最新人教版高中化学《物质的制备》课堂探究(第1课时)
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课堂互动三点剖析重点知识:以废铁屑和废硫酸为原料制备硫酸亚铁1.反应原理Fe+H 2SO 4====FeSO 4+H 2↑Fe 2O 3+3H 2SO 4====Fe 2(SO 4)3+3H 2OFe (过量)+Fe 2(SO 4)3====3FeSO 42.注意问题(1)工业废铁屑中常附有油污,应先除去油污。
(2)由于废铁屑表面有铁锈,会与硫酸反应生成硫酸铁。
因此,实验时可向反应溶液中加入洁净的铁丝或铁片,使硫酸铁被过量的铁还原为硫酸亚铁。
(3)利用重结晶方法精制硫酸亚铁时,为增大硫酸亚铁的溶解量,可把溶液加热至50—80 ℃;为减少过滤时FeSO 4的损失,应将溶液趁热过滤。
【例1】 实验室用带有少量铁锈的铁屑制取绿矾(FeSO 4· 7H 2O )。
(1)需要的试剂是_______________,实验中应控制使_______________稍过量,其原因是_____________________________________________。
(2)制备过程中反应的化学方程式是___________________________。
(3)反应结束后应用__________法精制绿矾,精制过程中把溶液加热至50 —80 ℃,为减少过滤时硫酸亚铁的损失,应将溶液____________________________。
解析:(1)稀硫酸 铁屑 使Fe 2(SO 4)3被过量的铁还原为FeSO 4(2)Fe 2O 3+3H 2SO 4====Fe 2(SO 4)3+3H 2O ;Fe+H 2SO 4====FeSO 4+H 2↑;Fe+Fe 2(SO 4)3====3FeSO 4。
(3)重结晶 趁热过滤答案:见解析难点知识:铁三角的转化1.“铁三角”(++320,,Fe Fe Fe )的转化关系(1)FeO+H 2 高温 Fe+H 2O(2)Fe+2HCl====FeCl 2+H 2↑(3)2FeCl 2+Cl 2====2FeCl 3(4)2FeCl 3+Fe====3FeCl 2(5)3Zn+2FeCl 3====3ZnCl 2+2Fe(6)2Fe+3Cl 2 △ 32.Fe 2+和Fe 3+的性质(1)Fe 2+具有弱氧化性,主要表现较强还原性4Fe 2++O 2+4H +====4Fe 3++2H 2O (Fe 2+被氧化)2Fe 2++H 2O 2+2H +====2Fe 3++2H 2O(2)Fe 3+具有较强的氧化性,与S 2-、I -、-23SO 等能发生氧化还原反应2Fe 3++S 2-====2Fe 2++S ↓ 2Fe 3++2I -====2Fe 2++I 2(3)Fe 3+是典型的弱碱阳离子,与-23CO 、-3HCO 、-2AIO 等在溶液中发生双水解反应2Fe 3++3-23CO +3H 2O====2Fe (OH )3↓+3CO 2↑(4)Fe 3+遇苯酚溶液呈紫色,可用于检验Fe 3+(5)亚铁盐、铁盐的存放方法:亚铁盐溶液——加入少量铁屑以防止Fe 2+被氧化,滴入少量相应的酸溶液以防止Fe 2+水解。
2021人教版选修6《物质的制备》word教案1复习内容:重要物质的制备一、气体的制备:1、常见气体的制备原理:写出下列制备么反应的化学方程式:H2: NH3:O2: NO2:或:NO:Cl2: CO2:HCl: CH4:H2S: C2H4:或:C2H2:SO2:或:2、气体发生装置:(1)固、固加热:即:固+固△气如制取等。
装置如右图:(2)液固或液、液加热:即:液+固△气液+液△气如制取等。
装置如右图:(3)液固不加热:即:液+固气如制取等。
装置如下图:另外,气体发生装置还有启普发生器。
它用于固—液常温下反应制取大量气体。
其优点是能够随时反鹫在,随时停止。
使用时应注意装置是否漏气;液体不能添加太满;固体试剂应是块状。
启普发生器由、、三部分组成。
3、气体的收集:(1)排水集气法:此法可收集气体有等(2)向上排空气法:气此法可收集气体有等(3)向下排空气法:此法可收集气体有等气注意:所制气体如难溶于水又不要求干燥时,应该用排水集气法;如气体溶于水则只能用排空气法收集。
排气集气时,应使气体导管伸到瓶底。
2乙酸乙酯的制取:(1)乙醇、乙酸和浓硫酸混和时应如何样操作,什么缘故?(2)在那个反应中,浓H2SO4起什么作用?(3)什么缘故要把导管通到饱和Na2CO3溶液的液面上?[练习题]1.实验室制取气体时,吸取尾气的方案,正确的是()①向KMnO4晶体中加入浓盐酸,产生的气体进行漂白实验后的尾气用NaOH溶液吸取;②向Na2SO3晶体中滴入浓H2SO4,尾气用氨水吸取;③向FeS固体中滴入稀盐酸,最后的尾气用CuSO4溶液吸取;④浓H2SO4与食盐晶体共热,将余外的气体用水吸取;A.①④B.②③C.①③④D.①②③④2.实验室用电石和水反应制取的乙炔中常常含有少量H2S、CO2和水蒸气,为了得到干燥纯洁的乙炔气,简便易行的方案是()A.通过NaOH溶液后再通过浓H2SO4B. 通过CuSO4溶液后再通过石灰水C.通过碱石灰D.通过P2O5后,再通过固体氢氧化钠3.在玻璃、肥皂、造纸和纺织工业上广泛使用的原料是()A.纯碱B.生石灰C.烧碱D.石灰石4.下列制备方法和现象都正确的是()A.取新配制的FeSO4溶液注入试管,再向试管里滴加烧碱溶液,赶忙有白色沉淀生成B.往苯酚溶液中滴入几滴浓溴水时有白色沉淀析出C.向盛有0.01mol/LKI溶液的试管中滴加相同浓度的AgNO3溶液,边滴加边振荡,可得到浅黄色的碘化银胶体D.淀粉与稀H2SO4共煮后,加入新制Cu(OH)2后再加热,有红色沉淀生成5. 在实验室里加热到熔化状态仍不能制得CO2的是()A.NaHCO3B.NH4HCO3C.K2CO3D.Cu2(OH)2CO36.在石油加工过程中,得到石蜡产品的加工方法是()A.常压分馏B.减压分馏C.裂化D.裂解7.工业上常用如下三种方法制备磷肥,试用化学方程式表示其过程。
第一章从实验学化学教材分析教科书把化学实验作为专题内容安排在第一章,突出了化学实验的基础性,既起到与初中化学实验以及化学知识的衔接,又为高中化学新知识的学习穿针引线,通过实验把学生引入化学世界,由此决定了本章教学内容的基础性和重要性。
本章以化学实验方法和技能为主要内容和线索,结合基本概念等化学基础知识,将实验方法、实验技能与化学基础知识紧密结合。
全章包括两节内容,第一节“化学实验基本方法”在强调化学实验安全性的基础上,通过“粗盐的提纯”实验,复习过滤和蒸发等操作。
对于蒸馏,则是在初中简易操作的基础上,引入使用冷凝管这一较正规的操作。
在复习拓宽的基础上又介绍一种新的分离和提纯方法──萃取。
本节还结合实际操作引入物质检验的知识。
这样由已知到未知,由简单到复杂,逐步深入。
第二节“化学计量在实验中的应用”则是在化学基本概念的基础上,通过实验介绍一定物质的量浓度溶液的配制方法。
溶液的配制方法作为化学实验基本方法和技能,也作为对知识的应用。
而物质的量的有关知识,作为化学实验中的计量来呈现,从而突出实验主题。
因此,这一章的教学内容是以实验基本方法和基本操作(包括一定物质的量浓度溶液的配制)为主要内容,也包括相关的化学基础知识,对整个高中化学的学习起着重要的指导作用。
这一章是高中化学的第一章,课程标准所提到的有关实验的要求,不可能在本章一步达到,这些要求将在整个必修化学的教学中逐步完成。
第一节化学实验基本方法第1课时教学目标1.知识与能力复习初中相关实验、预习本节内容,让学生获取实验安全方面的知识,加强实验操作能力。
2.过程与方法通过小组讨论、亲自实践让学生体验注意实验安全的必要性。
3.情感态度与价值观增强学生的实验安全意识,让学生体会到化学实验对学好化学的重要性和注意实验安全对做好化学实验的重要性。
重点难点增强学生的实验安全意识教学过程:[提问]我们都知道,化学课上我们经常要做很多实验,那么化学学科与实验究竟有怎样的关系呢?[板书]第一章从实验学化学化学与实验的关系:化学是一门以实验为基础的自然科学,人们对科学规律的发现是通过对自然现象的反复观察、探究和验证逐步完成的。
实验方案的设计和气体的制备(建议2课时完成)[考试目标]1.掌握见气体的实验室制法(包括所用试剂、仪器、反应原理和收集方法)。
2.设计、评价或改进实验方案。
3.了解控制实验条件的方法。
4.分析或处理实验数据,得出合理结论。
5.绘制和识别典型的实验仪器装置图。
6.以上各部分知识与技能的综合应用。
[要点精析]一、气体的制备1.气体发生装置的类型(1)设计原则:根据反应原理、反应物状态和反应所需条件等因素来选择反应装置。
(2)装置基本类型:2.几种气体制备的反应原理 (1)O 22KClO 3 2KCl+3O 2↑2KMnO 4K 2MnO 4+MnO 2+O 2↑ 2H 2O 22H 2O+O 2↑ (2)NH 3 2NH 4Cl+Ca(OH)2CaCl 2+2NH 3↑+2H 2ONH 3·H 2O NH 3↑+H 2O (3)CH 4 CH 3COONa+NaOHNa 2CO 3+CH 4↑(4)H 2 Zn+H 2SO 4(稀)=ZnSO 4+H 2↑ (5)CO 2 CaCO 3+2HCl=CaCl 2+CO 2↑+H 2O (6)SO 2 Na 2SO 4+H 2SO 4(浓)=Na 2SO 4+SO 2↑+H 2O (7)NO 2 Cu+4HNO 3(浓)=Cu(NO 3)2+2NO 2↑+2H 2O(8)NO 3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O(9)C2H2 CaC2+2H2O→Ca(OH)2+CH≡CH↑(10)Cl2 MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O(11)C2H4 C2H5OH CH2=CH2↑+H2O(12)H2 S FeS+H+=H2S↑+Fe2+3.收集装置(1)设计原则:根据氧化的溶解性或密度(2)装置基本类型:4.净化与干燥装置(1)设计原则:根据净化药品的状态及条件(2)装置基本类型:(3)气体的净化剂的选择选择气体吸收剂应根据气体的性质和杂质的性质而确定,所选用的吸收剂只能吸收气体中的杂质,而不能与被提纯的气体反应。
课题二物质的制备(第一课时)一、教学目标知识与技能目标:能说出物质制备的一般方法;会根据所制备的物质选择所需要的原料;能根据所选用的原料及反应原理设计反应路径,选择合理的仪器和装置,最后分离提纯目标产品。
过程与方法目标:通过回顾总结制取二氧化碳的方法,得出制备物质的一般方法。
情感态度价值观目标:通过对物质制备的一般方法的归纳整理,激发学生的学习兴趣,使学生学会多方面、综合考虑问题解决问题,养成勤于思考总结的习惯。
二、教学重点物质制备的一般方法三、教学难点如何确定制备目标产品的反应路径四、教学方法回忆学过的制备二氧化碳的方法,总结得出制备物质的一般方法,由旧知识引入新知识并加以拓展。
五、教学过程【引入】俗话说“天有不测风云,人有旦夕祸福”,我们在日常生活中说不定哪天就会有头痛发热的现象是吧,所以要常备一些常见的药物在身边来预防。
大家都知道在西方风靡一时的降血压的药是什么吗?【生】阿司匹林【师】我们暂且不研究这种药要多么好的疗效,又有什么副作用,我们关注的是阿司匹林是如何制备的。
科学研究、工业生产和日常生活都离不开物质的制备,入新药物的合成、炼钢炼铁、氨的合成等。
在实验室中,我们也有制备物质的经验,例如氧气、二氧化碳和乙酸乙酯等物质的制取。
【分组讨论】请大家回忆初中化学课程中制取二氧化碳的实验,六人一组讨论一下问题:(1)能够产生二氧化碳气体的物质有哪些?(2)制取二氧化碳的实验中,以什么物质为反应物(原料)?为什么?(3)反应的装置是如何选择的?(4)如果欲得干燥、纯净的气体产物,应如何设计装置?【生】小组讨论分析。
【师】下面我来逐个解决上面所提到的问题。
能够产生二氧化碳气体的物质有哪些?【生】碳酸盐及其酸式盐、木炭、有机物等物质。
【师】第二个问题给第二个小组来回答。
制取二氧化碳的实验中,以什么物质为反应物(原料)?为什么?【生】制取二氧化碳的实验中,以大理石或石灰石和稀盐酸为原料。
选用大理石或石灰石的原因是原料价格低廉,容易得到,反应也容易控制。
《物质的制备》教案第一课时一、主要教学目标(一)根据有关原理及数据设计并制备复盐硫酸亚铁铵(二)进一步掌握水浴加热、溶解、过滤、蒸发、结晶等基本操作二、教学的方法及教学手段:讲解法,学生实验法,巡回指导法三、教学重点:水浴加热、溶解、过滤、蒸发、结晶等基本操作四、教学难点:水浴加热、溶解、过滤、蒸发、结晶等基本操作五、实验原理:铁屑与稀H2SO4反应制得FeSO4,过滤后向滤液中加入(NH4)2SO4固体得混合液,加热浓缩便得到复盐O H SO Fe NH O H SO NH FeSO H FeSO SO H Fe 224242424424426)()(6)(⋅=++↑+=+六、实验内容:1、根据上述原理,设计制备硫酸亚铁铵的方法(1)铁屑在Na2CO3溶液中加热去油污(2)铁屑与稀H2SO4反应制备FeSO4并过滤(3)向滤液中加入(NH4)2SO4固体(4)浓缩结晶2、列出实验所需器材,药品仪器:托盘天平,锥形瓶150ml ,水浴锅,布氏漏斗,吸滤瓶,目视比色管25ml ,抽气管 试剂:(NH4)2SO4(S),3mol/LH2SO4,3mol/L HCl 10%的Na2CO3,95%酒精,25%KSCN 材料:铁屑、滤纸七、实验过程:1、铁屑去油污加水洗涤倾析法倒掉碱液分钟小火加热约的加铁屑→10%1020432CO Na ml g2、硫酸亚铁的制备42142.31m in 30/325SO H L mol ml SO LH mol ml -再加入到不产生气泡水浴加热约加入铁屑趁热过滤→滤液移至蒸发皿→残渣用滤纸吸水吸干→称量→计算反应掉铁屑和生成FeSO4的质量。
3、制备(NH4)2Fe (SO4)2·6H2O 晶体,按mFeSO4:m(NH4)2SO4计算产率称量将晶体吸干洗涤沉淀两次乙醇用减压过滤析出晶体自然冷却至有晶体析出浓缩溶液搅拌水浴加入溶液→→→∆%95)()(4244、s SO NH FeSO 4、产品的检验Fe3+的限量分析:取1g 样品置于25ml 比色管中,加无氧蒸馏水15ml ,再加3mol/LHCl 和2ml25%KSCN 1ml ,继续加蒸馏水稀释至25ml ,目视比色,确定产品等级。
课堂探究核心解读乙酸乙酯的制备实验注意事项①饱和碳酸钠溶液的作用有:中和挥发出来的乙酸,生成醋酸钠(便于闻乙酸乙酯的香味);溶解挥发出来的乙醇;降低乙酸乙酯在水中的溶解度,利于分层。
所以反应完毕后振荡试管,油层会变薄。
②浓硫酸的作用:催化剂;吸水剂。
该反应是可逆反应,产物水可以被浓硫酸吸收,从而促进反应向生成乙酸乙酯的反应方向进行。
③导气管不能伸入碳酸钠溶液中,是为了防止试管受热不均匀造成碳酸钠溶液倒吸。
④在加入药品时先加乙酸或乙醇,然后再加浓硫酸。
因为先加入浓硫酸再加其他物质,由于浓硫酸溶于乙醇或乙酸都会放出大量的热而使液体发生飞溅。
浓硫酸不宜最后滴加,以免在滴加浓硫酸的过程中乙酸与乙醇过早发生反应。
大试管内反应混合液体积不超过1/3。
加入碎瓷片的目的是防止暴沸。
⑤试管倾斜45°使试管受热面积大,弯导管起到导气兼冷凝的作用。
导气管选用长一点的好,这样可以更好地冷凝生成物,减少乙酸乙酯的损失。
为了减少乙酸乙酯的损失,也可以作如下图所示的改进:在球形干燥管下端连接一短玻璃管,将其插入饱和碳酸钠溶液液面下2~3 cm处,这样既可增加冷凝效果,又可洗涤乙酸乙酯,除去乙酸、乙醇等杂质,同时又能防止由于加热不均匀,造成Na2CO3溶液倒吸入加热反应物的试管中。
⑥本实验中,制取乙酸乙酯的装置是一种边反应,边蒸馏的简易装置,小火加热或缓缓加热的原因是防止液体剧烈沸腾,减少因乙醇、乙酸的挥发而降低乙酸乙酯的产率,也防止高温时发生炭化和其他副反应。
⑦实验中采取的加快反应速率的措施:a.加热加快反应速率。
b.乙酸、乙醇都是无水的,浓度最大,反应速率快。
c.使用催化剂,加快反应速率。
⑧反应中采取的使化学平衡向右移动的措施:a.增大乙醇的量,使平衡右移,增大反应进行程度。
b.利用浓硫酸的吸水性,吸水使平衡右移。
c.加热蒸馏出产物乙酸乙酯,使平衡右移。
⑨“探究浓硫酸在生成乙酸乙酯反应中的作用”实验中,每次实验乙酸和乙醇取用的体积要相同,加热的时间也要相同,这样更有可比性。
课堂探究核心解读1.制备实验方案设计的原则设计方案时,可先列出几种可能的制备方案和途径,然后依据如下原则,确定最后结果:(1)科学性原则:即制备原理正确。
(2)经济性原则:即原料来源广泛、价格低廉,反应中转化率较高,副产品少。
实验室中则主要是考虑药品应是最常用的。
(3)简约性原则:即操作简便易行,产品易分离。
(4)安全性原则:即实际操作中没有危险或危险性小。
(5)环境友好原则:即不产生有毒、有害的物质或产生的有毒、有害的物质少。
2.硫酸亚铁铵的制备实验注意事项(1)铁屑的选择①为缩短反应时间,应设法增大铁的表面积,最好选用刨花车间加工的生铁碎铁屑(丝),或选用细弹簧弯曲状废铁;废旧铁丝纱窗也可,但净化处理、烘干后要剪成小段。
②避免使用锈蚀程度过大的铁屑,因其表面Fe2O3过多无法被铁完全还原,会导致Fe3+留在溶液中而影响产品的质量。
③市售的清洁用钢丝球不适合作为原料,因为钢丝球中金属铬、镍含量较高,最终会导致铬、镍化合物进入产品而显墨绿色。
(2)铁屑要首先除油污,因为废铁屑表面有油污,如果不除去不利于铁屑与硫酸的反应。
根据盐类水解知识可知,升高温度,促进Na2CO3的水解,溶液碱性增强,去油污能力增强,所以除污用热碳酸钠溶液。
铁屑与碳酸钠溶液加热除油后用倾析法倒掉溶液,先用自来水再用蒸馏水将铁屑洗涤干净,可以用pH试纸检验洗涤液的pH来确定铁屑是否洗净,然后干燥称量m1(Fe)。
(3)与铁屑反应硫酸的浓度不宜太大或太小。
浓度小,反应慢;浓度太大,易产生Fe3+、SO2,使溶液出现黄色。
为加快反应速度需加热,但最好控温在60 ℃以下。
(4)反应中铁要稍过量。
铁与稀硫酸反应临近结束时,可剩下一点铁屑,这是因为有Fe 存在可以还原氧化生成的Fe3+,保证Fe2+稳定、纯净地存在,减少产物中的Fe3+杂质。
硫酸亚铁的制备要振荡,及时使铁屑回落进入酸液反应。
注意分次补充少量水,可防止FeSO4析出,也可控制硫酸浓度不过大。
(5)硫酸亚铁的制备反应基本结束后,为防止水解,加1 mL H2SO4溶液;为防止因冷却使FeSO4晶体析出而造成损失,采用趁热过滤,因为FeSO4在低温时溶解度较小,如果不趁热过滤就会有FeSO4·7H2O析出。
过滤完后用少量的热水洗涤2~3次,但所用热水不可过多,否则后面浓缩结晶溶液时所用时间较长。
(6)注意计算(NH4)2SO4的用量,基本保持滤液(NH4)2SO4和FeSO4的物质的量1∶1,溶解之前按溶解度计算蒸馏水的用量并煮沸。
(7)蒸发浓缩初期要搅拌,发现晶膜出现后停止搅拌,冷却后可结晶得到颗粒较大或块状的晶体,便于分离产率高、质量好。
(8)最后得到的(NH4)2SO4·FeSO4·6H2O晶体,用无水酒精洗涤2~3次,洗去晶体表面附着的水分。
洗涤莫尔盐用无水乙醇,不能用水。
莫尔盐不溶于乙醇,但易溶于水,用无水乙醇可以除去水,易于干燥。
注意掌握以下三种洗涤方法:①滤液淋洗——减少沉淀的溶解;②冷 水洗涤——减少沉淀的溶解;③酒精洗涤——减少晶体溶解,得到较干燥的沉淀。
3.倾析法倾析法当沉淀的结晶颗粒较大,静置后容易沉降至容器底部时,常用倾析法(也称倾注法)进行分离或洗涤。
倾析法的操作方法是:将烧杯静置,把沉淀上部的清液沿玻璃棒小心倾入另一容器内,即可使沉淀与清液分离,如右图所示。
若沉淀物要洗涤,可注入水(或其他洗涤液),充分搅拌后使沉淀沉降,再用上述方法将清液倒出,如此重复数次,直到沉淀洗净。
典题精讲知识点1:气体制备原理的设计【例题1】按下列实验方法制备气体,合理而又实用的是()A.锌粒与稀硝酸反应制备H2B.将饱和氨水滴加到新制的生石灰制NH3C.亚硫酸钠与浓硫酸反应制备SO2D.大理石与浓硫酸反应制备CO2解析:锌粒与硝酸反应不能制备H 2,只能生成氮的氧化物;由于CaO 能与水反应放出大量的热及使溶液中溶剂减少,故可得到NH 3;大理石与浓硫酸反应生成微溶的CaSO 4,CaSO 4覆盖在大理石上,而使反应实际上停止。
答案:BC点拨:实验室制备气体时要求反应:尽可能能平稳发生,反应条件尽可能简单,操作比较易行,尽量使制备的产物单一易于分离;而对反应物的成本、能耗,可以较少考虑,尽可能使用常用的仪器设备,如试管、烧瓶、烧杯等。
知识点2:硫酸亚铁铵的制备【例题2】 根据教材硫酸亚铁铵的制备实验,回答下列问题:(1)加入(NH 4)2SO 4的质量为〔用含m 1(Fe)、m 2(Fe)的代数式表示〕。
(2)制得的晶体过滤后用无水乙醇洗涤而不用蒸馏水,根据是________________________。
(3)浓缩时能否蒸发至干,为什么?________________________。
(4)制取FeSO 4时,加入的Fe 为什么要过量?_______________________。
解析:(1)根据反应掉的铁的质量m (Fe)=m 1(Fe)-m 2(Fe)。
进而可计算得生成FeSO 4的物质的量。
确定(NH 4)2SO 4质量的方法:14](Fe)(Fe [3313256(Fe)(Fe)]SO )[(NH ,SO )(NH ~FeSO ~Fe 21214244244m m m m m -=⨯-=(2)洗涤莫尔盐用无水乙醇,不能用水。
莫尔盐不溶于乙醇,但易溶于水,用无水乙醇可以除去水,易于干燥。
(3)浓缩结晶莫尔盐时要用小火加热,加热浓缩初期可轻微搅拌,但注意观察晶膜,若有晶膜出现,则停止加热,防止莫尔盐失水。
更不能蒸发至干,蒸干时溶液中的杂质离子会被带入晶体中,晶体可能会受热分解或被氧化。
(4)剩下一点铁屑,可以还原氧化生成的Fe 3+,保证Fe 2+稳定、纯净地存在,减少产物中的Fe 3+杂质。
答案:(1)[]14(Fe)(Fe)3321m m - (2)减少晶体在洗涤时的溶解(3)①蒸干时溶液中的杂质离子会被带入晶体中,②蒸干时晶体会受热分解或被氧化(4)防止Fe 2+被氧化成Fe 3+点拨:实验要使硫酸亚铁和硫酸铵之间的物质的量相等,关键之一是铁屑的称量要准确,因此两次称量铁屑的质量时要充分干燥,保证m 1(Fe)和m 2(Fe)准确;另外在过滤FeSO 4溶液时要趁热过滤,否则FeSO 4在过滤时会析出,使得到的硫酸亚铁减少。
而硫酸铵的质量是根据m 1(Fe)-m 2(Fe)计算得出的,如果FeSO 4损失会使(NH 4)2SO 4的物质的量偏大。
随堂训练1.铝铵矾,其主要化学成分为十二水硫酸铝铵,向该盐的溶液中逐滴加入NaOH 溶液,产生的现象有:①溶液中出现白色沉淀;②有刺激性气味的气体放出;③白色沉淀量逐渐增多;④白色沉淀逐渐消失。
请排出以上各种现象由先到后出现的正确顺序(用序号回答)________。
解析:十二水硫酸铝铵是一种复盐,含有的铵根离子和铝离子都能与氢氧根离子结合。
此题考查的是两者结合氢氧根离子的顺序问题。
假如铵根离子先与氢氧根离子结合生成NH 3·H 2O ,我们知道:+++↓====⋅432333NH Al(OH)O H 3NH Al 。
由此可判断应该是铝离子先与氢氧根离子结合。
答案:①③②④2.某同学以CuSO 4溶液开始制Cu(NO 3)2晶体,设计了如下线路:,说明该方案的错误之处及其原因____________________________________。
试设计一个合理的方案:________________________。
(可增删中学化学常用试剂)解析:实验设计及评价的要求是:①原理正确,②方法简单,③操作方便,④现象明显,⑤产率高,⑥误差小,⑦安全、无污染等。
本题涉及的知识有:化学反应关系、环境污染、Cu 2+水解与晶体的获得等。
题中用CuSO 4与Fe 反应制金属Cu ,由于Fe 与Cu 均属固体,故反应后Cu 中易混有铁杂质而使制出的Cu(NO 3)2溶液中混有Fe 3+,故不妥,且Cu 与HNO 3反应时会产生污染空气的氮氧化物;制得的Cu(NO 3)2溶液在浓缩过程中会因Cu 2+的水解:而得不到纯净的Cu(NO 3)2·6H 2O 。
那么,用什么方法才合理呢?由于CuSO 4溶液不能与HNO 3反应直接制得Cu(NO 3)2 溶液,把CuSO 4转化为Cu 单质与HNO 3反应的做法又不可行,那么,我们能否把CuSO 4转化为一种能与HNO 3反应的化合物,考虑HNO 3的性质,我们可把CuSO 4转化为碱或盐,此时自然会想到Cu(OH)2 或CuCO 3,选择常见试剂NaOH 或Na 2CO 3即可达到目的。
得到的Cu(NO 3)2溶液不能用加热的方法得到晶体,那么我们可考虑降温的办法,联想到固体物质的溶解度多是随温度升高而增加,故采用降温结晶的办法应是可行的。
答案:①用Fe置换Cu易在Cu(NO3)2溶液中混入Fe3+;②用HNO3和Cu反应,易产生污染空气的氮氧化物;③浓缩时,Cu2+会因水解而得不到纯净的Cu(NO3)2 ·6H2O合理的(其他合理答案亦可)3.(2008高考天津卷,28)Ⅰ.化学实验室制取氯化氢气体的方法之一是将浓硫酸滴入浓盐酸中。
请从下图中挑选所需仪器,在方框内画出用该方法制备、收集干燥氯化氢气体的装置简图,并在图中标明所用试剂。
(仪器可重复使用,固定装置不必画出)Ⅱ.实验室制备少量硫酸亚铁晶体的实验步骤如下:取过量洁净的铁屑,加入20%~30%的稀硫酸溶液,在50~80 ℃水浴中加热至不再产生气泡。
将溶液趁热过滤,滤液移至试管中,用橡胶塞塞紧试管口,静置、冷却一段时间后收集产品。
(1)写出该实验制备硫酸亚铁的化学方程式:____________________________________。
(2)硫酸溶液过稀会导致________________________。
(3)采用水浴加热的原因是________________________。
(4)反应时铁屑过量的目的是(用离子方程式表示)____________。
(5)溶液趁热过滤的原因是___________________。
塞紧试管口的目的是____________。
(6)静置冷却一段时间后,在试管中观察到的现象是__________。
解析:Ⅰ.浓硫酸和浓盐酸反应制取HCl 气体,不需要加热,即:液+液气,可采用分液漏斗和圆底烧瓶组成发生装置;干燥HCl 可以用装有浓硫酸的洗瓶,收集HCl 用向上排空气法,由于HCl 气体极易溶于水,故在水面用倒扣的漏斗来吸收尾气。
整个装置为:Ⅱ.(1)铁和稀硫酸反应的方程式为: ↑+︒+2442H FeS O C 80~50)(S O H Fe 稀。
(2)硫酸如果浓度过稀,则反应时速率过慢;另外由于溶液中含有较多的水,也不利于硫酸亚铁晶体的析出。