化學(xué)實驗裝置圖命題意圖探究

韓浩杰

近年來，利用化學(xué)實驗裝置圖來考查實驗知識和能力，已成為一種常規(guī)題型，該類試題常把解題信息融于圖形之中，具有一定的隱蔽性，是學(xué)生學(xué)習(xí)的薄弱環(huán)節(jié).筆者現(xiàn)將此類題型命題意圖作如下探究，旨在提高考生對圖形的觀察力和實驗思維能力.

一、考查化學(xué)常見儀器的主要用途和使用方法

例1下列實驗操作安全合理的是（）.

分析A項，酸式滴定管的構(gòu)造與堿式滴定管不同，其下端是磨口玻璃活塞，基于此不能量取和盛放堿性溶液，常用于酸液或強氧化性溶液的量取.

B項酒精燈里酒精太多容易逸出造成事故，一般情況下酒精量不超過酒精燈容積的2/3；應(yīng)用外焰加熱，外焰溫度高；試管內(nèi)液體量過多，加熱時容易使液體沖出試管造成事故，一般情況下液體量不超過試管容積的1/3；試管夾太靠近試管口，這樣夾持，試管不穩(wěn)固，不易振蕩，應(yīng)夾持在距管口1/3處；不能垂直加熱試管，應(yīng)將試管傾斜，與桌面成45°角.

C項，在測溶液的酸堿性時，取一小塊試紙放在表面皿或玻璃片上，用沾有待測液的玻璃棒或膠頭滴管點于試紙的中部，觀察顏色的變化.

D項，量筒是用于量取液體體積的玻璃儀器，屬厚壁容器，絕不能用來加熱或量取熱的液體，也不能在其中溶解物質(zhì)、稀釋和混合液體，更不能用做反應(yīng)容器.

答案：C.

例2下列實驗操作肯定正確的是（）.

分析A項，稱量干燥的固體藥品時，應(yīng)在兩個托盤上各放一張相同質(zhì)量的紙，然后把藥品放在紙上稱量，但若是易潮解的藥品，必須放在玻璃器皿上（如：小燒杯、表面皿）里稱量.

B項，坩堝常用于灼燒固體物質(zhì)，使用時通常會將坩堝蓋斜放在坩堝上，以防止受熱物跳出，并讓空氣能自由進(jìn)出以進(jìn)行可能的氧化反應(yīng).坩堝因其底部很小，一般需要架在泥三角上才能以火直接加熱，而泥三角則應(yīng)放在三腳架上.欲使石灰石分解，不應(yīng)該用酒精燈加熱.

C項，轉(zhuǎn)移時要用玻璃棒引流.方法是將玻璃棒一端靠在容量瓶頸內(nèi)壁上，注意不要讓玻璃棒其它部位觸及容量瓶口，防止液體流到容量瓶外壁上、要將玻璃棒一端接觸點放到環(huán)形刻度線以下位置.

D項，焰色反應(yīng)的操作過程為：①將鉑絲蘸濃鹽酸在無色火焰上灼燒至無色；②蘸取試樣在無色火焰上灼燒，觀察火焰顏色(若檢驗鉀要透過鈷玻璃觀察)；③將鉑絲再蘸濃鹽酸灼燒至無色.

答案：D.

備考建議分析近幾年考題可以看出，對這部分的考查不再是單純的死記硬背，而是將儀器植入某個具體的化學(xué)環(huán)境里，以圖形的形式展現(xiàn)出來，使考查的內(nèi)容更生動、更直觀.“把動手做過實驗的學(xué)生和從沒做過實驗或很少做實驗的學(xué)生區(qū)分開來”，是近幾年高考命題的指導(dǎo)思想.因此，備考這部分知識時，一定要仔細(xì)觀察和使用實驗儀器，并與主要用途及其使用注意點有機結(jié)合起來，在動手實踐中去體會和感悟，方是上策.

二、考查常見氣體的制備和收集

例3如圖裝置可以用來發(fā)生、洗滌、干燥、收集（不考慮尾氣處理）氣體.該裝置可用于（ ）.

A.稀硝酸和銅反應(yīng)制備NO

B.濃氨水和生石灰反應(yīng)制備氨氣

C.鋅和鹽酸反應(yīng)制備氫氣

D.二氧化錳和濃鹽酸反應(yīng)制備氯氣

分析裝置是否能達(dá)到選項中的實驗?zāi)康模獜囊韵滤膫€方面檢查：一看氣體發(fā)生裝置，從實驗是否需要加熱、酒精燈部位是否有錯（酒精量、外焰加熱、是否缺燈芯）、是否需要墊放石棉網(wǎng)、儀器放置是否有錯（加熱固體管口略向下傾斜）、夾持儀器的位置是否有錯、儀器是否用錯（分液漏斗與長頸漏斗）等方面考慮.二看試劑是否符合實驗原理（包括反應(yīng)物、干燥劑、尾氣吸收劑）.三看收集方法是否有錯（排水法、向上排空氣法、向下排空氣法、導(dǎo)管深入的位置等）.四看是否缺少尾氣吸收裝置，對于有毒氣體，一定要設(shè)計尾氣吸收裝置，并選擇適當(dāng)?shù)奈談?

A項錯在NO不能用排空氣法收集；B項錯在氨氣易溶于水，并和濃硫酸反應(yīng)，而收集不到氨氣；D項錯在反應(yīng)需要加熱，以及應(yīng)用向上排空氣法收集，并設(shè)計尾氣處理裝置.答案：C.

例4下列實驗裝置、試劑選用或操作正確的是（）.

分析A項試劑選用錯誤，氯化銨受熱雖能分解產(chǎn)生氨氣和氯化氫，但在大試管口極易遇冷化合而得不到氨氣，可將試劑調(diào)換為氯化銨和氫氧化鈣固體混合物、或碳酸氫銨固體.

B項實驗裝置錯誤，過氧化鈉與水反應(yīng)迅速，且過氧化鈉是粉狀固體，隔板捧不住過氧化鈉，而使反應(yīng)無法控制，與制取少量氧氣不符，可將隔板去掉并將長頸漏斗調(diào)換為分液漏斗.

C項，制取二氧化碳的試劑和裝置較為靈活，如在啟普發(fā)生器里用大理石和稀鹽酸或稀硝酸反應(yīng)，也可用可溶性碳酸鹽與稀硫酸反應(yīng)制取二氧化碳.

D項收集裝置錯誤，實驗室用電石和水反應(yīng)制取乙炔，為減緩反應(yīng)速率，可用飽和食鹽水代替水，但由于乙炔比空氣稍輕，通常用排水法收集.

答案：C.

備考建議掌握實驗雙基知識是實驗復(fù)習(xí)的最低要求，無雙基就無能力可言.關(guān)于實驗雙基知識，主要包括：反應(yīng)原理、發(fā)生裝置類型、收集方法、尾氣處理方法、實驗操作步驟和注意事項等.同時，一種氣體多種制法、一套裝置多種用途、一種尾氣多種處理方法、以及氣密性檢查必須全面靈活掌握，要給予足夠重視.

三、考查物質(zhì)的分離和提純

例5甲、乙、丙、丁四套實驗裝置常用于物質(zhì)的分離和提純，下列說法正確的是（）.

A.從苯酚中分離出苯應(yīng)選用乙裝置

B.分離NaCl和I2的固體混合物應(yīng)選用丙裝置

C.分離氫氧化鐵膠體和氯化鐵溶液選用丁裝置

D.上述裝置均不適合從乙酸和乙酸鈉溶液中提純乙酸

分析甲裝置是蒸（分）餾裝置，適用于易揮發(fā)和不易揮發(fā)物質(zhì)的分離，或沸點相差較大的液體混合物分離；乙裝置是分液裝置，適用于兩種互不混溶的液體物質(zhì)分離；丙裝置是蒸發(fā)裝置，適用于分離溶于溶劑中的溶質(zhì)，如從飽和食鹽水中提取食鹽晶體；丁裝置是過濾裝置，適用于固體和液體物質(zhì)的分離.

欲從苯酚中分離出苯，可先向混合液中加入足量NaOH溶液，振蕩、靜置、分液獲得苯，再向余下溶液中通入足量的二氧化碳，振蕩、靜置、分液獲得苯酚，A項正確；分離NaCl和I2的固體混合物，應(yīng)用碘的特殊性，加熱使碘升華，然后通過碘的凝華再收集，B項錯誤；提純膠體應(yīng)用滲析法，膠體粒子能透過濾紙，C項錯誤；從乙酸和乙酸鈉溶液中提純乙酸，可向混合液加入干燥劑，通過蒸餾獲得乙酸，D項錯誤.答案：A.

備考建議物質(zhì)分離與提純操作中應(yīng)注意的細(xì)節(jié)問題，判斷操作的正與誤，根據(jù)要求選擇實驗儀器和裝置，分離、提純、鑒別時選擇適當(dāng)?shù)脑噭?，這四點仍是今后高考的重點考查內(nèi)容.

四、考查化學(xué)反應(yīng)原理

例6下列關(guān)于圖像及描述說法都正確的是（）.

分析A項，精煉銅時粗銅應(yīng)作陽極，而電子流入的電極是陰極；B項，對可充電電池充電時，外接電源的負(fù)極應(yīng)與可充電電池的負(fù)極相連；C項，F(xiàn)e電極失電子，電極反應(yīng)式為Fe-2e-Fe2＋，C電極得電子，電極反應(yīng)式為Fe3＋＋e-Fe2＋，電池反應(yīng)為Fe＋2FeCl33FeCl2；用電解飽和食鹽水法制取H2和Cl2時，與電源相連的電極（即陽極）必須是惰性電極，如C棒、Pt電極.答案：C.

備考建議裝置圖是電化學(xué)知識最常見的考查形式，復(fù)習(xí)時應(yīng)抓住“池、極、液”的特點，圍繞下述考點展開：原電池的電極判斷及其電極反應(yīng)式的書寫、電解池中電極反應(yīng)和電極產(chǎn)物的判斷、以及有關(guān)原理的應(yīng)用等.

五、考查實驗設(shè)計的評價

例7下面哪個圖是以乙酸、濃硫酸和乙醇為原料合成乙酸乙酯的最佳裝置？（）

分析溫度計的使用，便于控制反應(yīng)溫度，減少乙醇、乙酸的揮發(fā)，能促進(jìn)反應(yīng)的發(fā)生，溫度計的水銀球應(yīng)位于蒸餾燒瓶支管口處，便于測定氣體的溫度；冷凝裝置能快速降低生成物濃度，有利于反應(yīng)平衡向正方向移動，但水流方向應(yīng)是低進(jìn)高出；錐形瓶中盛放飽和Na2CO3溶液，可降低酯的水中的溶解度便于分離，同時除去混在酯中的乙醇、乙酸.

答案：C.

例8為了探究鍍鋅薄鐵板上的鋅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)ω（Zn），查詢得知鋅易溶于堿：Zn＋2NaOHNa2ZnO2＋H2↑，稱取樣品質(zhì)量為m g，通過測量試樣與堿反應(yīng)生成的氫氣體積來實現(xiàn)探究目標(biāo).其他相同，分別用甲、乙裝置實驗，下列對測定結(jié)果誤差的判斷正確的是（）.

A.相對乙裝置：甲裝置實驗，測得結(jié)果偏低

B.相對乙裝置：甲裝置實驗，測得結(jié)果偏高

C.無法判斷甲、乙裝置產(chǎn)生的誤差高低

D.對甲裝置而言，忽略其他影響因素，去掉干燥管，會使測定結(jié)果明顯偏高

分析甲、乙裝置的不同點在于，甲的氣體發(fā)生裝置為恒壓裝置.對乙裝置而言，由于液體的滴入（從分液漏斗滴入燒瓶的過程中），液體本身的體積會導(dǎo)致乙裝置排出氣體體積偏大，致使ω（Zn）結(jié)果偏大，A項正確；會有部分同學(xué)認(rèn)為產(chǎn)生的氫氣未能全部排入量氣裝置，而選C項，這種觀點是錯誤的，那是因為殘留在燒瓶里的氫氣，與燒瓶中排出的空氣等體積；也會有部分同學(xué)認(rèn)為，產(chǎn)生的氫氣不干燥，受水蒸氣的影響也會使測得氫氣的體積偏大而選D項，須知用排水法測氣體體積時，所測結(jié)果與氫氣是否干燥影響不大.答案：A.

備考建議對給出的實驗方案作出選擇、評價或找出最佳方案，包含的知識點很多、很碎，但能很好的考查學(xué)生分析問題和解決問題的能力.選擇最佳方案時，可從實驗原理是否可行、裝置連接是否正確、實驗現(xiàn)象是否明顯、操作是否簡單、有無干擾、是否兼顧細(xì)節(jié)問題等角度來綜合考慮.

六、考查實驗方案的設(shè)計

例9某學(xué)習(xí)小組欲進(jìn)行SO2的制備及性質(zhì)探究實驗.請您根據(jù)提供的試劑和儀器簡圖，幫助該學(xué)習(xí)小組畫出制備并收集SO2的實驗裝置示意圖.

試劑：濃H2SO4、濃硝酸、Na2SO3、Cu片、NaOH溶液、澄清石灰水、蒸餾水.

做圖要求：標(biāo)出所用試劑；畫出尾氣處理裝置；不得使用簡圖以外的其他實驗儀器.

儀器簡圖：

分析從所給試劑看，能產(chǎn)生二氧化硫的反應(yīng)有：Cu＋2H2SO4（濃）△CuSO4＋SO2↑＋2H2O、Na2SO3＋H2SO4Na2SO4＋SO2↑＋H2O，但前者需要加熱，而所提供的儀器中并沒有酒精燈，因此應(yīng)用亞硫酸鈉和硫酸反應(yīng)制取二氧化硫，因二氧化硫易溶于水不可用稀硫酸.由于二氧化硫比空氣重，因此在畫收集裝置時，應(yīng)注意導(dǎo)氣管的“長進(jìn)短出”，二氧化硫是有毒氣體，應(yīng)用NaOH溶液作尾氣處理試劑，此外，還應(yīng)注意防倒吸裝置的使用.

答案：

例10實驗室用濃硫酸和乙醇制乙烯時，常會看到燒瓶中液體變黑，并在制得的乙烯中混有CO2、SO2等雜質(zhì)氣體.

（1）寫出實驗室制取乙烯的化學(xué)方程式： .

（2）請從下圖中選用所需要的儀器（可以重復(fù)選用）組成一套能進(jìn)行上述反應(yīng)，并檢出所得混合氣體乙烯、CO2、SO2的裝置.（連接用的玻璃管、橡膠管等略去）

供選用的試劑：濃H2SO4、無水乙醇、酸性KMnO4溶液、溴的四氯化碳溶液、溴水、品紅溶液、澄清石灰水、NaOH溶液、濃HCl.

將選用的儀器按連接順序從上到下依次填入下表，并寫出該儀器中應(yīng)加試劑的名稱及其作用.請注意：表格不一定填滿.

選用的儀器（填字母）加入的試劑作用分析檢驗乙烯、CO2、SO2這三種氣體，關(guān)鍵是確定這三種氣體的檢驗順序，這就要考慮它們性質(zhì)的共性和特性.在中學(xué)階段，檢驗二氧化碳的唯一方法就是通入澄清石灰水，觀察石灰水是否變渾濁，但二氧化硫也能使澄清石灰水變渾濁，因此應(yīng)先檢驗二氧化硫并除盡二氧化硫方能檢驗二氧化碳.

用什么試劑除去二氧化碳中的二氧化硫呢？這是實驗的關(guān)鍵.實驗提供試劑中，酸性KMnO4溶液、溴水、品紅溶液、NaOH溶液均能和二氧化硫反應(yīng).若用酸性KMnO4溶液吸收二氧化硫，則酸性KMnO4溶液也吸收乙烯，并將乙烯氧化為二氧化碳；若用溴水吸收二氧化硫，則溴水也吸收乙烯；品紅是二氧化硫的檢驗試劑，由于吸收二氧化硫的能力較小，通常不作為二氧化硫的吸收劑；NaOH溶液由于能與二氧化碳反應(yīng)，顯然不能作為二氧化硫的吸收劑.本實驗只能選用溴的四氯化碳溶液（溴的四氯化碳溶液不與二氧化硫反應(yīng)）檢驗乙烯并除去乙烯.

答案：

（1）CH3CH2OH170℃濃H2SO4CH2=CH2↑＋H2O

（2）

選用的儀器

（填字母）加入的試劑作用 B 濃H2SO4、無水乙醇 氣體發(fā)生裝置C 溴的四氯化碳溶液 檢驗乙烯并除去乙烯C 溴的四氯化碳溶液 檢驗乙烯是否除盡C 品紅 檢驗二氧化硫 C 酸性KMnO4溶液 除去二氧化硫 C 品紅 檢驗二氧化硫是否除盡 C 澄清石灰水 檢驗二氧化碳(收稿日期：2013-03-21)

答案：C.

例8為了探究鍍鋅薄鐵板上的鋅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)ω（Zn），查詢得知鋅易溶于堿：Zn＋2NaOHNa2ZnO2＋H2↑，稱取樣品質(zhì)量為m g，通過測量試樣與堿反應(yīng)生成的氫氣體積來實現(xiàn)探究目標(biāo).其他相同，分別用甲、乙裝置實驗，下列對測定結(jié)果誤差的判斷正確的是（）.

A.相對乙裝置：甲裝置實驗，測得結(jié)果偏低

B.相對乙裝置：甲裝置實驗，測得結(jié)果偏高

C.無法判斷甲、乙裝置產(chǎn)生的誤差高低

D.對甲裝置而言，忽略其他影響因素，去掉干燥管，會使測定結(jié)果明顯偏高

分析甲、乙裝置的不同點在于，甲的氣體發(fā)生裝置為恒壓裝置.對乙裝置而言，由于液體的滴入（從分液漏斗滴入燒瓶的過程中），液體本身的體積會導(dǎo)致乙裝置排出氣體體積偏大，致使ω（Zn）結(jié)果偏大，A項正確；會有部分同學(xué)認(rèn)為產(chǎn)生的氫氣未能全部排入量氣裝置，而選C項，這種觀點是錯誤的，那是因為殘留在燒瓶里的氫氣，與燒瓶中排出的空氣等體積；也會有部分同學(xué)認(rèn)為，產(chǎn)生的氫氣不干燥，受水蒸氣的影響也會使測得氫氣的體積偏大而選D項，須知用排水法測氣體體積時，所測結(jié)果與氫氣是否干燥影響不大.答案：A.

備考建議對給出的實驗方案作出選擇、評價或找出最佳方案，包含的知識點很多、很碎，但能很好的考查學(xué)生分析問題和解決問題的能力.選擇最佳方案時，可從實驗原理是否可行、裝置連接是否正確、實驗現(xiàn)象是否明顯、操作是否簡單、有無干擾、是否兼顧細(xì)節(jié)問題等角度來綜合考慮.

六、考查實驗方案的設(shè)計

例9某學(xué)習(xí)小組欲進(jìn)行SO2的制備及性質(zhì)探究實驗.請您根據(jù)提供的試劑和儀器簡圖，幫助該學(xué)習(xí)小組畫出制備并收集SO2的實驗裝置示意圖.

試劑：濃H2SO4、濃硝酸、Na2SO3、Cu片、NaOH溶液、澄清石灰水、蒸餾水.

做圖要求：標(biāo)出所用試劑；畫出尾氣處理裝置；不得使用簡圖以外的其他實驗儀器.

儀器簡圖：

分析從所給試劑看，能產(chǎn)生二氧化硫的反應(yīng)有：Cu＋2H2SO4（濃）△CuSO4＋SO2↑＋2H2O、Na2SO3＋H2SO4Na2SO4＋SO2↑＋H2O，但前者需要加熱，而所提供的儀器中并沒有酒精燈，因此應(yīng)用亞硫酸鈉和硫酸反應(yīng)制取二氧化硫，因二氧化硫易溶于水不可用稀硫酸.由于二氧化硫比空氣重，因此在畫收集裝置時，應(yīng)注意導(dǎo)氣管的“長進(jìn)短出”，二氧化硫是有毒氣體，應(yīng)用NaOH溶液作尾氣處理試劑，此外，還應(yīng)注意防倒吸裝置的使用.

答案：

例10實驗室用濃硫酸和乙醇制乙烯時，常會看到燒瓶中液體變黑，并在制得的乙烯中混有CO2、SO2等雜質(zhì)氣體.

（1）寫出實驗室制取乙烯的化學(xué)方程式： .

（2）請從下圖中選用所需要的儀器（可以重復(fù)選用）組成一套能進(jìn)行上述反應(yīng)，并檢出所得混合氣體乙烯、CO2、SO2的裝置.（連接用的玻璃管、橡膠管等略去）

供選用的試劑：濃H2SO4、無水乙醇、酸性KMnO4溶液、溴的四氯化碳溶液、溴水、品紅溶液、澄清石灰水、NaOH溶液、濃HCl.

將選用的儀器按連接順序從上到下依次填入下表，并寫出該儀器中應(yīng)加試劑的名稱及其作用.請注意：表格不一定填滿.

選用的儀器（填字母）加入的試劑作用分析檢驗乙烯、CO2、SO2這三種氣體，關(guān)鍵是確定這三種氣體的檢驗順序，這就要考慮它們性質(zhì)的共性和特性.在中學(xué)階段，檢驗二氧化碳的唯一方法就是通入澄清石灰水，觀察石灰水是否變渾濁，但二氧化硫也能使澄清石灰水變渾濁，因此應(yīng)先檢驗二氧化硫并除盡二氧化硫方能檢驗二氧化碳.

用什么試劑除去二氧化碳中的二氧化硫呢？這是實驗的關(guān)鍵.實驗提供試劑中，酸性KMnO4溶液、溴水、品紅溶液、NaOH溶液均能和二氧化硫反應(yīng).若用酸性KMnO4溶液吸收二氧化硫，則酸性KMnO4溶液也吸收乙烯，并將乙烯氧化為二氧化碳；若用溴水吸收二氧化硫，則溴水也吸收乙烯；品紅是二氧化硫的檢驗試劑，由于吸收二氧化硫的能力較小，通常不作為二氧化硫的吸收劑；NaOH溶液由于能與二氧化碳反應(yīng)，顯然不能作為二氧化硫的吸收劑.本實驗只能選用溴的四氯化碳溶液（溴的四氯化碳溶液不與二氧化硫反應(yīng)）檢驗乙烯并除去乙烯.

答案：

（1）CH3CH2OH170℃濃H2SO4CH2=CH2↑＋H2O

（2）

選用的儀器

（填字母）加入的試劑作用 B 濃H2SO4、無水乙醇 氣體發(fā)生裝置C 溴的四氯化碳溶液 檢驗乙烯并除去乙烯C 溴的四氯化碳溶液 檢驗乙烯是否除盡C 品紅 檢驗二氧化硫 C 酸性KMnO4溶液 除去二氧化硫 C 品紅 檢驗二氧化硫是否除盡 C 澄清石灰水 檢驗二氧化碳(收稿日期：2013-03-21)

答案：C.

例8為了探究鍍鋅薄鐵板上的鋅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)ω（Zn），查詢得知鋅易溶于堿：Zn＋2NaOHNa2ZnO2＋H2↑，稱取樣品質(zhì)量為m g，通過測量試樣與堿反應(yīng)生成的氫氣體積來實現(xiàn)探究目標(biāo).其他相同，分別用甲、乙裝置實驗，下列對測定結(jié)果誤差的判斷正確的是（）.

A.相對乙裝置：甲裝置實驗，測得結(jié)果偏低

B.相對乙裝置：甲裝置實驗，測得結(jié)果偏高

C.無法判斷甲、乙裝置產(chǎn)生的誤差高低

D.對甲裝置而言，忽略其他影響因素，去掉干燥管，會使測定結(jié)果明顯偏高

分析甲、乙裝置的不同點在于，甲的氣體發(fā)生裝置為恒壓裝置.對乙裝置而言，由于液體的滴入（從分液漏斗滴入燒瓶的過程中），液體本身的體積會導(dǎo)致乙裝置排出氣體體積偏大，致使ω（Zn）結(jié)果偏大，A項正確；會有部分同學(xué)認(rèn)為產(chǎn)生的氫氣未能全部排入量氣裝置，而選C項，這種觀點是錯誤的，那是因為殘留在燒瓶里的氫氣，與燒瓶中排出的空氣等體積；也會有部分同學(xué)認(rèn)為，產(chǎn)生的氫氣不干燥，受水蒸氣的影響也會使測得氫氣的體積偏大而選D項，須知用排水法測氣體體積時，所測結(jié)果與氫氣是否干燥影響不大.答案：A.

備考建議對給出的實驗方案作出選擇、評價或找出最佳方案，包含的知識點很多、很碎，但能很好的考查學(xué)生分析問題和解決問題的能力.選擇最佳方案時，可從實驗原理是否可行、裝置連接是否正確、實驗現(xiàn)象是否明顯、操作是否簡單、有無干擾、是否兼顧細(xì)節(jié)問題等角度來綜合考慮.

六、考查實驗方案的設(shè)計

例9某學(xué)習(xí)小組欲進(jìn)行SO2的制備及性質(zhì)探究實驗.請您根據(jù)提供的試劑和儀器簡圖，幫助該學(xué)習(xí)小組畫出制備并收集SO2的實驗裝置示意圖.

試劑：濃H2SO4、濃硝酸、Na2SO3、Cu片、NaOH溶液、澄清石灰水、蒸餾水.

做圖要求：標(biāo)出所用試劑；畫出尾氣處理裝置；不得使用簡圖以外的其他實驗儀器.

儀器簡圖：

分析從所給試劑看，能產(chǎn)生二氧化硫的反應(yīng)有：Cu＋2H2SO4（濃）△CuSO4＋SO2↑＋2H2O、Na2SO3＋H2SO4Na2SO4＋SO2↑＋H2O，但前者需要加熱，而所提供的儀器中并沒有酒精燈，因此應(yīng)用亞硫酸鈉和硫酸反應(yīng)制取二氧化硫，因二氧化硫易溶于水不可用稀硫酸.由于二氧化硫比空氣重，因此在畫收集裝置時，應(yīng)注意導(dǎo)氣管的“長進(jìn)短出”，二氧化硫是有毒氣體，應(yīng)用NaOH溶液作尾氣處理試劑，此外，還應(yīng)注意防倒吸裝置的使用.

答案：

例10實驗室用濃硫酸和乙醇制乙烯時，常會看到燒瓶中液體變黑，并在制得的乙烯中混有CO2、SO2等雜質(zhì)氣體.

（1）寫出實驗室制取乙烯的化學(xué)方程式： .

（2）請從下圖中選用所需要的儀器（可以重復(fù)選用）組成一套能進(jìn)行上述反應(yīng)，并檢出所得混合氣體乙烯、CO2、SO2的裝置.（連接用的玻璃管、橡膠管等略去）

供選用的試劑：濃H2SO4、無水乙醇、酸性KMnO4溶液、溴的四氯化碳溶液、溴水、品紅溶液、澄清石灰水、NaOH溶液、濃HCl.

將選用的儀器按連接順序從上到下依次填入下表，并寫出該儀器中應(yīng)加試劑的名稱及其作用.請注意：表格不一定填滿.

選用的儀器（填字母）加入的試劑作用分析檢驗乙烯、CO2、SO2這三種氣體，關(guān)鍵是確定這三種氣體的檢驗順序，這就要考慮它們性質(zhì)的共性和特性.在中學(xué)階段，檢驗二氧化碳的唯一方法就是通入澄清石灰水，觀察石灰水是否變渾濁，但二氧化硫也能使澄清石灰水變渾濁，因此應(yīng)先檢驗二氧化硫并除盡二氧化硫方能檢驗二氧化碳.

用什么試劑除去二氧化碳中的二氧化硫呢？這是實驗的關(guān)鍵.實驗提供試劑中，酸性KMnO4溶液、溴水、品紅溶液、NaOH溶液均能和二氧化硫反應(yīng).若用酸性KMnO4溶液吸收二氧化硫，則酸性KMnO4溶液也吸收乙烯，并將乙烯氧化為二氧化碳；若用溴水吸收二氧化硫，則溴水也吸收乙烯；品紅是二氧化硫的檢驗試劑，由于吸收二氧化硫的能力較小，通常不作為二氧化硫的吸收劑；NaOH溶液由于能與二氧化碳反應(yīng)，顯然不能作為二氧化硫的吸收劑.本實驗只能選用溴的四氯化碳溶液（溴的四氯化碳溶液不與二氧化硫反應(yīng)）檢驗乙烯并除去乙烯.

答案：

（1）CH3CH2OH170℃濃H2SO4CH2=CH2↑＋H2O

（2）

選用的儀器

（填字母）加入的試劑作用 B 濃H2SO4、無水乙醇 氣體發(fā)生裝置C 溴的四氯化碳溶液 檢驗乙烯并除去乙烯C 溴的四氯化碳溶液 檢驗乙烯是否除盡C 品紅 檢驗二氧化硫 C 酸性KMnO4溶液 除去二氧化硫 C 品紅 檢驗二氧化硫是否除盡 C 澄清石灰水 檢驗二氧化碳(收稿日期：2013-03-21)