化学实验专题复习导学案教师用.docx
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化学实验专题复习导学案教师用
化学实验专题复习导学案教师用
第一板块 “四步学习”抓牢实验基础
一、“四步学习”抓牢实验基础
第一步 从熟悉实验“元件”开始(零件)
(一)加热仪器——酒精灯、酒精喷灯
(1)酒精灯所装酒精量不能超过其容积的
,不能少于
。
(2)加热时要用外焰,熄灭时要用灯帽盖灭,不能吹灭。
(3)绝对禁止向燃着的酒精灯里添加酒精、用燃着的酒精灯引燃另一只酒精灯。
(4)需要强热的实验用酒精喷灯加热。
(二)可加热仪器
1.直接加热的仪器
仪器图形与名称
主要用途
使用方法和注意事项
少量试剂的反应容器,收集少量气体,或装配成小型气体发生器等
液体不超过容积的
;
加热固体时试管口应略向下倾斜
浓缩溶液、蒸干固体
浓缩蒸发时要用玻璃棒搅拌,大量晶体出现时停止加热
灼烧少量固体
移动坩埚时要用坩埚钳夹取
2.间接加热的仪器(隔石棉网加热的仪器)
仪器图形与名称
主要用途
使用方法和注意事项
固液或液液反应器
给液体加热时,要放入一些碎瓷片,防止暴沸
常用于中和滴定,也可作反应器
酸碱中和滴定时,不需要干燥,不能用待装液润洗
配制溶液、作反应器、给试管水浴加热
配制溶液时,溶解固体、转移液体均需要玻璃棒
(三)计量仪器
仪器图形与名称
主要用途
使用方法和注意事项
称量药品(及仪器`)的质量(精度0.1g)
(1)称量前先调零;
(2)托盘上应垫纸,腐蚀性药品应盛于玻璃容器内称量;
(3)左盘放药品,右盘放砝码;
(4)1g以下用游码
量取液体的体积(精
度0.1mL)
(1)不可加热;
(2)不可用于配液或作反应容器;
(3)应根据量取液体的体积选用合适的规格,规则为“大而近”;
(4)无0刻度线
用于精确配制一定物质的量浓度的溶液
(1)根据要求选用一定规格的容量瓶;
(2)溶液转入时要用玻璃棒引流;
(3)加水至距刻度线1~2cm时,改用胶头滴管逐滴加水,使溶液凹面最低点恰好与刻度线水平相切;
(4)不能贮存配好的溶液,应将配好的溶液装入试剂瓶中;
(5)不能配制冷或热的溶液
(1)滴定操作的精确量器;
(2)精确量取液体体积(精度0.01mL)
(1)使用前,首先检查滴定管是否漏液;
(2)酸式滴定管用来盛装酸性溶液,不能盛装碱性溶液;
(3)碱式滴定管用来盛装碱性溶液,不能盛装酸性溶液和氧化性溶液
(1)分馏时测量馏分的沸点;
(2)测量反应液温度;
(3)测量水浴温度
(1)不可用于搅拌;
(2)根据用途将水银球插在不同部位:
①蒸馏——蒸馏烧瓶支管口处
②测反应液温度——反应液面以下,但不能接触瓶底
③测水浴温度——水浴加热容器中的水面以下但不能接触瓶底
(四)分离提纯仪器
仪器图形与名称
主要用途
使用方法和注意事项
①漏斗加滤纸后,可过滤液体
②长颈漏斗用于装配气体发生装置
①可用于试剂注入;过滤时注意“一贴、二低、三靠”
②装配气体发生装置时,应将长颈漏斗下端管口插入液面下,防止气体逸出
萃取、分液;向反应器中滴加液体
分离液体时,下层液体从漏斗下端管口放出,上层液体由上口倒出
用于干燥或吸收某些气体
①气体一般“粗进细出”
②干燥剂为粒状,常用CaCl2、碱石灰、P2O5等
蒸馏时,用于冷凝蒸气
上口出水,下口进水,使用时应有夹持仪器
(五)干燥仪器
仪器图形与名称
主要用途
使用方法及
注意事项
内装固体干燥剂或吸收剂,用于干燥或吸收某些气体
不可装液体干燥剂
用于干燥气体除去气体中的杂质
注意气流方向应该长管进气,短管出气
用于存放干燥的物质或使潮湿的物质干燥
很热的物质应稍冷后放入
(六)其他常用仪器
仪器图形与名称
主要用途
使用方法及
注意事项
①滴瓶用于盛放少量液体药品
②胶头滴管用于吸取和滴加液体
①滴瓶上的滴管与滴瓶配套使用
②胶头滴管使用时不要将液体吸入胶头内,不能平置和倒置;滴液时不可接触器壁
①用于贮存固体药品,瓶口内壁磨砂,并配有磨砂的玻璃塞
②用于贮存液体药品,有无色和棕色,棕色的常用于存放见光易分解的药品
①不宜盛放易挥发物,盛碱性物质时还应改用软木塞或橡胶塞
②盛放氧化性药品时一定要用玻璃塞
用于收集和贮存少量气体
上口为平面磨砂,内侧不磨砂。
如果在其中进行燃烧反应且有固体生成时,应在底部加少量水或细砂
①作烧杯、蒸发皿等容器的盖子
②pH试纸等试纸的变色实验
不能加热
(一)“广口瓶”的多种应用
主要用途如下:
1.安全瓶:
空瓶,左右导管均短且等长或进气管短,出气管长。
用于防止液体倒吸或减小气体的压强,防止出现安全事故(如图甲、图乙所示)。
2.集气瓶:
(1)空瓶,正放或倒放。
两个导气管一短一长,用于收集密度比空气大或小的气体(如图乙所示)。
气体可以由左管或右管进入,分别为向下排空气法或向上排空气法。
(2)装满液体,进气体导管短,出液体的导管长,用于收集难溶于此液体的气体。
如用排水法收集氢气、氧气、一氧化氮等气体(如图丙所示)。
3.储气瓶:
进气导管短,另一个导管长,瓶内注入一定量的水,用于暂时储存反应中产生的气体(如图丁所示)。
4.洗气瓶:
进气导管长,另一个导管短,除去气体中的杂质气体,气体长进短出(如图己所示)。
也可作反应装置:
用于检验气体的性质等实验。
5.量气装置:
配合量筒,可作量气装置(如图庚所示)。
气体从短口一端进入广口瓶,将液体压入量筒中,则量筒中进入的液体的体积与所测量的气体的体积相等。
6.若将一侧导管连接一个漏斗,由漏斗注入液体,可将瓶内气体压出,使气体流向后续装置,进而进行后续实验(如图戊所示)。
(二)多变的角色——球形干燥管
干燥管作为中学化学常见的实验仪器,在高考题中经常出现,且不断创新,下面是干燥管的一些具体应用:
1.干燥管可作干燥、吸收及检验装置
(1)干燥管内盛无水硫酸铜时,可用于水蒸气的检验。
(2)可用于气体的尾气吸收,如内盛碱石灰,可吸收HCl、Cl2、SO2等。
(3)可用于测定气体的质量。
定量测定时,有时需要考虑空气中的成分对测定产生的影响,所以吸收气体的装置后还要另接一个干燥管,目的是防止空气中的水蒸气或二氧化碳等对定量测定产生干扰。
2.球形干燥管的创新用途
(1)A装置为尾气吸收装置,类似于倒置在水中的漏斗。
(2)B装置为简易的过滤器,可净化天然水。
如果去掉上边两层,可用活性炭对液体中的色素进行吸附。
(3)C装置是一微型反应器,体现了绿色化学思想,体现了高考化学试题命题的方向,该装置既可节约药品,又可防止污染。
如铜在该装置中燃烧时,Cl2封闭在干燥管内,实验后剩余的Cl2也能用水吸收,并可以观察CuCl2溶液的颜色。
(4)D装置为一简易的启普发生器,可用于H2、CO2的制取,也可用于铜与硝酸的反应。
(三)常考常新——防倒吸装置
对于溶解度很大或吸收速率很快的气体(如NH3或HCl气体)吸收时应防止倒吸。
以上装置既能保证气体(如NH3或HCl)的吸收,又能防止倒吸。
1.判断正误——化学仪器的使用
(1)(2014·全国卷Ⅰ)洗净的锥形瓶和容量瓶可以放进烘箱中烘干(×)
(2)(2014·大纲卷)锥形瓶可用作加热的反应器(√)
(3)(2014·天津卷)图1中装置a的名称是冷凝管(√)
图1 图2
(4)(2014·安徽卷)分离Br2和CCl4混合物的主要仪器是分液漏斗、烧杯(×)
(5)(2017·山东卷)高温焙烧时,用于盛放固体的仪器名称是蒸发皿(×)
(6)(2012·四川卷)图2中仪器a的名称是蒸馏烧瓶(×)
(7)用托盘天平称取11.75g食盐(×)
(8)用胶头滴管滴加少量液体(√)
(9)用量筒量取21.48mL盐酸(×)
(10)给坩埚加热必须垫上石棉网(×)
2.判断正误——化学实验的基本操作
(1)(2015·浙江卷)做蒸馏实验时,在蒸馏烧瓶中应加入沸石,以防暴沸。
如果在沸腾前发现忘记加沸石,应立即停止加热,冷却后补加(√)
(2)(2015·安徽卷)除去CO中的CO2:
(√)
(3)(2013·海南卷)滴定管装滴定液时应先用滴定液润洗(√)
(4)(2013·海南卷)蒸馏时温度计水银球可以高于蒸馏瓶支管口(×)
(5)(2013·海南卷)振荡分液漏斗时应关闭其玻璃塞和活塞(√)
(6)(2013·福建卷)分液时,分液漏斗中上层液体应由上口倒出(√)
(7)倾倒液体的试剂瓶标签面向手心(√)
(8)容量瓶使用前须检查是否漏液(√)
(9)用碱式滴定管可以准确量取20.00mLKMnO4溶液(×)
第二步 由“元件”组合成“套装”(拼装)
(一)物质的分离提纯装置
方法
装置
条件
注意事项
过滤
不溶性固体和液体的分离
①操作中注意一贴、二低、三靠;
②若一次过滤后仍浑浊可重复过滤
蒸发
分离易溶性固体的溶质和溶剂
①玻璃棒的作用:
搅拌,防止局部过热导致液体或晶体飞溅;
②当有较多晶体析出时,停止加热,利用余热蒸干
蒸馏
分离沸点相差较大的互溶液体混合物
①温度计的水银球在支管口处;
②加碎瓷片防暴沸;
③冷凝管水流方向低进高出
萃取和分液
分离互不相溶的两种液体
①溶质在萃取剂中的溶解度大;
②两种液体互不相溶;
③溶质和萃取剂不反应;
④分液时下层液体从下口流出,上层液体从上口倒出
升华
利用物质升华的性质进行分离
属于物理变化,不同于物质的分解反应
(二)气体制备的发生装置
选择反应装置一般需从反应物的状态、溶解性和反应条件确定制气装置类型,具体如下:
反应装置类型
反应装置图
适用气体
操作注意事项
固、固加热型
O2、NH3等
①试管要干燥
②试管口略低于试管底
③加热时先预热再固定加热
④用KMnO4制取O2时,需在管口处塞一小团棉花
固、液加热型或液、液加热型
Cl2等
①加热烧瓶时要加石棉网
②反应物均为液体时,烧瓶内要加碎瓷片
固、液不加热型
O2、H2、CO2、SO2、NO、NO2等
①使用长颈漏斗时,要使漏斗下端插入液面以下
②启普发生器只适用于块状固体和液体反应,且气体难溶于水
③使用分液漏斗既可以增强气密性,又可控制液体流速
(三)气体的净化与干燥装置
液态干燥剂
固态干燥剂
固体,加热
装置
常见干燥剂
浓硫酸(酸性、
强氧化性)
无水氯化
钙(中性)
碱石灰(碱性)
除杂试剂(Cu、CuO、Mg)
可干燥
的气体
H2、O2、Cl2、
SO2、CO2、
CO、CH4、N2
H2、O2、Cl2、
SO2、CO、
CO2、CH4
H2、O2、N2、
CH4、NH3
可除去O2、
H2、CO、N2
不可干燥的气体
NH3、HBr、
HI、H2S等
NH3
Cl2、SO2、CO2、NO2、HCl等
(四)气体的收集装置
根据气体的密度、水溶性以及是否与水或空气中的O2发生反应来确定气体的收集方法。
收集方法
排水法
向上排空气法
向下排空气法
收集原理
收集的气体不与水反应且难溶于水
收集的气体密度比空气大,且与空气密度相差较大
收集的气体密度比空气小,且与空气密度相差较大
收集装置
适用的气体
H2、O2、NO、CH4、C2H4等
Cl2、HCl、CO2、NO2、H2S、SO2等
H2、NH3等
(五)尾气的吸收装置
分类
装置简图
原理及使用实例
吸收式
容器中盛有与有毒气体反应的溶液,将未反应的有毒气体吸收,使其不扩散到空气中造成污染
灼烧式
适当时候,点燃尖嘴中的可燃性气体,充分燃烧后,转化为对环境无污染的产物
收集式
利用气球或球胆将有毒气体收集后,另作处理,避免其逸散到空气中污染环境
(六)防堵塞装置
分类
装置简图
原理及使用方法
液封式
若装置通畅,导气管内外的液面相等;若装置不通畅、堵塞,则装置中的压强会增大,压迫液体沿导气管上升
恒压式
使分液漏斗内的压强与烧瓶内的压强相同,保证漏斗中液体顺利流出
防阻式
将棉花置于导管口,防止固体粉末或糊状物进入导管
(七)气密性检验装置
方法
微热法
液差法
外压法
装置
具体操作
塞紧橡胶塞,将导气管末端伸入盛水的烧杯中,用手捂热(或用酒精灯微热)烧瓶
塞紧橡胶塞,用止水夹夹住导气管的橡胶管部分,从长颈漏斗向试管中注水
塞紧橡胶塞,打开止水夹推动或拉动注射器
现象说明
烧杯中有气泡产生,停止微热,冷却后导气管末端形成一段水柱,且保持一段时间不下降
停止加水后,长颈漏斗中的液面高于试管中的液面,且液面差不再改变
推动注射器之后导管中出现一段液柱,且液面差不改变,拉动注射器试管中产生气泡
(一)过滤装置的创新——抽滤
(二)蒸馏装置的创新
图1
图1,由于冷凝管竖立,使液体混合物能冷凝回流,若以此容器作反应容器,可使反应物能循环利用,提高了反应物的转化率。
图2
图2,由于Br2的沸点低,且有毒性和强腐蚀性,因此设计了用冰冷却回收液溴的C装置,并用NaOH溶液进行尾气吸收,热水浴可以使液体受热均匀且易于控制温度。
装置中使用了双温度计,其中温度计a用于测量水温,温度计b用于测量蒸气的温度。
(三)洗气装置的创新——双耳球吸收法
由于双耳球上端球形容器的容积较大,能有效地防止倒吸。
故该装置既能除去气体中的气态杂质,又能防止倒吸。
(四)固体加热制气体装置的创新
该装置用于加热易液化的固体物质的分解,这样可有效地防止固体熔化时造成液体的倒流,如用草酸晶体受热分解制取CO气体。
(五)“固(液)+液
气体”装置的创新
(六)“块状固体+液体―→气体”装置的创新
大试管中的小试管中盛有液体反应物,起液封的作用,防止气体从长颈漏斗中逸出,这样设计可节约试剂。
装置可通过伸入或拉出燃烧匙,做到控制反应的发生和停止。
装置通过倾斜Y形管使液体与固体接触发生反应,便于控制反应的进行。
(七)集气装置的创新
1.排液集气装置
从a管进气b管出水可收集难溶于水的气体,如H2、O2等。
若将广口瓶中的液体更换,还可以收集以下气体。
①饱和食盐水——收集Cl2。
②饱和NaHCO3溶液——收集CO2。
③饱和NaHS溶液——收集H2S。
④四氯化碳——收集HCl或NH3。
2.储气式集气装置
气体从橡胶管进入,可将水由A瓶
排入B瓶,在瓶A中收集到气体。
(八)量气装置的创新
用以上装置可测量难溶于水的气体的体积,并将少量的该气体贮存在容器中。
读数时,要求每套装置中的两容器中液面相平,且读数时要求视线与凹液面的最低点相平。
1.判断正误——气体的制备与处理
(1)(2015·重庆卷)实验室用图①制取氨(×)
(2)(2015·四川卷)按图②除去氯气中的HCl气体(×)
(3)(2014·江苏卷)实验室用图③装置制取Cl2(×)
(4)(2014·福建卷)用图④装置可除去尾气中的SO2气体(×)
(5)(2017·江苏卷)用图⑤装置制取少量纯净的CO2气体(×)
(6)用图⑥装置收集氨气(×)
(7)多余的NH3可用图⑦装置吸收(×)
2.判断正误——混合物的分离与提纯
(1)(2015·安徽卷)用图①完成苯萃取碘水中I2,分出水层后的操作(×)
(2)(2014·全国卷Ⅱ)用图②装置除去粗盐溶液中不溶物(×)
(3)(2014·全国卷Ⅱ)用图③装置除去CO气体中的CO2气体(×)
(4)(2017·江苏卷)用图④装置蒸干NH4Cl饱和溶液制备NH4Cl晶体(×)
(5)(2012·天津卷)用图⑤装置从KI和I2的固体混合物中回收I2(×)
(6)用图⑥装置进行石油的分馏实验(×)
(7)用酒精可萃取溴水中的溴(如图⑦)(×)
3.判断正误——典型实验的基本操作
(1)(2015·安徽卷)用图①配制0.10mol·L-1NaOH溶液(×)
(2)(2015·四川卷)按图②配制一定浓度的NaCl溶液(×)
(3)(2014·山东卷)按图③装置配制溶液(×)
(4)(2014·山东卷)按图④装置进行中和滴定实验(×)
(5)图⑤可用于检查装置的气密性(√)
(6)可用图⑥进行浓H2SO4的稀释(×)
第三步 由“套装”连接成“系统”(合成)
(一)Cl2的实验室制备系统
[实验装置]
[常考问题]
(1)实验室制Cl2时,能否用稀盐酸代替浓盐酸?
提示:
不能;因为MnO2与稀盐酸不反应。
(2)实验室制得Cl2中混有哪些杂质气体?
如何除去?
提示:
Cl2中混有HCl气体和水蒸气;用饱和食盐水除去Cl2中的HCl,用浓硫酸除去Cl2中的水蒸气。
(3)尾气吸收时,能否用澄清石灰水吸收多余的Cl2?
提示:
不能;因为溶液中Ca(OH)2的浓度小,吸收不完全。
(4)如何确定集气瓶中的Cl2已收集满?
提示:
集气瓶中充满了黄绿色气体。
(二)SO2的实验室制备系统
[实验装置]
[方案一]
[方案二]
[常考问题]
(1)能否用Na2SO3和稀硫酸制取SO2?
提示:
不能;原因是SO2在水中的溶解度较大,且SO2能与水发生反应,故用Na2SO3与较浓的H2SO4或浓H2SO4制备。
(2)B装置的作用是什么?
观察到的现象是什么?
你能写出酸性KMnO4溶液与SO2发生反应的离子方程式吗?
提示:
验证SO2具有还原性;B装置中的紫红色褪色或颜色变浅;5SO2+2MnO
+2H2O===5SO
+2Mn2++4H+。
(3)C装置的作用是什么?
观察到现象是什么?
提示:
验证SO2的氧化性;溶液中产生黄色浑浊。
(4)装置E中铜丝为什么要盘成螺旋状?
提示:
增大铜与浓H2SO4的接触面积,提高化学反应速率。
(5)用方法二制取SO2时,如何控制反应的发生和停止?
提示:
将铜丝抽出,反应停止;将铜丝伸入浓H2SO4中,反应发生,产生SO2。
(三)NH3的实验室制备系统
[实验装置]
[常考问题]
(1)实验室制氨气时,能否用NH4HCO3代替NH4Cl?
提示:
不能;因为NH4HCO3受热分解产生CO2气体,会使制得的氨气中混有杂质气体。
(2)干燥管中碱石灰的作用是什么?
提示:
除去氨气中的水蒸气(或干燥氨气)。
(3)试管口堵一棉花团的作用是什么?
提示:
支撑固定导管的作用,且减少NH3与空气的对流,提高氨气的纯度。
(4)如何通过实验证明试管中的氨气已收集满?
提示:
将湿润的红色石蕊试纸置于试管口,若试纸变蓝色,说明NH3已收集满;或将蘸有浓盐酸的玻璃棒置于试管口,若有白烟产生,说明NH3已收集满。
(5)除去NH3中的H2O(g),能否用CaCl2作干燥剂?
提示:
不能。
CaCl2可与NH3发生反应生成CaCl2·8NH3。
(6)实验室能否用加热NH4Cl方法制取NH3?
提示:
不能。
NH4Cl受热可分解生成NH3和HCl,但生成的NH3和HCl在管口处冷却即化合生成NH4Cl,得不到NH3。
(四)H2的实验室制备系统
[实验装置]
[常考问题]
(1)实验室中用锌粒和稀硫酸反应制取H2,能否用稀硝酸代替稀硫酸?
提示:
不能;因为锌粒与稀硝酸反应不产生H2,而是生成NO。
(2)长颈漏斗颈口为什么要伸入到液面以下?
提示:
防止产生的H2从长颈漏斗中逸出,故长颈漏斗颈口必须伸入到液面以下。
(3)广口瓶中的导气管为什么进气管短,出气管长?
提示:
因为氢气的密度比空气的小,应用向下排空气法收集氢气。
(4)用装置A制取气体有何优点?
中学化学中还能用该装置制取哪些气体?
提示:
用该装置制取气体时能通过弹簧夹做到随开随用,随关随停,即打开弹簧夹,稀H2SO4注入试管中与Zn粒反应产生H2,用弹簧夹夹紧橡皮管时,随着反应的进行产生的气体使试管内气体的压强大于外界的压强,将液体压回到长颈漏斗中,当锌粒与稀H2SO4不再接触时反应自动停止。
中学化学中还可以用此装置制取CO2气体(大理石与稀盐酸)。
(5)如何通过实验证明广口瓶中已收集满H2?
提示:
用向下排空气法从导管a处收集一小试管气体,用拇指堵住管口,靠近酒精灯的火焰,若听到“噗”的一声,证明广口瓶中已收集满H2。
(6)为加快生成H2的速率,常向稀硫酸中滴入几滴CuSO4溶液,其原理是什么?
提示:
当加入CuSO4溶液时,发生反应CuSO4+Zn===Cu+ZnSO4,生成的Cu附着在Zn粒表面,形成Cu_Zn_稀H2SO4原电池,从而加快反应速率。
(五)O2的实验室制备系统
[实验装置]
[常考问题]
(1)装置A的试管为什么要略向下倾斜?
提示:
防止加热过程中产生的水蒸气在试管口冷凝后倒流而引起试管炸裂。
(2)用装置A制取气体对反应物有何要求?
中学化学中利用该装置还能制取哪些气体?
提示:
用装置A制取气体要求反应物的状态必须是固体,中学化学中用该装置还可以制取氨气。
(3)如何通过实验证明试管a中收集的气体是O2?
提示:
将带火星的木条伸到试管a的管口,若木条复燃,证明收集的气体是O2。
(4)实验结束时,能否先熄灭酒精灯,再将导气管从水槽中取出?
提示:
不能;若先熄灭酒精灯,试管内气体压强会减小,水槽中的水会倒吸进入试管而使其炸裂,应先将导气管从水槽中取出,再熄灭酒精灯,以防止倒吸。
(六)NO2的实验室制备系统
[实验装置]
[常考问题]
(1)试管A中观察到的现象有哪些?
提示:
铜丝表面有气泡产生,试管A上部空间充满红棕色气体,溶液由无色变成蓝色。
(2)如何控制试管A内反应的发生和停止?
提示:
通过抽动的铜丝控制反应的发生与停止,抽出铜丝,使铜丝与浓硝酸脱离接触,反应停止。
(3)能否将B装置中的进气管与出气管调换?
提示:
不能,原因是NO2的密度比空气的大,应用向上排空气法收集气体。
(4)装置C中NaOH溶液的作用是什么?
试写出反应的化学方程式。
提示:
吸收多余的NO2气体,以防污染环境。
2NO2+2NaOH===NaNO3+NaNO2+H2O
(5)能否用排水法收集NO2气体?
提示:
不能;因为NO2可与水发生反应:
3NO2+H2O===2HNO3+NO,若用排水法收集,实际得到的是NO。
(七)NO(CO2)的制取与性质验证
[实验装置]
[常考问题]
(1)设计装置A的目的是什么?
提示:
利用装置A生成的CO2气体排尽装置内空气,防止NO与O2反应生成NO2,对NO的性质验证造成干扰。
(2)为达到
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