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如何全面理解掌握22个重要实验

1.萃取与分液

分液是把两种互不相溶、密度也不相同的液体分离开的方法。如油水混合物。萃取是利用溶质在互不相溶的溶剂里的溶解度不同,用一种溶剂把溶质从它与另一种溶剂所组成的溶液中提取出来的方法。选择的萃取剂应符合下列要求:与原溶液中的溶剂互不相溶;与溶质不发生化学反应;对溶质的溶解度要远大于原溶剂,并且溶剂易挥发。如从碘水中提取碘:碘水→萃取→分液→碘的溶液四氯化碳溶液→蒸馏→碘。常用萃取剂:四氯化碳、苯、汽油、煤油等。

主要仪器:分液漏斗、烧杯

操作要点:分液:让分液漏斗下端紧靠烧杯内壁,打开分液漏斗上口玻璃塞,打开活塞,让下层液体从分液漏斗下口流出到分界面,再关闭活塞,上层液体由上口倒入另一烧杯。萃取:在分液漏斗中加溶液和萃取剂,右手堵住漏斗上口塞,左手握活塞,倒转用力振荡,放气,正立放铁圈上静置,待液体分层后进行分液。

注意事项:

①将要萃取的溶液和萃取溶剂依次从上口倒入分液漏斗,其量不能超过漏斗容积的1/2,塞好塞子进行振荡。

②振荡时右手捏住漏斗上口的颈部,并用食指根部压紧塞子,以左手握住旋塞,同时用手指控制活塞,将漏斗倒转过来用力振荡。

③静置分层后分液时,下层液体从漏斗下口放出,上层液体从上口倒出。

问题:(1)为什么酒精、如何全面理解掌握22个重要实验裂化汽油不能作为碘水的萃取剂?

(2)如何检查分液漏斗是否漏液?分液漏斗为什么不宜盛放碱性液体?除了用于萃取与分液操作外,分液漏斗还有何用途?

(3)分液漏斗与长颈漏斗在使用上有何差别?分液漏斗与恒压分液漏斗在使用上有何差别?

(4)溴、碘在水溶液和有机溶剂(苯或四氯化碳)中的颜色分别如何?

2 .离子的检验(Cl、Ag、SO42、CO32NH4、Fe3+)

(1) Cl离子的检验。

将少量的硝酸银溶液滴入盛有少量待测液的试管中,振荡,如果有白色沉淀生成,再加入少量的稀硝酸,如果沉淀不溶解,则证明Cl离子的存在。

问题:如果不加稀硝酸,有白色沉淀生成,能证明一定存在Cl离子吗?为什么?

(2)Ag离子的检验。

将少量盐酸或少量可溶性的盐酸盐溶液倒入盛有少量待测液的试管中,振荡,如果有白色沉淀生成,再加入少量的稀硝酸,如果沉淀不溶解,则证明Ag离子的存在。

(3) SO42离子的检验。

向盛有少量待测液的试管中,加入足量的稀盐酸酸化,无现象,在滴入少量氯化钡溶液,振荡,如果有白色沉淀生成,则证明SO42离子的存在。

问题:①向待测液中加入足量的稀盐酸酸化,可以防止哪些离子的干扰?为什么?如果用稀硝酸酸化,又有哪些离子的干扰?为什么?如果用硝酸钡溶液、稀硝酸为试剂,有白色沉淀生成,能证明一定存在SO42离子吗?为什么?

[提示:可以排除可能含有的CO32、SO32、PO43或HPO42、SiO32、Ag等离子的干扰。因为盐酸酸化,可发生如下离子反应:CO32+2H==CO2↑+H2O、SO32+2H==SO2↑+ H2O、PO43+3H==H3PO4、HPO42+2H==H3PO4(H3PO4和BaCl2在溶液中不发生反应)、SiO32+2H==H2SiO3↓、Ag+Cl==AgCl↓。Ag、SO32、HSO3等离子会干扰SO42离子的检验。因为Ag与BaCl2溶液会发生反应,SO32或HSO3的离子可被稀硝酸氧化成SO42离子。]

② Ba(OH)2溶液能否替代BaCl2溶液?如果先滴加BaCl2溶液而后加足量稀盐酸,能证明一定存在SO42离子吗?为什么?

(4) CO32离子的检验。

①将少量的盐酸或硝酸加入盛有少量待测液的试管中,如果有无色无味的气体放出,将此气体通入盛有少量澄清石灰水的试管中,如果石灰水变浑浊,则证明原待测液中有CO32离子的存在。

问题:这种检验方法能证明一定存在CO32离子吗?为什么?

②将少量的氯化钙(或硝酸钡,硝酸钙,氯化钡)溶液加入盛有少量待测液的试管中,如果产生白色沉淀(排除HCO3),再加入盐酸产生无色无味气体(排除SO32),沉淀溶解,再将产生气体通入澄清石灰水,变浑浊(通入过量浑浊消失),则证明原待测液中有CO32离子的存在。

(5)NH4离子的检验。

向盛有少量试液的试管中,加入氢氧化钠溶液,加热,在试管口放湿润的红色石蕊试纸,如果试纸变蓝,说明原溶液中有NH4离子。

问题:向盛有少量试液的试管中,加入氢氧化钠稀溶液,在试管口放湿润的红色石蕊试纸,如果试纸不变蓝,说明原溶液中没有NH4离子。对吗?为什么?

(6) Fe3+离子的检验。

①向盛有少量试液的试管中,加入氢氧化钠溶液,如果生成红褐色沉淀,说明原溶液中有Fe3+离子。

②向盛有少量试液的试管中,加入硫氰化钾溶液,如果溶液呈血红色,说明原溶液中有Fe3+离子。

问题:①如果向盛有少量FeCl2溶液的试管中,分别加入氢氧化钠溶液、硫氰化钾溶液可以观察到何现象?无现象的,需要加入何试剂后,能得到与FeCl3溶液同样的现象?

②如果不用氢氧化钠溶液、硫氰化钾溶液两种试剂鉴别Fe3+和Fe2+离子,还可以利用哪些试剂鉴别Fe3+和Fe2+离子?

3.配制一定物质的量浓度的溶液

(1)实验步骤:

①计算

②称量或量取

③溶解或稀释(待烧杯中溶液冷却至室温后再转移到容量瓶中)

④转移(转移时要用玻璃棒小心引流,不得将液体洒到容量瓶外;引流时,玻璃棒下端应靠在容量瓶刻度线以下的瓶颈内壁上)

⑤洗涤(用少量蒸馏水洗涤烧杯及玻璃棒2-3次,洗涤液全部转移至容量瓶)

⑥振荡(将容量瓶振荡,使溶质与溶剂充分混匀)

⑦定容(往容量瓶加蒸馏水至刻度线以下1-2cm时,改用胶头滴管逐滴加入,至溶液凹液最低点面恰好与刻度线相切)

⑧摇匀(盖好瓶塞,上下颠倒、摇匀)

⑨装瓶贴标签(标签上注明溶液名称、浓度等)。

(2)实验仪器:

托盘天平(固体溶质时使用)、量筒(浓溶液稀释时使用)、烧杯、玻璃棒、容量瓶(应注明规格)、胶头滴管、药匙。

如何全面理解掌握22个重要实验


(3)注意事项:

①容量瓶常用的规格:50 mL、100mL、250mL、500 mL、1000 mL 等规格,只有一个刻度线且标有量程规格和使用温度,只能配制瓶上规定容积的溶液。要根据所配溶液的体积,选取合适规格的容量瓶。若配制480 mL 或240 mL 的溶液,应分别选用500 mL 或250mL 的容量瓶。

②容量瓶使用前必须检查是否漏水,查漏方法是往容量瓶内加入一定量的水,塞好瓶塞,用食指顶住瓶塞,用另一只手的五指托住瓶底,把瓶倒立过来,若不漏水,将瓶正立,再把瓶塞倒转180°后塞紧,再把瓶倒立过来,若不漏水,方可使用。

③容量瓶使用“八不”:不能用容量瓶进行固体溶解或浓溶液稀释;不能将容量瓶作为反应器或长期存放溶液;不能直接往容量瓶倒液;不能不洗涤玻璃棒和烧杯;不能用手掌紧贴住瓶体操作(因为瓶内溶液受热会发生体积的变化,使配制的溶液浓度不准确);定容时加蒸馏水不能超过刻度线;读数时不能仰视或俯视;摇匀后,如果液面降到刻度线下,不能向容量瓶中再加蒸馏水(因为瓶塞、瓶口是磨口的,有少量溶液残留)。

④易水解的强酸弱碱盐应加少量相应的酸;易氧化的物质应在使用前配制。

(4)误差分析:

根据实验原理:C= n/V = m/MV

误差分析关键:①溶液中溶质物质的量或质量②溶液的体积

以配制100mL1mol/L NaOH溶液为例,对以下能引起误差的一些操作进行判定,所配制的NaOH溶液浓度是偏高还是偏低或无影响?

①用托盘天平称量 NaOH时,如砝码有污物或已锈蚀。因为砝码有污物质量会变大,致使称量值偏大,则配制的溶液浓度偏高。若砝码有残缺,结果如何?

②用托盘天平称量 NaOH时,药品与砝码左右位置颠倒,又用了游码。因物码颠倒,使用了游码,使得称量值大于实际所称取的NaOH质量,则配制的溶液浓度偏低。若用天平称量 NaOH时,物码颠倒,但未用游码,结果如何?

③用托盘天平称量 NaOH时,用滤纸称量或称量时间过长。由于用滤纸称量,部分 NaOH发生潮解,还会有少量的 NaOH粘贴在滤纸上,甚至部分NaOH与空气中的CO2反应生成Na2CO3,得到Na2CO3和NaOH的混合物,造成NaOH损耗,则配制的溶液浓度偏低。若NaOH不纯(如 NaOH中混有少量Na2O)。结果如何?若NaOH不纯(如含有其他不转化为NAOH的杂质)。结果如何?若称量NaOH的小烧杯,烧杯壁上有少量水洙。结果如何?

④称好后的药品放入烧杯时,有少量撒在烧杯外。溶解搅拌时有部分液体溅出。转移时有部分液体溅出。未洗涤烧杯和玻璃棒2~3次。洗涤液未注入容量瓶。由于这些操作均造成溶质质量减少,则配制的溶液浓度偏低。若配好的溶液装入试剂瓶时,不慎溅出部分溶液。结果如何?

⑤容量瓶洗净后未干燥。烧杯洗净后未干燥。因为未干燥有湿存水,不影响溶质质量,对所配制的溶液浓度无影响。若用所配溶液润洗容量瓶。结果如何?

⑥NaOH溶解后未冷却至20℃,就开始转移溶液注入容量瓶定容。由于热溶液温度较高其体积大于室温时溶液的体积,溶液配制后恢复至室温,造成所加蒸馏水偏少,则配制的溶液浓度偏高。若溶解过程是吸热,未恢复到室温。结果如何?

⑦容量瓶定容时,仰视液面读数。因为仰视液面,会使液面比实际液面低,相当于多加了蒸馏水,则配制的溶液浓度偏低。若容量瓶定容时,俯视液面读数。结果如何?若配制稀硫酸溶液,用量筒量取浓硫酸时,仰视或俯视液面读数。结果如何?

⑧定容时加蒸馏水不小心超过刻度线,而用滴管从容量瓶中吸取部分溶液至刻度线。这是一种错误操作,实验已失败,应该重新配制。因为吸取部分溶液后,造成溶质损耗,则配制的溶液浓度偏低。若摇匀后发现液面低于刻度,再加蒸馏水至刻度线。由于容量瓶属于“容纳量”式的玻璃量器,定容完成后溶液的体积恰好为容量瓶的标定容量,摇匀时少量的溶液沾在瓶塞或磨口处是正常现象,不用再加蒸馏水至刻度线,若再加会造成溶剂量偏大,则配制的溶液浓度偏低。

4.钠的性质

实验原理:金属钠的物理性质,金属钠的化学性质——还原性。

实验过程:(1)用镊子取一小块金属钠,用滤纸吸干表面的煤油,置于滤纸上。用小刀切去一端的表层,迅速让学生观察切面的颜色。

(2)向一只盛有水的培养皿中滴加几滴酚酞溶液,然后把切去表层的小块(约绿豆粒般大小)金属钠投入水中,观察反应的现象和溶液颜色的变化。

(3)将切好的金属钠一小块放在石棉网上加热,使其与氧气反应。

实验现象及结论:(1)钠沉于煤油的底部。(说明钠的密度怎样呢?为什么钠要保存在煤油中呢?钠的密度比煤油小,保存在煤油中可以隔绝空气和水。) 钠很容易用小刀切开。(说明钠的质地怎么样?软/硬?钠是银白色固体、质软)钠的切面迅速从光亮的银白色变暗了,失去了金属光泽。(钠露置在空气中很快就会被空气中的氧气氧化生成Na2O:4Na+O2==2Na2O。)

(2)钠浮在水面上。(说明钠的密度小于水) 钠熔化成小球。(说明反应放热,钠的熔点低)钠在水面上会游动。(说明钠与水接触部位发生反应产生了气体,气体推动小球迅速游动。由于气体、小球、水相互撞击而发出嘶嘶声) 钠逐渐消失。(说明反应剧烈,速率很快) 加入酚酞的水溶液会变红。(说明反应生成了碱,钠与水的反应2Na+2H2O==2NaOH+H2↑)

(3)钠在空气中加热会剧烈燃烧,发出明亮的黄色火焰,得到淡黄色的产物。(2Na+O2 如何全面理解掌握22个重要实验Na2O2)

问题:①未用完的钠要及时放回原试剂瓶,为什么?

②取用钠要用镊子,不要用手直接接触,为什么?

③比较钠在常温下、加热条件下分别与氧气反应生成的产物。钠的两种氧化物有何相似的化学性质?写出有关反应的化学方程式。

④比较等量且大小形状均相同的金属钠分别与水、盐酸、乙醇、氯化铵溶液中反应,观察到的现象有何不同?为什么?写出有关反应的化学方程式。

⑤将金属钠分别投入到CuSO4、MgCl2、FeCl3、AlCl3、Ca(HCO3)2等溶液中,观察到的现象是什么?写出有关反应的离子方程式。

⑥为什么钠能把四氯化钛中钛置换出来,而不能把CuSO4溶液中Cu置换出来呢?

5 .氢氧化铝的两性

实验原理:氢氧化铝为两性氢氧化物,能与强酸反应生成盐和水,又能与强碱反应生成盐和水。

实验过程:在一支大试管中放入一定量的0.5mol/L 硫酸铝溶液,滴加氨水直到不再产生沉淀为止。将沉淀分成两份:一份滴加盐酸,一份滴加氢氧化钠溶液,观察发生的现象。

实验现象及结论:硫酸铝溶液与足量氨水反应产生白色胶状沉淀。[说明氢氧化铝不溶于弱碱氨水,Al2(SO4)3+6NH3·H2O==2Al(OH)3↓+3(NH4)2SO4]一份氢氧化铝沉淀中加入盐酸,观察到白色沉淀逐渐溶解直至消失。[说明氢氧化铝的具有碱性,可与强酸发生中和反应生成盐和水,Al(OH3+3HCl==AlCl3+3H2O] 一份沉淀中加入氢氧化钠溶液,观察到白色沉淀逐渐溶解直至消失。{说明氢氧化铝的具有酸性,可与强碱发生中和反应生成盐和水,Al(OH)3+NaOH==Na[Al(OH)4] }

问题:①实验室中制备氢氧化铝时,一般不用氢氧化钠等强碱代替氨水与铝盐反应,为什么?实验室中制备氢氧化铝时,一般不用盐酸等强酸代替二氧化碳与四羟基合铝酸盐溶液反应,为什么?

②如何鉴定明矾中的确有铝离子存在?

③向氯化铝溶液中滴加氢氧化钠溶液的现象与向氢氧化钠溶液中滴加氯化铝溶液的现象有何不同?为什么?用离子方程式表示原因。若四羟基合铝酸盐溶液与盐酸滴加顺序不同,现象会不同,为什么?用离子方程式表示原因。若氯化铝溶液与四羟基合铝酸盐溶液滴加顺序不同,现象会不同,为什么?用离子方程式表示原因。

④既能与强酸反应又能与强碱反应的常见物质有哪些?请小结之。并写出有关反应的化学方程式。

⑤氢氧化铝具有两性的本质原因是因为存在酸式电离和碱式电离,请结合电离平衡移动的原理解释氢氧化铝的两性。

⑥铝土矿的主要成分是Al2O3,含SiO2、Fe2O3、MgO等杂质,请设计实验方案从铝土矿中提取纯净的氧化铝。并写出有关反应的离子方程式。

6.铁及其化合物间的转化

实验原理:Fe的还原性、Fe3+的氧化性、Fe2+既有还原性又有氧化性;Fe、 Fe3+、Fe2+之间的转化关系。

实验(1):探究Fe具有还原性,并实现“Fe→Fe2+与Fe→Fe3+”的转化。

实验操作:在三只试管中,分别倒入约5mL 的稀硫酸、5mL 的硫酸铜溶液、5mL 的稀硝酸,各加入少量的铁粉,并振荡试管,观察试管内的实验现象。
  实验现象及结论:盛稀硫酸的试管中,有气泡生成,溶液呈浅绿色,铁粉不断溶解。盛硫酸铜溶液的试管中,有红色物质生成,溶液蓝色变浅,铁粉不断溶解。盛稀硝酸的试管中,有气泡生成,溶液呈黄色,铁粉不断溶解。说明Fe具有还原性,Fe遇稀硫酸或硫酸铜反应生成硫酸亚铁,Fe遇稀硝酸反应生成硝酸铁。有关转化反应的离子方程式:

Fe+2H==Fe2++H2↑; Fe+Cu2+== Fe2++Cu;Fe+4H+NO3==Fe3++NO↑+2H2O

转化规律:Fe与弱氧化剂(如Cu2+、Ag、S、I2、非如何全面理解掌握22个重要实验氧化性酸等)反应时生成+2价的铁的化合物。Fe与强氧化剂(如Cl2、F2、Br2、稀HNO3、热浓HNO3、热浓H2SO4等)反应时生成+3价的化合物。

实验(2):探究Fe3+具有氧化性,并实现“Fe3+→Fe2+”的转化。

实验操作:在三只试管中,分别盛有少量FeCl3溶液,然后分别加入少量铁粉、铜片、KI溶液及CCl4,振荡试管,观察实验现象。

实验现象及结论:加入铁粉的试管中,溶液从黄色变为浅绿色,铁粉不断溶解。加入铜片的试管中,溶液从黄色变为蓝绿色,铜片不断溶解。加入KI溶液及CCl4的试管中,溶液分层,CCl4层呈紫红色。说明Fe3+具有氧化性,Fe3+遇较强还原剂时,可转化为Fe2+。有关转化反应的离子方程式:

2Fe3++Fe== 3Fe2+;2Fe3++Cu== 2Fe2++Cu2+;2Fe3++2I==I2+2Fe2+

转化规律:还原性比亚铁离子强的还原剂都能实现“Fe3+→Fe2+”的转化。如:Zn、Fe、Cu等金属单质;S2-、H2S、SO2、H2SO3、亚硫酸盐、I、HI等还原剂。+3价铁的固体化合物在高温下与H2、CO、碳、铝等还原剂起反应时,被还原成单质铁。

实验(3):探究Fe2+既有还原性又有氧化性,并实现“Fe2+→Fe3+与Fe2+→Fe”的转化。

实验操作:向盛有FeSO4溶液的试管中,滴加KSCN溶液,溶液不显红色,再向试管中滴加几滴新制的氯水(或双氧水),并振荡试管,观察实验现象。

向盛有FeSO4溶液的试管中,加入锌片,并振荡试管,观察实验现象。

实验现象及结论:往FeSO4溶液中加氯水(或双氧水),溶液呈血红色。说明Fe2+具有还原性, Fe2+可被强氧化剂氧化成Fe3+。往FeSO4溶液中加锌片,锌片不断溶解,溶液从浅绿色变为无色,有黑色固体生成。说明Fe2+具有氧化性, Fe2+可被强还原剂还原成Fe。有关转化反应的离子方程式:

2Fe2++Cl2==2Cl+2Fe3+; Fe3++3SCN==Fe(SCN)32Fe2++H2O2+2H==2H2O+2Fe3+; Fe2++Zn==Fe+Zn2+

转化规律:氧化性比铁离子强的氧化剂都能实现“Fe2+→Fe3+”的转化,Fe2+在转化中显还原性。如:Cl2、Br2、O2等非金属单质;稀HNO3、浓HNO3、浓H2SO4等氧化性酸;KMnO4、K2Cr2O7、H2O2、Na2O2等其他氧化剂。+2价铁的化合物溶液与Mg、Al、Zn强还原剂或+2价铁的固体化合物在高温下与H2、CO、碳、铝等起反应时,被还原成单质铁,反应中+2价铁的化合物显氧化性。

问题:①用FeSO4溶液和NaOH溶液制取Fe(OH)2时,为什么滴管可以伸入到液面以下?为什么制备FeSO4溶液要用煮沸过的蒸馏水?为什么要用新煮沸过的NaOH溶液?(均是为了防止空气中的O2将Fe2+氧化成Fe3+。)

②Fe2+既不能在碱性条件下稳定存在,也不能在空气中稳定存在的,那么在酸性和中性两种情况下,FeSO4溶液被氧气O2氧化的离子方程式如何书写?

(酸性条件下:4Fe2++O2+4H==4Fe3++2H2O;中性条件下:12Fe2++3O2+6H2O ==8Fe3++4Fe(OH)3↓)

③如何除去FeCl3溶液中的FeCl2?如何除去FeCl2溶液中的FeCl3?写出有关反应的离子方程式。

④实验室中如何保存FeSO4溶液?如何鉴别Fe Cl2溶液与FeCl3溶液?

⑤在FeBr2溶液中分别通入足量Cl2、少量Cl2时,离子方程式如何书写?若向FeI2溶液中通入少量Cl2时,离子方程式又是如何书写?

⑥在FeCl3和CuCl2的混合液中,加入一定量的Fe粉,完全反应后,溶液中一定有的金属阳离子是什么?如果反应后有固体剩余,则溶液中一定没有的离子是什么?一定有的金属阳离子是什么?如果反应后剩余的固体只有Cu,则溶液一定没有的离子是什么?一定有的金属阳离子是什么?可能有的金属阳离子是什么?如果反应后剩余的固体为Fe和Cu,则溶液中一定没有的离子是什么?一定有的金属阳离子是什么?

⑦在原一定条件下,铁分别与O2、H2O(气)反应时,生成物中铁元素是什么价态?

⑧取少量的酸性KMnO4溶液、稀HNO3、Na2O2分装三支试管中,分别滴加FeSO4溶液,并振荡试管,观察到的实验现象分别是什么?写出有关反应的离子方程式。

7 .碳酸钠与碳酸氢钠的性质

实验原理:碳酸钠、碳酸氢钠分别与强酸或强碱的反应;碳酸钠、碳酸氢钠溶液的弱碱性;碳酸氢钠的不稳定性。

实验(1):碳酸钠、碳酸氢钠分别与盐酸反应

实验操作:各取少量碳酸钠、碳酸氢钠固体于两试管中,分别滴入盐酸,观察实验现象。各取饱和碳酸钠溶液、碳酸氢钠溶液5mL 放入两根试管中,分别向其中逐滴慢慢地加入0.05mol/L 的稀盐酸溶液,观察反应现象。

实验现象及结论:碳酸钠、碳酸氢钠固体加入盐酸均产生无色气体,碳酸氢钠遇到盐酸放出气体比碳酸钠剧烈得多。饱和碳酸钠溶液、碳酸氢钠溶液逐滴滴入盐酸,碳酸氢钠溶液就有气体生成,饱和碳酸钠溶液先无现象后生成气体。说明碳酸钠、碳酸氢钠都能与盐酸等酸反应产生CO2气体。碳酸氢钠与盐酸反应放出CO2比碳酸钠与盐酸反应放出快,是因为加入盐酸后,HCO3直接与H结合生成不稳定的H2CO3分解生成CO2。而碳酸钠溶液中存在大量CO32,加入盐酸后,CO32先与H结合生成HCO3,再与H结合才能生成H2CO3,所以放出CO2速度慢。

Na2CO3+2HCl==2NaCl+CO2↑+H2O;NaHCO3+HCl==NaCl+CO2↑+H2O;Na2CO3+HCl==NaHCO3+NaCl;NaHCO3+HCl==NaCl+CO2↑+H2O

实验(2):碳酸钠、碳酸氢钠溶液分别与澄清石灰水反应

实验操作:在两支试管中分别加入2-3mL 澄清石灰水,分别向其中加入少量的碳酸钠溶液、碳酸氢钠溶液,观察实验现象。

实验现象及结论:两支试管中均有白色沉淀生成。说明碳酸钠、碳酸氢钠都能与氢氧化钙等碱反应。

Na2CO3+Ca(OH)2==2NaOH+CaCO3↓;NaHCO3+Ca(OH)2==NaOH+CaCO3↓+H2O

实验(3):碳酸钠、碳酸氢钠溶液分别测pH

实验操作:分别测量0.1mol/L 的碳酸钠溶液、碳酸氢钠溶液的pH,比较其大小。

实验现象及结论:碳酸钠溶液、碳酸氢钠溶液的pH均大于7,且碳酸钠溶液的pH大于碳酸氢钠溶液的pH。说明碳酸钠溶液与碳酸氢钠溶液均可水解呈碱性,且碳酸钠的水解程度大于碳酸氢钠的水解程度。

CO32+H2O 如何全面理解掌握22个重要实验OH+HCO3; HCO3+H2O 如何全面理解掌握22个重要实验OH+H2CO3

实验(4):碳酸氢钠不稳定性质实验

实验操作:在一干燥的试管里放入碳酸氢钠粉末,约占试管体积的1/6。试管口用带有导管的单孔胶塞塞紧,并把试管用铁夹固定在铁架台上,使管口略向下倾斜。导管的一端浸在盛有澄清石灰水的烧杯里。加热试管,观察实验现象。

实验现象及结论:烧杯中澄清石灰水变浑浊,试管口有水珠产生。说明碳酸氢钠不稳定,受热分解生成水和二氧化碳等。

2NaHCO3 如何全面理解掌握22个重要实验Na2CO3+CO2↑+H2O

问题:①如何鉴别Na2CO3和NaHCO3?有几种方法?如果是NA2CO3溶液和NaHCO3溶液又如何鉴别?如果是NA2CO3溶液和稀盐酸,不用试剂如何鉴别?

②泡沫灭火器中使用小苏打而不使用苏打,为什么?做面条时,为了防止面粉较长时间储存变酸,加入适量面碱选用苏打而不选用小苏打,为什么?洗涤餐具及实验室里的玻璃仪器时,选用苏打而不选用小苏打,为什么?治疗胃酸过多时,选用小苏打而不选用苏打,为什么?

③向苏打饱和溶液中通入足量的二氧化碳气体会观察到有晶体析出,为什么?

④如何实现Na2CO3和NaHCO3的相互转化?

⑤如何除去碳酸钠固体中少量的碳酸氢钠?如何除去碳酸氢钠溶液中少量的碳酸钠?

⑥候氏制碱法的原理是将二氧化碳通入氨水的氯化钠饱和溶液中,反应生成小苏打,过滤后将小苏打加热分解得到纯碱,请用化学方程式表示其反应原理。

8.氨及铵盐的性质

实验原理:氨极易溶于水,NH3与水反应,氨与酸反应。铵盐受热易分解,铵盐与碱反应放出氨气。

实验(1):氨的喷泉实验

实验操作:如图所示,用干燥的圆底烧瓶收集的一瓶NH3,用带有玻璃管和滴管(滴管中预先吸入水)的塞子塞紧瓶口,将烧瓶倒置在铁架台上。玻璃管插入到盛有水的烧杯中(水中预先滴入少量酚酞试液),轻轻地挤压滴管的胶头,使少量的水进入到烧瓶,观察现象。

如何全面理解掌握22个重要实验


实验现象及结论:烧瓶内形成红色喷泉。说明氨极易溶于水。烧杯中的水能够进入烧瓶形成喷泉,主要是因为烧瓶内部的压强远远小于外部压强,这样外界压强就能够将烧杯中的水挤压进烧瓶,而内部压强减小主要原因就是NH3极易溶于水。溶液显红色,说明氨溶于水后呈碱性。碱性又说明了氨溶于水时能与水反应产生一水合氨,它能够部分电离出铵根离子和氢氧根离子。

NH3+H2O 如何全面理解掌握22个重要实验NH3·H2O 如何全面理解掌握22个重要实验NH4+OH或NH3+H2O 如何全面理解掌握22个重要实验NH4+OH
问题:①喷泉实验成败的关键是什么?如果喷泉的水不能够充满烧瓶,可能的原因有哪些?(装置气密性不好或瓶塞未塞紧或氨气收集不满或收集氨气时烧瓶内空气未排尽或氨气吸潮)

②HCl、SO2、NO2等易溶于水的气体能否形成喷泉?是否只有溶解度很大的气体才能形成喷泉?SO2、CO2、Cl2等酸性气体易溶于NaOH溶液,能否形成喷泉?CH4、C2H6、C2H4等有机物的气体易溶于汽油等有机溶剂,能否形成喷泉?C2H4、C2H2等不饱和的有机物的气体与溴水能否形成喷泉?

③如果将NO2和O2以体积比4∶1混合、NO和O2以体积比4∶3混合、HCl和NH3以体积比1∶1混合、H2S和SO2以体积比2∶1混合等,能否形成喷泉?

④喷泉实验中装满水的胶头滴管作用是什么?如果没有装满水的胶头滴管,请你说明引发喷泉的可能方法?

⑤除了以上实验装置外,能否采用其他装置形成喷泉?喷泉实验的基本原理是什么?

实验(2):氨与酸反应

实验操作:分别在两个集气瓶中滴入几滴浓氨水和浓盐酸,盖上玻璃片,然后抽去中间的玻璃片,观察现象。

实验现象及结论:瓶内产生大量白烟。说明氨能与盐酸反应,生成固体氯化铵小颗粒分散在空气中形成白烟。

NH3+HCl==NH4Cl

实验(3):铵盐受热易分解

实验操作:取少量氯化铵固体放在试管中加热,观察现象。取少量碳酸氢铵固体放在试管中加热,并将生成的气体通入新制的澄清石灰水中,观察现象。

实验现象及结论:试管底部氯化铵固体减少,接近试管口出现白雾,又凝结成晶体附于试管壁。说明氯化铵加热易分解,生成的两种气体在试管口又会重新化合生成氯化铵。试管底部碳酸氢铵固体减少甚至消失,澄清石灰水变浑浊。说明碳酸氢铵加热易分解生成CO2、NH3、H2O。

NH4Cl 如何全面理解掌握22个重要实验NH3↑+HCl↑;NH3+HCl== NH4Cl;NH4HCO3如何全面理解掌握22个重要实验NH3↑+CO2↑+H2O

实验(4):铵盐与碱反应放出氨气

实验操作:如图所示,在实验室里常用氯化铵和氢氧化钙加热的方法来制取少量NH3。用向下排气法收集并用湿润的红色石蕊试纸检验NH3是否收集满。

如何全面理解掌握22个重要实验


实验现象及结论:湿润的红色石蕊试纸变蓝。说明铵盐与碱反应放出氨气。

2NH4Cl+Ca(OH)2 如何全面理解掌握22个重要实验CaCl2+2NH3↑+2H2O

问题:①生产Cl2的化工厂常用浓氨水来检查生产设备和管道是否漏气,如果有白烟生成,则说明已发生漏气,这是为什么?

②用试管收集氨气时,为什么要塞一团棉花?如何干燥NH3?能否浓硫酸干燥NH3?能否用无水氯化钙固体干燥NH3

③能否使用NH4HCO3、NH4NO3代替NH4Cl?为什么?能否使用NaOH、KOH代替Ca(OH)2?为什么?使用如何全面理解掌握22个重要实验碱石灰代替消石灰有什么优点?

④实验室为了快速制得氨气,能否用浓氨水加固体NaOH(或加碱石灰、或加生石灰)来制取?为什么?

9 .二氧化硫和浓硫酸的性质

实验原理:二氧化硫还原性和氧化性,二氧化硫的漂白性。浓硫酸的强氧化性。

实验(1):二氧化硫的还原性

实验操作:用亚硫酸钠与较浓的硫酸反应制备的二氧化硫分别通入酸性KMnO4溶液、溴水中,观察现象。

实验现象及结论:酸性KMnO4溶液和Br2水都褪色。说明SO2会被强氧化剂KMnO4和Br2氧化,体现了SO2的还原性。

2KMnO4+5SO2+2H2O==K2SO4+2MnsO4+2H2SO4SO2+Br2+2H2O== 2HCl+H2SO4

问题:将过量SO2通入澄清石灰水中,有何现象?为什么?将SO2通入BaCl2溶液有何现象?为什么?再向其中滴加H2O2溶液或稀硝酸或氯水,有何现象?为什么?写出有关反应的离子方程式。

实验(2):二氧化硫的氧化性

实验操作:分别收集一瓶二氧化硫和硫化氢气体,将两瓶气体混合,观察现象。

实验现象及结论:集气瓶内壁有淡黄色固体和水生成。淡黄色固体是硫单质,说明SO2氧化了H2S生成S和H2O,体现了SO2的氧化性。

SO2+2H2S==3S↓+2H2O

问题:将过量SO2通入Na2S溶液中,有何现象?为什么?写出有关反应的化学方程式。某溶液中混有Na、S2-、SO32、SO42、H等离子,能否大量共存?为什么?用离子方程式表示。

实验(3):二氧化硫的漂白性

实验操作:收集一试管二氧化硫气体,验证其水溶性后在试管的溶液中加入品红溶液,振荡,观察现象;再加热试管,再观察现象。

实验现象及结论:品红溶液红色褪去,加热后红色又恢复。说明SO2易溶于水且具有漂白性。

问题:SO2的漂白原理和HClO的漂白原理是否一致呢?为什么?将SO2和Cl2分别通入紫色石蕊试液,有何现象?为什么?如果将SO2和Cl2以体积比通入品红溶液中,有何现象?为什么?请尽可能列举可用来鉴别SO2和CO2气体的方法。

实验(4):浓硫酸的强氧化性

实验操作:将一小片铜片放入盛有浓硫酸的试管中,加热,观察现象。

实验现象及结论:铜片不断溶解,溶液呈蓝色,有刺激性气味气体生成。说明不活泼的金属铜会被浓硫酸氧化生成硫酸铜,硫酸被还原成SO2,体现了浓硫酸的强氧化性。

Cu+2H2SO4(浓) 如何全面理解掌握22个重要实验CuSO4+SO2↑+2H2O

问题:在浓硫酸和蔗糖发生反应的实验中,哪些现象是表明浓硫酸的脱水性?哪些现象是表明浓硫酸的强氧化性?写出有关反应的化学方程式。(变黑是脱水性,因为蔗糖在按照H2O的比例脱水后剩下C,故是黑色的。有刺激性气体生成是SO2,说明浓硫酸被还原了,体现浓硫酸有强氧化性)

10.探究钠、镁、铝单质的金属性强弱

实验原理:钠、镁、铝的金属性强弱顺序是钠﹥镁﹥铝。判断金属性强弱的依据:①单质跟水(或酸)反应置换出氢的难易程度;②最高价氧化物对应水化物的碱性强弱;③单质与盐溶液的置换反应。

实验操作:⑴Na与冷水(水中滴加酚酞试液)的反应。注意:①固体钠的取用;②滴管的使用。

⑵Mg分别与冷水、热水(水中滴加酚酞试液)的反应。注意:①用砂纸擦除镁带表面的氧化膜;②滴管的使用;③液体的加热。

⑶Mg、Al分别与盐酸的反应。注意:①用砂纸擦除镁条和铝片表面的氧化膜;②液体药品的取用。

⑷MgCl2溶液、AlCl3溶液中滴加过量的NaOH溶液。注意:①液体药品的取用;②滴管的使用。

实验现象及结论:⑴Na与冷水剧烈反应,放出无色气体,溶液变红。2Na+2H2O==2NaOH+H2↑,Na的金属性很强,与冷水剧烈反应,生成的NaOH是强碱,能使酚酞试液变红。

⑵Mg与冷水缓慢、与沸水迅速反应,镁带表面有少许气泡,镁带表面变微红。Mg+2H2O如何全面理解掌握22个重要实验Mg(OH)2+H2↑,Mg的金属性不如Na强,要与沸水反应,生成的Mg(OH)2是中强碱,能使酚酞试液变浅红。

⑶Mg、Al与盐酸剧烈反应,放出无色气体,但Mg比Al更剧烈。

Mg+2HCl==MgCl2+H2↑,2Al+6HCl==2AlCl3+3H2↑,Mg为活泼金属,与盐酸反应剧烈;Al的金属性不如Mg强,与盐酸反应不如Mg剧烈。

⑷MgCl2溶液、AlCl3溶液中均生成白色沉淀,加过量NaOH溶液时,AlCl3溶液中生成的白色沉淀又溶解消失。

MgCl2+2NaOH==Mg(OH)2↓+2NaCl,AlCl3+3NaOH==A1(OH)3↓+3NaCl,A1(OH)3+NaOH==Na[Al(OH)4],根据强制弱的反应规律知碱性强顺序为:NaOH(强碱)> Mg(OH)2(中强碱) > Al(OH)3(两性氢氧化物)。

金属性强弱顺序为:Na>Mg>Al

问题:①以上实验是如何说明钠、镁、铝金属性的强弱?为什么会有这样的递变规律?

②如何设计实验判断金属的活动性顺序呢?以判断镁、铝、铁、铜的金属活动性顺序为例说明。

③以镁和铝为电极,在酸性或中性介质中构成原电池,镁为负极,铝为正极,若在强碱性介质中构成原电池,则铝为负极,镁为正极。不同的结果对于判断镁、铝金属性强弱是否矛盾呢?为什么?

④请小结可根据哪些实验事实来判断金属性强弱?

11.影响化学反应速率的因素

12.化学反应中的热量变化

实验原理:化学反应中的能量变化,通常表现为热量的变化。若反应中有热量放出,则为放热反应;反之,若反应中有吸收热量的,则为吸热反应。

实验操作:①在一支试管中加少量盐酸,在加少量的NaOH溶液,用手触摸试管外壁,用温度计测量温度,记下温度变化。

②向一支试管中放入几个锌粒,加入5mL2mol/L盐酸,用手触摸试管外壁,有什么感觉?

③在一个小烧杯中加入一定量的Ba(OH)2晶体,再在烧杯中加入一定量的NH4Cl晶体,并用玻璃棒迅速搅拌,使充分反应,用手触摸烧杯外壁,有什么感觉?

实验现象及结论:①试管外壁发热,温度升高,说明反应过程中有热量放出。NaOH+HCl==NaCl+H2O(放热)

②反应产生大量气泡,同时试管外壁发热,温度升高,说明反应过程中有热量放出。Zn+2HCl==ZnCl2+H2↑(放热)

③烧杯外壁发冷,温度降低,说明该反应吸收了大量的热。

Ba(OH)2+2NH4Cl ==BaCl2+2NH3↑+2H2O(吸热)

问题:①常见的放热反应有哪些?常见的吸热反应有哪些?

②大家都感受到了吸热反应和放热反应,在生活生产中有哪些应用?

③化学反应为什么会有能量的变化呢?如何从宏观和微观两个不同的角度加以解释。

13.原电池的工作原理

实验原理:原电池是利用氧化还原反应将化学能转化为电能的装置。原电池的工作原理是将氧化还原反应的氧化反应,还原反应分别在两极上进行,还原剂在负极被氧化,失去的电子通过导线传递给正极,氧化剂在正极被还原,得到电子,从而实现化学能到电能的转化。

实验操作:①将锌片与铜片平行插入盛有稀硫酸的烧杯里,观察发生的现象。②用导线把锌片和铜片连接起来,观察发生的现象。③在导线中间接入一个电流计,观察发生的现象。如图所示。

如何全面理解掌握22个重要实验

稀硫酸

实验现象及结论:①锌片溶解,锌片上有气泡产生。铜片上无气泡。因为Zn比Cu活泼,Cu不能和稀硫酸发生置换反应,而Zn可以置换出硫酸中的氢:Zn+H2SO4==ZnSO4+H2↑。

②铜片上有气泡产生。因为Zn比Cu活泼,容易失去电子,发生氧化反应,电子沿导线流向铜片,电子流进铜片后,溶液中的氢离子在铜片上得到电子产生氢气,发生还原反应,因而铜片上有气泡产生。

③电流计指针有偏转。说明导线上有电子流过。

装置中,锌片(负极)发生氧化反应,Zn-2e-==Zn2+,铜片(正极)发生还原反应,2H+2e-==H2↑。电子由负极经导线流向正极,整个电路形成回路,产生电流,化学能转变为电能。这就是原电池的工作原理。

总反应方程式:Zn+2H==Zn2++H2↑。

问题:①如果将上述实验中的“稀硫酸”改为“CuSO4溶液”,其他不变,能否构成原电池?如果再用比锌活泼的镁代替铜片,再用ZnsO4溶液代替CuSO4溶液与锌片组成原电池,锌片上将发生怎样的电极反应?如果将锌片置于盛有ZnsO4溶液的烧杯中,将铜片根置于盛有CuSO4溶液的烧杯中,分别构成两个电极,外电路仍用导线连接,并通过如何全面理解掌握22个重要实验盐桥将两个隔离的电解质溶液连接起来,能否构成原电池?根据上述实验探究,你认为原电池构成的条件是什么?

②在实验室里,用锌跟稀硫酸反应制取氢气时,为什么粗锌比纯锌反应快?为什么向稀硫酸中加入少量硫酸铜溶液能使制取氢气的反应加快?

③曾经有一位格林太太镶了一颗金牙,但有一次因意外事故,她的金牙旁边的一颗牙齿破碎,牙医为她补了一颗不锈钢牙,可是自那次事故以后,格林太太就留下了“后遗症”:经常头疼、夜间失眠、心情烦躁,拜访了很多当时的名医,使用了当时最先进的仪器,都无功而返,后来,一次偶然机会,她遇见了一位年轻的化学家,化学家很快就解除了她的烦恼,你想知道格林太太到底得了什么“怪病”,年轻的化学家用什么方法解除了格林太太的烦恼吗?

④有一银器因日久其表面生成了硫化银而变黑。现有一旧铝锅和足量的食盐水,你采用什么方法能使银器光泽复原?写出有关反应的电极方程式和电池反应式。(利用原电池原理将银器放在盛有足量食盐水的铝锅中,使之与锅底接触,这样就构成了一个铝为负极,硫化银为正极的原电池,放置一段时间后银器即可恢复光亮。负极:2Al-6e-==2Al3+,正极:3Ag2S+6e-==6Ag+S2-。电池反应为:2Al+3Ag2S+6H2O==6Ag+3H2S↑+2Al(OH)3↓。)

14.乙醇的主要性质

实验原理:乙醇分子是由乙基C2H5-和羟基-OH组成的,羟基比较活泼,它决定着乙醇的主要性质。

实验操作:①向试管中加入约2mL 无水乙醇,用镊子取一小块钠,用滤纸吸干表面的煤油,将钠投入乙醇中,观察发生的现象。并迅速用一配有导管的单孔塞塞住试管口,用一小试管倒扣在导管上,收集反应中放出的气体并验纯。(可以用钠与水反应作对比试验)

②向试管里注入约2mL 无水乙醇,取一根光洁的铜丝绕成螺旋状,放在酒精灯外焰上加热至红热,然后伸入无水乙醇中,反复几次。观察铜丝的变化,闻试管中液体的气味。

实验现象及结论:①钠沉在乙醇底部,形状不变,表面有气泡产生,然后逐渐上升到乙醇表面,体积逐渐减小,最后消失。触摸试管壁,感觉较热。小试管用排气法收集所放出的气体,在试管口点燃,可以听到爆鸣声,证明放出的是氢气。2Na+2CH3CH2OH→2CH3CH2ONa+H2↑,说明:乙醇能和活泼金属钠发生置换反应,乙醇具有类似水的性质,但乙醇和钠反应较平稳,不如水和钠反应剧烈,乙醇羟基(-OH)中的氢原子不如水中的氢原子活泼。

②铜丝表面变黑,伸入无水乙醇后又复原成红色,溶液有刺激性气味。铜丝先和氧气反应生成黑色的氧化铜,氧化铜被乙醇还原生成铜,如此反复操作数次,即能闻到有刺激性气味的乙醛生成。
2Cu+O2如何全面理解掌握22个重要实验2CuO,CuO+CH3CH2OH → CH3CHO+Cu+H2O,总反应的方程式:2CH3CH2OH+O2如何全面理解掌握22个重要实验2CH3CHO+2H2O,说明:在一定条件下,乙醇可被氧化成乙醛。

问题:①试写出乙醇分别与钾、镁、铝反应的化学方程式。

②在乙醇氧化实验中,为什么铜丝一端要卷成螺旋状?为什么要反复操作数次?该实验中乙醇可还原CuO,请小结中学化学中有哪些物质可还原CuO?

③对饮酒后驾车的嫌疑人检验其呼气酒精含量的方法是:利用橙红色重铬酸钾(酸性溶液)放在气体酒精含量探测器中进行检验,让司机对填充了吸附有K2Cr2O7如何全面理解掌握22个重要实验硅胶颗粒的装置吹气。若发现硅胶变色达到一定程度,即可证明司机是酒后驾车。其化学原理是K2Cr2O7在酒精作用下转变为绿色Cr2(SO4)3,这是利用了乙醇的哪些性质?

④电工师傅在焊接铜漆包线的线头时,常把线头放在火上烧一下,然后用酒精处理后再焊接.如此处理后再焊接的目的是什么呢?焊接银器、铜器时,表面会生成发黑的氧化膜,银匠说,可以先把铜、银在火上烧热,马上蘸一下酒精,铜、银会光亮如初!这是何原理?

15.乙酸乙酯的制取和乙酸乙酯(或油脂)的水解

实验原理:

①在浓硫酸的催化作用下,乙醇和乙酸发生酯化反应,生成乙酸乙酯和水。

②在酸或碱存在的条件下,乙酸乙酯与水发生水解反应生成乙酸和乙醇,碱性条件下的水解更完全。

实验操作:①在试管里先加入3mL 无水乙醇,然后一边摇动一边慢慢地加入2mL 浓硫酸和2mL 冰醋酸,加入2~3小块碎瓷片。按下图所示,连接好装置,用酒精灯小心均匀地加热试管3~5min,产生的气体经导管通到饱和碳酸钠溶液的液面上。观察发生的现象。

如何全面理解掌握22个重要实验

②在3支试管中各滴入6滴乙酸乙酯。向第一支试管里加蒸馏水5.5mL;向第二支试管里加1∶5稀硫酸0.5mL、蒸馏水5mL;向第三支试管里加30%的NaOH溶液0.5mL、蒸馏水5mL。振荡均匀后,把3支试管都放入70℃~80℃的水浴里加热几分钟,观察发生的现象。

实验现象及结论:①可看到饱和碳酸钠溶液的液面上有透明的油状液体产生并可闻到香味。说明:在浓硫酸的催化作用下,乙醇分子里的羟基氢原子和乙酸分子里的羟基一起脱去,结合形成水,发生酯化反应生成乙酸乙酯。

CH3COOH+HOCH2CH3如何全面理解掌握22个重要实验CH3COOCH2CH3+H2O

②几分钟后,第三支试管里乙酸乙酯的气味消失了;第二支试管里还有一点乙酸乙酯的气味;第一支试管里乙酸乙酯的气味没有多大变化。说明:在酸(或碱)存在的条件下,乙酸乙酯水解生成了乙酸和乙醇,碱性条件下的水解更完全。

CH3COOCH2CH3+H2O如何全面理解掌握22个重要实验CH3COOH+CH3CH2OH

CH3COOCH2CH3+NaOH如何全面理解掌握22个重要实验CH3COONa+CH3CH2OH

问题:1、制取乙酸乙酯实验:①在配制乙醇、浓H2SO4、乙酸的混合液时,各试剂加入试管的次序为什么是:先乙醇,再浓H2SO4,最后加乙酸?(防止浓H2SO4与乙醇、乙酸混合时放出大量热,造成液体飞溅)

②实验中为什么需要使用过量的乙醇?(由于此反应是可逆反应,为了提高乙酸乙酯的产率,需要适当增大廉价原料乙醇的用量使反应尽可能生成乙酸乙酯,同时也可以提高成本较高的乙酸的转化率)

③浓硫酸的作用是什么?(作催化剂可加快反应速率,作吸水剂使可逆反应向生成乙酸乙酯的方向移动)

④在加热反应混合物时,为什么要用酒精灯小心均匀地加热试管?(防止尚未反应的乙酸、乙醇蒸出)

⑤加热时怎样防止暴沸?(实验前应在反应的混合物中加入碎瓷片,以防止加热过程中发生暴沸)

⑥收集乙酸乙酯时使用饱和碳酸钠溶液的作用是什么?(中和乙酸,溶解乙醇,降低乙酸乙酯的溶解度,有利于溶液分层,析出乙酸乙酯。同时还可以冷却乙酸乙酯,减少乙酸乙酯的挥发)

⑦为什么不能用NaOH溶液代替饱和Na2CO3溶液?(NaOH溶液的碱性太强,会使乙酸乙酯发生水解反应而重新变成乙酸和乙醇)

⑧为什么导气管只接近液面而不能伸到Na2CO3溶液中?(防止倒吸)

⑨装置中的长导管的作用是什么?(导气兼冷凝回流,防止未反应的乙酸、乙醇因蒸发而损耗)

⑩如何从饱和碳酸钠溶液液面上提取生成的乙酸乙酯?(分液)

2、乙酸乙酯水解实验:①在乙酸乙酯水解实验中,为什么乙酸乙酯的用量、水与酸碱的混合液的用量、水浴的温度等均要一样?

②乙酸乙酯水解的温度为什么控制在70℃~80℃的水浴中加热?温度过高有何影响?

③影响乙酸乙酯水解速率的因素有哪些?为什么在碱存在的条件下,乙酸乙酯的水解程度更大?

④工业上,油脂水解制取肥皂是在什么条件下进行?工业上,油脂水解制取如何全面理解掌握22个重要实验高级脂肪酸又是在什么条件下进行?有关反应的化学方程式如何书写?

16.葡萄糖与新制氢氧化铜的反应

实验原理:葡萄糖分子中含醛基,具有还原性,可被新制氢氧化铜氧化。

实验操作:在试管里加入2 mL5%的NaOH溶液,滴入2%的CuSO4溶液5滴,混匀,再加入2mL10%的葡萄糖溶液,加热,观察现象。

实验现象及结论:加热前,看到有蓝色沉淀生成;加热后看到有红色沉淀生成。葡萄糖分子中含醛基,具有还原性,可还原新制氢氧化铜悬浊液,生成砖红色如何全面理解掌握22个重要实验氧化亚铜沉淀。

2NaOH+CuSO4==Cu(OH)2↓+Na2SO4

CH2OH(CHOH)4CHO+2Cu(OH)2如何全面理解掌握22个重要实验CH2OH(CHOH)4COOH+Cu2O↓+2H2O

问题:①糖尿病患者的尿液中常含有葡萄糖,如何检测?

②如何设计实验证明淀粉的水解已经开始?如何设计实验证明淀粉已部分水解?如何设计实验证明淀粉未发生水解?

③酒精、乙酸、葡萄糖三种无色溶液,如何用一种试剂加以鉴别?

17.电解池工作原理

实验原理:电解池是在外加电源的作用下,将电能转变成化学能的装置。电解池的工作原理是让电流通过电解质溶液(或熔融的电解质)后在阴、阳两极引起氧化还原反应的过程,从而实现电能到化学能的转化。

实验操作:①电解熔融NaCl。下图为电解熔融NaCl的装置,容器中盛有熔融的NaCl,两侧分别插入石墨片和铁片作为电极材料,且石墨,铁片分别与电源的正极、负极相连。

如何全面理解掌握22个重要实验

②电解CuCl2溶液。按下图中所示装置连接好仪器,在U形管中加入饱和氯化铜溶液,用石墨棒作电极,接通电源,电解数分钟后,观察阴极(与电源负极连接的石墨棒)表面的颜色,用湿润的淀粉碘化钾试纸检验阳极(与电源正极连接的石墨棒)上放出的气体。

如何全面理解掌握22个重要实验

实验现象及结论:①石墨电极上有气体放出,铁电极区有金属钠生成。在石墨阳极上,Cl失去电子发生氧化反应:2Cl-2e-==Cl2↑,铁阴极上,Na得到电子发生还原反应:2Na+2e-==2Na。说明在电流的作用下,熔融的NaCl发生氧化还原反应生成钠与氯气,电能转化为化学能。2NaCl(熔融)如何全面理解掌握22个重要实验2Na+Cl2↑。

②石墨阴极上覆盖了一层红色物质;石墨阳极上有气泡产生,并可闻到刺激性的气味,该气体能使湿润的碘化钾淀粉试纸变蓝。石墨阴极上Cu2+比H容易放电,发生还原反应:Cu2++2e-== Cu;石墨阳极上Cl比OH容易放电,发生氧化反应:2Cl-2e-==Cl2↑,Cl2+2KI==2KCl+I2,碘单质与淀粉变蓝。说明在电流的作用下,CuCl2溶液中的离子分别在阴阳极发生氧化还原反应生成铜与氯气,电能转化为化学能。CuCl2如何全面理解掌握22个重要实验Cu+Cl2↑。

问题:①电解熔融NaCl和电解饱和氯化钠溶液有何区别?为什么?

②电解池与原电池有什么区别?请列表比较。电镀池与精炼池有什么区别?(以铁件镀铜与电解精炼铜为例进行比较)

③工业制镁是采用电解熔融氯化镁的方法。试分析电解熔融的MgCl2的原理,写出有关的电极反应式和总反应式。为什么不采用电解熔融氧化镁的方法制镁?而工业制铝却采用电解熔融氧化铝的方法,试分析电解熔融的Al2O3的原理,写出有关的电极反应式和总反应式。为什么不采用电解熔融氯化铝的方法制铝?

④从H、Cu2+、Na、Cl、SO42五种离子中选出两种离子组成电解质,按下列要求进行电解(使用如何全面理解掌握22个重要实验惰性电极电解),(1)电解过程中溶液pH增大的有哪些?(电解质用化学式表示,下同)(2)电解过程中溶液pH减小的有哪些?(3)电解过程中溶液pH不变的有哪些?电解过程中溶液pH的变化有何规律?请小结。

18.温度、浓度、催化剂对化学反应速率的影响

实验原理:浓度、温度、压强和催化剂等条件对化学反应速率的影响。

实验操作:①分别向两支装有表面积大致相同的镁条、铁片的试管中同时加入同体积0.5mol·L-1盐酸,观察发生的现象。

②分别向两支装有表面积相同的铁片的试管中同时加入同体积0.5mol·L-1和3mol·L-1的盐酸,观察发生的现象。

③分别将表面积相同铁片同时加入盛有不同温度的盐酸的试管中,观察发生的现象。

④向两支盛有等体积等浓度的双氧水的一支试管中加入二氧化锰粉末,观察发生的现象。

⑤分别向两支装有等质量的块状碳酸钙、碳酸钙粉末的试管中同时滴加同体积同浓度的盐酸,观察发生的现象。

实验现象及结论:①镁条上产生气泡且很快,镁条快消失。铁片上产生气泡但较慢,铁片未消失。Mg+2HCl==MgCl2+H2↑,Fe+2HCl==FeCl2+H2↑,Mg比Fe活泼,与酸的反应剧烈且快。说明:在其他条件相同时,金属的活泼性越强,与酸的反应越快。说明:化学反应速率可由反应物本身的性质决定(内因)。

②加0.5mol·L-1的盐酸的试管内产生的气泡慢,加3mol·L-1的盐酸的试管内产生的气泡快。说明:在其他条件相同时,反应物的浓度越大,化学反应越快。

③温度高的产生的气泡快,温度低的产生的气泡慢。说明:在其他条件相同时,反应物的温度越高,化学反应越快。

④加二氧化锰的双氧水的试管内产生的气泡快,不加二氧化锰的双氧水的试管内产生的气泡慢。在双氧水分解反应中,二氧化锰、氯化铁等均可作催化剂,2H2O2==2H2O+O2↑。说明:在其他条件相同时,使用催化剂,化学反应速率加快。

⑤盛碳酸钙粉末的试管内产生气泡快,盛块状碳酸钙的试管内产生气泡慢。CaCO3+2HCl==CaCl2+H2O+CO2↑,说明:在其他条件相同时,固体反应物的表面积越大,化学反应越快。

通常情况下,增大反应物浓度、升高温度、增大反应物的接触面积以及使用催化剂可以提高化学反应速率。

问题:①一定量的盐酸跟过量的铁粉反应,为了减缓反应速率且不影响生成H2的总量,可向盐酸中加入适量的(    )

A.NaOH(s) B.H2OC.Na2CO3(s) D.CH3COONa(s) E.NaCl溶液

一定量的盐酸跟过量的铁粉反应,为了加快反应速率且不影响生成H2的总量,可采取的措施是( )

A.适当升温B.加入少量的CuSO4(s) C.加入少量的浓H2SO4 D.加入一定量镁粉 E.NaNO3(s)

②请利用所学知识回答问题:⑴消防队员救火时,开门都很小心,因为门一打开就有可能发生爆炸。请解释其中的原因。⑵从化学反应的角度分析,使用电冰箱的主要目的是什么?⑶为什么高压锅做饭快?⑷为什么加酶洗衣粉去污快?⑸为什么烧柴煮饭时要将木柴劈小?

③为什么氯水、浓HNO3、AgNO3溶液、KMnO4溶液、AgBr(s)等要存放在棕色瓶中,并放在冷暗处?为什么强光照射H2与Cl2混合气体、甲烷与Cl2混合气体易发生爆炸等?

④取一定质量的用砂纸打磨好的镁带与足量的浓盐酸混合,反应速度与时间的关系如下图所示。为什么反应速度会先增大,后减小,最后停止?

如何全面理解掌握22个重要实验

19.浓度、温度对化学平衡的影响

实验原理:浓度、温度、压强等条件对化学平衡的影响。

实验操作:①向盛有5mL 0.01mol·L-1FeCl3溶液的试管中加入5mL 0.03mol·L-1 KSCN溶液,溶液呈红色。将此溶液均分置三支试管中,向第一支试管中加入少量1mol·L-1 FeCl3溶液,充分振荡,观察溶液颜色变化;向第二支试管中滴加少量1mol·L-1KSCN溶液,观察溶液颜色变化;向第三支试管中滴加少量NaOH溶液,观察观察现象。

②把NO2和N2O4的混合气体盛在两个联通的烧瓶里,用夹子夹住橡皮管。把一个烧瓶放在热水里,把另一个放在冰水(或冷水)里,如图下图所示,观察现象。

如何全面理解掌握22个重要实验

实验现象及结论:①第一支试管中溶液颜色加深;第二支试管中溶液颜色加深;第三支试管中有红褐色沉淀,且溶液颜色变浅。由于在这个反应体系中存在下列平衡:Fe3++3SCN如何全面理解掌握22个重要实验Fe(SCN)3,滴加浓的FeCl3溶液、滴加浓的KSCN溶液均是增加反应物浓度,使平衡右移,颜色加深。滴加NaOH溶液与Fe3+反应生成红褐色的Fe(OH)3沉淀,减少反应物浓度,使平衡左移,颜色变浅。说明:在其他条件不变时,反应物浓度减小或生成物浓度增大,平衡向消耗生成物的方向移动,即平衡左移;反应物浓度增大或生成物浓度减小,平衡向消耗反应物的方向移动,即平衡右移。

②在热水的烧杯中气体颜色加深;在冷水的烧杯中气体颜色变浅。由于烧瓶中的气体存在下列平衡:2NO2(g)如何全面理解掌握22个重要实验N2O4(g),ΔH=﹣56.9 KJ·mol-1,该可逆反应正反应是放热的,逆反应是吸热的。NO2(g)为红棕色,N2O4(g)为无色,所以混合气体的颜色深浅由NO2的浓度决定。升温气体颜色加深,表明NO2的浓度增大,即平衡向吸热方向移动;降温气体颜色变浅,表明NO2的浓度减小,即平衡向放热方向移动。说明:在其他条件不变时,温度升高,平衡向吸热方向移动;降低温度,平衡向放热方向移动。

问题:①在增大反应物浓度或减小反应物浓度的过程中正、逆反应速率如何变化?在升温或降温过程中正、逆反应速率如何变化?这些反应速率的变化又是如何影响化学平衡移动的?化学反应速率与化学平衡间存在着什么样的关系?某一可逆反应,一定条件下达到了平衡,若化学反应速率改变,平衡一定发生移动吗?若平衡发生移动,化学反应速率一定改变吗?

②在用氯酸钾分解制氧气时加入二氧化锰后能否提高氧气的量?

③已知在K2Cr2O7的溶液中存在如下平衡Cr2O72+H2O如何全面理解掌握22个重要实验2CrO42+ 2H

(橙色)(黄色)

分析加入NaOH溶液(6 mol·L-1)或稀H2SO4溶液有何现象?

④在恒容的容器中,2NO2(g)如何全面理解掌握22个重要实验N2O4(g),平衡后,向容器中再通入反应物NO2,或向容器中再通入生成物N2O4,两种情况下,平衡如何移动?两种情况下,重新达到平衡后,NO2的百分含量如何变化?

20.中和滴定

实验原理:用已知物质的量浓度的酸(或碱)来测定未知物质的量浓度的碱(或酸)的方法叫做酸碱中和滴定。中和滴定是运用中和反应的原理,其实质可以表示为:H+OH==H2O。一元酸碱中和的计算依据c(HV(H)c(OHV(OH)。

实验用品:仪器:酸式滴定管、碱式滴定管、滴定管夹、铁架台、锥形瓶、烧杯。试剂:标准液、待测液、酸碱指示剂、蒸馏水。

实验操作:(用已知浓度的标准盐酸滴定未知浓度的NaOH溶液)

①滴定前的准备:

滴定管:查漏、洗涤、润洗、装液、调液面、记读数。

锥形瓶:注碱液、记读数、加指示剂。

②滴定:在滴定管下放一洁净的锥形瓶,从碱式滴定管放出25.00mL NaOH溶液,注入锥形瓶,加入2滴酚酞试液,溶液立即呈红色。然后,把锥形瓶移到酸式滴定管下,按下图进行操作,逐滴滴入已知物质的量浓度的盐酸,同时不断摇动锥形瓶,使溶液充分混合。随着盐酸逐滴加入,锥形瓶里OH浓度逐渐减小。最后,当看到加入1滴盐酸时,溶液立即褪成无色,说明反应恰好进行完全。停止滴定,准确记下滴定管溶液液面的刻度,并准确求得滴定用去盐酸的体积。为保证测定的准确性,上述滴定操作应重复二至三次,并求出滴定用去盐酸体积的平均值。然后根据有关计量关系,计算出待测的NaOH溶液的物质的量浓度。

如何全面理解掌握22个重要实验

问题:①为什么不用pH试纸直接测定待测酸或碱的浓度?为什么中和滴定操作应平行滴定3次,并取滴定用去盐酸体积的平均值计算滴定结果?

②为什么酸式滴定管只能装酸性或氧化性试剂而不能装碱性试剂?为什么碱式滴定管只能装碱性试剂而不能装酸性或氧化性试剂?

③为什么滴定管使用前要用蒸馏水洗涤,用待装溶液润洗,而锥形瓶不能用待装溶液润洗?

④滴定管的尖嘴部分常常会留有气泡,应如何操作使酸式滴定管或碱式滴定管的尖嘴部分充满溶液且无气泡?

⑤滴定管的刻度与量筒有何差别?要准确量取25.00mL NaOH溶液,要用什么仪器?如何对滴定管中的溶液体积进行准确读数?25.00mL 的滴定管充满溶液后液面恰好在“0”刻度,如果把溶液全部放入烧杯中,其体积是多少?

⑥为什么强酸与强碱之间的互相滴定可选择甲基橙也可选择酚酞作指示剂,而不选择石蕊试液作指示剂?为什么盐酸滴定氨水要选择甲基橙作指示剂,而不选择酚酞试液作指示剂?为什么氢氧化钠溶液滴定醋酸溶液要选择酚酞作指示剂,而不选择甲基橙作指示剂?为什么指示剂用量控制在2~3滴为宜?为什么酸碱指示剂可以判断反应是否恰好完全?借助指示剂判断恰好完全中和是否会有误差?

⑦在滴定过程中,为什么眼睛要注视锥形瓶溶液颜色变化?滴定实验成功的关键是什么?

⑧为什么常用蒸馏水冲洗锥形瓶的内壁?

⑨滴定终点时,多滴一滴或少滴一滴溶液的酸碱性发生怎样改变?溶液的pH发生怎样改变?

⑩若要利用氧化还原反应有利来测定某些物质的含量,如:用已知物质的量浓度的KMnO4溶液测定如何全面理解掌握22个重要实验草酸晶体(H2C2O4·xH2O)中的x值,可否借用中和滴定实验来测定?

实验误差分析:

以一元酸和一元碱的中的滴定为例

c(标)V(待)分别代表标准液浓度、所取待测液体积,均为定值。把一切造成误差的原因都转嫁到V(标)读数的影响上。凡导致标准液体积读数偏大,则待测液浓度偏大。凡导致标准液体积读数偏小,则待测液浓度偏小。

产生误差的因素有:①标准溶液不标准,②仪器洗涤未按要求,③滴定管气泡未排尽,④滴定管读数方法不正确,⑤滴定管漏液,⑥终点判断不准,⑦滴定操作过程和读数过快等。

用已知浓度的盐酸来滴定未知浓度的NaOH溶液时,分析下列各项操作给实验造成的误差(用偏高、偏低、无影响或无法判断等来表示)。

⑴酸式滴定管用蒸馏水洗涤后未用标准盐酸润洗。因为装入标准液后被冲稀,浓度降低,测定所用V(标)比实际所需量大,结果偏高。

⑵碱式滴定管用蒸馏水洗涤后未用待测碱液润洗就用于量取待测液。因为未用待测液润洗,结果待测液被稀释,实验所用V(标)比实际所需量小,结果偏低。

⑶装酸的滴定管尖嘴内气泡未被赶掉就滴定。因为由滴定管流出的盐酸填充气泡部分并没有全部参加反应,误将填充气泡部分的盐酸认为全部参加反应,因而V(标)增大,结果偏高。

⑷装有碱的滴定管尖嘴气泡未排出就用于量取待测液。因为取出的碱量少了(有一部分填充气泡),所用V(标)偏少,结果偏低。

⑸酸式滴管开始仰视读数,终了时俯视读数。视读出V(标)数值小于实际用量,结果偏低。

⑹碱式滴定管开始俯视读数,终了时仰视读数。使所用盐酸的体V(标)读数增大,结果偏高。

⑺锥形瓶中有少量蒸馏水就取待测液,接近终点时用蒸馏水冲洗内壁。因为待测液中溶质的量未变,无影响。

⑻用碱液润洗锥形瓶。测定所用V(标)比实际所需量大,结果偏高。

⑼滴定过程中,摇动锥形瓶时有液体溅出。液体溅出,使实验用V(标)偏少,结果偏低。

⑽滴定过程中,部分酸液滴在锥形瓶外或滴定管漏液。因为均使所用盐酸的体V(标)读数增大,结果偏高。

⑾指示剂变色后,又立即恢复,就停止滴定。因为滴定未达终点,使实验用V(标)偏少,结果偏低。

⑿指示剂(可当作弱酸)用量过多。因为指示剂与碱反应,造成实验所用V(标)比实际所需量小,结果偏低。

⒀滴定到达终点后,立即读数。因为滴定管内壁上附着的标准液尚未流下,致使读出V(标)比实际需要量大,结果偏高。

⒁开始时标准液在滴定管刻度线以上,未予调整。因为刻度线以上无法读数,造成可读出V(标)比实际用量小,结果偏低。

⒂移液管吸取待测液后,悬空放入锥形瓶,少量待测液洒在外面。因为所取的碱液偏少了,使实验用V(标)偏少,结果偏低。

⒃移液管吸取待测液时,仅用少量蒸馏水洗。因为没用待测液润洗,使待测液变稀,所取待测液溶质物质的量变少,实验用V(标)偏少,结果偏低。

⒄NaOH中含有与待测液不反应的NaCl杂质。NaOH中含有不参与反应NaCl,所配的NaOH溶液浓度变小,滴定盐酸时,所需标准液的体积偏大,故测定结果偏大。

⒅NaOH中含有与待测液反应的杂质。若等质量的杂质比待测液耗酸量大,测定结果偏高。若等质量的杂质比待测液耗酸量小,测定结果偏低。因杂质不知何物,故无法判断。

21.氯化铁(或氯化亚锡)水解的促进或抑制

实验原理:氯化铁(或氯化亚锡)都是强酸弱碱盐,溶于水后发生水解,使溶液显酸性。氯化铁(或氯化亚锡)水溶液中加酸抑制水解,加碱促进水解。

实验操作:向试管中加入少量氯化铁(或氯化亚锡)固体,注入适量蒸馏水,振荡试管,观察发生的现象。然后再加入一定量的盐酸,振荡试管,观察发生的现象。

实验现象及解释:少量氯化铁溶于适量蒸馏水,溶液出现浑浊,再加入一定量的盐酸,得到黄色溶液。Fe3++3H2O如何全面理解掌握22个重要实验Fe(OH)3+3H,因水解而导致溶液变成浑浊;增加盐酸即增加氢离子的浓度,抑制铁离子的水解,平衡左移,制得氯化铁溶液。

少量氯化亚锡溶于适量蒸馏水,溶液中产生白色沉淀,再加入一定量的盐酸,白色沉淀溶解。SnCl2+H2O==Sn(OH)Cl↓+HCl,因水解而导致溶液中生成沉淀;

加入一定量的盐酸,抑制亚锡离子水解,碱式氯化亚锡[Sn(OH)Cl]白色沉淀溶解。

问题:①为什么在实验室中配制FeCl3、SnCl2等易水解的盐溶液时,先溶于少量浓盐酸中,再加蒸馏水稀释至所需要的浓度?为什么在实验室中配制SNCl2溶液时,还要加入少量的锡粒?

②加热FeCl3溶液能得到无水FeCl3固体吗?如何得到无水FeCl3固体?

③为什么需要用饱和FeCl3溶液和沸水来制备Fe(OH)3胶体?

④为什么FeCl3可做净水剂?它与明矾净水的原理一样吗?为什么?

⑤不纯的KNO3溶液中若含有Fe3+,可用加热的方法除去所含的Fe3+,为什么?

⑥MgCl2溶液中混有FeCl3溶液,不论加Mg、MgO、Mg(OH)2、MgCO3还是Mg2(OH)2CO3,均可除去Fe3+,为什么?

⑦实验中手不慎被玻璃划破,为什么FeCl3溶液能够应急止血?

⑧金属镁与氯化铁溶液反应时,有气泡产生,溶液颜色逐渐变浅,同时逐渐产生红褐色沉淀。为什么会有这些现象发生?

22.沉淀的转化

实验原理:沉淀转化的实质是沉淀溶解平衡的移动。沉淀转化的规律:通常,一种沉淀可转化为更难溶的沉淀,两种难溶物的溶解能力差别越大,这种转化的趋势越大。

实验操作:在一支试管中加入2mL0·1 mol·L-1ZnsO4溶液,再滴入适量1mol·L-1Na2S溶液,观察沉淀的生成。静置后倾去上层清液,并用蒸馏水洗涤沉淀2~3次。向沉淀中滴加适量0.1 mol·L-1CuSO4溶液,振摇试管,观察实验现象。

实验现象及解释:ZnsO4溶液中滴入Na2S溶液,有白色沉淀生成。ZnsO4与Na2S发生复分解反应生成不溶于水的Zns:ZnsO4+Na2S==Zns↓+Na2SO4

向白色沉淀上滴加CuSO4溶液,沉淀变为黑色,表明有溶解能力更小的黑色CuS沉淀生成。Zns(s)+Cu2+(aq)==CuS(s)+Zn2+(aq)。

问题:①取AgNO3溶液,加NaCl溶液,静置,过滤,沉淀洗涤后,依次加入NaI溶液、Na2S溶液,分别观察到什么现象?为什么?

②将FeS或Mns固体投入到含Cu2+、Hg2+、Pb2+等重金属离子的废水中,为什么可以除去废水中的重金属离子?

③工厂中要定期去除锅炉水垢(含有CaSO4),否则,存在安全隐患。去除锅炉水垢的方法是先用Na2CO3溶液处理,然后再用酸处理。请说明其中的化学反应原理?

④工业上重晶石(主要成分是BaSO4)是制备钡化合物的重要原料,BaSO4不溶于酸,其如何全面理解掌握22个重要实验溶度积比BaCO3还小,但生产中往往利用饱和Na2CO3溶液来处理,使其转化为可溶于酸的BaCO3。请说明其中的化学反应原理?生产中应如何操作以实现BaSO4向BaCO3转化?

⑤在自然界中溶解度小的矿物转变为溶解度更小的矿物也是普遍现象。例如各种原生铜的硫化物经氧化、淋滤作用后可变成CuSO4溶液,并向深部渗透,遇到深层的闪锌矿(Zns)和方铅矿(PbS),并慢慢使之转变为铜蓝(CuS)。请说明其中的化学反应原理?

⑥牙齿表面由一层硬的、组成为Ca5(PO4)3OH的物质保护着,它在唾液中存在下列衡:Ca5(PO4)3OH(s)如何全面理解掌握22个重要实验5Ca2++3PO43+OH,进食后,细菌和酶作用于食物,产生有机酸,这时牙齿就会受到腐蚀,其原因是什么?已知Ca5(PO4)3F(s)的溶解度比Ca5(PO4)3OH更小、质地更坚固。用离子方程表示当牙膏中配有氟化物添加剂后能防止龋齿的原因。

(责任编辑:化学自习室)
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