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文檔簡介
高考化學實驗專題知識歸納(完整版)
教學目標要求分析
一'知識目標要求
1.了解化學實驗常用儀器的主要用途和使用方法.
2.掌握化學實驗的基本操作.
3.掌握常見氣體的實驗室制法(包括所用試劑、儀器、反應原理和收集方法).
4.綜合運用化學知識對常見的物質(包括氣體物質、無機離子)進行分離、提純和鑒別.
5.掌握化學實驗的記錄方法和運用化學知識設計一些基本實驗.
(1)根據實驗現(xiàn)象,觀察、記錄、分析或處理數據,得出正確結論.
(2)根據實驗試題要求,設計基本實驗方案.
(3)能繪制和識別典型的實驗儀器裝置圖.
6.以上各部分知識與技能的綜合應用.
二'實驗能力要求
1.用正確的化學實驗基本操作,完成規(guī)定的“學生實驗”的能力.
2.觀察記錄實驗現(xiàn)象,分析實驗結果和處理實驗數據,得出正確結論的能力.
3.初步處理實驗過程中的有關安全問題的能力.
4.能識別和繪制典型的實驗儀器裝置圖的能力.
5.根據實驗試題的要求,設計簡單實驗方案的能力.
三、高考試題的特點和趨勢
根據近年來化學高考試題中有關化學實驗內容的題目分析,下列內容是化學實驗部分考
查的重點:
1.實驗基本操作和技能
這類試題的特點通常是給出限定的儀器、藥品和一些操作步驟,要求正確完成某項實驗
操作,既有常見儀器的使用方法,又有基本操作的正誤辨別,著重考查考生對中學化學實驗
基本操作技能掌握的情況,題目的難度不高,但并不容易得滿分。
2.正確運用實驗原理和正確認識實驗裝置
這類試題通常是給出限定的實驗裝置、反應條件、實驗現(xiàn)象和有關數據,要求考生根據
實驗原理及試題中所給予的信息,結合元素化合物知識,選用儀器藥品,正確認識、選擇裝
置,說明裝置中某些儀器的作用,描述實驗現(xiàn)象,寫有關化方程式,進行數據分析.指出實
驗中必須注意的某些問題等等,主要考查考生的觀察能力與分析綜合及評價的能力。這類題
目具有一定的綜合性,具有較大的區(qū)分度。
3.運用所學知識和技能進行實驗設計或處理
近年來,實驗題中新情境試題不斷增多,這類試題的特點是將基本的實驗操作設計置于
新的情境中(主要是中學課本沒有的新反應或新裝置或是能使中學生理解的最新科技知識、
簡化的改進的裝置等),結合學生原有的知識和能力,來進行儀器組裝、現(xiàn)象描述、數據分
析、考慮安全和防污等,用來考查考生自學能力、思維能力、分析綜合及評價的能力。由于
這類實驗試題情境新穎、設問巧妙、鋪墊得當、知識新、思維量大、所以區(qū)分度很好,能確
實將一些基礎扎實、自學能力強、思維敏捷、心理素質好的考生選撥出來。所以,新情境實
驗試題將是今后實驗試題的命題方向。
由以上分析不難看出,盡管化學實驗部分涉及到的知識和能力點是分散的,但高考試題
中實驗考查的內容和形式是較為穩(wěn)定的,這給實驗復習中突出重點提供了可能。實驗復習根
據考綱和高考試題的幾個特點方面,設計化學實驗專題加以重點復習,就會起到事半功倍的
效果。
各單元知識要點及典型習題
一、常用儀器的使用
(-)1.能直接加熱的儀器
儀器圖形與名稱主要用途使用方法和注意事項
可直接加熱,但不能驟冷。蒸發(fā)溶液時不可
用于蒸發(fā)溶劑或濃縮
蒸發(fā)皿加得太滿,液面應距邊緣1厘米處。冷卻時
溶液
要放在石棉網上。
可直接加熱,拿取試管時,用中指、食指、
拇指拿住試管口占全長的1/3處,加熱時管
口不能對著人。放在試管內的液體不超過容
卜常用作反應器,也可積的1/2,加熱的不超過1/3。)用熱時要
收集少量氣體用試管夾,并使試管跟桌面成45°的角度,
先給液體全部加熱,然后在液體底部加熱,
并不斷搖動。給固體加熱時,試管要橫放,
管口略向下傾。
可直接加熱至高溫。灼燒時應放于泥三角
用于灼燒固體,使其
上,應用用煙(與鎮(zhèn)子區(qū)分開)鉗夾取。應
反應(如分解)
A避免聚冷(否則會開裂)。
林口鉗
可直接用于加熱,遇能與Cu、Fe反應的物
燃燒少量固體物質
質時要在匙內鋪細砂或墊石棉絨。
燃燒匙
D
2.能間接加熱(需墊石棉網)
儀器圖形和名稱主要用途使用方法和注意事項
□燒杯
用作配制、濃縮、稀釋溶液。加熱時應墊石棉網
也可用作反應器和|給試管水根據液體體積選用不同規(guī)格燒
(分為50、100、250、500、浴加熱等。杯
1000ml等規(guī)格)
((平底燒瓶不能直接加熱,加熱時要墊石棉
用作反應器(特別是不需加網。不適于長時間加熱,當瓶內
熱的)液體過少時,加熱容易使之破
裂。
,國底燒瓶
不能直接加熱,應墊石棉網加
用作在加熱條件下進行的反
熱。所裝液體的量不應超過其容
應器
積1/2。
卜
用于蒸儲與分儲,也可用作加熱時要墊石棉網。也可用其他
蒸摘燒瓶
1氣體發(fā)生器熱浴。
用作接受器
A一般放在石棉網上加熱。在滴定
、錐形瓶用作反應器,常用于滴定操
操作中液體不易濺出。
L作
3.不能加熱的儀器
儀器圖形與名稱主要用途使用方法及注意事項
用于收集和貯存少量氣體上口為平面磨砂,內側不磨
「
1砂,玻璃片要涂凡士林油,以
免漏氣,如果在其中進行燃燒
集氣瓶
3反應且有固體生成時,應在底
部加少量水或細砂。
分裝各種試劑,需要避光保瓶口內側磨砂,且與瓶塞一一
卜存時用棕色瓶。廣口瓶盛放對應,切不可蓋錯。玻璃塞不
固體,細口瓶盛放液體??墒⒎艔妷A,滴瓶內不可久置
強氧化劑等。
0廣口瓶
制取某些氣體的反應器固體固體為塊狀,氣體溶解性小反
+液體應無強熱放出,旋轉導氣管活
不需)1侏塞控制反應進行或停止。
2加熱F體
啟普發(fā)生器
14
(二)計量儀器
儀器圖形與名稱主要用途使用方法及注意事項
,量筒要根據所要量取的體積數,選擇大
用于粗略量取液體的小合適的規(guī)格,以減少誤差。不能
體積用作反應器,不能用作直接在其內
配制溶液。
不作反應器,不可加熱,瓶塞不可
'、刻度線容量瓶用于準確配制一定物
互換,不宜存放溶液,要在所標記
質的量濃度的溶液
O的溫度下使用
(分為50、100、250、500、
1000ml)
用于量取產生氣體的注意:所量氣體為不溶性的,進氣
量氣裝置
體積管不能接反,應短進長出。
1M
硅碼藥品不可直接放在托盤內,左物右
F耍碼。若左碼右物,則稱取質量小于
用于精確度要求不高
物質的實際質量。例如,稱取9.6g
的稱量
托盤天平實際質量為9—0.6=8.4go一般精
托盤天平(附硅碼)確到O.lgo
濡用于中和滴定(也可酸式滴定管不可以盛裝堿性溶液,
s用于其他滴定)實驗,強氧化劑(KMnCU溶液、L水等)
-也可準確量取液體體應放于酸式滴定管,“零”刻度在
r積上方,精確到0.01ml。
用于吸取或滴加液必須專用,不可一支多用,滴加時
膠頭滴管體,定滴數地加入滴不要與其他容器接觸。
1夜。
加熱時不可超過其最大量程,不可
溫度計用于測量溫度當攪拌器使用,注意測量溫度時,
水銀球的位置。
(三)用作過濾、分離、注入容液儀器
儀器圖形與名稱主要用途使用方法及注意事項
用作過濾或向小口容器中注入
過濾時應“一貼二低三靠”
Y漏斗液體
[長頸漏斗
用于裝配反應器,便于注入反應將長管末端插入液面下,防止氣
應液體逸出
分液時,下層液體從下口放出,上
分離密度不同且互不相溶的液
分液漏斗層液體從上口倒出;不宜盛堿性液
P體;作反應器的隨時加液裝置
體
(四)干燥儀器
儀器圖形與名稱主要用途使用方法及注意事項
固體干爆劑
一.
球形干燥管內裝固體干燥劑或吸收要注意防止干燥劑液化和是
齊!J,用于干燥或吸收某否失效。氣流方向大口進小口
二;~*
些氣體出。
U形干爆管
幺固體干燥劑
-於1
洗注意氣流方向應該長管進氣,
除去氣體中的雜質
氣短管出氣
瓶
1業(yè).
用于存放干燥的物質或
很熱的物質應稍冷后放入
1使滴濕的物質干燥
(五)其它儀器
儀器圖形與名稱主要用途使用方法及注意事項
1L用于蒸偏分儲,冷凝易液化的組裝時管頭高,和尾低,
氣體蒸氣與冷卻水逆向流動
A<hJp
所裝酒精量不能超過其容
積的2/3,但也不能少于
ft用作熱源,火焰溫度為500
酒精燈1/4o加熱時要用外焰。
℃-600℃
熄滅時要用蓋蓋滅,不能
吹滅
需要強熱的實驗用此加
用作熱源,火焰溫度可達1000
酒精嘖燈熱。如煤的干餡,炭還原
em℃左右
氧化銅
可用作蒸發(fā)皿或燒杯的蓋子,
表面皿不能加熱
可觀察到里面的情況
(六)夾持儀器
鐵架臺、鐵夾、試管夾、滴定管夾、用煙鉗、三角架、泥三角、鐐子、石棉網等。
(七)連接的儀器及用品
單孔器、雙孔塞、無孔塞、玻璃導管、橡皮管。
另外還有一些儀器,玻璃棒、試管刷、研缽、接收器
二、化學實驗基本操作見PPT
典型例題(一至三單元部分)
【例1】用pH試紙測定某無色溶液的pH值時,規(guī)范的操作是()。
A.將pH試紙放入溶液中觀察其顏色變化,跟標準比色卡比較
B.將溶液倒在pH試紙上,跟標準比色卡比較
C.用干燥的潔凈玻璃棒蘸取溶液,滴在pH試紙上,跟標準比色卡比較
D.在試管內放少量溶液,煮沸,把pH試紙放在管口,觀察顏色,跟標準比色卡比較
分析與解答:
用pH試紙測定溶液的pH值是化學實驗的基本操作,正確規(guī)范的操作是:用干燥、潔凈的
玻璃棒沾有待測溶液,滴在干燥的pH試紙中部,試紙變色,立即與標準比色卡比較,確定
溶液的pH值。在操作過程中,試紙不能用水潤濕,也不能將pH試紙丟放在待測溶液里。
本題答案為C
【例2】下列有關使用托盤天平的敘述,不正確的是()。
A.稱量前先調節(jié)托盤天平的零點
B.稱量時左盤放被稱量物,右盤放祛碼
C.潮濕的或具有腐蝕性的藥品,必須放在玻璃器皿里稱量,其他固體藥品可直接放在天平托
盤上稱量
D.用托盤天平可以準確稱量至0.01g
E.稱量完畢,應把祛碼放回祛碼盒中
分析與解答:
本題考查化學實驗的基本技能。分析試題,比較托盤天平使用的基本技能,可知托盤天平只
能用于粗略的稱量,能稱準到0.1g,而不能稱準到0.01g。對于無腐蝕性和不易潮解的固體
藥品應放在白紙上稱量,而不能將它們直接放在托盤上稱量。托盤天平在使用時要放平、調
零,左“物”右“碼”等。故敘述不正確的為C、Do
【例3】A.苯的硝化反應B.銀鏡反應C.制酚醛樹脂D.由乙醇制乙烯
分析與解答:
當被加熱的物質易燃或易分解,且加熱的溫度在80℃以下時,一般可用水浴加熱(水浴加
熱的最高溫度為99℃)。苯的硝化反應在50℃—60℃時進行;乙醇的銀鏡反應在50℃—60
℃的情況下發(fā)生;制酚醛樹脂的實驗在80℃左右進行,而實驗室制乙烯要在170℃下進行,
所以由乙醇制乙烯不能用水浴加熱。正確答案為D
【例4】下列溶液有時呈黃色,其中由于久置時被空氣中氧氣氧化而變色的是()。
A.濃硝酸B.硫酸亞鐵C.高鎰酸鉀D.工業(yè)鹽酸
分析與解答:
有的化學試劑久置在空氣中會發(fā)生顏色的變化,其變色的原因是多方面的。如久置的濃
硝酸顯黃色,是因為發(fā)生分解反應:4HNO3=4NO2+O2+2H2O,濃硝酸里溶解了紅棕色的NCh
而呈黃色。久置的KMnO4溶液也不十分穩(wěn)定,在酸性溶液中緩慢地分解,使溶液顯黃色:
+
4MnO4+4H=4MnO2+3O2+2H2O0工業(yè)鹽酸呈黃色,是因為含有Fe3+雜質。硫酸亞鐵在空
3++3+
氣里,F(xiàn)e?+被氧氣氧化為Fe3+,而使溶液顯黃色:4Fe+4H+O2=4Fe+2H2O0正確答案為
Bo
【例5】準確量取25.00mL高銃酸鉀溶液,可選用的儀器是()。
A.50mL量簡B.10mL量筒C.50mL酸式滴定管D.50mL堿式滴定管
分析與解答:
量簡是不能準確地計量的儀器,滴定管是較精確的計量儀器。準確量取25.00mL溶液,應
該用50mL滴定管。又因為堿式滴定管的下端有一段橡皮管,高銃酸鉀具有強腐蝕性,能腐
蝕橡皮管,量取高鋸酸鉀溶液要用酸式滴定管。正確答案為C
【例6】不能用水浴加熱的實驗是()。先選擇填空,再簡要說明作此選擇的理由。
(1)某試管內裝有約占其容積1/10的溶液,則溶液的體積是(用字母回答)—.
A.約1mLB.約3mLC.無法判斷
因為o
(2)擬在燒杯中于加熱條件下配制某溶液50mL,應選擇的燒杯是(用字母回答).
A.400mL燒杯B.250mL燒杯C.lOOmL燒杯D.50mL燒杯
因為o
分析與解答:
試管有多種規(guī)格,試管的容積有大有小。第(1)小題沒有確定試管的規(guī)格和容積,則占其
容積1/10的溶液的體積是無法確定的。在配制溶液的過程中用燒杯來溶解溶質,一般情況
下選用燒杯的容積應比所配溶液的體積大一倍為宜。如配制50mL.溶液應選用100mL燒杯。
正確答案:(1)Co題目并沒有指明試管的大小規(guī)格(mL);(2)C.選用燒杯的容積比所配
溶液的體積大一倍為最佳選擇。
【例7]實驗室里需用480mLO.lmol-L1的硫酸銅溶液,現(xiàn)選取500mL容量瓶進行配制,
以下操作正確的是()。
A.稱取7.68g硫酸銅,加入500mL水B.稱取12.0g膽研配成500mL溶液
C.稱取8.0g硫酸銅,加入500mL水D.稱取12.5g膽磯配成500mL溶液
分析與解答:
根據配制物質的量濃度溶液的特點,應配成500mL溶液,而加入500mL的水是錯誤的,則
A、C的操作不正確。再計算CuS04?5H2O的質量:
0.5LXO.lmol,L1X250g?mol1=12.5go正確答案為D
【例8】進行化學實驗必須注意安全,下列說法正確的是(填寫標號)。
A.不慎將酸濺到眼中,應立即用水沖洗,邊洗邊眨眼睛
B.不慎將濃堿溶液沾到皮膚上,要立即用大量水沖洗,然后涂上硼酸溶液
C.如果苯酚濃溶液沾到皮膚上,應立即用酒精洗
D.配制硫酸溶液時,可先在量筒中加入一定體積的水,再在攪拌下慢慢加入濃硫酸
分析與解答:
本題既考查了化學實驗基本操作,又重點考查處理實驗過程中有關安全問題的能力。在實驗
過程中如果不慎將酸沾到皮膚或衣物上,應立即用較多的水沖洗(如果是濃硫酸,要迅速用
抹布擦試,然后用水沖洗),再用3%—5%的碳酸氫鈉溶液來沖洗。如果將堿溶液沾到皮膚
上,要用較多的水沖洗,再涂上硼酸溶液。萬一眼睛里濺進了酸或堿溶液,要立即用水沖洗
(切不可用手揉眼睛),要邊洗邊眨眼睛,必要時要請醫(yī)生治療。所以A、B說法是正確的。
苯酚有毒,在冷水中的溶解度不大,易溶于乙醇、乙醛等有機溶劑。如果不慎將苯酚沾到皮
膚上,應立即用酒精洗滌。C的說法是正確的。濃硫酸溶于水時要放出大量的熱,在稀釋濃
硫酸時,要把濃硫酸沿著燒杯內壁緩慢地注入盛有水的燒杯里,并用玻璃棒不斷攪拌,使產
生的熱量迅速擴散。量簡是量取溶液的量具,不能溶解溶液,則D的說法是錯誤的。本題
的答案是A、B、C
[例9]A-D是中學化學實驗中常見的幾種溫度計裝置示意圖
(1)請從①?⑧中選出必須使用溫度計的實驗,把編號填入最適宜的裝置圖A?C下的空
格中(多選要倒扣分)①酒精和濃硫酸混和加熱制乙烯②電石跟水反應制乙煥③分離苯和硝
基苯的混物④苯和澳的取代反應⑤石油分儲裝置⑥濃硫酸和二氧化鎰混合加熱制⑦測定硝
酸鉀在水中的溶解度⑧食鹽和濃硫酸混合加熱制氯化氫
(2)選用裝置D做苯的硝化實驗,D中長玻璃管的作用是o
分析與解答:
本題的第(1)問既考查了化學實驗基本操作中關于溫度計的使用問題,題目內容十分基礎
但知識組合又特別巧妙,而且覆蓋了整個中學化學中關于溫度計使用的問題。當測量的溫度
為反應液時應選A或C,當測量的溫度為氣體時應選用B。在第(2)問中考查了苯硝化實
驗中長下玻璃管的主要作用一一冷凝。本題的答案和評分標準為:(1)A①B③⑤C⑦(對1
個1分,全對4分,錯一個扣1分,本題不出現(xiàn)負分)(2)減少苯的揮發(fā)(或答起冷凝器作
用)(2分)
【例10](1)在進行沉淀反應的實驗時,如何認定沉淀己經完全?
(2)中學化學實驗中,在過濾器上洗滌沉淀的操作是o
分析與解答:
本題考查了關于沉淀、過濾的實驗基本操作,重點考查對實驗現(xiàn)象的觀察、操作能力和表達
能力。其答案為:(1)在上層清液中(或取少量上層清液置于小試管中),滴加沉淀劑,如
果不再產生沉淀,說明沉淀完全。(2)向漏斗里注入蒸儲水,使水面沒過沉淀物,等水流完
后,重復操作數次。
三、常見氣體的實驗室制備
1、氣體發(fā)生裝置的類型
(1)設計原則:根據反應原理、反應物狀態(tài)和反應所需條件等因素來選擇反應裝置。
(2)裝置基本類型:
裝置類型團體反應物(加熱)固液反應物(不加拉)固液反應物(加熱)
裝置
示意圖吐援
主要儀器
0;、NH:,CH,等
典型氣體H,,CO:、時等.CL、HC1.CH2=CH-
(1)試管口應稍向(1)在用簡易裝置(1)先把固體藥品
下傾斜,以防止產時,如用長頸漏斗,加入燒瓶,然后加
生的水蒸氣在管口漏斗頸的下口應伸入入液體藥品.
冷凝后倒流而引起液面以下,否則起不(2)要正確使用分
試管破裂.到液封的作用;
堂作里占(2)鐵夾應夾在距(2)加入的液體反應液漏斗.
試管口1/3處.物(如酸)要適當.
塊狀圉體與液體
(3)膠塞上的導管(3)
勺人試管里百不能的混合物在常遇不反
應瓶備氣體可用啟普
太長,否則會妨礙發(fā)生器制備.
氣體的導出.
幾種氣體制備的反應原理
1、022KC1O3^^2KC1+3O2f
2KMnO4=^=K2MnO4+MnO2+O2t
2H202^2^2H20+02t
2、NH32NH4Cl+Ca(0H)2=^=CaCl2+2NH3t+2H20
NH3H20J△^NH3t+H20
、口
3CH4CLCOONa+NaOH2△^Na2cO3+CH4t
4、H2Zn+H2sO4(稀)=Z11SO4+H2t
5、CO2CaCO3+2HCl=CaCl2+CO2t+H20
6、H2SFeS+H2sO4(^)=FeSO4+H2St
7、SO2Na2s(VH2sO4(濃)二Na2sO4+SO2t+40
8、NO2CU+4HN03(M)=CU(NO3)2+2NO2f+2H2O
9、NO3Cu+8HN()3(稀)=3Cu(NO3)2+2N0t+4H2O
10、C2H2CaC2+2H20^Ca(0H)2+CH=CHt
11、Cl2M11O2+4HCI(濃)=^=MnCl2+Cl2t+2H2O
12、HC1NaCl(固)+H2S04(濃)NaHS04+HClt
NaCl(固)+NaHS04=^=Na2S04+HClt
2NaCl(0)+H2S04(M)Na=^=2S04+2HClt
13、C2H4C2H5OH>CH2=CH2t+H2O
14、N2NaNO2+NH4Cl=^=NaCl+N2f+2H2O
2、收集裝置
(i)設計原則:根據氧化的溶解性或密度
(2)裝置基本類型:
裝置類型排水(液)集氣法向上排空氣集氣法向下排空氣集氣法
裝£ff
示意圖
適用范圍不溶于水(液)的氣體彎度大于空氣的氣體需度小于空氣的氣體
瓦、0:、NO,CO、CH八
典型氣體CL、HC1,CO:、SO;,H;S比,NH:,CH4
CH:=CH;,CH=CH
3、凈化與干燥裝置
(1)設計原則:根據凈化藥品的狀態(tài)及條件
(2)裝置基本類型:
裝置類液體除雜劑(不加熱)圉體除雜利(不加熱)團體除雜劑(加熱)
型
適用范
圍
裝置A
示意圖T.?
(3)氣體的凈化劑的選擇
選擇氣體吸收劑應根據氣體的性質和雜質的性質而確定,所選用的吸收劑只能吸收氣體
中的雜質,而不能與被提純的氣體反應。一般情況下:
①易溶于水的氣體雜質可用水來吸收;
②酸性雜質可用堿性物質吸收;
③堿性雜質可用酸性物質吸收;
④水分可用干燥劑來吸收;
⑤能與雜質反應生成沉淀(或可溶物)的物質也可作為吸收劑。
(4)氣體干燥劑的類型及選擇
常用的氣體干燥劑按酸堿性可分為三類:
①酸性干燥劑,如濃硫酸、五氧化二磷、硅膠。酸性干燥劑能夠干燥顯酸性或中性的氣體,
如CO2、SC)2、N02>HCLH2>Cb、。2、CH4等氣體。
②堿性干燥劑,如生石灰、堿石灰、固體NaOH。堿性干燥劑可以用來干燥顯堿性或中性
的氣體,如NH3、氏、。2、CH4等氣體。
③中性干燥劑,如無水氯化鈣等,可以干燥中性、酸性、堿性氣體,如。2、m、CH4等。
在選用干燥劑時,顯堿性的氣體不能選用酸性干燥劑,顯酸性的氣體不能選用堿性干燥
齊上有還原性的氣體不能選用有氧化性的干燥劑。能與氣體反應的物質不能選作干燥劑,
如不能用CaCI2來干燥NH3(因生成CaCl2-8NH3),不能用濃H2sCU干燥NH3>H2S>
HBr、HI等。
氣體凈化與干燥注意事項
一般情況下,若采用溶液作除雜試劑,則是先除雜后干燥;若采用加熱除去雜質,則是
先干燥后加熱。
對于有毒、有害的氣體尾氣必須用適當的溶液加以吸收(或點燃),使它們變?yōu)闊o毒、
無害、無污染的物質。如尾氣C12、SO2>Br,(蒸氣)等可用NaOH溶液吸收;尾氣H2s可
用CuSO4或NaOH溶液吸收;尾氣CO可用點燃法,將它轉化為CCh氣體。
4、氣體實驗裝置的設計
(1)裝置順序:制氣裝置一凈化裝置一反應或收集裝置一除尾氣裝置
(2)安裝順序:由下向上,由左向右
(3)操作順序:裝配儀器一檢驗氣密性一加入藥品
典型例題
【例1】下列反應適用于實驗室制氫氣的是()。
①鋅與稀硫酸反應②甲烷熱分解③電解稀硫酸④赤熱的炭與水蒸氣反應
A.只有①B.①②C.①③D.①②④
分析與解答:
實驗室里制備氣體要操作簡單,容易分離,經濟實惠,切實可行。甲烷在高溫下才能分解成
代和C,實驗室里難辦到。赤熱的炭和水蒸氣反應生成CO和H2,既難反應,又難分離,
難以在實驗里實現(xiàn)??捎娩\和稀硫酸反應、電解稀硫酸的方法制取氫氣。本題答案為C
【例2】今有下列氣體:H2>Ch、CH4、HC1、NH3、NO、H2S>SO2,用右圖裝置進行實驗,
填寫下列空白:
①當燒瓶干燥時,從A口進氣可收集的氣體是,從
B口進氣可收集的氣體是o
②當燒瓶中充滿水時.可用來測量______________________等氣體的體積。③當燒瓶中裝
入洗液,用于洗氣時,氣體應從口進入燒瓶。
分析與解答:
(1)本題考查學生思維的敏捷性。用排空氣法來收集氣體要注意氣體的密度。由于th、CH4、
NH3的密度比空氣小,不與空氣發(fā)生反應,可用向下排空氣的方法來收集,結合本題干燥燒
瓶的位置特征,氏、CH4、NH3應從A口進氣,把空氣從B口趕出。Cl2>HC1、H2S,SO2
氣體的密度比空氣大,與空氣不發(fā)生反應,應從B口進氣,將空氣從A口趕出。NO能與
空氣中的反應,不能用排空氣法收集。
(2)對于難溶于水的氣體可用排水取氣法收集;可以用來收集、測量的氣體有H2、CH4、
NO-
(3)當燒瓶中裝有洗液時,被凈化、干燥的氣體應從B口進入。
【例3】(1)在沒有現(xiàn)成的CO2氣體發(fā)生器的情況下,請你選用下圖中的部分儀器,裝配成
一個簡易的、能隨開隨用、隨關隨停的CO2氣體發(fā)生裝置。應選用的儀器是(填入儀器的
編號)。
(2)若用上述裝置制取C02氣體,而實驗室只有稀硫酸、濃硝酸、水、塊狀純堿、塊狀
大理石,比較合理的方案應選用的藥品是。
分析與解答:
本題要求組裝一個隨開隨用、隨關隨停的co2發(fā)生裝置。即利用啟普發(fā)生器的原理來制備
C02氣體。細心觀察所給儀器,可用球形干燥管來代替啟普發(fā)生器的球形漏斗,燒杯代替反
應容器,應選用的儀器是a、c、d、e。
大理石與稀硫酸反應生成了微溶于水的CaSCU,阻礙了反應的進行,因而不能同時選用這兩
種藥品。又因為塊狀Na2c。3晶體溶于水,不能用啟普發(fā)生器來制備C02。只能將濃硝酸加
水稀釋為稀硝酸,再與CaCCh反應制備C02。應選用的藥品是濃硝酸、水、塊狀大理石。
【例4]用示意圖中的簡易裝置可以進行氣體的發(fā)生和收集。
(1)實驗前應如何檢查該裝置的氣密性
(2)拔開試管a的橡皮塞,加入10mL6moi/L稀硝酸和
1g薄銅片,立即將帶有導管的橡皮塞塞緊試管口。反應
開始時速度緩慢,逐漸加快,請寫出在試管a中所發(fā)生
的所有反應的化學方程式___________________________
(3)從反應開始到反應結束,預期在試管a中可觀察到哪些現(xiàn)象?請依次逐一寫出
(4)在反應開始時,可觀察到導管b中的水面先沿導管b慢慢上升到一定高度,此后又回
落,然后有氣泡從管口冒出。試說明反應開始時,導管中水面先上升的原因:
(5)試管c收集滿氣體后,用拇指堵住管口,取出水槽。將管口向上,松開拇指,片刻后,
再次堵住管口,將試管又再倒置于水槽中,松開拇指。此時可觀察到什么現(xiàn)象?
分析與解答:
本題是信息遷移式的實驗簡答題,意在考查學生的觀察能力、實驗能力和思維能力。解題時
依據試題信息,細心觀察實驗裝置圖,善于聯(lián)系已經掌握的基礎知識,進行知識的遷移,發(fā)
散思維,用準確的化學語言來解答實際問題。
解題時的思維要點是:
①檢驗裝置的氣密性要抓住三點:緊握試管使管內氣體受熱膨脹;有氣泡冒出;松開手后,
水又回到導管中。
②銅與稀硝酸反應生成無色難溶于水的NO,它立即被空氣中的氧氣所氧化.生成紅棕色
的二氧化氮氣體,NO2易溶于水,與水反應生成硝酸,并使實驗裝置內的氣體壓強暫時
減小,引起水的倒流。
本題的正確答案為:
(1)把導管b的下端浸入水中,用手緊握捂熱試管a,導管口會有氣泡冒出,松開手后,
水又會回升到導管b中。
(2)@3CU+8HNO3=3CU(NO3)2+2NOt+4H2O@2NO+O2=2NO2
(3)①銅片和稀硝酸反應,有無色氣泡產生,反應速率開始緩慢,逐漸加快。②試管a上
部空間由無色變?yōu)闇\棕色,又變?yōu)闊o色。③試管a中的溶液由無色變成淺藍色。④反應結束
時,銅片全部反應完。
(4)由于反應開始時產生的NO和試管a上部空氣中的作用生成NO?;NCh易溶于水并
與水起反應;使裝置內的氣體壓強暫時減小,所以導管中的水面會上升至一定高度。
(5)水進入試管,上升到一定高度。試管中氣體顏色由紅棕色變?yōu)闊o色。
【例5】1,2-二澳乙烷可作汽油抗爆劑的添加劑,常溫下它是無色液體,密度2.18g?cm,沸
點131.4C,熔點9.79℃,不溶于水,易溶于醇、酸、丙酮等有機溶劑.在實驗室中可以用下圖所
示裝置制備1,2-二澳乙烷.其中分液漏斗和燒瓶a中裝有乙醇和濃硫酸的混合液,試管d中
裝有液澳(表面覆蓋少量水)
填寫下列空白:(1)寫出本題中制備1,2-二澳乙烷的兩個化學反應方程式
(2)安全瓶b可以防止倒吸,并可以檢查實驗進行時試管d是否發(fā)生堵塞.請寫出發(fā)生堵塞時
瓶b中的現(xiàn)象..
⑶容器c中NaOH溶液的作用是:.
(4)某學生在做此實驗時,使用一定量的液澳,當澳全部褪色時,所消耗乙醇和濃硫酸混合液的
量,比正常情況下超過許多.如果裝置的氣密性沒有問題,試分析其可能的原因.
分析與解答:
本題是是一道綜合性的的實驗簡答題,意在考查學生的觀察能力、實驗能力和思維能力。解
題時依據試題信息,細心觀察實驗裝置圖,善于聯(lián)系已經掌握的基礎知識,進行知識的遷移,
發(fā)散思維,用準確的化學語言來解答實際問題。
本題的正確答案及評分標準為:
CH3cH20H阿費>CH2t+H2O
(1)CH2=CH2+Br2-*CH2BrCH2Br(每式1分,共2分)
(2)b中水面會下降,玻璃管中的水柱會上升,甚至溢出.(2分)
(3)除去乙烯中帶出的酸性氣體.或答除去C02、SO2.(2分)
(4)原因:
①乙烯發(fā)生(或通過液浪)速度過快
③實驗過程中,乙醇和濃硫酸的混合液沒有迅速達到170℃(答“控溫不當”亦可)
(兩點各2分,共4分.答其它原因不給分也不扣分)
四、常見物質的分離、提純和鑒別
1、化學方法分離和提純物質
對物質的分離可一般先用化學方法對物質進行處理,然后再根據混合物的特點用恰當的
分離方法(見化學基本操作)進行分離。
用化學方法分離和提純物質時要注意:
①最好不引入新的雜質;
②不能損耗或減少被提純物質的質量
③實驗操作要簡便,不能繁雜。用化學方法除去溶液中的雜質時,要使被分離的物質或離
子盡可能除凈,需要加入過量的分離試劑,在多步分離過程中,后加的試劑應能夠把前
面所加入的無關物質或離子除去。
對于無機物溶液常用下列方法進行分離和提純:
(1)生成沉淀法例如NaCl溶液里混有少量的MgCk雜質,可加入過量的NaOH溶液,使
Mg2+離子轉化為Mg(0H)2沉淀(但引入新的雜質OH-),過濾除去Mg(0H)2,然后加入適
量鹽酸,調節(jié)pH為中性。
(2)生成氣體法例如Na2s。4溶液中混有少量Na2co3,為了不引入新的雜質并增加
可加入適量的稀H2s。4,將CO32一轉化為C02氣體而除去。
(3)氧化還原法例如在FeCb溶液里含有少量FeCb雜質,可通入適量的Ch氣將FeCb氧
化為FeCb。若在FeCb溶液里含有少量FeCb,可加入適量的鐵粉而將其除去。
(4)正鹽和與酸式鹽相互轉化法例如在Na2cCh固體中含有少量NaHCCh雜質,可將固體
加熱,使NaHCCh分解生成Na2co3,而除去雜質。若在NaHCCh溶液中混有少量Na2cCh
雜質,可向溶液里通入足量CO?,使Na2cO3轉化為NaHCCh
(5)利用物質的兩性除去雜質例如在FezCh里混有少量的AI2O3雜質,可利用AbCh是兩性
氧化物,能與強堿溶液反應,往試樣里加入足量的NaOH溶液,使其中AI2O3轉化為可溶性
NaA102,然后過濾,洗滌難溶物,即為純凈的FezCh。
(6)離子交換法例如用磺化煤(NaR)做陽離子交換劑,與硬水里的Ca2+、Mg?+進行交換,
而使硬水軟化。
2、物質的鑒別
物質的檢驗通常有鑒定、鑒別和推斷三類,它們的共同點是:依據物質的特殊性質和特征反
應,選擇適當的試劑和方法,準確觀察反應中的明顯現(xiàn)象,如顏色的變化、沉淀的生成和溶
解、氣體的產生和氣味、火焰的顏色等,進行判斷、推理。
鑒定通常是指對于某一種物質的定性檢驗,根據物質的化學特性,分別檢出陽離子、陰離子,
鑒別通常是指對分別存放的兩種或兩種以上的物質進行定性辨認,可根據一種物質的特性區(qū)
別于另一種,也可根據幾種物質的顏色、氣味、溶解性、溶解時的熱效應等一般性質的不同
加以區(qū)別。推斷是通過已知實驗事實,根據性質分析推求出被檢驗物質的組成和名稱。我們
要綜合運用化學知識對常見物質進行鑒別和推斷。
1'常見氣體的檢驗
常見氣體檢驗方法
氫氣純凈的氫氣在空氣中燃燒呈淡藍色火焰,混合空氣點燃有爆鳴聲,生成物只
有水。不是只有氫氣才產生爆鳴聲;可點燃的氣體不一定是氫氣
氧氣可使帶火星的木條復燃氯氣黃綠色,能使?jié)駶櫟牡饣浀矸墼嚰堊兯{(。3、
NO2也能使?jié)駶櫟牡饣浀矸墼嚰堊兯{)
氯化氫無色有刺激性氣味的氣體。在潮濕的空氣中形成白霧,能使?jié)駶櫟乃{色石藍
試紙變紅;用蘸有濃氨水的玻璃棒靠近時冒白煙;將氣體通入AgNCh溶液時
有白色沉淀生成。
二氧化硫無色有刺激性氣味的氣體。能使品紅溶液褪色,加熱后又顯紅色。能使酸性
高銃酸鉀溶液褪色。
硫化氫無色有具雞蛋氣味的氣體。能使Pb(NO3)2或CuSCU溶液產生黑色沉淀,
或使?jié)駶櫟拇姿徙U試紙變黑。
氨氣無色有刺激性氣味,能使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍,用蘸有濃鹽酸的玻璃棒靠
近時能生成白煙。
二氧化氮紅棕色氣體,通入水中生成無色的溶液并產生無色氣體,水溶液顯酸性。
一氧化氮無色氣體,在空氣中立即變成紅棕色
二氧化碳能使澄清石灰水變渾濁;能使燃著的木條熄滅。S02氣體也能使澄清的石
灰水變混濁,叱等氣體也能使燃著的木條熄滅。
一氧化碳可燃燒,火焰呈淡藍色,燃燒后只生成C02;能使灼熱的CuO由黑色變
成紅色。
甲烷無色氣體,可燃,淡藍色火焰,生成水和C02;不能使高錦酸鉀溶液、澳水
褪色。
乙烯無色氣體、可燃,燃燒時有明亮的火焰和黑煙,生成水和C02。能使高銃酸
鉀溶液、浪水褪色。
乙烘無色無臭氣體,可燃,燃燒時有明亮的火焰和濃煙,生成水和C02,能使高
銃酸鉀溶液、浪水褪色。
2.幾種重要陽離子的檢驗
(1)H+能使紫色石蕊試液或橙色的甲基橙試液變?yōu)榧t色。
(2)Na\K+用焰色反應來檢驗時,它們的火焰分別呈黃色、淺紫色(通過鉆玻片)。
(3)Ba2+能使稀硫酸或可溶性硫酸鹽溶液產生白色BaSCU沉淀,且沉淀不溶于稀硝酸。
(4)Mg2+能與NaOH溶液反應生成白色Mg(0H)2沉淀,該沉淀能溶于NH4cl溶液。
(5)Al3+能與適量的NaOH溶液反應生成白色A1(OH)3絮狀沉淀,該沉淀能溶于鹽酸
或過量的NaOH溶液。
(6)Ag+能與稀鹽酸或可溶性鹽酸鹽反應,生成白色AgCl沉淀,不溶于稀HNO3,但
溶于氨水,生成[Ag(NH3)2「
+
(7)NH4鏤鹽(或濃溶液)與NaOH濃溶液反應,并加熱,放出使?jié)駶櫟募t色石藍試
紙變藍的有刺激性氣味NH3氣體。
(8)Fe2+能與少量NaOH溶液反應,先生成白色Fe(OH)2沉淀,迅速變成灰綠色,最
后變成紅褐色Fe(OH)3沉淀?;蛳騺嗚F鹽的溶液里加入KSCN溶液,不顯紅色,加入少量新
制的氯水后,立即顯紅色。2Fe2++Ch=2Fe3++2C廠
(9)Fe3+能與KSCN溶液反應,變成血紅色Fe(SCN)3溶液,能與NaOH溶液反應,生
成紅褐色Fe(OH)3沉淀。
(10)Cu2+藍色水溶液(濃的CuCb溶液顯綠色),能與NaOH溶液反應,生成藍色的
Cu(OH)2沉淀,加熱后可轉變?yōu)楹谏腃uO沉淀。含C/+溶液能與Fe、Zn片等反應,在金
屬片上有紅色的銅生成。
3.幾種重要的陰離子的檢驗
(1)OH」能使無色酚酰、紫色石蕊、橙色的甲基橙等指示劑分別變?yōu)榧t色、藍色、黃
色。
(2)cr能與硝酸銀反應,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]+e
(3)Br能與硝酸銀反應,生成淡黃色AgBr沉淀,不溶于稀硝酸。
(4)r能與硝酸銀反應,生成黃色Agl沉淀,不溶于稀硝酸;也能與氯水反應,生成
L,使淀粉溶液變藍。
2
(5)SO4能與含Ba?+溶液反應,生成白色BaSO4沉淀,不溶于硝酸。
2
(6)SO3^濃溶液能與強酸反應,產生無色有刺激性氣味的SO2氣體,該氣體能使品紅
溶液褪色。能與BaCb溶液反應,生成白色BaSCh沉淀,該沉淀溶于鹽酸,生成無色有刺激
性氣味的SCh氣體。
(7)S2—能與Pb(NO3)2溶液反應,生成黑色的PbS沉淀。
2
(8)CO3能與BaCh溶液反應,生成白色的BaCCh沉淀,該沉淀溶于硝酸(或鹽酸),
生成無色無味、能使澄清石灰水變渾濁的CO2氣體。
⑼HCCh一取含HCCh-鹽溶液煮沸,放出無色無味CO2氣體,氣體能使澄清石灰水變
渾濁。或向HCO3一鹽酸溶液里加入稀MgSCU溶液,無現(xiàn)象,加熱煮沸,有白色沉淀MgCCh
生成,同時放出CO2氣體。
3-
(10)PO4含磷酸根的中性溶液,能與AgNCh反應,生成黃色Ag3PO4沉淀,該沉淀
溶于硝酸。
(11)NO3濃溶液或晶體中加入銅片、濃硫酸加熱,放出紅棕色氣體。
4.幾種重要有機物的檢驗
(1)苯能與純澳、鐵屑反應,產生HBr白霧。能與濃硫酸、濃硝酸的混合物反應,生
成黃色的苦杏仁氣味的油狀(密度大于1)難溶于水的硝基苯。
(2)乙醇能夠與灼熱的螺旋狀銅絲反應,使其表面上黑色CuO變?yōu)楣饬恋你~,并產生
有刺激性氣味的乙醛。乙醇與乙酸、濃硫酸混合物加熱反應,將生成的氣體通入飽和Na2cCh
溶液,有透明油狀、水果香味的乙酸乙酯液體浮在水面上。
(3)苯酚能與濃澳水反應生成白色的三澳苯酚沉淀。能與FeCb溶液反應,生成紫色
溶液。
(4)乙醛能發(fā)生銀鏡反應,或能與新制
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