仪器分析（化学学科一个分支）_百度百科
?化学学科一个分支
（化学学科一个分支）
仪器分析是化学学科的一个重要分支，它是以物质的物理和物理为基础建立起来的一种分析方法。利用较特殊的仪器，对物质进行，定量分析，形态分析。 仪器分析方法所包括的分析方法很多，目前有数十种之多。每一种分析方法所依据的原理不同，所测量的物理量不同，操作过程及应用情况也不同。
仪器分析基本概述
英文：instrument analysis，仪器分析是指采用比较复杂或特殊的仪
器设备，通过测量物质的某些物理或物理化学性质的参数及其变化来获取物质的化学组成、成分含量及等信息的一类方法。仪器分析与(chemical analysis)是分析化学(analytical chemistry)的两个分析方法。
仪器分析的分析对象一般是半微量(0.01-0.1g)、微量(0.1-10mg)、超微量(&0.1mg)的分析，灵敏度高；而化学分析一般是半微量(0.01-0.1g)、常量(&0.1g)组分的分析，高。
仪器分析大致可以分为：、、、、法、高效液相色谱法、紫外-法、、、其它等。详细分类见右图。
仪器分析主要特点
1、灵敏度高：大多数适用于微量、。例如，测定某些元素的绝对灵敏度可达10^-14g。甚至可达10^-18g，相对灵敏度可在??－1，ng?－1乃至更小。
2、取样量少：需用10^-1～10^-4g；仪器分析常在10^-2～10^-8g。
3、在低浓度下的分析准确度较高：含量在10-5%～10-9%范围内的，低达1%～10%。
4、快速：例如，分析法在1min内可同时测定水中48个元素，灵敏度可达ng?－1级。
5、可进行无损分析：有时可在不破坏试样的情况下进行测定，适于考古、文物等特殊领域的分析。有的方法还能进行表面或微区（直径为?级）分析，或试样可回收。
6、能进行多信息或特殊功能的分析：有时可同时作定性、定量分析，有时可同时测定材料的组分比和原子的价态。分析法还可作痕量杂质分析。
7、专一性强：例如，用X可专测；用可测指定离子的浓度等。
8、便于、遥控、自动化：可作即时、控制生产过程、环境自动监测与控制。
9、操作较简便：省去了繁多化学操作过程。随自动化、程序化程度的提高操作将更趋于简化。
10、仪器设备较复杂，价格较昂贵。
(编者注：因乘法幂次不好显示，编为：“^"，即10^-1为10的负一次方，以下类同）
仪器分析分析方法
法：依据物质被激发发光而形成的光谱来分析其化学成分。使用不同的激发源而有不同名称的。如用高频电感等离子体(ICP)作激发源，称高频；如用激光作光源，称激光探针显微分析。
：基于待测元素的特征光谱，被蒸气中待测元素的气态原子所吸收，而测量减弱
程度（）求出样品中待测元素含量。应用较广的有火焰法和非火焰原子吸收法，后者的灵敏度较前者高4～5个。
：通过测量待测元素的在激发下所产生的荧光发射强度来测定待测元素。
法：主要用于鉴定有机化合物的组成，确定化学基团及定量分析，已用于。
紫外可见分光光度法：适用于低含量组分测定，还可以进行多组分混合物的分析。利用可大大提高该法的灵敏度。
荧光分光光度法：对某些元素具有较高的灵敏度和选择性。
红外傅里叶变换光谱法：光信号以形式输入计算机进行傅里叶变换的数学处理，具有大、灵敏度高等特点。
：利用的质子共振鉴定有机化合物和多组分混合物的组分以及无机成分的分子结构分析。
：以对离子、分子或所含未成对电子的作用所引起的磁能级分裂为基础的分析方法。
拉曼光谱法：可测定分子结构，使用可调的曼光谱仪用于微量分析，也可用于和单晶的结构分析。
射线法：具有简单,基体影响小,选择性高,测定范围宽等优点。可对大于9的所有元素作无损分析。微区分析可分析原子序数大于4的所有元素，应用于矿物岩石分析，金属材料中元素的分布，各种物相中元素的分配。
电子能谱法：是测定电子的一种方法，它是研究表面化学的有力工具,并可用于除H和He以外任何元素的。
俄歇电子能谱法：应用于分析无机及有机试样的组成，价态及结构，一般为无损分析。放射化学分析，有、光子活化法、带电粒子等。
穆斯堡尔谱法：所探测的对象是单个的，可用于研究材料中的杂质原子和空位对材料性能的影响。分析，具有高鉴别及检测能力，可以分析所有元素。火花源质谱适于测定。微区分析，微区直径约1～5□m，深度约几十埃，可进行扫描分析，几乎可分析所有的元素。
：是利用阴极（或阳极）变化过程作为依据的一种方法。其特点是灵敏度高、试液用量少，可测定浓度极小的物质。
：是一种使用电位法来测量溶液中某一的指示电极，能快速、连续、无损地对溶液中的某些离子活度进行选择性地检测。
，其中有和恒电流。
：是一种分离分析法，利用混合物中各组分在不同的两相中溶解、解析、吸附、或其他亲和作用性能的差异，而互相分离。按的物态，可分为和，按固定相使用形式，可分为、和。
仪器分析重要意义
仪器分析自20世纪30年代后期问世以来，不断丰富分析化学的内涵并使分析化学发生了一系列根本性的变化。随着科技的发展和社会的进步，分析化学将面临更深刻、更广泛和更激烈的变革。现代分析仪器的更新换代和仪器分析新方法、新技术的不断创新与应用，是这些变革的重要内容。因此，仪器分析在高等院校分析化学课程中所处的地位日趋重要。许多地方高校为了使自己培养的人才能从容迎接和面对新世纪科学技术的挑战，已将仪器分析列为化学等专业学生必修的专业基础课。故编写适应地方高校有关专业使用的仪器分析教材是教材改革的重要内容之一。
仪器分析就是利用能直接或间接地表征物质的各种特性（如物理的、化学的、生理性质等）的实验现象，通过探头或传感器、放大器、分析转化器等转变成人可直接感受的已认识的关于物质成分、含量、分布或结构等信息的分析方法。也就是说，仪器分析是利用各种学科的基本原理，采用电学、光学、精密仪器制造、、计算机等先进技术探知物质化学特性的分析方法。因此仪器分析是体现、科学与技术高度结合的一个综合性极强的科技分支。 仪器分析的发展极为迅速，应用前景极为广阔。
仪器分析发展历程
经过19世纪的发展，到20世纪20～30年代，分析化学已基本成熟，它不再是各种分析方法的简单堆砌，已经从经验上升到了理论认识阶段，建立了分析化学的基本理论，如分析化学中的、、的作用原理、沉淀的生成和溶解等基本理论。
20世纪40年代以后，一方面由于生产和科学技术发展的需要，另一方面由于使人们的认识进一步深化，分析化学也发生了革命性的变革，从传统的化学分析发展为仪器分析。
仪器分析不同分析
涉及的范围很广，其中常用的有、和。光学分析法是基于人们对物质光谱特性的认识而发展起来的一种分析测定方法。17世纪将白光分成了光谱以后，科学家对光谱进行了研究。19世纪前半期，人们已经把某一和某种物质联系了起来，并提出了光谱定性分析的概念。在此基础上，德国化学家本生和物理学家合作设计并制造了第一台用于的，实现了从原理到光谱分析的过渡，产生了一种新的分析方法即。19世纪后半期，人们又对光谱定量分析的可能性进行了探讨。1874年，洛克厄通过大量实验得出结论，认为光谱定量分析只能依据的强弱。到20世纪，用光电量度法测定了光谱线的强度，后来，被应用于光谱定量分析。与此同时，光谱分析中的另一种方法即利用物质的的吸收光度法，也得到了发展。
分析法是利用物质的电化学性质发展起来的一种分析方法。
仪器分析电重量分析
首先兴起的是。美国化学家把应用于分析化学中，用测定铜，后来这种方法被广泛应用于生产中。电重量分析法存在着耗时长、易氧化等缺点，化学家在研究中把物质的电化学性质与容量分析法结合起来，发展了一种新方法，这就是。电容量分析法中发展较早的是，其后，分析法和也相继发展起来。
仪器分析色谱分析
分析法是基于色谱现象而发展起来的一种分析方法。1906年，俄国植物学家认识到所谓色谱现象和分离方法有密切联系，而且对分离有重大意义。他用这种方法分离了植物色素，并系统地研究了上百种吸附剂，奠定了色谱分析法的基础。20世纪30年代，具有性能的合成树脂问世，解决了一系列疑难问题，提高了。由于单纯的分离意义不大，20世纪50年代，人们开始将分离方法和各种检测系统联接起来，分离分析同时进行，于是人们设计和制造了大型。除了上述的方法以外，现代仪器分析法还有法、分析法、电子能谱法、等等。
仪器分析分析原理
仪器分析室
仪器分析是根据被测组分的某些物理的或物理化学的特性，如光学的、电学的性质，进行分析检测的方法，因此，它实际上已经超出了化学分析的范围和局限，成为生产和科学各个领域的工具。
分析化学中的分析是分离和测定的结合，分离和测定是构成分析方法的两个既相独立又相联系的基本环节。分离是使物质纯化的一种手段，而纯化的背后是物质的不纯，是物质具有混合性。我们知道，化学家所说的物质，指的是物质本身，是某种单质或化合物。这里所说的物质本身，意思是以纯粹的形式存在的物质，没有其他物质混合于其中的物质，也就是人们通常所说的。可是，无论是天然存在的还是人工制造的物质，都不是绝对纯的，绝对纯是达不到的，绝对纯只能在理论中或思想上存在。因此，在化学分析中，首先遇到的矛盾就是纯与不纯的矛盾。
仪器分析基本途径
分离是纯化物质的一种手段。分离一般有两条基本途径：一条是将所要分析的物质从混合物中提取出来，另一条则是将杂质提取出来。这两条途径是同一原理的两种不同的实现方式，它们互为正反，互为表里。在分析化学发展的历史中，产生了许多分离方法。在古代，在酿造业中应用了蒸馏、结晶等分离手段；在近代，产生了各种各样的分离方法，如沉淀分离、分离、分离、分离等。分离是有限度的。有些混合物由于性质非常相似，分离非常困难，如果不分离，共存的组分又互相干扰。在化学分析中，常常从分离操作中演变出其他方法，如掩蔽方法。
在仪器分析的发展史上，试样和试剂有不同的发展形式和内容。在早期，需要分析的是自然物，如矿石和植物，这些就是试样，而与其发生作用，从而进行鉴别的主要是火。后来，被分析的是溶液，与之发生变化的也是溶液，这时，试样和试剂都是溶液。人们最早使用的试剂是一种叫五倍子的植物浸液，被用于测定矿泉水中的铁。随着实践和认识的发展，大量植物浸液应用于化学分析之中，形成了天然植物试剂系列。在应用天然试剂的过程中，人们也在研究如何制备化学试剂。世界上第一个人工制备的分析化学试剂是黄血盐溶液，由此开创了化学试剂的新领域，拓宽了分析化学的研究范围。
仪器分析创新变革
随着生产、生活和科学的发展，作为被分析的试样，其外延扩大了，从单一的自然物发展为自然物和人工。试样的内涵深化了，要求分析的内容不再局限于物质的定性组成，还要求分析各组分的含量。与此同时，试剂的种类越来越多，应用范围也越来越广。一种可以用多种试剂进行分析，一种试剂也可用于分析多种试样，同时还产生了类似于系统分析中组试剂的一般性试剂。在当代，被分析的试样既有各类混合物，也有一些纯净的化合物，既要求进行，还要求进行、生物大分子的测定等等。试剂也有很大发展，应用于分析化学的试剂，有各种物理化学试剂、和，还研究和制备了一系列相对于某种分析方法的专用试剂、特效试剂和特殊试剂。
仪器分析设备
在分析过程中，又产生了一种关系，这就是灵敏度和准确度的关系。灵敏度是被测组分浓度或含量改变一个单位所引起的的变化。若考虑分析时存在等因素，灵敏度实际上就是被测组分的最低。准确度是测量值的可靠程度，实质上是测量值与的接近程度，一般用误差来表示。在分析中，既要求分析方法具有一定的灵敏度，又要求具有一定的准确度。就具体的分析方法来说，灵敏和准确常常发生矛盾。有的分析方法有较高的准确度，却不够灵敏；有的分析方法灵敏度较高，但却不够准确。前者如，后者如。现代科学技术的发展，要求高准确度和高灵敏度，现代仪器分析正是适应这种要求而发展起来的。在分析化学发展的初期，人们只是在实践中掌握了一些简单的分析、检验方法，当时既没有化学理论，也没有分析方法的理论。随着分析、检验实践的进步和发展，各种分析和检验方法被应用于生产、生活和科学研究之中，并对这些方法进行了概括和总结，形成了分析化学理论，分析化学才真正成为一门科学。
在仪器分析的发展中，理论和方法的相互作用，需要中介和桥梁，这就是技术。理论要起指导作用，要转化为方法，需要特定的仪器、设备和试剂。而制作和使用仪器或工具，正是通常所说的技术的特点。例如，原理早在时期就已初步形成，到18世纪已经发展成熟，利用特征进行物质的鉴定的思想也已有人提出，但是，直到19世纪中期，才实现了。其原因在于，到这个时候，才应用光谱学原理制作出了可用于分析的。技术是实现和实施方法的保证，仪器分析方法尤其如此。
仪器分析现代仪器
现代仪器分析应用了现代分析化学的各项新理论、新方法、新技术，把、学、富里叶变换、、、生物学、、电化学、激光、计算机及软件成功地运用到现代分析的仪器上，研发了（、、）、（UV、IR、MS、、Flu）、色谱（GC、LC）、、法、、、、离子选择性电板、火焰光度分析等现代分析仪器，计算机的应用则极大地提高了仪器分析能力，因此现代分析仪器灵敏度高，选择性好、低、准确性好，在数据处理和显示分析结果，实现了分析仪器的自动化和样品的连续测定。
仪器分析发展趋势
现代科学技术的发展、生产的需要和人民生活水平的提高对分析化学提出了新的要求，为了适应科学发展，仪器分析随之也将出现以下发展趋势：
1.方法创新 进一步提高仪器分析方法的灵敏度、选择性和准确的。各种选择性检测技术和多组分同时分析技术等是当前仪器分析研究的重要课题。
2.分析仪器智能化 微机在一起分析法中不仅只运算分析结果，而且可以储存分析方法和标准数据，控制仪器的全部操作，实现分析操作自动化和智能化。
3.新型检测和非破坏性检测 离线的分析检测不能瞬时、直接、准确地反映生产实际和生命环境的情景实况，布恩那个及时控制生产、生态和生物过程。运用先进的技术和分析原理，研究并建立有效而使用的实时、在线和高灵敏度、高选择性的新型动态分析检测和非破坏性检测，将是21世纪仪器分析发展的主流。和、、DNA传感器、等不断涌现；的出现也为活体分析带来了机遇。
4.多种方法的联合使用 仪器分析多种方法的联合使用可以使每种方法的优点得以发挥，每种方法的缺点得以补救。联用分析技术已成为当前仪器分析的重要发展方向。
5.扩展时空多维信息 随着环境科学、宇宙科学、能源科学、生命科学、、生物医学等学科的兴起，的发展已不局限于将待测组分分离出来进行表征和测量，而且成为一门为物质提供尽可能多的的科学。随着人们对客观物质认识的深入，某些过去所不甚熟悉的领域（如多维、不稳定和等）也逐渐提到日程上来。采用现代光谱、质谱、等分析方法，可提供有机物分子的、空间排列构成及瞬态变化等信息，为人们对化学反应历程及生命的认识提供了重要基础。
总之，仪器分析正在向快速、准确、灵敏及适应特殊分析的方向迅速发展。
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分析化学(仪器分析)第四章-仪器分析(IR)
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题号：2531596试题类型：问答题 知识点：氧气的制取和收集,氢气的制取和收集,实验室制取和收集气体的思路,设计实验和科学探究,化学反应方程式的书写&&更新日期：
化学兴趣小组为了探究化学实验室里一种黑色粉末和一瓶标签破损的无色溶液(如图所示)可能是什么物质,进行大胆猜想并设计实验验证.[发现问题]当把黑色粉末与无色溶液混合时即产生气泡.[查阅资料]在初中化学实验室中,(1)常见的黑色粉末有CuO、MnO2、Fe3O4、铁粉、炭粉等;(2)常见的如图所示的无色溶液有H2O2、H2SO4溶液.[提出假设]黑色粉末是______,无色溶液是______溶液.&(只写一种假设)[进行实验]实验步骤实验现象实验结论①向盛有少许黑色粉末的试管中加入适量的无色溶液;②把燃着的木条移近试管口.①____________②____________①该反应的化学方程式______②该反应的化学方程式______[得出结论]原假设正确.[拓展提高]若要制取该气体,应从下图中选择发生反应的装置为______&(填序号),其理由是______.
难易度：中等
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氧气的制取是初中化学的重点，也是历年中考的热点。我们不仅要学好氧气制取的知识，而且要触类旁通，逐步掌握实验室制取气体的一般思路和方法。中考对制取氧气的考查主要集中在药品选用、实验装置、操作步骤等方面。
实验室制取收集氧气：
&实验室里通常用稀硫酸跟金属锌起反应来制取氢气，也可以用盐酸代替硫酸，用镁或铁代替锌来制取氢气。
氢气的实验室制法：
氢气的工业制法：
实验室制取气体的思路： &&&&& 1．知识要点详解在初中化学中，主要应掌握O2、H2、CO2的实验室制法。可以从制备所需仪器、药品、反应原理、收集方法、实验装置、验满、验纯及操作要点等方面进行比较。通过比较，能够总结和归纳实验室制取气体的思路。即：研究反应原理一根据所选药品的状态和反应条件，选择适当的仪器组成相应的实验装置一根据实验装置的特点，设计合理的实验操作步骤，预测可能的注意事项一根据所制取气体的性质，选择相应的收集、检验、验满及验纯的方法。&&&&& 实验室制取气体及验证其性质的实验，属于基本操作的简单综合实验。通过对比发生装置和收集装置，总结气体的个性及几种气体的共性，提高记忆效果。&&&&&&&2．设计装置的依据制取气体的装置分两部分：气体发生装置和气体收集装置。&&&&& 发生装置的选取根据反应条件和反应物的状态而设计，收集装置是根据气体的性质(主要是物理性质)而确定的。&&&&& 确定收集装置的原则——气体的收集方法是由该气体的性质，如密度、在水中的溶解性、是否与空气或水反应、是否有毒等决定的。
气体发生装置：①“固+固”的反应，简称“固体加热型”，装置如图A所示，如用KMnO4或KClO3和MnO2制O2。 ②“固+液”的反应，简称“固液常温型”，装置如图B、C、D、E。如用H2O2和MnO2制O2、用锌粒与稀H2SO4制H2或用CaCO3与稀盐酸制CO2。同B装置相比，D装置具有便于添加液体药品，制取的气体量较多的优点；C装置不仅添加液体药品方便，而且可通过导管上的开关控制反应的发生和停止；E装置可通过分液漏斗的活塞控制加入药品的量和速度。 ③“固+液”的反应的发生装置的其他改进：为了节约药品，方便操作，可设计如下图所示装置，这些装置都可自动控制。当打开弹簧夹时，溶液进入反应器内开始反应；当关闭弹簧夹时，气路不通，反应产生的气体将溶液压出反应器外，液体与同体分离，反应停止。气体收集装置：
药品的选取和实验方案的设计： (1)可行性：所选取的药品能制得要制取的气体； (2)药品廉价易得； (3)适宜的条件：要求反应条件易达到，便于控制；(4)反应速率适中：反应速率不能太快或太慢，以便于收集或进行实验；(5)气体尽量纯净；(6)注意安全性：操作简便易行，注意防止污染。例如：①实验室制取H2时选用锌粒，而不用镁条、铁片，原因是镁价格贵且反应速率太快而铁反应速率又太慢；酸选用稀硫酸，而不宜用稀盐酸、浓硫酸，因为用稀盐酸制得的H2，因混有HCl而不纯，而锌与浓硫酸反应不生成H2.②制CO2时可选用用石灰石(或大理石)与稀盐酸，而不选用Na2CO3浓盐酸、稀硫酸，原因是Na2CO3，反应速率太快，浓盐酸易挥发出HCl气体，稀硫酸反应不能进行到底，也不能煅烧石灰石，因为条件不易达到，不呵操作；④用KClO3、过氧化氢制O2时，要加少量的MnO2，作催化剂，以加快反应的速率 实验室制取气体的实验操作程序：实验室制取气体存选择好药品、仪器后操作的一般程序：(1)组装仪器：一般按从左到右，从下到上的顺序进行； (2)检查装置气密；(3)装药品：若是固体跟液体反应，一般是是先装入固体再加入液体；(4)准备收集装置：若用排水法收集气体时，应在制取气体之前将集气瓶盛满水；(5)制取气体； (6)收集气体并验满；(7)拆洗仪器。 注意：①给同体加热时．试管口要略向下倾斜； ②用加热KMnO4或KClO3(MnO2作催化剂)的方法制取O2，若用排水法收集，实验完毕时应先把导管移出水槽再移走酒精灯； ③固体跟液体反应制取气体时，要注意长颈漏斗末端要插入液面以下进行液封，以防漏气。 装置的选取与连接：实验室制取气体的实验往往与气体的净化、气体的干燥综合在一起。气体综合实验的装置选择及连接顺序为：
气体净化的几种方法： (1)吸收法：用吸收剂将杂质气体吸收除去。如除去CO中混有的少量CO2，可先用浓NaOH溶液吸收CO2，再用浓硫酸等干燥剂除去水蒸气。常用吸收剂如下表：
(2)转化法：通过化学反血，将杂质气体转化为所要得到的气体：如除去CO2中的CO，可将混合气体通过足量的灼热CuO+COCu+CO2气体的干燥：气体的干燥是通过干燥剂来实现的，选择干燥剂要根据气体的性质。一般原则是：酸性干燥剂不能用来干燥碱性气体，碱性干燥剂不能用来干燥酸性气体，干燥装置由干燥剂的状念决定．(1)常见的干燥剂
(2)干燥装置的选择&①除杂试剂为液体时，常选用洗气瓶，气体一般是 “长进短出”，如下图A。 ②除杂试剂为同体时，常选用干燥管(球形或u 形)，气体一般是“大进小出”，如下图B、C。 ③需要通过加热与固体试剂发生化学反应除去的气体，常采用硬质玻璃管和酒精灯，如下图D。装置连接顺序的确定规律： (1)除杂和干燥的先后顺序 ①若用洗气装置除杂，一般除杂在前，干燥在后。原因：从溶液中出来的气体通常混有水蒸气，干燥在后可将水蒸气完全除去。如除去CO中混有的CO2和水蒸气，应将气体先通过。NaOH溶液，再通过浓H2SO4。 ②若用加热装置除杂，一般是干燥在前，除杂在后。如除去CO2中混有的CO和水蒸气，应将气体先通过浓H2SO4，再通过灼热的CuO。 (2)除去多种杂质气体的顺序一般是先除去酸性较强的气体。如N2中混有 HCl、H2O(气)、O2时，应先除去HCl，再除去水，最后除去O2(用灼热的铜网)。 (3)检验多种气体的先后顺序(一般先验水蒸气)：有多种气体需要检验时，应尽量避免前步检验对后步检验的干扰。如被检验的气体中含有CO2和水蒸气时，应先通过无水CuSO4。检验水蒸气，再通过澄清的石灰水检验CO2.确定气体收集方法的技巧： （1）排水集气法适用于“不溶于水且小与水反应的气体”，如下图A。 （2）向上排空气法适用于“密度比空气大且小与空气成分反应的气体”(相对分子质量大于29的气体)，如下图B。 （3）向下排空气法适用于“密度比空气小且小与空气成分反应的气体”(相对分子质量小于29的气体)，如下图C。&（4）不能用排空气法收集的气体 ①气体的密度与空气的密度相近时不能用排空气法收集 ②当气体与空气中某一成分反应时不能用排空气法收集（5）有毒气体收集方法的确定 ①有毒，但气体难溶于水时，一般采用排水法收集。如下图D②有毒，但气体叉易溶于水时，则采用带双孔胶塞(一长一短的导气管)的集气瓶利用排空气法收集该气体，但必须接尾气处理装置，以免多余的有毒气体逸散到空气中污染空气，如收集氨气可用图E。气体制取实验中关于仪器或装置选择题目的解题技巧： (1)需要研究气体实验室制法的化学反应原理； (2)需要研究制取这种气体所应采用的实验装置； (3)需要研究如何证明制得的气体就是要制取的气体。根据给出的仪器或装置进行选取时，应明确制取气体的发生装置主要是两套(同体加热型和固液常温型)，依据反应物的状态和反应条件来确定选用哪套发生装置；气体的收集装置主要就是三套(向上排空气法、向下排空气法和排水法)，依据气体的性质来确定选用什么样的收集装置。选择仪器时要注意先对实验原理进行判断，然后再根据原理确定装置所需要的仪器。
实验室制取气体的思路图:
科学探究：(1)(2)化学课程中的科学探究，是学生积极主动地获取化学知识、认识和解决化学问题的重要实践活动。它涉及提出问题、猜想与假设、制订计划、进行实验、收集证据、解释与结论、反思与评价、表达与交流等要素。学生通过亲身经历和体验科学探究活动，激发对化学学习的兴趣，增进对科学的情感，理解科学的本质，学习科学探究的方法，初步形成科学探究能力。科学探究是一种重要的学习方式，也是初中化学课程的重要内容，对发展学生的科学素养具有不可替代的作用。
化学学科科学探究的特点(1)新课标改革的理念是倡导探究式学习，“科学探究”是化学课程中重要的学习方式，使学生养成科学的思维方法和创新精神，培养学生的实践能力，因此，科学探究就是让学生有更多的机会去体验知识的探究过程，在探究过程中学习，在合作中学习，在学生与学生、教师与学生的交流中提升。“科学探究”是以问题为中心，南学生自己运用已有的知识选择恰当的手段，探究未知的现象、数据，并通过对获得的现象、数据的分析、归纳，得出正确的实验结论。从而使学生养成科学探究的态度，获得科学方法，提高运用科学知识解决生产、生活中实际问题的能力。(2)针对化学学科的特点，具体可从以下几个方面加强对科学探究的认识：①感受到科学探究是人们获取科学知识、认识客观世界的重要途径；②意识到提出问题和作出猜想对科学探究的重要性，知道猜想必须用事实来验证；③知道科学探究可以通过实验、观察等多种手段获取事实和证据；④认识到科学探究既需要观察和实验，又需要进行推理和判断；⑤认识到合作与交流在科学探究中的重要作用.科学探究的要素和目标：
解答实验探究题的方法技巧：&&&& 科学探究是积极主动地获取化学知识和解决化学问题的重要实践活动，根据题目情景提供的信息，要求学生初步学会运用比较、分类、归纳、概括等方法对获取的信息进行加工。要求考生会发现问题、提出问题、分析问题、并作出合理的猜想与假设，会设计实验验证自己的假设，以此考查学生的化学基础知识、综合实验能力和科学探究能力，培养学生的科学探究精神，提高科学素养。解答此类试题思维要有开放性，能探究性地提出问题．要敏锐地发现问题，提出假设和探究验证假设的方法，用观察到的现象和记录的数据进行推理和判断；要注意对试题提供的信息进行分析、数据的处理以及对探究问题的合理猜想和想象，不要生搬硬套，胡乱猜想，应在短时间内切准题目要害，找准突破口。&&&&&综合实验题答题的基本方法和原则思维过程：原理一反应物一仪器装置一现象一结论一作用一意义一联想 ①实验依据的性质和原理。 ②反应物的状态及其替代物。③装置的性能、使用方法、适用范围、注意事项、是否有替代装置。 ④操作顺序、注意事项或操作错误产生的后果。⑤现象描述要准确、全面、重点突出。 ⑥直接得出结论或导出结论。氧气参加反应的对比实验设计方法：（1）探究氧气与其他物质反应条件的对比试验①温度对比试验。用温度对比试验探究物质的着火点。如木炭和煤的着火点不同。②浓度对比试验。用浓度对比试验探究可燃物能否与氧气发生反应或反应的现象不同。（2）金属生锈条件的对比试验与氧气接触铁不会生锈，与氧气、水同时接触铁才能生锈。铜与氧气、水和二氧化碳同时接触才能生锈。金属的生锈条件探究都是通过对比试验完成的。反应生成氧气速率的对比试验设计方法：（1）催化剂对制取氧气速率影响的对比试验①有无催化剂的对比试验。如氯酸钾制氧气加入和不加入二氧化锰的对比试验。②不同催化剂对过氧化氢分解的对比实验。如可设计对比试验探究MnO2，CuO，Fe2O3等对过氧化氢的分解速率的影响。（2）浓度对制取氧气速率影响的对比实验。如取不同浓度的对氧化氢溶液，加入同质量的MnO2观察H2O2分解速率。在设计对比实验时，必须使用控制变量法。每次对比实验只能研究一个变量，其他的变量应该控制在相同的状态。如设计对比实验研究MnO2和CuO哪种物质对H2O2分解速率影响大，那么容器中的过氧化氢浓度应相同。相反研究浓度对反应速率的影响，必须使用同种，同量的催化剂，温度，压强也应该相同。控制变量法探究固体物质溶解速率：中考试题中常出现探究“影响固体物质在水中的溶解速率的因素”的相关实验问题。在口常生活和实验中定性分析较多，如果定量分析就应该用控制变量法。(1)控制溶质质量、溶剂质量、温度、溶质的颗粒大小，探究搅拌对溶解速率的影响。搅拌比不搅拌溶解得快。(2)控制溶质质量、溶剂质量、温度，探究溶质的颗粒人小对溶解速率的影响，颗粒小的溶解快。(3)控制溶质质量、溶剂质量、溶质的颗粒大小，探究温度对溶解速率的影响，对大多数物质来说，温度越高溶解的速率越快。
探究过程中获取、处理信息的常见方法：（1）观察 ①观察要目的明确、重点清晰，具有典型性。如：做关于物质性质的化学实验，重点观察物质性状的改变，包括气味的改变、气体的逸出、沉淀的产生或溶解、颜色的变化。 ②观察要准确、仔细，事物变化有时微妙、偶然，在偶然、微妙中包含着飞跃，观察仔细、准确，才会有所收获。如：对于葡萄球菌培养皿中生长出的霉菌可杀死葡萄球菌这一现象，一般人难以发现，英国的弗莱明经过仔细观察发现了这一现象，于是出现了造福于人类的青霉素。 ③观察时应对某一事物发生变化前后的现象进行比较，或对相关事物发生变化的现象进行比较，看看相同之处、不同之处，以便从中发现规律。（2）比较分类比较分类也是一种常用的方法，关键是在于将学习对象或所研究问题以一定标准分门别类进行对比。找出异同点，分清研究问题和学习对象的特征及相互关系。如：区分化学变化和物理变化时，需找出区分标准——反应前后的物质是否为同种物质。（3）归纳演绎归纳是解决一般与特殊的重要方法。归纳时应注意对某些或个别的化学现象、化学问题等进行观察，总结它们的共同点。演绎是利用一般的知识、原理等对特殊的事实、现象进行分析，从而认识特殊情形的本质特征、属性。演绎时注意大小前提的正确性，如：元素周期律的发现及元素周期表的建立，既是比较归纳的结晶，也是演绎的功劳。发展科学探究能力：科学探究的活动包括观察、提问、实验、比较、推理、概括、表达及运用等活动，科学思维具有广阔性、深刻性、独立性和敏捷性。下面谈谈科学探究的几种能力。(1)观察能力观察能力是在亲身实验的条件下观察事物的能力，是有目的、有计划地感知客观事物的能力。观察能力的培养重在观察、发现问题，在科学探究中很重要的一点就是把观察到的内容通过文字描述或者绘图等多种形式表达出来。观察是科学探究的重要手段。(2)提出问题的能力学生在生活、学习活动中，对自己身边的生活现象或学习化学时遇到的一些事例，能依据所给资料提出有探究价值的问题，并能对可能的答案作出猜想或假设。(3)操作能力科学探究往往是以实验为载体进行的，而科学探究的重要环节是通过实验验证假设与猜想，从而得出正确的结论，要动手实验，首先要掌握实验操作的基本技能，然后再按一定的操作顺序进行操作。常言道“实践出真知”，就说明了动手操作的重要性。(4)分析能力分析是通过对整体中的各个部分进行单独研究从而了解整体本质的探究方法。实验过程中要对实验现象、实验数据进行分析，找出它们的规律，然后要思考这些数据说明了什么，对你的假设是否有帮助。对整体中各个部分的研究是认识整体过程的基础。 (5)比较能力比较是将两件或两件以上的事物，通过诸多方面的比较，从而得出异同的过程。比较是分类、归纳和概括的基础。比较能力的培养，对学生认识事物、掌握规律起着巨大作用。因此，在科学探究中应重视比较能力的培养。(6)归纳概括能力归纳概括是根据一部分信息来推断总体信息。要正确地做出归纳概括，从总体中选出的样本就必须具有代表性、广泛性。如：在学习酸的化学性质时，盐酸和稀硫酸都能使紫色的石蕊试液变红，即可归纳概括出大多数酸溶液都能使紫色石蕊试液变红，这就利用r归纳概括技能。 (7)推理能力当你对观察到的现象做出解释时，即在进行推理时，要注意推理不一定就是事实，即使是根据正确的观察做出的推论，也可能是错误的。要证明推论正确，唯一的方法就是再进一步观察、调查和研究。(8)评价能力做出评价就是评估某件事情的好坏、对错。如：评价一个实验方案的设计是否合理，操作是否方便，对环境是否有害等。做出评价前，需要全面地考虑到事情的正面与反面，并明确自己持有什么样的观点和评价标准。在科学探究中要学会评价。 (9)合作学习能力化学学习中的科学探究过程，往往是学生小组或团队活动的过程，在合作探究中，学生应具有团结协作、资源共享的能力。化学科学探究性试题分类： (1)发现问题类探究题从生活现象、自然现象和实验现象中选出有价值的问题。解释此类问题的关键：观察、分析、联想，提出的问题要有探究价值，要有利于设计实验方案，有利于现象的观察和描述。解答此类探究题的方法：根据题目要求，从不同的角度提出问题，并进行猜想和假设。可以从以下八个方面提出问题和进行猜想： a．从“对立面”中发现问题和猜想；b．从“逆向思维”中发现问题和猜想；c.从生活或实验中发现问题和猜想； d．从探索闪果中发现问题和猜想；e．在异常中发现问题和猜想；f．在类比中发现问题和猜想；g．在归纳判断中发现问题和猜想；h．在“理所当然”中发现问题和猜想。然后结合猜想，依据已有的知识经验(如：物质的颜色、状态、气味等宏观性质和特征)去解答问题。注意提出的假设要周密、合理，有科学依据。 (2)假设、验证类探究题对问题有可能的答案作出猜想或假设，并据已有的知识经验对猜想或假设作出初步验证计划，以便设计实验方案。解答时，一是要围绕问题从不同的角度、不同的侧面进行假设或猜想，假设越全面，结论越可靠；二是要注意假设的合理性，要符合化学规律、化学原理，不能凭空设想；三是要从本质上去分析现象，抓住本质提出假设。(3)收集证据、解释与结论类探究题此类探究题是运用调查、查阅资料等方式收集解决问题的证据，并对所收集的证据和获得的信息进行简单的加工与整理，通过分析比较、分类、归纳概括等方法，认识知识之间的联系，从而得出正确的结论并对结论作出正确的解释。收集证据，要有较强的实证意识，会观察、记录，准确精练的表述是解答此类题目的关键。 (4)结果分析、反思与评价类探究题此类探究题是对所获得的事实、证据进行总结、归纳，得出正确结论，对探究活动进行反思与评价。解答时可用比较、分类、概括、归纳等方法对证据和事实进行加工处理，利用逆向思维，对探究结果进行评价。而实验评价题是由题目提供一套或多套方案，从某一角度或几个方面评价方案的优劣。(5)综合性探究类此类探究题是对科学探究的基本过程中的几要素进行全方位的考查，体现探究的全过程，解答时要注意结合实践经验和亲身体验，探究性地提出问题，用观察到的现象和数据进行推理、判断，根据试题的目的和要求，结合题设巾的材料，进行解答，思维要有开放性。
化学方程式的书写原则遵循两个原则：一是必须以客观事实为基础，绝不能凭空设想、主观臆造事实上不存在的物质和化学反应；二是遵循质量守恒定律，即方程式两边各种原子的种类和数目必须相等。
书写化学方程式的具体步骤:(1)写：根据实验事实写出反应物和生成物的化学式。反应物在左，生成物在右，中间用横线连接，如: H2+O2——H2O，H2O——H2+O2。 (2)配：根据反应前后原子的种类和数目不变的原则，在反应物和生成物的化学式前配上适当的化学计量数，使各种元素的原子个数在反应前后相等，然后将横线变成等号。配平后，化学式前的化学计量数之比应是最简整数比，如:2H2+O2=2H2O，2H2O= 2H2+O2。 (3)注：注明反应条件【如点燃、加热(常用“△”表示)、光照、通电等〕和生成物的状态(气体用“↑”。沉淀用“↓”。)。如:2H2+O22H2O，2H2O2H2↑+O2↑。 化学计量数:化学计量数指配平化学方程式后,化学式前面的数字。在化学方程式中，各化学式前的化学计量数之比应是最简整数比，计数量为1时，一般不写出。书学化学方程式的常见错误:
书写化学方程式时条件和气体、沉淀符号的使用:（1）.“△”的使用 ①“△”是表示加热的符号，它所表示的温度一般泛指用酒精灯加热的温度。 ②如果一个反应在酒精灯加热的条件下能发生，书写化学方程式时就用“△”，如:2KMnO4 K2MnO4+MnO2+O2↑。 ③如果一个反应需要的温度高于用酒精灯加热的温度，一般用“高温”表示;如:CaCO3CaO+ CO2↑&（2）“↑”的使用&①“↑”表示生成物是气态，只能出现在等号的右边。 ②当反应物为固体、液体，且生成的气体能从反应体系中逸出来，气体化学式后应该加“↑”。如Fe+ 2HCl==FeCl2+H2↑。 ③当反应物是溶液时，生成的气体容易溶于水而不能从反应体系中逸出来，则不用“↑”，如:H2SO4+ BaCl2==FeCl2+2HCl④只有生成物在该反应的温度下为气态，才能使用“↑”。 ⑤若反应物中有气态物质，则生成的气体不用标 “↑”。如:C+O2CO2 （3）“↓”使用 ①“↓”表示难溶性固体生成物，只能出现在等号的右边②当反应在溶液中进行，有沉淀生成时，用 “↓”，如:AgNO3+HCl==AgCl↓+HNO3③当反应不在溶液中进行，尽管生成物有不溶性固体，也不用标“↓”，如:2Cu+O22CuO ④反应在溶液中进行，若反应物中有难溶性物质，生成物中的难溶性物质后面也不用标“↓”。如:Fe +CuSO4==FeSO4+Cu.化学方程式中“↑”和“↓”的应用：①“↑”或“↓”是生成物状态符号，无论反应物是气体还是固体，都不能标“↑”或“↓”; ②若反应在溶液中进行且生成物中有沉淀，则使用“↓”；若不在溶液中进行，无论生成物中是否有固体或难溶物，都不使用“↓”; ③常温下，若反应物中无气体，生成物中有气体.
提取信息书写化学方程式的方法:&&&&& 书写信息型化学方程式是中考热点，题目涉及社会、生产、生活、科技等各个领域，充分体现了化学学科的重要性，并考查了同学们接受信息、分析问题和解决问题的能力。解答这类题日的关键是掌握好化学方程式的书写步骤，可按两步进行:首先正确书写反应物和生成物的化学式，并注明反应条件及生成物状态；第二步就是化学方程式的配平。
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2、 2006年6月,我省某市再次发生瓦斯爆炸特大事故。瓦斯已成为导致我市煤矿特大恶性事故的“头号杀手”。瓦斯存在于煤层及周围岩层中,是井下有害气体的总称。 (1)瓦斯属于 (选填“纯净物”或“混合物”)。瓦斯的主要成分是甲烷,瓦斯爆炸会产生高温、高压和冲击波,并放出有毒气体。产生有毒气体的化学方程式可能是: 。 (2)当发生瓦斯爆炸时,下列自救措施不当的是 (填序号)。A.站在原地不动 B.背对爆炸地点迅速卧倒 C. 选择合适通道迅速逃生 D.若眼前有水,应俯卧或侧卧于水中,并用湿毛巾捂住口鼻 (3)为了防止煤矿爆炸,应采取的措施是: 。 (4)通过学习可知:化学物质可以造福于人类,但有时也会给人类带来危害。请你举出生活中的一种物质加以说明: 。
3、 下面有关报道,不符合科学事实的是[ ]A.疏通煤气管道时,充入氩气引起火灾并发生爆炸 B.梅雨季节,一内部被虫蛀空的老柳树突然起火,烧毁 C.有易燃、易爆物的工作场所,严禁穿化纤衣物 D.一老汉因拉亮电灯,寻找煤气漏气处而引发大火,并引起爆炸
4、 实验室制取氧气大致可分为以下几个步骤:①点燃酒精灯,加热试管 ②检查装置的气密性 ③将高锰酸钾装入大试管,管口放一小团棉花,塞上带导管的单孔塞,固定在铁架台上 ④用排水法收集氧气⑤熄灭酒精灯⑥将导管从水中取出。正确的操作顺序是 [ ]A.②③①④⑥⑤ B.③②①④⑥⑤ C.②③①④⑤⑥ D.③④①②⑤⑥
5、 化学反应往往伴随着一些现象的发生。但CO2与NaOH的反应没有明显现象。为了通过一些明显的实验现象来说明CO2与NaOH溶液发生了反应,某研究性学习小组的同学设计了如下两个装置。请你分析并回答下列问题:(1)请写出两种装置中可能发生的现象:A ,B 。(2)为了进一步验证CO2与NaOH溶液已经发生了反应并生成了新物质,请你来设计一个简单的实验,检验生成的新物质并书写下列实验报告。
6、 下列各图所示变化属于化学变化的是 [ ]A.灯泡通电发光 B.铁丝在氧气中燃烧 C.湿衣晾干 D.食盐水的蒸发
7、 据报道,俄罗斯科学家最近合成了核电荷数为114的元素的原子,经测定该原子的相对原子质量为289,则中子数与电子数之差是_____________。
8、 有①液氧、②干冰、③5%的过氧化氢溶液、④水银,从中选择适当的物质用序号填空(每空只填一个序号):(1)属于混合物的是_____________;(2)属于氧化物的是_______________;(3)属于金属单质的是 ___________;(4)含有氧分子的是 _____________。
9、 下列各组内的物质,按混合物、化合物、单质顺序排列的是[ ]A.洁净的空气、氯化氢、液态氧 B.石油、煤、天然气 C.氢氧化钠、食用醋、汞 D.冰水共存物、干冰、氮气
10、 下列情况下,试管内的固体属于纯净物的是[ ]A.氯酸钾正在分解产生氧气时 B.氯酸钾完全分解放出氧气后 C.高锰酸钾正在分解产生氧气时 D.高锰酸钾完全分解放出氧气后
11、 下列物质属于纯净物的是 [ ]A.海水 B.矿泉水 C.二氧化硫 D.石灰石
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13、 在工农业生产和日常生活中,化学物质具有广泛的用途。请用下列物质的化学式选择填空:氦气、氮气、氧化钙、盐酸、硝酸、硫酸亚铁。 ⑴可用来替代氢气作为探充空气球的稀有气体是 。 ⑵可用于生产炸药、染料,与金属反应一般不产生氢气的酸是 。⑶可用于治疗缺铁性贫血的药物是 。⑷为了防止某些食品受潮,在其包装袋中放入一小袋干燥剂,这种干燥剂是 。
14、 在发酵面团中加入下列某种物质的溶液揉和,既能除去面团中的酸,又能使蒸出的馒头疏松多孔。这种物质是: [ ]A.Na2CO3 B.Ca(OH)2 C.CaO D.NaCl
15、 从H、O、C、Cl、Ca五种元素中,选择适当的元素组成符合下列要求的物质,并用化学式填空(每空只填一种物质)。(1)相对分子质量最小的氧化物是 ;(2)农业上用来降低土壤酸性,改良土壤结构的是 ;(3)可用于金属表面除锈的是 ; (4)厨房用的酸性调味品是 ; (5)建筑材料大理石的主要成分是 。(6)可做温室气肥的是 ;
16、 根据氯化钠和硝酸钾的溶解度表,回答下列问题:
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