物质的性质及制备

陈思恭

物质的性质及制备是近几年高考化学试题的重要考点之一。以物质的性质及制备为背景的试题涉及的知识面广、题型多变、思维发散空间大，能很好地考查学生元素化合物知识掌握情况和化学实验操作能力的高低，因此复习中要引起足够的重视。为使学生牢固掌握物质的性质及制备，现就这类试题的设置方式，谈谈复习时的应对策略。

一、物质的性质

物质的性质分物理性质和化学性质。物质的颜色、状态、光泽、气味、硬度、密度、熔点、沸点、着火点、溶解性、延展性、导电性、导热性等属于物理性质。而化学性质是指物质在化学变化中表现出来的性质，是物质发生化学变化的前提，它在很大程度上决定了物质的用途；物质的可燃性、助燃性、活泼性、稳定性、氧化性、还原性、毒性、酸性、碱性，以及能与氢气、氧气、水、金属、非金属、氧化物、酸、碱、盐等发生化学反应时表现出来的性质，都属于化学性质。

物质的性质试题设置方式主要有：

1.物质的性质与用途的综合考查

例1.下列有关物质性质和用途的说法，正确的是______________（填序号）。

①光导纤维具有很强的导电能力，所以大量用于制造通信光缆 ②明矾常用作净水剂，是因为它具有消毒杀菌的作用 ③SiCl4在战争中常用作烟雾弹，是因为它与水反应时生成白色烟雾 ④浓硫酸具有强氧化性，不能用来干燥二氧化硫气体 ⑤二氧化硫有漂白性，因此能使显红色的酚酞试液褪色 ⑥葡萄糖能还原新制的氢氧化铜，生成红色沉淀，此性质可用于尿糖的检验

解析：光导纤维具有很强的导光能力，大量用于制造通信光缆，①错误；明矾溶于水得到氢氧化铝胶体，该胶体具有吸附性，但没有消毒杀菌作用，②错误；SiCl4在空气中容易吸收水蒸气生成原硅酸（H4SiO4）和HCl而产生白色烟雾，③正确；浓硫酸与SO2不反应，可用来干燥SO2气体，④错误；显红色的酚酞试液中一定加入了碱性物质，SO2使其褪色是因为与其中的碱性物质发生了反应，⑤错误；新制氢氧化铜能用于检验葡萄糖，⑥正确。故选③⑥。

复习对策：元素化合物知识之间联系紧密，规律性较强，知识系统都是从单质到化合物，按存在、组成、结构、物理性质、化学性质、制法、用途、检验等顺序进行理解、掌握。而物质的存在、制备、用途都取决于物质的性质，因此学习中应紧紧抓住物质的性质去带动其他。如依据氢气的可燃性和还原性来推导它的用途、存在、检验，不仅省去了知识的死记硬背，也使知识在应用中得到了巩固和提升。

2.以元素周期律为依托的考查

例2.（2016·全国卷Ⅰ）短周期元素W、X、Y、Z的原子序数依次增加。m、p、r是由这些元素组成的二元化合物。n是元素Z的单质，通常为黄绿色气体，q的水溶液具有漂白性， 0.01 mol·L-1 r溶液的pH为2，s通常是难溶于水的混合物。上述物质的转化关系如下图所示。下列说法正确的是（ ）

A.原子半径的大小W

B.元素的非金属性Z>X>Y

C.Y的氢化物常温常压下为液态

D.X的最高价氧化物的水化物为强酸

解析：这是一道用元素周期律理论推断元素及其化合物性质的试题。短周期元素W、X、Y、Z的原子序数依次增加，m、p、r是由这些元素组成的二元化合物，n是元素Z的单质，通常为黄绿色气体，则Z是氯元素；0.01 mol·L-1 r溶液的pH为2，说明r是强酸，因此W是H；q的水溶液具有漂白性，s通常是难溶于水的混合物，根据转化关系图可知m是水，r是氯化氢，q是次氯酸，p是甲烷，因此X是碳元素，Y是氧元素。同周期自左向右原子半径逐渐减小，同主族自上而下原子半径逐渐增大，则原子半径的大小WX，氯的含氧化合物中氧元素表现负化合价，说明氧元素的非金属性比氯的强，高氯酸为强酸，碳酸为弱酸，说明氯的非金属性比碳的强，则元素的非金属性Y>Z>X，B项错误；Y的氢化物是H2O或H2O2，常温常压下都为液态，C项正确；X的最高价氧化物的水化物是碳酸，碳酸为弱酸，D项错误。答案为C。

复习对策：用元素周期律的理论指导各族元素性质的学习，是物质的性质及制备复习的基本思路，成功的元素化合物课无不体现理论的指导作用。由元素周期表、周期律为线索，以Cl、S、N、C、Si等非金属元素，Na、Mg、Al等金属元素的主干知识为核心，分类总结、对比，构建知识网络，用化学理论揭示知识的内在联系，显示出元素化合物教学的严密性、规范性，对知识的系统化、结构化，对防“散”治“乱”都是很有效的。因此，在复习物质的性质及制备时，要充分发挥化学理论的灵魂作用，使元素化合物知识课有足够的广度和深度。

3.从生活、生产实际的角度进行考查

例3.（2016·全国卷Ⅲ）化学在生活中有着广泛的应用，下列对应关系错误的是（ ）

解析：这是一道与日常生活紧密相关的试题。FeCl3与Cu反应生成FeCl2和CuCl2，说明Cu的还原性大于Fe2+，不能说明 Fe的还原性（或金属性）比Cu强，故B项错误。答案为B。

复习对策：物质的性质及制备知识与人们生活中的衣、食、住、行有着密不可分的关系， 物质的性质及制备知识若不与实际结合，将成为空中楼阁。无论是为提高学生的学习兴趣，还是为培养学生的科学素养和知识运用能力，都必须在复习中体现“化学与社会”这个命题。重视元素化合物与社会、生活、环境、科技的密切联系，才能通过元素化合物的教学，培养学生的社会责任感和热爱科学的情感。如在学习NO、NO2性质后，要联系“雷雨与庄稼”、酸雨、汽车引擎點火时产生氮氧化物的污染问题，要联系硝酸、化肥的生产。

4.元素化合物知识网的构建

例4.（2016·江苏卷）在给定的条件下，下列选项所示的物质间转化均能实现的是 （ ）

A. SiO2 SiCl4 SiO2

B. FeS2 SO2 H2SO4

C. N2NH3NH4Cl（aq）

D. MgCO3MgCl2Mg

解析：这是一道物质之间衍生关系类试题。SiO2与盐酸不反应，A项错误；SO2和H2O反应生成H2SO3，B项错误；金属Mg的冶炼方法是电解熔融的MgCl2，D项错误。答案为C。

复习对策：按照“知识点→知识线→知识网”的方式，及时将知识横向比较、纵向联系，将知识结构化、网络化、系统化，这样的复习才能起到事半功倍的效果。如非金属知识主线为气态氢化物→单质→氧化物 →氧化物对应水化物→相应含氧酸盐。以氯元素为例：HCl→Cl2→Cl2O、Cl2O5、Cl2O7→HClO、HClO3、 HClO4→NaClO、KClO3、 NaClO4。金属知识主线为单质→氧化物→氧化物对应水化物→相应盐。以钠元素为例：Na→Na2O、Na2O2→NaOH→Na2CO3、NaHCO3。学生要在熟悉《考试大纲》和教材内容的基础上，按照知识主线的脉络，以重要化合物之间的衍生关系构建知识网络，并能熟练写出有关化学或离子方程式。

5.物质性质的对比

例5.（2016·上海卷）类比推理是化学中常用的思维方法。下列推理正确的是（ ）

A.CO2是直线型分子，推测CS2也是直线型分子

B.SiH4的沸点高于CH4，推测H2Se的沸点高于H2S

C.Fe与Cl2反应生成FeCl3，推测Fe与I2反应生成FeI3

D.NaCl与浓H2SO4加热可制HCl，推测NaBr与浓H2SO4加热可制HBr

解析：这是一道不同物质之间性质对比类试题。O和S是同族元素，故形成的CO2和CS2都是直线型分子，A项正确；C和Si、Se和S都分别为同族元素，所形成的氢化物都为分子晶体，沸点取决于分子间作用力的大小，分子间作用力大小可以用相对分子质量来比较，B项正确；因I2的氧化性较弱，故与铁反应的生成物为FeI2，C项错误；浓硫酸氧化性很强，能将HBr氧化成Br2，D项错误。答案为AB。

复习对策：物质的性质和制备复习要打破教材内容的章节结构，找出分散在各章节中的代表物及其重要知识点，采用列表对比法（如H2、CO和CH4）、歌诀记忆法（如酸碱盐的溶解性规律）、归类记忆法（如常见物质的颜色、状态）、知识网络图法、实验记忆法等，将元素化合物中类别相同、结构相似的知识点进行横向比较，辨清异同，进行多角度分析归纳，既优化记忆，又有助于学生更加深刻全面地理解和掌握知识。如H2、C、CO可从稳定性、可燃性、还原性方面比较它们的相似点和不同点：从实验上看，H2或CO还原CuO的操作一样，但产物不同；CO还原CuO需进行尾气处理，且发生的反应不属于置换反应；H2和CO燃烧的火焰颜色不一样。总结和归纳重要物质的名称、俗名、化学式、性质和用途，构建起知识前后纵横联系的网，有利于学生掌握化学反应规律，提升运用这些规律解决综合性问题的能力。

6.从量变到质变的转化

例6.（2016·上海卷）一定条件下，一种反应物过量，另一种反应物仍不能完全反应的是（ ）

A.过量的氢气与氮气

B.过量的浓盐酸与二氧化锰

C.过量的铜与浓硫酸

D.过量的锌与18 mol/L硫酸

解析：这是一道与量有关的化学反应类试题。H2和N2反应制备NH3是可逆反应，反应物始终不能消耗完，A项符合题意；加入过量的浓盐酸，可使MnO2反应完全，B项不符合题意；浓硫酸随着反应的进行逐渐变稀，稀硫酸不再与Cu反应，C项符合题意；浓硫酸与Zn反应开始产生SO2，随着浓硫酸的变稀，反应产生的是H2，但可反应完全，D项不符合题意。答案为AC。

复习对策：物质的性质及制备知识内容多，既要记共性又要记特性，而在这共性与特性的变化中，往往体现的就是量变到质变的转化。如带火星的木条在空气中不能复燃，而在O2能复燃；铁丝在空气中不能燃烧，而在纯氧中能燃烧；碳燃烧，O2不足时生成CO，O2充足时生成CO2，氧气量的变化引起化学反应质的变化。化学反应引起的爆炸中很多涉及爆炸极限，如CH4、H2、CO等可燃性气体与O2或空气混合，当其中的成分达到一定比例就会因达到爆炸极限而爆炸，从而引起质的飞跃。O2与O3、CO与CO2、H2O与H2O2，增加一个氧原子，量变引起了质变，使前者与后者具有不同的化学性质；正是物质微粒直径大小这个量的不同，才形成溶液（微粒直径小）、胶体和浊液（微粒直径大）三种不同物质，理解了这个量的不同，就容易理解溶液与浊液宏观性质的异同；元素周期表中，同周期元素原子随着核电荷数的递增，元素原子的最外层电子数从1递增到7，失电子能力逐渐减弱，得电子能力逐渐增强，从而引起元素的金属性、非金属性呈现递变性，当最外层电子数增至8时，元素的性质发生质变，同时引起电子层数增加的质变，开始新一周期的元素结构和性质的递变；同主族元素原子随着电子层数的增加，这种量的变化也引起一系列性质的变化；稀H2SO4具有酸的共性，但随着H2SO4浓度的增大，浓H2SO4表现出和稀H2SO4不同的吸水性、脱水性和强氧化性；CO2通入澄清石灰水，开始溶液浑浊，随着通入CO2量的增加，浑浊的溶液又变澄清，CO2相对石灰水的量变，直接导致了产物的质变。

7.定量计算

例7.（2016·上海卷）某铁的氧化物（FexO）1.52 g溶于足量盐酸中，向所得溶液中通入标准状况下112 mL Cl2，恰好將Fe2+完全氧化。x值为（ ）

A.0.80 B.0.85

C.0.90 D.0.93

解析：这是一道化学计算题。根据FexO中铁被氧化为Fe3+失去的电子数和Cl2被还原为Cl-得到的电子数相等，则有：1.52/（56x+16）×（3-2/x）×x=0.112/22.4×2，解得x=0.80。答案为A。

复习对策：化学计算是化学课程中的重要学习内容，让学生从量的角度理解物质的性质及制备，也是学生学习化学的一项基本技能。新课标对化学计算的要求有所提高，因此除进行物质的纯度、溶液质量分数、物质的量浓度等有关专题计算复习外，还要有目的、有计划地在各章节中分别重点介绍差量法、守恒法、关系式法、平均值法、估算法、极值法等计算方法和技巧。另外，还要注意一题多解、多解一题和规范表达中的有效数字的运算法则等。

二、物质的制备

物质的制备是元素化合物知识在以性质为核心基础上的延伸，元素化合物知识与物质的用途、存在、制法相联系，知识就不会显得零碎，学生也不会感到枯燥。制备一种物质，应根据物质的组成、性质来确定原料和反应原理，设计反应路径，选择合适的仪器和装置，最后根据生成物的性质将产品分离、提纯出来。整个过程遵循的原则是：原料廉价易得，原理绿色，条件温和，仪器简单，操作安全，产品便于分离与收集。在设计物质制备的实验方案时，要优化流程中的每一个具体环节。

物质的制备试题设置方式主要有：

1.常见气体的实验室制备

例8.（2016·全国卷Ⅰ节选）氮的氧化物（NOx）是大气污染物之一，工业上在一定温度和催化剂条件下用NH3将NOx还原生成N2。某同学在实验室中对NH3与NO2反应进行了探究。回答下列问题：

（1）氨气的发生装置可以选择上图中的 （填装置编号），反应的化学方程式为 。

（2）欲收集一瓶干燥的氨气，选择上图中的装置，其连接顺序为：发生装置→

（按气流方向，用小写字母表示）。

解析：（1）實验室制取氨气的常用方法是Ca（OH）2与NH4Cl混合加热（或在CaO中滴入浓氨水），发生装置可以选择上图中的A装置，反应的化学方程式为Ca（OH）2+2NH4Cl [ ]CaCl2+2NH3↑+2H2O[或B，NH3·H2O+CaO NH3↑+Ca（OH）2]。（2）要收集干燥的氨气应用碱石灰进行干燥，干燥管中气流应“大进小出”，即d进c出；由于氨气的密度比空气小，应用向下排空气法收集，即f进e出；最后要进行尾气处理并防止倒吸，即接i。答案： dcfei。

复习对策：常见气体的制备方法是中学化学物质制备的重点内容，涉及化学实验仪器的识别、选择、使用方法以及使用中的注意事项，物质的分离与提纯等实验基本操作。

（1）Cl2：MnO2（反应条件加热）或KMnO4或KClO3或K2Cr2O7或漂白粉与浓盐酸反应。收集方法——向上排空气法或排饱和食盐水法。净化方法——用饱和食盐水除去HCl，再用浓H2SO4除去水蒸气。

（2）CO2：CaCO3与稀盐酸反应。收集方 法——向上排空气法。净化方法——用饱和NaHCO3溶液除去HCl。

（3）O2：加热KMnO4或KClO3和MnO2混合物，也可用Na2O2与水反应，或用MnO2作催化剂分解H2O2。收集方法——排水法。

（4）NH3：Ca（OH）2或碱石灰与NH4Cl加热反应。收集方法——向下排空气法，且容器口塞一团棉花，以防止所收集的气体与空气对流。净化方法——用碱石灰吸收NH3中的水分。

（5）NO2：Cu与浓HNO3反应。收集方 法——向上排空气法（不能用排水法）。

（6）CO：HCOOH与浓H2SO4混合加热。收集方法——排水法（不能用排空气法）。

（7）SO2：Na2SO3与H2SO4反应或Cu与浓H2SO4加热。收集方法——向上排空气法或排饱和NaHSO3溶液法。

（8）H2：稀H2SO4与Zn或Fe或Mg反应，也可用Al与NaOH溶液反应。收集方法——向下排空气法或排水法。

（9）CH CH：CaC2与饱和食盐水反应。收集方法——排水法。净化方法——因电石（CaC2）中含有CaS，与水反应生成H2S杂质，可用CuSO4或NaOH溶液将其除去。

（10）CH2 CH2：C2H5OH与浓硫酸混合加热到170 ℃。收集方法——排水法。净化方 法——因酒精被碳化，碳与浓硫酸反应， CH2 CH2中会混有CO2、SO2等杂质，可用盛有NaOH溶液的洗气瓶将其除去。

除掌握上述常见气体经典的制备方法外，还要对药品选择、反应原理进行拓展创新。并能根据反应物的状态及反应条件等灵活选择气体的发生装置，对制得的有毒气体要进行尾气处理。

另外，对于实验装置连接题，要训练学生的解题思路：①细审题，明确实验的目的和原理；②估作用，分析各装置的可能作用；③理顺序，厘清操作的先后顺序；④试连接，试探性的连接各装置，看是否有多余或缺少的装置，是否有需要调整次序的装置；⑤定答案，根据气体制备、净化、干燥、收集、尾气处理的通常流程，看是否符合要求，并最终确定答案。

2.常见物质的工业制法

例9.（2016·上海卷）下列化工生产过程中，未涉及氧化还原反应的是（ ）

A.海带提碘 B.氯碱工业

C.氨碱法制碱 D.海水提溴

解析：海带提碘是将I-变为I2单质，海水提溴是将Br-变为Br2单质，氯碱工业是电解饱和食盐水得NaOH、Cl2、H2，均有元素化合价的变化，故A、B、D三项均涉及氧化还原反应；氨碱法制碱的化学反应原理是NaCl+NH3+H2O+CO2 NaHCO3↓+NH4Cl，反应过程中没有元素化合价的变化，是非氧化还原反应。答案为C。

复习对策：了解水煤气法制CO和H2，氨氧化法制硝酸（或NO、NO2），合成氨、硫酸、盐酸、纯碱（侯氏）等物质的工业制法，熟悉氯碱工业中隔膜法电解食盐水、石油的分馏、电解氧化铝等设备，知晓原料、产品在设备中的进出口和流动方向。有了上述物质制备原理和知识，即使遇到新物质的制备，也能迅速将知识分解、迁移、转换、重组，使问题得到解决。

3.典型物质制备方法的改进

例10.（2016·上海卷）乙酸乙酯广泛用于药物、染料、香料等工业，中学化学实验常用a装置来制备。

完成下列填空：

（1）实验时，通常加入过量的乙醇，原因是______________________ 。加入数滴浓硫酸即能起催化作用，但实际用量多于此量，原因是______________________ ；浓硫酸用量又不能过多，原因是______________________ 。

（2）饱和Na2CO3溶液的作用是______________________ 。

（3）反应结束后，将试管中收集到的产品倒入分液漏斗中， ______________________ 、______________________ ，然后分液。

（4）若用b裝置制备乙酸乙酯，其缺点有 ______________________ 、______________________ 。由b装置制得的乙酸乙酯产品经饱和碳酸钠溶液和饱和食盐水洗涤后，还可能含有的有机杂质是______________________ ，分离乙酸乙酯与该杂质的方法是____________________________________________。

解析：乙酸乙酯的制备是中学教材里原有的实验，本题在仪器选用上作了改进。（1）酯化反应是可逆反应，加入过量的乙醇能增大反应物浓度，使平衡向生成酯的方向移动，提高产率。由于浓H2SO4能吸收生成的水，使平衡向生成酯的方向移动，提高酯的产率，因此实际用量多于此量；浓硫酸用量又不能过多，因为浓H2SO4具有强氧化性和脱水性，会使有机物碳化，降低酯的产率。（2）饱和Na2CO3溶液的作用是中和乙酸、溶解乙醇、减少乙酸乙酯在水中的溶解。（3）将试管中收集到的产品倒入分液漏斗中，振荡、静置，然后分液。（4）b装置采用直接加热法，温度难以控制，其缺点是原料损失较大、易发生副反应；制得的乙酸乙酯产品经饱和碳酸钠溶液和饱和食盐水洗涤后，还可能含有的有机杂质是乙醚，分离乙酸乙酯与杂质乙醚的方法是蒸馏。

复习对策：实验不仅能帮助学生理解和掌握物质的性质及制法，还能训练学生的观察、分析和动手操作能力。对教材中氢氧化亚铁、乙酸乙酯、溴苯等典型物质的性质和制备实验，教师要积极的创造条件，让学生亲自完成，规范操作并仔细观察，使他们手脑并用，多种感官参与，则获得的知识既鲜活又深刻，抽象的结论与具体的形象相结合，从而加深学生对物质的颜色、气味、反应现象和化学反应方程式等直观知识的记忆，提高记忆的效率，促进学生更加迅速准确地掌握实验的原理、步骤、现象和要领。另外，还要关注铜制硝酸铜、铝制氢氧化铝（在三种方式中选择最佳方法）、氯化铝制氢氧化铝、可溶铜盐制氢氧化铜等的制备方法。

4.教材制备知识的整合

例11.二价铬不稳定，极易被氧气氧化。醋酸亚铬水合物{ [Cr（CH3COO）2]2·2H2O，相对分子质量为376}是一种深红色晶体，不溶于冷水和醚，易溶于盐酸，是常用的氧气吸收剂。实验室中以锌粒、CrCl3溶液、CH3COONa溶液和盐酸为主要原料制备醋酸亚铬水合物，其装置如下图所示：

制备过程中发生的反应如下：

Zn（s）+2HCl（aq） ZnCl2（aq）+H2（g）

2CrCl3（aq）+Zn（s） 2CrCl2（aq）+ ZnCl2（aq）

2Cr2+（aq）+4CH3COO-（aq）+2H2O（l） [Cr（CH3COO）2]2·2H2O（s）

请回答下列问题：

（1）仪器1的名称是 ______________________ ， 所盛装的试剂是 ______________________ 。

（2）本实验中所用的溶液、配制用的蒸馏水都须事先煮沸，原因是______________________ 。

（3）装置4的主要作用是 ______________________ 。

（4）实验开始生成H2后，为使生成的CrCl2溶液与CH3COONa溶液顺利混合，应______________________

阀门A、 ______________________ 阀门B（填“打开”或“关闭”）。

（5）本实验中锌粒须过量，其原因是______________________ 。

（6）已知其他反应物足量，实验时取用的CrCl3溶液中含溶质6.34 g，实验后得干燥纯净的[Cr（CH3COO）2]2·2H2O 5.64 g。请列式计算该实验所得产品的产率：______________________。

（7）若使用该装置制备Fe（OH）2，且能较长时间看到Fe（OH）2白色沉淀现象，则在1、2、3中应装入的试剂依次为 ______________________ 、 、______________________（写化学式）。

解析：本题把学生熟悉的H2、Fe（OH）2 的制备与新物质醋酸亚铬水合物的制备整 合到一起，使试题有一定难度和新颖性。（1）据装置图可知，仪器1为分液漏斗。依据试题提供的化学反应信息，分液漏斗应盛装盐酸和CrCl3溶液，两者和Zn反应生成H2、ZnCl2和CrCl2。（2）实验中所用的溶液、配制用的蒸馏 水都须事先煮沸，原因是除去水中的溶解氧，防止Cr2+被氧化。（3）装置4的主要作用是导出 装置内的空气，并防止空气进入装置。（4）实验开始生成H2后，为使生成的CrCl2溶液与CH3COONa溶液顺利混合，应打开A、关闭B，把生成的CrCl2溶液压入装置3中进行反应。（5）锌粒须过量的原因：一是与CrCl3充分 反应得到CrCl2；二是产生足量的H2将装置中 的空气排尽，并将CrCl2溶液压入装置3中 与CH3COONa反应。（6）实验取用的CrCl3 溶液 中含溶质6.34 g，理论上得到 [Cr（CH3COO）2]2·2H2O的质量为：6.34 g÷158.5 g/mol×1/2×376 g/mol=7.52 g，该实验所得产品的产率为：5.64 g÷7.52 g×100%=75%。（7）若使用该装置制备Fe（OH）2，且能较长时间看到Fe（OH）2白色沉淀现象，则在1中加入稀硫酸，2中加入Fe，3中加入NaOH，稀硫酸与Fe反应生成FeSO4和H2，H2将装置中的空气排出，并将FeSO4溶液压入装置3中与NaOH反应生成Fe（OH）2。

复习对策：物质的性质及制备考题来源于教材，但并非完全照搬教材内容，而是通过对教材中多个知识点的整合，来考查学生的知识掌握情况和有关实验的改进、创新能力，因此复习时要创设问题情景，延伸、整合物质的性质及制备知识。如制备NO时，在向稀硝酸中加铜片前，先让学生加少量的NaHCO3粉末，这种不合常理的改动，却可以激发学生的思维，逼着学生去思考：为什么要加NaHCO3？（排走试管内空气）为什么要排空气？（NO易与O2化合）为什么能排空气？（CO2比空气重）这样就把NO和CO2的性质和制备整合到了一起，增加了思考的容量，发挥了实验激发兴趣、启迪思维的功能，也提高了学生的知识整合能力和应试解题能力。

三、物质的性质及制备试题的发展趋势

1.以课本实验为基础进行拓展

例12.半导体生产中常需要控制掺杂，以保证控制电阻率，三氯化磷（PCl3）是一种重要的掺杂剂。实验室要用黄磷（白磷）与干燥的Cl2模拟工业生产制取PCl3，装置如下图所示（部分夹持装置略去）：

已知：①黄磷与少量Cl2反应生成PCl3，与过量Cl2反应生成PCl5；

②PCl3遇水会强烈水解生成H3PO3和HCl；

③PCl3遇O2会生成POCl3，POCl3溶于PCl3；

④PCl3、POCl3的熔沸点见下表：

请回答下列问题：

（1）A装置中制氯气的离子方程式为 ______________________ 。

（2）B中所装试剂是 ______________________；F中碱石灰的作用有两个，分别是______________________ 、______________________ 。

（3）实验时，检查装置气密性后，先打开K3通入干燥的CO2，再迅速加入黄磷。通干燥CO2的作用是 ______________________ 。

（4）粗产品中常含有POCl3、PCl5等，加入黄磷加热除去PCl5后，通过______________________ （填实验操作名称），即可得到较纯净的PCl3。

（5）实验结束时，可以利用C中的试剂吸收多余的氯气，C中反应的离子方程式为______________________ 。

（6）通过下列方法可测定产品中PCl3的质量分数：

①迅速称取1.00 g产品，加水反应后配成250 mL溶液；

②取以上溶液25.00 mL，向其中加入10.00 mL 0.100 0 mol/L碘水，充分反应；

③向②所得溶液中加入几滴淀粉溶液，用0.100 0 mol/L的Na2S2O3溶液滴定；

④重复②③操作，平均消耗Na2S2O3溶液8.40 mL。

已知：H3PO3+I2+H2O H3PO4+2HI，I2+2Na2S2O3 2NaI+Na2S4O6。

假设测定过程中没有其他反应，该产品中PCl3的质量分数为 。

解析：本題由Cl2的制备拓展到用制得的Cl2与P反应制取PCl3。（1）A装置用于制取Cl2，反应的离子方程式为4H++2Cl-+MnO2 [ ]Mn2++2H2O+Cl2↑。（2）因PCl3遇水会强烈水解，所以氯气需干燥，且所用干燥剂是液态的，故B中所装试剂是浓硫酸。因尾气中含有毒氯气，且空气中水蒸气可能进入装置，所以装有碱石灰的F装置的作用是：吸收多余的Cl2；防止空气中的水蒸气进入烧瓶和PCl3反应。（3）通入干燥CO2的作用是排尽装置中的空气，防止黄磷与空气中的氧气发生自燃。 （4）由信息可知，POCl3与PCl3都是液体，沸点相差较大，故可用蒸馏法分离。（5）NaOH溶液与Cl2反应的离子方程式为Cl2+2OH- Cl-+ClO-+H2O。（6）10.00 mL 0.100 0 mol/L碘溶液中含有碘单质的物质的量为：0.100 0 mol/L× 0.010 0 L=0.001 00 mol，根据反应I2+2Na2S2O3 2NaI+Na2S4O6可知，与H3PO3反应的I2的物质的量为：0.001 00 mol-0.100 0 mol/L×0.008 4 L×1/2=0.000 58 mol，再由H3PO3+H2O+I2 H3PO4+2HI可知，25 mL PCl3水解后的溶液中含有的H3PO3的物质的量为： n（H3PO3）=n（I2）=0.000 58 mol，250 mL该溶液中含有H3PO3的物质的量为0.005 8 mol，所以1.00 g产品中含有PCl3的物质的量为 0.005 8 mol，该产品中PCl3的质量分数为：0.005 8 mol×137.5 g/mol÷1 g×100%=79.75%。

复习对策：高考试题大多是在教材知识的基础上进行改进、拓展而来的，所以复习时要深挖教材。在掌握课本中具有代表性的物质制备实验原理、装置、操作、现象及有关化学方程式的基础上，可从一种仪器多种用途、一套装置多种用途、一种用途多种装置、一种物质多种制法，从反应原理、装置原理和操作原理等方面，对教材中物质制备方法进行改进、拓展和创新。通过对实验操作的过程、方法或实验中可能遇到的问题进行设问，训练学生应用所学知识和技能，全面、周密地思考和处理立意新颖的物质制备试题的能力；通过由再现型实验向综合型、创造能力型及学科交叉型实验转变，训练学生的实验操作、现象观察、实验结果分析及得出正确实验结论的能力。

2.与实验探究相结合

例13.（2016·四川卷）CuCl广泛应用于化工和印染等行业。某研究性学习小组拟热分解CuCl2·2H2O制备CuCl，并进行相关探究。

【资料查阅】

【实验探究】该小组用下图所示装置进行实验（夹持仪器略）。

请回答下列问题：

（1）仪器X的名称是 ______________________ 。

（2）实验操作的先后顺序是a→ ______________________ →e（填操作的编号）。

a.检查装置的气密性后加入药品

b.熄灭酒精灯，冷却

c.在“气体入口”处通入干燥HCl

d.点燃酒精灯，加热

e.停止通入HCl，然后通入N2

（3）在实验过程中，观察到B中物质由白色变为蓝色，C中试纸的颜色变化是 ______________________。

（4）装置D中发生的氧化还原反应的离子方程式是 ______________________。

【探究反思】（5）反应结束后，取出CuCl产品进行实验，发现其中含有少量的CuCl2或CuO杂质。根据资料信息分析：

①若杂质是CuCl2，则产生的原因是 ______________________ ；

②若杂质是CuO，则产生的原因是 ______________________ 。

解析：（1）由图示可知，仪器X的名称为球形干燥管。（2）实验中有气体生成，故要先检验装置的气密性；热分解CuCl2·2H2O制备CuCl，为防止CuCl被氧化和Cu2+水解，必须要赶走装置中的氧气和水蒸气后才可加热，且要在HCl气流中加热制备；反应结束后先熄灭酒精灯，还要继续通入氮气直至装置冷却。故操作顺序为：a→c→d→b→e。（3）B中物质由白色变为蓝色，说明有水生成，产物中还有Cl2，故C中石蕊试纸的颜色变化是先变红后逐渐褪色。（4）D中发生的是Cl2和NaOH的反应，离子方程式为Cl2+2OH- Cl-+ClO-+H2O。（5）①由2CuCl22CuCl+Cl2↑可知，在加热的温度不够高时，CuCl2无法反应完全，则产品中杂质是CuCl2；②若在HCl氛围不足时加热，少量的CuCl2·2H2O转化为Cu2（OH）2Cl2，最后分解生成CuO，则产品中杂质是CuO。

复习对策：这类试题主要考查实验仪器的选择，实验探究方案的设计，实验步骤的表述，实验现象的分析，以及对实验方案的改进、评价等。复习时对物质的性质及制备实验要进行对比研究，找差别，找共性，找联系，要多问几个为什么，思考为什么要这样做，还可以怎样做，在达到“知其然，也知其所以然”的基础上，通过质疑、情境创设等手段激发学生进行探究，通过对反应的可能产物作出猜测、假说，再运用已有的知识设计实验方案，进行定性、定量的综合分析，收集证据，验证假说，从而获得正确的实验结论。通过一定量的实验和习题，让学生亲身经历和体验科学探究过程，使结论的获得与具体的情景、过程有机结合，体会探究获得知识的乐趣，培养学生知识的融会贯通能力和实验的探究能力。

3.与知识信息相结合

例14.（2014·福建卷）焦亚硫酸钠（Na2S2O5）是常用的食品抗氧化剂之一。某研究小组进行如下实验：

实验一 焦亚硫酸钠的制取

采用下图装置（实验前已除尽装置内的空气）制取Na2S2O5。装置Ⅱ中有Na2S2O5晶体析出，发生的反应为：Na2SO3+SO2 Na2S2O5。

（1）装置Ⅰ中产生气体的化学方程式为 ______________________ 。

（2）要从装置Ⅱ中获得已析出的晶体，可采取的分离方法是______________________ 。

（3）装置Ⅲ用于处理尾气，可选用的最合理装置（夹持仪器已略去）为 ______________________ （填序号）。

实验二 焦亚硫酸钠的性质

Na2S2O5溶于水即生成NaHSO3。

（4）证明NaHSO3溶液中的电离程度大于水解程度，可采用的实验方法是 ______________________（填序号）。

a.测定溶液的pH

b.加入Ba（OH）2溶液

c.加入盐酸

d.加入品红溶液

e.用蓝色石蕊试纸检测

（5）檢验Na2S2O5晶体在空气中已被氧化的实验方案是______________________ 。

实验三 葡萄酒中抗氧化剂残留量的测定

（6）葡萄酒常用Na2S2O5作抗氧化剂。测定某葡萄酒中抗氧化剂的残留量（以游离SO2计算）的方案如下：

（已知：滴定时反应的化学方程式为SO2+I2+2H2O H2SO4+2HI）

①按上述方案实验，消耗标准I2溶液25.00 mL，该次实验测得样品中抗氧化剂的残留量（以游离SO2计算）为 ______________________ g·L-1。

②在上述实验过程中，若有部分HI被空气氧化，则测定结果______________________（填“偏高”“偏低”或“不变”）。

解析：（1）装置Ⅰ是制备SO2气体，反应方程式为Na2SO3+H2SO4 Na2SO4+SO2↑+H2O（或Na2SO3+2H2SO4 2NaHSO4+SO2↑+H2O）。（2）要从装置Ⅱ中得到晶体，可采取的分离方法是过滤。（3）装置Ⅲ用于处理尾气，a装置与外界不相通，所以a装置不合理；二氧化硫在食盐水和浓硫酸中的溶解度不大，所以b、c两装置不合理；二氧化硫易溶于氢氧化钠溶液，干燥管还可以防倒吸，所以d装置最合理。（4）证明NaHSO3溶液中的电离程度大于水解程度，可采用的实验方法是测定溶液的pH。pH小于7，则电离程度大于水解程度，a项正确；加入氢氧化钡反应生成亚硫酸钡沉淀，加入盐酸反应生成二氧化硫气体，均无法判断电离程度和水解程度，b、c两项不正确；亚硫酸根和亚硫酸氢根都不能使品红褪色，d项不正确；用蓝色石蕊试纸检验，若变红则电离程度大于水解程度，e项正确。（5）Na2S2O5被空气中O2氧化成Na2SO4，检验变质的方法是：取少量Na2S2O5晶体于试管中，加适量水溶解，滴加足量盐酸，振荡，再滴入BaCl2溶液，有白色沉淀生成。（6）由反应方程式SO2+I2+2H2O H2SO4+2HI，可知n（SO2）=n（I2）= 0.010 00 mol·L-1×25.00×10-3 L=2.5× 10-4 mol，则该次实验测定样品中抗氧化剂的残留量（以游离SO2计算）为2.5×10-4 mol× 64 g·mol-1÷0.1 L=0.16 g·L-1。②若有部分HI被空气氧化，则消耗碘的量减少，测定SO2的量偏小，故测定结果偏低。

复习对策：这类试题“起点高、落点低”，所给的物质虽不熟悉，但新物质的性质及制备与课本原有物质之间有一定的内在联系，解题方案的“根”植于教材之中，并未超出学生的知识背景、认知水平和能力范围，考查学生捕捉信息及知识迁移的能力，以及运用已有化学知识分析、解决新问题的能力。不能因为试题“源于教材又不拘泥于教材”，复习就搞超而空。复习仍要以教材为主，立足课本基础知识和基本技能，注重化学方法的应用，在打牢“双基”的基础上，通过把化学实验基础知识和基本技能运用到一些类似的、陌生物质制备中的试题，引导学生学会揭示题示信息和已有知识间的联系，培养学生接受、吸收、嫁接化学信息的能力，以及举一反三、触类旁通的能力。

物质的性质及制备复习必须做到“三到位”：一是基础知识到位。梳理教材，夯实教材中的基础知识、基本技能、基本方法和基本题型，注重揭示知识间的内在联系和规律，形成知识系统和网络，并使原有知识链中的薄弱环节得到加强，错误理解的概念得到纠正。二是方法技巧到位。培养学生掌握快速审题、限时作业、知识记忆、逻辑思维、书写表达、错题纠正等方法，引导学生学会“做一题、学一法、通一类”的习题处理等技巧。三是能力到位。培养学生分析和解决问题的能力，化学实验操作和探究的能力，吸收和整合化学信息的能力。