性质实验方案设计的一般方法

出处：按学科分类—文体、科学、教育 商务印书馆国际有限公司《高中数理化公式定理大全》第463页（1865字）

1．接受、分析、筛选信息，明确实验设计课题和要求，首先做出初步评价．

2．从必要的几个方面加以推测，选定实验方法对方案进行设计．

3．完成实验，分析和处理实验结果，总结出结论．

例 为探究乙炔与溴的加成反应，甲同学设计并进行了如下实验：先取一定量工业用电石与水反应，将生成的气体通入溴水中，发现溶液褪色，即证明乙炔与溴水发生了加成反应．

乙同学发现甲同学实验中，褪色后的溶液里有少许淡黄色浑浊，推测在制得的乙炔中还有可能含有少量还原性的杂质气体，由此他提出必须先除去之，再与溴水反应．

请你回答问题．

(1)写出甲同学实验中两个主要的化学方程式＿＿．

(2)甲同学设计的实验＿＿(填能或不能)验证乙炔与溴发生加成反应，其理由是＿＿．

(a)使溴水褪色的反应，未必是加成反应

(b)使溴水褪色的反应，就是加成反应

(c)使溴水褪色的物质，未必是乙炔

(d)使溴水褪色的物质，就是乙炔

(a)

(b)

(c)

(d)

(3)乙同学推测此乙炔中必定含有的一种杂质气体是＿＿它与溴水反应的化学方程式是＿＿验证过程中必须全部除去．

(4)请你选用上列四个装置(可重复使用)来实现乙同学的实验方案，将它们的编号填入方框，并写出装置内所放的化学药品．

(5)为验证这一反应是加成而不是取代，丙同学提出可用pH试纸来测试反应后溶液的酸性，理由是＿＿．

解析 (1)本小题是按实验目的，写出实验原理的有关化学反应式，只要基础扎实，很容易写出化学方程式，见答案．(2)根据“乙同学发现甲同学实验中，褪色后的溶液里有少许淡黄色浑浊，推测在制得的乙炔中还有可能含有少量还原性的杂质气体”，因此可得出“使溴水褪色的物质，未必是乙炔；使溴水褪色的反应，未必是加成反应”的结论．故甲同学设计的实验不能证明乙炔与溴水发生了加成反应．(3)根据褪色后的溶液里有少许淡黄色浑浊，可推知是硫，说明乙炔气体中含有硫化氢杂质，所发生的反应式是Br₂+H₂S→S_{2HBr．产生硫化氢的原因是电石中含有硫化钙杂质，发生的反应是CaS+2H↓（2}O→H₂S^{Ca(OH)↓（2}．(4)由于乙炔中含有硫化氢杂质，首先可利用CuSO₄溶液除去H₂S，然后再用CuSO₄溶液检验H₂S有无除净，只有无H₂S存在方可根据溴水的褪色来验证乙炔与溴水是发生了加成反应．(5)用pH试纸是验证溶液的酸碱性的，实际上暗示“若发生取代反应，必定生成HBr”的结论，因此可用pH试纸检验溶液酸性有无明显增强，即可得出结论．

答 (1)CaC₂+2H₂O→C₂H₂^{Ca(OH)↓（2}

HC≡CH+Br₂→CH(Br)=CH(Br)(或HC≡CH+2Br₂→CH(Br)₂—CH(Br)₂)

(2)不能；a、c；

(3)H₂S；Br₂+H₂S→S_2HBr；

(4)c；b；CuSO↓（4溶液；CuSO₄溶液．

(5)如若发生取代反应，必定生成HBr，溶液酸性将会明显增强，故可用pH试纸来验证．