专题03 常见非金属及其应用-【实验攻略】备战2025年高考化学教材重点实验清单一遍过

专题03 常见非金属及其应用 目 录 实验1 氯气的性质 实验2 氯水的性质及成分探究 实验3 氯气的制备及检验 实验4 二氧化硫的性质 实验5 用化学沉淀法去除粗盐中的杂质离子 实验6 不同价态含硫物质的转化 实验7 喷泉实验 实验8 铵盐的性质 实验9 氨气的制备 实验10 硝酸的性质 实验1 氯气的性质 氢气在氯气中燃烧 实验装置 实验原理 点燃：H2＋Cl2=====2HCl 实验用品 氢气、氯气；集气瓶。 实验步骤 在空气中点燃氢气，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 氢气在氯气中安静地燃烧，发出苍白色火焰，集气瓶口上方出现白雾。 实验结论 氢气在氯气中能够燃烧。 ①氯气和氢气的混合气体在强光照射时爆炸，产生此现象的原因是 H2和Cl2混合后，光照时反应瞬间完成，放出的热量使气体急剧膨胀而发生爆炸。 ②燃烧是指发热发光的剧烈的化学反应。它强调的是：a.发光时也要发热；b.反应剧烈；c.实质是剧烈的氧化还原反应；d.不一定要有氧的参加。 实验2 氯水的性质及成分探究 探究氯气的漂白性 实验装置 实验原理 Cl2＋H2O HCl＋HClO，次氯酸有强氧化性，能使有机色素氧化从而导致其褪色。 实验用品 有色纸条或布条、有色花瓣、新制氯水、氯气；集气瓶，玻璃片、镊子。 实验步骤 ①取干燥的和湿润的有色纸条（或布条）各一条，分别放入两个盛有干燥氯气的集气瓶中，盖上玻璃片。观察现象。 ②将有有色鲜花放入盛满干燥氯气的集气瓶中，盖上玻璃片。观察现象。 实验现象 ①干燥的有色纸条（或布条）放入盛有干燥氯气的集瓶后没有明显变化；湿润的有色纸条（或布条)放入盛有干燥氯气的集气瓶，纸条或布条的颜色变浅，一段时间后，颜色褪去。 ②有色鲜花放入盛有干燥氯气的集气瓶后，鲜花褪色。 实验结论 干燥的氯气没有漂白性；氯水中的次氯酸具有强氧化性，可以漂白有色物质。 实验说明 氯气与水反应生成盐酸和次氯酸，次氯酸具有强氧化性，可以漂白有色物质，湿润的有色纸条（或布条）、有色鲜花中都含有水，可以和氯气反应生成次氯酸，因而二者会褪色。干燥的氯气中没有次氯酸，因而没有漂白性。 1.氯水的组成及性质在应用中的常见误区 （1）氯水中因HClO见光分解，随着HClO的消耗，最后成为盐酸，故久置氯水酸性增加，无漂白性。因此，氯水要现用现配。 （2）制取氯水的反应为Cl2＋H2OHCl＋HClO，反应中Cl2既是氧化剂，又是还原剂。 （3）Cl2尽管有较强的氧化性，但没有漂白性，氯水具有漂白性是因为Cl2与水反应生成了强氧化性的HClO。 （4）ClO－与Fe2＋、I－、S2－、HS－、SO等在水中因发生氧化还原反应而不能大量共存。 2.新制氯水的多种成分决定了它具有多重性质，在不同的化学反应中，氯水中参与反应的微粒不同。 实验3 氯气的制备及检验 1．制取原理 实验室通常用强氧化剂MnO2、KMnO4、K2Cr2O7、KClO3、Ca(ClO)2等氧化浓盐酸制取氯气。 （1）用MnO2制取Cl2的化学方程式：MnO2＋4HCl(浓)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O。 （2）其他制备Cl2的化学反应原理（特点：不需要加热） ①14HCl(浓)＋K2Cr2O7=2KCl＋2CrCl3＋7H2O＋3Cl2↑ ②16HCl(浓)＋2KMnO4=2KCl＋2MnCl2＋8H2O＋5Cl2↑ ③6HCl(浓)＋KClO3=KCl＋3H2O＋3Cl2↑ ④4HCl(浓)＋Ca(ClO)2=CaCl2＋2Cl2↑＋2H2O 2．实验装置 注：实验装置改进 （1）制备装置 橡皮管a的作用：使圆底烧瓶与分液漏斗内气压相等，保证液体顺利流下。 （2）净化装置 改进作用①装置中长颈漏斗的作用除用于检查装置气密性外，还可以检查整套装置是否发生堵塞。若发生堵塞现象为：长颈漏斗中液面上升。 ②该装置的作用之一是观察气体的生成速率。 （3）干燥装置 改进作用：用无水氯化钙或五氧化二磷固体同样能吸收氯气中的水蒸气，且操作方便安全，但不能用碱石灰。 3．制取流程 （1）制备装置类型：固体＋液体气体 （2）净化方法：用饱和食盐水除去HCl，再用浓硫酸除去水蒸气。 （3）收集方法：①氯气的密度比空气大，可用向上排空气法收集②氯气在饱和食盐中的溶解度较小，可用排饱和食盐水法收集。 （4）验满方法：①将湿润的淀粉­KI试纸靠近盛Cl2的试剂瓶口，观察到试纸立即变蓝，则证明已集满；②将湿润的蓝色石蕊试纸靠近盛Cl2的试剂瓶口，观察到试纸先变红后退色，则证明已集满；③根据氯气的颜色，装置充满了黄绿色气体，则证明已集满。 （5）尾气吸收：用强碱溶液(如NaOH溶液)吸收。 实验室制取氯气的注意事项 （1）反应物的选择：必须用浓盐酸，稀盐酸与MnO2不反应，且随着反应的进行，浓盐酸变为稀盐酸时，反应停止，故盐酸中的HCl不可能全部参加反应。 （2）加热温度：不宜过高，以减少HCl挥发。 （3）实验结束后，先使反应停止并排出残留的Cl2后，再拆卸装置，避免污染空气。 （4）尾气吸收时，用NaOH溶液吸收Cl2，不能用澄清石灰水吸收，因为澄清石灰水中含Ca(OH)2的量少，吸收不完全。 实验4 二氧化硫的性质 1.实验探究二氧化硫溶于水 实验装置 实验原理 SO2＋H2O H2SO3 实验用品 二氧化硫、水、试管、橡胶塞、水槽 实验步骤 如图5-2所示，把充满SO2、塞有橡胶塞的试管倒立在水中，在水面下打开橡胶塞，观察试管内液面的上升待液面高度不再明显变化时，在水下用橡胶塞塞紧试管口，取出试管，用pH试纸测定试管中溶液的酸碱度（保留该溶液供实验5-2使用) 实验现象 试管内液面上升 实验结论 SO2易溶于水 实验说明 1体积水可溶解40体积SO2 2.SO2的特性——漂白性 实验装置 实验原理 二氧化硫与有机色素反应生成不稳定的无色物质，受热分解又生成有色物质 实验用品 二氧化硫、水、石蕊溶液、品红溶液；试管、胶塞、水槽、胶头滴管、pH 试纸。 实验步骤 用试管取2L在实验5—1中得到的溶液，向其中滴入1-2滴品红溶液，振荡，观察溶液的颜色变化。然后加热试管，注意通风，再观察溶液的变化 实验现象 滴加品红溶液后，溶液先变红，振荡后褪色，再加热后溶液颜色恢复红色，同时有刺激性气味 的气体生成。 实验结论 SO2具有漂白性，但生成的化合物不稳定。 实验说明 亚硫酸、亚硫酸氢盐、亚硫酸盐也有此性质 1.常见漂白性物质的漂白原理分析 漂白性物质 SO2 HClO、H2O2、Na2O2、O3 活性炭 漂白原理 与有色物质结合成无色物质 将有色物质氧化为无色物质 吸附有色物质 变化类型 化学变化 化学变化 物理变化 是否可逆 可逆，加热或久置后恢复原来颜色 不可逆，加热或久置后不恢复原来颜色 处理后可重复使用 2.SO2和氯水的漂白性比较 （1）原理比较 物质 氯水 SO2 漂白原理 HClO具有强氧化性，将有色物质氧化成稳定的无色物质 SO2跟某些有色物质化合生成不稳定的无色物质 反应类型 氧化还原反应 化合反应 特点 具有不可逆性，久置不恢复原色 具有可逆性，久置能恢复原色 应用范围 适用于漂白几乎所有的有机色质 仅适用于漂白品红、有色的毛发、丝绸、纸浆、草帽辫等 （2）应用举例 实验5 用化学沉淀法去除粗盐中的杂质离子 （1）物质的分离和提纯的“三个必须”和“四个原则” ① 三个必须 a．除杂试剂必须稍过量。 b．过量试剂必须除尽。 c．除杂途径选最佳，有多种杂质时除杂顺序必须合理。 ② 四个原则 （2）若除去粗盐中杂质(硫酸盐、CaCl2、MgCl2)，将选用的试剂及反应的离子方程式填入下表： 杂质 加入的试剂 离子方程式 硫酸盐 氯化钡溶液 Ba2＋＋SO===BaSO4↓ CaCl2 碳酸钠溶液 Ca2＋＋CO===CaCO3↓ MgCl2 烧碱溶液 Mg2＋＋2OH－===Mg(OH)2↓ （3）试剂加入的顺序 原则：Na2CO3溶液加入顺序在BaCl2溶液之后；加入盐酸在过滤之后。通常顺序可以为 ①BaCl2溶液―→NaOH溶液―→Na2CO3溶液―→盐酸； ②NaOH溶液―→BaCl2溶液―→Na2CO3溶液―→盐酸； ③BaCl2溶液―→Na2CO3溶液―→NaOH溶液―→盐酸。 实验6 不同价态含硫物质的转化 （1）设计实验实现不同价态含硫物质的转化，遵循的原则是科学性、可行性、安全性和绿色化。 （2）实验设计方案 转化目标(价态变化) 选择试剂 实验操作和现象 实验结论 H2→ 二氧化硫、硫化氢、蒸馏水 将H2S和SO2通入水中，生成淡黄色沉淀(或溶液变浑浊) SO2与H2S反应生成单质硫 O2→ O2→H2O4 二氧化硫、新制氯水、BaCl2溶液 将SO2通入新制氯水中，溶液浅黄绿色褪去；再向溶液中滴入氯化钡溶液，产生白色沉淀 二氧化硫在水中能被强氧化剂氧化为SO H2O4→O2 浓硫酸、铜片 加热铜片和浓硫酸的混合物，有刺激性气味气体生成 浓硫酸被金属铜还原为SO2 实验7 喷泉实验 实验装置 实验原理 氨气极易溶于水（NH3＋H2ONH3·H2ONH4+＋OH-），导致容器内的气体压强变小，容器 内外产生压强差，外界大气压将水压入从而形成喷泉。 实验用品 氨气、酚酞溶液、水；圆底烧瓶、玻璃管、胶头滴管、烧杯、铁架台。 实验步骤 如图5-11，在干燥的圆底烧瓶里充满氨，用带有玻璃管和滴管（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）。打开橡胶管上的弹簧夹，挤压滴管，使少量水进入烧瓶。观察并描述现象，分析出现这些现象的可能原因。 实验现象 烧杯中的溶液由玻璃管进入烧瓶，形成喷泉，瓶内液体呈红色。 实验结论 氨极易溶于水，水溶液呈弱碱性。 原理解释 氨极易溶于水，使烧瓶内的压强迅速减小，导致烧杯中的水在大气压的作用下进入烧瓶。 实验说明 ①实验成功的关键：a.装置的气密性要好；b.烧瓶要干燥；c.氨气要充满。 ②若无胶头滴管引发喷泉，可采用热敷法或冷敷法引发喷泉。 喷泉实验是中学化学的重要实验，其本质是形成压强差而引发液体上喷，以教材中的装置（发散源）可设计如图所示多种不同的装置和采用不同的操作（如使气体溶于水、热敷或冷敷、生成气体等）来形成喷泉。 装置（Ⅰ）向集气瓶通入少量空气，将少量水压入烧瓶，导致大量氨溶解，形成喷泉。装置（Ⅱ）省去了胶头滴管，用手（或热毛巾等）捂热烧瓶，氨受热膨胀，赶出玻璃导管内的空气，氨与水接触，即发生喷泉（或用浸冰水的毛巾“冷敷”烧瓶，使水进入烧瓶中，瓶内氨溶于水）。装置（Ⅲ）在水槽中加入能使水温升高的物质致使锥形瓶内酒精因升温而挥发，锥形瓶内气体压强增大而产生喷泉。装置（Ⅳ）向烧瓶中通入一定量的H2S和SO2，现象为有淡黄色粉末状物质生成，瓶内壁附有水珠，NaOH溶液上喷形成喷泉。装置（Ⅴ）打开①处的止水夹并向烧瓶中缓慢通入等体积的HCl气体后关闭该止水夹，等充分反应后再打开②处的止水夹，观察到先有白烟产生，后产生喷泉。装置（Ⅵ）中，挤压胶头滴管，然后打开导管上部的两个活塞，则在右面烧瓶出现喷烟现象，再打开导管下部活塞，则可产生双喷泉。 实验8 铵盐的性质 铵盐(NH)的检验 （1）实验探究 实验装置 [三支试管中分别盛有少量NH4Cl溶液、NH4NO3溶液和(NH4)2SO4溶液] 实验原理 NH＋OH－NH3↑＋H2O，通过NH3使湿润的红色石蕊试纸变蓝来检验NH 实验用品 NH4Cl溶液、NH4NO3溶液、(NH4)2SO4溶液、红色石蕊试纸、NaOH溶液、蒸馏水；试管、胶头滴管。 实验步骤 在NH4Cl溶液、NH4NO3溶液和(NH4)2SO4溶液的三支试管中分别加入NaOH溶液并加热（注意通风），用镊子夹住一片湿润的红色石蕊试纸放在试管口，观察现象，分析产生现象的原因，写出反应的离子方程式。 实验现象 三支试管都能产生能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的无色气体 实验结论 铵盐与强碱反应生成了氨气 实验说明 实验室中，常利用铵盐与强碱反应产生氨这一性质来检验铵根离子的存在和制取氨 （2）铵盐(NH)的检验方法 向铵盐溶液中加入强碱溶液，加热，产生无色气体，用湿润的红色石蕊试纸检验，试纸变蓝色。 实验9 氨气的制备 1．反应原理：利用复分解反应强碱制弱碱 实验室用固体氯化铵和氢氧化钙制取氨气：2NH4Cl＋Ca(OH)2CaCl2＋2NH3↑＋2H2O。 2．药品的选择： ①铵盐：制取NH3时，一般用NH4Cl而不用NH4NO3、(NH4)2SO4或(NH4)2CO3，原因如下： 铵盐 不选用的理由 NH4NO3 受热分解，会发生爆炸，不安全 (NH4)2SO4 与Ca(OH)2反应时生成CaSO4，反应物呈块状，不利于NH3逸出，且反应后试管难清洗 (NH4)2CO3 受热分解会产生CO2，使收集到的NH3不纯 ②碱：一般用熟石灰，不用NaOH或KOH，因为NaOH或KOH易吸水结块，而且加热时对玻璃仪器腐蚀性较强。 3．实验装置 （1）制取装置：固－固反应加热装置（同制O2） ①发生装置的试管口略向下倾斜； ②加热温度不宜过高，并用酒精灯外焰由前向后逐渐加热。 （2）净化装置——用碱石灰（或固体NaOH、固体CaO）干燥除水 【特别提醒】不能用浓H2SO4、CaCl2干燥，CaCl2与NH3反应：CaCl2+8NH3= CaCl2·8NH3。 （3）收集方法：向下排空气法收集。 收集装置和反应装置的试管和导管必须是干燥的。由于氨气的密度比空气小，因此收集氨气时，导管应插入接近试管的底部。 （4）验满方法： ①用湿润的红色石蕊试纸放置在试管口附近，若变蓝，说明已经收集满。　　 ②用蘸取浓盐酸的玻璃棒靠近试管口，若有白烟生成，说明已经收集满。 （5）尾气处理：多余的氨要吸收掉（可在导管口放一团用水或稀硫酸浸湿的棉花球），以避免污染空气。但多余气体在尾气吸收时要防止倒吸。常采用的装置有： 4.氨气的简易制法 方法 化学方程式(或原理) 气体发生装置 加热浓氨水 氨水具有不稳定性和挥发性，受热易分解。 化学方程式为NH3·H2ONH3↑＋H2O 将浓氨水滴入固体NaOH中 NaOH溶于水放热，促使氨水分解。且OH－浓度的增大有利于NH3的生成 将浓氨水滴入固体CaO或碱石灰中 CaO与水反应，使溶剂(水)减少；反应放热，促使氨水分解。化学方程式为NH3·H2O＋CaO===NH3↑＋Ca(OH)2 实验10 硝酸的性质 （1）实验探究：浓HNO3和稀HNO3与铜的反应 实验装置 实验原理 Cu＋4H＋＋2NO===Cu2＋＋2NO2↑＋2H2O；3Cu＋8H＋＋2NO===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O 实验用品 浓硝酸、稀硝酸、铜丝、氢氧化钠溶液；烧杯、试管、橡胶塞、酒精灯、铁架台。 实验步骤 如图5-14所示，在橡胶塞侧面挖一个凹槽，并嵌入下端卷成螺旋状的铜丝。向两支具支试管中分别加入2mL浓硝酸和稀硝酸，用橡胶塞塞住试管口，使铜丝与硝酸接触。观察并比较实验现象。向上拉铜丝，终止反应。 实验现象 ①装浓硝酸的试管中铜丝溶解，产生红棕色气体，溶液逐渐变绿，铜丝逐渐变细。 ②装稀硝酸的试管中铜丝溶解，试管内开始产生少量无色气体，反应逐渐加快，气体在试管上部变为红棕色，溶液逐渐变蓝，铜丝逐渐变细。 实验结论 浓HNO3与金属铜反应生成NO2，稀HNO3与金属铜反应生成NO，浓HNO3的氧化性更强。 实验说明 ①硝酸几乎能与绝大多数金属（除Au、Pt外）反应，生成高价态金属的硝酸盐，本身一般被还原为NO2或NO。 ②常温下，浓硝酸能使铁、铝钝化。 ③浓硝酸可将碳、磷等非金属单质氧化成高价态的氧化物或含氧酸，本身被还原为 NO2。 浓硝酸与Cu反应时，若Cu过量，反应开始时浓硝酸的还原产物为NO2，但随着反应的进行，硝酸变稀，其还原产物将为NO，最终应得到NO2与NO的混合气体，可利用氧化还原反应过程中化合价升降总数相等的守恒规律求解有关Cu、HNO3和混合气体之间的量的关系。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！1 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题03 常见非金属及其应用 目 录 实验1 氯气的性质 实验2 氯水的性质及成分探究 实验3 氯气的制备及检验 实验4 二氧化硫的性质 实验5 用化学沉淀法去除粗盐中的杂质离子 实验6 不同价态含硫物质的转化 实验7 喷泉实验 实验8 铵盐的性质 实验9 氨气的制备 实验10 硝酸的性质 实验1 氯气的性质 氢气在氯气中燃烧 实验装置 实验原理 点燃：H2＋Cl2=====2HCl 实验用品 氢气、氯气；集气瓶。 实验步骤 在空气中点燃氢气，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 氢气在氯气中安静地燃烧，发出苍白色火焰，集气瓶口上方出现白雾。 实验结论 氢气在氯气中能够燃烧。 ①氯气和氢气的混合气体在强光照射时爆炸，产生此现象的原因是 H2和Cl2混合后，光照时反应瞬间完成，放出的热量使气体急剧膨胀而发生爆炸。 ②燃烧是指发热发光的剧烈的化学反应。它强调的是：a.发光时也要发热；b.反应剧烈；c.实质是剧烈的氧化还原反应；d.不一定要有氧的参加。 实验2 氯水的性质及成分探究 探究氯气的漂白性 实验装置 实验原理 Cl2＋H2O HCl＋HClO，次氯酸有强氧化性，能使有机色素氧化从而导致其褪色。 实验用品 有色纸条或布条、有色花瓣、新制氯水、氯气；集气瓶，玻璃片、镊子。 实验步骤 ①取干燥的和湿润的有色纸条（或布条）各一条，分别放入两个盛有干燥氯气的集气瓶中，盖上玻璃片。观察现象。 ②将有有色鲜花放入盛满干燥氯气的集气瓶中，盖上玻璃片。观察现象。 实验现象 ①干燥的有色纸条（或布条）放入盛有干燥氯气的集瓶后没有明显变化；湿润的有色纸条（或布条)放入盛有干燥氯气的集气瓶，纸条或布条的颜色变浅，一段时间后，颜色褪去。 ②有色鲜花放入盛有干燥氯气的集气瓶后，鲜花褪色。 实验结论 干燥的氯气没有漂白性；氯水中的次氯酸具有强氧化性，可以漂白有色物质。 实验说明 氯气与水反应生成盐酸和次氯酸，次氯酸具有强氧化性，可以漂白有色物质，湿润的有色纸条（或布条）、有色鲜花中都含有水，可以和氯气反应生成次氯酸，因而二者会褪色。干燥的氯气中没有次氯酸，因而没有漂白性。 1.氯水的组成及性质在应用中的常见误区 （1）氯水中因HClO见光分解，随着HClO的消耗，最后成为盐酸，故久置氯水酸性增加，无漂白性。因此，氯水要现用现配。 （2）制取氯水的反应为Cl2＋H2OHCl＋HClO，反应中Cl2既是氧化剂，又是还原剂。 （3）Cl2尽管有较强的氧化性，但没有漂白性，氯水具有漂白性是因为Cl2与水反应生成了强氧化性的HClO。 （4）ClO－与Fe2＋、I－、S2－、HS－、SO等在水中因发生氧化还原反应而不能大量共存。 2.新制氯水的多种成分决定了它具有多重性质，在不同的化学反应中，氯水中参与反应的微粒不同。 实验3 氯气的制备及检验 1．制取原理 实验室通常用强氧化剂MnO2、KMnO4、K2Cr2O7、KClO3、Ca(ClO)2等氧化浓盐酸制取氯气。 （1）用MnO2制取Cl2的化学方程式：MnO2＋4HCl(浓)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O。 （2）其他制备Cl2的化学反应原理（特点：不需要加热） ①14HCl(浓)＋K2Cr2O7=2KCl＋2CrCl3＋7H2O＋3Cl2↑ ②16HCl(浓)＋2KMnO4=2KCl＋2MnCl2＋8H2O＋5Cl2↑ ③6HCl(浓)＋KClO3=KCl＋3H2O＋3Cl2↑ ④4HCl(浓)＋Ca(ClO)2=CaCl2＋2Cl2↑＋2H2O 2．实验装置 注：实验装置改进 （1）制备装置 橡皮管a的作用：使圆底烧瓶与分液漏斗内气压相等，保证液体顺利流下。 （2）净化装置 改进作用①装置中长颈漏斗的作用除用于检查装置气密性外，还可以检查整套装置是否发生堵塞。若发生堵塞现象为：长颈漏斗中液面上升。 ②该装置的作用之一是观察气体的生成速率。 （3）干燥装置 改进作用：用无水氯化钙或五氧化二磷固体同样能吸收氯气中的水蒸气，且操作方便安全，但不能用碱石灰。 3．制取流程 （1）制备装置类型：固体＋液体气体 （2）净化方法：用饱和食盐水除去HCl，再用浓硫酸除去水蒸气。 （3）收集方法：①氯气的密度比空气大，可用向上排空气法收集②氯气在饱和食盐中的溶解度较小，可用排饱和食盐水法收集。 （4）验满方法：①将湿润的淀粉­KI试纸靠近盛Cl2的试剂瓶口，观察到试纸立即变蓝，则证明已集满；②将湿润的蓝色石蕊试纸靠近盛Cl2的试剂瓶口，观察到试纸先变红后退色，则证明已集满；③根据氯气的颜色，装置充满了黄绿色气体，则证明已集满。 （5）尾气吸收：用强碱溶液(如NaOH溶液)吸收。 实验室制取氯气的注意事项 （1）反应物的选择：必须用浓盐酸，稀盐酸与MnO2不反应，且随着反应的进行，浓盐酸变为稀盐酸时，反应停止，故盐酸中的HCl不可能全部参加反应。 （2）加热温度：不宜过高，以减少HCl挥发。 （3）实验结束后，先使反应停止并排出残留的Cl2后，再拆卸装置，避免污染空气。 （4）尾气吸收时，用NaOH溶液吸收Cl2，不能用澄清石灰水吸收，因为澄清石灰水中含Ca(OH)2的量少，吸收不完全。 实验4 二氧化硫的性质 1.实验探究二氧化硫溶于水 实验装置 实验原理 SO2＋H2O H2SO3 实验用品 二氧化硫、水、试管、橡胶塞、水槽 实验步骤 如图5-2所示，把充满SO2、塞有橡胶塞的试管倒立在水中，在水面下打开橡胶塞，观察试管内液面的上升待液面高度不再明显变化时，在水下用橡胶塞塞紧试管口，取出试管，用pH试纸测定试管中溶液的酸碱度（保留该溶液供实验5-2使用) 实验现象 试管内液面上升 实验结论 SO2易溶于水 实验说明 1体积水可溶解40体积SO2 2.SO2的特性——漂白性 实验装置 实验原理 二氧化硫与有机色素反应生成不稳定的无色物质，受热分解又生成有色物质 实验用品 二氧化硫、水、石蕊溶液、品红溶液；试管、胶塞、水槽、胶头滴管、pH 试纸。 实验步骤 用试管取2L在实验5—1中得到的溶液，向其中滴入1-2滴品红溶液，振荡，观察溶液的颜色变化。然后加热试管，注意通风，再观察溶液的变化 实验现象 滴加品红溶液后，溶液先变红，振荡后褪色，再加热后溶液颜色恢复红色，同时有刺激性气味 的气体生成。 实验结论 SO2具有漂白性，但生成的化合物不稳定。 实验说明 亚硫酸、亚硫酸氢盐、亚硫酸盐也有此性质 1.常见漂白性物质的漂白原理分析 漂白性物质 SO2 HClO、H2O2、Na2O2、O3 活性炭 漂白原理 与有色物质结合成无色物质 将有色物质氧化为无色物质 吸附有色物质 变化类型 化学变化 化学变化 物理变化 是否可逆 可逆，加热或久置后恢复原来颜色 不可逆，加热或久置后不恢复原来颜色 处理后可重复使用 2.SO2和氯水的漂白性比较 （1）原理比较 物质 氯水 SO2 漂白原理 HClO具有强氧化性，将有色物质氧化成稳定的无色物质 SO2跟某些有色物质化合生成不稳定的无色物质 反应类型 氧化还原反应 化合反应 特点 具有不可逆性，久置不恢复原色 具有可逆性，久置能恢复原色 应用范围 适用于漂白几乎所有的有机色质 仅适用于漂白品红、有色的毛发、丝绸、纸浆、草帽辫等 （2）应用举例 实验5 用化学沉淀法去除粗盐中的杂质离子 （1）物质的分离和提纯的“三个必须”和“四个原则” ① 三个必须 a．除杂试剂必须稍过量。 b．过量试剂必须除尽。 c．除杂途径选最佳，有多种杂质时除杂顺序必须合理。 ② 四个原则 （2）若除去粗盐中杂质(硫酸盐、CaCl2、MgCl2)，将选用的试剂及反应的离子方程式填入下表： 杂质 加入的试剂 离子方程式 硫酸盐 氯化钡溶液 Ba2＋＋SO===BaSO4↓ CaCl2 碳酸钠溶液 Ca2＋＋CO===CaCO3↓ MgCl2 烧碱溶液 Mg2＋＋2OH－===Mg(OH)2↓ （3）试剂加入的顺序 原则：Na2CO3溶液加入顺序在BaCl2溶液之后；加入盐酸在过滤之后。通常顺序可以为 ①BaCl2溶液―→NaOH溶液―→Na2CO3溶液―→盐酸； ②NaOH溶液―→BaCl2溶液―→Na2CO3溶液―→盐酸； ③BaCl2溶液―→Na2CO3溶液―→NaOH溶液―→盐酸。 实验6 不同价态含硫物质的转化 （1）设计实验实现不同价态含硫物质的转化，遵循的原则是科学性、可行性、安全性和绿色化。 （2）实验设计方案 转化目标(价态变化) 选择试剂 实验操作和现象 实验结论 H2→ 二氧化硫、硫化氢、蒸馏水 将H2S和SO2通入水中，生成淡黄色沉淀(或溶液变浑浊) SO2与H2S反应生成单质硫 O2→ O2→H2O4 二氧化硫、新制氯水、BaCl2溶液 将SO2通入新制氯水中，溶液浅黄绿色褪去；再向溶液中滴入氯化钡溶液，产生白色沉淀 二氧化硫在水中能被强氧化剂氧化为SO H2O4→O2 浓硫酸、铜片 加热铜片和浓硫酸的混合物，有刺激性气味气体生成 浓硫酸被金属铜还原为SO2 实验7 喷泉实验 实验装置 实验原理 氨气极易溶于水（NH3＋H2ONH3·H2ONH4+＋OH-），导致容器内的气体压强变小，容器 内外产生压强差，外界大气压将水压入从而形成喷泉。 实验用品 氨气、酚酞溶液、水；圆底烧瓶、玻璃管、胶头滴管、烧杯、铁架台。 实验步骤 如图5-11，在干燥的圆底烧瓶里充满氨，用带有玻璃管和滴管（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）。打开橡胶管上的弹簧夹，挤压滴管，使少量水进入烧瓶。观察并描述现象，分析出现这些现象的可能原因。 实验现象 烧杯中的溶液由玻璃管进入烧瓶，形成喷泉，瓶内液体呈红色。 实验结论 氨极易溶于水，水溶液呈弱碱性。 原理解释 氨极易溶于水，使烧瓶内的压强迅速减小，导致烧杯中的水在大气压的作用下进入烧瓶。 实验说明 ①实验成功的关键：a.装置的气密性要好；b.烧瓶要干燥；c.氨气要充满。 ②若无胶头滴管引发喷泉，可采用热敷法或冷敷法引发喷泉。 喷泉实验是中学化学的重要实验，其本质是形成压强差而引发液体上喷，以教材中的装置（发散源）可设计如图所示多种不同的装置和采用不同的操作（如使气体溶于水、热敷或冷敷、生成气体等）来形成喷泉。 装置（Ⅰ）向集气瓶通入少量空气，将少量水压入烧瓶，导致大量氨溶解，形成喷泉。装置（Ⅱ）省去了胶头滴管，用手（或热毛巾等）捂热烧瓶，氨受热膨胀，赶出玻璃导管内的空气，氨与水接触，即发生喷泉（或用浸冰水的毛巾“冷敷”烧瓶，使水进入烧瓶中，瓶内氨溶于水）。装置（Ⅲ）在水槽中加入能使水温升高的物质致使锥形瓶内酒精因升温而挥发，锥形瓶内气体压强增大而产生喷泉。装置（Ⅳ）向烧瓶中通入一定量的H2S和SO2，现象为有淡黄色粉末状物质生成，瓶内壁附有水珠，NaOH溶液上喷形成喷泉。装置（Ⅴ）打开①处的止水夹并向烧瓶中缓慢通入等体积的HCl气体后关闭该止水夹，等充分反应后再打开②处的止水夹，观察到先有白烟产生，后产生喷泉。装置（Ⅵ）中，挤压胶头滴管，然后打开导管上部的两个活塞，则在右面烧瓶出现喷烟现象，再打开导管下部活塞，则可产生双喷泉。 实验8 铵盐的性质 铵盐(NH)的检验 （1）实验探究 实验装置 [三支试管中分别盛有少量NH4Cl溶液、NH4NO3溶液和(NH4)2SO4溶液] 实验原理 NH＋OH－NH3↑＋H2O，通过NH3使湿润的红色石蕊试纸变蓝来检验NH 实验用品 NH4Cl溶液、NH4NO3溶液、(NH4)2SO4溶液、红色石蕊试纸、NaOH溶液、蒸馏水；试管、胶头滴管。 实验步骤 在NH4Cl溶液、NH4NO3溶液和(NH4)2SO4溶液的三支试管中分别加入NaOH溶液并加热（注意通风），用镊子夹住一片湿润的红色石蕊试纸放在试管口，观察现象，分析产生现象的原因，写出反应的离子方程式。 实验现象 三支试管都能产生能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的无色气体 实验结论 铵盐与强碱反应生成了氨气 实验说明 实验室中，常利用铵盐与强碱反应产生氨这一性质来检验铵根离子的存在和制取氨 （2）铵盐(NH)的检验方法 向铵盐溶液中加入强碱溶液，加热，产生无色气体，用湿润的红色石蕊试纸检验，试纸变蓝色。 实验9 氨气的制备 1．反应原理：利用复分解反应强碱制弱碱 实验室用固体氯化铵和氢氧化钙制取氨气：2NH4Cl＋Ca(OH)2CaCl2＋2NH3↑＋2H2O。 2．药品的选择： ①铵盐：制取NH3时，一般用NH4Cl而不用NH4NO3、(NH4)2SO4或(NH4)2CO3，原因如下： 铵盐 不选用的理由 NH4NO3 受热分解，会发生爆炸，不安全 (NH4)2SO4 与Ca(OH)2反应时生成CaSO4，反应物呈块状，不利于NH3逸出，且反应后试管难清洗 (NH4)2CO3 受热分解会产生CO2，使收集到的NH3不纯 ②碱：一般用熟石灰，不用NaOH或KOH，因为NaOH或KOH易吸水结块，而且加热时对玻璃仪器腐蚀性较强。 3．实验装置 （1）制取装置：固－固反应加热装置（同制O2） ①发生装置的试管口略向下倾斜； ②加热温度不宜过高，并用酒精灯外焰由前向后逐渐加热。 （2）净化装置——用碱石灰（或固体NaOH、固体CaO）干燥除水 【特别提醒】不能用浓H2SO4、CaCl2干燥，CaCl2与NH3反应：CaCl2+8NH3= CaCl2·8NH3。 （3）收集方法：向下排空气法收集。 收集装置和反应装置的试管和导管必须是干燥的。由于氨气的密度比空气小，因此收集氨气时，导管应插入接近试管的底部。 （4）验满方法： ①用湿润的红色石蕊试纸放置在试管口附近，若变蓝，说明已经收集满。　　 ②用蘸取浓盐酸的玻璃棒靠近试管口，若有白烟生成，说明已经收集满。 （5）尾气处理：多余的氨要吸收掉（可在导管口放一团用水或稀硫酸浸湿的棉花球），以避免污染空气。但多余气体在尾气吸收时要防止倒吸。常采用的装置有： 4.氨气的简易制法 方法 化学方程式(或原理) 气体发生装置 加热浓氨水 氨水具有不稳定性和挥发性，受热易分解。 化学方程式为NH3·H2ONH3↑＋H2O 将浓氨水滴入固体NaOH中 NaOH溶于水放热，促使氨水分解。且OH－浓度的增大有利于NH3的生成 将浓氨水滴入固体CaO或碱石灰中 CaO与水反应，使溶剂(水)减少；反应放热，促使氨水分解。化学方程式为NH3·H2O＋CaO===NH3↑＋Ca(OH)2 实验10 硝酸的性质 （1）实验探究：浓HNO3和稀HNO3与铜的反应 实验装置 实验原理 Cu＋4H＋＋2NO===Cu2＋＋2NO2↑＋2H2O；3Cu＋8H＋＋2NO===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O 实验用品 浓硝酸、稀硝酸、铜丝、氢氧化钠溶液；烧杯、试管、橡胶塞、酒精灯、铁架台。 实验步骤 如图5-14所示，在橡胶塞侧面挖一个凹槽，并嵌入下端卷成螺旋状的铜丝。向两支具支试管中分别加入2mL浓硝酸和稀硝酸，用橡胶塞塞住试管口，使铜丝与硝酸接触。观察并比较实验现象。向上拉铜丝，终止反应。 实验现象 ①装浓硝酸的试管中铜丝溶解，产生红棕色气体，溶液逐渐变绿，铜丝逐渐变细。 ②装稀硝酸的试管中铜丝溶解，试管内开始产生少量无色气体，反应逐渐加快，气体在试管上部变为红棕色，溶液逐渐变蓝，铜丝逐渐变细。 实验结论 浓HNO3与金属铜反应生成NO2，稀HNO3与金属铜反应生成NO，浓HNO3的氧化性更强。 实验说明 ①硝酸几乎能与绝大多数金属（除Au、Pt外）反应，生成高价态金属的硝酸盐，本身一般被还原为NO2或NO。 ②常温下，浓硝酸能使铁、铝钝化。 ③浓硝酸可将碳、磷等非金属单质氧化成高价态的氧化物或含氧酸，本身被还原为 NO2。 浓硝酸与Cu反应时，若Cu过量，反应开始时浓硝酸的还原产物为NO2，但随着反应的进行，硝酸变稀，其还原产物将为NO，最终应得到NO2与NO的混合气体，可利用氧化还原反应过程中化合价升降总数相等的守恒规律求解有关Cu、HNO3和混合气体之间的量的关系。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！1 学科网（北京）股份有限公司 $$