化学实验热点.docx
- 文档编号:29914469
- 上传时间:2023-08-03
- 格式:DOCX
- 页数:72
- 大小:655.76KB
化学实验热点.docx
《化学实验热点.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《化学实验热点.docx(72页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
化学实验热点
化学实验热点
1.物质制备流程
2.气体发生装置
(1)设计原则:
根据制备原理(化学方程式)、反应物状态和反应所需条件、制取气体的量等因素来设计反应装置。
(2)气体发生装置的基本类型
制取装置
可用来制
取的气体
反应原理
固+固
气
O2
2KClO3
2KCl+3O2↑
NH3
2NH4Cl+Ca(OH)2
CaCl2+2NH3↑+2H2O
固+液
气
Cl2
MnO2+4HCl(浓)
MnCl2+Cl2↑+2H2O
HCl
NaCl+H2SO4(浓)
NaHSO4+HCl↑
固(块状)+
液―→气
H2
2H++Zn===H2↑+Zn2+
CO2
CaCO3+2HCl===CaCl2+CO2↑+H2O
固+液―→气
O2、H2、
CO2、
NH3、
Cl2、SO2
O2:
H2O2与MnO2
H2:
Zn与稀硫酸
CO2:
CaCO3与稀盐酸
NH3:
浓氨水与CaO
Cl2:
浓盐酸与KMnO4
SO2:
亚硫酸钠与硫酸
3.气体的净化(干燥)装置
(1)设计原则:
根据主要气体及杂质气体的性质差异来选择除杂试剂及除杂装置。
(2)除杂装置基本类型
装置
示意图
适用
范围
试剂与杂质气体反应,与主要气体不反应;装置③用固体吸收还原性或氧化性杂质气体
杂质气体被冷却后变为液体,主要气体不变为液体
(3)吸收剂的选择
选择吸收剂应根据被提纯气体的性质和杂质的性质而确定,一般情况如下:
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水为杂质时,可用干燥剂来吸收;
⑤能与杂质发生反应生成沉淀(或可溶物)的物质也可作为吸收剂。
4.尾气处理装置的选择
a用于吸收溶解或反应速率不是很快的气体,如用NaOH溶液吸收Cl2、CO2等。
b用于收集少量气体。
c、d用于吸收极易溶且溶解很快的气体,如HCl、HBr、NH3等;其中d吸收量少。
e用于处理难以吸收的可燃性气体,如H2、CO等。
5.实验条件的控制
(1)排气方法
为了防止空气中的成分氧气、CO2、水蒸气干扰实验,常用其他稳定的气体(如氮气)排尽装置中的空气;有时也可充分利用反应产物气体(如:
氨气、氯气、二氧化硫)等排尽装置中的空气。
(2)控制气体的流速及用量
①用分液漏斗控制液体滴加的速度和用量。
②观察气泡,控制气流速度,如图,可观察气泡得到N2、H2的体积比约为1∶2的混合气。
③平衡气压如图
,用长玻璃管平衡气压,防堵塞。
(3)压送液体
根据装置的密封性,让反应生成气体或消耗气体,产生压强差,将液体压入或倒流入另一反应容器。
(4)温度控制
①控制低温的目的:
减少某些反应物或产品分解如H2O2、NH4HCO3等;减少某些反应物或产品挥发,如盐酸、氨水等;防止某物质水解,避免副反应发生等。
②采取加热的目的:
加快反应速率或使平衡移动,加速溶解等。
③常考温度控制方式:
a.水浴加热:
均匀加热,反应温度100℃以下。
b.油浴加热:
均匀加热,反应温度100~260℃。
c.冰水冷却:
使某物质液化、降低产物的溶解度;减少其他副反应,提高产品纯度等。
d.保温:
如中和热测定时,两烧杯之间填泡沫,真空双层玻璃容器等。
6.解答物质制备试题的思维流程
(1)认真阅读题干,提取有用信息,包括实验目的、反应条件、陌生物质的性质、陌生反应原理等。
(2)仔细观察装置图(或框图),联想熟悉的实验,找出每件仪器(或步骤)与熟悉的某一实验相似的地方,分析每件仪器中所装药品的作用。
(3)通读问题,整合信息,把所有的问题进行综合分析,运用题给信息和化学基础知识做出正确答案。
典例剖析
答案
(1)去除水中溶解氧 分液漏斗
(2)①Zn+2Cr3+===Zn2++2Cr2+
②排除c中空气
(3)c中产生H2使压强大于大气压 (冰浴)冷却 过滤
(4)敞开体系,可能使醋酸亚铬与空气接触
1.(2019·西安高三一模)CuCl晶体呈白色,熔点为430℃,沸点为1490℃,见光分解,露置于潮湿空气中易被氧化,难溶于水、稀盐酸、乙醇,易溶于浓盐酸生成H3CuCl4,反应的化学方程式为:
CuCl(s)+3HCl(aq)===H3CuCl4(aq)
实验室用如图所示装置制取CuCl,反应原理为:
2Cu2++SO2+8Cl-+2H2O===2CuCl
+SO
+4H+
CuCl
(aq)===CuCl(s)+3Cl-(aq)
(1)装置A中分液漏斗中的试剂应该是________(填字母)。
A.稀硫酸B.98%的硫酸
C.65%的硫酸
(2)装置B中反应结束后,取出混合物进行以下操作,得到CuCl晶体。
操作ⅱ的目的是_____________________________________________________________;
操作ⅳ中宜选用的试剂是_____________________________________________________。
(3)实验室保存新制CuCl晶体的方法是_________________________________________。
(4)欲提纯某混有铜粉的CuCl晶体,请简述实验方案______________________________
________________________________________________________________________。
答案
(1)C
(2)促进CuCl固体析出、防止CuCl被氧化 乙醇、水 (3)避光、密封干燥保存 (4)将固体溶于浓盐酸后过滤,取滤液加入大量水,过滤,洗涤,干燥
2.(2019·全国卷Ⅰ,27)硫酸铁铵[NH4Fe(SO4)2·xH2O]是一种重要铁盐。
为充分利用资源,变废为宝,在实验室中探究采用废铁屑来制备硫酸铁铵,具体流程如下:
回答下列问题:
(1)步骤①的目的是去除废铁屑表面的油污,方法是___________________________________
_____________________________________________________________________________________________________________。
(2)步骤②需要加热的目的是______________________,温度保持80~95℃,采用的合适加热方式是____________________。
铁屑中含有少量硫化物,反应产生的气体需要净化处理,合适的装置为________(填标号)。
(3)步骤③中选用足量的H2O2,理由是________________。
分批加入H2O2,同时为了________,溶液要保持pH小于0.5。
(4)步骤⑤的具体实验操作有____________________________________________________,
经干燥得到硫酸铁铵晶体样品。
答案
(1)碱煮水洗
(2)加快反应 热水浴 C
(3)将Fe2+全部氧化为Fe3+;不引入杂质 防止Fe3+水解
(4)加热浓缩、冷却结晶、过滤(洗涤)
解析
(1)除去铁屑表面油污的方法是:
用热纯碱溶液清洗铁屑,再用水洗。
(2)铁与稀硫酸反应时加热,可提高反应速率。
温度低于水的沸点,可以用热水浴加热,受热均匀且便于控制。
含少量硫化物的铁屑与稀硫酸反应有H2S生成。
氢气不与碱溶液反应,而硫化氢能与碱溶液反应,而H2S在水中溶解度小,故氢气中混有的硫化氢用烧碱溶液除去,又因为硫化氢与碱反应较快,容易引起倒吸,C装置倒置漏斗能防倒吸。
故宜选择C装置吸收硫化氢。
(3)铁与稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气,加入足量双氧水的目的是将Fe2+全部氧化为Fe3+,发生反应为2Fe2++H2O2+2H+===2Fe3++2H2O,从生成物看,又不引入杂质。
铁离子对双氧水分解起催化作用,分批加入双氧水,避免反应过快、放出热量较多,减少双氧水分解,以免造成氧化剂损失;铁离子易水解,保持溶液呈强酸性,避免铁离子发生水解反应生成氢氧化铁。
(4)步骤⑤是要从溶液中得到硫酸铁铵晶体,故实验操作有加热浓缩、冷却结晶、过滤(洗涤)。
3.过氧化锶(SrO2)通常用作分析试剂、氧化剂、漂白剂等。
制备原理为Sr+O2
SrO2。
某兴趣小组利用下列装置在实验室中模拟制备过氧化锶。
(1)选择必要仪器制备过氧化锶(气流按从左到右的流向):
________(填字母)。
(2)该实验制备氧气的化学方程式为____________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)连接好装置进行实验,实验步骤如下,正确的操作顺序为____________(填序号)。
①打开分液漏斗活塞,将水滴入烧瓶中 ②在相应装置中装入药品 ③检查装置气密性 ④加热 ⑤停止加热
⑥关闭分液漏斗活塞
(4)利用反应Sr2++H2O2+2NH3+8H2O===SrO2·8H2O↓+2NH
制备过氧化锶,装置如下:
①仪器X的作用是__________________________________________________________
________________________________________________________________________。
②氨气在该反应中所起的作用是______________________________________________
________________________________________________________________________。
③实验结束后,得到SrO2·8H2O的操作为______________________________________
________________________________________________________________________。
(5)设计实验证明SrO2的氧化性比FeCl3的氧化性强:
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案
(1)A→B→E→B
(2)2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑
(3)③②①④⑤⑥
(4)①防倒吸 ②中和生成的氢离子,促进反应正向进行
③过滤、洗涤、干燥
(5)在盐酸酸化的氯化亚铁溶液中滴加硫氰化钾溶液,无明显现象,再向其中加入少量过氧化锶,溶液变为红色,证明SrO2的氧化性比FeCl3的强
解析
(1)根据反应原理,需要制备氧气。
由于锶是活泼金属,能与水发生反应,因此需要预先除去氧气中的水蒸气,然后通入玻璃管中与锶发生反应,同时防止空气中的水和二氧化碳进入E装置,因此装置的连接顺序是A→B→E→B。
(3)由于有气体参加反应,所以首先要检查装置的气密性,然后加入药品。
打开分液漏斗活塞,排尽装置内的空气,对玻璃管进行加热,发生反应,反应完全后,停止加热,关闭分液漏斗活塞,故实验操作的顺序是③②①④⑤⑥。
(4)①氨气极易溶于水,因此仪器X的作用是防倒吸。
②根据反应原理Sr2++H2O2===SrO2+2H+,通入氨气可中和H+,促进反应的正向进行。
把握三个关键,突破有机物制备实验
1.有机物制备的思维流程
2.有机物制备的注意要点
(1)熟知常用仪器及用途
(2)依据物质性质和反应特点选择加热或冷却方式
①加热:
酒精灯的火焰温度一般在400~500℃,乙酸乙酯的制取、石油的蒸馏等实验选用酒精灯加热,若温度要求更高,可选用酒精喷灯或电炉加热。
除上述加热方式外还可以根据加热的温度要求选择水浴、油浴、沙浴加热。
②冷凝回流
有机物易挥发,因此在反应中通常要采用冷凝回流装置,以减少有机物的挥发,提高原料的利用率和产物的产率。
如图1、图3中的冷凝管,图2中的长玻璃管B的作用都是冷凝回流。
③防暴沸:
加沸石(碎瓷片),防止溶液暴沸,若开始忘加沸石(碎瓷片),需冷却后补加。
3.常见有机物分离提纯的方法
(1)分液:
用于分离两种互不相溶(密度也不同)的液体。
(2)蒸馏:
用于分离沸点不同的液体。
分馏的原理与此相同。
(3)洗气:
用于除去气体混合物中的杂质,如乙烷中的乙烯可通过溴水洗气除去。
(4)萃取分液:
如分离溴水中的溴和水,可用四氯化碳或苯进行萃取,然后分液。
1.(2019·天津,9)环己烯是重要的化工原料。
其实验室制备流程如下:
回答下列问题:
Ⅰ.环己烯的制备与提纯
(1)原料环己醇中若含苯酚杂质,检验试剂为______________,现象为__________。
(2)操作1的装置如图所示(加热和夹持装置已略去)。
①烧瓶A中进行的可逆反应化学方程式为____________________,浓硫酸也可作该反应的催化剂,选择FeCl3·6H2O而不用浓硫酸的原因为________(填序号)。
a.浓硫酸易使原料炭化并产生SO2
b.FeCl3·6H2O污染小、可循环使用,符合绿色化学理念
c.同等条件下,用FeCl3·6H2O比浓硫酸的平衡转化率高
②仪器B的作用为_________________________________________________________。
(3)操作2用到的玻璃仪器是_________________________________________________。
(4)将操作3(蒸馏)的步骤补齐:
安装蒸馏装置,加入待蒸馏的物质和沸石,________,弃去前馏分,收集83℃的馏分。
Ⅱ.环己烯含量的测定
在一定条件下,向ag环己烯样品中加入定量制得的bmolBr2,与环己烯充分反应后,剩余的Br2与足量KI作用生成I2,用cmol·L-1的Na2S2O3标准溶液滴定,终点时消耗Na2S2O3标准溶液vmL(以上数据均已扣除干扰因素)。
测定过程中,发生的反应如下:
①Br2+
―→
②Br2+2KI===I2+2KBr
③I2+2Na2S2O3===2NaI+Na2S4O6
(5)滴定所用指示剂为________。
样品中环己烯的质量分数为________(用字母表示)。
(6)下列情况会导致测定结果偏低的是________(填序号)。
a.样品中含有苯酚杂质
b.在测定过程中部分环己烯挥发
c.Na2S2O3标准溶液部分被氧化
答案
(1)FeCl3溶液 溶液显紫色
(2)①
+H2O ab ②减少环己醇蒸出 (3)分液漏斗、烧杯 (4)通冷凝水,加热 (5)淀粉溶液
×100% (6)bc
解析
(1)利用苯酚遇FeCl3溶液显紫色,检验环己醇中含有的苯酚。
(2)①烧瓶A中进行的可逆反应为
+H2O。
a项,浓硫酸易使原料炭化并产生SO2,会降低原料利用率,正确;b项,使用FeCl3·6H2O不产生有毒气体,污染小,可以循环使用,符合绿色化学理念,正确;c项,同等条件下,浓硫酸能吸收反应生成的水,促进反应向右进行,故用浓硫酸比用FeCl3·6H2O的平衡转化率高,错误。
②仪器B的作用为冷凝回流,减少环己醇蒸出。
(3)操作2得到有机相和水相,为分液操作,用到的玻璃仪器有分液漏斗、烧杯。
(4)蒸馏实验开始时,先通冷凝水,后加热。
(5)达到滴定终点时,单质碘完全被消耗,可用淀粉溶液作指示剂。
根据测定过程中发生的反应可知,n(Br2)=n(环己烯)+n(I2)=n(环己烯)+
n(Na2S2O3),则n(环己烯)=n(Br2)-
n(Na2S2O3)=(b-
cv×10-3)mol,故样品中环己烯的质量分数为(b-
cv×10-3)mol×82g·mol-1÷ag×100%=
×100%。
(6)a项,样品中含有苯酚杂质,苯酚能与溴反应,会导致样品消耗的Br2偏多,剩余的Br2偏少,最终消耗的Na2S2O3溶液偏少,测定结果偏高,错误;b项,在测定过程中部分环己烯挥发,会导致样品消耗的Br2偏少,剩余的Br2偏多,最终消耗的Na2S2O3溶液偏多,测定结果偏低,正确;c项,Na2S2O3标准溶液部分被氧化,最终消耗的Na2S2O3溶液偏多,测定结果偏低,正确。
2.(2020·江西九所重点中学联考)二茂铁可用作燃料的节能消烟剂、抗爆剂等。
实验室制备二茂铁的装置示意图如图一所示。
已知:
Ⅰ.二茂铁熔点是173℃,在100℃时开始升华;沸点是249℃。
Ⅱ.制备二茂铁的反应原理是:
2KOH+FeCl2+2C5H6===Fe(C5H5)2+2KCl+2H2O。
实验步骤为:
①在三颈烧瓶中加入25g粉末状的KOH,并从仪器a中加入60mL无水乙醚到烧瓶中,充分搅拌,同时通氮气约10min;
②再从仪器a滴入5.5mL新蒸馏的环戊二烯(C5H6,密度为0.95g·cm-3),搅拌;
③将6.5g无水FeCl2与(CH3)2SO(二甲亚砜,作溶剂)配成的溶液25mL装入仪器a中,慢慢滴入仪器c中,45min滴完,继续搅拌45min;
④再从仪器a加入25mL无水乙醚搅拌;
⑤将c中的液体转入分液漏斗中,依次用盐酸、水各洗涤两次,分液得橙黄色溶液;
⑥蒸发橙黄色溶液,得二茂铁粗产品。
回答下列问题:
(1)仪器a的名称是________________。
(2)步骤①中通入氮气的目的是______________________________________________。
(3)仪器c的适宜容积为________(填序号)。
①100mL②250mL③500mL
(4)步骤⑤用盐酸洗涤的目的是__________________________________。
(5)步骤⑦是二茂铁粗产品的提纯,该过程在图二装置中进行,其操作名称为__________;该操作中棉花的作用是
________________________________________________________________________。
(6)为了确认得到的是二茂铁,还需要进行的一项简单实验是_________________________;
若最终制得纯净的二茂铁4.3g,则该实验的产率为________(保留三位有效数字)。
答案
(1)恒压滴液漏斗
(2)排尽装置中的空气,防止Fe2+被氧化 (3)②
(4)除去多余的KOH
(5)升华 防止二茂铁挥发进入空气中
(6)测定所得固体的熔点 58.4%
解析
(2)Fe2+具有还原性,能被氧气氧化,通入氮气的目的是排尽装置中的空气,防止Fe2+被氧化。
(3)根据实验,加入仪器c中的液体体积总和为(60+5.5+25+25)mL=115.5mL,因此选用250mL的三颈烧瓶。
(4)根据制备二茂铁的化学方程式以及所给的KOH、氯化亚铁、环戊二烯的量可知,加入的KOH应是过量的,因此步骤⑤中加入盐酸的目的是除去多余的KOH。
(5)图二操作名称为升华,棉花的作用是防止升华的二茂铁进入空气中。
(6)可利用二茂铁的熔点低的特点,检验是否为二茂铁;环戊二烯的质量为5.5mL×cm3·mL-1×0.95g·cm-3=5.225g,FeCl2的质量为6.5g,根据反应方程式知FeCl2过量,则根据环戊二烯进行计算,理论上产生二茂铁的质量为
g=7.3625g,产率为
×100%≈58.4%。
3.工业上乙醚可用于制造无烟火药。
实验室合成乙醚的原理如下:
主反应 2CH3CH2OH
CH3CH2OCH2CH3+H2O
副反应 CH3CH2OH
CH2==CH2↑+H2O
【乙醚的制备】实验装置如图所示(夹持装置和加热装置略)
(1)仪器a是________(写名称);仪器b应更换为下列的________(填字母)。
A.干燥器 B.直形冷凝管 C.玻璃管 D.安全瓶
(2)实验操作的正确排序为________(填字母),取出乙醚后立即密闭保存。
a.组装实验仪器 b.加入12mL浓硫酸和少量乙醇的混合物 c.检查装置气密性 d.熄灭酒精灯 e.先通冷却水后加热烧瓶 f.拆除装置 g.控制滴加乙醇的速率与产物馏出的速率相等
(3)加热后发现烧瓶中没有添加碎瓷片,处理方法是____________________。
反应温度不超过140℃,其目的是__________________。
若滴入乙醇的速率显著超过产物馏出的速率,则反应速率会降低,可能的原因是____________________。
【乙醚的提纯】
(4)粗乙醚中含有的主要杂质为________;无水氯化镁的作用是_______________________。
(5)操作a的名称是______________;进行该操作时,必须用水浴代替酒精灯加热,其目的与制备实验中将尾接管支管接入室外相同,均为__________________。
答案
(1)温度计 B
(2)acbegdf (3)停止加热,将烧瓶中的溶液冷却至室温,再重新加入碎瓷片 避免副反应发生 温度骤降导致反应速率降低(其他合理答案也可) (4)乙醇(其他合理答案也可) 干燥乙醚
(5)蒸馏 避免乙醚蒸气燃烧或爆炸
解析
实验目的
乙醚的制备及纯化
实验原理
2CH3CH2OH
CH3CH2OCH2CH3+H2O
实验装置
乙醚的制备:
仪器a是温度计。
球形冷凝管一般竖立放置,防止液体残留在球泡内,仪器b为球形冷凝管,应更换为直形冷凝管。
乙醚的提纯:
乙醇易挥发,因此粗乙醚中含有的主要杂质为乙醇。
无水氯化镁的作用是干燥乙醚
实验操作
实验操作顺序:
先按照从左到右,从下到上的顺序组装实验仪器,再检查装置的气密性,然后加入反应物;为了防止冷凝管受热后遇冷破裂同时保证冷凝效果,应先通冷却水后加热烧瓶;实验过程中控制滴加乙醇的速率与产物馏出的速率相等;实验结束后先熄灭酒精灯后停止通冷却水,最后拆除装置。
加热后发现烧瓶中没有添加碎瓷片,应停止加热,将烧瓶中的溶液冷却至室温,再重新加入碎瓷片。
操作a是从干燥后的有机层(主要含乙醇和乙醚)中分离出乙醚,故操作a为蒸馏
实验现象
及分析
若滴入乙醇的速率显著超过产物馏出的速率,则反应混合物的温度会降低,从而导致反应速率降低
结论或
评价
根据题给信息,反应温度为170℃时,有副反应发生,因此反应温度应不超过140℃,其目的是避免副反应发生。
无水乙醚遇热容易爆炸,故蒸馏时应用水浴代替酒精灯加热,目的是避免乙醚蒸气燃烧或爆炸
1.物质(离子)检验的基本原则和方法
(1)物质检验的“三原则”:
一看(颜色、状态)、二嗅(气味)、三实验(加试剂)。
(2)物质检验的基本方法:
根据实验时生成物所表现的现象不同,检验离子的方法可归纳为四类:
①生成气体,如NH
、CO
的检验。
②生成沉淀,如Cl-、SO
的检验。
③显现特殊
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 化学 实验 热点