201*屆高三化學(xué)基礎(chǔ)復(fù)習(xí)知識(shí)點(diǎn)總結(jié):化學(xué)實(shí)驗(yàn)
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第四部分化學(xué)實(shí)驗(yàn)
(一)化學(xué)實(shí)驗(yàn)常用儀器1、可加熱的儀器
⑴可直接加熱的儀器。試管、坩堝、蒸發(fā)皿、石棉網(wǎng)、燃燒匙、玻璃棒、鉑絲。
⑵可間接加熱(加墊石棉網(wǎng)加熱、水浴加熱等),但不能直接的儀器。燒杯、圓底燒瓶、平底燒瓶、蒸餾燒瓶、錐形瓶。2、用于計(jì)量的儀器⑴測(cè)量物質(zhì)質(zhì)量的儀器
A、粗測(cè)托盤天平(有砝碼、鑷子與之配套)。
B、精測(cè)分析天平、電子天平(中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)不作要求)。⑵測(cè)量液體體積的儀器A、粗測(cè)量筒、量杯
B、精測(cè)滴定管(分酸式和堿式)、容量瓶(限用于配制一定體積濃度準(zhǔn)確的溶液中)、移液管。⑶用于物質(zhì)分離的主要玻璃儀器⑴分液分液漏斗、燒杯
⑵過(guò)濾過(guò)濾漏斗、濾紙、玻璃棒、燒杯
⑶液體蒸發(fā)蒸發(fā)皿(有玻璃質(zhì)的,也有瓷質(zhì)的)、玻璃棒、蒸餾燒瓶(必要時(shí)要配備溫度計(jì)、冷凝管、牛角管)、酒精燈4、物質(zhì)儲(chǔ)存儀器
⑴儲(chǔ)存氣體集氣瓶、儲(chǔ)氣瓶
⑵儲(chǔ)存固體廣口試劑瓶,它又分為:無(wú)色玻璃瓶和棕色玻璃瓶;磨砂玻璃塞瓶和絲扣塑料塞瓶;塑料瓶;水槽。
(二)儀器的裝配和拆卸
裝配儀器時(shí),首先要根據(jù)儀器裝置圖,選擇合適的儀器和附件,然后進(jìn)行儀器和附件的連接和全套儀器的總裝配。操作規(guī)律為:1、“先后”規(guī)律
⑴“先下后上”:如制Cl2的發(fā)生裝置組裝順序是:放鐵架臺(tái)→擺酒精燈→固定鐵圈→放石棉網(wǎng)→固定圓底燒瓶。
⑵“先左后上”:如制Cl2:發(fā)生裝置→洗氣裝置→干燥裝置→收集裝置→尾氣處理裝置。⑶“先塞后定”:當(dāng)被固定儀器上連有塞子時(shí),應(yīng)先塞好塞子,再行固定。
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⑷“先固后液”:當(dāng)反應(yīng)物既有固體又有液體時(shí),應(yīng)向反應(yīng)器中先加入固體,后加入液體。⑸“先查后裝”:先檢查氣密性,后裝入藥品和固定裝置。⑹“先吸后干”:先將氣體通過(guò)溶液吸收非水雜質(zhì),再行干燥。⑺“先組后燃”:先組裝好整套裝置并加入試劑,再點(diǎn)燃酒精燈。⑻“先撤后滅”:實(shí)驗(yàn)完畢后,應(yīng)先從水中撤出導(dǎo)管,后熄滅酒精燈。
⑼“先燃后滅”:有多個(gè)酒精燈的實(shí)驗(yàn),開(kāi)始應(yīng)先點(diǎn)燃制氣裝置中的酒精燈,后點(diǎn)燃其他裝置中的酒精燈,如用CO還原Fe2O3,應(yīng)先點(diǎn)燃制CO的酒精燈,后點(diǎn)燃燃燒CO的酒精燈,再點(diǎn)燃熱還原裝置中的酒精燈,實(shí)驗(yàn)完畢后,應(yīng)相反。
⑽“先通氫、后點(diǎn)燈、先滅燈、后停氫”:即用H2還原CuO的操作順序。2、“進(jìn)出”規(guī)律
⑴“長(zhǎng)進(jìn)短出”:洗氣瓶的安裝。(或“深入淺出”)⑵“短進(jìn)長(zhǎng)出”:量氣瓶的安裝
⑶“粗進(jìn)細(xì)出”:球形干燥管干燥氣體時(shí)的安裝。⑷“低進(jìn)高出”:冷凝管中水流方向3、性質(zhì)實(shí)驗(yàn)和制備實(shí)驗(yàn)中操作順序
⑴做Fe絲(在O2中)、Cu絲(在Cl2中)、Mg(在CO2中)等燃燒實(shí)驗(yàn)時(shí),應(yīng)先在集氣瓶中鋪一層薄細(xì)沙或加入少量水,以防熔物炸裂瓶底。⑵制備膠體:如Fe(OH)3溶膠(沸水)玻璃。
⑶苯的硝化,先加入濃硝酸,再加濃硫酸,冷卻,滴入苯。
⑷配銀氨溶液:向AgNO3溶液中滴入稀氨水,產(chǎn)生白色沉淀后繼續(xù)加氨水到沉淀剛好消失。(三)物質(zhì)的分離與提純1、物質(zhì)的分離與提純的含義
物質(zhì)的分離是指將混合物中的物質(zhì)一一分開(kāi);物質(zhì)的提純是指將物質(zhì)中的其他物質(zhì)(也叫雜質(zhì))除去,得到較為純凈的物質(zhì)。
物質(zhì)的提純和分離應(yīng)遵循以下幾點(diǎn):被提純或分離物物質(zhì),最終不能再引入新的雜質(zhì)(即除雜不加雜);盡量不減少被提純和分離的物質(zhì);采用的方法應(yīng)盡量使被提純和分離的物質(zhì)跟其他物質(zhì)易分離開(kāi);如果在分離操作中,被分離的物質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)槠渌镔|(zhì),應(yīng)采用適當(dāng)方法將其恢復(fù)為原物質(zhì),可記作:不增;不減;易分;復(fù)原。
2、物質(zhì)的分離與提純的常用方法。
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滴入FeCl3飽和溶液加熱至沸;制硅酸溶膠應(yīng)向過(guò)量鹽酸中加入水世紀(jì)金榜圓您夢(mèng)想
⑴過(guò)濾法
液體中混有不溶性固體物質(zhì)時(shí)使用,要點(diǎn):一角、二低、三接觸。⑵蒸發(fā)法
將溶液中的溶劑蒸發(fā)掉,得到溶質(zhì)的分離方法⑶結(jié)晶法
根據(jù)兩種可溶性固體物質(zhì)在同一溶劑中,其溶解度受溫度影響大小的不同,將溶液蒸發(fā)溶劑或使高溫飽和溶液降溫得到一種晶體的方法,例如,分離NaCl和KNO3的混合物,結(jié)晶之后還要過(guò)濾。⑷萃取和分液法
分液是把兩種不相混溶的液體分開(kāi)的操作,使用的主要儀器是分液漏斗
萃取是利用溶質(zhì)在互不相溶的溶劑里溶解度的不同,用一種溶劑把溶質(zhì)從它與另一溶劑組成的溶液里提取出來(lái)的方法,應(yīng)注意,萃取劑跟另一種溶劑的密度應(yīng)相差較大且互不相溶,以利于靜置時(shí)分層。⑸蒸餾法
把沸點(diǎn)不同的幾種液體物質(zhì)的混合物,通過(guò)控制溫度加熱再冷凝,先后得到一種或幾種較純凈的物質(zhì)的方法叫蒸餾,能先后得到幾種分離產(chǎn)物的蒸餾又叫分餾,例如,石油的分餾。⑹滲析法
把混有離子或小分子雜質(zhì)的膠體溶液裝入半透膜的袋里,并把這個(gè)袋放在溶劑中,從而使離子或小分子從膠體溶液里分離出來(lái)的操作叫滲析。⑺升華法
固體混合物中有某種物質(zhì)具有升華特性時(shí),可用加熱升華再凝華的方法加以分離,如NaCl中混有I2,就可用升華法分離。⑻洗氣瓶?jī)?nèi)除雜法
此方法適應(yīng)于氣體的除雜,如將不干燥的H2通過(guò)洗氣瓶中的濃H2SO4可除去H2O蒸氣,將SO2、CO2的混合氣體通過(guò)洗氣瓶中的NaHCO3溶液可除去SO2等等,常用的洗氣瓶為自制簡(jiǎn)易洗氣瓶。⑼干燥管內(nèi)的除雜法
此方法適用于氣體的除雜,如將不干燥的CH4通過(guò)干燥管中的堿石灰可使CH4干燥,將CO2、O2的混合氣體通過(guò)干燥管中的Na2O2可除去CO2等等。⑽直接加熱法
混合物中混有熱穩(wěn)定性差的物質(zhì)時(shí),可直接加熱,使熱穩(wěn)定性差的物質(zhì)分解而分離出去,有時(shí)受熱后轉(zhuǎn)變?yōu)楸惶峒兾镔|(zhì)。例:食鹽中混有氯化銨,氯化鉀中混有氯酸鉀,純堿中混有小蘇打等。⑾高溫管內(nèi)轉(zhuǎn)化法
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該方法適合于氣體的除雜,如將N2、O2的混和氣體通過(guò)高溫管中的Cu網(wǎng)時(shí),可除去O2。⑿酸化法
即使雜質(zhì)與酸反應(yīng)而轉(zhuǎn)化為非雜質(zhì)成分或轉(zhuǎn)化為易揮發(fā)的氣體而除雜的方法。如向Na2CO3與NaHCO3的混合溶液中通入過(guò)量的CO2氣體,可使Na2CO3轉(zhuǎn)化為NaHCO3。(四)化學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與評(píng)價(jià)1、化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)的基本要求
⑴科學(xué)性:所謂科學(xué)性是指實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)操作程序和方法必須正確。例如,鑒別Na2SO4和NaI,在試劑的選擇上就不宜選用HNO3等具有氧化性的酸。在操作程序的設(shè)計(jì)上,應(yīng)取少量固體先溶解,然后再取少量配成的溶液并再加入試劑,而不能將樣品全部溶解或在溶解后的全部溶液中加入試劑。⑵安全性:實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)應(yīng)盡量避免使用有毒藥品和進(jìn)行具有一定危險(xiǎn)性的實(shí)驗(yàn)操作。
⑶可行性:實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)應(yīng)切實(shí)可行,所選用的化學(xué)藥品、儀器、設(shè)備和方法等在中學(xué)現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)條件下能夠得到滿足。
⑷簡(jiǎn)約性:實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)應(yīng)盡可能簡(jiǎn)單易行,應(yīng)采用簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)裝置,用較少的實(shí)驗(yàn)步驟和實(shí)驗(yàn)藥品,并能在較短的時(shí)間內(nèi)完成實(shí)驗(yàn)。2、化學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的基本思路
⑴明確目的的原理:首先必須認(rèn)真審題,明確實(shí)驗(yàn)的目的要求,弄清題目有哪些新的信息,綜合已學(xué)過(guò)的知識(shí),通過(guò)類比、遷移、分析,從而明確實(shí)驗(yàn)原理。
⑵選擇儀器藥品:根據(jù)實(shí)驗(yàn)的目的和原理以及反應(yīng)物和生成物的性質(zhì)、反應(yīng)條件,如反應(yīng)和生成物的狀態(tài)、能否腐蝕儀器和橡皮、反應(yīng)是否加熱及溫度是否控制在一定范圍等,從而選擇合理的化學(xué)儀器和藥品。
⑶設(shè)計(jì)裝置步驟:根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮驮恚约八x用的實(shí)驗(yàn)儀器和藥品,設(shè)計(jì)出合理的實(shí)驗(yàn)裝置和實(shí)驗(yàn)操作步驟,學(xué)生應(yīng)具備識(shí)別和繪制典型的實(shí)驗(yàn)儀器裝置圖的能力,實(shí)驗(yàn)步驟應(yīng)完整而又簡(jiǎn)明。⑷記錄現(xiàn)象數(shù)據(jù):根據(jù)觀察,全面準(zhǔn)確地記錄實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的現(xiàn)象和數(shù)據(jù)。
⑸分析得出結(jié)論:根據(jù)實(shí)驗(yàn)觀察的現(xiàn)象和記錄的數(shù)據(jù),通過(guò)分析、計(jì)算、圖表、推理等處理,得出正確的結(jié)論。
3、評(píng)價(jià)確定最佳實(shí)驗(yàn)方案⑴優(yōu)化思路
實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)就是要求學(xué)生利用化學(xué)知識(shí),設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)完成預(yù)期目的。設(shè)計(jì)時(shí)一定要有目的性,設(shè)計(jì)周密、可行、優(yōu)化的方案。
例如:如何以還原性鐵粉為原料制備Fe(OH)2,并觀察它在空氣中的氧化過(guò)程。
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應(yīng)分為三步:
⑴FeFe2+②Fe2(SO4)3①直接滴加①H2SO4
⑵Fe2+Fe(OH)2②長(zhǎng)導(dǎo)管伸入①加熱
⑶Fe(OH)2Fe(OH)3②傾斜
+在⑴中,用②比①好,因過(guò)量鐵防止Fe2被氧化;因⑵中,應(yīng)減少O2存在對(duì)Fe(OH)2生成的影響,最佳方案用剛好生成的FeSO4與NaOH反應(yīng),NaOH溶液應(yīng)煮沸,且用長(zhǎng)滴管伸入FeSO4溶液中。在⑶中應(yīng)把試管傾斜使之與O2接觸。反應(yīng)環(huán)境的選擇對(duì)設(shè)計(jì)也有影響。⑵優(yōu)化藥品
在均能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡那疤嵯,考慮用價(jià)格便宜的原料,提高經(jīng)濟(jì)效益。如MgCl2中含有FeCl2,如何除去?現(xiàn)提供信息如下:
漂液(含NaClO)試劑25.2%價(jià)格450(元/噸)
前兩者可除去Fe2,考慮價(jià)格應(yīng)選用漂液。其次要考慮所加藥品不能引進(jìn)新的雜質(zhì),否則也不能達(dá)到實(shí)
+雙氧水(30%)2400NaOH210Na2CO3600鹵塊(MgCl230%)3100驗(yàn)?zāi)康囊。⑶?yōu)化裝置
在設(shè)計(jì)裝置中,要求儀器簡(jiǎn)單、操作方便、安全合理,突破思維定勢(shì),開(kāi)發(fā)儀器功能。如洗氣瓶的多種用途,組裝一套簡(jiǎn)單的啟普發(fā)生器等,需要學(xué)生在不違背儀器使用方法的前提下,大膽動(dòng)腦,合理拓展思維,使實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案在現(xiàn)有儀器前提下能得以實(shí)現(xiàn)。⑷優(yōu)化實(shí)驗(yàn)順序
①儀器的安裝順序:先豎向:從下至上;后橫向:從左至右
②裝置圖的連接:整套裝置大體的連接順序是:制取→除雜→干燥→主體實(shí)驗(yàn)→尾氣處理。而就單個(gè)裝置的連接要注意:“五進(jìn)五出”:氣體的流向通常是左進(jìn)右出;洗氣瓶作洗氣用時(shí)長(zhǎng)(管)進(jìn)短(管)出;洗氣瓶作量氣(制出的氣體從洗氣瓶中把壓到量筒中)用時(shí)短(管)進(jìn)長(zhǎng)(管)出;干燥管干燥氣體粗(端)進(jìn)細(xì)(端)出;冷凝管用的水下進(jìn)上出(逆流原理)。
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③氣體的干燥順序:需收集的氣體,經(jīng)過(guò)系列洗氣除雜后再干燥、收集,不能干燥后又洗氣。需要某氣體進(jìn)行加熱反應(yīng)(如CO、H2與CuO、Fe2O3的反應(yīng))時(shí),先干燥再反應(yīng)。
④加熱的先后順序:同一實(shí)驗(yàn)中有幾處需要加熱時(shí),通常先加熱制氣裝置,待產(chǎn)生的氣體把系統(tǒng)內(nèi)的空氣排凈后再加熱反應(yīng)的部分。停止加熱時(shí),先停反應(yīng)的部分再停制氣的部分,使產(chǎn)生的氣體繼續(xù)通一會(huì)兒使生成物冷卻,防止又被氧化(如CO還原Fe2O3的實(shí)驗(yàn))
⑤操作的一般順序:程序設(shè)計(jì)→連接儀器→檢查氣密性→裝入藥品→實(shí)驗(yàn)及現(xiàn)象觀察→裝置拆除→儀器清洗。
⑸優(yōu)化實(shí)驗(yàn)安全措施
為使實(shí)驗(yàn)安全可靠,要注意以下幾個(gè)問(wèn)題。①
有毒氣體的尾氣必須處理。通常將H2S、SO2、Cl2、HCl、NO2等用水或NaOH溶液吸改,將
CO點(diǎn)燃燒掉。②③
易燃?xì)怏w如H2、CO、CH4、C2H4、C2H2等點(diǎn)燃這前必須要驗(yàn)純。
用H2、CO還原CuO、Fe2O3等實(shí)驗(yàn),應(yīng)先通氣,等體系內(nèi)的空氣排凈后再加熱,若先加熱后
通氣可能會(huì)發(fā)生爆炸事故。④
加熱制取的氣體用排氣法收集完畢,應(yīng)先將導(dǎo)氣管移出水面,再熄滅酒精燈,防止水倒吸入熱
試管而使試管破裂。
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第四部分化學(xué)實(shí)驗(yàn)
(一)化學(xué)實(shí)驗(yàn)常用儀器1、可加熱的儀器
⑴可直接加熱的儀器。試管、坩堝、蒸發(fā)皿、石棉網(wǎng)、燃燒匙、玻璃棒、鉑絲。
⑵可間接加熱(加墊石棉網(wǎng)加熱、水浴加熱等),但不能直接的儀器。燒杯、圓底燒瓶、平底燒瓶、蒸餾燒瓶、錐形瓶。2、用于計(jì)量的儀器⑴測(cè)量物質(zhì)質(zhì)量的儀器
A、粗測(cè)托盤天平(有砝碼、鑷子與之配套)。
B、精測(cè)分析天平、電子天平(中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)不作要求)。⑵測(cè)量液體體積的儀器A、粗測(cè)量筒、量杯
B、精測(cè)滴定管(分酸式和堿式)、容量瓶(限用于配制一定體積濃度準(zhǔn)確的溶液中)、移液管。
⑶用于物質(zhì)分離的主要玻璃儀器⑴分液分液漏斗、燒杯
⑵過(guò)濾過(guò)濾漏斗、濾紙、玻璃棒、燒杯
⑶液體蒸發(fā)蒸發(fā)皿(有玻璃質(zhì)的,也有瓷質(zhì)的)、玻璃棒、蒸餾燒瓶(必要時(shí)要配備溫度計(jì)、冷凝管、牛角管)、酒精燈4、物質(zhì)儲(chǔ)存儀器
⑴儲(chǔ)存氣體集氣瓶、儲(chǔ)氣瓶
⑵儲(chǔ)存固體廣口試劑瓶,它又分為:無(wú)色玻璃瓶和棕色玻璃瓶;磨砂玻璃塞瓶和絲扣塑料塞瓶;塑料瓶;水槽。(二)儀器的裝配和拆卸
裝配儀器時(shí),首先要根據(jù)儀器裝置圖,選擇合適的儀器和附件,然后進(jìn)行儀器和附件的連接和全套儀器的總裝配。操作規(guī)律為:1、“先后”規(guī)律
⑴“先下后上”:如制Cl2的發(fā)生裝置組裝順序是:放鐵架臺(tái)→擺酒精燈→固定鐵圈→放石棉網(wǎng)→固定圓底燒瓶。
⑵“先左后上”:如制Cl2:發(fā)生裝置→洗氣裝置→干燥裝置→收集裝置→尾氣處理裝置。⑶“先塞后定”:當(dāng)被固定儀器上連有塞子時(shí),應(yīng)先塞好塞子,再行固定。
⑷“先固后液”:當(dāng)反應(yīng)物既有固體又有液體時(shí),應(yīng)向反應(yīng)器中先加入固體,后加入液體。⑸“先查后裝”:先檢查氣密性,后裝入藥品和固定裝置。⑹“先吸后干”:先將氣體通過(guò)溶液吸收非水雜質(zhì),再行干燥。⑺“先組后燃”:先組裝好整套裝置并加入試劑,再點(diǎn)燃酒精燈。⑻“先撤后滅”:實(shí)驗(yàn)完畢后,應(yīng)先從水中撤出導(dǎo)管,后熄滅酒精燈。
⑼“先燃后滅”:有多個(gè)酒精燈的實(shí)驗(yàn),開(kāi)始應(yīng)先點(diǎn)燃制氣裝置中的酒精燈,后點(diǎn)燃其他裝置中的酒精燈,如用CO還原Fe2O3,應(yīng)先點(diǎn)燃制CO的酒精燈,后點(diǎn)燃燃燒CO的酒精燈,再點(diǎn)燃熱還原裝置中的酒精燈,實(shí)驗(yàn)完畢后,應(yīng)相反。
⑽“先通氫、后點(diǎn)燈、先滅燈、后停氫”:即用H2還原CuO的操作順序。2、“進(jìn)出”規(guī)律
⑴“長(zhǎng)進(jìn)短出”:洗氣瓶的安裝。(或“深入淺出”)⑵“短進(jìn)長(zhǎng)出”:量氣瓶的安裝
⑶“粗進(jìn)細(xì)出”:球形干燥管干燥氣體時(shí)的安裝。⑷“低進(jìn)高出”:冷凝管中水流方向3、性質(zhì)實(shí)驗(yàn)和制備實(shí)驗(yàn)中操作順序
⑴做Fe絲(在O2中)、Cu絲(在Cl2中)、Mg(在CO2中)等燃燒實(shí)驗(yàn)時(shí),應(yīng)先在集氣瓶中鋪一層薄細(xì)沙或加入少量水,以防熔物炸裂瓶底。⑵制備膠體:如Fe(OH)3溶膠(沸水)酸中加入水玻璃。
⑶苯的硝化,先加入濃硝酸,再加濃硫酸,冷卻,滴入苯。
⑷配銀氨溶液:向AgNO3溶液中滴入稀氨水,產(chǎn)生白色沉淀后繼續(xù)加氨水到沉淀剛好消失。(三)物質(zhì)的分離與提純1、物質(zhì)的分離與提純的含義
物質(zhì)的分離是指將混合物中的物質(zhì)一一分開(kāi);物質(zhì)的提純是指將物質(zhì)中的其他物質(zhì)(也叫雜質(zhì))除去,得到較為純凈的物質(zhì)。
物質(zhì)的提純和分離應(yīng)遵循以下幾點(diǎn):被提純或分離物物質(zhì),最終不能再引入新的雜質(zhì)(即除雜不加雜);盡量不減少被提純和分離的物質(zhì);采用的方法應(yīng)盡量使被提純和分離的物質(zhì)跟其
滴入FeCl3飽和溶液加熱至沸;制硅酸溶膠應(yīng)向過(guò)量鹽
他物質(zhì)易分離開(kāi);如果在分離操作中,被分離的物質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)槠渌镔|(zhì),應(yīng)采用適當(dāng)方法將其恢復(fù)為原物質(zhì),可記作:不增;不減;易分;復(fù)原。2、物質(zhì)的分離與提純的常用方法。⑴過(guò)濾法
液體中混有不溶性固體物質(zhì)時(shí)使用,要點(diǎn):一角、二低、三接觸。⑵蒸發(fā)法
將溶液中的溶劑蒸發(fā)掉,得到溶質(zhì)的分離方法⑶結(jié)晶法
根據(jù)兩種可溶性固體物質(zhì)在同一溶劑中,其溶解度受溫度影響大小的不同,將溶液蒸發(fā)溶劑或使高溫飽和溶液降溫得到一種晶體的方法,例如,分離NaCl和KNO3的混合物,結(jié)晶之后還要過(guò)濾。⑷萃取和分液法
分液是把兩種不相混溶的液體分開(kāi)的操作,使用的主要儀器是分液漏斗
萃取是利用溶質(zhì)在互不相溶的溶劑里溶解度的不同,用一種溶劑把溶質(zhì)從它與另一溶劑組成的溶液里提取出來(lái)的方法,應(yīng)注意,萃取劑跟另一種溶劑的密度應(yīng)相差較大且互不相溶,以利于靜置時(shí)分層。⑸蒸餾法
把沸點(diǎn)不同的幾種液體物質(zhì)的混合物,通過(guò)控制溫度加熱再冷凝,先后得到一種或幾種較純凈的物質(zhì)的方法叫蒸餾,能先后得到幾種分離產(chǎn)物的蒸餾又叫分餾,例如,石油的分餾。⑹滲析法
把混有離子或小分子雜質(zhì)的膠體溶液裝入半透膜的袋里,并把這個(gè)袋放在溶劑中,從而使離子或小分子從膠體溶液里分離出來(lái)的操作叫滲析。⑺升華法
固體混合物中有某種物質(zhì)具有升華特性時(shí),可用加熱升華再凝華的方法加以分離,如NaCl中混有I2,就可用升華法分離。⑻洗氣瓶?jī)?nèi)除雜法
此方法適應(yīng)于氣體的除雜,如將不干燥的H2通過(guò)洗氣瓶中的濃H2SO4可除去H2O蒸氣,將SO2、CO2的混合氣體通過(guò)洗氣瓶中的NaHCO3溶液可除去SO2等等,常用的洗氣瓶為自制簡(jiǎn)易洗氣瓶。
⑼干燥管內(nèi)的除雜法
此方法適用于氣體的除雜,如將不干燥的CH4通過(guò)干燥管中的堿石灰可使CH4干燥,將CO2、O2的混合氣體通過(guò)干燥管中的Na2O2可除去CO2等等。⑽直接加熱法
混合物中混有熱穩(wěn)定性差的物質(zhì)時(shí),可直接加熱,使熱穩(wěn)定性差的物質(zhì)分解而分離出去,有時(shí)受熱后轉(zhuǎn)變?yōu)楸惶峒兾镔|(zhì)。例:食鹽中混有氯化銨,氯化鉀中混有氯酸鉀,純堿中混有小蘇打等。
⑾高溫管內(nèi)轉(zhuǎn)化法
該方法適合于氣體的除雜,如將N2、O2的混和氣體通過(guò)高溫管中的Cu網(wǎng)時(shí),可除去O2。⑿酸化法
即使雜質(zhì)與酸反應(yīng)而轉(zhuǎn)化為非雜質(zhì)成分或轉(zhuǎn)化為易揮發(fā)的氣體而除雜的方法。如向Na2CO3與NaHCO3的混合溶液中通入過(guò)量的CO2氣體,可使Na2CO3轉(zhuǎn)化為NaHCO3。(四)化學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與評(píng)價(jià)1、化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)的基本要求
⑴科學(xué)性:所謂科學(xué)性是指實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)操作程序和方法必須正確。例如,鑒別Na2SO4和NaI,在試劑的選擇上就不宜選用HNO3等具有氧化性的酸。在操作程序的設(shè)計(jì)上,應(yīng)取少量固體先溶解,然后再取少量配成的溶液并再加入試劑,而不能將樣品全部溶解或在溶解后的全部溶液中加入試劑。
⑵安全性:實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)應(yīng)盡量避免使用有毒藥品和進(jìn)行具有一定危險(xiǎn)性的實(shí)驗(yàn)操作。⑶可行性:實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)應(yīng)切實(shí)可行,所選用的化學(xué)藥品、儀器、設(shè)備和方法等在中學(xué)現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)條件下能夠得到滿足。
⑷簡(jiǎn)約性:實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)應(yīng)盡可能簡(jiǎn)單易行,應(yīng)采用簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)裝置,用較少的實(shí)驗(yàn)步驟和實(shí)驗(yàn)藥品,并能在較短的時(shí)間內(nèi)完成實(shí)驗(yàn)。2、化學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的基本思路
⑴明確目的的原理:首先必須認(rèn)真審題,明確實(shí)驗(yàn)的目的要求,弄清題目有哪些新的信息,綜合已學(xué)過(guò)的知識(shí),通過(guò)類比、遷移、分析,從而明確實(shí)驗(yàn)原理。
⑵選擇儀器藥品:根據(jù)實(shí)驗(yàn)的目的和原理以及反應(yīng)物和生成物的性質(zhì)、反應(yīng)條件,如反應(yīng)和生成物的狀態(tài)、能否腐蝕儀器和橡皮、反應(yīng)是否加熱及溫度是否控制在一定范圍等,從而選擇合理的化學(xué)儀器和藥品。
⑶設(shè)計(jì)裝置步驟:根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮驮,以及所選用的實(shí)驗(yàn)儀器和藥品,設(shè)計(jì)出合理的實(shí)驗(yàn)裝置和實(shí)驗(yàn)操作步驟,學(xué)生應(yīng)具備識(shí)別和繪制典型的實(shí)驗(yàn)儀器裝置圖的能力,實(shí)驗(yàn)步
驟應(yīng)完整而又簡(jiǎn)明。
⑷記錄現(xiàn)象數(shù)據(jù):根據(jù)觀察,全面準(zhǔn)確地記錄實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的現(xiàn)象和數(shù)據(jù)。
⑸分析得出結(jié)論:根據(jù)實(shí)驗(yàn)觀察的現(xiàn)象和記錄的數(shù)據(jù),通過(guò)分析、計(jì)算、圖表、推理等處理,得出正確的結(jié)論。
3、評(píng)價(jià)確定最佳實(shí)驗(yàn)方案⑴優(yōu)化思路
實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)就是要求學(xué)生利用化學(xué)知識(shí),設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)完成預(yù)期目的。設(shè)計(jì)時(shí)一定要有目的性,設(shè)計(jì)周密、可行、優(yōu)化的方案。
例如:如何以還原性鐵粉為原料制備Fe(OH)2,并觀察它在空氣中的氧化過(guò)程。應(yīng)分為三步:
⑴FeFe2+②Fe2(SO4)3①直接滴加①H2SO4
⑵Fe2+Fe(OH)2②長(zhǎng)導(dǎo)管伸入①加熱
⑶Fe(OH)2Fe(OH)3②傾斜
在⑴中,用②比①好,因過(guò)量鐵防止Fe2+被氧化;因⑵中,應(yīng)減少O2存在對(duì)Fe(OH)2生成的影響,最佳方案用剛好生成的FeSO4與NaOH反應(yīng),NaOH溶液應(yīng)煮沸,且用長(zhǎng)滴管伸入FeSO4溶液中。在⑶中應(yīng)把試管傾斜使之與O2接觸。反應(yīng)環(huán)境的選擇對(duì)設(shè)計(jì)也有影響。⑵優(yōu)化藥品
在均能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡那疤嵯,考慮用價(jià)格便宜的原料,提高經(jīng)濟(jì)效益。如MgCl2中含有FeCl2,如何除去?現(xiàn)提供信息如下:
漂液(含NaClO)試劑25.2%價(jià)格(元/噸)
前兩者可除去Fe,考慮價(jià)格應(yīng)選用漂液。其次要考慮所加藥品不能引進(jìn)新的雜質(zhì),否則也
2+
雙氧水(30%)NaOH2100Na2CO3鹵塊(MgCl230%)45024006003
不能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康囊。⑶?yōu)化裝置
在設(shè)計(jì)裝置中,要求儀器簡(jiǎn)單、操作方便、安全合理,突破思維定勢(shì),開(kāi)發(fā)儀器功能。如洗氣瓶的多種用途,組裝一套簡(jiǎn)單的啟普發(fā)生器等,需要學(xué)生在不違背儀器使用方法的前提下,大膽動(dòng)腦,合理拓展思維,使實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案在現(xiàn)有儀器前提下能得以實(shí)現(xiàn)。⑷優(yōu)化實(shí)驗(yàn)順序
①儀器的安裝順序:先豎向:從下至上;后橫向:從左至右
②裝置圖的連接:整套裝置大體的連接順序是:制取→除雜→干燥→主體實(shí)驗(yàn)→尾氣處理。而就單個(gè)裝置的連接要注意:“五進(jìn)五出”:氣體的流向通常是左進(jìn)右出;洗氣瓶作洗氣用時(shí)長(zhǎng)(管)進(jìn)短(管)出;洗氣瓶作量氣(制出的氣體從洗氣瓶中把壓到量筒中)用時(shí)短(管)進(jìn)長(zhǎng)(管)出;干燥管干燥氣體粗(端)進(jìn)細(xì)(端)出;冷凝管用的水下進(jìn)上出(逆流原理)。③氣體的干燥順序:需收集的氣體,經(jīng)過(guò)系列洗氣除雜后再干燥、收集,不能干燥后又洗氣。需要某氣體進(jìn)行加熱反應(yīng)(如CO、H2與CuO、Fe2O3的反應(yīng))時(shí),先干燥再反應(yīng)。
④加熱的先后順序:同一實(shí)驗(yàn)中有幾處需要加熱時(shí),通常先加熱制氣裝置,待產(chǎn)生的氣體把系統(tǒng)內(nèi)的空氣排凈后再加熱反應(yīng)的部分。停止加熱時(shí),先停反應(yīng)的部分再停制氣的部分,使產(chǎn)生的氣體繼續(xù)通一會(huì)兒使生成物冷卻,防止又被氧化(如CO還原Fe2O3的實(shí)驗(yàn))⑤操作的一般順序:程序設(shè)計(jì)→連接儀器→檢查氣密性→裝入藥品→實(shí)驗(yàn)及現(xiàn)象觀察→裝置拆除→儀器清洗。⑸優(yōu)化實(shí)驗(yàn)安全措施
為使實(shí)驗(yàn)安全可靠,要注意以下幾個(gè)問(wèn)題。①
有毒氣體的尾氣必須處理。通常將H2S、SO2、Cl2、HCl、NO2等用水或NaOH溶液
吸改,將CO點(diǎn)燃燒掉。②③
易燃?xì)怏w如H2、CO、CH4、C2H4、C2H2等點(diǎn)燃這前必須要驗(yàn)純。
用H2、CO還原CuO、Fe2O3等實(shí)驗(yàn),應(yīng)先通氣,等體系內(nèi)的空氣排凈后再加熱,
若先加熱后通氣可能會(huì)發(fā)生爆炸事故。④
加熱制取的氣體用排氣法收集完畢,應(yīng)先將導(dǎo)氣管移出水面,再熄滅酒精燈,防
止水倒吸入熱試管而使試管破裂。
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