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文檔簡介
考點一常見氣體的制備1.實驗室典型的氣體發(fā)生裝置當前1頁,總共89頁。2.氣體收集方法收集方法排水法向上排空氣法向下排空氣法收集原理收集的氣體不與水反應且難溶于水收集的氣體密度比空氣大,且與空氣密度相差較大,不與空氣中成分反應收集的氣體密度比空氣小,且與空氣密度相差較大,不與空氣中成分反應收集裝置當前2頁,總共89頁。3.常見氣體的實驗室制備原理與收集氣體反應原理發(fā)生裝置圖含有的雜質(zhì)收集方法O2①______________________________________②_____________________________③___________________________AAB②_____Ⅰ或Ⅱ+3O2↑+O2↑H2O當前3頁,總共89頁。H2_____________________________B①_______或ⅢCO2_____________________________________B①_________________Cl2____________________________________________C____________排飽和食鹽水法或____NH3____________________________________________A________Zn+H2SO4===ZnSO4+H2↑CaCO3+2HCl===CaCl2+CO2↑+H2OH2OⅠH2OHCl、ⅡH2OⅡHCl、H2OⅢ當前4頁,總共89頁。4.氣體的凈化
①常見凈化裝置
a.裝置為加熱固態(tài)試劑以除去氣體中雜質(zhì)的裝置,為防止固體“流動”,兩端用石棉或玻璃棉堵住,但要使氣流通暢。b.裝置一般盛液體試劑,用于洗氣。c.裝置一般盛固體試劑,用于氣體除雜和定量計算。當前5頁,總共89頁。②常見干燥劑:液態(tài)干燥劑固態(tài)干燥劑裝置常見干燥劑濃硫酸(酸性、強氧化性)無水氯化鈣(中性)堿石灰(堿性)不可干燥的氣體______________________等______________________________________等NH3、H2S、HBr、HINH3Cl2、H2S、HCl、SO2、CO2當前6頁,總共89頁。5.尾氣的處理 (1)直接排空處理:主要是針對無毒、無害氣體的處理。如N2、O2、CO2等。
(2)尾氣處理裝置:
①在水中溶解度較小的有毒氣體,多數(shù)可通入燒杯中的某種試劑吸收除去(如圖甲)。如Cl2、NO2均可通入NaOH溶液中除去。當前7頁,總共89頁。②某些可燃性氣體可用點燃或轉(zhuǎn)化的方法,如圖丙,如CO、H2可點燃或通過灼熱的CuO除去。③某些可燃性氣體(如CH4、C2H4、H2、CO等)可以采用收集的方法(如圖丁)。④對于溶解度很大吸收速率很快的氣體,吸收時應防止倒吸,典型裝置如圖乙。常見的防倒吸裝置還有如下改進裝置(以NH3的吸收為例,未注明的液體為水)。當前8頁,總共89頁。探究思考1.實驗室里能否用圖1裝置制取氯氣?若能,試寫出反應的化學方程式。
答案能,2KMnO4+16HCl(濃)===2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O當前9頁,總共89頁。2.選擇合適的試劑,能否用圖2所示的裝置分別制取少量NO和O2?為什么?
答案不能制取NO,原因是NO不能用排空氣法收集。3.二氧化硫具有還原性,濃硫酸具有強氧化性,能否用濃H2SO4干燥二氧化硫氣體?
答案能當前10頁,總共89頁?!臼纠?】(2013·安徽,8)實驗室中某些氣體的制取、收集及尾氣處理裝置如圖所示(省略夾持和凈化裝置)。僅用此裝置和表中提供的物質(zhì)完成相關實驗,最合理的選項是(
)。當前11頁,總共89頁。
思維啟迪
(1)熟悉常見氣體的制備原理;(2)了解常見氣體的收集方法和尾氣處理方法。選項a中的物質(zhì)b中的物質(zhì)c中收集的氣體d中的物質(zhì)A濃氨水CaONH3H2OB濃硫酸Na2SO3SO2NaOH溶液C稀硝酸CuNO2H2OD濃鹽酸MnO2Cl2NaOH溶液當前12頁,總共89頁。解析氨氣的密度小,用排空氣法收集時應“短進長出”,所以A錯誤;B合理;稀硝酸與銅反應產(chǎn)生NO,而且不能用排氣法收集,若制取NO2,應該用濃硝酸,但尾氣NO2不能用水吸收,C不合理;濃鹽酸與二氧化錳反應制取氯氣應該加熱,不合理。因此選B。答案
B當前13頁,總共89頁?!臼纠?】(2011·全國大綱卷,29)請回答下列實驗中制取氣體的有關問題。 (1)如圖是用KMnO4與濃鹽酸反應制取適量氯氣的簡易裝置。當前14頁,總共89頁。裝置B、C、D的作用分別是:B_________________________________________________;C________________________________________________;D________________________________________________。(2)在實驗室欲制取適量NO氣體。①下圖中最適合完成該實驗的簡易裝置是________(填序號);當前15頁,總共89頁。②根據(jù)所選的裝置完成下表(不需要的可不填):③簡單描述應觀察到的實驗現(xiàn)象__________________________________________________________________________。應加入的物質(zhì)所起的作用ABC解析本題主要考查常見氣體的制備,意在考查考生根據(jù)反應原理和氣體的性質(zhì)進行化學實驗的能力。高錳酸鉀具有強氧化性,能將濃鹽酸中的氯離子氧化為氯氣,裝置B用來收當前16頁,總共89頁。集比空氣密度大的氯氣,裝置D吸收尾氣,裝置C起到了防倒吸的作用。一氧化氮的密度與空氣接近且與空氣中的氧氣反應,不能用排空氣法收集,一氧化氮不與水反應,可以用排水法收集,選用裝置Ⅰ,A裝置中盛放銅片和稀硝酸,B裝置中盛放水,C裝置接收排出的水。答案
(1)向上排氣收集氯氣安全作用,防止D中的液體倒吸進入集氣管B中吸收尾氣,防止氯氣擴散到空氣中污染環(huán)境當前17頁,總共89頁。(2)①Ⅰ
②③反應開始時,A中銅表面出現(xiàn)無色小氣泡,反應速率逐漸加快;A管上部空間由無色逐漸變?yōu)闇\棕紅色,隨反應的進行又逐漸變?yōu)闊o色;A中的液體由無色變?yōu)闇\藍色;B中的水面逐漸下降,B管中的水逐漸流入燒杯C中應加入的物質(zhì)所起的作用A銅屑和稀硝酸產(chǎn)生NO氣體B水排水收集NO氣體C主要是接收B中排出的水當前18頁,總共89頁。1.下列有關圖示裝置的敘述不正確的是 (
)。
A.裝置①可用于吸收實驗中多余的SO2 B.裝置②可用于收集H2、NH3、Cl2、NO2等 C.裝置③中X為苯,可用于吸收NH3或HCl氣體 D.裝置④可用于收集NH3,并吸收多余的NH3當前19頁,總共89頁。解析
SO2和NaOH溶液會發(fā)生反應,故用NaOH溶液吸收SO2可以防止污染,A選項正確。裝置②中如果氣體從長導管通入,只能收集密度比空氣大且不能與空氣中的成分發(fā)生反應的氣體,此時可以收集Cl2、NO2等;如果氣體從短導管通入,只能收集密度比空氣小且不能與空氣中的成分發(fā)生反應的氣體,此時可以收集H2、NH3等,B選項正確。裝置③中如果X為苯,因為苯的密度比水的小,故苯應該在上層,C選項錯誤。裝置④中先用盛有堿石灰的干燥管除去氨氣中的水蒸氣,然后用向上排空氣法收集NH3,最后用防倒吸的裝置吸收多余的NH3,故D選項正確。答案
C當前20頁,總共89頁。2.可用如圖所示裝置制取、凈化、收集的氣體是(
)。
A.銅和稀硝酸制一氧化氮 B.亞硫酸鈉與濃硫酸制二氧化硫 C.鋅和稀硫酸制氫氣 D.濃氨水和生石灰制取氨氣當前21頁,總共89頁。解析
NO不能用排氣法收集,A錯;亞硫酸鈉與濃硫酸反應不需加熱即可制取二氧化硫,可以用濃硫酸除去水蒸氣,并且二氧化硫的密度大于空氣的,可以用該裝置制取、凈化、收集,B對;氫氣密度小于空氣的,應該采用“短管進氣,長管出氣”的方法收集,C錯;氨氣是堿性氣體,不能用濃硫酸凈化,且氫氣的密度小于空氣的,應該采用“短管進氣,長管出氣”的方法收集,D錯。答案
B當前22頁,總共89頁。3.下圖是幾種常見的加熱裝置。當前23頁,總共89頁。(1)A、B、C、D四裝置都是用酒精燈直接加熱,E、F裝置加熱時需墊________。其中F裝置中對試管的加熱方式是________,采用這種加熱方式的目的是____________。(2)H2還原CuO可選用________裝置。(3)NH4Cl與Ca(OH)2混合制NH3可選用________裝置。(4)膽礬中結晶水含量的測定可選用________裝置。(5)乙酸乙酯的制備可選用________裝置。(6)MnO2與濃鹽酸混合制氯氣可選用________裝置。若該裝置只加熱液體時,容器內(nèi)必須放________________。答案
(1)石棉網(wǎng)水浴加熱使儀器受熱均勻,便于控制溶液的溫度(2)A
(3)C
(4)D
(5)B
(6)E碎瓷片或沸石當前24頁,總共89頁。
有關氣體制備實驗裝置的解題思路當前25頁,總共89頁??键c二幾種重要物質(zhì)的制備1.選擇最佳反應途徑 (1)用銅制取硫酸銅_____________________________________________________
(2)用銅制取硝酸銅___________________、_________________________________當前26頁,總共89頁。(3)用鋁制取氫氧化鋁2Al+3H2SO4===Al2(SO4)3+3H2↑2Al+2NaOH+2H2O===2NaAlO2+3H2↑Al2(SO4)3+6NaAlO2+12H2O===8Al(OH)3↓+3Na2SO4當n(Al3+)∶n(AlO2-)=1∶3時,Al(OH)3產(chǎn)率最高。如用氯化鋁溶液制氫氧化鋁:_______________________________________2.選擇最佳原料Al(OH)3↓+3NH4+。Al3++3NH3·H2O===當前27頁,總共89頁。
實驗室制備氫氧化亞鐵時,因氫氧化亞鐵在空氣中極易與氧氣、水反應生成氫氧化鐵,更要注意隔絕空氣。其方法是:
(1)亞鐵鹽需新制(用足量鐵與稀硫酸反應);(2)將所用氫氧化鈉溶液煮沸以_________;(3)使用長滴管吸入氫氧化鈉溶液后_________________________,慢慢擠壓乳膠頭使氫氧化鈉與氯化亞鐵接觸。3.選擇適宜操作方法驅(qū)盡O2末端伸入FeSO4溶液液面下當前28頁,總共89頁。4.乙酸乙酯的制備 (1)制備原理:
(2)實驗裝置:當前29頁,總共89頁。探究思考1.Al2(SO4)3與NaOH溶液、氨水反應均可生成Al(OH)3沉淀,可是在實驗室中我們通常用氨水與Al2(SO4)3反應來制取Al(OH)3,為什么一般不用NaOH溶液?
答案因為Al(OH)3能與過量的NaOH反應,NaOH溶液的量較難控制。2.乙酸乙酯制備實驗中,濃H2SO4、飽和Na2CO3溶液的作用分別是什么?
答案濃H2SO4的作用:催化劑、吸水劑;飽和Na2CO3溶液的作用:吸收揮發(fā)出來的乙醇,與乙酸反應,降低乙酸乙酯的溶解度,有利于乙酸乙酯的析出。當前30頁,總共89頁?!臼纠?】(2013·新課標Ⅰ,26)醇脫水是合成烯烴的常用方法,實驗室合成環(huán)己烯的反應和實驗裝置如下:當前31頁,總共89頁??赡苡玫降挠嘘P數(shù)據(jù)如下:合成反應:在a中加入20g環(huán)己醇和2小片碎瓷片,冷卻攪動下慢慢加入1mL濃硫酸。B中通入冷卻水后,開始緩慢加熱a,控制餾出物的溫度不超過90℃。分離提純:相對分子質(zhì)量沸點/℃溶解性環(huán)己醇1000.9618161微溶于水環(huán)己烯820.810283難溶于水當前32頁,總共89頁。反應粗產(chǎn)物倒入分液漏斗中分別用少量5%碳酸鈉溶液和水洗滌,分離后加入無水氯化鈣顆粒,靜置一段時間后棄去氯化鈣。最終通過蒸餾得到純凈環(huán)己烯10g?;卮鹣铝袉栴}:(1)裝置b的名稱是________________。(2)加入碎瓷片的作用是______________;如果加熱一段時間后發(fā)現(xiàn)忘記加瓷片,應該采取的正確操作是________(填正確答案標號)。A.立即補加
B.冷卻后補加C.不需補加
D.重新配料當前33頁,總共89頁。(3)本實驗中最容易產(chǎn)生的副產(chǎn)物的結構簡式為_________________。(4)分液漏斗在使用前須清洗干凈并________;在本實驗分離過程中,產(chǎn)物應該從分液漏斗的________(填“上口倒出”或“下口放出”)。(5)分離提純過程中加入無水氯化鈣的目的是__________________。(6)在環(huán)己烯粗產(chǎn)物蒸餾過程中,不可能用到的儀器有________(填正確答案標號)。A.圓底燒瓶B.溫度計C.吸濾瓶D.球形冷凝管E.接收器當前34頁,總共89頁。(7)本實驗所得到的環(huán)己烯產(chǎn)率是________(填正確答案標號)。A.41% B.50% C.61% D.70%思維啟迪
(1)通過題給信息,了解有機物的性質(zhì),理解分離提純的方法。(2)環(huán)己醇在濃H2SO4作用下加熱可能發(fā)生的反應。當前35頁,總共89頁。答案
(1)直形冷凝管(2)防止暴沸B(3)
(4)檢漏上口倒出(5)干燥(或除水除醇)
(6)CD
(7)C當前36頁,總共89頁?!臼纠?】(2013·山東理綜,30)TiO2既是制備其他含鈦化合物的原料,又是一種性能優(yōu)異的白色顏料。當前37頁,總共89頁。有關物質(zhì)性質(zhì)如下表:儀器A的名稱是________。裝置E中的試劑是________。反應開始前依次進行如下操作:組裝儀器、________、加裝藥品、通N2一段時間后點燃酒精燈。反應結束后的操作包括:①停止通N2
②熄滅酒精燈③冷卻至室溫。正確的順序為________(填序號)。欲分離D中的液態(tài)混合物,所采用操作的名稱是________。物質(zhì)熔點/℃沸點/℃其他CCl4-2376與TiCl4互溶TiCl4-25136遇潮濕空氣產(chǎn)生白霧當前38頁,總共89頁。(2)工業(yè)上由鈦鐵礦(FeTiO3)(含F(xiàn)e2O3、SiO2等雜質(zhì))制備TiO2的有關反應包括:酸溶FeTiO3(s)+2H2SO4(aq)===FeSO4(aq)+TiOSO4(aq)+2H2O(l)簡要工藝流程如下:當前39頁,總共89頁。①試劑A為________。鈦液Ⅰ需冷卻至70℃左右,若溫度過高會導致產(chǎn)品TiO2收率降低,原因是______________________________________________________________________。②取少量酸洗后的H2TiO3,加入鹽酸并振蕩,滴加KSCN溶液后無明顯現(xiàn)象,再加H2O2后出現(xiàn)微紅色,說明H2TiO3中存在的雜質(zhì)離子是________。這種H2TiO3即使用水充分洗滌,煅燒后獲得的TiO2也會發(fā)黃,發(fā)黃的雜質(zhì)是____________________(填化學式)。解析
(1)注意審題,該反應是在無水無氧條件下制備的;安裝完裝置,首先檢查氣密性,然后裝入藥品。根據(jù)反應條件,N2必須進行干燥處理(干燥管)。然后通過N2排除系統(tǒng)內(nèi)當前40頁,總共89頁。的空氣(O2),點燃酒精燈,使反應發(fā)生。為了防止倒吸,反應結束后,應先熄滅酒精燈,再冷卻到室溫,最后停止通N2。在D中冷凝的液體有CCl4和TiCl4,根據(jù)沸點不同,可采用分餾的方法分離。(2)①加入H2SO4,除發(fā)生FeTiO3酸溶外,還發(fā)生反應Fe2O3+6H+===2Fe3++3H2O,為了使Fe3+轉(zhuǎn)化成Fe2+,所以應加入Fe粉(A),鈦液中含有FeSO4和TiOSO4,考慮到溫度越高,TiOSO4的水解程度越大,造成TiOSO4提前水解生成H2TiO3沉淀,在過濾時,造成鈦損失。②由于Fe2+不可能全部結晶生成綠礬,造成H2TiO3中含F(xiàn)e2+,滴入H2O2發(fā)生反應2Fe2++2H++H2O2===2Fe3++當前41頁,總共89頁。2H2O,所以當加入KSCN后,顯紅色,由于在H2TiO3中含F(xiàn)e2+,所以煅燒后會發(fā)生反應生成Fe2O3,造成TiO2發(fā)黃。答案
(1)干燥管濃H2SO4檢查氣密性②③①分餾(或蒸餾)
(2)①Fe溫度過高會導致TiOSO4提前水解,產(chǎn)生H2TiO3沉淀②Fe2+
Fe2O3當前42頁,總共89頁。1.(2013·濱州質(zhì)檢)用含少量鎂粉的鋁粉制取純凈的氫氧化鋁,下述操作步驟中最恰當?shù)慕M合是 (
)。
①加鹽酸溶解;②加燒堿溶液溶解;③過濾;④通入過量CO2生成Al(OH)3沉淀;⑤加入鹽酸生成Al(OH)3沉淀;⑥加入過量燒堿溶液
A.①⑥⑤③
B.②③④③ C.②③⑤③
D.①③⑤③
解析加NaOH溶液,Al溶解生成NaAlO2溶液,Mg不溶解,過濾掉,在NaAlO2溶液中通過量CO2,不宜加鹽酸,鹽酸過量,Al(OH)3溶解。
答案
B當前43頁,總共89頁。2.制造干電池的主要原料之一是MnO2,工業(yè)上常以Mn(NO3)2和KMnO4為原料制備MnO2,其生產(chǎn)原理為先用軟錳礦(含MnO2、少量的Fe2O3和SiO2)和碳反應制得MnO,再將MnO與稀硝酸反應,反應后經(jīng)過濾、提純、濃縮,可制得50%的Mn(NO3)2溶液。在一定條件下,把50%的Mn(NO3)2溶液滴加到KMnO4溶液中,發(fā)生反應:Mn(NO3)2+KMnO4+H2O―→MnO2↓+KNO3+HNO3(未配平),反應生成的沉淀經(jīng)過濾、洗滌、干燥后得到MnO2。
請回答下列問題: (1)若將軟錳礦和碳反應后的固體產(chǎn)物置于如圖所示的裝置甲中,使其與稀硝酸反應,觀察到裝置乙中有紅棕色氣體產(chǎn)生。當前44頁,總共89頁。①寫出甲中產(chǎn)生氣體的化學反應方程式:_______________________________。②反應過程中,要向裝置乙中通入一定量的空氣,原因是________________。③裝置丙中盛放的試劑是________________。(2)請配平:________Mn(NO3)2+_______KMnO4+________H2O===________MnO2↓+________KNO3+_______HNO3,當前45頁,總共89頁。在制備MnO2的實驗中要向反應混合液中不斷滴加氨水,則氨水的作用是________________________________。(3)沉淀經(jīng)過濾、洗滌、干燥后所得到的固體中除主要含有MnO2外,還可能混有雜質(zhì),則該雜質(zhì)可能是_____________(寫化學式)。當前46頁,總共89頁。
解析
(1)根據(jù)題中信息可知軟錳礦和碳反應生成MnO,雜質(zhì)Fe2O3與碳反應會生成單質(zhì)Fe。MnO與稀硝酸反應生成Mn(NO3)2,無氣體產(chǎn)生,而Fe能與稀硝酸反應生成NO。向乙中通入空氣,空氣中的氧氣將NO氧化成NO2,使氣體呈紅棕色,丙中應盛NaOH溶液等堿性物質(zhì),吸收有毒氣體NO2。(2)根據(jù)得失電子守恒和觀察法可配出化學計量數(shù)為3、2、2、5、2、4;Mn(NO3)2和KMnO4反應后有硝酸產(chǎn)生,加入氨氣,可以中和硝酸,增大反應物的轉(zhuǎn)化率。(3)由于加入氨水,會有Mn(OH)2生成。(4)反應進行一段時間后,反應速率快速增大,應考慮生成物對反應的影響,其中MnO2最有可能對反應具有催化作用。當前47頁,總共89頁。答案
(1)①Fe+4HNO3(稀)===Fe(NO3)3+NO↑+2H2O
②把一氧化氮氧化成二氧化氮,便于尾氣被吸收充分,防止污染環(huán)境③NaOH溶液(其他合理答案均可)(2)3
2
2
5
2
4中和產(chǎn)生的HNO3,使原料盡可能多地轉(zhuǎn)化為MnO2
(3)Mn(OH)2
(4)反應生成的MnO2對該反應具有催化作用當前48頁,總共89頁。3.(2013·新課標Ⅱ,26)正丁醛是一種化工原料。某實驗小組利用如下裝置合成正丁醛。當前49頁,總共89頁。發(fā)生的反應如下:反應物和產(chǎn)物的相關數(shù)據(jù)列表如下:實驗步驟如下:將6.0gNa2Cr2O7放入100mL燒杯中,加30mL水溶解,再緩慢加入5mL濃硫酸,將所得溶液小心轉(zhuǎn)移到B中。在A中加入4.0g正丁醇和幾粒沸石,加熱。當有蒸汽出現(xiàn)時,開始滴加B中溶液。滴加過程中保持反應溫度為90~95℃,在E中收集90℃以下的餾分。沸點/℃密度/(g·cm-3)水中溶解性正丁醇117.20.8109微溶正丁醛75.70.8017微溶當前50頁,總共89頁。將餾出物倒入分液漏斗中,分去水層,有機層干燥后蒸餾,收集75~77℃餾分,產(chǎn)量2.0g?;卮鹣铝袉栴}:(1)實驗中,能否將Na2Cr2O7溶液加到濃硫酸中,說明理由__________________________________________________。(2)加入沸石的作用是______________。若加熱后發(fā)現(xiàn)未加沸石,應采取的正確方法是__________________________。(3)上述裝置圖中,B儀器的名稱是____________,D儀器的名稱是__________________。(4)分液漏斗使用前必須進行的操作是________(填正確答案標號)。A.潤濕
B.干燥
C.檢漏
D.標定當前51頁,總共89頁。(5)將正丁醛粗產(chǎn)品置于分液漏斗中分水時,水在________層(填“上”或“下”)。(6)反應溫度應保持在90~95℃,其原因是_________________________________________________________________。(7)本實驗中,正丁醛的產(chǎn)率為________%。解析
(1)濃H2SO4溶于水時放出大量熱,不能將水或溶液加入濃硫酸中,否則會迸濺。(2)加熱純凈液體時易發(fā)生暴沸,加入沸石(碎瓷片),防止暴沸。(3)注意直形冷凝管與球形冷凝管的區(qū)別,球形冷凝管不用于蒸餾。當前52頁,總共89頁。(4)分液漏斗有玻璃活塞,使用前必須檢漏。(5)正丁醛的密度比水小,水在下層。(6)回答本題,要根據(jù)實驗目的和所制物質(zhì)的性質(zhì)闡述,溫度過低不利于正丁醛的蒸出和生成,溫度過高正丁醛易被氧化,同時正丁醇也可能蒸出,使產(chǎn)率降低。CH3CH2CH2CH2OH―→CH3CH2CH2CHO 74
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m(理論)代入公式計算出產(chǎn)率為51%。當前53頁,總共89頁。答案
(1)不能,濃硫酸溶于水會放出大量熱,易造成迸濺(2)防止暴沸冷卻后補加(3)滴液漏斗直形冷凝管(4)C
(5)下(6)既可保證正丁醛及時蒸出,又可盡量避免其被進一步氧化,同時避免正丁醇蒸出(7)51當前54頁,總共89頁。
物質(zhì)制備的基本思路1.明確物質(zhì)制備原理:進行物質(zhì)制備實驗設計前必須先認真審題,明確要制備的物質(zhì),弄清題目有哪些新信息,綜合學過的知識,通過類比、分析、遷移,從而明確制備原理。2.選擇實驗儀器與實驗試劑:根據(jù)制備的物質(zhì)的性質(zhì),需要的反應條件,選擇合理的實驗儀器和試劑。如制備的物質(zhì)具有強烈的腐蝕性,就不能選用橡膠管來連接實驗儀器,若反應條件是加熱,且溫度不超過100℃,就可以選擇水浴加熱的裝置。當前55頁,總共89頁。3.設計物質(zhì)制備步驟:根據(jù)物質(zhì)制備的原理以及所選用的實驗儀器和試劑,設計出合理的實驗裝置和實驗操作步驟,實驗步驟應完整、簡明??忌鷳摼邆渥R別和繪制典型的實驗儀器裝置圖的能力,特別是對裝置圖的識別能力,這是評價實驗方案的能力之一。4.檢驗制備物質(zhì)的純度:采用可行的方法對制備的物質(zhì)進行檢驗,確定是否實驗成功。當前56頁,總共89頁??键c三常見定量實驗分析1.常見定量實驗的誤差分析方法 (1)一定物質(zhì)的量濃度溶液配制實驗中的誤差分析:溶質(zhì)的質(zhì)量溶液的體積當前57頁,總共89頁。(2)用標準酸(堿)溶液滴定待測堿(酸)溶液的誤差分析①原理:酸、堿恰好反應,則:c酸V酸=c堿V堿c——酸或堿的物質(zhì)的量濃度;V——酸或堿溶液的體積。V酸V堿當前58頁,總共89頁。 0.025mol水,酸與堿的質(zhì)量都為50g)。
②誤差分析依據(jù):看實驗中有哪些因素能造成t2-t1出現(xiàn)偏差。若t2-t1偏大,則|ΔH|偏大,若t2-t1偏小,則|ΔH|偏小。2.定量實驗數(shù)據(jù)的測定方法
①沉淀法
先將某種成分轉(zhuǎn)化為沉淀,然后稱量純凈、干燥的沉淀的質(zhì)量,再進行相關計算。
②測氣體體積法
對于產(chǎn)生氣體的反應,可以通過測定氣體體積的方法測定當前59頁,總共89頁。樣品純度。③測氣體質(zhì)量法將生成的氣體通入足量的吸收劑中,通過稱量實驗前后吸收劑的質(zhì)量,求得所吸收氣體的質(zhì)量,然后進行相關計算。④滴定法即利用滴定操作原理,通過酸堿中和滴定、沉淀滴定和氧化還原反應滴定等獲得相應數(shù)據(jù)后再進行相關計算。當前60頁,總共89頁。探究思考1.用50mL0.5mol·L-1鹽酸與50mL0.55mol·L-1NaOH溶液反應測定中和熱的誤差分析:能引起誤差的實驗操作Δt=t2-t1|ΔH|保溫措施不好偏__偏__攪拌不充分偏__偏__所用酸堿濃度過大偏__偏__用同濃度的氨水代替NaOH溶液偏__偏__當前61頁,總共89頁。用同濃度的醋酸溶液代替鹽酸偏__偏__用50mL0.50mol·L-1NaOH溶液偏__偏__量熱器中小燒杯口與大燒杯口不相平偏__偏__答案小小小小大大小小小小小小小小當前62頁,總共89頁。2.酸堿中和滴定過程中的誤差分析實驗操作情況對c堿的影響①開始滴定時滴定管尖嘴處留有氣泡,滴定結束時氣泡消失偏__②讀數(shù)開始時仰視,終止時俯視偏__③到滴定終點時尚有一滴酸掛在滴定管尖嘴外而未滴入錐形瓶偏__④洗凈的酸式滴定管未用標準酸液潤洗偏__⑤洗凈的錐形瓶用待測堿潤洗偏__當前63頁,總共89頁。⑥不小心將標準液滴至錐形瓶外偏__⑦不小心將待測堿液濺至錐形瓶外偏__⑧滴定前向錐形瓶中加入10mL蒸餾水,其余操作正常無影響⑨未搖勻,出現(xiàn)局部變色或剛變色,未等待半分鐘變色是否穩(wěn)定,就停止滴定偏__答案高低高高高高低低當前64頁,總共89頁?!臼纠?】(2013·天津,4)下列實驗誤差分析錯誤的是(
)。 A.用濕潤的pH試紙測稀堿溶液的pH,測定值偏小 B.用容量瓶配制溶液,定容時俯視刻度線,所配溶液濃
度偏小
C.滴定前滴定管內(nèi)無氣泡,終點讀數(shù)時有氣泡,所測
體積偏小
D.測定中和反應的反應熱時,將堿緩慢倒入酸中,所
測溫度值偏小當前65頁,總共89頁。思維啟迪
(1)掌握實驗操作要點,(2)清楚誤差分析依據(jù)。解析該題考查基本實驗的誤差分析。A選項濕潤的pH試紙測稀堿液的pH時,堿液被稀釋,pH偏小,正確。B選項用容量瓶配制溶液定容時俯視刻度線造成加入水偏少,所配溶液濃度偏大,錯誤。C選項滴定前滴定管內(nèi)無氣泡,終點讀數(shù)時有氣泡,所測體積偏小,也就是讀數(shù)偏小,正確。D選項測定中和反應的反應熱時,將堿緩慢倒入酸中,熱量損失比較多,所測溫度值偏小,正確。答案
B當前66頁,總共89頁?!臼纠?】(2013·海南化學,17)BaCl2·xH2O中結晶水數(shù)目可通過重量法來確定:
①稱取1.222g樣品,置于小燒杯中,加入適量稀鹽酸,加熱溶解,邊攪拌邊滴加稀硫酸到沉淀完全,靜置;
②過濾并洗滌沉淀;
③將盛有沉淀的濾紙包烘干并中溫灼燒;轉(zhuǎn)入高溫爐中,反復灼燒到恒重,稱得沉淀質(zhì)量為1.165g。
回答下列問題: (1)在操作②中,需要先后用稀硫酸和________洗滌沉淀;檢驗沉淀中氯離子是否洗凈的方法是______________________________________________________________。當前67頁,總共89頁。(2)計算BaCl2·xH2O中的x=________(要求寫出計算過程)。(3)操作③中,如果空氣不充足和溫度過高,可能會有部分沉淀被濾紙中的碳還原為BaS,這使x的測定結果________(填“偏低”、“偏高”或“不變”)??茖W審題
BaSO4→BaS,沉淀質(zhì)量減小,則水的含量偏高。解析
(1)洗滌沉淀,需要用蒸餾水沖洗;若沉淀洗滌后洗滌液中不含Cl-,則已經(jīng)洗凈,即檢驗濾液中是否含有Cl-即可。(2)計算氯化鋇和水的物質(zhì)的量比,即求出x;當前68頁,總共89頁。質(zhì)量m(BaCl2)=5.000×10-3mol×208g·mol-1=1.040g=2.02≈2(3)題中已經(jīng)表明硫酸鋇被還原為BaS,則沉淀質(zhì)量減小,相對水的質(zhì)量比提高,x數(shù)據(jù)將偏高。答案
(1)蒸餾水取水洗液于試管中,加入稀硝酸酸化,滴加AgNO3溶液,若無白色渾濁出現(xiàn),則表明Cl-已經(jīng)洗凈(2)2
(3)偏高當前69頁,總共89頁。1.用標準NaOH溶液滴定未知濃度的鹽酸,選用酚酞作指示劑,造成滴定結果偏低的原因可能是 (
)。 A.配制標準NaOH溶液中混有Na2CO3雜質(zhì) B.滴定終點讀數(shù)時,俯視滴定管的刻度,其他操作正確 C.盛裝未知液的錐形瓶用蒸餾水洗過,未用未知液潤洗 D.滴定到終點讀數(shù)時,發(fā)現(xiàn)滴定管尖嘴處懸掛一滴溶液
c(NaOH)、c(HCl)的變化,可推知c(HCl)是否會出現(xiàn)誤差。A選項,由于等量的NaOH變成Na2CO3后,所需鹽酸當前70頁,總共89頁。的量減少,所以結果偏高。B選項,滴定終點時,由于滴定管“零”刻度在上,俯視讀數(shù)導致數(shù)值變小,則V堿變小,c酸偏低。C選項,錐形瓶不用待測液潤洗,有水存在時不影響測定。D選項,懸掛的液滴已包含在V(NaOH)中,使c(HCl)偏高。答案
B當前71頁,總共89頁。2.(2011·福建理綜,25)化學興趣小組對某品牌牙膏中磨擦劑成分及其含量進行以下探究:
查得資料:該牙膏摩擦劑由碳酸鈣、氫氧化鋁組成;牙膏中其他成分遇到鹽酸時無氣體產(chǎn)生。 Ⅰ.磨擦劑中氫氧化鋁的定性檢驗
取適量牙膏樣品,加水充分攪拌,過濾。 (1)往濾渣中加入過量NaOH溶液,過濾。氫氧化鋁與NaOH溶液反應的離子方程式是____________________________________________________________________。 (2)往(1)所得濾液中先通入過量二氧化碳,再加入過量稀鹽酸。觀察到的現(xiàn)象是____________________________________________________________________________。當前72頁,總共89頁。Ⅱ.牙膏樣品中碳酸鈣的定量測定利用下圖所示裝置(圖中夾持儀器略去)進行實驗,充分反應后,測定C中生成BaCO3沉淀的質(zhì)量,以確定碳酸鈣的質(zhì)量分數(shù)。依據(jù)實驗過程回答下列問題:當前73頁,總共89頁。(3)實驗過程中需持續(xù)緩緩通入空氣。其作用除了可攪拌B、C中的反應物外,還有______________________________。(4)C中反應生成BaCO3的化學方程式是____________________________________________________________________。(5)下列各項措施中,不能提高測定準確度的是________(填標號)。a.在加入鹽酸之前,應排凈裝置內(nèi)的CO2氣體b.滴加鹽酸不宜過快c.在A~B之間增添盛有濃硫酸的洗氣裝置d.在B~C之間增添盛有飽和碳酸氫鈉溶液的洗氣裝置當前74頁,總共89頁。(6)實驗中準確稱取8.00g樣品三份,進行三次測定,測得BaCO3的平均質(zhì)量為3.94g。則樣品中碳酸鈣的質(zhì)量分數(shù)為________。(7)有人認為不必測定C中生成的BaCO3質(zhì)量,只要測定裝置C在吸收CO2前后的質(zhì)量差,一樣可以確定碳酸鈣的質(zhì)量分數(shù)。實驗證明按此方法測定的結果明顯偏高,原因是________________________________________________________。解析
(1)該反應為Al(OH)3+NaOH===NaAlO2+2H2O或Al(OH)3+NaOH===Na[Al(OH)4]。(2)由于上面得到的溶液是NaAlO2溶液,在先通入過量CO2,再加入過量稀鹽酸時,發(fā)生反應:NaAlO2+CO2+當前75頁,總共89頁。2H2O===Al(OH)3↓+NaHCO3;Al(OH)3+3HCl===AlCl3+3H2O;NaHCO3+HCl===NaCl+H2O+CO2↑,所以現(xiàn)象為通入CO2時有白色沉淀產(chǎn)生,加入稀鹽酸后,沉淀溶解,且有無色氣體產(chǎn)生。(3)持續(xù)緩緩通入空氣的目的是將生成的CO2盡量全部排出,同時起攪拌作用。(4)C中發(fā)生反應的化學方程式為CO2+Ba(OH)2===BaCO3↓+H2O。(5)通空氣的目的是排出CO2,空氣是否干燥不影響實驗結果,c不正確。由于HCl與NaHCO3也可反應產(chǎn)生CO2,故增添盛有飽和碳酸氫鈉的洗氣瓶會影響實驗結果,d也不正確。當前76頁,總共89頁。(6)n(BaCO3)=3.94g/197g·mol-1=0.02mol,由C原子守恒得m(CaCO3)為0.02mol×100g·mol-1=2g,所以CaCO3的質(zhì)量分數(shù)為25%。(7)由于B中的水蒸氣和HCl等易揮發(fā)進入C中,所以裝置C的質(zhì)量會偏大。答案
Ⅰ.(1)Al(OH)3+OH-===AlO2-+2H2O(或Al(OH)3+OH-===[Al(OH)4]-)
(2)通入CO2氣體有白色沉淀生成;加入鹽酸有氣體產(chǎn)生且沉淀溶解Ⅱ.(3)把生成的CO2全部排入C中,使之完全被Ba(OH)2溶液吸收(4)Ba(OH)2+CO2===BaCO3↓+H2O
(5)cd
(6)25%
(7)B中的水蒸氣、氯化氫氣體等進入裝置C中(或其他合理答案)當前77頁,總共89頁。
中學階段常見的定量儀器及實驗
定量實驗是在定性實驗的基礎上研究量以及量間的關系。(1)中學實驗儀器中可作為定量實驗測量的儀器有托盤天平;量筒、燒杯、滴定管;溫度計、秒表(計時器)等。(2)中學階段常見的定量實驗有:①配制一定質(zhì)量分數(shù)的溶液;②配制一定物質(zhì)的量濃度的溶液;③中和滴定;④中和熱的測定;⑤氣體的測定;⑥其他的定量實驗如測定相對原子質(zhì)量、相對分子質(zhì)量、物質(zhì)的純度及含量等。當前78頁,總共89頁。實驗數(shù)據(jù)統(tǒng)計與整理的一般方法1.數(shù)據(jù)的表格化素養(yǎng)23
定量化學實驗數(shù)據(jù)的分析與處理[方法規(guī)律]項目實驗編號項目1項目2項目3項目4…123當前79頁,總共89頁。 (1)根據(jù)實驗原理確定應記錄的項目:所測的物理量。 (2)應注意數(shù)據(jù)的有效數(shù)字及單位和必要的注釋。 (3)設計的表格要便于數(shù)據(jù)的查找、比較,便于數(shù)據(jù)的計算和進一步處理,便于反映數(shù)據(jù)間的聯(lián)系。2.數(shù)據(jù)的圖像化
圖像化是用直線圖或曲線圖對化學實驗結果加以處理的一種簡明化形式。它適用于一個量的變化引起另一個量的變化的情況。圖像化的最大特點是鮮明、直觀、簡單、明了。當前80頁,總共89頁?!镜淅縖2012·廣東理綜,31(1)(2)(3)]碘在科研與生活中有重要應用。某興趣小組用0.50mol·L-1KI、0.2%淀粉溶液、0.20mol·L-1K2S2O8、0.10mol·L-1Na2S2O3等試劑,探究反應條件對化學反應速率的影響。
已知:S2O82-+2I-===2SO42-+I2(慢) I2+2S2O32-===2I-
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