重要的课本知识(实验、工业生产)

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重要的课本知识(实验、工业生产) 化学实验基础 1. 常用仪器的使用 (1)容器与反应器 能直接加热的仪器:试管、坩埚、蒸发皿、燃烧匙。 需垫石棉网加热的仪器:烧杯、烧瓶、锥形瓶。 不能加热的仪器:集气瓶、试剂瓶、启普发生器、容量瓶、量筒等计量仪器。 计量仪器:温度计、天平、滴定管(精确到0.01)、量筒(精确到0.1)、容量瓶(计量仪器不可加热和用作反应器)。 (2)加热方法:直接加热、间接加热(水浴、油浴、沙浴等)。 (3)气体收集:排液法、排气法。 (4)尾气处理:反应吸收、燃烧处理、集中收集。

2. 几种混合物的分离和提纯方法

(1)过滤 原理:除去液体中的不溶性固体。 主要仪器:漏斗、玻璃棒、烧杯、铁架台(带铁圈)。

一贴、二低、三靠。 (2)蒸发 原理:加热使溶剂挥发而得到溶质。 主要仪器:蒸发皿、玻璃棒、酒精灯、铁架台(带铁圈)、坩埚钳。

液体的量不得超过蒸发皿容积的;加热过程中,用玻璃棒不断搅拌液体,以免液体局部过热而使液体飞溅;当蒸发皿中析出大量固体时,停止加热,用余热将溶剂蒸干。 (3)分馏

原理:利用加热将溶液中不同沸点的组分分离。 主要仪器:蒸馏烧瓶、酒精灯、冷凝管、接受器、铁架台(带铁圈、铁夹)、温度计、石棉网。

加热需垫石棉网;在蒸馏烧瓶中加入几粒沸石(或碎瓷片),防止液体暴沸;若加热一段时间后发现忘记加碎瓷片,则要停止加热等冷却后补加;温度计的水银球放在支管口处;冷凝管中冷却水从下口进,从上口出。 (4)萃取与分液

23 原理:利用同一溶质在两种互不相溶的溶剂中溶解度的差异来分离物质。 主要仪器:分液漏斗、烧杯、铁架台(带铁圈)。

检漏后,把要萃取的溶液和萃取剂依次从上口倒入分液漏斗,塞好塞子进行振荡,两种溶剂互不相溶、存在密度差且不发生化学反应,静置分层,待液体分成清晰的两层后,打开旋塞,下层液体从分液漏斗下端放出,关闭旋塞,将上层液体从上口倒出。

3. 几种离子的检验 离子 检验试剂 主要现象 说明

N NaOH溶液 生成能使湿润的红色石蕊

试纸变蓝色的气体

用浓的NaOH溶液或加热,若用稀

的NaOH溶液且不加热,则即使原

溶液中含有N,也检验不出来

Fe3+ ①NaOH溶液 ②KSCN溶液 ①产生红褐色沉淀 ②溶液呈血红色 加入KSCN溶液生成的是血红色溶液不是沉淀

Fe2+ 氯水、KSCN溶液 先加入KSCN,溶液不变红,再加入氯水,溶液变红 顺序不能反,否则不能排除Fe3+干扰

4H4HK+ 焰色反应 焰色反应中,要透过蓝色的钴玻璃火焰呈紫色 要透过蓝色的钴玻璃观察

Na+ 焰色反应 焰色反应中,火焰呈黄色

焰色反应呈黄色不能说明是钠

盐,碱(NaOH)也符合

S 盐酸、BaCl2溶液 先加入稀盐酸酸化,再加入氯化钡溶液有白色沉淀产生 先加盐酸酸化排除Ag+ 、S、

C干扰后,再加氯化钡溶液

Cl- AgNO3 、HNO3

生成不溶于稀硝酸的白色沉淀 若有S存在,则要先加入过量

的硝酸钡,取清夜再检验Cl-

4. 配制一定物质的量浓度的溶液 配制步骤:计算、 称量或量取、溶解或稀释、冷却、转移、洗涤、定容、摇匀、装瓶、贴标签。 溶解或稀释 转移 洗涤 定容 摇匀

①容量瓶使用前需检查是否漏水。 ②计算配制溶液的体积,选择合适的容量瓶。容量瓶的常用规格有100 mL、250 mL、500 mL、1 000 mL等。容量瓶上标有刻度线、温度和容积。 ③定容:将烧杯中的液体转移到容量瓶中需用玻璃棒引流,玻璃棒要靠在刻度线的下方。用适量蒸馏水洗涤烧杯和玻璃棒2~3次,将洗涤液注入容量瓶。向容量瓶中小心加水,直到液面接近刻度线1~2 cm处,改用胶头滴管加水,使溶液凹液面恰好与刻度线相切。

2-4O

2-3O

2-3O

2-4O④用到的主要仪器:托盘天平(或量筒)、药匙、烧杯、玻璃棒、容量瓶(要注明量程)、胶头滴管。

5. 氢氧化铁胶体的制备: FeCl3+3H2OFe(OH)3(胶体)+3HCl 向沸水中逐滴滴加5~6滴FeCl3饱和溶液,继续煮沸至溶液呈红褐色即可得到Fe(OH)3 胶体。

①不能稀溶液,也不能将FeCl3溶液加到蒸馏水中以后再煮沸,更不能把饱和氯化铁滴入氨水、氢氧化钠等碱溶液中,否则会生成沉淀。 ②胶体区别于其他分散系的本质特征是分散质微粒直径(介于1~100 nm)大小。丁达尔效应用于区分溶液和胶体;渗析法常用于净化胶体。

金属及其化合物 1. 钠、钾及其化合物的性质

(1)取一小块金属钠,用滤纸吸干表面的煤油,用小刀切去一端的外皮。现象:在钠新切口处可以观察到银白色的金属光泽,切口处在空气中很快变暗(氧化成Na2O)。 (2)把一小块金属钠放在坩埚里加热。现象:钠先熔化成小球,然后燃烧,发出黄色火焰,生成淡黄色的固体(生成Na2O2)。 (3)向盛有水的小烧杯中滴入几滴酚酞溶液,把一小块钠放入水中。现象:钠浮在水面上(密度比水小),熔成小球(反应放热、钠的熔点低),小球四处游动,并有嘶嘶的响声(有气体产生),溶液变为红色(生成碱性物质)。

①钠保存在煤油中。 ②做钠和水反应的实验要用烧杯,烧杯中的水不能太满,大约半杯水,不能用试管,钠只能取绿豆粒般大小。 (4)钾的性质 取一小块钾擦干表面的煤油,放在石棉网上稍加热,观察发生的现象。跟钠进行对比。 现象与解释:钾在空气里燃烧火焰呈紫色,比钠在空气里燃烧更剧烈。 向盛有水的小烧杯中滴入几滴酚酞溶液,把一小块钾放入水中,观察实验现象。跟钠进行对比。 现象与解释:钾与水反应更剧烈,反应放出的热量可以使生成的氢气燃烧,并发生轻微的爆炸,说明钾比钠的金属性更强。 (5)Na2O2与水的反应

现象:带火星的木条复燃,试管外壁发热,滴入酚酞先变红后褪色。 (6)Na2CO3和NaHCO3的性质

溶解度:Na2CO3> NaHCO3,水溶液碱性:Na2CO3> NaHCO3。 Na2CO3和NaHCO3的热稳定性:如右图所示,分别用Na2CO3和NaHCO3做实验,观察现象。 现象与结论:Na2CO3固体加热不分解,NaHCO3受热分解生成能使澄清石灰水变浑浊的气体。

2. 镁、铝及其化合物 (1)Mg、Al和水的反应 取一小段镁带、铝条,去掉表面的氧化膜,放入两支小试管中,加入少量水,并滴入2滴酚酞溶液,观察现象。然后加热至水沸腾,观察现象。 Mg Al

现象 镁带表面有气泡,与冷水反应缓慢,与热水反应迅速 无明显现象 化学方程式 Mg+2H2OMg(OH)2+H2↑

(2)镁、铝和盐酸的反应 取一小段去掉表面氧化膜的镁带、铝条,分别放入两支试管中。向试管中各加入2 mL 1 mol·L-1盐酸,观察现象。 Mg Al 现象 镁带逐渐溶解,放出大量气泡 铝片逐渐溶解,放出气泡 化学方程式 Mg+2HClMgCl2+H2↑ 2Al+6HCl2AlCl3+3H2↑

结论 Mg、Al都很容易与稀盐酸反应放出H2,但Mg比Al反应更剧烈

(3)铝箔在空气中加热 步骤 用坩埚钳夹住一小块铝箔在酒精灯上加热至熔化,轻轻晃动 再取一小块铝箔,用砂纸仔细打磨(或在酸中处理后用水洗净),除去表面的保护膜,再加热至熔化

现象 铝箔发红卷缩,变暗失去光泽,熔化的铝并不滴落 铝箔发红卷缩,很快就变暗失去光泽,熔化的铝仍不滴落

原因 氧化铝的熔点高于铝的熔点,包在铝的外面,使熔化了的铝不会滴落下来

铝很活泼,除去原来的氧化膜后,在加热时

又很快生成一层新的氧化膜

结论 ①铝容易被氧化而生成一层致密的氧化膜:4Al+3O22Al2O3

②氧化铝的熔点比铝的熔点高

(4)铝和强酸、强碱反应 在两只盛有铝片的试管中加入盐酸和NaOH溶液, 一段时间后,用燃着的木条分别放在两支试管口。 现象:铝片上都有气泡产生,生成的气体都能燃烧。

离子方程式:2Al+6H+2Al3++3H2↑、2Al+2OH-+2H2O2Al+3H2↑。 (5)向Al2(SO4)3溶液中逐滴加入氨水,振荡。 现象:有白色胶状沉淀生成,继续加氨水至过量,沉淀不溶解。 (6)将(5)制得的沉淀分装在两支试管中,分别加入盐酸和NaOH溶液,边加边振荡。 现象:沉淀都溶解。 (7)铝热反应

-2O现象与解释:镁条剧烈燃烧,放出大量的热量,使氧化铁粉末和铝粉在高温下发生剧烈反应。反应放出大量的热,并发出耀眼的光芒,滤纸漏斗的下部被烧穿,有熔融物落入沙中。

引发铝热反应的操作:加硫黄和氯酸钾并在混合物中间插一根镁条,用小木条点燃镁条。

3. 铁及其化合物的性质 (1)铁和水蒸气反应 现象:铁粉保持红热,有气泡往上冒,点燃气泡,有“噗”声。

化学方程式:3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2(g) (2)铁的氢氧化物

现象:有红褐色沉淀。离子方程式:Fe3++3OH-Fe(OH)3↓ 现象:先生成白色沉淀,然后迅速变成灰绿色,最后变成红褐色。离子方程式:Fe2++2OH-Fe(OH)2↓、4Fe(OH)2+O2+2H2O4Fe(OH)3