第四节由理论到实战——高考四大类实验题型例析

明考纲要求 理主干脉络 1.设计、评价或改进实验方案； 2.了解控制实验条件的方法； 3.分析或处理实验数据，得出合理的结论； 4.以上各部分知识与技能的综合应用。

[例1] (2013·全国高考)制备氮化镁的装置示意图如下：

物质制备型实验

回答下列问题：

(1)检查装置气密性的方法是____________，a的名称是________，b的名称是________。 (2)写出NaNO2和(NH4)2SO4反应制备氮气的化学方程式__________________________。 (3)C的作用是____________，D的作用是__________，是否可以把C与D的位置对调并

说

明

理

由

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。 (4)写出E中发生反应的化学方程式________________________________________。 (5)请用化学方法确定是否有氮化镁生成，并检验是否含有未反应的镁，写出实验操作及现象________________________________________________________________________

________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 [解析] (1)检查装置气密性时要将装置设置成密闭体系(关闭分液漏斗活塞并在G中加入水)，然后利用热膨胀原理来检验。

(2)NaNO2中N元素显＋3价，在反应中将(NH4)2SO4中－3价氮氧化，两者发生归中反应生成N2，根据电子守恒和质量守恒来配平化学方程式。

(3)由于开始装置中含有空气，故利用硫酸亚铁除去空气中的O2；浓硫酸的作用是作吸

水剂，将生成的N2干燥。

(4)镁是活泼金属，在加热条件下能与氮气反应生成氮化镁。

(5)Mg3N2能与水反应生成NH3，故只要检验加入水后能否生成氨气即可知是否有Mg3N2

生成；金属镁的检验可以通过加入酸来检验。

[答案] (1)微热b，这时G中有气泡冒出，停止加热冷却后，G中插在溶液里的玻璃管形成一段水柱，则气密性良好 分液漏斗 圆底烧瓶 (2)(NH4)2SO4＋2NaNO2△,2N2↑＋Na2SO4＋4H2O (3)除去氧气(及氮氧化物) 除去水蒸气 不能，对调后无法除去水蒸气 (4)N2＋3Mg△,Mg3N2 (5)取少量产物于试管中，加少量蒸馏水，试管底部有沉淀生成，可闻到刺激性氨味(把润湿的红色石蕊试纸放在管口，试纸变蓝)，证明产物中含有氮化镁；弃去上层清液，加入盐酸，若观察到有气泡产生，则证明产物中含有未反应的镁

[例2] (2011·新课标全国卷)氢化钙固体是登山运动员常用的能源提供剂。某兴趣小组拟选用如下装置制备氢化钙。

请回答下列问题：

(1)请选择必要的装置，按气流方向连接顺序为________(填仪器、接口的字母编号)。 (2)根据完整的实验装置进行实验，实验步骤如下：检查装置气密性后，装入药品；打开分液漏斗活塞；________(请按正确的顺序填入下列步骤的标号)。

A．加热反应一段时间 B．收集气体并检验其纯度 C．关闭分液漏斗活塞 D．停止加热，充分冷却

(3)实验结束后，某同学取少量产物，小心加入水中，观察到有气泡冒出，溶液中加入酚酞后显红色。该同学据此判断，上述实验确有CaH2生成。

①写出CaH2与水反应的化学方程式____________________________________________ ________________________；

②该同学的判断不准确，原因是_______________________________________________ ________________________________________________________________________。 (4)请你设计一个实验，用化学方法区分钙与氢化钙，写出实验简要步骤及观察到的现象

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。 (5)登山运动员常用氢化钙作为能源提供剂，与氢气相比，其优点是_________________。

[解析] (1)首先用盐酸和锌粒反应制取氢气，再用氢气与钙反应制得氢化钙，其中氢气通入装有钙的硬质玻璃管前要除去杂质HCl，再用浓硫酸干燥除去水蒸气，制取氢化钙的装置要与盛有无水氯化钙的干燥管连接，从而防止空气中的水蒸气与其反应。(2)首先收集氢气并验纯，然后加热反应，停止加热，充分冷却，最后关闭活塞。(3)氢化钙与水反应生成氢氧化钙和氢气，方程式为CaH2＋2H2O===Ca(OH)2＋2H2↑，金属钙与水反应也生成氢氧化钙和氢气。(4)区别金属钙和氢化钙，可取适量氢化钙，在加热条件下让其与氧气反应，并将反应后的气体用无水硫酸铜来检验，无水硫酸铜由白色变为蓝色；取金属钙做类似实验，观察不到白色变为蓝色。

[答案] (1)i→e，f→d，c→j，k(或k，j)→a (2)B 、A 、D、C

(3)①CaH2＋2H2O===Ca(OH)2＋2H2↑ ②金属钙与水反应也有类似现象

(4)取适量氢化钙，在加热条件下与干燥氧气反应，将反应气体产物通过装有无水硫酸铜的干燥管，观察到白色变为蓝色；取钙做类似实验，观察不到白色变为蓝色

(5)氢化钙是固体，携带方便

1．物质制备实验方案的设计原则 (1)设计原则：

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。

(2)常常是根据化学原理和实验操作原理，通过比较、分析和综合的方法对化学实验原理、试剂与仪器的选用、实验基本操作及实验步骤等优劣进行科学论证和评判，并能在必要时提出合理的改进意见。

2．物质制备实验方案的设计步骤

3．物质制备实验的操作顺序及注意事项 (1)实验操作顺序

(2)加热操作先后顺序的选择

若气体制备实验需加热，应先加热气体发生装置，通入气体排出装置中的空气后，再给实验中需要加热的物质加热。目的是：①防止爆炸(如氢气还原氧化铜)；②保证产品纯度，防止反应物或生成物与空气中的物质反应。熄灭酒精灯的顺序则相反。

(3)实验中试剂或产物防止变质或损失

①实验中反应物或产物若易吸水、潮解、水解等，要采取措施防止吸水； ②易挥发的液体产物要及时冷却；

③易挥发的液体反应物，需在反应装置中加装冷凝回流装置(如长导管、竖直的干燥管、冷凝管等)；

④注意防止倒吸的问题。 (4)选用仪器及连接顺序