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化学实验
化学实验
一.中学化学实验基本操作
1.试管量筒烧瓶酒精灯
天平漏斗热滤漏斗长颈漏斗
滴液漏斗分液漏斗布氏漏斗蒸发皿
坩埚干燥管洗气瓶
2.仪器的洗涤
油污苯酚碳酸盐氢氧化物金属氧化物
二氧化锰金属单质Cu、Ag硫磺碘酚醛树脂
3.药品的存放
①一般固体药品②一般液体药品③需用棕色瓶的药品
④试剂瓶应用橡皮塞的药品⑤需用液封的药品(油、水)
4.关于加热操作
①常用热源:
酒精灯喷灯电炉②可加热的仪器
③加热方法:
直接加热 间接加热——浴热(水浴,油浴,砂浴)
④温度计的使用
5.溶液的配制
①固体溶液 ②液体溶质 ③气体的吸收
二.物质的分离和提纯
1.固一液混合物
1离心分离
2过滤:
三角漏斗热滤:
热漏斗吸滤:
布氏漏斗
3蒸发
2.固一固混合物
1溶解:
杂质与被提纯的物质在一定的溶剂中有明显的溶解性差异,过滤,结晶(或重结晶)
2升华,类升华
3.液一液混合物
①蒸馏分馏
②萃取③渗析④盐析
4.气—气混合物
1液化
2洗气
5.微量物的分离一层析(纸上层析)
离子交换树脂(富集)
三.常见气体的制备,净化和收集
1.气体制备的反应类型
①固+固气:
O2,NH3,CH4等
②固+液气:
H2,CO2,H2S,CL2,SO2,NO,NO2,C2H2,O2
等
③固+液气:
Cl2,HCl,CO,NO等
④液+液气:
HCl,CO,C2H4等
2.制备气体的反应装置的选择
—根据反应物和生成物的状态,性质及反应条件选取合理的能配塞和导管的反应器如块状不溶于水的固体和溶液反应,反应不需加热,生成物溶于水,生成的气体在液体中溶解度较小的H2,CO2,H2S可选用启普发生器。
3.制气装置的气密性检查
①简单装置的气密性检查
②成套装置的气密性检查
③启普发生器的气密性检查
4.常见气体的制备、净化、干燥和收集方法
气体
反应物和反应条件
净化和干燥剂
收集方法和尾气处理
H2
Zn+稀H2SO4,稀HCl
H2O(HCl),浓H2SO4
排水法,向下排空气法
O2
1.KMnO4
2.KClO3+MnO2
3.H2O(MnO2)
4.Na2O2+H2O
浓H2SO4、碱石灰等
排水法,向上排空气法
Cl2
1.MnO2+浓HCl
2.KMnO4+浓HCl
3.NaCl+MnO2+浓H2SO4
4.浓HCl+(KclO,NaClO)
饱和食盐水(HCl)
浓H2SO4
排饱和食盐水,向上排空气法
尾气:
碱液吸收
HCL
1.MnO2+浓HCl
2.浓HCl+浓H2SO4
浓H2SO4
向上排空气法
尾气:
碱液吸收
H2S
FeS+稀H2SO4(或稀HCl)
无水CaCl2
向上排空气法尾气:
CuSO4溶液吸收
SO2
1.Na2SO3+H2SO4
2.Cu+浓H2SO4
浓H2SO4
向上排空气法
尾气:
碱液吸收
NO2
Cu+浓HNO3
浓H2SO4
排水法
尾气:
碱液吸收
NO
Cu+稀HNO3
浓H2SO4
向下排空气法
尾气:
碱液(通入空气)
NH3
1.NH4Cl+Ca(OH)2
2.浓氨水+CaO,
碱石灰
向下排空气法
尾气:
水吸收
CO2
CaCO3+稀HCl
饱和NaHCO3(HCl)
浓H2SO4
向上排空气法
CO
1.HCOOH+浓H2SO4
2.H2C2O4+浓H2SO4
浓H2SO4
碱液(CO2)
排水法
尾气:
燃烧
CH4
CH3COONa+碱石灰
浓H2SO4
排水法收集
C2H4
CH3CH2OH+浓H2SO4
CaCl2
排水法收集
尾气:
溴水,KMnO4溶液
C2H2
CaC2+H2O
CaCl2
排水法收集
尾气:
溴水,KMnO4溶液
四.化学实验的基本技能
1.气体体积的测定方法
2.蒸气密度法测定分子量
例:
CCl4分子量的测定
①取一只150—250ml短颈烧瓶或锥形瓶铝箔,橡皮圈(或棉线)称出它们的质量为m1
②取2mlCCL4倒入烧瓶中。
用铝箔封住瓶口,用橡皮圈或棉线扎好,用大头针在铝箔中心刺一小孔。
③把烧瓶尽]可能浸入沸水中加热,待CCL4全部汽化,(多余的CCL4气体从小孔逸出,铝箔和棉线不能浸入水中)。
④烧瓶冷却至室温,擦干瓶外壁水滴,称得质量为M2。
⑤将烧瓶装满水,用量简量出水体积为V(L)
⑥从气压计读取大气压强P,并测出水浴时的温度T(K)
计算:
CCl4分子量
2.滴定法
酸碱中和滴定
氧化还原滴定
络和滴定
重量分析法
五.常见阴,阳离子的鉴定。
(一)阴离子的鉴定(表一)
离子
加入试剂
现象
离子方程式
OH-
①无色酚酞溶液
②紫色石蕊溶液
③橙色甲基澄溶液
①变红
②变蓝
③变黄
C1-
AgNO3溶液、NHO3
白色沉淀
Ag++Cl--=AgC1↓
Br-
①AgNO3溶液、HNO3
②氯水、CC14
①浅黄色沉淀
②CC14层呈红棕色
Ag++Br--=AgBr↓
2Br-+C12=2C1-+Br2
I-
①AgNO3溶液、NHO3
②氯水、CC14
①黄色沉淀
②CC14层呈紫色
Ag++I-=Ag1↓
2I-+Cl2=2Cl-+I2
SO42-
BaC12溶液、HC1
白色沉淀
Ba2++SO42-=BaSO4↓
SO32-
H2SO4、品红
产生刺激性气味气体使品红褪色
SO32-+2H+=H2O+SO2↑
S2O32-
H2SO4
黄白色沉淀
S2O32-+2H+=H2O+S↓+SO2↑
S2-
Pb(Ac)2
黑色沉淀
Pb2++S2-=PbS↓
NO3-
Cu、浓H2SO4
加热后产生红棕色气体
Cu+2NO3-+2H2SO4(浓)===
Cu2+2SO42-+2NO2↑+2H2O
NO2-
H2SO4
产生红棕色气体
2NO2-+2H+=NO↑+NO2↑+H2O
PO43-
AgNO3、HNO3
产生黄色沉淀溶于硝酸
PO43-+3Ag+=Ag3PO4↓
Ag3PO4+3H+=3Ag+H3PO4
CO
HC1、Ca(OH)2
产生气体使石灰水变浑浊
CO32-+2H+=H2O+CO2↑
Ca2++2OH-+CO2=CaCO3↓+H2O
SiO32-
HC1
白色胶状沉淀
SiO32-+2H++H2O=H4SiO4↓
(二)阳离子的鉴定
H+
①紫色石蕊溶液
②橙色甲基橙溶液
①变红
②变红
Na+
在无色火焰上灼烧
火焰呈黄色
K+
在无色火焰上灼烧
透过蓝色钴玻璃观察火呈浅紫色
NH4+
浓NaOH溶液
加热后产生强烈刺激性气味的气体,使湿泣红色石蕊试纸变蓝
NH4++OH-==NH3↑+H2O
Fe2+
NaOH溶液
白色沉淀→灰绿色沉淀→红褐色沉淀
Fe3+
①KSCN溶液
②NaOH溶液
①溶液呈血红色
②红褐色絮状沉淀
Fe3++3SCN-==Fe(SCN)3
Al3+
①NaOH溶液
②氨水
①适量白色絮状沉淀、过量沉淀溶解
②适量白色沉淀、过量不溶
Cu2+
NaOH溶液
蓝色胶状沉淀、加热变黑色
Zn2+
①NaOH溶液
②氨水
①适量白色沉淀、过量沉淀溶解
②适量白色沉淀、过量沉淀溶解
Pb2+
①H2S
②NaOH溶液
①黑色沉淀
②适量白色沉淀、过量沉淀溶解
Hg2+
①H2S
②NaOH溶液
①黑色沉淀
②黄色沉淀
Cd2+
H2S
黄色沉淀
Cr3+
NaOH溶液
适量灰绿色沉淀、过量沉淀溶解、溶液呈亮绿色
例:
1.下列洗涤仪器的操作正确的是
1用稀硫酸清洗长期存放三氯化铁的试剂瓶
2用酒精清洗制取过酚醛树脂的大试管
3浓盐酸清洗制取过氯气的烧瓶
4用氨水清洗做过银镜反应的试管
2.下列试剂的存放合理的方法是
①少量白磷保存在②金属钠,钾保存在
③氢氟酸存放在④水玻璃存放在
⑤浓硝酸存放在⑥液溴存放在
3.化学实验中常有加热过程,酒精灯的温度一般可达到,喷灯的温度可达到 。
浴热的优点是。
4.图体混和物中有下列五种物质:
NH4Cl、KNO3、SiO2、NaCl和CuS,请分别选用试剂(包括水)逐个溶解其中各物质,将其分离。
5.下列各组化合物的浓溶液,均可用一种试剂将它们一一识别,请将所选择的试剂填写在空格内。
①NH4NO3,Na2SO4,(NH4)SO4,NaCl。
②NaCl,Na2S,Na3PO4,NaOH。
③HCl,CaCl2,Ca(OH)2,FeCl3。
④K2S,KI,K2CO3,KNO3。
6.选择适当试剂,除去下列物质中的少量杂质,并简述操作方法。
物质(杂质)
试剂
操作方法
CH3COOC2H5(CH3COOH)
MgCO3(NH4CL)
CO2(SO2)
C6H6(C6H5OH)
NaNO3(NaCl)
7.
硝酸钾晶体
下图是将含有K+,Na+,Fe3+,NO-3,Br-等离子的废液进行分离转化前后分别得到省的CCL4溶液KNO3晶体和绿矾
溶液
Br2(CCl4)
(3)
废液
氯化钠晶体
溶液
(4)
(1)
沉淀
绿矾
(2)
溶液
沉淀
溶液
(5)(6)
溶液
(7)
请操作序号填入各上学加入的试剂及用量或操作及分离的名称
(1)试剂
(2)试剂
(3)操作(4)操作
(5)试剂(6)试剂
8.粗硫酸铜中常含有硫酸亚铁、硫酸铁和不溶性杂质,在实验室用重结晶法提纯硫酸铜的实验操作步骤可用框图表示如下:
过滤
水解
氧化
溶解
粗硫酸铜
(水)
(1)
(2)
(3)
产品
抽滤
结晶
蒸发
酸化
请回答
1.在整个提纯的过程中需要哪些仪器?
包括哪些基本操作?
2.在框图中有数字的地方填写
(1)氧化剂为
(2)用什么物质(3)酸化的PH值
3.试从硫酸铜的提纯实验归纳出提纯物质的一般原则
9.已知NH3和CuO反应可得较纯净的铜和氮气。
现利用氨的还原性来测定氨分子中各元素的百分组成,同时也测定氨氧化的质量分数。
在反应中生成的气体用排水法测出其体积(假设水的体积为标况下气体的体积)。
(1)下述装置连接成整套实验装置(填写各接口字母):
a接()()接()()接()()接()()接()()接()()。
(2)整套装置安装完毕后,检验气密性的方法是。
(3)仪器连接好进行实验时,选点燃处酒精灯,实验结束时应撤去处酒精灯,且应再熄灭处的酒精灯,其理由是。
(4)装置B的作用是,装置C的作用是。
装置E的作用是。
(5)写出D装置中发生反应的化学方程式。
(6)测得D装置中试剂质量减少了mg,C装置中质量增加了ng,E装置中质量增加了xg,G装置中水的体积为yL。
则氨中氮原子与氢原子数之比为(用m,n,y表示)。
被氧化NH3的质量分数为(用x,y表示)。
10.在一定条件下用普通铁粉和水蒸汽反应可以得到铁的氧化物。
该氧化物又可以经过此反应的逆反应生成颗粒更细的铁粉。
这种铁粉具有很高的反应活性,在空气中撞击或受热时都会燃烧,俗称“引火铁”,请分别用图中示意的两套仪器装置,制取上述铁的氧化物和“引火铁”。
实验中必须使用普通铁粉和6Mol/L的盐酸,其他试剂自选。
装置图中必要的铁架台和铁夹等设备已略去。
填写下列空白:
⑴.实验进行时,试管A中应加入的试剂是;烧瓶B的作用是;烧瓶C的作用是;在试管D中收集到的是。
⑵实验时U行管G中应加入的试剂是;长颈漏斗H中应加入
。
⑶两套装置中,在实验中应加热的仪器是。
⑷烧瓶I中发生的反应有时要加入少量的CuSO4溶液,其目的是
⑸试管E中发生的反应方程式是
⑹为了安全,在E管中的反应发生以前,在F出口处必须。
E管中的反应发生以后G处必须
11.水蒸气通过烁热的煤所产生的混合气,其主要成分是CO、H2,还含有少量的CO2和水蒸气。
请用下列装置设计一个实验,以确定混合气中含有CO和H2。
⑴连接上述装置的正确顺序是:
(填接口处的代码字母)
混合气接()()接()()接()()接()()接()()
⑵确认混合气中含有H2的实验现象是,理由是。
12.实验室是用加热NH4Cl饱和溶液和固体NaNO2来制备少量的N2。
这种方法制得的的N2含有一定量的NH3•NO2,O2和水蒸气。
现欲用纯净的N2和炙热的镁条反应制备少量的Mg3N2。
进行此实验所用仪器装置如下
⑴.如果所制气体从左流向右,各仪器连接的顺序是()()接()()接()(),其中b、两装置相连时,玻璃管口是()接()
⑵.装置d和c中发生的饿反应方程式分别是
。
⑶反应完毕后应先熄灭d装置中的酒精灯,试分析氮气中混有的NH3,O2,NO是如何产生的。
13.请看下列装置图,回答问题
1.此实验的目的有两个,分别是①
②
2.如何检测装置的气密性
⑶.氮气的作用是
⑷请说出C、D、E、F、J、K的作用分别是什么。
14.如图所示,在烧瓶A中放入一些新制的无水硫酸铜粉末,加入约20毫升无水乙醇,锥形瓶B中盛入浓盐酸,分液漏斗C和广口瓶D中分别盛浓硫酸,干燥管F中添满碱石灰,烧杯做水浴器,当打开分液漏斗C的活塞后,由于浓硫酸缓缓流入B中,则D管的导管口有气泡产生,过几分钟,无水硫酸铜就由无色变为兰色,此时水浴加热以后,将上端的气体点燃,发生特殊的兰色火焰。
请回答:
①B中产生的气体是,原因是
②D瓶的作用是E管的作用是
③F管口点燃的气体是,A瓶中无水硫酸铜变蓝的原因是
④这个实验可以推断的结论是
15.请设计一个实验,将难溶于水的BaSO4转化成为易溶的BaCl2。
化学实验习题
1.化学实验中,没有特别指明药品用量时,一般应取取少量液体的体积一般为ml,少量固体粉末状药品的量为。
2.从滴定管中放取1ml溶液大约为滴,普通滴管滴加滴溶液的体积大约为ml
3.下列试剂的存放合理的方法是
①少量白磷保存在②金属钠,钾保存在
③氢氟酸存放在④水玻璃存放在
⑤浓硝酸存放在⑥液溴存放在
4.下列事故的处理方法是
①浓H2SO4溅到皮肤上。
②酒精灯翻倒并着火。
③金属钠着火。
5.火柴药头一般是由燃烧剂——硫磺、氧化剂——氯酸钾、催化剂——二氧化锰和摩擦剂——玻璃粉以及胶合剂、颜料等。
擦燃火紫时常见一缕“白烟”,“白烟”是什么?
试根据火紫药头的组成设计一个简单实验检验其燃烧产物中有KCL和SO2等。
6.现有含Ca2+、Cu2+、Ag+三种金属离子的稀溶液,请设计分离方案(以方框图表示),并写出有关的离子反应方程式。
7.用稀H2SO4酸化Na2S和Na2SO3的混合液,微热并检验是否含有气体产物,实验记录如下。
试确定混合物中Na2S和Na2SO3的物质的量之比。
实验编号
现象
n(Na2S)n(Na2SO3)
1
有沉淀,微热无气体放出
2
有沉淀,微热放出气体为H2S
3
有沉淀,微热放出气体为SO2
8.有一白色固体盐溶于适量蒸馏水中得无色透时溶液A。
取A溶液少量加盐酸时无明显现象;另取A溶液滴加AgNO3溶液仍无明显现象,再滴加NaOH溶液时逐渐析出黄色沉淀,滤出沉淀如稀HNO3时沉淀溶解得无色溶液;另取A溶液加浓NaOH溶液并加热有气体放出,把该气体通入AgNO3溶液中先生成褐色沉淀,后溶解得无色溶液,用红色石蕊试纸检验放出的气体时,泣湿的红色试纸变蓝。
该化合物是。
9.只用BaCL2为试剂鉴别Na2CO3溶液和稀硫酸,简述操作过程和现象。
10.有5种氮肥固体,分别为NH4NO3、NH4HCO3、(NH4)2SO4、NH4CL、(NH4)H2PO4,试鉴别之。
11.现有一瓶物质甲和乙的混和物,已知甲和乙的某些性质如下:
物质
分子式
熔点(C)
沸点(C)
密度(g/cm3)
水中溶解性
甲
C3H6O2
—98
57.5
0.93
可溶
乙
C4H8O2
—84
77
0.90
可溶
据此,将甲和乙互相分离的最佳方法是,需要的主要仪器名称有。
12.要除I栏内
(1)~(10)各物质中的少量杂质(括号内物质为杂质),请从II栏中选择所需的除杂试剂或方法的序号,并从III栏中选出除杂所需要的主要仪器的序号,填入答案栏中。
Ⅰ栏
Ⅱ栏
Ⅲ栏
答案栏
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
⑴Na2CO3(NaHCO3)
①加热
A.坩埚
⑴
⑵氨气(H2O)
②碱石灰
B.洗气瓶
⑵
⑶CO2(HCl)
③CuSO4溶液
C.漏斗
⑶
⑷SO2(HCl)
④饱和Na2CO3溶液
D.干燥管
⑷
⑸乙酸乙酯(乙酸)
⑤氯气
E.分液漏斗
⑸
⑹H2(H2S)
⑥稀硫酸
⑹
⑺Cu(CuO)
⑦NaOH溶液
⑺
⑻苯(苯酚)
⑧饱和NaHCO3
⑻
⑼铁粉(铝粉)
⑨饱和NaHSO3
⑼
⑽FeCl2(FeCl3)
⑽
13.各用一种试剂鉴别下列各种物质
(1)五种固体物质:
铁粉、炭粉、二氧化锰、氧化铜、硫化亚铁
(2)四种白色固体物质:
NaOH、KI、AgNO3苯酚
(3)七种溶液:
HN4NO3、K2SO4、AgNO3、FeCL2、FeCL2、Mg(NO3)2、Fe2(SO4)3、AlCl3
(4)乙醛、乙醇、甲酸、乙酸、甘油、葡萄糖六种溶液
14.不用任何其它试剂,只用未知液相互反应,鉴别下列各组物质的溶液
(1)MgSO4、BaCl2、(NH4)2CO3、AgNO3、HBr、NaOH
(2)Na2CO3、BaCL2、Ca(NO3)2、KI、稀H2SO4、AgNO3
(3)NaOH、NaCL、Al2(SO4)3、FeCL3、Ba(NO3)2
(4)碘水、CCl4、苯、乙醇
气体A
15.将红热的固体单质甲投入显黄色的溶液乙中,剧烈反应产生混合气体A,A在常温下不与空气接触,有以下变化:
气体
白色沉淀
澄清石灰水和Ba(OH)2
A
H2O
气体B
液体
单质丙
兰色溶液
试推断:
(1)甲为,乙为,丙为
(2)混合气体A的主要成份为
(3)气体B为,兰色溶液C为
(4)甲与乙反应的方程式
(5)若将气体A诊次通过澄清石灰水和Ba(OH)2溶液,发现气体通过石灰水颜色消失,但无白色沉淀,气体通过Ba(OH)2溶液时产生白色沉淀,盛石灰水的洗气瓶中发生反应的化学反应方程式是,盛Ba(OH)2溶液的洗气瓶中的反应方程式是。
16.无水氯化铝是白色晶体,易吸收水分,在178。
C升华。
装有无水氯化铝的试剂瓶久置潮湿空气中,会自动爆炸并产生大量白雾。
氯化铝常作为有机合成和石油工业的催化剂。
并用于处理润滑油等。
工业上由金属铝和氯气作用或由无水氯化氢气体与熔融金属作用而制得。
某课外兴趣小组在实验室里,通过下列装置制取少量纯净的无水氯化铝。
(1)开始实验时,不能先点燃A装置的酒精灯,后打开分液漏斗的活塞,将适量浓硫酸注入烧瓶里,其理由是。
(2)A装置中发生反应的化学方程式为。
(3)在E处可收集到纯净的氯化铝,其原因是。
(4)从A装置导出的气体若不经过B、C装置而直接进入D管,将对实验产生不良的后果是。
(5)F装置所起的作用有。
(6)无水氯化铝在潮湿空气中,会产生大量白雾,有关反应的化学方程式为。
17.有一Na2SO3晶体因部分被氧化而变质,为了测定样品中杂质的质量分数,根据下图的实验步骤进行测定,按要求填写下面各空白。
称量样
品W1克
样品完全溶解
加足量的水加过量的盐溶液A
过滤得滤液I
无色滤液
无色滤液a
称量C的质
量W2克
加入过量的无色溶液B
白色沉淀c
过滤得悬浊液I洗涤,烘干
白色沉淀b
(1)在用托盘天平称量样品时,应先在天平两盘中各放一张;
(2)A的化学式为,A必须过量的原因是(3)确定A是否过量的方法是:
①静置悬浊液I,然后在上层澄清中继续滴入几滴溶液,若,则证明A已过量;②在滤液a中滴加溶液,若无白色沉淀生成,则证明A不足,则还需滤液a中加入A并过滤;(4)白色沉定b含有、;(5)无色溶液B通常是;(6)通过以上测定可得到样品中杂质的质量分烽的计算关系式为。
18.双指示剂法测定混合咸:
NaOH和Na2CO3或Na2CO3和NaHCO3。
方法是,准确称取W(g)混合咸试样于锥形瓶中用蒸馏水完全溶解,滴加2~3滴酚酞指示剂,用浓度为C(mol。
L-1)的标准盐酸滴定到红色刚好褪去时,记下盐酸用量为V1(mL);然后滴入甲基橙指示剂1-2滴,继续用标准盐酸滴定至由黄色变为橙色,记下盐酸的用量为V2(mL)。
试用含W、C、V1、V2的式子表示混合咸中各组分的含量。
(1)NaOH和Na2CO3的混合物
NaOH%=Na2CO3%=
(2)Na2CO3和Na2HCO3的混合物
Na2CO3%=Na2HCO3%=
(3)采用双指示剂测定混合咸,在同一份溶液中测定,试判断在下列五种情况下,混合碱中存在的成分是什么?
(分别是横线上写出混合咸的成分)
①V1=O,②V2=O,③V1=V2,④V1>V2,⑤V1 19.测定尿中含钙量,常将24h的尿样浓缩到较小体积后,采用KMnO4间接法测定。 如果滴定生成的H2C2O4需用0.08554mol.L-1KMnO4溶液27.50mL完成滴定,计算24h尿样中含钙量。 20.草酸晶体的组成可表示为H2C2O4•xH2O。 为测定x值,进行下述实验: ①称取Wg草酸晶体配成100.0ml水溶液;②取25.0ml所配草酸溶液置于锥形瓶中,加入适量稀H2SO4后,用浓度为amol.L-1KMnO4溶液滴定。 滴定时,所发生的反应为: 2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4=K2SO4+10CO2+2MnSO4+8H2O 回答下列问题: (1)实验①中为配制准确浓度的草酸溶液,应该选用的仪器是。 (2)实验②中滴定时,KMnO4溶液应该装在中。 (3)若滴定用KMnO4溶液因久置而部分变质,浓度偏低,则实验结果所测的x值将。 (4)滴定过程中,当KMnO4溶液与草酸反应后,KMnO4溶液的色将。 (5)若滴定中共
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