课件20张PPT。专题1 物质的分离与提纯课题1 海带中碘元素的分离及检验一、海带中碘的分离原理
海带、紫菜等海藻中含有丰富的碘元素,其主要的存在形式为化合态(有机碘化物)。将样品灼烧,碘可转化为能溶于水的无机碘化物(如碘化钾、碘化钠)的形式存在,在灰分中加入水浸取,过滤后可得到含有I-的滤液。滤液中还有多种可溶性无机盐,直接将碘化物与这些无机盐分离比较困难。由于碘离子具有较强的还原性,可以用适量的氯气或H2O2等氧化剂先将I-氧化为碘单质,再用萃取法将其二、实验步骤
1.灼烧:取3 g干海带,用刷子将其表面的附着物刷净。剪成小块,用酒精润湿后(加一些酒精是为了使其燃烧更加充分),放在坩埚中。把坩埚置于泥三角上。在通风橱中加热灼烧,至海带完全成灰后,停止加热,自然冷却,再将海带灰转移到小烧杯中。
灼烧干海带
2.浸取和过滤:向小烧杯中加入30 mL蒸馏水,搅拌,煮沸2~3 min(加快碘化物在水中的溶解,以使灰烬中的I-尽可能多地进入溶液),过滤,得滤液。3.氧化:在滤液中加入1~2 mL 2 mol·L-1硫酸(海带灰的浸出液中含有碳酸钠、碳酸钾等使溶液显碱性的物质,酸化的目的是使溶液呈弱酸性,有利于氧化剂把I-氧化为I2),再加入3~5 mL 6%的H2O2溶液或1 mL新制氯水,溶液由无色变为棕黄或棕褐色。
4.检验和萃取:取出少许混合液,用淀粉溶液检验碘,溶液应变为蓝色。再向余液中加入2 mL CCl4,萃取其中的碘。得到的CCl4层为紫红色,水层基本无色。
5.回收溶有碘的CCl4。
若要分离碘的CCl4溶液,分别得到碘和CCl4,应采用什么方法?
提示可以采用减压蒸馏的方法,将CCl4萃取剂分离出去。三、使用分液漏斗的注意事项
分液漏斗
1.分液漏斗有球形、锥形和筒形等多种式样,规格有50 mL、100 mL、150 mL、250 mL等几种。球形分液漏斗的颈较长,多用于制气装置中滴加液体的仪器。锥形分液漏斗的颈较短,常用于萃取操作的仪器。使用时,将分液漏斗的旋塞芯擦净,在旋塞芯上涂一薄层凡士林(注意旋塞孔不要涂抹),小心塞进旋塞孔,旋转几圈至涂层均匀透明,装入少量水,振摇,确定分液漏斗无渗漏方可使用。2.自上口依次装入被萃取液和萃取剂,盛装液体的体积不得超过
3.用右手手掌抵住玻璃塞,握住漏斗口部,左手握住旋塞部位,拇指压住旋塞,将分液漏斗倒转过来,用力振摇。开始振摇要慢,并注意适时“放气”(漏斗斜向上朝无人处旋开旋塞)以平衡内外压力。4.充分振摇后,将分液漏斗放在漏斗架或铁圈上,静置。漏斗下放一接收容器如烧杯、锥形瓶。待两层液体完全分层后,旋开玻璃塞,然后使刻槽与漏斗上口小孔对齐(这时漏斗内外的空气相通,压强相等,漏斗里的液体才能顺利流出),慢慢旋开旋塞,放出下层液体。待两液体界面接近旋塞时,减缓流速,适时关闭旋塞,以便完全分离,然后将上层液体从上口倒入其他容器里(不可从下口放出)。
分液
5.分液漏斗是用普通玻璃制成的,不能加热。漏斗用后要洗涤干净。长时间不用的分液漏斗要把旋塞处擦拭干净,塞芯与塞槽之间放一纸条,以防磨砂处粘连。知识点一知识点二海带中碘的提取
【例题1】 (2016浙江温州选考检测)海带中含有碘元素,某校研究性学习小组设计了如下实验步骤来提取碘:①通足量氯气 ②将海带烧成灰,向灰中加水搅拌 ③加CCl4振荡 ④过滤 ⑤用分液漏斗分液。合理的操作顺序为( )
A.①→③→⑤→②→④
B.②→①→③→④→⑤
C.②→④→①→③→⑤
D.③→①→②→⑤→④
解析从海带中提取碘的步骤为灼烧、浸取和过滤、氧化、萃取、分液。根据每个步骤的需要选择试剂。
答案C知识点一知识点二 注意海带中提取碘与海水中提取溴的比较。海水提溴的化工生产选用Cl2作氧化剂,将苦卤中的Br-氧化为游离态的溴单质,然后利用溴的挥发性,鼓入热空气或水蒸气就可将溴单质分离出来。即经浓缩、氧化、提取三个步骤。知识点一知识点二【针对训练1-1】 (2016浙江嘉兴选考检测)从海带中提取碘的实验过程中,涉及下列操作,其中正确的是( )知识点一知识点二解析A项,灼烧海带应该在坩埚中进行;B项,应该用玻璃棒引流;C项,碘的苯溶液在上层,分液后,应该从漏斗上口倒出。
答案D知识点一知识点二【针对训练1-2】 在“海带中碘元素的分离及检验”实验中,在灼烧后的海带灰中加入蒸馏水,需煮沸2~3 min,再过滤得滤液。煮沸的目的是( )
A.加快碘元素和水反应的速率
B.使溶液浓缩
C.使空气中的氧气更多地进入溶液
D.加快碘化物的溶解
解析煮沸的目的是加快碘化物在水中的溶解,以使灰烬中的I-尽可能多地进入溶液。
答案D知识点一知识点二萃取分液的原理和操作
【例题2】 海带含有丰富的碘。为了从海带中提取碘,某研究性学习小组设计并进行了以下实验:
请填写下列空白:
(1)步骤①灼烧海带时,除需要三脚架外,还需要用到的仪器是 。(从下列仪器中选择所需的仪器,将标号字母填写在空白处)?
A.烧杯 B.坩埚 C.表面皿 D.泥三角
E.酒精灯 F.干燥器知识点一知识点二(2)步骤③的实验操作名称是 ;步骤⑥的目的是从含碘苯溶液中分离出碘和回收苯,该步骤的实验操作名称是 。?
(3)步骤④反应的离子方程式是 。?
(4)步骤⑤中,某学生选择用苯来提取碘的理由是 。?
(5)请设计一种检验提取碘后的水溶液中是否还含有单质碘的简单方法: 。?知识点一知识点二解析(1)固体灼烧要使用三脚架、酒精灯、泥三角、坩埚、玻璃棒等实验仪器。
(2)步骤③从海带灰悬浊液得到含碘离子的溶液,为固体和溶液的分离操作,应使用过滤的方法;步骤⑥从含碘的苯溶液中分离出碘和回收苯,应使用蒸馏方法,使苯汽化、冷凝后可回收苯,单质碘在蒸馏烧瓶中聚集。
(4)用苯提取碘水中的碘,为萃取的方法。本题考查了萃取的原理:苯与水互不相溶,且碘在苯中的溶解度比在水中的大。
(5)考查了单质碘的检验方法,可用淀粉溶液检验单质碘是否存在。知识点一知识点二答案(1)BDE
(2)过滤 蒸馏
(4)苯与水互不相溶;碘在苯中的溶解度比在水中的大
(5)取少量提取碘后的水溶液于试管中,加入几滴淀粉溶液,观察是否出现蓝色(如果变蓝,说明还有单质碘)
(1)对萃取剂的要求如下。
一是和原溶剂互不相溶且不反应,与溶质也不反应。
二是溶质在萃取剂中的溶解度要大于在原溶剂中的溶解度。如萃取溴水中的溴就不能用酒精。
(2)萃取后要分液,所得仍是溶液,一般再通过蒸馏进一步分离。知识点一知识点二【针对训练2-1】 选择萃取剂将碘水中的碘萃取出来,这种萃取剂必须具备的性质是( )
A.不溶于水并且必须是无色的
B.不溶于水并且必须比水更容易溶解碘
C.不溶于水并且必须密度比水大
D.不溶于水并且必须比水沸点低
答案B知识点一知识点二【针对训练2-2】 用于分离提纯物质的方法有多种,请根据下列实验要求填空:
(1)分离饱和食盐水和泥沙的混合物,分离方法为 ,?
所用的玻璃仪器有 。?
(2)分离相溶的CCl4(沸点76.75 ℃)和甲苯(沸点110.6 ℃)的混合物,分离方法为 。?
(3)从碘水里提取并得到固体碘,应先进行? 操作,再进行 操作。?
解析(1)分离饱和食盐水和泥沙的混合物是易溶物和难溶物之间的分离,可采用过滤方法。(2)CCl4(沸点76.75 ℃)和甲苯(沸点110.6 ℃)的混合物分离是两种沸点有显著差异的互溶性液体间分离,可采用蒸馏方法。(3)从碘水里提取并得到固体碘,可采用萃取分液再蒸馏的方法。
答案(1)过滤 烧杯、漏斗、玻璃棒 (2)蒸馏 (3)萃取分液 蒸馏课件14张PPT。课题2 用纸层析法分离铁离子和铜离子一、实验原理
1.纸层析法的基本原理。
纸层析以滤纸作为惰性支持物。滤纸纤维上的羟基具有亲水性,它所吸附的水作为固定相,通常把不与水混溶的有机溶剂作为流动相。由于吸附在滤纸上的样品的各组分在水或有机溶剂中的溶解能力各不相同,各组分会在两相之间产生不同的分配现象。亲脂性强的成分在流动相中分配得多一些,随流动相移动的速度就快一些;而亲水性强的成分在固定相中分配得多一些,随流动相移动的速度就慢一些。这样,性质不同的组分就分离在滤纸的不同位置上。这种分离过程叫纸层析,因此,流动相溶剂又叫展开剂。2.Fe3+和Cu2+的显色反应。
(1)Fe3+遇氨水生成红棕色沉淀(写离子方程式):
(2)Cu2+与氨水反应生成深蓝色溶液(写离子方程式):二、实验步骤
1.实验用品。
仪器:大试管、滤纸、小刀、烧杯、量筒、玻璃棒、滴管、毛细管、橡胶塞、回形针、表面皿、镊子、剪刀。
试剂:饱和FeCl3溶液、饱和CuSO4溶液、浓氨水、6 mol·L-1盐酸、丙酮。
2.实验操作。
取一支大试管,配一个合适的橡胶塞。在橡胶塞的下部用小刀切开一条缝,插入回形针以夹持滤纸条。在距滤纸条末端约2 cm处用铅笔画一个小圆点作为原点。
取一只表面皿,滴加1 mL饱和FeCl3溶液和1 mL饱和CuSO4溶液,混合后作为层析试样。用毛细管蘸取试样在滤纸条的原点处轻轻点样,晾干后再点,重复3~5次,要求留下斑点的直径小于0.5 cm。将晾干的滤纸条夹持在橡胶塞下面的回形针上。另取一支试管,加入9 mL丙酮和1 mL 6 mol·L-1盐酸,混合均匀,作为展开剂。用滴管吸取一定量展开剂,小心地注入大试管的底部,注意不要沾到试管壁。将橡胶塞和点有试样的滤纸条慢慢伸入试管内,使纸条末端浸入展开剂中约0.5 cm,注意不要让试样点接触展开剂。塞紧橡胶塞,将大试管垂直静置,等待展开剂展开。约3~5 min后,展开剂上升至滤纸条的上端。
用镊子取下滤纸条,放在盛有浓氨水的试剂瓶瓶口上方,进行氨熏。得到两个清晰斑点,从上至下依次呈红棕色(说明含Fe3+)、深蓝色(说明含Cu2+)。知识点一知识点二纸层析法的基本原理
【例题1】 Fe3+和Cu2+能够在滤纸上彼此分离开的原因是( )
A.饱和FeCl3和CuSO4溶液已经分层
B.阳光的照射使Fe3+和Cu2+能彼此分开
C.滤纸对Fe3+和Cu2+的吸附力不同
D.Fe3+和Cu2+在展开剂中的溶解能力、扩散速率不同
解析纸层析法分离Fe3+和Cu2+时,含有Cu2+和Fe3+的溶液涂在滤纸一端,丙酮作展开剂,在滤纸的毛细作用下,展开剂携带Cu2+和Fe3+沿滤纸纤维向上移动,因为速率不同(溶解能力的不同),一段时间后,Cu2+和Fe3+距起点的距离会不同,从而达到分离的目的。
答案D知识点一知识点二 纸层析法是用滤纸作为支持剂(载体)的一种色谱分析法,这种方法的基本原理一般认为主要是利用混合物中各组分在流动相和固定相间的分配比的不同而使之分离。分配比较大的物质移动速率较快,移动的距离较远;分配比较小的物质移动速率慢,移动的距离较近。这样,便把试样中各组分分开聚集在滤纸的不同位置上。知识点一知识点二【针对训练1】 (1)在层析法分离Fe3+和Cu2+的实验中,层析操作后,滤纸未经氨熏,可观察到滤纸表面有 和 的斑痕。?
(2)为使观察效果更明显,实验中采用氨熏显色。请写出Fe3+、Cu2+分别与足量氨水反应的离子方程式? 、 。?
(3)实验中所使用的FeCl3饱和溶液通常会出现浑浊现象,解决的办法是 。?
答案(1)蓝色(或浅蓝色) 棕黄色(或黄色)
(3)在溶液中加入适量的盐酸纸层析法的操作步骤
【例题2】 有人用氯化铁、硫酸铜混合溶液进行纸层析分离实验,实验装置如图所示,试回答下列问题。
(1)烧杯中所加展开剂的主要成分是 。?
(2)请指出装置中的3处错误。
① ;?
② ;?
③ 。?
(3)图中滤纸剪去两角有利于增强层析的实验效果,其作用是 。?
(4)层析操作结束后应进行显色反应,若实验用氨水作为显色试剂,写出本实验中进行显色反应的操作方法:? 。?
(5)显色反应后,可观察到 。?
写出显色反应时所发生反应的离子方程式:? 。?知识点一知识点二知识点一知识点二解析(1)展开剂应用丙酮,为防止Fe3+和Cu2+水解,常在展开剂中加入少量盐酸酸化。
(2)在进行纸层析法操作时,层析液不能与点样点或点样线接触,因为点样中的成分是易溶于展开剂的,否则会使实验失败;原点直径太大或细线过粗,会使样品中的成分分离不清晰,降低实验效果;展开操作的过程需要在密闭空间内进行,因此要给烧杯加盖或给试管塞上橡胶塞。
(3)剪去两角可防止滤纸两端离子扩散太快而造成分离不明显。
(4)采用氨熏法进行显色。
(5)Fe3+与Cu2+分别转化为红褐色的Fe(OH)3沉淀和深蓝色的[Cu(NH3)4]2+。知识点一知识点二答案(1)丙酮、6 mol·L-1盐酸
(2)①层析液没及点样点 ②点样点太大 ③烧杯口上端没加盖
(3)防止两端离子扩散快而导致分离不明显
(4)用镊子取下滤纸条,放在盛浓氨水的试剂瓶瓶口上方,进行氨熏,由于浓氨水中可挥发出NH3,使铁离子、铜离子与NH3发生反应
(5)滤纸上分别出现红棕色、深蓝色区域,红棕色区域靠近滤纸上方,深蓝色区域出现在红棕色区域下方 解答本题应注意以下两点:
(1)熟练掌握层析法分离物质的基本操作及原理。
(2)注意实验操作的特殊要求,如点样的要求、展开操作的要求等。知识点一知识点二【针对训练2-1】 层析实验中点样操作正确的是( )
A.可用玻璃棒蘸取试样溶液,滴在滤纸上
B.点样时应尽量蘸取较多的试样滴在滤纸上,使点样一次成功
C.蘸取样品,在原点处轻轻点样,晾干后再点,重复数次
D.点样后应在滤纸上形成一个直径较大的样斑,以便实验观察时现象明显
答案C知识点一知识点二【针对训练2-2】 (2016浙江宁波期中检测)用纸层析法分离菠菜的叶绿体中的四种色素的正确顺序应该是( )
A.进行纸层析→制取滤液→在滤纸条上画线→制取滤液→再画线
B.制取滤液→进行纸层析→在滤纸条上画线→制取滤液→再画线
C.将实验材料剪碎、研磨→在滤纸条上画线→制取滤液→进行纸层析
D.将实验材料剪碎、研磨→制取滤液→在滤纸条上画线→进行纸层析
解析根据实验原理需要把实验材料剪碎后加入二氧化硅、碳酸钙研磨,同时还要加入丙酮使色素溶解,来提取各种色素,然后,过滤得到含色素的滤液。再在滤纸上画线,进行纸层析。
答案D课件17张PPT。课题3 硝酸钾晶体的制备一、实验原理
1.盐的溶解度随温度的变化。
氯化钠的溶解度随温度变化不大,而氯化钾、硝酸钠和硝酸钾在高温时具有较大的溶解度。温度降低时,氯化钾、硝酸钠的溶解度明显减小,而硝酸钾的溶解度则急剧下降。
2.结晶。
结晶是提纯固态物质的重要方法。通过蒸发溶液,减少一部分溶剂,使溶液达到饱和而析出晶体的方法称为蒸发结晶,这种方法主要用于溶解度随温度改变变化不大的物质(如氯化钠)。
通过降低温度使溶液冷却达到饱和而析出晶体的方法称为冷却结晶,这种方法主要用于溶解度随温度下降明显减小的物质(如KNO3)。在实际应用中常将两种结晶方法结合使用。3.重结晶。
若第一次结晶得到的晶体纯度不合乎要求,晶体中常会混有一些可溶性杂质,可将所得晶体溶于少量溶剂中,然后再进行蒸发(或冷却)、结晶、过滤,如此反复的操作称为重结晶。有些物质的提纯,需经过几次重结晶才能使产品纯度合乎要求。每次过滤后的母液中均含有一些溶质,所以应将母液收集起来,进行适当处理,以提高产率。4.影响晶粒生成的条件。
晶体颗粒的大小与结晶条件有关,溶质的溶解度越小,或溶液的浓度越高,或溶剂的蒸发速率越快,或溶液冷却得越快,析出的晶粒就越细小;反之,可得到较大的晶体颗粒。在实际操作中,常根据需要,控制适宜的结晶条件,以得到大小合适的晶体颗粒。
当溶液发生过饱和现象时,振荡容器,用玻璃棒搅动或轻轻地摩擦器壁,或投入几粒晶体(晶种),都可促使晶体析出。
二、实验仪器及试剂
仪器:量筒、烧杯、试管、托盘天平、酒精灯、三脚架、漏斗、布氏漏斗、吸滤瓶、抽气泵、蒸发皿、坩埚钳、滤纸、火柴、药匙、玻璃棒、石棉网。
试剂:0.1 mol·L-1 AgNO3溶液、1 mol·L-1 HNO3溶液、蒸馏水。三、实验步骤
1.固体溶解。
在天平上分别称取NaNO3 20 g和KCl 17 g放入100 mL小烧杯中,加入35 mL蒸馏水,加热至沸腾并不断搅拌,使固体溶解,在小烧杯外壁标注液面位置。
2.蒸发、热过滤。
继续加热、搅拌,使溶液蒸发浓缩,氯化钠晶体逐渐析出。当溶液体积减小到约为原来的一半时,迅速趁热过滤。承接滤液的烧杯应预先加2 mL蒸馏水,以防降温时氯化钠溶液达饱和而析出。
3.冷却、减压过滤。
待滤液冷却至室温,进行减压过滤得到较干燥的粗产品硝酸钾晶体。4.重结晶。
留下约0.1 g粗产品,其余按粗产品、水的质量比为2∶1混合,配成溶液,加热、搅拌,待晶体全部溶解后停止加热(若溶液沸腾时晶体还未全部溶解,可再加入少量蒸馏水使其溶解)。等溶液冷却至室温有大量晶体析出后抽滤,得到较高纯度的硝酸钾晶体。
5.称量。
晶体用干燥的滤纸吸干,放在表面皿上称量,并观察其外观。分别取0.1 g粗产品和重结晶后得到的硝酸钾晶体放入两支小试管中,各加入2 mL蒸馏水配成溶液。
6.检验Cl-。
向溶液中分别滴入1滴1 mol·L-1 HNO3溶液酸化,再各滴入2滴0.1 mol·L-1 AgNO3溶液,观察到的现象是粗产品、重结晶产品的溶液中产生浑浊的程度不同。知识点一知识点二转化法制备KNO3
【例题1】 下面是四种盐在不同温度下的溶解度(g):
(假设:①盐类共存时不影响各自的溶解度;②分离晶体时,溶剂的损耗忽略不计)
某同学设计用物质的量之比为1∶1的NaNO3和KCl为原料,加入一定量的水制取KNO3的实验,其流程如下图所示。知识点一知识点二(1)在①和③的实验过程中,关键的实验条件是 。?
(2)分离出晶体的②和④两操作是 (填“倾倒”“蒸发”“结晶”或“过滤”中的某种操作)。KNO3是晶体 (填“A”或“C”)。?
(3)粗产品中可能含有的杂质离子是 ,检验的方法是 。?
(4)将该粗产品提纯,可采取的方法是 。?知识点一知识点二解析(1)等物质的量的NaNO3和KCl溶于水后,所形成的四种物质皆易溶于水,要分离它们只能根据不同温度下溶解度的不同进行,因此实验①和③的关键条件是温度。(2)分离KNO3(NaCl)晶体与溶液的操作为过滤。根据题目所给溶解度数据,100 ℃时蒸发水后得到NaCl晶体(NaCl溶解度最小),冷却后得到的主要是KNO3(溶解度之差最大),故C是KNO3。(3)在100 ℃时NaCl溶液已饱和,故降温冷却过程中,在得到KNO3晶体的同时,有少量NaCl析出,即晶体中含Na+、Cl-,Na+用焰色反应检验,Cl-用AgNO3溶液和稀硝酸检验。(4)对含有少量NaCl杂质的KNO3可用重结晶的方法提纯。
答案(1)温度 (2)过滤 C
(3)Na+、Cl- Na+用焰色反应检验,Cl-用AgNO3溶液和稀硝酸检验
(4)重结晶知识点一知识点二【针对训练1】 纯净的氯化钠是不潮解的,但家庭所用的食盐却很容易潮解,这主要是因为含有杂质MgCl2。为取得纯净的氯化钠,有人设计了这样一个实验:把买来的食盐放入纯NaCl饱和溶液中一段时间,过滤,即得纯净的氯化钠固体。下列说法中正确的是( )
A.食盐的晶粒大一些有利于提纯
B.设计实验的根据是MgCl2比NaCl易溶于水
C.设计实验的根据是NaCl的溶解平衡
D.在整个过程中,NaCl的浓度会变大
答案C知识点一知识点二 粗盐的提纯
【例题2】 为除去粗盐中的Ca2+、Mg2+、Fe3+、
(1)判断BaCl2已过量的方法是? 。?
(2)第④步中,相关反应的离子方程式是 。?
(3)若先用盐酸调pH再过滤,将对实验结果产生影响,其原因是? 。?知识点一知识点二(4)为检验精盐纯度,需配制150 mL 0.2 mol·L-1 NaCl(精盐)溶液,如图是该同学转移溶液的示意图,图中的错误是? 。?知识点一知识点二知识点一知识点二答案(1)取第②步中加入BaCl2后的上层清液1~2滴滴于点滴板上,再滴入1~2滴BaCl2溶液,若溶液未变浑浊,则表明BaCl2已过量
(3)在此酸度条件下,会有部分沉淀溶解,从而影响制得精盐的纯度
(4)未用玻璃棒引流;不能用100 mL容量瓶知识点一知识点二①过滤 ②加过量的NaOH溶液 ③加适量盐酸 ④加过量Na2CO3溶液 ⑤加过量BaCl2溶液
A.①④②⑤③ B.④①②⑤③
C.②⑤④①③ D.⑤②④③①知识点一知识点二解析除杂过程中,有时为能将杂质全部除去,所用除杂试剂往往稍过量,但过量的试剂最终要能被其他试剂除尽。必须了解各个实验步骤的目的,才能分清操作顺序。加入过量的NaOH溶液的目的是除去Mg2+,加入过量的BaCl2溶液是为了除
Na2CO3溶液是为了除去Ca2+及多余的Ba2+,然后进行过滤,除去Mg(OH)2、BaSO4、CaCO3、BaCO3等难溶物,然后加适量的盐酸,除去多余的Na2CO3和调节溶液的pH。综上所述,正确的实验操作顺序为C。
答案C课件13张PPT。专题2 物质性质的探究课题1 铝及其化合物的性质一、铝单质的化学性质
1.铝元素的原子结构特征。
铝位于元素周期表中第3周期第ⅢA族,其原子结构示意图
2.铝的化学性质。
铝是活动性较强的金属,表现出较强的还原性。在一定条件下,金属铝能与非金属单质、酸、碱、不活泼金属的可溶性盐等发生反应。
铝在空气中或在冷的浓硝酸中都能生成一层结构致密的氧化物薄膜。这一层薄膜能使金属铝与其周围的介质(空气、水等)隔绝,起到保护金属铝的作用。但是,当有氯离子存在时,铝表面的氧化膜易被破坏,因此铝制容器不能用来腌制咸菜。 1.铝的化学性质活泼,但为什么铝制品比较耐腐蚀?
提示铝制品表面有一层致密的氧化物薄膜,使内部的铝与周围的介质隔绝,起到保护铝的作用,从而使铝制品比较耐腐蚀。二、铝的化合物的化学性质
1.氧化铝和氢氧化铝的两性。
氧化铝和氢氧化铝都是两性化合物,它们既能与强酸溶液反应,又能与强碱溶液反应。氧化铝和氢氧化铝分别与强酸反应的离子方程式:
氧化铝和氢氧化铝分别与强碱溶液反应的离子方程式:2.可溶性铝盐的性质。
可溶性铝盐(如AlCl3、明矾等)能发生水解,离子方程式为Al3++3H2O Al(OH)3+3H+。生成的Al(OH)3胶体能吸附水中的悬浮杂质,并使之沉降,从而起到净水的作用。 2.实验室中能否使用可溶性铝盐与NaOH溶液反应制备Al(OH)3?
提示不能;因为生成的Al(OH)3能与过量的NaOH溶液反应生成NaAl(OH)4而溶解。知识点铝的性质实验
【例题】 用一张已除去表面氧化膜的铝箔紧紧包裹在试管外壁(如图),将试管浸入硝酸汞溶液中,片刻取出,然后置于空气中,不久铝箔表面生出“白毛”,红墨水柱右端上升。根据实验现象判断下列说法错误的是( )
A.实验中发生的化学反应都是氧化还原反应
B.铝是一种较活泼的金属
C.铝与氧气反应放出大量的热量
D.铝片上生成的白毛是氧化铝和氧化汞的混合物知识点解析红墨水柱右端上升说明反应放热,C正确。铝是一种较活泼的金属,容易被空气中的氧气氧化生成氧化铝。通常情况下铝制品之所以能免遭氧化,是由于铝制品表面有一层致密的氧化铝保护着。铝箔表面与硝酸汞溶液接触后,硝酸汞与铝发生置换反应,生成了液态金属——汞。汞能与铝结合成合金,俗称“铝汞齐”,在“铝汞齐”表面的铝没有氧化铝保护膜的保护,很快被空气中的氧气氧化变成了白色固体氧化铝。当“铝汞齐”表面的铝因氧化而减少时,铝箔上的铝会不断溶解进入“铝汞齐”,并继续在表面被氧化,生成白色的氧化铝,最后铝箔长满白毛。故D错。
答案D知识点 铝箔生出“白毛”,一定有新物质生成,可联系金属间的置换反应,必有汞生成,但汞为液态,不可能为“白毛”(固态),故一定是生成的汞促进了铝的氧化反应,使其较快地生成Al2O3。通过本实验,既证明了铝的化学性质活泼,也证明了铝表面致密的氧化物保护膜的保护作用。知识点【针对训练1】 (2016浙江余姚选考)元素的性质包含金属性和非金属性,其强弱可以通过该元素对应的某些化学性质体现出来。某同学认为铝元素是金属元素,但是有一定的非金属性。下列化学反应中,你认为能支持该同学观点的是 ( )
A.铝片与盐酸反应生成氢气
B.氢氧化铝溶于强碱溶液
C.氢氧化铝溶于强酸溶液
D.铝热反应
答案B知识点【针对训练2】 如图为实验室进行铝热反应的装置。点燃镁条,反应过程中看到熔融物落入蒸发皿中的沙子中,则下列有关说法中正确的是( )
A.金属氧化物都能与铝发生铝热反应
B.该装置所用的漏斗是玻璃漏斗
C.要检验熔融物中是否有铝单质,可以将熔融物加入NaOH溶液中,看是否有气泡产生
D.加氯酸钾的目的是用氯酸钾来氧化铝粉知识点解析铝热反应的基本操作:把氧化铁粉末和铝粉混合均匀,放在纸漏斗中,上面加少量KClO3并在混合物中间插一根镁条,用小木条点燃镁条。利用镁条燃烧放出的热量促使KClO3分解产生O2,O2又进一步使镁条燃烧剧烈,活动性比铝差的金属氧化物与铝发生的反应叫铝热反应。A、B、D错误。
答案C课件13张PPT。课题2 乙醇和苯酚的性质一、乙醇的性质
1.乙醇与钠的反应。
钠与乙醇反应,生成乙醇钠并放出氢气,反应的化学方程式为
2.乙醇的氧化。
乙醇能被氧化生成乙醛,乙醛进一步被氧化生成乙酸,常用的氧化剂有酸性高锰酸钾、重铬酸钾等。如乙醇能使酸性高锰酸钾溶液的紫色褪去。
酒精的快速检测方法:让驾车人呼出的气体接触载有经过硫酸酸化处理的氧化剂三氧化铬(CrO3)的硅胶,如果含有乙醇蒸气,乙醇会被三氧化铬氧化成乙酸,同时橙色的三氧化铬被还原成绿色的硫酸铬。3.乙醇的消去反应。
乙醇在浓硫酸的作用下加热到170 ℃左右,脱去一个水分子,生成乙烯。反应的化学方程式为
像这种有机物在适当的条件下,从一个分子中脱去一个小分子(如水、HX、X2等),生成不饱和(含有双键或叁键)化合物的反应叫做消去反应。 1.如果将一段螺旋状粗铜丝在酒精灯火焰上灼烧后,立即伸入乙醇溶液中,会有什么现象发生?反复操作几次后,溶液的气味有什么变化?
提示光亮的铜丝放在酒精灯火焰上灼烧,将发现铜丝先由紫红色变为黑色,然后再趁热插入乙醇中,又变为紫红色,同时在乙醇中生成乙醛,可闻到乙醛的刺激性气味。化学方程式可以写成如下两步:
此反应中起催化作用,催化剂参与了化学反应。
2.将乙醇和浓硫酸的混合液加热到140 ℃时,能够生成乙醚,该反应是消去反应吗?二、苯酚的性质
1.酚的分子结构。
分子中羟基与苯环(或其他芳环)上的碳原子直接相连接所得到的有机化合物叫酚。
苯酚是最简单的一种酚类物质。
2.苯酚的物理性质。
纯净的苯酚是无色的晶体,露置在空气里会因小部分发生氧化而呈粉红色,因而应密封保存。苯酚熔点为40.9 ℃。常温下苯酚可溶于水,当温度高于65 ℃时,则能与水互溶。苯酚易溶于乙醇等有机溶剂。3.苯酚的化学性质。
苯酚分子里羟基与苯环直接相连,二者会相互影响,形成自己独特的性质。
(1)苯酚的酸性。
由于苯环对羟基的影响,使羟基的活性增强,在水溶液中能电离出H+,电离方程式为C6H5OH C6H5O-+ H+,因而苯酚可与活泼金属或强碱反应,苯酚与钠和氢氧化钠反应的化学方程式分别为(2)苯酚与碳酸的酸性比较。
在溶液中,苯酚钠与二氧化碳反应生成苯酚,说明苯酚的酸性比碳酸的酸性弱。化学方程式为②酸性比H2CO3强的酸,均可与苯酚钠在溶液中反应。如苯酚钠与盐酸反应:
③苯酚水溶液的酸性很弱(比碳酸还弱),不能使石蕊等酸碱指示剂变色。(3)苯酚的显色反应。
向苯酚溶液中滴入FeCl3溶液后,溶液变成紫色,该反应灵敏且现象明显,常用于检验化合物中是否含有酚羟基。(大多数其他酚遇FeCl3溶液也会有显色反应,但颜色不完全相同)
(4)苯酚的取代反应。
受羟基的影响,苯酚中苯环上的H变得更活泼了,尤其是酚羟基邻、对位上的氢原子更容易被取代。如:苯酚与浓溴水在室温下生成2,4,6-三溴苯酚白色沉淀。化学方程式为
说明①此反应很灵敏,浓度较低的苯酚溶液都能与浓溴水反应产生白色沉淀。常用于定性检验苯酚或定量测定苯酚的含量。(酚类物质都适用)
②2,4,6-三溴苯酚不溶于水,但易溶于苯。
提示不属于酚,因为羟基没有直接与苯环相连,它属于醇。知识点有机物的鉴别
【例题】 仅用一种试剂即可将酒精、苯酚溶液、己烯、甲苯4种无色液体区分开来,这种试剂是( )
A.FeCl3溶液 B.溴水 C.酸性KMnO4溶液 D.金属钠
解析首先要熟悉4种液体和4种试剂互相反应的情况,这样才能作出准确的判断。
FeCl3溶液只与苯酚反应显紫色,不与其他物质反应。溴水与酒精不反应,也不分层;与苯酚反应生成白色沉淀;与己烯发生加成反应后分为无色的两层;与甲苯发生萃取现象分为两层,上层橙红色,下层无色,因此,溴水可作为鉴别试剂。酸性KMnO4溶液是强氧化剂,酒精、己烯、苯酚、甲苯都可以被其氧化,而使其褪色。金属钠可与含羟基的物质酒精、苯酚溶液反应生成H2,与己烯和甲苯都不反应。
答案B知识点 有机物的鉴别一般要考虑以下几个方面:有机物的溶解性、密度;有机物的燃烧情况;有机物的官能团及特征实验现象(常用的有机试剂);有时也可以利用有机物的特征反应,如显色反应。知识点【针对训练】 只用一种试剂就能鉴别AgNO3溶液、乙醇溶液、苯酚溶液、烧碱溶液、硫氰化钾溶液。该试剂是( )
A.溴水 B.盐酸
C.石蕊溶液 D.氯化铁溶液
答案D课件16张PPT。专题3 物质的检验与鉴别课题1 牙膏和火柴头中某些成分的检验一、牙膏的主要成分及其功能 1.如果牙膏中摩擦剂只有一种,取少量牙膏样品于小烧杯中,加蒸馏水、搅拌,洗涤几次未溶解的固体,取适量固体于试管中。请根据以下实验操作与现象推断牙膏中摩擦剂是什么?提示依据实验操作与现象,并结合有关物质的性质可知,相应的摩擦剂成分为:CaCO3、SiO2与Al(OH)3。二、牙膏中的碳酸钙、甘油的检验
牙膏中的碳酸钙与盐酸反应的化学方程式是CaCO3+2HCl CaCl2+CO2 ↑+H2O;利用多羟基化合物与新制的Cu(OH)2悬浊液反应产生绛蓝色的溶液的性质,牙膏中的甘油与新制氢氧化铜
反应的化学方程式是
,
实验现象是:氢氧化铜沉淀溶解生成绛蓝色溶液。
利用上述反应,可检验牙膏中碳酸钙和甘油的存在。
牙膏中的十二烷基硫酸钠、氟化钠等溶于水因水解使溶液显碱性。三、火柴起火的原理
安全火柴的火柴盒侧面涂有红磷(发火剂)和Sb2S3(易燃物)等,火柴头上的物质一般是KClO3、MnO2等氧化剂和易燃物如硫等,当两者摩擦时,因摩擦产生的热使与氯酸钾等接触的红磷燃烧,并引起火柴头上的易燃物燃烧,生成一定量的二氧化硫。
2.安全火柴为什么“安全”?
提示安全火柴在使用过程中,发火剂(红磷)与氧化剂(KClO3、MnO2等)是隔离的,故而比较“安全”。知识点一知识点二离子鉴别
【例题1】 设计实验,检验可能含有Fe3+、Al3+、Ag+、Ba2+的混合溶液。
解析根据离子的特征反应可设计出不同的实验方案,但都要考虑离子反应间的相互干扰。在检验某一离子时,都要设法把干扰的离子除去。可从试剂加入的顺序和利用沉淀反应考虑。通常情况下,可用于分离或鉴别Fe3+、Al3+、Ag+、Ba2+的沉淀反应如下表所示:知识点一知识点二知识点一知识点二答案 知识点一知识点二 离子的检验要依据离子的特征反应。
如果待检测的是含有多种不同离子的混合物,在物质中各离子间的特征反应相互间不存在干扰的情况下,可以把待测溶液分成几份后,用与上例类似的方法逐一鉴定。如果各离子间的特征反应相互间存在干扰,则需要先设法使离子分离,例如利用沉淀反应,按性质相近与否将离子逐次分组分离,再分别逐一检测。知识点一知识点二【针对训练1】 根据下列事实得出的结论正确的是 ( ) 答案D 知识点一知识点二有机物官能团的检验
【例题2】 可用于鉴别以下3种化合物的一组试剂是 ( )
①银氨溶液 ②溴的四氯化碳溶液 ③氯化铁溶液 ④氢氧化钠溶液
A.②与③ B.③与④
C.①与④ D.①与②知识点一知识点二解析各取少量3种待测物溶液,分别加入氯化铁溶液,能变成紫色的溶液为丁香酚;再取另两种待测物溶液少许,分别加入到溴的四氯化碳溶液中,能使溴的四氯化碳溶液颜色褪去的是肉桂酸,剩余的就是乙酰水杨酸。
答案A知识点一知识点二【针对训练2】 有甲酸、乙酸、乙醛、乙酸乙酯、乙醇、溴乙烷6种无色液体,只用一种试剂就可以将它们一一鉴别出来。这种试剂是( )
A.蒸馏水
B.FeCl3溶液
C.新制的Cu(OH)2悬浊液
D.NaOH溶液
答案C课件13张PPT。课题2 亚硝酸钠和食盐的鉴别一、亚硝酸的生成及其不稳定性
向亚硝酸钠溶液中加酸,生成亚硝酸(HNO2)。亚硝酸不稳定,仅存在于冷的稀溶液中,微热甚至常温下也会分解,产生红棕色的二氧化氮气体。反应的化学方程式是
二、亚硝酸钠的氧化性
在亚硝酸钠中,氮的化合价为+3价,处于中间价态。因此,亚硝酸钠与强还原性物质反应时,表现出氧化性。如亚硝酸钠与碘化钾反应可生成单质碘。反应的离子方程式是
析出的碘可以使淀粉溶液变蓝色,据此可以检验
亚硝酸钠与FeCl2溶液反应,生成棕黄色的FeCl3溶液。反应的离子方程式是三、亚硝酸钠的还原性
亚硝酸钠与强氧化性物质反应时,表现出还原性。如亚硝酸钠与K2Cr2O7酸性溶液反应时,四、亚硝酸钠的鉴别
与氯化钠不同,亚硝酸钠与AgNO3溶液反应生成可溶于稀硝酸的AgNO2白色沉淀。反应的离子方程式是 亚硝酸钠为何既有氧化性,也有还原性?
提示亚硝酸钠中的氮元素显“+3”价,处于氮元素的中间价态,所以它既有氧化性,也有还原性。知识点物质鉴别和推断
【例题】 有4种白色粉末,已知它们分别是NaCl、BaCl2、Na2CO3和无水CuSO4。试设计实验鉴别它们。
解析将4种固体编号后各取少量溶解于水,首先根据它们水溶液的颜色鉴别出CuSO4;对于其余的3种,再根据其共性、特性进行分组,然后加以鉴别,可以根据盐酸盐与碳酸盐分组,也可以根据钠盐和钡盐分组。知识点答案下面是其中的一种设计方案示例(根据实验现象确定的原样品用方框标出)。知识点 设计物质检验方案的一般原则
1.充分利用离子的特征反应。
2.确定检验操作顺序要“先简后繁”。
例如,鉴别NH3、Cl2、N2、CO2、O2、NO2 6种气体。一观颜色,将Cl2(黄绿色)、NO2(红棕色)先检出;二用湿润的红色石蕊试纸将NH3检出;三用点燃,将能使带火星的火柴梗复燃的O2检出;四用试剂,把剩余两瓶气体通入澄清石灰水中,振荡,其中可使澄清石灰水变浑浊的是CO2,余下的是N2。知识点3.按“先活后惰”的原则确定物质检出的顺序。
例如,将己烯、己烷、苯、甲苯4种无色溶液进行一一区别。其中己烯最活泼,甲苯次之,己烷最不活泼,所以在鉴别时,应先将最活泼的己烯用溴水将其检出,其次用酸性KMnO4溶液将甲苯检出,再用硝化反应将苯检出,最后剩下的就是不活泼的己烷。知识点答案C 知识点【针对训练1-2】 已知某白色混合物粉末中含有CuSO4、K2SO4、NH4HCO3、NH4Cl、NaCl 5种物质中的两种,且物质的量之比为1∶1。请完成下述探究混合物组成的实验。
仅限选择的仪器、用品和试剂:烧杯、试管、玻璃棒、量筒、胶头滴管、药匙、酒精灯、火柴、试管夹、镊子;红色石蕊试纸、淀粉碘化钾试纸;1 mol·L-1硫酸、1 mol·L-1硝酸、1 mol·L-1盐酸、1 mol·L-1 NaOH溶液、Ba(NO3)2溶液、AgNO3溶液、蒸馏水。
一、初步探究
取适量固体混合物于烧杯中,加入蒸馏水搅拌,混合物完全溶解,得到无色透明溶液A,同时闻到有轻微的刺激性气味。用胶头滴管取少量溶液A于试管中,再滴加稀硝酸,溶液中有无色气泡产生;继续滴加过量稀硝酸至溶液中不再产生气泡,得到无色透明溶液B。
(1)用 (填实验用品名称)取固体混合物于烧杯中。?
(2)上述实验可以得到的初步结论是 。?知识点二、进一步探究
(3)请设计实验方案进一步确定该固体混合物的组成。叙述实验操作、预期现象和结论。知识点解析(1)取固体粉末要用药匙。
(2)由无色透明溶液知肯定不含有CuSO4,但闻到有轻微的刺激性气味,滴加稀硝酸产生的无色气泡是CO2,故肯定含有NH4HCO3。
(3)需要验证是否含有K2SO4、NH4Cl、NaCl,首先证明有K2SO4,再证明有NH4Cl或NaCl。知识点答案(1)药匙
(2)该混合物中肯定含有NH4HCO3,肯定不含有CuSO4
(3)课件14张PPT。专题4 化学反应条件的控制课题1 硫代硫酸钠与酸反应速率的影响因素一、实验原理
硫代硫酸钠与硫酸反应的离子方程式:
生成物单质硫在溶液中可形成淡黄色浑浊(也可能是白色浑浊),当硫代硫酸钠溶液和硫酸混合时,可根据溶液中变浑浊的快慢来比较反应速率的快慢。
为了探究温度对上述反应的反应速率的影响规律,可用一定物质的量浓度的硫代硫酸钠溶液、硫酸分别在不同温度条件下进行实验。
同样,为了探究浓度对上述反应的反应速率的影响规律,可在相同温度下,用不同物质的量浓度的硫代硫酸钠溶液、硫酸进行实验。二、实验用品
1.仪器。
50 mL锥形瓶、烧杯、试管、温度计、白纸、计时器。
2.试剂。
0.1 mol·L-1 Na2S2O3溶液、0.1 mol·L-1 H2SO4溶液、蒸馏水、热水。
三、实验步骤、数据处理与结论
1.浓度对化学反应速率的影响。
(1)先在一张白纸上用黑色记号笔(选笔迹较粗一些的笔)在合适的位置画上粗细、深浅一致的“十”字,衬在锥形瓶(锥形瓶作反应器)底部。
(2)取两个锥形瓶,编号为1、2。向1号锥形瓶中加入10 mL 0.1 mol·L-1 Na2S2O3溶液,向2号锥形瓶中加入5 mL 0.1 mol·L-1 Na2S2O3溶液和5 mL蒸馏水。(3)另取两支试管,各加入10 mL 0.1 mol·L-1 H2SO4溶液,然后同时将该溶液分别倒入1、2号锥形瓶中,记录反应所需的时间。
以倒入10 mL 0.1 mol·L-1 H2SO4溶液时为计时起点,以产生浑浊将锥形瓶底部的“十”字刚好完全遮盖为计时终点。
观察到的现象:溶液出现淡黄色浑浊,并产生有刺激性气味的气体;1号锥形瓶产生的浑浊将“十”字完全遮盖用时较少。
有关反应的离子方程式:
你的结论:在其他条件相同的情况下,增大反应物的浓度,化学反应速率增大;减小反应物的浓度,化学反应速率减小。2.温度对化学反应速率的影响。
(1)先在一张白纸上用黑色记号笔(选笔迹较粗一些的笔)在合适的位置画上粗细、深浅一致的“十”字,衬在锥形瓶(锥形瓶作反应器)底部。
(2)取一个相同大小锥形瓶,编号为3,向其中加入10 mL 0.1 mol·L-1 Na2S2O3溶液。另取一支试管,加入10 mL 0.1 mol·L-1 H2SO4溶液,同时将试管和3号锥形瓶一起放入盛有适量热水的烧杯中,片刻后将锥形瓶和试管取出,将试管中硫酸倒入硫代硫酸钠溶液中,记录反应所需的时间(注意烧杯中热水的温度不宜太高,若温度太高,反应过快,不便于观察和比较):(计时起点和终点与上相同)
观察到的现象:溶液出现淡黄色浑浊,并产生有刺激性气味的气体;3号锥形瓶产生的浑浊将“十”字完全遮盖用时间比1号锥形瓶少。
你的结论:在其他条件相同的情况下,升高温度,化学反应速率增大;降低温度,化学反应速率减小。
温度是如何影响化学反应速率的?
提示重要结论:当其他条件不变时,升高温度,可以增大化学反应速率;降低温度,可以减小化学反应速率。
理论解释:在其他条件不变时,升高温度,反应物分子的能量增加,使一部分原来能量较低的分子变成活化分子→活化分子百分数增加→单位时间内有效碰撞次数增多→化学反应速率增大。因此,升高温度可以增大化学反应速率。知识点影响化学反应速率的因素
【例题】 已知2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4 K2SO4+2MnSO4+8H2O+10CO2↑,在酸性高锰酸钾溶液和草酸溶液反应时,发现开始一段时间,反应速率较小,溶液褪色不明显;但不久突然褪色,反应速率明显增大。
(1)针对上述实验现象,丙同学认为KMnO4与H2C2O4反应放热,导致溶液温度升高,反应速率增大。从影响化学反应速率的因素看,你猜想还可能是 的影响。?
(2)若用实验证明你的猜想,除酸性高锰酸钾溶液、草酸溶液外,还需要选择的试剂最合理的是 (填字母)。?
A.硫酸钾 B.硫酸锰
C.二氯化锰 D.水知识点解析要想通过实验比较法得出正确的结论,必须排除其他因素的变动和干扰,即需要控制好与实验有关的各项反应条件。
(1)影响化学反应速率的因素有浓度、温度、压强、催化剂等,结合本题的内容分析推测,还可能是催化剂的影响。
(2)因为该反应中无Cl-出现,所以MnSO4为最佳答案。
答案(1)MnSO4(或Mn2+)的催化作用
(2)B知识点 影响化学反应速率的外界条件及其对化学反应速率影响的规律: 知识点知识点A.在整个反应过程中,起催化作用的物质是KI
B.上述两个反应中,反应速率较快的是②
C.时钟反应的快慢由反应②决定
D.“溶液突然变为蓝色,随之又很快消失”这一现象与①②的反应速率有关知识点解析由反应①②可以得出KI是KIO3、KHSO3反应的催化剂,反应中生成的I2能使淀粉溶液变蓝色,由题给信息——反应进行到15 min时,溶液变蓝,说明反应①很慢,它决定了时钟反应的快慢。
答案C课件10张PPT。课题2 催化剂对过氧化氢分解反应速率的影响一、催化剂的作用
在化工生产中,常常加入催化剂以促进化学反应的进行。例如,硫酸工业中,由二氧化硫制三氧化硫的反应常用五氧化二钒作催化剂;氮气与氢气合成氨的反应,使用的是以铁为主体的多成分催化剂。生物体内的化学反应也与催化剂有着密切的关系,生物体内的各种酶具有催化活性,是生物催化剂。
二、催化剂与反应活化能
分子或离子间的碰撞是发生化学反应的先决条件,但不是每次碰撞都会引发反应。能够引起反应的分子(或离子)间的相互碰撞叫做有效碰撞,能够发生有效碰撞的分子叫做活化分子。活化分子具有较高的能量,因此活化分子所占分数的大小决定反应速率的快慢。活化分子的平均能量与所有分子的平均能量的差称为活化能。催化剂能使反应的活化能降低(如图分别代表有、无催化剂时正反应的活化能),使得具有平均能量的反应物分子只要吸收较少的能量就能变成活化分子,活化分子所占分数增大,可以成千上万倍地加快反应速率。注意,催化剂能增大化学反应速率,但是它不能改变反应进行的方向,也不能使那些不可能发生的化学反应得以发生。
催化剂降低反应活化能的示意图三、过氧化氢分解的影响因素
过氧化氢(H2O2)溶液,俗称双氧水,不稳定,易分解。溶液的酸碱性对H2O2的稳定性有较大的影响,如在碱性溶液中,H2O2分解较快。另外,H2O2见光、遇热、遇到大多数金属氧化物分解也会加速。在催化剂存在下,H2O2迅速分解:2H2O2 2H2O+O2↑。
通常选用MnO2作催化剂,MnO2的用量以及颗粒直径大小均会影响H2O2分解的速率。除MnO2外,还可用CuO、Fe2O3等作H2O2分解的催化剂。
判断H2O2分解速率的大小,可以通过观察比较H2O2溶液中析出气泡的快慢程度,或测定单位时间内H2O2分解放出的O2的体积。 保存H2O2溶液时要注意什么问题?
提示过氧化氢是稳定性较差的试剂,保存过氧化氢时要考虑的因素较多。如从催化分解这个角度考虑,因为很多物质会催化分解过氧化氢,如过氧化氢中不能混入金属氧化物等。另外,从安全角度考虑,易分解产生气体的试剂不宜放在密封的玻璃瓶中,过氧化氢通常盛放在干净的聚乙烯塑料瓶中。知识点影响反应速率因素的实验设计
【例题】 某化学兴趣小组研究过氧化氢的分解时,设计了以下三组实验,每一小组取若干支试管分别加入相同体积5%的过氧化氢,在实验室观察只有极少量的气泡产生。
(1)过氧化氢发生分解的化学方程式为 。?
(2)根据下表中其他实验操作各实验现象填写实验结论:知识点知识点 解析认真对比每组内的两个实验在条件控制上的不同,即可得出结论。知识点【针对训练1-1】 对于反应2H2O2 2H2O+O2↑,下列措施不能增大其分解速率的是( )
A.向反应体系中加水
B.升高H2O2溶液的温度
C.向H2O2溶液中加入少量MnO2
D.向H2O2溶液中加入一定浓度FeCl3溶液
答案A
【针对训练1-2】 下列条件一定能使化学反应速率增大的是( )
①增加反应物 ②升高温度 ③缩小反应容器的体积 ④加入生成物 ⑤加入MnO2
A.①②③④⑤ B.①②⑤ C.② D.②③
答案C课件10张PPT。课题3 反应条件对化学平衡的影响一、化学平衡状态
对于可逆反应,当正、逆反应的速率相等时,反应物和生成物的浓度不再随时间而改变,反应达到平衡状态。在一定条件下,平衡状态是在该条件下化学反应进行的最大限度。达到平衡状态时,正、逆反应仍在继续进行,只不过两者的速率相等,所以化学平衡是动态平衡。此时,反应物和生成物的浓度保持相对稳定。二、化学平衡的移动
化学平衡是可逆反应体系中的一种特殊状态。反应物浓度、反应温度是影响化学平衡移动的主要因素。对反应前后气体体积发生变化的可逆反应而言,压强也能影响平衡的移动。总之,当外界条件如温度、浓度、压强等改变时,平衡就会发生移动,直到建立起新的平衡状态。当可逆反应达到平衡时,如果其他条件不变:
(1)增大反应物浓度或减小生成物浓度,都会使平衡向正反应方向移动;反之,则向逆反应方向移动。由此得出下面两点结论:①在可逆反应中,为了尽可能利用某一反应物,经常用过量的另一种物质和它作用;②不断将产物从反应体系中分离出来,则平衡将不断地向生成产物的方向移动。(2)反应前后气态物质总物质的量发生变化的反应,在恒温下增大压强,会使平衡向气态物质物质的量减小的方向移动。
(3)升高温度,平衡向吸热反应方向移动;降低温度,平衡向放热反应方向移动。
(4)加催化剂只能缩短达到平衡所需的时间,并不能使平衡发生移动。三、氯化钴溶液的变色原理
在氯化钴溶液中,四氯合钴(Ⅱ)离子与六水合钴(Ⅱ)离子间存在如下平衡:
将溶液稀释时,平衡向正反应方向移动,溶液的颜色由蓝色逐渐转变为粉红色;加入能取代[Co(H2O)6]2+中的水分子的物质(如浓盐酸、氯化钙等),会使上述平衡向逆反应方向移动,溶液逐渐转变为蓝色。
二氯化钴的水合物在加热时会逐步失水,并呈现不同的颜色。因为二氯化钴水合物存在下列平衡,温度改变,平衡将发生移动。四、乙酸乙酯的水解
乙酸乙酯的水解是一个可逆反应:
在纯水中,即使加热,乙酸乙酯的水解反应速率也很慢,而酸或碱对它都有催化作用。酸可加速其达到水解平衡,而碱除了起催化作用外,还能与水解产物中的酸起反应,使该反应的平衡向水解方向移动。所以,等量的酯在其他条件相同的情况下,用酸或用碱作催化剂,其水解的效果是不同的。 如何理解化学平衡状态?怎样判断化学平衡的移动方向?
提示(1)理解化学平衡状态,需注意以下五点:①前提是“一定条件下的可逆反应”;②实质是“正反应速率和逆反应速率相等”;③标志是“反应混合物中各组分的浓度保持不变”;④结果是“该条件下化学反应进行到最大限度”;⑤特点是“动态平衡”。
(2)一个化学反应达到平衡时,其体系中既有反应物,又有生成物,它们的浓度之间维系着一定的关系。具体来说如果反应物或生成物为有色物或是沉淀物,就能根据颜色的改变、沉淀量的多少,“观察”到平衡的移动。如可逆反应AgCl+2NH3 [Ag(NH3)2]++Cl-,如果平衡向左移动,会产生白色沉淀,如果平衡向右移动,沉淀会溶解;FeCl3+3KSCN Fe(SCN)3+3KCl,Fe(SCN)3溶液是血红色的,而FeCl3溶液是棕黄色的,如果平衡发生移动,溶液颜色会发生变化,平衡右移,颜色变深,平衡左移,颜色变浅。而从理论讲,化学平衡总是向着削弱外界改变的方向移动。知识点化学平衡移动
【例题】 已知:C(s)+CO2(g) 2CO(g) ΔH>0。该反应达到平衡后,下列条件有利于反应向正方向进行的是 ( )
A.升高温度和减小压强
B.降低温度和减小压强
C.降低温度和增大压强
D.升高温度和增大压强
解析C和CO2反应生成CO,气体体积增大;ΔH>0,反应吸热。所以减小压强、升高温度有利于反应向正方向进行。
答案A知识点【针对训练】 化合物HIn在水溶液中因存在以下电离平衡:
故可用作酸碱指示剂。现有浓度为0.02 mol·L-1的下列各溶液:①盐酸、②石灰水、③NaCl溶液、④NaHSO4溶液、⑤NaHCO3溶液、⑥氨水,其中能使指示剂显红色的是 ( )
A.①④⑤ B.②⑤⑥
C.①④ D.②③⑥
答案C课件20张PPT。专题6 物质的定量分析课题1 食醋总酸含量的测定一、食醋的总酸含量及其测定
食醋的酸味主要来自其中的醋酸等有机酸。食醋总酸含量是指每100 mL食醋中含酸(以醋酸计)的质量,也称食醋的酸度。国家标准规定酿造食醋总酸含量不得低于3.5 g/100 mL。
利用滴定分析法,用已知浓度的氢氧化钠溶液滴定待测食醋样品溶液,如果测量出恰好中和时二者的体积,可测定食醋的总酸含量。滴定时反应的化学方程式是二、滴定管和移液管
1.滴定管及其使用。
(1)滴定管的优点是易于控制所滴加液体的流量、读数比较精确,滴定管的最小刻度为0.1 mL,可估读到0.01 mL(如20.18 mL,最后一位是估计值)。
(2)中和滴定中使用的滴定管分酸式和碱式两种,使用时不能混用。酸式滴定管还可用于盛其他酸性或具有强氧化性的物质,碱式滴定管还能用于盛装其他碱性物质。
(3)中和滴定中有关仪器的洗涤。滴定管在使用前经检查不漏水后要进行洗涤,须先用自来水洗(必要时用特殊试剂洗)再用蒸馏水洗,然后再用待盛液润洗2~3次。但锥形瓶用蒸馏水洗净后不能再用待盛液润洗,否则将会引起误差。(4)要注意滴定管的刻度,“0”刻度在上,往下越来越大,全部容积大于它的最大刻度值,因为下端有一部分没有刻度。滴定时,所用溶液不得超过最低刻度,也不得一次滴定使用两滴定管酸(或碱),也不得中途向滴定管中添加试剂。2.移液管的使用。
移液管是准确量取一定体积液体的量具。吸取液体时,左手拿吸耳球,右手将移液管插入溶液中吸取,当溶液吸至标线以上时,立即用食指将管口堵住,将管尖离开液面,稍松食指使液面平稳下降,至凹液面最低处与标线相切,立即按紧管口。将移液管垂直放入稍倾斜的容器中,并使管尖与容器内壁接触,松开食指使溶液全部流出,数秒后,取出移液管(管尖残留的液体不要吹出,管上注明需吹出的例外)。移液管使用完毕后,应立即洗净,放在移液管架上。
移液管的使用三、指示剂的选择
指示剂的选择要求变色要明显、灵敏,且指示剂的变色范围要尽可能与恰好完全反应时的pH接近。因此:
1.强酸强碱相互滴定,可选用甲基橙或酚酞。
2.若反应生成强酸弱碱盐溶液呈酸性,则选用酸性变色范围的指示剂(如甲基橙);若反应生成强碱弱酸盐,溶液呈碱性,则选用碱性变色范围的指示剂(如酚酞)。
3.石蕊溶液因颜色变化不明显(紫色与蓝色不易辨别),且变色范围过宽,一般不作滴定指示剂。
4.常用的指示剂本身多是弱酸或弱碱。为了使指示剂的变色不发生异常导致误差,中和滴定时指示剂的用量不可过多,一般用2~3滴。 何为滴定终点?如何判断?
提示把指示剂恰好变色的这一点称为滴定终点。通常根据指示剂颜色的变化来确定滴定终点,即滴入最后一滴标准液,溶液变色后,半分钟内不复原。知识点一知识点二中和滴定实验注意事项
【例题1】 某学生中和滴定实验的过程如下:(a)取一支碱式滴定管;(b)用蒸馏水洗净;(c)加入待测的NaOH溶液;(d)记录液面刻度读数;(e)用酸式滴定管精确放出一定量标准酸液;(f)置于未经标准酸液润洗的洁净锥形瓶中;(g)加入适量蒸馏水;(h)加入酚酞溶液2滴;(i)滴定时,边滴边摇动;(j)边注视滴定管内液面的变化;(k)当小心滴到溶液由无色变成粉红色时,立即停止滴定;(l)记录液面刻度读数;(m)根据滴定管的两次读数得出NaOH溶液体积为22 mL。指出上述实验过程中的错误之处: 。(用编号表示)?知识点一知识点二解析 (c)应用待测NaOH溶液润洗滴定管2~3次后再装液体。如果不润洗,会由于滴定管内壁上有水珠存在,使待测碱液浓度变小。(j)滴定时应注视锥形瓶内液体的颜色变化以及滴定的速率,而不是注视滴定管内液面的变化。(k)滴定终点溶液应变粉红色且30 s内不褪色为止,而不是一变色就立即停止滴定。(m)为保持测量的准确度,体积的读数应读到小数点后两位,如22.00 mL,不是记录整数值。
答案c、j、k、m知识点一知识点二【针对训练1】 实验室中有一未知浓度的稀盐酸,某学生为测定盐酸的浓度进行了下列实验。请完成下列填空:
(1)配制100 mL 0.10 mol·L-1 NaOH标准溶液。
①主要操作步骤:计算→称量→溶解→(冷却后) →洗涤(并将洗涤液移入容量瓶)→ → →将配制好的溶液倒入试剂瓶中,贴上标签。?
②称量 g氢氧化钠固体所需仪器有:托盘天平(带砝码、镊子)、 、 。?知识点一知识点二①滴定达到终点的标志是 。?
②根据上述数据,可计算出该盐酸的浓度约为 (保留两位有效数字)。?(2)取20.00 mL待测盐酸放入锥形瓶中,并滴加2~3滴酚酞作指示剂,用自己配制的NaOH标准溶液进行滴定。重复上述滴定操作2~3次,记录数据如下。知识点一知识点二③排去碱式滴定管中气泡的方法应采用如图所示操作中的 ,然后轻轻挤压玻璃球使尖嘴部分充满碱液。?
④在上述实验中,下列操作(其他操作正确)会造成测定结果偏高的有 。?
A.滴定终点读数时俯视
B.酸式滴定管使用前,水洗后未用待测盐酸润洗
C.锥形瓶水洗后未干燥
D.碱式滴定管尖嘴部分有气泡,滴定后消失知识点一知识点二解析(1)题中要求配制100 mL 0.10 mol·L-1 NaOH标准溶液,应用天平称取0.1 L×0.10 mol·L-1×40 g·mol-1=0.4 g NaOH固体。由于NaOH属于腐蚀性药品,不能放在托盘天平上直接称量,应放在玻璃器皿(一般用烧杯或表面皿)中进行称量。(2)根据指示剂在酸性溶液或碱性溶液中的颜色变化,可以判断中和反应是否恰好进行完全。计算盐酸的浓度时,应计算三次实验的平均值,因三次实验中NaOH标准液浓度及待测液的体积一样,故只算NaOH溶液体积的平均值即可。根据碱式滴定管的构造可知,弯曲其橡胶管即可将管中的气泡排除。
答案(1)①转移 定容 摇匀 ②0.4 烧杯(或表面皿) 药匙
(2)①最后一滴NaOH溶液加入,溶液由无色恰好变成粉红色至半分钟内红色不褪去 ②0.11 mol·L-1 ③丙 ④D知识点一知识点二中和滴定的误差分析
【例题2】 甲、乙两个同学同时设计了一份表格,用于酸碱中和滴定实验的数据记录和处理。
甲同学设计的表格和实验记录结果如下:知识点一知识点二乙同学设计的表格和实验记录结果如下:
请回答下列问题:
(1)认真比较甲、乙两表和记录,你觉得两同学的表格和实验记录哪个有不妥之处?为什么? 。?
(2)分析乙同学的实验数据,若c(HCl)=0.10 mol·L-1,则测得的c(NaOH)= mol·L-1。?知识点一知识点二 解析(1)甲设计的表格中无“始读数”和“终读数”,不符合中和滴定实验报告要求;甲表中记录实验的3组数据误差过大,如果实验操作规范则可能是读数有误。而乙表设计则较规范。(2)乙表中第二组因数据误差过大,应采用第一和第三组数据进行计算。V(NaOH)=24.40 mL、V(HCl)=24.75 mL、c(NaOH)=0.10 mol·L-1。
答案(1)甲,不符合中和滴定实验报告要求
(2)0.10
中和滴定计算时,必须把多次滴定的合理数据进行平均处理后,再进行其他问题的计算。而错误的数据必须舍弃,不能使用。知识点一知识点二【针对训练2】 下列操作会带来哪些误差?(用标准盐酸滴定氢氧化钠溶液)
①未用盐酸标准液润洗酸式滴定管就装液进行滴定 (填“偏大”“偏小”或“没有影响”,下同)。?
②未用NaOH待测液润洗碱式滴定管就进行取液 。?
③用NaOH待测液润洗锥形瓶 。?
④装有盐酸标准液滴定管尖端气泡未排出就进行滴定 。?
⑤装有NaOH待测液滴定管尖端气泡未排出就进行取液 。?知识点一知识点二⑥酸式滴定管开始前仰视读数,滴定终了时俯视读数 。?
⑦用锥形瓶准确取NaOH待测液时,锥形瓶中有少量蒸馏水 。?
⑧摇动锥形瓶时有液体溅出 。?
⑨标准HCl溶液的浓度是稀好还是浓好?为什么?
答案①偏大 ②偏小 ③偏大 ④偏大 ⑤偏小 ⑥偏小 ⑦没有影响 ⑧偏小 ⑨稀好。因为浓度越大,所多滴加的一滴带来的误差就越大。课件18张PPT。课题2 镀锌铁皮锌镀层厚度的测定一、锌的电化学腐蚀
锌的化学性质比铁活泼,如果镀锌铁皮的锌镀层被破坏,将在潮湿空气中发生电化学腐蚀,残留的锌镀层作为原电池的负极,锌先被腐蚀。将镀锌铁皮放到酸中时,发生原电池反应,来溶解铁皮表面的锌镀层,电极反应如下:
待锌在酸中完全溶解后,产生氢气的速率显著减慢,可以借此判断锌镀层是否反应完全。 铁和锌的化学性质有何不同?
提示铁和锌化学性质的不同主要有:①锌的金属性比铁活泼。②锌能与NaOH溶液反应,铁不能。③铁的氧化物为碱性氧化物,而锌的氧化物为两性氧化物;氢氧化锌是两性氢氧化物。氢氧化锌还能溶于氨水:Zn(OH)2+4NH3(溶液) [Zn(NH3)4](OH)2。二、镀锌层厚度的测定
称量与酸反应前后铁皮的质量(分别为m1、m2),两者之差就是锌镀层的质量(m1-m2),则锌镀层的总体积为
若已知锌镀层单侧面积为S(可测),锌镀层单侧厚度为h,则V=2hS。三、电子天平的一般操作方法
通电预热一定时间;调整水平,待零点显示稳定后,用电子天平配套的标准砝码进行校准;取下标准砝码,零点显示稳定后即可进行称量;当天平显示的称量值达到所需要求且不变时,表示称量完成;轻按开关按钮,关闭天平,拔下电源插头。知识点一知识点二锌镀层质量测定的方法
【例题1】 白铁即镀锌铁皮,某学习小组的三位同学为了测定锌镀层的厚度,提出了各自的设计方案。
Ⅰ.甲同学的方案:先用盐酸将镀锌铁皮表面的锌反应掉,通过差量算出锌的质量,然后再由查得的锌的密度算出锌层的体积,最后由体积除以镀锌铁皮面积得锌层厚度。
(1)配制1 mol·L-1的盐酸100 mL,需取用36.5%(ρ=1.81 g·cm-3)的盐酸 mL;配制过程中要用到的玻璃仪器除量筒、烧杯、玻璃棒外,还有 。?
(2)将相同大小、相同厚度的普通锌片和镀锌铁皮放入两支试管,各加入等量1 mol·L-1的盐酸,观察到镀锌铁皮比普通锌片与盐酸反应速率更快,产生此现象的原因是 ;在翻动横放在烧杯中的镀锌铁皮时,发现溶液上方的锌层变薄的速率比下方的锌层快得多,其原因可能是 ? 。?
(3)判断镀锌铁皮表面锌恰好反应的现象是 。?知识点一知识点二Ⅱ.乙同学的意见及方案。
(1)意见:因为难以避免铁会反应,所以甲同学测出锌的厚度会 (填“偏大”或“偏小”)。?
(2)方案:通过查阅资料,知道Zn(OH)2既可以和酸反应又可以和碱反应,于是设计了如下方案:
步骤③的操作是 ;若使用的镀锌铁片的质量为28.156 g,最后称得灼烧后固体的质量为40.000 g,镀锌铁皮长5.10 cm,宽5.00 cm,锌的密度ρ=7.14 g·cm-3,则锌镀层的厚度为 cm。?知识点一知识点二Ⅲ.丙同学查得Fe(OH)2、Zn(OH)2开始沉淀的pH分别为6.5和5.6,认为也可以用容量法(即滴定法)检测且准确度更高。该方法的要点是:准确称取m g白铁,加入过量c mol·L-1的盐酸b mL,再用标准NaOH溶液滴定过量的盐酸,为了防止生成沉淀,应选用的指示剂是 (选择序号)。?
a.酚酞 b.石蕊 c.甲基橙知识点一知识点二解析Ⅰ.(1)是对一定物质的量浓度溶液配制的考查;(2)是对镀锌铁皮锌镀层的厚度测定实验过程有关“异常”现象的解释。镀锌铁皮比普通锌片与盐酸反应速率更快,与电化学腐蚀有关;而溶液上方的锌层变薄的速率比下方的锌层快得多,需要从上方的锌层与下方锌层所处环境的不同,考虑下方锌层反应产生的氢气泡对反应的影响。Ⅲ.丙同学则选用滴定法来进行实验,在用标准NaOH溶液滴定过量的盐酸时,为了防止生成沉淀,应选用在酸性范围变色的甲基橙为指示剂。
答案Ⅰ.(1)5.5 100 mL容量瓶、胶头滴管
(2)镀锌铁皮发生了原电池反应 下方的气泡阻止了酸液与锌层的接触
(3)产生气泡的速率明显下降
Ⅱ.(1)偏大 (2)过滤、洗涤 4.28×10-4 Ⅲ. c知识点一知识点二【针对训练1】 (2016浙江海宁中学检测)在镀锌铁皮的锌镀层厚度的测定过程中,下列操作会导致测定结果偏高的是( )
A.过早判断反应终点
B.过迟判断反应终点
C.锌在酸中溶解后,铁皮未烘干就去称量
D.在测定铁皮的面积时测得面积比铁皮的实际面积大
答案B知识点一知识点二准确测定气体质量或气体体积的方法
【例题2】 为了测定m g氢氧化钠和碳酸钠固体混合物中碳酸钠的质量分数,甲、乙两位同学分别设计了如下的实验方案:
(一)甲同学的方案是:将样品溶解,加过量氯化钡溶液,过滤洗涤,取沉淀烘干,称量得固体n g。
(1)混合物中碳酸钠的质量分数为(用m、n表示) 。?
(2)甲同学洗涤沉淀的操作是 。?知识点一知识点二(二)乙同学的方案如图所示:
(1)根据乙同学的实验装置图分析,在每次实验中,完成测定过程至少要进行 次称量操作。?
(2)他重复正确操作了三次,结果数据出现了较大的偏差,你认为主要原因可能是(只写三个):
① ;?
② ;?
③ 。?知识点一知识点二解析此题考查的是化学实验的基本操作、分离实验的设计、对实验的评价和改进及根据化学方程式的计算等知识要点。
(一)(1)根据Na2CO3 ~ BaCO3
106 197
m(Na2CO3) n g
(2)洗涤沉淀的操作中绝对不能用玻璃棒搅拌,否则会将湿润的滤纸弄破。
(3)因为测定的数值越小,出现的误差会越大,故选用BaCl2与之反应生成碳酸钡沉淀,又因为CaCl2与之反应会有微溶于水的Ca(OH)2生成,使该实验的误差更大。知识点一知识点二(二)(1)2
(2)①装置中原有的空气中的二氧化碳气体没有排出,也被碱石灰吸收 ②反应完成后,装置中的二氧化碳没有全部被碱石灰吸收 ③空气中的水蒸气和二氧化碳被碱石灰吸收 ④每次加入硫酸的量不同,若硫酸的量不足不能使所有的碳酸钠都发生反应,产生的二氧化碳的量小于理论值,则可能造成误差(任选三个)知识点一知识点二 注意对经常考查的以下“操作”的正确叙述: 知识点一知识点二【针对训练2】 根据下面给出的药品和实验装置,设计一个实验,粗略测定由铜和锌两种金属组成的合金——黄铜中锌的质量分数(黄铜已加工成粉末)。知识点一知识点二药品:稀硫酸、浓硫酸、氧化铜。
实验装置:另有托盘天平可用。
根据你设计的实验方案回答下列问题:
(1)你选用的药品是 。?
(2)你选用的实验装置有(填装置编号) 。若需要组装,则连接的顺序是(用装置接口处的编号表示) ( 若不需要组装,则不填)。?
(3)称取a g黄铜粉样品进行实验,实验中你测定的其他有效数据是 。?
A.生成H2的体积b L
B.反应前仪器和药品的质量c g
C.反应后剩余固体的质量d g
D.反应后仪器和药品的质量e g
(4)计算合金中锌的质量分数 。?知识点一知识点二知识点一知识点二答案(1)稀硫酸
(2)方案一:A、E、F ①⑧⑨⑦ 方案二:A 方案三:A、G
(3)方案一:A 方案二:B、D 方案三:C课件14张PPT。专题7 物质的制备与合成课题1 硫酸亚铁铵的制备一、硫酸亚铁铵的性质
硫酸亚铁铵[(NH4)2SO4·FeSO4·6H2O]为浅绿色晶体,商品名为摩尔盐,是一种复盐,易溶于水,不溶于乙醇,一般亚铁盐在空气中易被氧气氧化,形成复盐后就比较稳定。与其他复盐一样,硫酸亚铁铵在水中的溶解度比组成它的每一种盐FeSO4或(NH4)2SO4都要小。利用这一性质可以制取硫酸亚铁铵晶体:将含有FeSO4和(NH4)2SO4的溶液蒸发浓缩,冷却后结晶可得到硫酸亚铁铵晶体。
二、硫酸亚铁铵的制备
将铁屑与稀硫酸反应可制得硫酸亚铁溶液,然后加入等物质的量的硫酸铵,加热浓缩可得到混合溶液,冷却至室温,则析出硫酸亚铁铵晶体。反应的化学方程式如下: 如何检验摩尔盐中的各种离子?知识点硫酸亚铁铵的制备
【例题】 将绿矾(FeSO4·7H2O)、硫酸铵以相等物质的量混合可制得摩尔盐晶体。(NH4)2SO4+FeSO4+6H2O (NH4)2SO4·FeSO4·6H2O↓。
Ⅰ.根据下图回答:(1)步骤3中,浓缩时能否蒸发至干,为什么?? 。?
(2)步骤3中制得的晶体过滤后用无水乙醇洗涤的目的是 ;?
不用蒸馏水洗涤,理由是? 。?知识点Ⅱ.制摩尔盐的原料之一是硫酸铵,评价硫酸铵化肥的主要指标如下:
某研究性学习小组对某硫酸铵化肥样品进行了如下实验探究:知识点【观察外观】 该硫酸铵化肥无可见机械杂质。
【实验探究】 按图示装置进行实验。
【交流讨论】
(1)甲同学:根据此实验测得的数据,计算的硫酸铵化肥的含氮量可能偏高,因为实验装置中存在一个明显缺陷: 。?
(2)乙同学:实验过程中,往烧瓶中加入的浓氢氧化钠溶液一定要足量并充分加热,原因是 。?
【探究结论】 称取13.5 g硫酸铵化肥样品,用改进后的实验装置重新进行实验,测得实验后B装置质量增加3.4 g。则该化肥含氮量为 ,由此可判断该化肥的品质。?知识点解析Ⅰ.(1)浓缩结晶摩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,防止摩尔盐失水。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。(2)洗涤摩尔盐用无水乙醇,不能用水。摩尔盐不溶于乙醇,但易溶于水,用无水乙醇可以除去水,易于干燥。
答案Ⅰ.(1)不能。蒸干时溶液中的杂质离子会被带入晶体中;蒸干时晶体会受热分解或被氧化
(2)利用乙醇的挥发,除去晶体表面附着的水分 ①减少晶体在洗涤时的溶解;②减少蒸馏水中溶解氧对晶体的氧化
Ⅱ.(1)A、B装置间缺一个干燥装置
(2)使硫酸铵充分反应完全转化为NH3
【探究结论】20.7%知识点 在过滤FeSO4溶液时要趁热过滤,否则FeSO4在过滤时会析出,使得到的硫酸亚铁减少。知识点【针对训练1-1】 在制备硫酸亚铁铵晶体的过程中,下列说法不正确的是( )
B.将铁屑放入Na2CO3溶液中浸泡数分钟是为了除去铁屑表面的油污
C.将FeSO4和(NH4)2SO4的混合溶液加热蒸干即可得到硫酸亚铁铵
D.洗涤硫酸亚铁铵晶体时,应用少量酒精洗去晶体表面附着的水分
答案C知识点【针对训练1-2】 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 。?知识点知识点课件18张PPT。课题2 阿司匹林的合成一、阿司匹林的合成
水杨酸(邻羟基苯甲酸)的结构简式是 ,它是一种含有酚羟基和羧基的双官能团化合物,所以水杨酸既有酚的性质又具有羧酸的性质。阿司匹林又叫乙酰水杨酸。它是白色针状晶体,熔点为135~136 ℃,难溶于水。乙酰水杨酸是由水杨酸和乙酸酐合成的,反应的化学方程式是: 阿司匹林合成过程中的副产物是什么?它是怎样形成的?如何除去?
提示在生成乙酰水杨酸的同时,水杨酸分子之间也能发生缩合反
应,生成少量聚合物: ,它是合成过程中的副产物。该副产物不溶于碳酸氢钠溶液,而乙酰水杨酸与碳酸氢钠溶液反应生成可溶性钠盐,所以可用这种性质上的差别来除去副产物。二、水杨酸杂质的检出
由于乙酰化反应不完全或由于产物在分离过程中发生水解的原因,产物中含有杂质水杨酸。与大多数酚类化合物一样,水杨酸可与三氯化铁形成深紫色配合物很容易被检出,而乙酰水杨酸因酚羟基已被酰化,不能与三氯化铁发生显色反应。知识点一知识点二阿司匹林的合成
【例题1】 工业上合成阿司匹林的流程如下图所示: 知识点一知识点二请回答:
(1)请写出反应釜中反应的化学方程式: ;其中,甲苯的作用是 ,为了保证水杨酸能较为彻底地反应,通常采用的措施是 。?
(2)粗品经提纯后才能作为药物使用。提纯可以分以下几步进行:
①分批用少量饱和碳酸钠溶液溶解乙酰水杨酸(阿司匹林),化学方程式为 ;?
②过滤除去不溶物,将滤液缓慢加入浓盐酸中,析出乙酰水杨酸,化学方程式为 ; ?
③再经过 、 操作,将得到的乙酰水杨酸,用少量乙酸乙酯加热至完全溶解,冷却,乙酰水杨酸以针状晶体析出,将其加工成型后就可以使用了。?
(3)为了充分利用原料,循环再利用的例子在化工生产中屡见不鲜,试直接在上图中用箭头标出未反应完的原料循环利用的过程。知识点一知识点二解析(1)从流程图上不难看出,在甲苯作溶剂的条件下,醋酸酐与水杨酸发生反应生成了乙酰水杨酸(阿司匹林)和醋酸。工业上通常用加入过量的廉价原料的方法以提高另一种原料的利用率,为了保证水杨酸能较为彻底地反应,显然要加入过量的醋酸酐。
(2)阿司匹林分子中含有一个羧基,具有酸性,酸性比碳酸强,显然可以与饱和碳酸钠溶液反应,生成相应的盐而溶解。但阿司匹林的酸性不如盐酸强,所以生成的盐加入到浓盐酸中后,又可重新生成阿司匹林。析出的阿司匹林通过过滤得到,但其表面有一些杂质,需要通过洗涤除去,这样就可得到较为纯净的阿司匹林了。
(3)在分离得到粗品后,母液中仍然有过量的醋酸酐、没有完全反应的水杨酸、没有完全分离出的产品以及溶剂、试剂等,可循环利用。知识点一知识点二知识点一知识点二 本题起点高,落点低。例如,第(2)问让我们写的两个反应实际上考查的是羧酸的弱酸性。注意不能用NaOH溶液,否则会使酯基水解。通过做题,我们还可得出阿司匹林、碳酸、盐酸酸性强弱顺序为:盐酸>阿司匹林>碳酸。而这恰好是本题容易拓展考查的另外一个知识点。知识点一知识点二【针对训练1】 乙酰水杨酸,又名邻乙酰氧基苯甲酸,是阿司匹林的主要成分。白色晶体或粉末,略有酸味,易溶于乙醇等有机溶剂,难溶于水,是常用的解热镇痛药。下面是某化学小组利用逆推法设计乙酰水杨酸合成路线的过程:
(1)查阅资料。
通过查阅资料得知以水杨酸为原料合成乙酰水杨酸的反应为:知识点一知识点二由苯酚制备水杨酸的途径:
(2)实际合成路线的设计。
①观察目标分子——乙酰水杨酸的结构。
乙酰水杨酸分子中有2个典型的官能团,即 、 。?
②由目标分子逆推原料分子并设计合成路线。
首先,考虑酯基的引入:由水杨酸与乙酸酐反应制得;然后分头考虑水杨酸和乙酸酐的合成路线。其中,乙酸酐的合成路线为 。?知识点一知识点二根据信息和以前所学知识,水杨酸可以有以下几种不同的合成路线:
(3)优选水杨酸的合成路线。
以上两种合成路线中较合理的为 ;理由是 。?知识点一知识点二解析通过观察,乙酰水杨酸分子中有2个典型的官能团即羧基、酯基。根据所学知识逆推,乙酸酐可由乙酸合成,乙酸可由乙醛氧化得到,乙醛可由乙烯氧化得到,而乙烯是一种基本的原料。因此乙酸酐的合成路线为
水杨酸的两种合成路线中:邻甲基苯酚上的甲基氧化为羧基时,所用的氧化剂(如酸性高锰酸钾溶液)还会将酚羟基氧化。需要在氧化甲基前将酚羟基转化为不能被氧化剂氧化的基团,在氧化甲基后再把酚羟基还原出来。由于此过程较为复杂,因此一般不采用此合成路线合成水杨酸。在工业上常由苯酚出发,采用由干燥苯酚钠与二氧化碳在加温、加压下生成邻羟基苯甲酸钠,邻羟基苯甲酸钠酸化得到水杨酸,进而合成乙酰水杨酸的合成方法。这种合成水杨酸的方法原料易得,工艺相对简单,适合大规模生产。知识点一知识点二答案(2)①羧基 酯基
(3)途径1 因为途径1原料易得,工艺相对简单,而途径2过程复杂知识点一知识点二常见有机物的除杂
【例题2】 下列分离提纯物质的方法错误的是( )
A.用NaHCO3溶液可除去合成阿司匹林时产生的副产物
B.用分液的方法分离乙酸乙酯与饱和Na2CO3溶液的混合液
C.用盐析法提纯高级脂肪酸钠
D.用溶解过滤的方法提纯含少量BaSO4的BaCO3
解析A项,合成阿司匹林时易产生水杨酸的聚合物,可通过NaHCO3溶液水洗,吸收乙酰水杨酸,从而除去聚合物,再经酸化可得乙酰水杨酸,A正确;B中乙酸乙酯与饱和Na2CO3溶液不互溶且密度不同,可用分液法分离;C中可用NaCl降低硬脂酸钠的溶解度使其析出;D中BaSO4和BaCO3都不溶于水且BaSO4不溶于一般的酸,故不能用溶解过滤的方法除杂。
答案D知识点一知识点二 有机物的分离和提纯的一般原则是:根据混合物中各成分的化学性质和物理性质的差异进行化学和物理处理,以达到处理和提纯的目的,其中化学处理往往是为物理处理作准备,最后均要用物理方法进行分离和提纯。如将有机物进行转化,再通过分液(萃取)、蒸馏和洗气等操作,将有机物进行分离。知识点一知识点二【针对训练2】 某物质中可能有甲酸、乙酸、甲醇和甲酸乙酯4种物质中的一种或几种,在鉴定时有下列现象:①可发生银镜反应;②加入新制Cu(OH)2悬浊液沉淀不溶解;③与含酚酞的NaOH 溶液共热发现溶液中红色逐渐消失以至无色。下列叙述中正确的是( )
A.有甲酸和甲酸乙酯
B.有乙酸和甲酸乙酯
C.可能有甲醇,一定有甲酸乙酯
D.几种物质都有
答案C
