实验
上传: 李小燕     更新时间:2013-12-7     阅读: 361

 

            

专题9  化学实验基础

考情分析

一、考纲要求

1.了解化学实验是科学探究过程中的一种重要方法。

2.了解化学实验室常用仪器的主要用途和使用方法。

3.掌握化学实验的基本操作。能识别化学品安全使用标识,了解实验室一般事故的预防和处理方法。

4.掌握常见气体的实验室制法(包括所用试剂、仪器,反应原理和收集方法)。

5.能对常见的物质进行检验、分离和提纯,能根据要求配制溶液。

6.能根据实验试题要求,做到:

(1)设计、评价或改进实验方案;

(2)了解控制实验条件的方法;

(3)分析或处理实验数据,得出合理结论;

(4)绘制和识别典型的实验仪器装置图。

7.以上各部分知识与技能的综合应用。

二、命题趋向

依据新课程化学实验的学习目标和学习内容,近几年的高考化学实验的考试要求,从三维学习目标出发,不仅仅考查考生实验知识、技能的掌握情况,更重视考查考生的实验能力,即用正确的化学实验基本操作,完成规定的“学生实验”的能力;观察记录实验现象,分析实验结果和处理实验数据,得出正确结论的能力;初步处理实验过程中的有关安全问题的能力;能识别和绘制典型的实验仪器装置图的能力;根据实验试题的要求,设计简单实验方案的能力。根据对近年来高考实验试题的分析,下列内容是实验考查的重点:

l.实验基本操作和技能

这类试题的特点通常是给出限定的仪器、药品和一些操作步骤,要求正确完成某项实验操作,既有常见仪器的使用,又有正确操作的辨别,着重考查考生的实验基本操作技能。

2.正确运用实验原理和正确认识实验装置

这类试题通常是给出限定的实验装置、反应条件、实验现象和有关数据,要求考生根据实验原理及试题中所给予的信息,结合元素化合物知识,选用仪器药品,正确认识、选择装置,说明装置中某些仪器的作用,描述实验现象,写有关化方程式,进行数据分析.指出实验中必须注意的某些问题等等,主要考查考生的观察能力与分析综合及评价的能力。

3.运用所学知识和技能进行实验设计或处理

这类试题的特点多是利用给出装好药品的单个实验装置,根据实验要求进行正确连接,或给出全部或部分实验环节,根据实验要求安排正确的实验步骤或补充实验。主要用于考查考生实验综合能力和评价能力。

由以上分析不难看出,尽管涉及到的知识和能力点是分散的,但高考试题中实验考查的内容和形式是较为稳定的,这给实验复习中突出重点提供了可能。实验复习可根据考纲和上述几方面内容设计一定的专题加以重点复习,这样就会起到事半功倍的效果。

知识归纳

一、常用仪器的使用

l.能加热的仪器

(1)试管  用来盛放少量药品、常温或加热情况下进行少量试剂反应的容器,可用于制取或收集少量气体。

使用注意事项:①可直接加热,用试管夹夹在距试管口1/3处。②放在试管内的液体,不加热时不超过试管容积的l/2,加热时不超过l/3。③加热后不能骤冷,防止炸裂。④加热时试管口不应对着任何人;给固体加热时,试管要横放,管口略向下倾斜。

(2)烧杯  用作配制溶液和较大量试剂的反应容器,在常温或加热时使用。

使用注意事项:①加热时应放置在石棉网上,使受热均匀。②溶解物质用玻璃棒搅拌时,不能触及杯壁或杯底。

(3)烧瓶  用于试剂量较大而又有液体物质参加反应的容器,可分为圆底烧瓶、平底烧瓶和蒸馏烧瓶。它们都可用于装配气体发生装置。蒸馏烧瓶用于蒸馏以分离互溶的沸点不同的物质。

使用注意事项:①圆底烧瓶和蒸馏烧瓶可用于加热,加热时要垫石棉网,也可用于其他热浴(如水浴加热等)。②液体加入量不要超过烧瓶容积的1/2。

(4)蒸发皿  用于蒸发液体或浓缩溶液。

使用注意事项:①可直接加热,但不能骤冷。②盛液量不应超过蒸发皿容积的2/3。③取、放蒸发皿应使用坩埚钳。

(5)坩埚  主要用于固体物质的高温灼烧。

使用注意事项:①把坩埚放在三脚架上的泥三角上直接加热。②取、放坩埚时应用坩埚钳。

(6)酒精灯  化学实验时常用的加热热源。

使用注意事项:①酒精灯的灯芯要平整。②添加酒精时,不超过酒精灯容积的2/3;酒精不少于l/4。③绝对禁止向燃着的酒精灯里添加酒精,以免失火。④绝对禁止用酒精灯引燃另一只酒精灯。⑤用完酒精灯,必须用灯帽盖灭,不可用嘴去吹。⑥不要碰倒酒精灯,万一洒出的酒精在桌上燃烧起来,应立即用湿布扑盖。

2.分离物质的仪器

(1)漏斗  分普通漏斗、长颈漏斗、分液漏斗。普通漏斗用于过滤或向小口容器转移液体。长颈漏斗用于气体发生装置中注入液体。分液漏斗用于分离密度不同且互不相溶的不同液体,也可用于向反应器中随时加液。也用于萃取分离。

(2)洗气瓶  中学一般用广口瓶、锥形瓶或大试管装配。洗气瓶内盛放的液体,用以洗涤气体,除去其中的水分或其他气体杂质。使用时要注意气体的流向,一般为“长进短出”。

3.计量仪器

(1)托盘天平  用于精密度要求不高的称量,能称准到0.1g。所附砝码是天平上称量时衡定物质质量的标准。

使用注意事项:①称量前天平要放平稳,游码放在刻度尺的零处,调节天平左、右的平衡螺母,使天平平衡。②称量时把称量物放在左盘,砝码放在右盘。砝码要用镊子夹取,先加质量大的砝码,再加质量小的砝码。③称量干燥的固体药品应放在在纸上称量。 ④易潮解、有腐蚀性的药品(如氢氧化钠),必须放在玻璃器皿里称量。⑤称量完毕后,应把砝码放回砝码盒中,把游码移回零处。

(2)量筒  用来量度液体体积,精确度不高。

使用注意事项:①不能加热和量取热的液体,不能作反应容器,不能在量筒里稀释溶液。②量液时,量简必须放平,视线要跟量简内液体的凹液面的最低处保持水平,再读出液体体积。

(3)容量瓶  用于准确配制一定体积和一定浓度的溶液。使用前检查它是否漏水。用玻璃棒引流的方法将溶液转入容量瓶。

使用注意事项:①只能配制容量瓶上规定容积的溶液。②容量瓶的容积是在20℃时标定的,转移到瓶中的溶液的温度应在20℃左右。

(4)滴定管  用于准确量取一定体积液体的仪器。带玻璃活塞的滴定管为酸式滴定管,带有内装玻璃球的橡皮管的滴定管为碱式滴定管。

使用注意事项:①酸式、碱式滴定管不能混用。②25mL、50mL滴定管的估计读数为±0.01mL。③装液前要用洗液、水依次冲洗干净,并要用待装的溶液润洗滴定管。④调整液面时,应使滴管的尖嘴部分充满溶液,使液面保持在“0’或“0”以下的某一定刻度。读数时视线与管内液面的最凹点保持水平。

(5)量气装置  可用广口瓶与量筒组装而成。如右图所示。排到量筒中水的体积,即是该温度、压强下所产生的气体的体积。适用于测量难溶于水的气体体积。

二、药品的取用和保存

实验室里所用的药品,很多是易燃、易爆、有腐蚀性或有毒的。因此在使用时一定要严格遵照有关规定和操作规程,保证安全。不能用手接触药品,不要把鼻孔凑到容器口去闻药品(特别是气体)的气味,不得尝任何药品的味道。注意节约药品,严格按照实验规定的用量取用药品。如果没有说明用量,一般应按最少量取用:液体l~2mL,固体只需要盖满试管底部。实验剩余的药品既不能放回原瓶,也不要随意丢弃,更不要拿出实验室,要放人指定的容器内。

1.固体药品的取用

取用固体药品一般用药匙。往试管里装入固体粉末时,为避 免药品沾在管口和管壁上,先使试管倾斜,把盛有药品的药匙(或用小纸条折叠成的纸槽)小心地送入试管底部,然后使试管直立起来,让药品全部落到底部。有些块状的药品可用镊子夹取。

2.液体药品的取用

取用很少量液体时可用胶头滴管吸取。取用较多量液体时可用直接倾注法:取用细口瓶里的药液时,先拿下瓶塞,倒放在桌上,然后拿起瓶子(标签应对着手心)瓶、口要紧挨着试管口,使液体缓缓地倒入试管。注意防止残留在瓶口的药液流下来,腐蚀标签。一般往大口容器或容量瓶、漏斗里倾注液体时,应用玻璃棒引流。

3.几种特殊试剂的存放

(1)钾、钙、钠在空气中极易氧化,遇水发生剧烈反应,应放在盛有煤油的广口瓶中以隔绝空气。

(2)白磷着火点低(40℃),在空气中能缓慢氧化而自燃,通常保存在冷水中。

(3)液溴有毒且易挥发,需盛放在磨口的细口瓶里,并加些水(水覆盖在液溴上面),起水封作用。

(4)碘易升华且具有强烈刺激性气味,盛放在磨口的广口瓶里。

(5)浓硝酸、硝酸银见光易分解,应保存在棕色瓶中,贮放在黑暗而且温度低的地方。

(6)氢氧化钠固体易潮解,应盛放在易于密封的干燥大口瓶中保存;其 溶液盛放在无色细口瓶里,瓶口用橡皮塞塞紧,不能用玻璃塞。

三、水溶液的配制

l.配制溶质质量分数一定的溶液[来源:学,科,网]

计算:算出所需溶质和水的质量。把水的质量换算成体积。如溶质是液体时,要算出液体的体积。

称量:用天平称取固体溶质的质量;用量简量取所需液体、水的体积。

溶解:将固体或液体溶质倒入烧杯里,加入所需的水,用玻璃棒搅拌使溶质完全溶解。

2.配制一定物质的量浓度的 溶液

计算:算出固体溶质的质量或液体溶质的体积。

称量:用天平称取固体溶质质量,用量简量取所需液体溶质的体积。

溶解:将固体或液体溶质倒入烧杯中,加入适量的蒸馏水(约为所配溶液体积的1/6),用玻璃棒搅拌使之溶解,冷却到室温后,将溶液引流注入容量瓶里。

定容:用适量蒸馏水将烧杯及玻璃棒洗涤2~3次,将洗涤液注入容量瓶。振荡,使溶液混合均匀,然后继续往容量瓶中小心地加水,直到液面接近刻度2~3m处,改用胶头滴管加水,使溶液凹面恰好与刻度相切。把容量瓶盖紧,再振荡摇匀。

四、常见气体的实验室制备

(一)气体发生装置的类型

根据反应原理、反应物状态和反应所需条件等因素来选择反应装置。

1.固体或固体混合物加热制备气体,可用实验室制备氧气的装置。如右图所示,可制备的气体有O2、NH3、CH4等。

该实验装置要注意:(l)试管口应稍向下倾斜,以防止产生的水蒸气在管口冷凝后倒流而引起试管破裂。

(2)铁夹应夹在距试管口l/3处。

(3)胶塞上的导管伸入试管里面不能太长,否则会妨碍气体的导出。

2.块状固体与液体的混合物在常温下反应制备气体可用启普发生器制备,当制取气体的量不多时,也可采用简易装置,如右图。可制备气体有:H2、CO2、H2S等。

实验时要注意:①在用简易装置时,如用长颈漏斗,漏斗颈的下口应伸入液面以下,否则起不到液封的作用;

②加入的液体反应物(如酸)要适当。

3.固体与液体或液体与液体的混合物加热制备气体,可用实验室制备氯气的装置,如右图所示。可制备的气体有:Cl2、HCl、CH2=CH2等。

实验时要注意:①先把固体药品加入烧瓶,然后加入液体药品。

②要正确使用分液漏斗。

(二)几种气体制备的反应原理

1.O2  2KClO3 2KCl+3O2

       2KMnO4 K2MnO4+MnO2+O2

       2H2O2 2H2O+O2

2.NH3  2NH4Cl+Ca(OH)2 CaCl2+2NH3↑+2H2O

         NH3·H2O NH3↑+H2O

3.CH4  CH3COONa+NaOH Na2CO3+CH4

4.H2   Zn+H2SO4(稀)=ZnSO4+H2

5.CO2  CaCO3+2HCl=CaCl2+CO2↑+H2O

6.H2S  FeS+H2SO4(稀)=FeSO4+H2S↑

7.SO2  Na2SO4+H2SO4(浓)=Na2SO4+SO2↑+H2O

8.NO2  Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O

9.NO  3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O

10.C2H2  CaC2+2H2O→Ca(OH)2+CH≡CH↑

11.Cl2  MnO2+4HCl(浓) MnCl2+Cl2↑+2H2O

12.HCl  NaCl(固)+H2SO4(浓) NaHSO4+HCl↑

NaCl(固)+NaHSO4 Na2SO4+HCl↑

2NaCl(固)+H2SO4(浓) Na2SO4+2HCl↑

13.C2H4  C2H5OH CH2=CH2↑+H2O

14.N2   NaNO2+NH4Cl NaCl+N2↑+2H2O

(三)气体的收集

1.排水集气法  难溶或微溶于水,与水不发生化学反应的气体,都可用排水集气法收集。例如H2、O2、NO、CO、CH4、CH2=CH2、CH≡CH等。用排水集气法收集气体时,导管口只能伸入集气瓶内少许。

2.排空气集气法  不与空气发生反应,且其密度与空气密度相差较大的气体,都可用排空气集气法收集。空气的平均式量是29,式量大于29的气体如Cl2、HCl、CO2、SO2、H2S气体可用瓶口向上的排空气法收集。如式量小于29的气体,如H2、NH3、CH4可用瓶口向下的排空气取气法收集。用排空气法收集气体时,导管一定要伸入集气瓶底部,把空气尽量排出。为减少空气向瓶内扩散,集气瓶口可盖上毛玻璃片。如用试管收集时,可在试管口轻轻塞上一小团疏松的棉花。

(四)气体的净化与干燥

1.气体的净化与干燥装置

气体的净化常用洗气瓶、干燥管。如图所示。

2.气体的净化

选择气体吸收剂应根据气体的性质和杂质的性质而确定,所选用的吸收剂只能吸收气体中的杂质,而不能与被提纯的气体反应。一般情况下:①易溶于水的气体杂质可用水来吸收;②酸性杂质可用碱性物质吸收;③碱性杂质可用酸性物质吸收;④水分可用干燥剂来吸收;⑤能与杂质反应生成沉淀(或可溶物)的物质也可作为吸收剂。

3.气体干燥剂

常用的气体干燥剂按酸碱性可分为三类:

①酸性干燥剂,如浓硫酸、五氧化二磷、硅胶。酸性干燥剂能够干燥显酸性或中性的气体,如CO2、SO2、NO2、HCl、H2、Cl2 、O2、CH4等气体。 [来源:学科网ZXXK]

②碱性干燥剂,如生石灰、碱石灰、固体NaOH。碱性干燥剂可以用来干燥显碱性或中性的气体,如NH3、H2、O2、CH4等气体。

③中性干燥剂,如无水氯化钙等,可以干燥中性、酸性、碱性气体,如O2、H2、CH4等。

在选用干燥剂时,显碱性的气体不能选用酸性干燥剂,显酸性的气体不能选碱性干燥剂。有还原性的气体不能选有氧化性的干燥剂。能与气体反应的物质不能选作干燥剂,如不能用CaCl2来干燥NH3(因生成CaCl2·8NH3),不能用浓H2SO4干燥NH3、H2S、HBr、HI等。

4.气体净化与干燥注意事项

一般情况下,若采用溶液作除杂试剂,则是先除杂后干燥;若采用加热除去杂质,则是先干燥后加热。

对于有毒、有害的气体尾气必须用适当的溶液加以吸收(或点燃),使它们变为无毒、无害、无污染的物质。如尾气Cl2、SO2、Br2(蒸气)等可用NaOH溶液吸收;尾气H2S可用CuSO4或NaOH溶液吸收;尾气CO可用点燃法,将它转化为CO2气体。

五、常见物质的分离、提纯和鉴别

(一)物理方法分离和提纯物质

1.过滤  过滤是除去溶液里混有不溶于溶剂的杂质的方法。

过滤时应注意:

①一贴:将滤纸折叠好放入漏斗,加少量蒸馏水润湿,使滤纸 紧贴漏斗内壁。

②二低:滤纸边缘应略低于漏斗边缘,加入漏斗中液体的液面应略低于滤纸的边缘。

③三靠:向漏斗中倾倒液体时,烧杯的夹嘴应与玻璃棒接触;玻璃棒的底端应和过滤器有三层滤纸处轻轻接触;漏斗颈的末端应与接受器的内壁相接触,例如用过滤法除去粗食盐中少量的泥沙。

2.蒸发和结晶  蒸发是将溶液浓缩、溶剂气化或溶质以晶体析出的方法。结晶是溶质从溶液中析出晶体的过程,可以用来分离和提纯几种可溶性固体的混合物。结晶的原理是根据混合物中各成分在某种溶剂里的溶解度的不同,通过蒸发减少溶剂或降低温度使溶解度变小,从而使晶体析出。加热蒸发皿使溶液蒸发时、要用玻璃棒不断搅动溶液,防止由于局部温度过高,造成液滴飞溅。当蒸发皿中出现较多的固体时,即停止加热,例如用结晶的方法分离NaCl和KNO3混合物。

3.蒸馏  蒸馏是提纯或分离沸点不同的液体混合物的方法。用蒸馏原理进行多种混合液体的分离,叫分馏。

操作时要注意:

①在蒸馏烧瓶中放少量碎瓷片,防止液体暴沸。

②温度计水银球的位置应与支管底口下缘位于同一水平线上。

③蒸馏烧瓶中所盛放液体不能超过其容积的2/3,也不能少于l/3。

④冷凝管中冷却水从下口进,从上口出。

⑤加热温度不能超过混合物中沸点最高物质的沸点,例如用分馏的方法进行石油的分馏。

4.分液和萃取  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。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:和原溶液中的溶剂互不相溶;对溶质的溶解度要远大于原溶剂,并且溶剂易挥发。

在萃取过程中要注意:

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2/3,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然后将分液漏斗静置,待液体分层后进行分液,例如用四氯化碳萃取溴水里的溴。

5.升华  升华是指固态物质吸热后不经过液态直接变成气态的过程。利用某些物质具有升华的特性,将这种物质和其它受热不升华的物质分离开来,例如加热使碘升华,来分离I2和SiO2的混合物。

6.渗析  利用半透膜(如膀胱膜、羊皮纸、玻璃纸等),使胶体跟混在其中的分子、离子分离的方法。常用渗析的方法来提纯、精制胶体溶液。

(二)化学方法分离和提纯物质

用化学方法分离和提纯物质时要注意:

①最好不引入新的杂质;

②不能损耗或减少被提纯物质的质量

③实验操作要简便,不能繁杂。用化学方法除去溶液中的杂质时,要使被分离的物质或离子尽可能除净,需要加入过量的分离试剂,在多步分离过程中,后加的试剂应能够把前面所加入的无关物质或离子除去。

对于无机物溶液常用下列方法进行分离和提纯:

1.生成沉淀法  例如NaCl溶液里混有少量的MgCl2杂质,可加入过量的NaOH溶液,使Mg2+离子转化为Mg(OH)2沉淀(但引入新的杂质OH),过滤除去Mg(OH)2,然后加入适量盐酸,调节pH为中性。

2.生成气体法  例如Na2SO4溶液中混有少量Na2CO3,为了不引入新的杂质并增加SO42,可加入适量的稀H2SO4,将CO32转化为CO2气体而除去。

3.氧化还原法  例如在FeCl3溶液里含有少量 FeCl2杂质,可通入适量的Cl2气将FeCl2氧化为FeCl3。若在FeCl2溶液里含有少量FeCl3,可加入适量的铁粉而将其除去。

4.正盐和与酸式盐相互转化法  例如在Na2CO3固体中含有少量NaHCO3杂质,可将固体加热,使NaHCO3分解生成Na2CO3,而除去杂质。若在NaHCO3溶液中混有少量Na2CO3杂质,可向溶液里通入足量CO2,使Na2CO3转化为NaHCO3

5.利用物质的两性除去杂质  例如在Fe2O3里混有少量的Al2O3杂质,可利用Al2O3是两性氧化物,能与强碱溶液反应,往试样里加入足量的NaOH溶液,使其中Al2O3转化为可溶性NaAlO2,然后过滤,洗涤难溶物,即为纯净的Fe2O3

6.离子交换法  例如用磺化煤(NaR)做阳离子交换剂,与硬水里的Ca2+、Mg2+进行交换,而使硬水软化。

(三)有机物的分离和提纯

有机物的提纯要依据被提纯物质的性质,采用物理方法和化学方法除去杂质。一般情况是加入某种试剂,与杂质反应,生成易溶于水的物质,再用分液的方法除去杂质。如除去乙酸乙酯中混有的乙酸和乙醇,应在混合物中加入饱和的碳酸钠溶液,杂质乙酸与碳酸钠反应,生成了易溶于水的乙酸钠(同时降低乙酸乙酯的溶解度),充分搅拌后,用分液漏斗分液,可得纯净的乙酸乙酯。

(四)物质的鉴别

物质的检验通常有鉴定、鉴别和推断三类,它们的共同点是:依据物质的特殊性质和特征反应,选择适当的试剂和方法,准确观察反应中的明显现象,如颜色的变化、沉淀的生成和溶解、气体的产生和气味、火焰的颜色等,进行判断、推理。

鉴定通常是指对于某一种物质的定性检验,根据物质的化学特性,分别检出阳离子、阴离子,鉴别通常是指对分别存放的两种或两种以上的物质进行定性辨认,可根据一种物质的特性区别于另一种,也可根据几种物质的颜色、气味、溶解性、溶解时的热效应等一般性质的不同加以区别。推断是通过已知实验事实,根据性质分析推求出被检验物质的组成和名称。我们要综合运用化学知识对常见物质进行鉴别和推断。

1.常见气体的检验

(1)氢气  纯净的氢气在空气中燃烧呈淡蓝色火焰,混合空气点燃有爆鸣声,生成物只有水。不是只有氢气才产生爆鸣声;可点燃的气体不一定是氢气。

(2)氧气  可使带火星的木条复燃。

(3)氯气  黄绿色,能使湿润的碘化钾淀粉试纸变蓝(O3、NO2也能使湿润的碘化钾淀粉试纸变蓝)。

(4)氯化氢  无色有刺激性气味的气体。在潮湿的空气中形成白雾,能使湿润的蓝色石蓝试纸变红;用蘸有浓氨水的玻璃棒靠近时冒白烟;将气体通入AgNO3溶液时有白色沉淀生成。

(5)二氧化硫  无色有刺激性气味的气体。能使品红溶液褪色,加热后又显红色。能使酸性高锰酸钾溶液褪色。

(6)硫化氢  无色有具鸡蛋气味的气体。能使Pb(NO3)2或CuSO4溶液产生黑色沉淀,或使湿润的醋酸铅试纸变黑。

(7)氨气  无色有刺激性气味,能使湿润的红色石蕊试纸变蓝,用蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近时能生成白烟。

(8)二氧化氮  红棕色气体,通入水中生成无色的溶液并产生无色气体,水溶液显酸性。

(9)一氧化氮  无色气体,在空气中立即变成红棕色。

(10)二氧化碳  能使澄清石灰水变浑浊;能使燃着的木条熄灭。SO2气体也能使澄清的石灰水变混浊,N2等气体也能使燃着的木条熄灭。

(11)一氧化碳  可燃烧,火焰呈淡蓝色,燃烧后只生成CO2;能使灼热的CuO由黑色变成红色。

(12)甲烷  无色气体,可燃,淡蓝色火焰,生成水和CO2;不能使高锰酸钾溶液、溴水褪色。

(13)乙烯  无色气体、可燃,燃烧时有明亮的火焰和黑烟,生成水和CO2。能使高锰酸钾溶液、溴水褪色。

(14)乙炔  无色无臭气体,可燃,燃烧时有明亮的火焰和浓烟,生成水和 CO2,能使高锰酸钾溶液、溴水褪色。

2.几种重要阳离子的检验[来源:学.科.网Z.X.X.K]

(l)H+  能使紫色石蕊试液或橙色的甲基橙试液变为红色。

(2)Na+K+  用焰色反应来检验时,它们的火焰分别呈黄色、浅紫色(通过钴玻片)。

(3)Ba2+  能使稀硫酸或可溶性硫酸盐溶液产生白色沉淀,且沉淀不溶于稀硝酸。

(4)Mg2+  能与NaOH溶液反应生成白色Mg(OH)2沉淀,该沉淀能溶于NH4Cl溶液。

(5)Al3+  能与适量的NaOH溶液反应生成白色Al(OH)3絮状沉淀,该沉淀能溶于盐酸或过量的NaOH溶液。

(6)Ag+  能与稀盐酸或可溶性盐酸盐反应,生成白色AgCl沉淀,不溶于稀HNO3,但溶于氨水,生成[Ag(NH3)2+

(7)NH4+  铵盐(或浓溶液)与NaOH浓溶液反应,并加热,放出使湿润的红色石蓝试纸变蓝的有刺激性气味NH3气体。

(8)Fe2+  能与少量NaOH溶液反应,先生成白色Fe(OH)2沉淀,迅速变成灰绿色,最后变成红褐色Fe(OH)3沉淀。或向亚铁盐的溶液里加入KSCN溶液,不显红色,加入少量新制的氯水后,立即显红色。2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl

(9)Fe3+  能与KSC N溶液反应,变成血红色Fe(SCN)3溶液,能与 NaOH溶液反应,生成红褐色Fe(OH)3沉淀。

(10)Cu2+  蓝色水溶液(浓的CuCl2溶液显绿色),能与NaOH溶液反应,生成蓝色的Cu(OH)2沉淀,加热后可转变为黑色的 CuO沉淀。含Cu2+溶液能与Fe、Zn片等反应,在金属片上有红色的铜生成。

3.几种重要的阴离子的检验

(1)OH  能使无色酚酞、紫色石蕊、橙色的甲基橙等指示剂分别变为红色、蓝色、黄色。

(2)Cl  能与硝酸银反应,生成白色的AgCl沉淀,沉淀不溶于稀硝酸,能溶于氨水,生成[Ag(NH3)2]+

(3)Br  能与硝酸银反应,生成淡黄色AgBr沉淀,不溶于稀硝酸。

(4)I  能与硝酸银反应,生成黄色AgI沉淀,不溶于稀硝酸;也能与氯水反应,生成I2,使淀粉溶液变蓝。

(5)SO42  能与含Ba2+溶液反应,生成白色BaSO4沉淀,不溶于硝酸。

(6)SO32  浓溶液能与强酸反应,产生无色有刺激性气味的SO2气体,该气体能使品红溶液褪色。能与BaCl2溶液反应,生成白色BaSO3沉淀,该沉淀溶于盐酸,生成无色有刺激性气味的SO2气体。

(7)S2  能与Pb(NO3)2溶液反应,生成黑色的PbS沉淀。

(8)CO32  能与BaCl2溶液反应,生成白色的BaCO3沉淀,该沉淀溶于硝酸(或盐酸),生成无色无味、能使澄清石灰水变浑浊的CO2气体。

(9)HCO3  取含HCO3盐溶液煮沸,放出无色无味CO2气体,气体能使澄清石灰水变浑浊。或向HCO3盐酸溶液里加入稀MgSO4溶液,无现象,加热煮沸,有白色沉淀 MgCO3生成,同时放出 CO2气体。

(10)PO43  含磷酸根的中性溶液,能与AgNO3反应,生成黄色Ag3PO4沉淀,该沉淀溶于硝酸。

(11)NO3  浓溶液或晶体中加入铜片、浓硫酸加热,放出红棕色气体。

4.几种重要有机物的检验

(1)  能与纯溴、铁屑反应,产生HBr白雾。能与浓硫酸、浓硝酸的混合物反应,生成黄色的苦杏仁气味的油状(密度大于1)难溶于水的硝基苯。

(2)乙醇  能够与灼热的螺旋状铜丝反应,使其表面上黑色CuO变为光亮的铜,并产生有刺激性气味的乙醛。乙醇与乙酸、浓硫酸混合物加热反应,将生成的气体通入饱和Na2CO3溶液,有透明油状、水果香味的乙酸乙酯液体浮在水面上。

(3)苯酚  能与浓溴水反应生成白色的三溴苯酚沉淀。能与FeCl3溶液反应,生成紫色溶液。

(4)乙醛  能发生银镜反应,或能与新制的蓝色Cu(OH)2加热反应,生成红色的 Cu2O沉淀。

5.用一种试剂或不用试剂鉴别物质

用一种试剂来鉴别多种物质时,所选用的试剂必须能和被鉴别的物质大多数能发生反应,而且能产生不同的实验现象。常用的鉴别试剂有FeCl3溶液、NaOH溶液、Na2CO3溶液、稀H2SO4、Cu(OH)2悬浊液等。

不用其他试剂来鉴别一组物质,一般情况从两个方面考虑:

①利用某些物质的特殊性质(如颜色、气味、溶解性等),首先鉴别出来,然后再用该试剂去鉴别其他物质。

②采用一种试剂与其他物质相互反应的现象不同,进行综合分析鉴别。

 

考点例析

例1 用右图所示装置进行下列实验,实验结果与预测的现象不一致的是

 

选项

①中的物质

②中的物质

预测①的现象

A

淀粉KI溶液

浓硝酸

无明显变化

B

酚酞溶液

浓盐酸

无明显变化

C

AlCl3溶液

浓氨水

有白色沉淀

D

湿润红纸条

饱和氯水

红纸条褪色

解析:A选项中由于浓硝酸具有挥发性,进入到KI溶液中会将碘离子氧化成碘单质,而使淀粉变蓝,A不正确;B中浓盐酸具有挥发性,进入到酚酞中不变色,B正确;C中的氨水具有挥发性,进入氯化铝溶液中会反应而生成氢氧化铝的白色沉淀,C正确;D选项中氯水中的氯气具有挥发性,遇湿的红纸条,会与水反应生成次氯酸而具有漂白性使红纸条褪色,D正确。

答案:A

例2 下列实验能达到目的的是

A.用溴水鉴别苯和乙烷

B.用BaCl2溶液鉴别SO42 和 SO32

C.用浓HNO3与Cu 反应制备NO2

D.将混有HCl的Cl2通入饱和NaHCO3溶液中除去HCl

解析:苯和乙烷都不与溴水反应,A不正确;用BaCl2溶液鉴别SO42 和 SO32 都会相同的白色沉淀,B不正确; Cl2也与NaHCO3溶液能反应,D不正确。

答案:C

例3.(2012山东理综·12)下列由相关实验现象所推出的结论正确的是

    A.Cl2、SO2均能使品红溶液褪色,说明二者均有氧化性

    B.溶液中滴加酸化的Ba(NO3)2溶液出现白色沉淀,说明该溶液中一定有SO42

    C.Fe与稀HNO3稀H2SO4 反应均有气泡产生,说明Fe与两种酸均发生置换反应

    D.分别充满HCl 、NH3的烧瓶倒置于水中后液面均迅速上升,说明二者均易溶于水

解析:二氧化硫使品红溶液褪色,利 用的是二氧化硫与有色物质化合生成无色物质,不能说明其具有氧化性,A项错误;向溶液中含SO32—,加入酸化的Ba(NO3)2也会出现白色沉淀,B项错误;Fe与稀硝酸反应生成NO,该反应不是置换反应,C项错误;HCl、NH3极易溶于水,盛有HCl、NH3充满的烧瓶倒置水中,气体溶解,液面迅谅上升,D项正确。

答案:D

例4.(2012上海·15)下图所示是验证氯气性质的微型实验,a、b、d、e是浸有相关溶液的滤纸。向KMnO4晶体滴加一滴浓盐酸后,立即用另一培养皿扣在上面。

    已知:2KMnO4+16HCl=2KCl+5Cl2↑+2MnCl2+8H2O

对实验现象的“解释或结论”正确的是

 

选项

    实验现象

    解释或结论

  A

  a处变蓝,b处变红棕色

    氧化性:Cl2>Br2>I2

  B

  c处先变红,后褪色

    氯气与水生成了酸性物质

  C

  d处立即褪色7

    氯气与水生成了漂白性物质

  D

  e处变红色

    还原性:Fe2>Cl

解析:本题通过元素化合物知识,考查考生实验能力和对实验现象的分析能力。A处变蓝、b处变红棕色,说明Cl2分别与KI、NaBr作用生成I2、Br2 ,可证明氧化性:Cl2>I2、Cl2>Br2 ,无法证明I2与Br2之间的氧化性相对强弱,A项错误;c处先变红,说明氯气与水生成酸性物质,后褪色,则说明氯气与水生成具有漂白作用的物质,B项错误;d处立即褪色,也可能是氯气与水生成酸性物质中和了NaOH,C项错误;d处变红说明Cl2将Fe2氧化为Fe3,证明还原性:Fe2>Cl,D正确。

答案:D

例5下列根据实验操作和现象所得出的结论正确的是

 

选项

实验操作

实验现象

结论

A

向两份蛋白质溶液中分别滴加饱和NaCl 溶液和CuSO4 溶液

均有固体析出

蛋白质均发生变性

B

向溶液X 中先滴加稀硝酸,再滴加Ba(NO3)2溶液

出现白色沉淀

溶液X 中一定含有SO42

C

向一定浓度的Na2SiO3 溶液中通入适量CO2 气体

出现白色沉淀

H2SiO3 的酸性比H2CO3的酸性强

D

向浓度均为0. 1 mol·L1 NaCl 和NaI 混合溶液中滴加少量AgNO3 溶液

出现黄色沉淀

Ksp(AgCl)>Ksp(AgI)

解析:A选项中向两份蛋白质溶液中分别滴加饱和NaCl 溶液和CuSO4 溶液,分别发生了盐析与变性,虽然现象都是有固体析出,但其原理不同,前者是物理变化可逆转,后者是化学变化不可逆转,A不正确;向溶液X 中先滴加稀硝酸,再滴加Ba(NO3)2溶液,如果出现白色沉淀,则一定是生成了硫酸钡,但是硫酸根离子有可能是原溶液中的,也有可能原溶液中是亚硫酸酸根离子,被加入的硝酸根离子在酸性条件下氧化成了硫酸根,B选项中的结论不正确;向一定浓度的Na2SiO3 溶液中通入适量CO2 气体生成的白色沉淀是硅酸,说明了碳酸的酸性强于硅酸,所以结论不正确,C不正确;D中是沉淀的转化,从溶解度大的转化为溶解度小的物质,D正确。

答案:D

6先选择填空,再简要说明作此选择的理由。

(1)某试管内装有约占其容积1/10的溶液,则溶液的体积是(用字母回答)         

A.约lmL      B.约3mL       C..无法判断

因为                                                                 

(2)拟在烧杯中于加热条件下配制某溶液50mL,应选择的烧杯是(用字母回答)     

A.400mL烧杯     B.250mL烧杯     C.100mL烧杯      D.50mL烧杯

因为                                                                    

解析:试管有多种规格,试管的容积有大有小。第(l)小题没有确定试管的规格和容积,则占其容积1/10的溶液的体积是无法确定的。在配制溶液的过程中用烧杯来溶解溶质,一般情况下选用烧杯 的容积应比所配溶液的体积大一倍为宜。如配制50mL溶液应选用100mL烧杯。

答案:(1)C;题目并没有指明试管的大小规格(mL);(2)C;选用烧杯的容积比所配溶液的体积大一倍为最佳选择。

7今有下列气体:H2、Cl2、CH4、HCl、NH3、NO、H2S、SO2,用右图装置进行实验,填写下列空白:

①当烧瓶干燥时,从A口进气可收集的气体是                    ,

从B口进气可收集的气体是                        。

②当烧瓶中充满水时,可用来测量                   等气体的体积。

③当烧瓶中装入洗液,用于洗气时,气体应从           口进入烧瓶。

解析:

(1)本题考查学生思维的敏捷性。用排空气法来收集气体要注意气体的密度。由于H2、CH4、NH3的密度比空气小,不与空气发生反应,可用向下排空气的方法来收集,结合本题干燥烧瓶的位置特征,H2、CH4、NH3应从A口进气,把空气从B口赶出。Cl2、HCl、H2S、SO2气体的密度比空气大,与空气不发生反应,应从B口进气,将空气从A口赶出。NO能与空气中的O2反应,不能用排空气法收集。

(2)对难溶于水的气体可用排水取气法收集;可用来收集测量的气体有H2、CH4、NO。

(3)当烧瓶中装有洗液时,被净化、干燥的气体应从B口进入。

答案:(1)H2、CH4、NH3 ;Cl2、HCl、H2S、SO2(2)H2、CH4、NO (3)B

8(1)在没有现成的CO2气体发生器的情况下,请你选用下图中的部分仪器,装配成一个简易的、能随开随用、随关随停的CO2气体发生装置。应选用的仪器是(填入仪器的编号)                              。

(2)若用上述装置制取CO2气体,而实验室只有稀硫酸、浓硝酸、水、块状纯碱、块状大理石,比较合理的方案应选用的药品是                                     。

解析:本题要求组装一个随开随用、随关随停的CO2发生装置。即利用启普发生器的原理来制备CO2气体。细心观察所给仪器,可用球形干燥管来代替启普发生器的球形漏斗,烧杯代替反应容器,应选用的仪器是a、c、d、e。

大理石与稀硫酸反应生成了微溶于水的CaSO4,阻碍了反应的进行,因而不能同时选用这两种药品。又因为块状Na2CO3晶体溶于水,不能用启普发生器来制备CO2。只能将浓硝酸加水稀释为稀硝酸,再与CaCO3反应制备CO2。应选用的药品是浓硝酸、水、块状大理石。

答案:(1)a、c、d、e(2)浓硝酸、水、块状大理石

9用图中的简易装置可以进行气体的发生和收集

(l)实验前应如何检查该装置的气密性?

                                                  。

(2)拔开试管a的橡皮塞,加入10mL6mol/L稀硝酸和1g薄铜片,立即将带有导管的橡皮塞塞紧试管口。反应开始时速度缓慢,逐渐加快,请写出在试管a中所发生的所有反应的化学方程式                               ,

                                                  。

(3)从反应开始到反应结束,预期在试管a中可观察到哪些现象?请依次逐一写出                                                                          。

(4)在反应开始时,可观察到导管b中的水面先沿导管b慢慢上升到一定高度,此后又回落,然后有气泡从管口冒出。试说明反应开始时,导管中水面先上升的原因:

                                                                        。

(5)试管c收集满气体后,用拇指堵住管口,取出水槽。将管口向上,松开拇指,片刻后,再次堵住管口,将试管又再倒置于水槽中,松开拇指。此时可观察到什么现象?                                      。

解析:本题是信息迁移式的实验简答题,意在考查学生的观察能力、实验能力和思维能力。解题时依据试题信息,细心观察实验装置图,善于联系已经掌握的基础知识,进行知识的迁移,发散思维,用准确的化学语言来解答实际问题。

解题时的思维要点是:

①检验装置的气密性要抓住三点:紧握试管使管内气体受热膨胀;有气泡冒出;松开手后,水又回到导管中。

②铜与稀硝酸反应生成无色难溶于水的NO,它立即被空气中的氧气所氧化.生成红棕色的二氧化氮气体,NO2易溶于水,与水反应生成硝酸,并使实验装置内的气体压强暂时减小,引起水的倒流。

答案:(1)把导管b的下端浸入水中,用手紧握捂热试管a,导管口会有气泡冒出,松开手后,水又会回升到导管b中。

(2)①3Cu+8HNO3=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O        ②2NO+O2=2NO2

(3)①铜片和稀硝酸反应,有无色气泡产生,反应速率开始缓慢,逐渐加快。②试管a上部空间由无色变为浅棕色,又变为无色。③试管a中的溶液由无色变成浅蓝色。④反应结束时,铜片全部反应完。

(4)由于反应开始时产生的NO和试管a上部空气中的O2作用生成NO2;NO2易溶于水并与水起反应;使装置内的气体压强暂时减小,所以导管中的水面会上升至一定高度。

(5)水进入试管,上升到一定高度。试管中气体颜色由红棕色变为无色。

10早在1785年,卡文迪许在测定空气组成时,除去空气中的O2、N2等已知气体后,发现最后总是留下一个体积不足总体积1/200的小气泡。[来源:学科网]

1892年,瑞利在测定氮气密度时发现,从空气中得到的氮气密度为1.2572 g/L,而从氨分解得到的氮气密度为1.2508 g/L。两者相差0.0064 g/L。

有人认为:以上两种氮气很小的密度差别可能来源于实验误差,瑞利在多次试验中发现,从空气中得到的氮气密度总是比从氨分解得到的氮气密度略大。

瑞利和拉姆赛共同研究后认为:以上两个实验中的“小误差”可能有某种必然的联系,并预测大气中含有某种较重的未知气体。经反复实验,他们终于发现了一种化学性质极不活泼的新气体。

(1)瑞利根据什么坚持认为两种氮气很小的密度差别不可能来源于实验误差?_______________________________________________________________。

(2)在瑞利和拉姆赛预测中的那种未知的气体密度与氮气密度比较是__________(选填“大”或“小”或“无法确定”)。

(3)某同学使用以下一些装置来模拟卡文迪许的实验:

请将仪器连接的最佳顺序(按空气流向填各接口的编号)排列于右:→(  )(  )(  )(  )(  )(  )(  )(  )→a。其中,D装置的作用是               ;E装置的作用是         ;写出在C装置中发生化学反应的方程式                         。

解析:本题根据化学史材料及考纲要求改编而成,融信息与化学实验于一体,既考核知识与技能,又注重过程与方法,符合当前课改方向。分析如下图:

答案:(1)根据“从空气中得到的氮气密度总是比从氨分解得到的氮气密度略大”

(2)大

(3)→f,g→c,b→h,i(或i,h)→d,e(或e,d)→a

除去空气中的酸性气体;除去氧气;3Mg+N2 Mg3N2

 

专题训练

1.下列符合化学实验“绿色化”的有(   )

①在萃取操作的演示实验中,将CCl4萃取溴水改为CCl4萃取碘水

②在铜和浓硫酸酸反应的实验中,将铜片改为可调节高度的铜丝

③将实验室的废酸液和废碱液中和后再排放

A.①②    B.①③    C.②③    D.①②③

2.下列实验操作完全正确的是(   )

 

编号

实  验

操   作

A

钠与水反应

用镊子从煤油中取出金属钠,切下绿豆大小的钠,小心放入装满水的烧杯中

B

配制一定浓度的氯化钾溶液1000mL

准确称取氯化钾固体,放入到1000mL的容量瓶中,加水溶解,振荡摇匀,定容

C

排除碱式滴定管尖嘴部分的气泡

将胶管弯曲使玻璃尖嘴斜向上,用两指捏住胶管,轻轻挤压玻璃珠,使溶液从尖嘴流出

D

取出分液漏斗中所需的上层液体

下层液体从分液漏斗下端管口放出,关闭活塞,换一个接收容器,上层液体继续从分液漏斗下端管口放出

 

 

3.下列有关实验的说法正确的是(   )

A.除去铁粉中混有的少量铝粉,可加入过量的氢氧化钠溶液,完全反应后过滤

B.为测定熔融氢氧化钠的导电性,可在瓷坩埚中熔化氢氧化钠固体后进行测量

C.制备Fe(OH)3胶体,通常是将Fe(OH)3固体溶于热水中

D.某溶液中加入盐酸能产生使澄清石灰水变浑浊的气体,则该溶液中一定含有CO32

4.用下列实验装置完成对应的实验(部分仪器巳省略),能达到实验目的的是(   )

 

 

HCl

Cl2

H2SO4

H2O

NH3

稀H2SO4

CCl4

A.干燥Cl2     B.吸收HCl     C.石油的分馏      D.吸收NH3

5.离子检验的常用方法有三种:

 

检验方法

沉淀法

显色法

气体法

含义

反应中有沉淀产生或溶解

反应中有颜色变化

反应中有气体产生[来源:Z#xx#k.Com]

 

下列离子检验的方法不合理的是(   )

A.NH4 :气体法    B.I:沉淀法    C.Fe3:显色法    D.Ca2:气体法

6.完成用粉笔分离菠菜中的色素的实验并回答有关问题。

①取新鲜菠菜叶5g,用剪刀剪碎后放入研钵中,加入10mL无水乙醇研磨成浆状。

②除去乙醇溶液中的渣子。

③将滤液放入50mL烧杯中 ,再在烧杯中心垂直放置一根白粉笔;

④约10分钟后观察到现象如右示意图。

⑤将粉笔取出,按颜色分成三段,分别用乙醇洗脱,既得三种色素的溶液。

(1)实验①和⑤中乙醇的作用是              。

(2)实验②的操作为      ;用到的玻璃仪器有                                  。[来源:学科网]

(3)实验③和④中粉笔的作用表现为         。

A.氧化性   B.还原性    C.吸附性    D.酸性    E.碱性

7.以氯化钠和硫酸铵为原料制备氯化铵及副产品硫酸钠,工艺流程如下:

氯化铵和硫酸钠的溶解度随温度变化如上图所示。回答下列问题:

(1)欲制备10.7 g NH4Cl,理论上需NaCl_________g。

(2)实验室进行蒸发浓缩用到的主要仪器有__________、烧杯、玻璃棒、酒精灯等。

(3)“冷却结晶”过程中,析出NH4Cl晶体的合适温度为__________。

(4)不用其它试剂,检查NH4Cl产品是否纯净的方法及操作是_____________________。

(5)若NH4Cl产品中含有硫酸钠杂质,进一步提纯产品的方法是___________________。

8.某课外研究小组,用含有较多杂质的铜粉,通过不同的化学反应制取胆矾。其设计的实验过程为:

(1)杂铜中含有大量的有机物,可采用灼烧的方法除去有机物,灼烧时将瓷坩埚置于  上(用以下所给仪器的编号填入,下同),取用坩埚应使用        ,灼烧后的坩埚应放在   上,不能直接放在桌面上。

所用仪器:a.蒸发皿  b.石棉网  c.泥三角  d.表面皿  e.坩埚钳  f.试管夹

(2)杂铜经灼烧后得到的产物是氧化铜及少量铜的混合物,用以制取胆矾。灼烧后含有少量铜的可能原因是     

a.灼烧过程中部分氧化铜被还原      b.灼烧不充分铜未被完全氧化

c.氧化铜在加热过程中分解生成铜    d.该条件下铜无法被氧气氧化

(3)通过途径II实现用粗制氧化铜制取胆矾,必须进行的实验操作步骤:酸溶、加热通氧气、过滤、_____、冷却结晶、         、自然干燥。

(4)由粗制氧化铜通过两种途径制取胆矾,与途径I相比,途径II有明显的两个优点是:

                           、                             。

(5)在测定所得胆矾(CuSO4·xH2O)中结晶水x值的实验过程中:称量操作至少进行  次。

(6)若测定结果x值偏高,可能的原因是             

a.加热温度过高            b.胆矾晶体的颗粒较大

c.加热后放在空气中冷却    d.胆矾晶体部分风化

9.以下是某同学测定硫酸钠晶体中结晶水含量的实验方案。

实验用品:

硫酸钠晶体试样、研钵、干燥器、坩埚、三脚架、泥三角、玻璃棒、药匙、托盘天平

实验步骤:

①准确称量一个干净、干燥的坩埚;

②在坩埚中加入一定量的硫酸钠晶体试样,称重,将称量过的试样放入研钵中研细,再放回到坩埚中;

③将盛有试样的坩埚加热,待晶体变成白色粉末时,停止加热;

④将步骤③中的坩埚放入干燥器,冷却至室温后,称重;

⑤将步骤④中的坩埚再加热一定时间,放入干燥器中冷却至室温后称量。重复本操作,直至两次称量结果不变;

⑥根据实验数据计算硫酸钠晶体试样中结晶水的质量分数。

分析该方案并回答下面问题:

(1)完成本实验还需要的实验用品是__________________________________________。

(2)指出实验步骤中存在的错误并改正:________________________________________。

(3)硫酸钠不能放置在空气中冷却的原因是_____________________________________。

(4)步骤⑤的目的是_____________________________________________________。

(5)下面的情况有可能造成测试结果偏高的是__________(填序号)

A.试样中含有加热不挥发的杂质  [来源:学科网]

B.试样中含有加热易挥发的杂质

C.测试前试样已有部分脱水

D.实验前坩埚未完全干燥

E.晶体加热脱水不完全

F.加热时晶体溅出

10.在室温和大气压强下,用图示的装置进行实验,测得ag含CaC290%的样品与水完全反应产生的气体体积为bL。现欲在相同条件下,测定某电石试样中CaC2的质量分数,请回答下列问题:

(1)CaC2和水反应的化学方程式是_________________________。

(2)若反应刚结束时,观察到的实验现象如图所示,这时不能立即取出导气管,理由是___________________________。

(3)本实验中测量气体体积时应注意的事项是______________。

(4)如果电石试样质量为cg,测得气体体积为dL,则电石试样中CaC2的质量分数计算式w(CaC2) =___________。(杂质所生成的气体体积忽略不计)。

11.下图所示为常见气体制备、分离、干燥和性质验证的部分仪器装置(加热设备及夹持固定装置均略去),请根据要求完成下列各题(仪器装置可任意选用,必要时可重复选择,a、b为活塞)。

 

 

浓硫酸

浓硫酸

NaOH溶液

气体入口

A

a

稀硫酸

b

稀硫酸

B

C

D

澄清

石灰水

NaOH

溶液

 

 

E

F

G

H

碱石灰

无水乙醇

k

m

n

Cu丝

(1)若气体入口通入CO和CO2的混合气体,E内放置CuO,选择装置获得纯净干燥的CO,并验证其还原性及氧化产物,所选装置的连接顺序为___________(填代号)。能验证CO氧化产物的现象是___________________________________。

(2)停止CO和CO2混合气体的通入,E内放置Na2O2,按A→E→D→B→H装置顺序制取纯净干燥的O2,并用O2氧化乙醇。此时,活塞a应_____,活塞b应_____,需要加热的仪器装置有______(填代号),m中反应的化学方程式为_____________________________。

(3)若气体入口改通空气,分液漏斗内改加浓氨水,圆底烧瓶内改加NaOH固体,E内放置铂铑合金网,按A→G→E→D装置顺序制取干燥氨气,并验证氨的某些性质。

①装置A中能产生氨气的原因有:__________________________  _______________

____________________________________________________________________。

②实验中观察到E内有红棕色气体出现,证明氨气具有___________性。

12.二氯化二硫(S2Cl2)在工业上用于橡胶的硫化。为在实验室合成S2Cl2,某化学研究性学习小组查阅了有关资料,得到如下信息:

①将干燥的氯气在110℃~140℃与硫反应,即可得S2Cl2粗品。

②有关物质的部分性质如下表:

 

物质[来源:Zxxk.Com]

熔点/℃

沸点/℃

化学性质

S

112.8

444.6

S2Cl2

-77

137[来源:学科网]

遇水生成HCl、SO2、S;300 ℃以上完全分解;

S2Cl2+Cl2 2SCl2

 

设计实验装置图如下:

 

 

A

B

C

D

E

F

G

H

NaOH

溶液

 

(1)上图中气体发生和尾气处理装置不够完善,请你提出改进意见_________________

______________________________________________________________________。

利用改进后的正确装置进行实验,请回答下列问题:

(2)B中反应的离子方程式___________________________________;

E中反应的化学方程式____________________________________。

(3)C、D中的试剂分别是______________、_____________。

(4)仪器 A、B的名称是_________、__________,F的作用是___________________。

(5)如果在加热E时温度过高,对实验结果的影响是___________________________,  在F中可能出现的现象是_________________________________________________。

(6)S2Cl2粗品中可能混有的杂质是(填写两种)_____________、____________,为了提高S2Cl2的纯度,关键的操作是控制好温度和___________________________________。

13.“烂版液”是制印刷锌版时,用稀硝酸腐蚀锌版后得到的“废液”。“烂版液”的主要成分是Zn(NO3)2和由自来水带进的Cl、Fe3等杂质离子。

在实验室中,由“烂版液”制取ZnSO4·7H2O的过程如下:

①在“烂版液”中逐渐加入6mol·L-1NaOH溶液,至pH=8为止。

②过滤后得到Zn(OH)2沉淀,用去离子水多次洗涤沉淀。

③用2mol·L-1的硫酸,慢慢将洗净的Zn(OH)2溶解,保持一定的pH,加热煮沸,趁热过滤,滤液即为ZnSO4溶液。

④溶液中注入2 mol·L-1的硫酸,使其pH保持为2  ……

(1)步骤①中控制溶液pH=8的操作是                                         ;步骤②中如何检验沉淀已经洗涤干净?                                          。

(2)步骤③中加热的目的是                                                  ;趁热过滤的目的是                                                。

(3)将步骤④还缺少的操作是                                                ,所用的主要仪器是                                     。

 

【参考答案】

1.解析:①Br2易挥发,污染空气;②改为可调节高度的铜丝可减少SO2的产生。

答案:D

2.答案:C

3.答案:A

4.解析:(A)的气体进口错;(B)易倒吸;(C)的温度计应在支管口附近。

答案:D

5.答案:D。

6.答案:⑴作溶剂     ⑵过滤  玻璃棒、漏斗、烧杯     ⑶C

7.解析:本题考查学生对质量守恒定律的理解以及对实验室常用仪器主要用途的了解;考查学生应用基础知识解决简单化学问题的能力以及学生对图表的观察、分析能力。

答案:(1)11.7。  (2)蒸发皿。   (3)35℃(33℃~40℃均可得分)。

(4)加热法;  取少量氯化铵产品于试管底部,加热,若试管底部无残留物,表明氯化铵产品纯净。

(5)重结晶。

8.答案:(B)(1)c; e; b。    (2)a; b。   (3)蒸发;  过滤。

(4)产生等量胆矾途径II消耗硫酸少;  途径II不会产生污染大气的气体。  (5)4。  (6)a。

9.答案:(1)坩埚坩、酒精灯(可以不答“火柴”)。  (2)步骤②有错误;  应先将试样研细,后放入坩埚称重。(3)因硫酸钠放置在空气中冷却时,会吸收空气中的水分。  (4)保证试样脱水完全。  (5)B、D、F。

10.答案:(1)CaC2+2H2O=Ca(OH)2+C2H2↑。

(2)因为装置内气体的温度没有恢复到室温,气体压强还不等于大气压强。

(3)待装置内气体的温度恢复到室温后,调节量筒使其内外液面持平。

(4) ×90%。

11.答案:(1)ACBECF; AB之间的C装置中溶液保持澄清,EF之间的C装置中溶液变浑浊。  (2)关闭;打开;k、m; 2CH3CH2OH+O2 2CH3CHO+2H2O。  (3)①氢氧化钠溶于水放出大量热,温度升高,使氨的溶解度减小而放出;氢氧化钠吸水,促使氨放出;氢氧化钠电离出的OH增大了氨水中OH浓度,促使氨水电离平衡左移,导致氨气放出。②还原。

12.答案:(1)用导管将A的上口和B相连(或将A换成恒压滴液漏斗);在G和H之间增加干燥装置。

(2)MnO2+4H+2Cl Mn2+Cl2↑+2H2O; 2S+Cl2 S2Cl2。 (3)饱和食盐水(或水)、浓硫酸。

(4)分液漏斗、蒸馏烧瓶;导气、冷凝。  (5)产率降低(或S2Cl2分解);有固体产生。(或其他正确描述)

(6)SCl2、Cl2、S(任写其中两种即可);控制浓盐酸的滴速不要过快。

13.答案:(1)用玻璃棒蘸取溶液,点滴在pH试纸中央,与标准比色卡对照;取最后一次洗涤液,滴加硝酸银溶液,若无白色沉淀,说明已经洗涤干净。

(2)促使Fe3完全水解;减少ZnSO4的损失,除去Fe (OH)3沉淀。

(3)将溶液小心加热浓缩,冷却结晶;蒸发皿,酒精灯,铁架台,玻璃棒。

 

 

 

 

 

 



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