程式是 ；（ 4 ）实验时在 D 中观察到的现象是 ， D 中收集到的物质是 ，检验该物质的方法和现象是 。

解析 （ 1）由题中信息知 A装置为 NH3 的制取装置，

故 A中加入的物质是 NH4Cl 和 Ca(OH)2 固体，发生

反应的方程式为 2NH4Cl+Ca(OH)2 CaCl2+2NH3↑+2H

2O 。

（ 2） B装置的作用是干燥 NH3, 所用药品为碱石灰

（或 CaO ）。

△

（ 3）装置 C中发生反应为： 2NH3+3CuO N2+3Cu

+3H2O, 观察到的现象是黑色固体粉末逐渐变红且右

管口有水珠出现。

（ 4） D中冰水的作用是冷却，得到无色液体氨水。

若检验 NH3 ：用湿润的红色石蕊试纸，若变蓝则说明

NH3 的存在。若检验 H2O 的存在：用无水 CuSO4, 观察

是否变蓝。

△

答案 （ 1 ）固体 NH4Cl 和 Ca(OH)2

2NH4Cl+Ca(OH)2 CaCl2+2NH3↑+2H2O

（ 2 ）碱石灰（或 CaO ） 除去 NH3 气流中的水

汽（或干燥 NH3 ）

（ 3 ）黑色粉末逐渐变为红色且右管口有水珠生成2NH3+3CuO N2+3H2O+3Cu

（ 4 ）出现无色液体 氨水 用红色石蕊试纸检验，试纸变蓝；用无水 CuSO4粉末检验，无水 CuSO4

变蓝

△

△

性质探索性实验的设计：主要是从物质的结构特点或从所属类型的典型代表物去推测物质可能具有的一系列性质，而后据此设计出合理的实验方案，去探索它所可能具有的性质。

性质验证性实验的设计：主要是求证物质具备的性质，关键是设计出简捷的实验方案，要求操作简单，简便易行，现象明显，且安全可行。 性质实验方案的基本流程为：研究物质结构 预测可能性质 设计实验方案（方法、步骤、仪器、药品、操作要点、现象及分析、

结论等） 实施实验 结论。性质实验方案设计的基本思路如下：

乙二酸（ HOOC—COOH ）俗称草酸。某研究小组为探究乙二酸的部分化学性质，进行了下述实验：

(1)向盛有少量乙二酸的饱和溶液的试管内滴入用稀硫酸酸化的 KMnO4溶液，振荡，观察到的现象为溶

液紫红色褪去，说明乙二酸具有（填“氧化性”、“还原性”或“酸性”）。

（ 2 ）向图甲的 A 试管中加入一定量的乙二醇、浓硫酸和乙二酸，用酒精灯小火均匀加热该试管 3~

5 min ，在 B 试管中有油状液体产生，若反应中生成了六元环状化合物，该反应的化学方程式为 ，

其中 B 试管中的导管不伸入液面下的原因是 ，

饱和碳酸钠溶液的作用是 。

（ 3 ）已知：草酸在约 157℃时升华，在 175℃时受热分解可生成 H2O 、 CO2 和 CO ；草酸钙是难溶于

水的白色固体。该研究小组设计了一套验证草酸受热分解并检验产物中有 CO2 的实验装置 , 如图乙所示。

请回答：

①从环境保护的角度看，应增加尾气处理装置，你如何进行尾气处理 。

②依据题给数据，请分析根据 D 试管中澄清石灰水变浑浊的现象，能否确定草酸分解产物中有 CO2

（填“能确定”或“不能确定”），理由是 。解析 本题是关于乙二酸的结构、性质的综合题。综合了化学实验、有机化学、元素化合物性质等板块知识。

（ 1）酸性高锰酸钾溶液具有强氧化性，还原性物质能使酸性高锰酸钾溶液褪色，所以乙二酸使酸性高锰酸钾溶液褪色应是表现了还原性。

（ 2）乙酸可以与醇发生酯化反应，乙二酸也可以与醇发生酯化反应，乙二酸与乙二醇的酯化反应可由乙酸与乙醇的酯化反应迁移过来，包括实验装置的特点、饱和碳酸钠溶液的作用等都可以迁移过来。（ 3）草酸分解的产物中有 H2O 、 CO2 、 CO，由此可

知，尾气处理要除去 CO ，可以采用一个点燃的酒精灯。由题意可知草酸钙是白色沉淀，若草酸受热挥发进入澄清石灰水中，草酸能与氢氧化钙反应生成草酸钙，也会产生浑浊，因此， D试管中石灰水变浑浊不能确定草酸分解产物中有 CO2 。

答案 （ 1 ）还原性

防止加热不均匀而使碳酸钠溶液倒吸入加热的 A 试管中 除去酯中混有的乙二酸和乙二醇，同时减小酯在水中的溶解度，便于分层析出（ 3 ）①在装置的尾端放一个点燃的酒精灯（其他合理答案均可）②不能确定 草酸升华后可能有部分草酸进入 D 试管，与澄清石灰水反应生成草酸钙沉淀，从而对 CO2 的检验造成干扰

【例 3】（ 2009·福建理综， 25）某研究性小组借助 A-D 的仪器装置完成有关实验。

考点三 探究性实验和综合实验

【实验一】收集 NO 气体。

（ 1 ）用装置 A 收集 NO 气体，正确的操作是 （填序号）。a. 从①口进气，用排水法集气

b. 从①口进气，用排空气法集气

c. 从②口进气，用排水法集气

d. 从②口进气，用排空气法集气【实验二】为了探究镀锌薄铁板上锌的质量分数 w(Zn) 和镀层厚度，查询得知锌易溶于碱： Zn+2N

aOH Na2ZnO2+H2↑ 。据此，截取面积为 S 的双

面镀锌薄铁板试样，剪碎，称得质量为 m1 g 。用固

体烧碱和水作试剂，拟出下列实验方案并进行相关实验。

方案甲：通过测量试样与碱反应生成的氢气体积来实现探究目标。

（ 2 ）选用 B 和 (填仪器标号 )两个装置进行实验。

（ 3 ）测得充分反应后生成氢气的体积为 V L （标准状况）， w(Zn)= 。

（ 4 ）计算镀层厚度 ,还需要的一个物理量是 。（ 5 ）若装置 B 中的恒压分液漏斗改为普通分液漏斗，测量结果将 （填“偏大”、“偏小”或“无影响”）。

方案乙：通过称量试样与碱反应前后的质量实现探究目标。选用仪器 C 做实验，试样经充分反应，滤出不溶物、洗涤、烘干，称得其质量为 m2 g 。

（ 6 ） w(Zn)= 。

方案丙：通过称量试样与碱反应前后仪器、试样和试剂的总质量（其差值即为 H2 的质量）实现探究目标。实验同样使用仪器 C 。

（ 7 ）从实验误差角度分析，方案丙 方案乙（填“优于”、“劣于”或“等同于”）。

解析 【实验一】（ 1） NO 易被空气中的氧气氧化为 NO2 ，不能用排空气法收集，只能用排水法收集，

从②口进气。

【实验二】（ 2）测量反应中产生的气体的体积应选用装置 D。

（ 3）由题设反应可知： n(Zn)=

w(Zn)=

mol4.22

V

11

9.2

4.22

65

m

V

m

V

(4)厚度与体积及表面积有关，因此还需要的另一个物理量为密度。

（ 5）若改为普通分液漏斗，则会使 B中的气压高于外界气压 ,即滴入的 NaOH 溶液的体积也会计入 V(H2)

中，从而使结果偏大。

（ 6） w(Zn)=

(7) 方案丙测的差值为 H2及挥发出 H2O 的质量，误差

较大。

1

21

m

mm

答案 （ 1 ） c （ 2 ） D

（ 3 ） ( 或 等，其他合理答案也可 )

（ 4 ）金属锌的密度（或其他合理答案也可）

（ 5 ）偏大

（ 6 ） ( 或其他合理答案也可 )

（ 7 ）劣于

1

21

m

mm

14.22

65

m

V

1

9.2

m

V

综合实验题的解题思路

（ 1 ）巧审题，明确实验的目的和原理。实验原理是解答实验题的核心，是实验设计的依据和起点。实验原理可从题给的化学情景（或题首所给实验目的）并结合元素化合物等有关知识获取。在此基础上，遵循可靠性、简捷性、安全性的原则，确定符合实验目的、要求的方案。

（ 2 ）想过程，理清实验操作的先后顺序。根据由实验原理所确定的实验方案中的实验过程，确定实验操作的方法步骤，把握各步实验操作的要点，理清实验操作的先后顺序。

（ 3 ）看准图，分析各项实验装置的作用。有许多综合实验题图文结合，思考容量大。在分析解答过程中，要认真细致地分析图中所示的各项装置，并结合实验目的和原理，确定它们在该实验中的作用。 （ 4 ）细分析，得出正确的实验结论。实验现象（或数据）是化学原理的外在表现。在分析实验现象（或数据）的过程中，要善于找出影响实验成败的关键以及产生误差的原因，或从有关数据中归纳出定量公式，绘制一定的变化曲线等。

(2009·广东， 19)某实验小组利用如下装置（部分 固定装置略）制备氮化钙（ Ca3N2 ），并探究其

实 验式。

（ 1 ）按图连接好实验装置。检查装置的气密性，方法是 。

（ 2 ）反应过程中末端导管必须始终插入试管 A 的水中，目的是 。（ 3 ）制备氮化钙的操作步骤是：①打开活塞 K 并通入 N2 ； ②点燃酒精灯，进行反应；

③反应结束后， ；④拆除装置，取出产物。

（ 4 ）数据记录如下：空瓷舟质量 m0 /g

瓷舟与钙的质量 m1 /g

瓷舟与产物的质量 m2 /g

14.8 15.08 15.15

① 计算得到实验式 CaxN2, 其中 x= 。

②若通入的 N2 中混有少量 O2 ，请比较 x与 3 的大

小，并给出判断依据： 。解析 （ 1）根据装置的不同特点选择合适的检验方法；（ 3）对加热的反应，反应完成后需先撤导管再撤酒精灯以防倒吸。

（ 4）① m(Ca)=15.08 g-14.80 g=0.28 gm(N2)=15.15 g-15.08 g=0.07 g

解得 x=2.8②若通入 N2 中混有 O2 ，除生成 Ca3N2外还会生成 CaO ，导致 x<3 。

2g/mol14g07.0

g/mol40g28.0

(N)

(Ca) x

n

n

答案 （ 1 ）将末端导管插入试管 A 的水中，用酒精灯微热硬质试管，若末端导管有连续均匀的气泡冒出，且停止加热后在导管内形成一段水柱，并且一段时间不回落，则证明装置的气密性良好

（ 2 ）防止空气中的氧气通过末端导管进入实验装置，氧化单质钙，生成氧化钙，引入杂质

（ 3 ）先将末端导管从试管 A 中拔出，再熄灭酒精灯（ 4 ）① 2.8

②x小于 3 。若通入的 N2 中混有 O2 ， O2会与 Ca

反应，生成 CaO ，与 Ca3N2相比， Ca占的比例减

少

1.(2009·上海， 26)根据硫化氢气体的实验室制法和 性质完成下列填空。

（ 1 ）若用启普发生器制取硫化氢气体，则制取气 体的原料可选用 （填字母序号）。

a.稀硫酸与硫化亚铁

b.稀硝酸与硫化亚铁

c.稀硫酸与硫化钠

d.稀盐酸与硫化亚铁 （ 2 ）现要组装一套可以控制硫化氢气体产生速率 的装置，请在下面图中选择合适的仪品： （填 编号）。

（ 3 ）如右图，在一个充满氧气的

集气瓶中加入少量品红稀溶液，点

燃硫化氢气体。在火焰自动熄灭后，

停止通入气体，瓶内可观察到的现象是 。

（ 4 ）在上述集气瓶中继续通入硫化氢气体，振荡，发生反应的化学方程式为 ，反应过程中 ,

溶液的 PH （填“变大”、“变小”或“不变”）。

（ 5 ）点燃不纯的硫化氢气体可能会发生爆炸，为了防止意外，可连接一个安全装置。下图的装置能起到此作用的是 。

（ 6 ）已知硫化氢气体在空气中的体积分数为 4.3%

~45.5% 时会发生爆炸。当硫化氢气体在空气中的体积分数为 30% 时，其爆炸产物是 。解析 （ 1） Na2S 固体呈粉末状 , 不适合在启普发生器内使用。稀硝酸与 FeS 发生氧化还原反应 ,产物一般无 H2S 。（ 2）这里要求应用启普发生器工作原理 ,仿照启普发生器的形式设计实验室制取 H2

S 气体的装置。

（ 3）在 H2S 气体燃烧的环境里， O2 先充足后不足， H2S 气体燃烧产物中既有 SO2 又有 S。

（ 4） SO2 （或 H2SO3 ）有较强的氧化性 ,H2S 有较强的还原性 ,二者发生氧化还原反应。 H2S 与 SO2

（或 H2SO3 ）反应 ,使 SO2 （或 H2SO3 ）溶液浓度减小，溶液酸性减弱， pH增大。

(5)b中附加装置的特点：一是 H2S 气体能顺利逸出；二是乳胶头对爆炸力有缓冲作用；三是爆炸的火花不能进入启普发生器。其他三个装置都不完全具备这三个特点。

（ 6） O2 空气中的体积分数约为 20%。

V(H2S)∶V(O2) 2∶1 时发生化学反应；

2H2S+O2 2S+2H2OV(H2S)∶V(O2)=2∶3 时发生化学反应

2H2S+3O2 2SO2+2H2O

点燃

点燃

答案 （ 1 ） ad （ 2 ）②③④

（ 3 ）品红溶液褪色；瓶壁有淡黄色粉末和无色的小液滴 （ 4 ） SO2+2H2S 3S↓+2H2O 变大（ 5 ） b （ 6 ） S 、 H2O

2.(2009·宁夏理综， 26)碱式碳酸铜可表示为：

xCuCO3·yCu(OH)2·zH2O,测定碱式碳酸铜组成的

方

法有多种。

（ 1 ）现采用氢气还原法，请回答如下问题：

①写出 xCuCO3·yCu(OH)2·zH2O 与氢气反应的化

学

方程式： ；

②实验装置用下列所有仪器连接而成，按氢气流

方向的连接顺序是 （填入仪器接口字母

编号）；

③称取 23.9 g某碱式碳酸铜样品，充分反应后得到12.7 g残留物，生成 4.4 g二氧化碳和 7.2g 水。该样品的结晶水质量为 g ，化学式为 ；

（ 2 ）某同学以氮气代替氢气，并用上述全部或部分仪器来测定碱式碳酸铜的组成，你认为是否可行？请说明理由。 。

解析 （ 1）①碱式碳酸铜与 H2 的反应，可以理解成

碱式碳酸铜在加热条件下分解成 CuO 、 CO2 和 H2O ，

CuO 与 H2 在加热条件下生成 Cu和 H2O ，所以 xCuCO

3·yCu(OH)2

·zH2O 与 H2 反应的化学方程式为 xCuCO3·yCu(OH)

2·zH2O+

(x+y)H2 (x+y)Cu+(x+2y+z)H2O+xCO2 。

△

②本实验需要解决及注意的几个问题是：

a.H2 在与碱式碳酸铜反应之前，先用盛水的洗气瓶

除去 HCl 杂质，再用盛浓 H2SO4 的洗气瓶除去水蒸气。

b.H2 与碱式碳酸铜反应后，应先用盛浓 H2SO4 的洗气

瓶吸收并测量反应生成水的质量，再用盛碱石灰的U 形管来吸收并测量生成 CO2 的质量。

c.为防止空气中的 CO2及水气被盛碱石灰的 U 形管吸

收，最后应再加一个盛碱石灰的干燥管。

综合考虑以上问题，可决定仪器的连接顺序是：a→kj→gf→de→hi→bc→l 。

③ⅰ： n（ CO2 ） = =0.1 mol, 所以样品中：

n(CuCO3)=0.1 mol;

g/mol4.4

g4.4

ⅱ:反应后 Cu的质量为 12.7 g，则 n(Cu)==0.2 mol,根据铜元素守恒，则有样品中 n［ Cu(OH)

2］ =0.2 mol-0.1 mol=0.1 mol;

ⅲ:样品中结晶水的物质的量： n(H2O)=

-0.1 mol-0.2 mol=0.1 mol, 所以样品中结晶水的质量为： 18 g/mol×0.1 mol=1.8 g;样品的化学式为CuCO3·Cu(OH)2·H2O 。

(2) 可以，由于 N2 与 CuO 不反应，通过实验测得样品

的质量、反应后生成的 CuO 的质量、 CO2 的质量及 H2

O 的质量，可以通过化学计算确定 x、 y、 z的值。

g/mol64

g7.12

g/mol18

g2.7

答案 （ 1 ）① xCuCO3·yCu(OH)2·zH2O+(x+y)H2

(x+y)Cu+xCO2+(x+2y+z)H2O

②a→kj→gf( 或 hi)→de( 或 ed)→hi( 或 gf)→bc( 或cb)→l

③1.8 CuCO3·Cu(OH)2·H2O

（ 2 ）可以

根据反应 xCuCO3·yCu(OH)2·zH2O (x+y)CuO+

xCO2↑+(y+z)H2O↑ ，以及碱式碳酸铜样品、 CuO 、

CO2 和 H2O 的质量（或其中任意三个量），即可计

算出其组成。

△

△

3. 取化学式为 MZ 的黄色粉末状化合物进行如下实验。

将MZ 和足量碳粉充分混合，平铺在反应管 a 中，

在 b瓶中盛足量澄清石灰水，按图连接仪器。

实验开始时缓缓通入氮气 ,过一段时间后 , 加热反应管 a,观察到管内发生剧烈反应 , 并有熔融物生成。同时 ,b瓶的溶液中出现白色浑浊。待反应完全后 ,

停止加热 ,仍继续通氮气 ,直至反应管冷却。此时 ,

管中的熔融物凝固成银白色金属。根据以上叙述回答问题：

（ 1 ）元素 Z 是 ;

（ 2 ）停止加热前是否需要先断开 a 和 b 的连接处？为什么？

;

（ 3 ）反应管 a 中发生的所有反应的化学方程式是 ；（ 4 ）本实验的尾气是否需处理？如需处理，请回答如何处理；如不需处理，请说明理由。

。

解析 （ 1）根据和碳反应产生了能使澄清石灰水变浑浊的气体，一定为 CO2 ，则 Z一定为氧元素。

（ 2）停止加热前不需要先断开 a 和 b的连接，因为停止加热后，仍继续通氮气，直至反应管冷却，因此不会造成倒吸。

（ 3）根据其化学式 MZ，其中一定含有“ O”元素，M为金属，因此氧化物与 C发生氧化还原反应， CO2 、

C之间同样反应。因此 a中反应方程式为MO+C M+CO↑

MO+CO M+CO2

CO2+C 2CO

2MO+C CO2↑+2M

（ 4）因尾气中含有有毒气体 CO，因此需要处理。

△

△

△

△

答案 （ 1 ）氧

（ 2 ）不需要；因为有 N2 不断通入， b瓶溶液不会

倒吸至 a 管

（ 3 ） MO+C M+CO↑,

MO+CO M+CO2,

CO2+C 2CO,

2MO+C 2M+CO2↑

（ 4 ）需要处理， 因含有 CO ，可连接一个加热的装有 CuO粉末的反应管或在出气管口放一点燃的酒精灯

△

△

△

△

1.某氯碱厂利用废铁皮制取净水剂 FeCl3溶液，最

合

理的生产途径是 （ ）

A.

B.

C.

D.

解析 A项中生成的 FeCl3 固体可能混有 Fe，加水后

Fe 与部分 FeCl3 反应会生成 FeCl2 ， A错误； C项中 H2

与 Cl2光照会发生爆炸， C错误； D项中除 H2 与 Cl2光

照会发生爆炸外，铁高温燃烧会生成 Fe3O4 ， D项错

误。

答案 B

2.下列实验报告记录的实验现象正确的是 （ ）

解析 二氧化硫能使紫色的石蕊试液变红，但是不能使其褪色；二氧化硫能使品红溶液褪色；二氧化硫通入到 Ba(NO3)2 溶液中，可以被氧化成 SO , 与 Ba2+

反应生成 BaSO4白色沉淀；通入到 NaOH 和 BaCl2 的混

合溶液中，先生成 SO ，而后生成 BaSO3白色沉淀。

2-4

2-3

答案 B

3. 实验室配制和保存硝酸亚铁溶液，应采取的正确

措施是 :①把蒸馏水煮沸 , 以赶走水中溶解的 O2 ；

②溶解时加入少量稀硝酸；③加入少量还原铁粉，

并充分振荡；④加入少量盐酸，并装入棕色试剂

瓶中，其中正确的是 （ ）

A. B.①②③ ①④

C. D.②③④ ①③④解析 ④加入稀盐酸，会引入杂质离子 Cl-。

A

4. 在实验室进行物质制备 ,下列实验设计方案中 , 理 论上正确、操作上可行、经济上合理的是 （ ） A.C CO CO2NaOH溶液

Na2CO3

B.Cu Cu(NO3)2溶液

Cu(OH)2

C.Fe Fe2O3 Fe2(SO4)3溶液

D.CaO Ca(OH)2溶液

NaOH溶液

在空气中点燃 CuO,△

AgNO3溶液 NaOH溶液

点燃 H2SO4溶液

H2O Na2CO3溶液

解析 A 中的碳在空气中燃烧，无法控制只产生 CO，而且操作麻烦，况且 NaOH 的价格比 Na2CO3 要贵，所

以 A 的方案从原则来看是不符合要求的； B中 AgNO3

价格昂贵，不符合经济上合理； C中铁燃烧的产物是Fe3O4;D 中由生石灰制备价格较高的 NaOH ，中间利用

了水和 Na2CO3 ，所以这个设计方案符合题目要求。答案 D

5. 如图所示，夹子开始时 处于关闭状态，将分液 漏斗中液体 A滴入试管 ②中，与气体 B 充分反 应，打开夹子，可观察 到试管①中 96℃的水立即沸腾。则液体 A 和气体B

的组合可能是 （ ） A.氢氧化钠溶液； NO2 气体

B.饱和食盐水；氯气

C.碳酸氢钠溶液；二氧化硫气体

D.氯化钙溶液；二氧化碳气体解析 96℃的水立即沸腾说明体系内压强变小 ,NO2 气体能够溶解在氢氧化钠溶液中使压强变小 ,故A正确。

A

6.研究性学习小组做铜与浓硫酸反应的实验时，发现 试管底部有白色固体并夹杂有少量黑色物质。倒去 试管中的浓硫酸，将剩余固体（含少量浓硫酸）倒 入盛有少量水的烧杯中，发现所得溶液为蓝色，黑 色固体未溶解。过滤、洗涤后，向黑色固体中加入 过量浓硝酸，黑色固体溶解，溶液呈蓝色，向所得 溶液中加 BaCl2溶液后有白色沉淀生成。下列结

论不正确的是 （ ）

A.铜与浓硫酸反应所得白色固体是 CuSO4

B. 加 BaCl2溶液后所得白色沉淀是 BaSO4

C.白色固体中夹杂的少量黑色物质可能是 CuO

D.白色固体中夹杂的少量黑色物质中含元素 Cu 、S

解析 白色固体在水中溶解为蓝色溶液，故白色固

体是 CuSO4,A正确 ; 因为黑色物质溶解后的溶液中

有硝酸，可排除 Ag+ 的干扰，所以加 BaCl2 溶液后所

得白色沉淀是 BaSO4 ， B正确；由 B可知，原黑色物

质含有元素 Cu 、 S,D正确， C错。

答案 C

7. 设计下列实验方案鉴别

Na2CO3 和 NaHCO3两种

白色粉末，不能达到预期

目的的是 （ ）

A. 分别向等量的白色粉末中加等体积、等浓度的稀 盐酸，比较生成气体的快慢

B. 分别向等量的白色粉末中加等体积适量的水，比 较固体溶解量的多少

C. 分别将等量的白色粉末配成溶液，然后加入澄清 石灰水，比较是否有沉淀生成

D. 分别将等量的白色粉末用如图装置进行实验，比 较澄清石灰水是否变浑浊解析 不论是碳酸钠溶液还是碳酸氢钠溶液，加入澄清石灰水时，都可以产生沉淀， C错。答案 C

8.近年来，冠以“绿色”的新概念不断产生，如绿色食

品、绿色材料、绿色能源、绿色化学等，这里的

“绿色”是对人类社会可持续发展战略的形象表述。

“绿色”是对人类社会可持续发展战略的形象表述。

“绿色化学”要求从经济、环保和技术上设计可行的

化学反应。据此，由单质镁制硝酸镁的下列 4 个方

案中，你认为可行而且符合“绿色化学”要求的方案

是 （ ）

A.Mg Mg(NO3)2

B.Mg MgCl2 Mg(OH)2

Mg(NO3)2

C.Mg MgO Mg(NO3)2

D.Mg MgSO4 Mg(NO3)2

稀硝酸

Cl2 NaOH溶液 稀硝酸

O2稀硝酸

浓硫酸 Ba(NO3)2溶液

答案 C

9.(2009·江苏， 18)二氧化氯 (ClO2) 是一种在水

处理 等方面有广泛应用的高效安全消毒剂。与 Cl2相

比， ClO2 不但具有更显著地杀菌能力，而且不会

产生对人体有潜在危害的有机氯代物。

(1) 在 ClO2 的制备方法中 , 有下列两种制备方法：

方法一： 2NaClO3+4HCl 2ClO2↑+Cl2↑+

2NaCl+2H2O

方法二： 2NaClO3+H2O2+H2SO4 2ClO2↑+

Na2SO4+O2↑+2H2O

用方法二制备的 ClO2更适合用于饮用水的消毒，

其主要原因是 。

（ 2 ）用 ClO2 处理过的饮用水（ pH 为 5.5~6.5 ）

常含有一定量对人体不利的亚氯酸根离子 (ClO ) 。2001年我国卫生部规定，饮用水 ClO 的含量应不超过 0.2 mg/L 。

饮用水中 ClO2 、 ClO 的含量可用连续碘量法进行

测定。 ClO2被 I-还原为 ClO ,Cl- 的转化率与溶液 p

H 的关系如右图所示。当 pH≤2.0 时， ClO 也能被 I-

完全还原成 Cl- 。反应生成的 I2

用标准 Na2S2O3溶液滴定：

2Na2S2O3+I2 Na2S4O6+2NaI 。

-2

-2

-2

-2

-2

①请写出 pH≤2.0 时， ClO 与 I- 反应的离子方程式： 。②请完成相应的实验步骤：

步骤 1 ：准确量取 V mL 水样加入到锥形瓶中。步骤 2 ：调节水样的 pH 为 7.0~8.0 。

步骤 3 ：加入足量的 KI晶体。

步骤 4 ：加少量淀粉溶液，用 c mol/L Na2S2O3溶液

滴定至终点，消耗 Na2S2O3溶液 V1 mL 。

步骤 5 ： 。步骤 6 ：再用 c mol/L Na2S2O3溶液滴定至终点，消

耗 Na2S2O3溶液 V2 mL 。

-2

③根据上述分析数据，测得该饮用水样中 ClO 的浓度为 mol/L （用含字母的代数式表示）。

④若饮用水中 ClO 的含量超标，可向其中加入适量的 Fe2+将 ClO 还原成 Cl- ，该反应的氧化产物是 （填化学式）。

-2

-2

解析 （ 1） Cl2 有毒，对人体有害。

（ 2）①根据氧化还原反应中得失电子数目相等写出 ClO-与 I-的离子方程式为 ClO +4I-+4H+ 2I2+

Cl-+2H2O 。

②当溶液 pH 为 7.0~8.0 时， ClO2转化为 ClO ，可

测定。

-2

-2

-2

③水样中 ClO2 与 KI反应生成 ClO 化学方程式为 2

ClO2

+2I- 2ClO +I2;n1(ClO )=2n(I2)=n(Na2S2O3)=

cV1×10-3 mol, 发生步骤 4 后的溶液中

所有 ClO 的物质的量 n 总（ ClO ） = n(S2O )

( 由关系式法： ClO~4I-~2I2~4S2O 所得 )= ×cV2×10-3 mol 。故原水

样中 ClO 的浓度 c=

(4)Fe2+ 被 ClO 氧化为 Fe3+ ， Fe3+ 与 OH-结合成 Fe(OH)3沉淀。

L/mL10mL 31

V

nn总

3

31

32

10

10104

1

V

cVcV

VVVc

4)4( 12

4

14

1

-2

-2

-2

2-3

2-3

-2

-2

-2

-2

mol/L

答案 （ 1 ）方法二制备的 ClO2 中不含 Cl2

（ 2 ）① ClO +4H++4I- Cl-+2I2+2H2O

②调节溶液的 pH≤2.0

③

④Fe(OH)3

V

VVc

4

）4( 12

-2

10.(2009·四川理综， 26)过氧化氢是重要的氧化剂、 还原剂 ,它的水溶液又称为双氧水 ,常用作消毒、 杀菌、漂白等。某化学兴趣小组取一定量的过氧 化氢溶液，准确测定了过氧化氢的含量，并探究 了过氧化氢的性质。

Ⅰ.测定过氧化氢的含量

请填写下列空白：

（ 1 ）移取 10.00 mL 密度为 ρ g/mL 的过氧化氢溶 液至 250 mL (填仪器名称 ) 中，加水稀释至 刻度，摇匀。移取稀释后的过氧化氢溶液 25.00 mL至锥形瓶中，加入稀硫酸酸化，用蒸馏 水稀释，作被测试样。

（ 2 ）用高锰酸钾标准溶液滴定被测试样，其反应的离子方程式如下，请将相关物质的化学计量数及化学式填写在方框里。

MnO H2O2 H+ Mn2+ H2O+-4 + +

+

（ 3 ）滴定时，将高锰酸钾标准溶液注入 （填“酸式”或“碱式”）滴定管中。滴定到达终点的现象是 。

（ 4 ）重复滴定三次，平均耗用 c mol/L KMnO4

标准溶液 V mL ，则原过氧化氢溶液中过氧化氢的质量分数为 。

（ 5 ）若滴定前滴定管尖嘴中有气泡，滴定后气泡消失，则测定结果 (填“偏高”或“偏低”或“不变” ) 。Ⅱ.探究过氧化氢的性质

该化学兴趣小组根据所提供的实验条件设计了两个实验，分别证明了过氧化氢的氧化性和不稳定性。（实验条件：试剂只有过氧化氢溶液、氯水、碘化钾淀粉溶液、饱和硫化氢溶液 , 实验仪器及用品可自选。）请将他们的实验方法和实验现象填入下表：实验内容 实验方法 实验现象

验证氧化性验证不稳定性

解析 Ⅰ .(1)仪器的选用根据题意应该选用容量瓶。(2)残缺方程式配平首先应确定缺什么，分析可知缺的是 O2 ，根据电子转移守恒，配平化学方程式。

(3) 由于高锰酸钾标准溶液具有强氧化性，所以只能使用酸式滴定管。滴定到达终点的现象是：滴入一滴高锰酸钾溶液，溶液呈浅红色，且 30秒内不褪色。（ 4）根据配平的化学方程式计算出过氧化氢的量，最后计算出原过氧化氢溶液中过氧化氢的质量分数为（ 5）若滴定前滴定管尖嘴中有气泡，滴定后气泡消失，有一部分溶液占据了气泡的体积，并没有滴入锥形瓶，则测定结果偏高。

200

17cV

Ⅱ.要验证 H2O2 的氧化性，可找还原性强、反应现象

明显的物质与之反应。要验证 H2O2 的不稳定性，可

将 H2O2 加热，然后证明有新物质生成。答案 Ⅰ．（ 1 ）容量瓶

（ 2 ） 2 5 6 2 8 5 O2

（ 3 ）酸式 滴入一滴高锰酸钾溶液，溶液呈浅红色，且 30秒内不褪色

（ 4 ）

（ 5 ）偏高

200

17cV

Ⅱ.

实验内容 实验方法 实验现象

验证氧化

性

取适量饱和硫化氢溶液于试管中，滴入过氧化氢溶液（取适量碘化钾淀粉溶液于试管中，加入过氧化氢溶液）

产生淡黄色沉淀或溶液变浑浊（溶液变蓝色）

验证不稳定性

取适量过氧化氢溶液于试管中，加热，用带火星的木条检验（取适量过氧化氢溶液于试管中，加热，用导气管将得到的气体通入到装有饱和硫化氢溶液的试管中）

产生气泡，木条复燃（饱和硫化氢溶液变浑浊或有浅黄色沉淀产生）

11.某化学探究小组拟用铜片制取 Cu(NO3)2 ，并探究 其化学性质。

（一）他们先把铜粉放在空气中灼烧，再与 HNO3

反应制取硝酸铜。

（ 1 ）如果直接用铜屑与稀 HNO3 反应来制取硝酸 铜，可能导致的两个不利因素是 、 。 （ 2 ）实验中铜粉应该放在 （填“蒸发皿”、 “坩埚”或“烧杯”）中灼烧。欲从反应后的溶液中 得到硝酸铜晶体，实验操作步骤按顺序分别是 、 、过滤。

（二）为了探究 Cu(NO3)2 的热稳定性，探究小组用下图中的装置进行实验。（图中铁架台、铁夹和加热设备均略去）

往左试管中放入研细的无水 Cu(NO3)2晶体并加热，

观察到左试管中有红棕色气体生成，最终残留黑色粉末；用 U形管除去红棕色气体，在右试管中收集到无色气体。

（ 1 ）红棕色气体是 。（ 2 ）当导管口不再有气泡冒出时，停止反应，这时在操作上应注意 。

（ 3 ）探究小组判断 Cu(NO3)2 的分解属于氧化还原

反应，产物除了红棕色气体和黑色固体外，进一步分析、推断，分解产物中一定还含有 。

（三）为了探究 Cu(NO3)2 在酸性条件下跟铁单质的

反应。他们取一支试管，加入 Cu(NO3)2溶液，滴入

适量稀硫酸酸化，再加入一定量铁粉，实验后没有固体残留物质。

（ 1 ）反应中最先起氧化作用的是 。

（ 2 ）该探究小组对反应后溶液中铁元素的价态进行探究，他们设计了实验方案，并进行实验。请按下表格式补充写出实验操作步骤、预期现象与结论。

实验操作步骤 预期现象与结论

步骤 1 ：观察样品溶液呈蓝绿色， （填“能”或“不能”）确定产物中铁元素的价态

步骤 2 ：取少量溶液 ,滴加酸性 KMnO4溶液

步骤 3 ：

若溶液变为红色，说明产物中含 +3 价的铁元素；若溶液颜色无明显变化 , 则说明产物中不含 +3 价的铁元素

解析 （一）（ 1）由反应 3Cu+8HNO3( 稀 ) 3Cu(NO

3)2

+2NO↑+4H2O 与 3CuO+6HNO3( 稀 ) 3Cu(NO3)2+6H2O 相

比，生成等物质的量的 Cu(NO3)2前者消耗 HNO3多，

而且生成的 NO污染空气。

（ 2）固体的灼烧应放在坩埚中进行；从溶液中得到硝酸铜晶体应先蒸发浓缩再冷却结晶，最后过滤。（二）（ 1） Cu(NO3)2 晶体加热产生的红棕色气体

为 NO2 。

（ 2）当导管口不再有气泡冒出时，为了防止倒吸应先把导气管移出水面，然后再熄灭酒精灯火焰。（ 3） Cu(NO3)2 分解生成 NO2 、 CuO ，根据电子得失

守恒和质量守恒知，分解产物中还应该有 O2 。

（三）（ 1） Cu(NO3)2 溶液中加入稀硫酸，溶液中

有 H+ 、 NO ，相当于有 HNO3 ，能氧化铁粉。

（ 2）步骤 1 ： Fe2+ 在溶液中为浅绿色， Fe3+ 在溶液中为棕黄色，而该溶液呈蓝绿色，因此不能确定产物中铁元素的价态；步骤 2 ：酸性 KMnO4 溶液具有氧

化性，能够氧化 Fe2+ ，因此若 KMnO4 溶液的紫红色褪

去或变浅说明产物中含 +2价的铁元素，否则不含；步骤 3 ：为检验溶液中是否含有 +3价的铁元素，现象为溶液变为红色，因此用的试剂是 KSCN 溶液。

-3

答案 （一）（ 1 ）生成等物质的量的硝酸铜，消耗硝酸原料多 产生污染物 NO

（ 2 ）坩埚 蒸发浓缩 冷却结晶

（二）（ 1 ） NO2

（ 2 ）先把导气管移出水面，然后熄灭酒精灯火焰

（ 3 ） O2

（三）（ 1 ） HNO3 （或 H+ 和 NO ）

（ 2 ）不能 若 KMnO4溶液的紫红色褪去或变浅，

则说明产物中含 +2 价铁元素；若 KMnO4溶液不褪

色或不变浅，则说明产物中不含 +2 价铁元素 另取少量溶液，滴加 KSCN溶液

-3

12.某校化学研究性学习小组的同学在学习了金属的

知识后，为了解 Cu 的常见化合物性质，运用类

比

学习的思想提出如下的问题，进行探究。请你协

助该小组的同学完成下列研究。

【提出问题】

①Cu 的金属活泼性小于 Al,Al(OH)3具有两性，

Cu(OH)2也具有两性吗？

②通常情况下， +2 价 Fe 的稳定性小于 +3 价 Fe,

+1

价 Cu 的稳定性也小于 +2 价 Cu吗？

③CuO 能被 H2 、 CO 等还原，也能被 NH3还原

吗？

【实验方案】

（ 1 ）解决问题①需用到的药品有 CuSO4溶液、

（填试剂），同时进行相关实验。（ 2 ）解决问题②的实验步骤和现象如下：取 98 g

Cu(OH)2 固体，加热至 80~100℃时，得到黑色固体

粉末，继续加热到 1 000℃以上，黑色粉末全部变成红色粉末 A 。冷却后称量， A 的质量为 72 g 。向 A

中加入适量的稀硫酸，得到蓝色溶液，同时观察到容器中还有红色固体存在。据此可推得， A 的化学式为 。

（ 3 ）为解决问题③，设计的实验装置为（夹持及尾气处理装置未画出）：

实验中观察到 CuO变为红色物质，无水 CuSO4变蓝色。同时生成一种无污染的气体。

【实验结论】

（ 1 ） Cu(OH)2具有两性。证明 Cu(OH)2具有两性的实验现象是 。

（ 2 ）根据“实验方案（ 2 ）”，得出的 +1 价 Cu

和 +2 价 Cu稳定性大小的结论是 ； 。（ 3 ） CuO 能被 NH3还原。该反应的化学方程式为 。

【问题讨论】

有同学认为 NH3 与 CuO 反应中生成的红色物质是 C

u ，也有同学认为 NH3 与 CuO 反应中生成的红色物

质是 Cu 和 A 的混合物。请你设计一个简单的实验检

验 NH3 与 CuO 反应中生成的红色物质中是否含有 A ：

。解析 （ 1）根据 Al(OH)3 的实验室制法和两性的检

验方法，可以利用 CuSO4 溶液和适量的 NaOH 溶液制

得 Cu(OH)2 ，把制得的 Cu(OH)2 分成两份，一份加

盐酸，另一份加入 NaOH 溶液，观察蓝色沉淀是否溶解。

（ 2） 98 g Cu(OH)2 固体受热分解可以得到 80 g Cu

O ， CuO 在高温条件下继续受热分解如果全部生成 Cu，

应得到 64 g Cu,但实验中 A的质量为 72 g，且加入

硫酸溶液变蓝，说明有 Cu2O 的存在， Cu2O 在酸性条

件下发生反应生成 Cu2+ 和 Cu，由此证明 A 应为 Cu2O ，

质量恰好为 72 g。该实验说明在高于 1 000℃时，

+1价 Cu比 +2价 Cu稳定；在溶液中 +2价 Cu比 +1

价 Cu稳定。

（ 3） NH3 通过碱石灰后比较纯净、干燥，在加热的

条件下生成了无污染的氮气和水蒸气； CuO 被还原，

还原产物可以根据（ 2）的实验现象进行验证。

答案 【实验方案】（ 1 ）盐酸、 NaOH溶液

（ 2 ） Cu2O

【实验结论】（ 1 ） Cu(OH)2既能溶于盐酸，又能

溶于 NaOH溶液

（ 2 ）在高于 1 000℃时， +1 价 Cu比 +2 价 Cu稳定在溶液中 +2 价 Cu比 +1 价 Cu稳定

（ 3 ） 3CuO+2NH3 3Cu+N2+3H2O

【问题讨论】取 NH3 与 CuO 反应中生成的红色物质

少许，加入稀硫酸，若溶液出现蓝色，说明红色物质中含有 A ，反之则无

△

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