发布时间 : 星期六 文章第二讲重要的课本知识 - 图文更新完毕开始阅读
(2) 分别用蒸馏水和Na2SiO3饱和溶液浸透小木片或滤纸,取出稍沥干(不再滴液)后,同时分别放置在酒精灯外焰处,观察现象。
实验现象:水浸过的滤纸或小木条,当水分蒸发后就燃烧;硅酸钠饱和溶液浸过的滤纸或小木条,当水分蒸发后不易燃烧(滤纸只起泡)。
2. 氯、溴、碘及其化合物 (1) 氢气在氯气中燃烧
在空气中点燃氢气,然后把导管伸入盛有氯气的集气瓶中,观察实验现象。 实验现象:氢气在氯气中继续燃烧,发出苍白色火焰,集气瓶口有白雾出现。 (2) 钠在氯气中燃烧
取一块绿豆大的金属钠(切去氧化层),用滤纸吸干表面的煤油,放在石棉网上,用酒精灯微热。待钠熔化成小球时,将盛有氯气的集气瓶迅速倒扣在钠的上方。观察现象。
现象:钠在氯气中剧烈燃烧,火焰呈黄色且有白烟,反应停止后,集气瓶壁上可观察到附着的白色固体。 (3) ①将有色布条或花瓣放入盛有1/3体积新制氯水的广口瓶中,观察现象。
②将有色布条或花瓣(干)放入盛满氯气(干燥)的集气瓶中,观察现象。
实验现象:放在氯水中的有色布条或花瓣褪色,而放在干燥氯气中的有色布条或花瓣(干)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: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。 (4) 氯气的实验室制法:原理:MnO2+4HCl(浓)装置:如下图
MnCl2+Cl2↑+2H2O
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: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。 (5) 氯、溴、碘之间的置换反应 实 验 现 象 化学方程式 Cl2+2NaBrCl2+2KIBr2+2KI2NaCl+Br2 2KCl+I2 2KBr+I2 将少量新制的饱和氯水分别加入盛有NaBr溶液的试管中液体分NaBr溶液和KI溶液的试管中,振荡后加层,下层橙红色;KI溶液的试入少量四氯化碳,振荡、静置 管中液体分层,下层紫红色 将少量溴水加入盛有KI溶液的试管中,振荡后加入少量四氯化碳,振荡、静置 KI溶液的试管中液体分层,下层紫红色 3. 硫及其化合物: (1) SO2的性质:把盖有橡皮塞、盛有SO2气体的试管倒立在水中,在水面下打开橡皮塞,观察试管内水面的上升。待水面高度不再变化时,在水下用橡皮塞塞紧试管口,取出试管,用pH试纸测定溶液的酸碱度。在试管里保留1/3的溶液,滴入1~2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。
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注意事项:
①SO2只能漂白某些有色物质,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,该无色物质易分解而使有色物质恢复原来的颜色。SO2不能用来漂白食物。
②褪色与漂白:并非所有的褪色都是由于SO2的漂白性所致,如SO2使酸性KMnO4溶液、溴水、碘水褪色是由于SO2
的还原性所致;SO2使NaOH的酚酞溶液褪色是由于SO2是酸性氧化物所致。
(2) 浓硫酸的脱水性
向盛有蔗糖的烧杯中加入浓硫酸,用玻璃棒不断搅拌。
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,和生成的部分炭反应生成CO2、SO2(刺激性气味),使得炭膨胀。
(3) 浓硫酸与铜的反应
如上图在试管里加入2 mL浓硫酸,塞好橡皮塞,使铜丝与浓硫酸接触,加热,生成的气体通入品红溶液、紫色石蕊试液中,观察现象。向上拉铜丝, 使铜丝与浓硫酸脱离接触,冷却后,将试管中的液体慢慢倒入另一支盛有少量水的试管中,观察溶液的颜色。
现象与解释:浓硫酸与铜在加热时发生反应,放出能使品红溶液褪色、紫色石蕊试液变红(不能把红色漂白)的气体,说明生成的气体是SO2;反应后生成物的水溶液显蓝色,说明有Cu2+生成。
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反应后的溶液中仍剩余一定量的浓硫酸,要观察CuSO4溶液的颜色,需将混合液加入水中,绝不能直接向反应后的液体中加入水。
4. 氮及其化合物
(1) 现给你一试管二氧化氮,其他药品和仪器自选。请你设计实验,要求尽可能多地使二氧化氮被水吸收。 实验步骤 现 象 解释(可用化学 方程式表示) 将一支充满NO2的试红棕色气体逐渐消失,水位上升,最后水充满3NO2+H2O2HNO3+NO,NO2为红棕色(1) 管倒放在盛有水的水整个试管的2/3,无色气体充满试管的1/3(上气体,能与水反应;NO为无色气体,难溶于槽中 部) 水 2KClO32H2O2(3) 将氧气慢慢通入步骤(1) 的试管中 无色气体变为红棕色气体,又变为无色气体,但气体体积逐渐缩小,液面不断上升 2KCl+3O22H2O+O2↑ ↑或(2) 制取少量氧气 2NO+O22NO2 3NO2+H2O2HNO3+NO (2) 氨的喷泉实验 如右图所示,在干燥的圆底烧瓶中充满氨气,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。
(3) 用两根玻璃棒分别蘸取浓盐酸和浓氨水,靠近而不接触。
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。
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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。 (4) 氨的实验室制法 原 理 2NH4Cl+Ca(OH)2+2H2O CaCl 2+2NH3装 置 ↑氨气的干燥及 检验 用碱石灰来干燥氨气;用玻璃棒蘸取浓盐酸或用湿润的红色石蕊试纸检验氨气 注意事项:用固体加热法制取氨气时,一般用NH4Cl和Ca(OH)2固体共热,不能用NH4NO3或(NH4)2SO4与Ca(OH)2(不能用NaOH)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。 四、 有机化学课本实验回归(选修5+必修2)
【实验1】 含有杂质的工业乙醇的蒸馏
安装蒸馏装置(如右图所示),检查装置的气密性后,在250 mL蒸馏烧瓶中加入1~2粒碎瓷片,再通过漏斗加入100 mL工业乙醇。往冷凝器中通入冷却水,加热烧瓶,蒸馏产物以每秒3~4滴为宜,分别收集以下馏分:
77℃以下 mL(甲醇) 77~79℃ mL(95.6%乙醇和4%水) 79℃以上 mL(水) 注意事项:(1) 装置中注意温度计的水银球要放在支管口处。 (2) 冷却水下进上出。
(3) 95.6%乙醇和4%水中水分的除去方法是向混合液中加入生石灰,再蒸馏。 【实验2】 苯甲酸的重结晶
将粗苯甲酸1 g加到100 mL的烧杯中,再加入50 mL蒸馏水,在石棉网上边搅拌边加热,使粗苯甲酸溶解,全溶后再加入少量蒸馏水。然后,使用漏斗趁热将溶液过滤到另一100 mL烧杯中,将滤液静置,使其缓慢冷却结晶,滤出晶体。
粗苯甲酸的状态为白色晶体并有黄色杂质。
观察滤液冷却时的实验现象:有细小的白色晶体析出。 注意事项:(1) 加热溶解的目的是使苯甲酸尽可能溶解。
(2) 趁热过滤的目的是为了防止降温时苯甲酸晶体析出,造成损耗,使产率降低。 (3) 冷却结晶后再过滤、干燥可得纯净的苯甲酸晶体。
【实验3】 乙炔的实验室制取和性质:按下图连接好装置,检查装置的气密性后,在圆底烧瓶里放入几小块电石。旋开分液漏斗的活塞,逐滴加入饱和食盐水,便可产生乙炔气体。
实 验 将纯净的乙炔通入盛有酸性KMnO4溶液的试管中 将纯净的乙炔通入盛有溴的CCl4溶液的试管中 紫红色褪去 橙红色褪去 现 象 注意事项:(1) 制取乙炔时,用饱和食盐水而不直接滴加水的目的是为了减缓电石与水反应的速率。 (2) 气体通入溶液前,先通过CuSO4溶液除去乙炔中混有的H2S、PH3等气体杂质,以防干扰实验。
(3) 乙炔使酸性KMnO4溶液、溴的CCl4溶液褪色的原因不同。前者发生氧化反应,后者发生加成反应。 (4) 能使酸性KMnO4溶液褪色的物质有烯、炔、醇、醛、酚。能使溴水褪色的物质有烯、炔、醛、酚。 【实验4】 溴乙烷的水解和消去反应
溴乙烷在不同溶剂中与NaOH发生不同类型的反应,生成不同的反应产物,可以通过实验的方法验证取代反应和消去反应的产物。
(1) 设计溴乙烷在NaOH水溶液中发生取代反应的实验装置并进行实验。 ①如何证明上述实验中溴乙烷中的Br变成了Br-?
②用何种波谱的方法可以方便地检验出溴乙烷的取代反应的生成物中有乙醇生成?
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(2) 在溴乙烷与NaOH乙醇溶液的消去反应可以观察到有气体生成。有人设计了如下图所示实验方案,用酸性KMnO4溶液是否褪色来检验生成的气体是否是乙烯。
请你思考以下问题:
①为什么要在气体通入酸性KMnO4溶液前加一个盛有水的试管?起什么作用?
②除酸性KMnO4溶液外还可以用什么方法检验乙烯?此时还有必要将气体先通入水中吗? 注意事项:
(1) 卤代烃中卤元素的检验步骤:①加入NaOH水溶液,加热;②加稀硝酸酸化;③加AgNO3溶液(加AgNO3溶液之前一定先加稀硝酸酸化,因为水解后的溶液显碱性,此时直接加AgNO3溶液,会先生成AgOH沉淀,随即转化为Ag2O沉淀,对实验造成干扰)。
(2) 卤代烃的消去产物乙烯的检验,因气体中混有乙醇,乙醇可以使酸性KMnO4溶液褪色而不能使溴水褪色,因而若用酸性KMnO4溶液检验要先通过水,除去其中的乙醇气体,若用溴水则不需要通过水。
【实验5】 乙醇的消去反应
如下图所示,在圆底烧瓶中加入乙醇和浓硫酸(体积比约为1∶3)的混合液20 mL,放入几片碎瓷片(避免混合液在受热时暴沸)。加热混合液,使液体温度迅速升到170℃,将生成的气体通入酸性KMnO4溶液和Br2的CCl4溶液中,观察并记录实验现象。
现象:酸性KMnO4溶液褪色,Br2的CCl4溶液褪色。
注意事项:(1) 温度计要插入到混合溶液中,以便控制溶液的温度。
(2) 气体在通入酸性KMnO4溶液和Br2的CCl4溶液之前先通过10%NaOH溶液的目的是除去乙烯中混有的乙醇、CO2、SO2等杂质气体,以免干扰实验。
(3) 乙烯使酸性KMnO4溶液、溴的CCl4溶液褪色的原因不同,前者是发生了氧化反应,后者是发生了加成反应。KMnO4溶液能将乙烯氧化成CO2气体,因而酸性KMnO4溶液不可用于除去CH4中的C2H4,只能用于鉴别烷烃和烯烃;而溴水既可用于鉴别烷烃和烯烃,又可用来除去甲烷中的乙烯。
思考:如何配制乙醇和浓硫酸的混合溶液?
提示:先向烧杯中加入乙醇,再将浓硫酸缓慢加入到乙醇中,边加边搅拌。 【实验6】 乙醇的氧化反应
(1) 向一支试管中加入3~5 mL乙醇,取一根10~15 cm的铜丝,下端绕成螺旋状,在酒精灯上灼烧至红热,插入乙醇中,反复几次,注意观察实验现象,小心闻试管中液体产生的气味。
现象:铜丝在酒精灯上灼烧,铜丝由红色变为黑色。伸入乙醇中,黑色又变为红色。试管中产生刺激性气味的气体。
注意事项:铜丝在乙醇的氧化中起催化作用。2Cu+O2
2CuO, CH3CH2OH+CuO
CH3CHO+H2O+Cu。
(2) 在试管中加入少量K2Cr2O7酸性溶液,然后滴加少量乙醇,充分振荡。观察并记录实验现象。 现象:溶液由橙黄色变为绿色。
注意事项:乙醇被K2Cr2O7酸性溶液氧化,其氧化过程分两步,第一步氧化成乙醛,乙醛继续被氧化成乙酸。引申:乙醇可以使酸性KMnO4溶液褪色。
【实验7】 苯酚的性质 实 验 (1) 向盛有少量苯酚晶体的试管中加入2 mL蒸馏水,振荡试管 (2) 向试管中逐滴加入5%的NaOH溶液
现 象 变浑浊 变澄清 8