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文檔簡介
高中化學21個重要化學實驗步驟及結論詳解,必須掌握
一.萃取與分液
分液是把兩種互不相溶、密度也不相同的液體分離開的方法。
如油水混合物。萃取是利用溶質在互不相溶的溶劑里的溶解度不
同,用一種溶劑把溶質從它與另一種溶劑所組成的溶液中提取出
來的方法。選擇的萃取劑應符合下列要求:與原溶液中的溶劑互
不相溶;與溶質不發生化學反應;對溶質的溶解度要遠大于原溶
劑,并且溶劑易揮發。如從碘水中提取碘:碘水一萃取一分液一
碘的四氯化碳溶液一蒸饋一碘。常用萃取劑:四氯化碳、苯、汽
油、煤油等。
主要儀器:分液漏斗、燒杯
操作要點:分液:讓分液漏斗下端緊靠燒杯內壁,打開分液
漏斗上口玻璃塞,打開活塞,讓卜層液體從分液漏斗卜口流出到
分界面,再關閉活塞,上層液體由上口倒入另一燒杯。萃取:在
分液漏斗中加溶液和萃取劑,右手堵住漏斗上口塞,左手握活塞,
倒轉用力振蕩,放氣,正立放鐵圈上靜置,待液體分層后進行分
液。
注意事項:
①將要萃取的溶液和萃取溶劑依次從上口倒入分液漏斗,其
量不能超過漏斗容積的1/2,塞好塞子進行振蕩。
②振蕩時右手捏住漏斗上口的頸部,并用食指根部壓緊塞子,
以左手握住旋塞,同時用手指控制活塞,將漏斗倒轉過來用力振
蕩。
③靜置分層后分液時,下層液體從漏斗下口放出,上層液體
從上口倒出。
問題:
(1)為什么酒精、裂化汽油不能作為碘水的萃取劑?
(2)如何檢查分液漏斗是否漏液?分液漏斗為什么不宜盛放
堿性液體?除了用于萃取與分液操作外,分液漏斗還有何用途?
(3)分液漏斗與長頸漏斗在使用上有何差別?分液漏斗與恒
壓分液漏斗在使用上有何差別?
(4)澳、碘在水溶液和有機溶劑(苯或四氯化碳)中的顏色分別
如何?
二.離子的檢驗(CI->Ag+、SO42-.CO32->NH4+、Fe3+)
(1)Cl-離子的檢驗。
將少量的硝酸銀溶液滴入盛有少量待測液的試管中,振蕩,
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,
則證明CI-離子的存在。
問題:如果不加稀硝酸,有白色沉淀生成,能證明一定存在
CI一離子嗎?為什么?
(2)Ag+離子的檢驗。
將少量鹽酸或少量可溶性的鹽酸鹽溶液倒入盛有少量待測液
的試管中,振蕩,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,則證明Ag+離子的存在。
(3)SO42-離子的檢驗。
向盛有少量待測液的試管中,加入足量的稀鹽酸酸化,無現象,
在滴入少量氯化鋼溶液,振蕩,如果有白色沉淀生成,則證明SO42-
離子的存在。
問題:①向待測液中加入足量的稀鹽酸酸化,可以防止哪些離
子的干擾?為什么?如果用稀硝酸酸化,又有哪些離子的干擾?為
什么?如果用硝酸鋼溶液、稀硝酸為試劑,有白色沉淀生成,能證
明一定存在SO42?離子嗎?為什么?
[提示:可以排除可能含有的CO321so32-、PO43-或HPO42-、
SiO32-、Ag+等離子的干擾。因為鹽酸酸化,可發生如下離子反應:
CO32-+2H+==CO2f+H2O、SO32-+2H+==SO2t+H20、
PO43?+3H+==H3Po4、HPO42-+2H+==H3PO4(H3PO4和BaCI2
在溶液中不發生反應)、SiO32?+2H+==H2SiO3[、Ag++CI一二二AgCQ。
Ag+、SO32-、HS03?等離子會干擾SO42-離子的檢驗。因為Ag+
與BaCI2溶液會發生反應,SO32■或HS03■的離子可被稀硝酸氧
化成SO42?離子。]
②Ba(0H)2溶液能否替代BaCI2溶液?如果先滴加BaCI2溶
液而后加足量稀鹽酸,能證明一定存在SO42-離子嗎?為什么?
(4)CO32?離子的檢驗。
①將少量的鹽酸或硝酸加入盛有少量待測液的試管中,如果有
無色無味的氣體放出,將此氣體通入盛有少量澄清石灰水的試管中,
如果石灰水變渾濁,則證明原待測液中有CO32-離子的存在。
問題:這種檢驗方法能證明一定存在CO32-離子嗎?為什么?
②將少量的氯化鈣(或氯化鋼、硝酸鋼、硝酸鈣)溶液加入盛有
少量待測液的試管中,如果產生白色沉淀(排除HC03-),再加
入鹽酸產生無色無味氣體(排除SO32-),沉淀溶解,再將產生氣
體通入澄清石灰水,變渾濁(通入過量渾濁消失),則證明原待測
液中有CO32-離子的存在。
⑸NH4+離子的檢驗。
向盛有少量試液的試管中,加入氫氧化鈉溶液,加熱,在試管
口放濕潤的紅色石蕊試紙,如果試紙變藍,說明原溶液中有NH4+
離子。
問題:向盛有少量試液的試管中,加入氫氧化鈉稀溶液,在試
管口放濕潤的紅色石蕊試紙,如果試紙不變藍,說明原溶液中沒有
NH4+離子。對嗎?為什么?
(6)Fe3+離子的檢驗。
①向盛有少量試液的試管中,加入氫氧化鈉溶液,如果生成紅
褐色沉淀,說明原溶液中有Fe3+離子。
②向盛有少量試液的試管中,加入硫氟化鉀溶液,如果溶液呈
血紅色,說明原溶液中有Fe3+離子。
問題:
①如果向盛有少量FeCI2溶液的試管中,分別加入氫氧化鈉溶
液、硫氟化鉀溶液可以觀察到何現象?無現象的,需要加入何試劑
后,能得到與FeCI3溶液同樣的現象?
②如果不用氫氧化鈉溶液、硫氧化鉀溶液兩種試劑鑒別Fe3+
和Fe2+離子,還可以利用哪些試劑鑒別Fe3+和Fe2+離子?
三.配制一定物質的量濃度的溶液
(1)實驗步驟:
①計算
②稱量或量取
③溶解或稀釋(待燒杯中溶液冷卻至室溫后再轉移到容量瓶
中)
④轉移(轉移時要用玻璃棒小心引流,不得將液體灑到容量瓶
外;引流時,玻璃棒下端應靠在容量瓶刻度線以下的瓶頸內壁上)
⑤洗滌(用少量蒸儲水洗滌燒杯及玻璃棒2-3次,洗滌液全部
轉移至容量瓶)
⑥振蕩(將容量瓶振蕩,使溶質與溶劑充分混勻)
⑦定容(往容量瓶加蒸譙水至刻度線以下1-2cm時,改用膠頭
滴管逐滴加入,至溶液凹液最低點面恰好與刻度線相切)
⑧搖勻(蓋好瓶塞,上下顛倒、搖勻)
⑨裝瓶貼標簽(標簽上注明溶液名稱、濃度等)。
(2)實驗儀器:
托盤天平(固體溶質時使用)、量筒(濃溶液稀釋時使用)、燒杯、
玻璃棒、容量瓶(應注明規格)、膠頭滴管、藥匙。
(3)注意事項:
①容量瓶常用的規格:50mL、100mL、250mL、500mL、
1000mL等規格,只有一個刻度線且標有量程規格和使用溫度,
只能配制瓶上規定容積的溶液。要根據所配溶液的體積,選取合
適規格的容量瓶。若配制480mL或240mL的溶液,應分別選用
500mL或250mL的容量瓶。
②容量瓶使用前必須檢查是否漏水,查漏方法是往容量瓶內
加入一定量的水,塞好瓶塞,用食指頂住瓶塞,用另一只手的五
指托住瓶底,把瓶倒立過來,若不漏水,將瓶正立,再把瓶塞倒
轉180。后塞緊,再把瓶倒立過來,若不漏水,方可使用。
③容量瓶使用“八不”:不能用容量瓶進行固體溶解或濃溶液
稀釋;不能將容量瓶作為反應器;不能用容量瓶長期存放溶液;
不能直接往容量瓶倒液;不能不洗滌玻璃棒和燒杯;不能用手掌
緊貼住瓶體操作(因為瓶內溶液受熱會發生體積的變化,使配制的
溶液濃度不準確);定容時加蒸儲水不能超過刻度線;讀數時不能
仰視或俯視;搖勻后,如果液面降到刻度線下,不能向容量瓶中
再加蒸鏘水(因為瓶塞、瓶口是磨口的,有少量溶液殘留)。
④易水解的強酸弱堿鹽應加少量相應的酸;易氧化的物質應
在使用前配制。
(4)誤差分析:
根據實驗原理:c=n/V=m/MV
誤差分析關鍵:①溶液中溶質物質的量或質量②溶液的體積
以配制100mL1mol/LNaOH溶液為例,對以下能引起誤差的
一些操作進行判定,所配制的NaOH溶液濃度是偏高還是偏低或
無影響?
①用托盤天平稱量NaOH時-,如祛碼有污物或已銹蝕。因為
祛碼有污物質量會變大,致使稱量值偏大,則配制的溶液濃度偏
高。若祛碼有殘缺,結果如何?
②用托盤天平稱量NaOH時,藥品與祛碼左右位置顛倒,又
用了游碼。因物碼顛倒,使用了游碼,使得稱量值大于實際所稱
取的NaOH質量,則配制的溶液濃度偏低。若用天平稱量NaOH
時,物碼顛倒,但未用游碼,結果如何?
③用托盤天平稱量NaOH時,用濾紙稱量或稱量時間過長。
由于用濾紙稱量,部分NaOH發生潮解,還會有少量的NaOH粘
貼在濾紙上,甚至部分NaOH與空氣中的C02反應生成Na2CO3,
得到Na2CO3和NaOH的混合物,造成NaOH損耗,則配制的
溶液濃度偏低。若NaOH小純(如NaOH中混有少量Na2O)o結
果如何?若NaOH不純(如含有其他不轉化為NaOH的雜質)。結
果如何?若稱量NaOH的小燒杯,燒杯壁上有少量水珠。結果如
何?
④稱好后的藥品放入燒杯時,有少量撒在燒杯外。溶解攪拌
時有部分液體濺出。轉移時有部分液體濺出。未洗滌燒杯和玻璃
棒2?3次。洗滌液未注入容量瓶。由于這些操作均造成溶質質量
減少,則配制的溶液濃度偏低。若配好的溶液裝入試劑瓶時,不
慎濺出部分溶液。結果如何?
⑤容量瓶洗凈后未干燥。燒杯洗凈后未干燥。因為未干燥有
濕存水,不影響溶質質量,對所配制的溶液濃度無影響。若用所
配溶液潤洗容量瓶。結果如何?
⑥NaOH溶解后未冷卻至20℃,就開始轉移溶液注入容量瓶
定容。由于熱溶液溫度較高其體積大于室溫時溶液的體積,溶液
配制后恢復至室溫,造成所加蒸儲水偏少,則配制的溶液濃度偏
高。若溶解過程是吸熱,未恢復到室溫c結果如何?
⑦容量瓶定容時,仰視液面讀數。因為仰視液面,會使液面
比實際液面低,相當于多加了蒸儲水,則配制的溶液濃度偏低。
若容量瓶定容時.,俯視液面讀數。結果如何?若配制稀硫酸溶液,
用量筒量取濃硫酸時,仰視或俯視液面讀數。結果如何?
⑧定容時加蒸儲水不小心超過刻度線,而用滴管從容量瓶中
吸取部分溶液至刻度線。這是一種錯誤操作,實驗已失敗,應該
重新配制。因為吸取部分溶液后,造成溶質損耗,則配制的溶液
濃度偏低。若搖勻后發現液面低于刻度,再加蒸儲水至刻度線。
由于容量瓶屬于“容納量”式的玻璃量器,定容完成后溶液的體積
恰好為容量瓶的標定容量,搖勻時少量的溶液沾在瓶塞或磨口處
是正常現象,不用再加蒸儲水至刻度線,若再加會造成溶劑量偏
大,則配制的溶液濃度偏低。
四.鈉的性質
實驗原理:金屬鈉的物理性質,金屬鈉的化學性質一一還原
性。
實驗過程:(1)用鑲子取一小塊金屬鈉,用濾紙吸干表面的煤
油,置于濾紙上。用小刀切去一端的表層,迅速讓學生觀察切面
的顏色。
(2)向一只盛有水的培養皿中滴加幾滴酚酗溶液,然后把切去
表層的小塊(約綠豆粒般大小)金屬鈉投入水中,觀察反應的現象
和溶液顏色的變化。
(3)將切好的金屬鈉一小塊放在石棉網上加熱,使其與氧氣反
應。
實驗現象及結論:(1)鈉沉于煤油的底部。(說明鈉的密度怎樣
呢?為什么鈉要保存在煤油中呢?鈉的密度比煤油大,保存在煤
油中可以隔絕空氣和水。)鈉很容易用小刀切開。(說明鈉的質地
怎么樣?軟/硬?鈉是銀白色固體、質軟)鈉的切面迅速從光亮的
銀白色變暗了,失去了金屬光澤。(鈉露置在空氣中很快就會被空
氣中的氧氣氧化生成Na20:4Na+O2==2Na2Oo)
(2)鈉浮在水面上。(說明鈉的密度小于水)鈉熔化成小球。(說
明反應放熱,鈉的熔點低)鈉在水面上會游動。(說明鈉與水接觸
部位發生反應產生了氣體,氣體推動小球迅速游動。由于氣體、
小球、水相互撞擊而發出嘶嘶聲)鈉逐漸消失。(說明反應劇烈,
速率很快)加入酚醐的水溶液會變紅。(說明反應生成了堿,銅與
水的反應2Na+2H2O==2NaOH+H2f)
(3)鈉在空氣中加熱會劇烈燃燒,發出明亮的黃色火焰,得到
淡黃色的產物。(2Na+O2Na2O2)
問題:①未用完的鈉要及時放回原試劑瓶,為什么?
②取用鈉要用鑲子,不要用手直接接觸,為什么?
③比較鈉在常溫下、加熱條件下分別與氧氣反應生成的產物。
鈉的兩種氧化物有何相似的化學性質?寫出有關反應的化學方程
式。
④比較等量且大小形狀均相同的金屬鈉分別與水、鹽酸、乙
醇、氯化核溶液中反應,觀察到的現象有何不同?為什么?寫出
有關反應的化學方程式。
⑤將金屬鈉分別投入到CuS04、MgCI2、FeCI3、AICI3、
Ca(HCO3)2等溶液中,觀察到的現象是什么?寫出有關反應的離
子方程式。
⑥為什么鈉能把四氯化鈦中鈦置換出來,而不能把CuS04
溶液中Cu置換出來呢?
五.氫氧化鋁的兩性
實驗原理:氫氧化鋁為兩性氫氧化物,能與強酸反應生成鹽
和水,又能與強堿反應生成鹽和水。
實驗過程:在一支大試管中放入一定量的0.5mol/L硫酸鋁溶
液,滴加氨水直到不再產生沉淀為止。將沉淀分成兩份:一份滴
加鹽酸,一份滴加氫氧化鈉溶液,觀察發生的現象。
實驗現象及結論:硫酸鋁溶液與足量氨水反應產生白色膠狀
沉淀。
[說明氫氧化鋁不溶于弱堿氨水,
AI2(SO4)3+6NH3H2O==2AI(OH)31+3(NH4)2SO4]
一份氫氧化鋁沉淀中加入鹽酸,觀察到白色沉淀逐漸溶解直
至消失。
[說明氫氧化鋁具有堿性,可與強酸發生中和反應生成鹽和水,
AI(OH3+3HCI==AICI3+3H2O]
一份沉淀中加入氫氧化鈉溶液,觀察到白色沉淀逐漸溶解直
至消失。
{說明氫氧化鋁具有酸性,可與強堿發生中和反應生成鹽和水,
AI(OH)3+NaOH==Na[AI(0H)4]}
問題:①實驗室中制備氫氧化鋁時,一般不用氫氧化鈉等強
堿代替氨水與鋁鹽反應,為什么?實驗空中制備氫氧化鋁時,一
般不用鹽酸等強酸代替二氧化碳與四羥基合鋁酸鹽溶液反應,為
什么?
②如何鑒定明磯中的確有鋁離子存在?
③向氯化鋁溶液中滴加氫氧化鈉溶液的現象與向氫氧化銅溶
液中滴加氯化鋁溶液的現象有何不同?為什么?用離子方程式表
示原因。若四羥基合鋁酸鹽溶液與鹽酸滴加順序不同,現象會不
同嗎?為什么?用離子方程式表示原因。若氯化鋁溶液與四羥基
合鋁酸鹽溶液滴加順序不同,現象會不同嗎?為什么?用離子方
程式表示原因。
④既能與強酸反應又能與強堿反應的常見物質有哪些?請小
結之。并寫出有關反應的化學方程式。
⑤氫氧化鋁具有兩性的本質原因是因為存在酸式電離和堿式
電離,請結合電離平衡移動的原理解釋氫氧化鋁的兩性。
⑥鋁土礦的主要成分是AI2O3,含SQ2、Fe2O3、MgO等
雜質,請設計實驗方案從鋁土礦中提取純凈的氧化鋁。并寫出有
關反應的離子方程式。
六.鐵及其化合物間的轉化
實驗原理:Fe的還原性、Fe3+的氧化性、Fe2+既有還原性
又有氧化性;Fe、Fe3+、Fe2+之間的轉化關系。
實驗(1):探究Fe具有還原性,并實現“Fe-Fe2+與
Fe—Fe3+”的轉化。
實驗操作:在三只試管中,分別倒入約5ml的稀硫酸、5ml
的硫酸銅溶液、5ml的稀硝酸,各加入少量的鐵粉,并振蕩試管,
觀察試管內的實驗現象。
實驗現象及結論:盛稀硫酸的試管中,有氣泡生成,溶液呈
淺綠色,鐵粉不斷溶解。盛硫酸銅溶液的試管中,有紅色物質生
成,溶液藍色變淺,鐵粉不斷溶解。盛稀硝酸的試管中,有氣泡
生成,溶液呈黃色,鐵粉不斷溶解。說明Fe具有還原性,Fe遇
稀硫酸或硫酸銅反應生成硫酸亞鐵,Fe遇稀硝酸反應生成硝酸鐵。
有關轉化反應的離子方程式:
Fe+2H+==Fe2++H2f;Fe+Cu2+==Fe2++Cu;
Fe+4H++NO3-==Fe3++NOf+2H2O
轉化規律:Fe與弱氧化劑(如Cu2+、Ag+、S、12、非氧化
性酸等)反應時生成+2價的鐵的化合物。Fe與強氧化劑(如CI2、
F2、Br2、稀HN03、熱濃HN03、熱濃H2so4等)反應時生成
+3價的化合物。
實驗(2):探究Fe3+具有氧化性,并實現“Fe3+-Fe2+”的轉
化。
實驗操作:在三只試管中,分別盛有少量FeCI3溶液,然后
分別加入少量鐵粉、銅片、KI溶液及CCI4,振蕩試管,觀察實
驗現象。
實驗現象及結論:加入鐵粉的試管中,溶液從黃色變為淺綠
色,鐵粉不斷溶解,加入銅片的試管中,溶液從黃色變為藍綠色,
銅片不斷溶解。加入KI溶液及CCI4的試管中,溶液分層,CCI4
層呈紫紅色。說明Fe3+具有氧化性,Fe3+遇較強還原劑時,可
轉化為Fe2+o有關轉化反應的離子方程式:
2Fe3++Fe==3Fe2+;2Fe3++Cu==2Fe2++Cu2+;2Fe3++2l
-==l2+2Fe2+
轉化規律:還原性比亞鐵離子強的還原劑都能實現
“Fe3+-Fe2+”的轉化。如:Zn、Fe、Cu等金屬單質;S2一、H2S、
S02、H2s03、亞硫酸鹽、I—、HI等逐原劑。+3價鐵的固體化
合物在高溫下與H2、CO、碳、鋁等還原劑起反應時,被還原成
單質鐵。
實驗(3):探究Fe2+既有還原性又有氧化性,并實現
“Fe2+—Fe3+與Fe2+—Fe”的轉化。
實驗操作:向盛有FeSO4溶液的試管中,滴加KSCN溶液,
溶液不顯紅色,再向試管中滴加幾滴新制的氯水(或雙氧水),并
振蕩試管,觀察實驗現象。
向盛有FeSO4溶液的試管中,加入鋅片,并振蕩試管,觀察
實驗現象。
實驗現象及結論:往FeSO4溶液中加氯水(或雙氧水),溶液
呈血紅色。說明Fe2+具有還原性,Fe2+可被強氧化劑氧化成
Fe3+o往FeSO4溶液中加鋅片,鋅片不斷溶解,溶液從淺綠色
變為無色,有黑色固體生成。說明Fe2+具有氧化性,Fe2+可被
強還原劑還原成Fe。有關轉化反應的離子方程式:
2Fe2++CI2==2CI-+2Fe3+;Fe3++3SCN-==Fe(SCN)3;
2Fe2++H2O2+2H+==2H2O+2Fe3+;Fe2++Zn==Fe+Zn2+
轉化規律:氧化性比鐵離子強的氧化劑都能實現
“Fe2+—Fe3+”的轉化,Fe2+在轉化中顯還原性。如:CI2、Br2、
02等非金屬單質;稀HN03、濃HN03、濃H2SO4等氧化性酸;
KMnO4、K2Cr2O7、H2O2、Na2O2等其他氧化劑。+2價鐵的
化合物溶液與Mg、Al、Zn強還原劑或+2價鐵的固體化合物在高
溫下與H2、CO、碳、鋁等起反應時,被還原成單質鐵,反應中
+2價鐵的化合物顯氧化性。
問題:①用FeSO4溶液和NaOH溶液制取Fe(OH)2時,為
什么滴管可以伸入到液面以下?為什么制備FeSO4溶液要用煮
沸過的蒸儲水?為什么要用新煮沸過的NaOH溶液?(均是為了
防止空氣中的02將Fe2+氧化成Fe3+o)
②Fe2+既不能在堿性條件下穩定存在,也不能在空氣中穩定
存在的,那么在酸性和中性兩種情況下,FeS04溶液被氧氣02
氧化的離子方程式如何書寫?
(酸性條件下:4Fe2++O2+4H+==4Fe3++2H2O;中性條件
下:12Fe2++3O2+6H2O==8Fe3++4Fe(OH)31)
③如何除去FeCI3溶液中的FeCI2?如何除去FeCI2溶液中
的FeCI3?寫出有關反應的離子方程式。
④實驗室中如何保存FeS04溶液?如何鑒別FeCI2溶液與
FeCI3溶液?
⑤在FeBr2溶液中分別通入足量CI2、少量CI2時,離子方
程式如何書寫?若向Fel2溶液中通入少量CI2時,離子方程式又
是如何書寫?
⑥在FeCI3和CuCI2的混合液中,加入一定量的Fe粉,完
全反應后,溶液中一定有的金屬陽離子是什么?如果反應后有固
體剩余,則溶液中一定沒有的離子是什么?一定有的金屬陽離子
是什么?如果反應后剩余的固體只有Cu,則溶液一定沒有的離子
是什么?一定有的金屬陽離子是什么?可能有的金屬陽離子是什
么?如果反應后剩余的固體為Fe和Cu,則溶液中一定沒有的離
子是什么?一定有的金屬陽離子是什么?
⑦在一定條件下,鐵分別與02、H20(氣)反應時,生成物中
鐵元素是什么價態?
⑧取少量的酸性KMn04溶液、稀HN03、Na2O2分裝三支
試管中,分別滴加FeS04溶液,并振蕩試管,觀察到的實驗現象
分別是什么?寫出有關反應的離子方程式。
七.碳酸鈉與碳酸氫鈉的性質
實驗原理:碳酸鈉、碳酸氫鈉分別與強酸或強堿的反應;碳
酸鈉、碳酸氫鈉溶液的弱堿性;碳酸氫鈉的不穩定性。
實驗(1):碳酸鈉、碳酸氫鈉分別與鹽酸反應
實驗操作:各取少量碳酸鈉、碳酸氫鈉固體于兩試管中,分
別滴入鹽酸,觀察實驗現象。各取飽和碳酸鈉溶液、碳酸氫鈉溶
液5mL放入兩根試管中,分別向其中逐滴慢慢地加入0.05mol/L
的稀鹽酸溶液,觀察反應現象。
實驗現象及結論:碳酸鈉、碳酸氫鈉固體加入鹽酸均產生無
色氣體,碳酸氫鈉遇到鹽酸放出氣體比碳酸鈉劇烈得多。飽和碳
酸鈉溶液、碳酸氫鈉溶液逐滴滴入鹽酸,碳酸氫鈉溶液就有氣體
生成,飽和碳酸鈉溶液先無現象后生成氣體。說明碳酸鈉、碳酸
氫鈉都能與鹽酸等酸反應產生C02氣體。碳酸氫鈉與鹽酸反應放
出C02比碳酸鈉與鹽酸反應放出快,是因為加入鹽酸后,HC03
一直接與H+結合生成不穩定的H2c03分解生成C02。而碳酸鈉
溶液中存在大量CO32一,加入鹽酸后,CO32—先與H+結合生
成HC03-,再與H+結合才能生成H2CO3,所以放出C02速度
慢。
Na2CO3+2HCI==2NaCI+CO2t+H2O;
NaHCO3+HCI==NaCI+CO2f+H2O;
Na2CO3+HCI==NaHCO3+NaCI;
NaHCO3+HCI==NaCI+CO2f+H2O
實驗(2):碳酸鈉、碳酸氫鈉溶液分別與澄清石灰水反應
實驗操作:在兩支試管中分別加入2?3mL澄清石灰水,分別
向其中加入少量的碳酸鈉溶液、碳酸氫鈉溶液,觀察實驗現象。
實驗現象及結論:兩支試管中均有白色沉淀生成。說明碳酸
鈉、碳酸氫鈉都能與氫氧化鈣等堿反應c
Na2CO3+Ca(OH)2==2NaOH+CaCO31;
NaHCO3+Ca(OH)2==NaOH+CaCO31+H2O
實驗(3):碳酸鈉、碳酸氫鈉溶液分別測pH
實驗操作:分別測量O.1mol/L的碳酸鈉溶液、碳酸氫鈉溶液
的pH,比較其大小。
實驗現象及結論:碳酸鈉溶液、碳酸氫鈉溶液的pH均大于7,
R碳酸鈉溶液的pH大于碳酸氫鈉溶液的pHo說明碳酸鈉溶液與
碳酸氫鈉溶液均可水解呈堿性,且碳酸鈉的水解程度大于碳酸氫
鈉的水解程度。
CO32-+H200H-+HCO3一;HCO3一+H2OOH一
+H2CO3
實驗(4):碳酸氫鈉不穩定性質實驗
實驗操作:在一干燥的試管里放入碳酸氫鈉粉末,約占試管
體積的1/6o試管口用帶有導管的單孔膠塞塞緊,并把試管用鐵
夾固定在鐵架臺上,使管口略向下傾斜。導管的一端浸在盛有澄
清石灰水的燒杯里。加熱試管,觀察實驗現象。
實驗現象及結論:燒杯中澄清石灰水變渾濁,試管口有水珠
產生。說明碳酸氫鈉不穩定,受熱分解生成水和二氧化碳等。
2NaHCO3Na2CO3+CO2t+H2O
問題:①如何鑒別Na2c03和NaHC03?有幾種方法?如果
是Na2CO3溶液和NaHC03溶液又如何鑒別?如果是Na2CO3
溶液和稀鹽酸,不用試劑如何鑒別?
②泡沫滅火器中使用小蘇打而不使用蘇打,為什么?做面條
時,為了防止面粉較長時間儲存變酸,加入適量面堿選用蘇打而
不選用小蘇打,為什么?洗滌餐具及實驗室里的玻璃儀器時,選
用蘇打而不選用小蘇打,為什么?治療胃酸過多時,選用小蘇打
而不選用蘇打,為什么?
③向蘇打飽和溶液中通入足量的二氧化碳氣體會觀察到有晶
體析出,為什么?
④如何實現Na2CO3和NaHC03的相互轉化?
⑤如何除去碳酸鈉固體中少量的碳酸氫鈉?如何除去碳酸氫
鈉溶液中少量的碳酸鈉?
⑥候氏制堿法的原理是將二氧化碳通入氨水的氯化鈉飽和溶
液中,反應生成小蘇打,過濾后將小蘇打加熱分解得到純堿,請
用化學方程式表示其反應原理。
八.氨及錢鹽的性質
實驗原理:氨極易溶于水,NH3與水反應,氨與酸反應。鏤
鹽受熱易分解,鐵鹽與堿反應放出氨氣c
實驗(1):氨的噴泉實驗
實驗操作:如圖所示,用干燥的圓底燒瓶收集的一瓶NH3,
用帶有玻璃管和滴管(滴管中預先吸入水)的塞子塞緊瓶口,將燒
瓶倒置在鐵架臺上。玻璃管插入到盛有水的燒杯中(水中預先滴入
少量酚醐試液),輕輕地擠壓滴管的膠頭,使少量的水進入到燒瓶,
觀察現象。
實驗現象及結論:燒瓶內形成紅色噴泉。說明氨極易溶于水。
燒杯中的水能夠進入燒瓶形成噴泉,主要是因為燒瓶內部的壓強
遠遠小于外部壓強,這樣外界壓強就能夠將燒杯中的水擠壓迸燒
瓶,而內部壓強減小主要原因就是NH3極易溶于水。溶液顯紅色,
說明氨溶于水后呈堿性。堿性又說明了氨溶于水時能與水反應產
生一水合氨,它能夠部分電離出錢根離子和氫氧根離子。
NH3+H2ONH3-H2ONH4++OH-
或NH3+H2ONH4++OH-
問題:①噴泉實驗成敗的關鍵是什么?如果噴泉的水不能夠
充滿燒瓶,可能的原因有哪些?(裝置氣密性不好或瓶塞未塞緊或
氨氣收集不滿或收集氨氣時燒瓶內空氣未排盡或氨氣吸潮)
②HCI、SO2、NO2等易溶于水的氣體能否形成噴泉?是否
只有溶解度很大的氣體才能形成噴泉?S02、C02、CI2等酸性
氣體易溶于NaOH溶液,能否形成噴泉?CH4、C2H6、C2H4等
有機物的氣體易溶于汽油等有機溶劑,能否形成噴泉?C2H4、
C2H2等不飽和的有機物的氣體與濱水能否形成噴泉?
③如果將N02和02以體積比4:1混合、N0和02以體積
比4:3混合、HCI和NH3以體積比1:1混合、H2s和S02以
體積比2:1混合等,能否形成噴泉?
④噴泉實驗中裝滿水的膠頭滴管作用是什么?如果沒有裝滿
水的膠頭滴管,請你說明引發噴泉的可能方法?
⑤除了以上實驗裝置外,能否采用其他裝置形成噴泉?噴泉
實驗的基本原理是什么?
實驗(2):氨與酸反應
實驗操作:分別在兩個集氣瓶中滴入幾滴濃氨水和濃鹽酸,
蓋上玻璃片,然后抽去中間的玻璃片,觀察現象。
實驗現象及結論:瓶內產生大量白煙。說明氨能與鹽酸反應,
生成固體氯化錢小顆粒分散在空氣中形成白煙。
NH3+HCI==NH4CI
實驗(3):鏤鹽受熱易分解
實驗操作:取少量氯化核固體放在試管中加熱,觀察現象。
取少量碳酸氫鐵固體放在試管中加熱,并將生成的氣體通入新制
的澄清石灰水中,觀察現象。
實驗現象及結論:試管底部氯化核固體減少,接近試管口出
現白霧,又凝結成晶體附于試管壁。說明氯化鐵加熱易分解,生
成的兩種氣體在試管口又會重新化合生成氯化筱。試管底部碳酸
氫鏤固體減少甚至消失,澄清石灰水變渾濁。說明碳酸氫錢加熱
易分解生成C02、NH3、H2Oo
NH4CINH3f+HClT;NH3+HCI==NH4CI
NH4HCO3NH3T+CO2T+H2O
實驗(4):錢鹽與堿反應放出氨氣
實驗操作:如圖所示,在實驗室里常用氯化鏤和氫氧化鈣加
熱的方法來制取少量NH3o用向下排氣法收集并用濕潤的紅色石
蕊試紙檢驗NH3是否收集滿。
實驗現象及結論:濕潤的紅色石蕊試紙變藍。說明錢鹽與堿
反應放出氨氣。
2NH4CI+Ca(OH)2CaCI2+2NH3T+2H2O
問題:①生產CI2的化工廠常用濃氨水來檢查生產設備和管
道是否漏氣,如果有白煙生成,則說明已發生漏氣,這是為什么?
②用試管收集氨氣時,為什么要塞一團棉花?如何干燥NH3?
能否濃硫酸干燥NH3?能否用無水氯化鈣固體干燥NH3?
③能否使用NH4HCO3、NH4NO3代替NH4CI?為什么?能
否使用NaOH、KOH代替Ca(0H)2?為什么?使用堿石灰代替消
石灰有什么優點?
④實驗室為了快速制得^氣,能否用濃氨水加固體NaOH(或
加堿石灰、或加生石灰)來制取?為什么?
九.二氧化硫和濃硫酸的性質
實驗原理:二氧化硫還原性和氧化性,二氧化硫的漂白性。
濃硫酸的強氧化性。
實驗(1):二氧化硫的還原性
實驗操作:用亞硫酸鈉與較濃的硫酸反應制備的二氧化硫分
別通入酸性KMnO4溶液、浸水中,觀察現象。
實驗現象及結論:酸性KMnO4溶液和Br2水都褪色。說明
S02會被強氧化劑KMnO4和Br2氧化,體現了S02的還原性。
2KMnO4+5SO2+2H2O==K2SO4+2MnSO4+2H2SO4
SO2+Br2+2H2O==2HBr+H2SO4
問題:將過量S02通入澄清石灰水中,有何現象?為什么?
將SO2通入BaCI2溶液有何現象?為什么?再向其中滴加H2O2
溶液或稀硝酸或氯水,有何現象?為什么?寫出有關反應的離子
方程式。
實驗(2):二氧化硫的氧化性
實驗操作:分別收集一瓶二氧化硫和硫化氫氣體,將兩瓶氣
體混合,觀察現象。
實驗現象及結論:集氣瓶內壁有淡黃色固體和水生成。淡黃
色固體是硫單質,說明S02氧化了H2s生成S和H20,體現了
S02的氧化性。
SO2+2H2S==3S;+2H2O
問題:將過量S02通入Na2s溶液中,有何現象?為什么?
寫出有關反應的化學方程式。某溶液中混有Na+、S2—、SO32
一、SO42—、H+等離子,能否大量共存?為什么?用離子方程
式表示。
實驗(3):二氧化硫的漂白性
實驗操作:收集一試管二氧化硫氣體,驗證其水溶性后在試
管的溶液中加入品紅溶液,振蕩,觀察現象;再加熱試管,再觀
察現象。
實驗現象及結論:品紅溶液紅色褪去,加熱后紅色又恢復。
說明S02易溶于水且具有漂白性。
問題:S02的漂白原理和HCIO的漂白原理是否一致呢?為
什么?將S02和CI2分別通入紫色石蕊試液,有何現象?為什么?
如果將S02和CI2以體積比通入品紅溶液中,有何現象?為什么?
請盡可能列舉可用來鑒別S02和C02氣體的方法。
實驗(4):濃硫酸的強氧化性
實驗操作:將一小片銅片放入盛有濃硫酸的試管中,加熱,
觀察現象。
實驗現象及結論:銅片不斷溶解,溶液呈藍色,有刺激性氣
味氣體生成。說明不活潑的金屬銅會被濃硫酸氧化生成硫酸銅,
硫酸被還原成S02,體現了濃硫酸的強氧化性。
Cu+2H2so4(濃)CuSO4+SO2T+2H20
問題:在濃硫酸和蔗糖發生反應的實驗中,哪些現象是表明
濃硫酸的脫水性?哪些現象是表明濃硫酸的強氧化性?寫出有關
反應的化學方程式。(變黑是脫水性,因為蔗糖在按照H20的比
例脫水后剩下C,故是黑色的。有刺激性氣體生成是S02,說明
濃硫酸被還原了,體現濃硫酸有強氧化性)
十.探究鈉、鎂、鋁單質的金屬性強弱
實驗原理:鈉、鎂、鋁的金屬性強弱順序是鈉>鎂>鋁。判
斷金屬性強弱的依據:①單質跟水(或酸)反應置換出氫的難易程
度;②最高價氧化物對應水化物的堿性強弱;③單質與鹽溶液的
置換反應。
實驗操作:(i)Na與冷水(水中滴加酚醐試液)的反應。注意:
①固體鈉的取用;②滴管的使用。
⑵Mg分別與冷水、熱水(水中滴加酚酸試液)的反應。注意:
①用砂紙擦除鎂帶表面的氧化膜;②滴管的使用;③液體的加熱。
(3)Mg、Al分別與鹽酸的反應。注意:①用砂紙擦除鎂條和鋁
片表面的氧化膜;②液體藥品的取用。
⑷MgCM溶液、AICI3溶液中滴加過量的NaOH溶液。注意:
①液體藥品的取用;②滴管的使用。
實驗現象及結論:(i)Na與冷水劇烈反應,放出無色氣體,溶
液變紅。2Na+2H2O==2NaOH+H2T,Na的金屬性很強,與冷水
劇烈反應,生成的NaOH是強堿,能使酚酸試液變紅。
⑵Mg與冷水緩慢、與沸水迅速反應,鎂帶表面有少許氣泡,
鎂帶表面變微
紅。Mg+2H2OMg(OH)2+H2f,Mg的金屬性不如Na強,要
與沸水反應,生成的Mg(OH)2是中強堿,能使酚獻試液變淺紅。
(3)Mg>Al與鹽酸劇烈反應,放出無色氣體,但Mg比AI更
劇烈。
Mg+2HCI==MgCI2+H2T,2AI+6HCI==2AICI3+3H2f,Mg為
活潑金屬,與鹽酸反應劇烈;AI的金屬性不如Mg強,與鹽酸反
應不如Mg劇烈。
(4)MgCI2溶液、AICI3溶液中均生成白色沉淀,加過量NaOH
溶液時,AICI3溶液中生成的白色沉淀又溶解消失。
MgCI2+2NaOH==Mg(OH)21+2NaCI,
AICI3+3NaOH==A1(OH)3l+3NaCI,
A1(OH)3+NaOH==Na[AI(OH)4],根據強制弱的反應規律知
堿性強順序為:NaOH(強堿)>Mg(OH)2(中強堿)>A1(0H)3(兩性
氫氧化物)。
金屬性強弱順序為:Na>Mg>AI
問題:①以上實驗是如何說明鈉、鎂、鋁金屬性的強弱?為
什么會有這樣的遞變規律?
②如何設計實驗判斷金屬的活動性順序呢?以判斷鎂、鋁、
鐵、銅的金屬活動性順序為例說明。
③以鎂和鋁為電極,在酸性或中性介質中構成原電池,鎂為
負極,鋁為正極,若在強堿性介質中構成原電池,則鋁為負極,
鎂為正極。不同的結果對于判斷鎂、鋁金屬性強弱是否矛盾呢?
為什么?
④請小結可根據哪些實驗事實來判斷金屬性強弱?
十一.化學反應中的熱量變化
實驗原理:化學反應中的能量變化,通常表現為熱量的變化。
若反應中有熱量放出,則為放熱反應;反之,若反應中有吸收熱
量的,則為吸熱反應。
實驗操作:①在一支試管中加少量鹽酸,在加少量的NaOH
溶液,用手觸摸試管外壁,用溫度計測量溫度,記下溫度變化。
②向一支試管中放入幾個鋅粒,加入5mL2moi/L鹽酸,用手觸摸
試管外壁,有什么感覺?③在一個小燒杯中加入一定量的
Ba(0H)2晶體,再在燒杯中加入一定量的NH4CI晶體,并用玻璃
棒迅速攪拌,使充分反應,用手觸摸燒杯外壁,有什么感覺?
實驗現象及結論:①試管外壁發熱,溫度升高,說明反應過
程中有熱量放出。NaOH+HCI==NaCI+H2O(放熱)
②反應產生大量氣泡,同時試管外壁發熱,溫度升高,說明
反應過程中有熱量放出。Zn+2HCI==ZnCI2+H2T(放熱)
③燒杯外壁發冷,溫度降低,說明該反應吸收了大量的熱。
Ba(OH)2+2NH4CI==BaCI2+2NH3f+2H20(吸熱)
問題:①常見的放熱反應有哪些?常見的吸熱反應有哪些?
②大家都感受到了吸熱反應和放熱反應,在生活生產中有哪
些應用?
③化學反應為什么會有能量的變化呢?如何從宏觀和微觀兩
個不同的角度加以解釋。
十二,原電池的工作原理
實驗原理:原電池是利用氧化還原反應將化學能轉化為電能
的裝置。原電池的工作原理是將氧化還原反應的氧化反應,還原
反應分別在兩極上進行,還原劑在負極被氧化,失去的電子通過
導線傳遞給正極,氧化劑在正極被還原,得到電子,從而實現化
學能到電能的轉化。
實驗操作:①將鋅片與銅片平行插入盛有稀硫酸的燒杯里,
觀察發生的現象。②用導線把鋅片和銅片連接起來,觀察發生的
現象。③在導線中間接入一個電流計,觀察發生的現象。如圖所
o
實驗現象及結論:①鋅片溶解,鋅片上有氣泡產生。銅片上
無氣泡。因為Zn比Cu活潑,Cu不能和稀硫酸發生置換反應,
而Zn可以置換出硫酸中的氫:Zn+H2SO4==ZnSO4+H2To
②銅片上有氣泡產生。因為Zn比Cu活潑,容易失去電子,
發生氧化反應,電子沿導線流向銅片,電子流進銅片后,溶液中
的氫離子在銅片上得到電子產生氫氣,發生還原反應,因而銅片
上有氣泡產生。
③電流計指針有偏轉。說明導線上有電子流過。
裝置中,鋅片(負極)發生氧化反應,Zn-2e-==Zn2+,銅片
(正極)發生還原反應,2H++2e—==H2b電子由負極經導線流向
正極,整個電路形成回路,產生電流,化學能轉變為電能。這就
是原電池的工作原理。
總反應方程式:Zn+2H+==Zn2++H2To
問題:①如果將上述實驗中的“稀硫酸”改為“CuS04溶液”,
其他不變,能否構成原電池?如果再用比鋅活潑的鎂代替銅片,
再用ZnS04溶液代替CuS04溶液與鋅片組成原電池,鋅片上將
發生怎樣的電極反應?如果將鋅片置于盛有ZnS04溶液的燒杯
中,將銅片根置于盛有CuS04溶液的燒杯中,分別構成兩個電
極,外電路仍用導線連接,并通過鹽橋將兩個隔離的電解質溶液
連接起來,能否構成原電池?根據上述實驗探究,你認為原電池
構成的條件是什么?
②在實驗室里,用鋅跟稀硫酸反應制取氫氣時,為什么粗鋅
比純鋅反應快?為什么向稀硫酸中加入少量硫酸銅溶液能使制取
氫氣的反應加快?
③曾經有一位格林太太鑲了一顆金牙,但有一次因意外事故,
她的金牙旁邊的一顆牙齒破碎,牙醫為她補了一顆不銹鋼牙,可
是自那次事故以后,格林太太就留下了“后遺癥”:經常頭疼、夜
間失眠、心情煩躁,拜訪了很多當時的名醫,使用了當時最先進
的儀器,都無功而返,后來,一次偶然機會,她遇見了一位年輕
的化學家,化學家很快就解除了她的煩惱,你想知道格林太太到
底得了什么“怪病”,年輕的化學家用什么方法解除了格林太太的
煩惱嗎?
④有一銀器因日久其表面生成了硫化銀而變黑。現有一舊鋁
鍋和足量的食鹽水,你采用什么方法能使銀器光澤復原?寫出有
關反應的電極方程式和電池反應式。(利用原電池原理將銀器放在
盛有足量食鹽水的鋁鍋中,使之與鍋底接觸,這樣就構成了一個
鋁為負極,硫化銀為正極的原電池,放置一段時間后銀器即可恢
復光亮。負極:2AI-6e-==2AI3+,正極:3Ag2s+6e—
==6Ag+3s2-電池反應為:
2AI+3Ag2S+6H2O==6Ag+3H2St+2AI(OH)31。)
十三.乙醇的主要性質
實驗原理:乙醇分子是由乙基C2H5—和羥基一0H組成的,
羥基比較活潑,它決定著乙醇的主要性質。
實驗操作:①向試管中加入約2mL無水乙醇,用躡子取一小
塊鈉,用濾紙吸干表面的煤油,將鈉投入乙醇中,觀察發生的現
象。并迅速用一配有導管的單孔塞塞住試管口,用一小試管倒扣
在導管上,收集反應中放出的氣體并驗純。(可以用鈉與水反應作
對比試驗)
②向試管里注入約2mL無水乙醇,取一根光潔的銅絲繞成螺
旋狀,放在酒精燈外焰上加熱至紅熱,然后伸入無水乙醇中,反
復幾次。觀察銅絲的變化,聞試管中液體的氣味。
實驗現象及結論:①鈉沉在乙醇底部,形狀不變,表面有氣
泡產生,然后逐漸上升到乙醇表面,體積逐漸減小,最后消失。
觸摸試管壁,感覺較熱。小試管用排氣法收集所放出的氣體,在
試管口點燃,可以聽到爆鳴聲,證明放出的是氫氣。
2Na+2CH3CH2OH->2CH3CH2ONa+H2T,說明:乙醇能和活潑
金屬鈉發生置換反應,乙醇具有類似水的性質,但乙醇和鈉反應
較平穩,不如水和鈉反應劇烈,乙醇羥基(一0H)中的氫原子不如
水中的氫原子活潑。
②銅絲表面變黑,伸入無水乙醇后又復原成紅色,溶液有刺
激性氣味。銅絲先和氧氣反應生成黑色的氧化銅,氧化銅被乙醇
還原生成銅,如此反復操作數次,即能聞到有刺激性氣味的乙醛
生成。
2CU+O202CuO,CuO+CH3CH2OH一
CH3CHO+CU+H2O,總反應的方程式:2CH3CH2OH+O2>
2CH3CHO+2H2O,說明:在一定條件下,乙醇可被氧化成乙醛。
問題:①試寫出乙醇分別與鉀、鎂、鋁反應的化學方程式。
②在乙醇氧化實驗中,為什么銅絲一端要卷成螺旋狀?為什
么要反復操作數次?該實驗中乙醇可還原CuO,請小結中學化學
中有哪些物質可還原CuO?
③對飲酒后駕車的嫌疑人檢驗其呼氣酒精含量的方法是:利
用橙紅色重倍酸鉀(酸性溶液)放在氣體酒精含量探測器中進行檢
驗,讓司機對填充了吸附有K2Cr2O7的硅膠顆粒的裝置吹氣。若
發現硅膠變色達到一定程度,即可證明司機是酒后駕車。其化學
原理是K2Cr2O7在酒精作用下轉變為綠色Cr2(SO4)3,這是利
用了乙醇的哪些性質?
④電工師傅在焊接銅漆包線的線頭時,常把線頭放在火上燒
一下,然后用酒精處理后再焊接.如此處理后再焊接的目的是什
么呢?焊接銀器、銅器時,表面會生成發黑的氧化膜,銀匠說,
可以先把銅、銀在火上燒熱,馬上蘸一下酒精,銅、銀會光亮如
初!這是何原理?
十四.乙酸乙酯的制取和乙酸乙酯(或油脂)的水解
實驗原理:①在濃硫酸的催化作用下,乙醇和乙酸發生酯化
反應,生成乙酸乙酯和水。
②在酸或堿存在的條件下,乙酸乙酯與水發生水解反應生成
乙酸和乙醇,堿性條件下的水解更完全C
實驗操作:①在試管里先加入3mL無水乙醇,然后一邊搖動
一邊慢慢地加入2mL濃硫酸和2mL冰醋酸,加入2?3小塊碎瓷
片。按下圖所示,連接好裝置,用酒精燈小心均勻地加熱試管3?
5min,產生的氣體經導管通到飽和碳酸鈉溶液的液面上。觀察發
生的現象。
②在3支試管中各滴入6滴乙酸乙酯。向第一支試管里加蒸
儲水5.5mL;向第二支試管里加1:5稀稀酸0.5mL、蒸儲水5mL;
向第三支試管里加30%的NaOH溶液0.5mL、蒸儲水5mL。振
蕩均勻后,把3支試管都放入70℃?80℃的水浴里加熱幾分鐘,
觀察發生的現象。
實驗現象及結論:①可看到飽和碳酸鈉溶液的液面上有透明
的油狀液體產生并可聞到香味。說明:在濃硫酸的催化作用下,
乙醇分子里的羥基氫原子和乙酸分子里的羥基一起脫去,結合形
成水,發生酯化反應生成乙酸乙酯。
CH3COOH+HOCH2CH3^^CH3COOCH2CH3+H2O
②幾分鐘后,第三支試管里乙酸乙酯的氣味消失了;第二支
試管里還有一點乙酸乙酯的氣味;第一支試管里乙酸乙酯的氣味
沒有多大變化。說明:在酸(或堿)存在的條件下,乙酸乙酯水解
生成了乙酸和乙醇,堿性條件下的水解更完全。
CH3COOCH2CH3+H2O"^"CH3COOH+CH3CH2OH
CH3COOCH2CH3+NaOH^->CH3COONa+CH3CH2OH
問題:1、制取乙酸乙酯實驗:①在配制乙醇、濃H2s04、
乙酸的混合液時,各試劑加入試管的次序為什么是:先乙醇,再
濃H2so4,最后加乙酸?(防止濃H2so4與乙醇、乙酸混合時放
出大量熱,造成液體飛濺)
②實驗中為什么需要使用過量的乙醇?(由于此反應是可逆
反應,為了提高乙酸乙酯的產率,需要適當增大廉價原料乙醇的
用量使反應盡可能生成乙酸乙酯,同時也可以提高成本較高的乙
酸的轉化率)
③濃硫酸的作用是什么?(作催化劑可加快反應速率,作吸水
劑使可逆反應向生成乙酸乙酯的方向移動)
④在加熱反應混合物時,為什么要用酒精燈小心均勻地加熱
試管?(防止尚未反應的乙酸、乙醇蒸出)
⑤加熱時怎樣防止暴沸?(實驗前應在反應的混合物中加入
碎瓷片,以防止加熱過程中發生暴沸)
⑥收集乙酸乙酯時使用飽和碳酸鈉溶液的作用是什么?(中
和乙酸,溶解乙醇,降低乙酸乙酯的溶解度,有利于溶液分層,
析出乙酸乙酯。同時還可以冷卻乙酸乙酯,減少乙酸乙酯的揮發)
⑦為什么不能用NaOH溶液代替飽和Na2CO3溶液?
(NaOH溶液的堿性太強,會使乙酸乙酯發生水解反應而重新變成
乙酸和乙醇)
⑧為什么導氣管只接近液面而不能伸到Na2CO3溶液中?
(防止倒吸)
⑨裝置中的長導管的作用是什么?(導氣兼冷凝回流,防止未
反應的乙酸、乙醇因蒸發而損耗)
⑩如何從飽和碳酸鈉溶液液面上提取生成的乙酸乙酯?(分
液)
2、乙酸乙酯水解實驗:①在乙酸乙酯水解實驗中,為什么乙
酸乙酯的用量、水與酸堿的混合液的用量、水浴的溫度等均要一
樣?
②乙酸乙酯水解的溫度為什么控制在70℃?80℃的水浴中
加熱?溫度過高有何影響?
③影響乙酸乙酯水解速率的因素有哪些?為什么在堿存在的
條件下,乙酸乙酯的水解程度更大?
④工業上,油脂水解制取肥皂是在什么條件下進行?工業上,
油脂水解制取高級脂肪酸又是在什么條件下進行?有關反應的化
學方程式如何書寫?
十五.葡萄糖與新制氫氧化銅的反應
實驗原理:葡萄糖分子中含醛基,具有還原性,可被新制氫
氧化銅氧化。
實驗操作:在試管里加入2mL5%的NaOH溶液,滴入2%
的CuSO4溶液5滴,混勻,再加入2mLi0%的葡萄糖溶液,加
熱,觀察現象。
實驗現象及結論:加熱前,看到有藍色沉淀生成;加熱后看
到有紅色沉淀生成。葡萄糖分子中含醛基,具有還原性,可還原
新制氫氧化銅懸濁液,生成磚紅色氧化亞銅沉淀。
2NaOH+CuSO4==Cu(OH)21+Na2SO4
CH2OH(CHOH)4CHO+2Cu(OH)2
CH2OH(CHOH)4COOH+Cu2O1+2H2O
問題:①糖尿病患者的尿液中常含有葡萄糖,如何檢測?
②如何設計實驗證明淀粉的水解已經開始?如何設計實驗證
明淀粉己部分水解?如何設計實驗證明淀粉未發生水解?
③酒精、乙酸、葡萄糖三種無色溶液,如何用一種試劑加以
鑒別?
十六.電解池工作原理
實驗原理:電解池是在外加電源的作用下,將電能轉變成化
學能的裝置。電解池的工作原理是讓電流通過電解質溶液(或熔融
的電解質)后在陰、陽兩極引起氧化還原反應的過程,從而實現電
能到化學能的轉化。
實驗操作:①電解熔融NaCI。下圖為電解熔融NaCI的裝置,
容器中盛有熔融的NaCI,兩側分別插入石墨片和鐵片作為電極材
料,且石墨,鐵片分別與電源的正極、負極相連。
??
?Me
②電解CuCI2溶液。按下圖中所示裝置連接好儀器,在U
形管中加入飽和氯化銅溶液,用石墨棒作電極,接通電源,電解
數分鐘后,觀察陰極(與電源負極連接的石墨棒)表面的顏色,用
濕潤的淀粉碘化鉀試紙檢驗陽極(與電源正極連接的石墨棒)上放
出的氣體。
”1
實驗現象及結論:①石墨電極上有氣體放出,鐵電極區有金
屬鈉生成。在石墨陽極上,CI一失去電子發生氧化反應:2CI--
2e—==CI2f,鐵陰極上,Na+得到電子發生還原反應:2Na++2e
-==2Nao說明在電流的作用下,熔融的NaCI發生氧化還原反
應生成鈉與氯氣,電能轉化為化學能。2NaCI(熔融)建曳2Na+CI2f。
②石墨陰極上覆蓋了一層紅色物質;石墨陽極上有氣泡產生,
并可聞到刺激性的氣味,該氣體能使濕澗的碘化鉀淀粉試紙變藍。
石墨陰極上Cu2+比H+容易放電,發生還原反應:Cu2++2e-==
Cu;石墨陽極上CI—比0H-容易放電,發生氧化反應:2CI-
-2e-==CI2T,CI2+2KI==2KCI+I2,碘單質與淀粉變藍。說明在
電流的作用下,CuCI2溶液中的離子分別在陰陽極發生氧化還原
反應生成銅與氯氣,電能轉化為化學能cCuCI2逵曳CU+CI2T。
問題:①電解熔融NaCI和電解飽和氯化鈉溶液有何區別?
為什么?
②電解池與原電池有什么區別?請列表比較。電鍍池與精煉
池有什么區別?(以鐵件鍍銅與電解精煉銅為例進行比較)
③工業制鎂是采用電解熔融氯化鎂的方法。試分析電解熔融
的MgCI2的原理,寫出有關的電極反應式和總反應式。為什么不
采用電解熔融氧化鎂的方法制鎂?而工業制鋁卻采用電解熔融氧
化鋁的方法,試分析電解熔融的AI2O3的原理,寫出有關的電極
反應式和總反應式。為什么不采用電解熔融氯化鋁的方法制鋁?
④從H+、Cu2+、Na+、Cl—、SO42-五種離子中選出兩種
離子組成電解質,按下列要求進行電解(使用惰性電極電解),(1)
電解過程中溶液pH增大的有哪些?(電解質用化學式表示,下
同)(2)電解過程中溶液pH減小的有哪些?(3)電解過程中溶液pH
不變的有哪些?電解過程中溶液pH的變化有何規律?請小結。
十七.溫度、濃度、催化劑對化學反應速率的影響
實驗原理:濃度、溫度、壓強和催化劑等條件對化學反應速
率的影響。
實驗操作:①分別向兩支裝有表面積大致相同的鎂條、鐵片
的試管中同時加入同體積0.5mol?L?1鹽酸,觀察發生的現象。
②分別向兩支裝有表面積相同的鐵片的試管中同時加入同體
積0.5mol?L-1和3moi?L-1的鹽酸,觀察發生的現象。
③分別將表面積相同鐵片同時加入盛有不同溫度的鹽酸的試
管中,觀察發生的現象。
④向兩支盛有等體積等濃度的雙氧水的一支試管中加入二氧
化鎰粉末,觀察發生的現象。
⑤分別向兩支裝有等質量的塊狀碳酸鈣、碳酸鈣粉末的試管
中同時滴加同體積同濃度的鹽酸,觀察發生的現象。
實驗現象及結論:①鎂條上產生氣泡且很快,鎂條快消失。
鐵片上產生氣泡但較慢,鐵片未消失。Mg+2HCI==MgCI2+H2T,
Fe+2HCI==FeCI2+H2T,Mg比Fe活潑,與酸的反應劇烈且快。
說明:在其他條件相同時,金屬的活潑性越強,與酸的反應越快。
說明:化學反應速率可由反應物本身的性質決定(內因)。
②加0.5mol?L-1的鹽酸的試管內產生的氣泡慢,加3moi?L-1
的鹽酸的試管內產生的氣泡快。說明:在其他條件相同時、反應
物的濃度越大,化學反應越快。
③溫度高的產生的氣泡快,溫度低的產生的氣泡慢。說明:
在其他條件相同時,反應物的溫度越高,化學反應越快。
④加二氧化錦的雙氧水的試管內產生的氣泡快,不加二氧化
鋪的雙氧水的試管內產生的氣泡慢。在雙氧水分解反應中,二氧
化鎰、氯化鐵等均可作催化劑,2H202二二2H20+02%說明:在
其他條件相同時,使用催化劑,化學反應速率加快。
⑤盛碳酸鈣粉末的試管內產生氣泡快,盛塊狀碳酸鈣的試管
內產生氣泡慢。CaCO3+2HCI==CaCI2+H2O+CO2T,說明:在
其他條件相同時.,固體反應物的表面積越大,化學反應越快。
通常情況下,增大反應物濃度、升高溫度、增大反應物的接
觸面積以及使用催化劑可以提高化學反應速率。
問題:①一定量的鹽酸跟過量的鐵粉反應,為了減緩反應速
率且不影響生成H2的總量,可向鹽酸中加入適量的()
A.NaOH(s)B.H20
C.Na2CO3(s)D.CH3COONa(s)
E.NaCI溶液
一定量的鹽酸跟過量的鐵粉反應,為了加快反應速率且不影
響生成H2的總量,可采取的措施是()A.適當升溫B.加入少量
的CuSO4(s)C.加入少量的濃H2SO4D.加入一定量鎂粉
E.NaNO3(s)
②請利用所學知識回答問題:⑴消防隊員救火時,開門都很
小心,因為門一打開就有可能發生爆炸。請解釋其中的原因。⑵
從化學反應的角度分析
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