Ⅰ. 重要的课本实验
一、 必修课本实验回归(有机除外)
1. 粗盐的提纯
初中所学实验步骤:①溶解;②过滤;③蒸发。装置图如下:
过滤 蒸发
思考:通过上述操作得到的食盐是比较纯净的氯化钠吗?可能还有什么杂质没有除去?用什么方法可以检验它们呢?
注意事项:
①过滤操作要一贴(滤纸紧贴漏斗内壁)、二低(滤纸边缘低于漏斗边缘、液面低于滤纸边缘)、三靠(漏斗下端紧靠烧杯内壁、玻璃棒轻靠三层滤纸一端、烧杯紧靠玻璃棒)。 ②蒸发操作中,当蒸发皿中残留少量液体(出现较多晶体)时即停止加热。
③通过以上操作不能得到纯净的氯化钠,里面还有一些可溶性杂质如MgCl2、Na2SO4、CaCl2等。应在过滤后的滤液中依次滴加BaCl2、Na2CO3、NaOH溶液(所加三种试剂的顺序可以变化,只要保证 Na2CO3在BaCl2之后即可),再过滤,在滤液中滴加适量稀盐酸,然后蒸发即可。
O2-4
2. S的检验
取样,先滴入几滴稀盐酸使溶液酸化,然后向试管中滴入几滴 BaCl2溶液。观察现象。 3. 蒸馏
实 验 (1) 在试管中加入少量自来水,滴入几滴稀硝酸和几滴AgNO3溶液 1(2) 在100mL烧瓶中加入约3体积的自来水,再加入几粒沸石(或碎瓷片),现 象 有白色沉淀 按图连接好装置,向冷凝管中通入冷却水,加热烧瓶,弃去开始馏出的部分液体,用锥形瓶收集约10 mL液体,停止加热 (3) 取少量收集到的液体加入试管中,然后滴入几滴稀硝酸和AgNO3溶液
无白色沉淀
注意事项
①Cl的检验必须用HNO3酸化,以排除C
-
2-O3等离子的干扰。
②蒸馏时,需加入几粒碎瓷片或沸石,以防加热液体时产生暴沸。
③蒸馏时,操作的正确顺序:先连接好装置,再通冷却水,然后再加热,收集所需馏分。
④冷却水一定要下进上出。
⑤蒸馏时若需要使用温度计,温度计要放在支管口处。
4. 萃取
(1) 用量筒量取10 mL碘的饱和水溶液,倒入分液漏斗,然后再注入4 mL四氯化碳,盖好玻璃塞。
(2) 用右手压住分液漏斗口部,左手握住活塞部分,把分液漏斗倒转过来振荡,使两种液体充分接触(如图1);振荡后打开活塞,使漏斗内气体放出。 (3) 将分液漏斗放在铁架台上,静置。
(4) 待液体分层后,将分液漏斗颈上的玻璃塞打开,或使塞上的凹槽(或小孔)对准漏斗上的小孔,再将分液漏斗下端的活塞拧开,使下层液体慢慢沿烧杯壁流下(如图2)。
图1 图2
注意事项
①注意振荡的操作和分液的操作。
②分液时,下层液体从下口放出,上层液体从上口倒出。
③萃取剂的要求:溶质在萃取剂中的溶解度比在原溶剂中的大,萃取剂与原溶剂不相溶。当然,原溶质、溶剂与萃取剂不反应。如苯、四氯化碳都是常见萃取剂,而酒精不能作萃取剂。
5. 配制100 mL 1.00mol·L-1 NaCl溶液 (1) 计算需要NaCl固体的质量:5.85g。 (2) 根据计算结果,称量NaCl固体。
(3) 将称好的NaCl固体放在烧杯中,用适当蒸馏水溶解。
(4) 将烧杯中的溶液注入容量瓶,并用少量蒸馏水洗涤烧杯内壁23次,洗涤液也都注入容量瓶中。轻轻摇动容量瓶,使溶液混合均匀。
(5) 将蒸馏水注入容量瓶中,至液面距离容量瓶刻度线 12cm时,改用胶头滴管滴加蒸馏水至液面与刻度线相切。盖好瓶塞,反复上下颠倒,摇匀。
注意事项
①容量瓶使用前需检查是否漏水。
②容量瓶的常用规格有100 mL、250 mL、500 mL、1000 mL。容量瓶上标有刻度线、温度和容积,故在选择仪器时一定要指明容量瓶的量程。 ③将烧杯中的液体转移到容量瓶中需用玻璃棒引流。
④本实验需要用到的仪器有托盘天平、药匙、烧杯、玻璃棒、100 mL容量瓶、胶头滴管。
6. 钠的性质
(1) 取一小块金属钠,用滤纸吸干表面的煤油后,用刀切去一端的外皮,这时可以看到钠的真面目。观察钠表面的光泽和颜色。新切开的钠的表面在空气中会不会发生变化?
现象:钠是银白色的有金属光泽的固体,质软。放置一段时间后,钠表面的银白色逐渐褪去(氧化成Na2O)。
(2) 把这一小块金属钠放在坩埚里加热,有什么现象?
现象:钠放在坩埚中加热,先熔化成小球,然后燃烧,发出黄色火焰,生成淡黄色的固体(钠和O2在加热条件下反应生成淡黄色的Na2O2)。
(3) 在烧杯中加一些水,滴入几滴酚酞溶液,然后把一小块钠放入水中,你看到什么现象?
现象:钠浮在水面上(密度比水小),熔化成小球(反应放热,且钠的熔点低),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)。
注意事项
①钠保存在煤油中。
②做钠和水反应的实验,一定要用烧杯,且放半杯左右的水,一定不能用试管,且钠只能取黄豆粒般大小。
7. 加热铝箔
(1) 用坩埚钳夹住一小块铝箔(厚约0.1 cm),在酒精灯上加热至熔化,轻轻晃动。
仔细观察,你看到什么现象?为什么会有这种现象?
(2) 再取一块铝箔,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。又有什么现象呢?
现象:两块铝箔都熔化,且失去光泽,但熔化的铝并不滴落,好像有一层膜兜着。 原因:铝表面的氧化膜保护了铝。即使是打磨过的铝箔,在空气中也会很快生成新的氧化膜。构成薄膜的Al2O3的熔点高于Al的熔点,包在铝的外面,所以熔化了的液态铝不会滴落。 8. Na2O2与水的反应
把水滴入盛有少量过氧化钠固体的试管中,立即把带火星的木条放在试管口,检验生成的气体。用手摸一摸试管外壁,有什么感觉?然后向反应后的溶液中滴入酚酞溶液,有什么现象发生?
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。 注意事项
过氧化钠具有强氧化性,能将有色物质氧化而褪色。
9. 焰色反应
把焊在玻璃棒上的铂丝(或用光洁无锈的铁丝)放在酒精灯(最好用煤气灯)外焰上灼烧至与原来的火焰颜色相同为止。用铂丝(或铁丝)蘸取碳酸钠溶液,在外焰上灼烧,观察火焰的颜色。将铂丝(或铁丝)用稀盐酸洗净后,在外焰上灼烧至无色时,
再蘸取碳酸钾做同样实验,此时要透过蓝色钴玻璃观察火焰的颜色。 实验现象:钠——黄色;钾——紫色。 注意事项
①做钾的焰色反应实验时,要透过蓝色钴玻璃观察火焰颜色。蓝色钴玻璃的作用是滤去黄光,避免碳酸钾中所含的微量钠盐造成干扰。 ②做焰色反应实验用的是铂丝(或铁丝),而不是玻璃棒。
③铂丝(或铁丝)需蘸取稀盐酸后放至酒精灯外焰上灼烧至无色(或与原火焰颜色相近)方可进行实验。
10. 氯气的性质
(1) 在空气中点燃H2,然后把导管缓缓伸入盛满氯气的集气瓶中。观察现象。 实验现象:H2在氯气中安静地燃烧,发出苍白色火焰,瓶口有白雾生成。
注意事项
H2在点燃之前需要检验纯度。
1(2) 将有色纸条或布条或花瓣放入盛有3体积新制氯水的广口瓶中,盖上盖玻片。
观察现象。
(3) 将有色纸条或布条或花瓣(干)放入盛满氯气(已干燥)的集气瓶中,盖上玻璃片。观察现象。
实验现象:放在氯水中的有色纸条或布条或花瓣褪色,而放在氯气中的有色纸条或布条或花瓣不褪色。
结论:干燥的氯气不具有漂白性,氯水具有漂白性。
注意事项
①可设计实验证明HCl不具有漂白性。
②氯水中存在四种物质:氯气、水、HCl、HClO。氯气、水、HCl不具有漂白性,说明HClO具有漂白性。
11. 氯气的实验室制法
原理:MnO2+4HCl(浓)[或2KMnO4+16HCl(浓)
MnCl2+Cl2↑+2H2O
2KCl+2MnCl2+5Cl2 ↑+8H2O]
先通过饱和食盐水除去氯气中的氯化氢,再通过浓硫酸除去水蒸气,然后用向上排空气法收集氯气,最后用NaOH溶液吸收尾气,以防污染环境。
注意事项
①洗气瓶中的导气管应长进短出。集气瓶中的导管也是长进短出(密度比空气大的气体)。
②氯气的尾气处理不需要防倒吸。
12. SO2的性质
把盖有胶塞、盛有SO2气体的试管倒立在水中,在水面下打开胶塞,观察试管内水面的上升。待水面高度不再变化时,在水下用胶塞塞紧试管口,取出试管,用pH
1试纸测定溶液的酸碱度。在试管里保留3的溶液,滴入12滴品红溶液,振荡,观察
颜色变化。加热试管,再观察。在实验过程中,你是否闻到什么气味?
实验现象:倒立于水中,水面上升。滴入品红溶液,振荡,红色褪去;加热,又恢复红色,有刺激性气味。
注意事项
①SO2的漂白性有局限性,它只能漂白某些有色物质。工业上常用SO2来漂白纸浆、毛、丝、草帽辫等。SO2的漂白作用是由于它能与某些有色物质生成不稳定的无色物质。这种无色物质容易分解而使有色物质恢复原来的颜色。因此用SO2漂白过的草帽辫日久又变成黄色。此外,SO2还可用于杀菌消毒等。SO2和某些含硫化合物的漂白作用也被一些不法厂商非法用来加工食品,以使食品增白等。使用这类食品,对人体的肝、肾脏等有严重损害,并有致癌作用。
②要注意褪色与漂白的区别,并非所有的褪色都是由于SO2的漂白性所致,如SO2使酸性KMnO4、Br2褪色是由于SO2的还原性所致,SO2使NaOH和酚酞的混合溶液褪色是由于SO2是酸性氧化物所致。 13. 氨的性质
(1) 如右图所示,在干燥的圆底烧瓶中充满氨,用带有玻璃管和滴管(滴管中预先吸入水)的塞子塞紧瓶口。倒置烧瓶,使玻璃管插入盛有水的烧杯(预先在水里滴入少
量酚酞溶液)。轻轻挤压滴管,使少量水进入烧瓶。观察并描述现象。 现象:烧瓶中形成了美丽的红色喷泉。
原因:滴管里的水挤入烧瓶,烧瓶内的氨溶于水中,使瓶内压强减小,外界大气压把水压入烧瓶。
注意事项
①本实验成功的关键:装置气密性好,烧瓶很干燥,收集满氨气。
②形成喷泉的条件:气体易溶于滴管中的液体,或气体可以快速与溶液反应。如HCl和水、NO2和水、CO2和NaOH溶液等。
(2) 用两根玻璃棒分别蘸取浓盐酸和浓氨水,靠近而不碰到。
现象:有白烟产生。
原因:浓盐酸挥发出来的氯化氢气体和浓氨水挥发出来的氨气反应生成NH4Cl固体。
注意事项
只要酸具有挥发性,和浓氨水做此实验均有相似的现象,如浓硝酸。
14. 氨的实验室制法
(1) 原理: 2NH4Cl+Ca(OH)2(2) 装置
CaCl2+2NH3↑+2H2O
也可用氨水和生石灰(或固体NaOH)混合快速制取氨气:CaO+NH3·H2O↑,实验装置如下:
Ca(OH)2+NH3
(3) 氨气的干燥:用碱石灰。
(4) 氨气的检验:用玻璃棒蘸取浓盐酸或用湿润的红色石蕊试纸。
注意事项
用固体加热法制取氨气时,一般用NH4Cl和Ca(OH)2固体加热,不能用NH4NO3或(NH4)2SO4与Ca(OH)2共热制氨气,因为这些铵盐受热易发生复杂的氧化还原反应,引起危险。也不能用单一的NH4Cl固体加热,因为NH4Cl受热分解生成氨气和氯化氢气体,但这两种气体遇冷又化合生成NH4Cl固体,会堵塞导气管,带来危险。若只用一种铵盐加热分解的话,可以用NH4HCO3固体加热,再将气体通过碱石灰以吸收CO2和水蒸气。碱一般不用NaOH,因为在加热条件下NaOH对玻璃试管的腐蚀较强。
15. 浓硫酸的脱水性
在烧杯中放入一定量蔗糖,倒入浓硫酸,用玻璃棒搅拌。
实验现象:蔗糖变黑,体积膨胀,变成疏松多孔的海绵状的炭,并放出有刺激性气味的气体。
原因:浓硫酸具有脱水性,使蔗糖脱水炭化。浓硫酸具有强氧化性,将部分炭氧化生成CO2、SO2气体,使得炭膨胀,且有刺激性气味。 16. 浓硫酸与铜的反应
在一个带有导管的胶塞侧面挖一个挖槽,并嵌入下端卷成螺旋状的铜丝。在试管中加入2 mL浓硫酸,盖好胶塞,使铜丝与浓硫酸接触,加热。将放出的气体通入品红溶液或紫色石蕊试液中,观察现象。向上拉铜丝,终止反应,冷却后,把试管中的液体慢慢倒入盛有少量水的另一支试管中,观察溶液的颜色。
现象:品红溶液褪色(紫色石蕊试液变红),反应后溶液呈蓝色。 注意事项
①铜丝下端弯成螺旋状,可以增大接触面积,加快反应速率。
②本实验装置采用铜丝比铜片好,优点是可以控制反应的发生与停止。
③本实验中用到浓硫酸,因反应后的溶液中仍存在一定量的浓硫酸,所以要想观察CuSO4溶液的颜色,需将溶液稀释(要将混合溶液加入水中,不能直接向反应后的液体中加入水)。 17. 吸热反应
将约20 g Ba(OH)2·8H2O晶体研细后与约10 g NH4Cl晶体一起放入烧杯中,并将烧杯放在滴有几滴水的玻璃片或小木板上,用玻璃棒快速搅拌,闻气味,用手摸烧杯壁下部,试着用手拿起烧杯,观察现象。
现象:有刺激性气味,玻璃片上的水结冰,将玻璃片与小烧杯黏在一起。 结论:该反应是吸热反应。
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