内容正文:
专题06 期末必背速记清单
目 录
一、必背价类二维图
二、必记的硫、氮、硅及其重要化合物的性质、用途
三、必背的有机方程式
四、必须学会的各种方法
五、必记的有机物模型
六、必记的放热反应和吸热反应
七、必记的工艺流程答题模板
八、必记的实验操作、实验现象及结论
一、必背价类二维图及知识网络
1、硫及其化合物
2、氮及其化合物
3、硅及其化合物
二、必记的硫、氮、硅及其重要化合物的性质、用途
重要性质
应用
SO2具有漂白性
用于漂白纸浆、毛、丝等
二氧化硫的还原性
二氧化硫可用作制作葡萄酒的食品添加剂
浓硫酸具有吸水性
作干燥剂(不能干燥NH3、H2S、HI)
氮气的化学性质稳定
作保护气
浓氨水具有挥发性和还原性
检验输送Cl2的管道是否漏气
液氨汽化吸收大量的热
做制冷剂
草木灰和硫酸铵反应生成氨气
草木灰和硫酸铵不能混合施用
NH4HCO3、NH4NO3是可溶的含氮化合物
用作氮肥
硅的半导体性能(硅是常用的半导体材料)
制半导体、芯片、太阳能电池
二氧化硅导光能力强,并且有硬度和柔韧度
可作光导纤维
4HF+SiO2===2H2O+SiF4↑
用氢氟酸刻蚀玻璃
2C+SiO2Si+2CO↑
碳还原二氧化硅制备粗硅
P2O5能与水反应
作干燥剂(不可干燥食品)
水玻璃不燃不爆
可用作防火材料
硅酸钠的水溶液是一种无机黏合剂
盛放碱性溶液的试剂瓶不能用玻璃塞
氦气化学性质稳定、密度小
可用于填充飞艇、气球
干冰升华吸收大量的热
人工降雨
白磷(P4)易燃烧
制高纯度磷酸,红磷制安全火柴、农药等
肥皂水显碱性
肥皂水作蚊虫叮咬处的清洗剂
三、必背的有机方程式
1.甲烷的燃烧:CH4+2O2CO2+2H2O甲烷(烷烃)不能使酸性高锰酸钾溶液、溴水褪色。
2.甲烷的取代反应
一氯甲烷:CH4+Cl2CH3Cl+HCl(一氯甲烷呈气态,其余三种均为油状液体)
二氯甲烷:CH3Cl+Cl2CH2Cl2+HCl
三氯甲烷:CH2Cl2+Cl2CHCl3+HCl(CHCl3又叫氯仿)
四氯甲烷:CHCl3+Cl2CCl4+HCl(CCl4又叫四氯化碳,可作灭火剂,是一种重要的有机溶剂)
3.乙烯的燃烧:CH2=CH2+3O22CO2+2H2O乙烯(烯烃)能使酸性高锰酸钾溶液、溴水褪色。
4.乙烯的加成反应
与溴水加成:CH2=CH2+Br2CH2Br—CH2Br与氢气加成:CH2=CH2+H2CH3CH3
与氯化氢加成:CH2=CH2+HClCH3CH2Cl
与水加成:CH2=CH2+H2OCH3CH2OH
5.苯的燃烧:2C6H6+15O212CO2+6H2O苯不能使溴水和酸性高锰酸钾溶液褪色。苯的同系物能使酸性高锰酸钾溶液褪色。
6.乙醇的燃烧:CH3CH2OH+3O22CO2+3H2O
7.乙醇的催化氧化:2CH3CH2OH+O22CH3CHO+2H2O(乙醛)
8.乙醇与钠反应:2CH3CH2OH+2Na2CH3CH2ONa+H2↑(乙醇钠)
9.乙酸的酯化反应:(反应实质是酸脱去羟基,醇脱去氢原子。浓硫酸作催化剂、吸水剂)
(乙酸乙酯)
10.淀粉或纤维素的水解:(C6H10O5)n+nH2OnC6H12O6(葡萄糖)
11.葡萄糖的发酵:C6H12O62C2H5OH+2CO2↑(发酵生成酒精)
四、必须学会的各种方法
1.粗盐的提纯方法(除去食盐中的Ca2+、Mg2+、SO)
除上述操作顺序外,还可以是②→①→③→④或①→③(去掉过滤)→②(增加过滤)→④。
2.硫酸根离子的检验方法:
(1)操作:待检验溶液取清液有无白色沉淀产生(判断有无SO)
(2)加盐酸排除干扰:用盐酸酸化可排除Ag+的干扰;CO、SO、PO43-干扰:BaCO3,、BaSO3、Ba3(PO4)2都是白色沉淀,与BaSO4白色沉淀不同的是,这些沉淀可溶于强酸中,因此检验SO时,必须先用稀盐酸酸化。
(3)整个过程中可能发生反应的离子方程式:CO+2H+===CO2↑+H2O、SO+2H+===SO2↑+H2O、Ag++Cl-===AgCl↓、Ba2++SO===BaSO4↓。
3.反应热的简单计算方法——三类计算:
(1)依据一定质量(或物质的量、体积)的物质完全反应放出或吸收的热量计算化学反应的能量变化:用E(反应物)表示反应物的总能量,E(生成物)表示生成物的总能量,ΔQ表示能量变化,则ΔQ=E(生成物)-E(反应物)。
(2)根据断键与成键的能量变化来计算化学反应的能量变化。用Q(吸)表示反应物化学键断裂时吸收的总能量,Q(放)表示生成物化学键形成时放出的总能量,ΔQ表示能量变化,则ΔQ=Q(吸)-Q(放)。
(3)根据能量变化的图像来计算化学反应的能量变化。
4.原电池的判断方法——确认无外接电源,且满足以下四项条件
(1)电极条件:两极导体材料活泼性不同(如金属与金属、金属与非金属导体)
(2)溶液条件:两极置于同一电解质溶液或连通的不同电解质中
(3)回路条件:导线连接或直接接触形成闭合回路
(4)发生自发的氧化还原反应(如金属溶解、气体析出)
5.原电池的正、负极的判断方法
①根据电极材料:较活泼的金属为负极,活泼性较弱的金属或能导电的非金属为正极。
② 根据电流方向或电子流动方向:电流是由正极流向负极的,电子是由负极流向正极的。
③根据离子移动方向:阳离子移向正极,阴离子移向负极。
④根据电极反应类型:发生氧化反应的为负极,发生还原反应的为正极。
⑤根据电极上反应现象:如电极粗细的变化、质量的变化、是否有气泡产生等。
6.原电池电极反应式的书写方法
第一步:分析氧化还原反应:根据氧化还原反应,分析元素化合价的升降,确定正负极反应物质及电子得失数目,需遵循三大守恒(电子得失守恒、质量守恒、电荷守恒)。
第二步:注意电解质溶液环境:分析电解质溶液的酸碱性及离子参加反应的情况,确定电极反应,写出电极反应式,例如在氢氧燃料电池的电极反应书写中,在碱性环境中O2得电子后的产物写OH-比写H2O更合适,在传导O2-的固体电解质中,O2得电子后的产物写O2-比写OH-更合适。
第三步:合并正、负电极反应:调整两极反应式中得失电子数目相等并叠加,消去电子,得出总反应式。
7.制作化学电源的方法
人们利用原电池原理,将化学能直接转化为电能,制作了多种电池,如干电池、蓄电池、充电电池、高能燃料电池等,以满足不同的需要。
从理论上说,任何一个自发的氧化还原反应都可以设计成原电池制作化学电源。
①拆分反应:将自发的氧化还原反应分成两个半反应。
②选择电极材料:将还原剂(一般为比较活泼的金属)作负极,活泼性比负极弱的金属或非金属导体作正极。如果还原剂不是金属而是其它还原性物质,可选择惰性电极——石墨棒、铂片作负极。
③构成闭合回路:电解质溶液一般要能够与负极发生反应,或者电解质溶液中溶解的其他物质能与负极发生反应(如溶解于溶液中的空气)。如果两个半反应分别在两个容器进行(中间连接盐桥),则两个容器中的电解质溶液应含有与电极材料相同的金属的阳离子。
④画装置图:结合要求及反应特点,画出原电池装置图,标出电极材料名称、正负极、电解质溶液等。
8.化学反应速率计算的4种方法
(1)定义式法:v=。
(2)比例关系法:化学反应速率之比=物质的量浓度变化之比=物质的量变化之比=化学计量数之比。对于反应mA(g)+nB(g)===pC(g)+qD(g)来说,v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)=m∶n∶p∶q。
【易错提醒】同一化学反应用不同物质表示的反应速率其数值可能不同,因此,一定要标明是哪种具体物质的反应速率。
(3)三段式法:列起始量、转化量、最终量,再根据定义式或比例关系计算。
(4)依据图像求反应速率的步骤
第一步:找出横、纵坐标对应的物质的量;
第二步:将图中的变化量转化成相应的浓度变化量;
第三步:根据公式v=进行计算。
9.化学反应速率大小的比较方法
1)定性比较
通过明显的实验现象(如气泡产生快慢、沉淀生成快慢等)来定性比较化学反应速率的大小。
2)定量比较
同一化学反应中,不同物质来表示化学反应速率时,数值可能不同,需要进行转化。常用以下两种方法:
(1)归一法
①“一看”:看化学反应速率的单位是否一致,若不一致,需转化为同一单位。
②“二化”:将不同物质的化学反应速率转化成同一物质的化学反应速率。
③“三比较”:标准统一后比较数值大小,数值越大,反应速率越大。
(2)比值法
通过化学反应速率与其对应的化学计量数的比值进行比较,比值大的化学反应速率大。
如对于反应aA(g)+bB(g) cC(g)+dD(g),若>,则A表示的化学反应速率较大。
3)由图像比较反应速率大小的方法:根据图像看反应达到平衡所需的时间,时间越短,对应的反应的温度、浓度或压强就越大,则对应的反应速率越大。
10.化学平衡状态的判断方法
(1)速率特征
速率特征指“等”,即v(正)=v(逆)≠0。
①同种物质:同一物质的生成速率等于消耗速率。
②不同物质:速率之比等于化学方程式中的化学计量数之比,但必须是不同方向的速率。
如反应:2SO2+O22SO3
①单位时间消耗2 mol SO2,同时消耗2 mol SO3;
②SO2的消耗速率等于O2的生成速率的2倍;
③SO2的消耗速率等于SO2的生成速率,都能说明该反应达到平衡状态。
(2)含量特征
含量特征指“定”,即反应混合物中各组成成分的含量保持不变。
若物理量由变量变成了不变量,则表明该可逆反应达到平衡状态;若物理量为“不变量”,则不能作为平衡标志。
①各物质的质量、物质的量或浓度不变。
②各物质的百分含量(物质的量分数、质量分数等)不变。
③温度、压强(化学反应方程式两边气体体积不相等)或颜色(某组分有颜色)不变。
11.化学反应的限度计算的类型
(1)计算反应物或生成物的取值范围,利用极限法计算。
(2)计算化学反应速率,可利用定义式计算,根据图像计算。
(3)计算反应的转化率,可利用定义式计算,根据图像计算。
(4)化学反应的限度计算
①关于反应物转化率的计算
转化率=×100%,如α(A)平=×100%。
②关于某气体组分的体积分数的计算
某气体组分的体积分数=×100%。
即百分含量:φ(A)=×100%。
③关于体系的压强计算
平衡前后的压强之比:=。
④关于体系的平均摩尔质量计算
平均摩尔质量:M= g/mol。
⑤关于产率的计算
生成物的产率:实际产量(指生成物)占理论产量的百分数。一般来讲,转化率越高,原料利用率越高,产率越高。产率=×100%。
12.解答化学反应速率和限度图象题的一般方法
化学反应速率与化学反应限度问题常以图像题的形式出现,在相关图像的平面直角坐标系中,可能出现的物理量有物质的量、浓度、压强、时间等。这类问题要按照“一看、二想、三判断”这三个步骤来分析解答。
(1)“一看”——看图像
①看面:看清各坐标轴所代表的量的意义,理解各坐标轴所代表量的意义及曲线所示的是哪些量之间的关系。
②看线:分清正反应和逆反应,分清突变和渐变、小变和大变;理解曲线“平”与“陡”即斜率大小的意义;理解曲线的变化趋势并归纳出规律。若图中有拐点,可按照先拐先平的规律,即较早出现拐点的曲线所表示的反应先达到平衡,对应的温度高、压强大。
③看点:理解曲线上点的意义,特别是某些特殊点,如坐标轴的交点、几条曲线的交叉点、极值点、转折点等。分清反应物和生成物,浓度减小的是反应物,浓度增大的是生成物。
④看辅助线:做横轴或纵轴的垂直线(如等温线、等压线、平衡线等)。
⑤看量的变化:弄清楚是物质的量的变化、浓度的变化还是转化率的变化。
(2)“二想”——想规律
如各物质的转化量之比与化学计量数之比的关系、各物质的化学反应速率之比与化学计量数之比的关系、外界条件的改变对化学反应的影响以及对正、逆反应速率的影响规律等。
(3)“三判断”——利用有关规律,结合图像,通过对比分析,做出正确判断。
13.同分异构体数目的确定方法
(1)等效氢法要点:①同—C上的H是等效的;②同—C上所连的—CH3上的H是等效的;③同一分子中处于轴对称或中心对称位置上的H是等效的。
(2)记忆法:记住一些常见有机物同分异构体的数目。例如,凡只含一个碳原子的分子均无异构体(除对映异构);乙烷、丙烷、乙烯、乙炔也无异构体;而4个碳原子的烷烃有2种异构体,5个碳原子的烷烃有3种异构体,6个碳原子的烷烃有5种异构体。
(3)残基法:根据所含基团的种类和数目来判断。例如,丁基有4种,则一氯丁烷、丁醇、戊醛、戊酸都有4种同分异构体。
(4)换元法:将有机物分子中的不同原子或基团进行等效代换。
14.金属冶炼的化学方法——金属的活动性不同,可以采用不同的冶炼方法。
①热分解法——冶炼不活泼金属
a.分解HgO制取Hg:2HgO2Hg+O2↑
b.分解Ag2O制取Ag:2Ag2O4Ag+O2↑
②热还原法:金属活动性顺序表中处于中间位置的金属,通常是用还原剂(C、CO、H2、活泼金属等)将金属从其化合物中还原出来,例如:
a.CO还原Fe2O3:Fe2O3+3CO2Fe+3CO2;
b.H2还原WO3:WO3+3H2W+3H2O;
c.C还原ZnO:2ZnO+C2Zn+CO2↑。
③电解法——冶炼活泼金属
a.冶炼钠:2NaCl(熔融)2Na+Cl2↑
b.冶炼镁:MgCl2(熔融)Mg+Cl2↑
c.冶炼铝:2Al2O3(熔融)4Al+3O2↑
五、必记的有机物模型
物质
结构式
球棍模型
空间填充模型
甲烷
乙烯
苯
乙醇
乙酸
六、必记的放热反应和吸热反应
1.常见的放热反应:
(1)所有燃烧反应
(2)酸碱中和反应
(3)大多数化合反应
(4)活泼金属跟水或酸的反应
(5)物质的缓慢氧化
(6)铝热反应
2.常见的吸热反应:
(1)大多数分解反应
(2)铵盐与碱的反应,如Ba(OH)2·8H2O晶体与NH4Cl晶体反应
(3) C/H2/CO +氧化物,如C与H2O(g)反应,C与CO2反应
(4) NaHCO3与盐酸的反应
七、必记的工艺流程常考的答题模板
1.除杂:除去……中的……
2.干燥:除去……气体中的水蒸气,防止……
3.增大原料浸出率(离子在溶液中的含量多少)的措施:搅拌、升高温度、延长浸出时间、增大气体的流速(浓度、压强),增大气液或固液接触面积。
4.加热的目的:加快反应速率或促进平衡向某个方向(一般是有利于生成物生成的方向)移动。
5.温度不高于××℃的原因:适当加快反应速率,但温度过高会造成挥发(如浓硝酸)、分解(如H2O2、NH4HCO3)、氧化(如Na2SO3)或促进水解(如AlCl3)等,影响产品的生成。
6.从滤液中提取一般晶体(溶解度随温度升高而增大)的方法:蒸发浓缩(至少有晶膜出现)、冷却结晶、过滤、洗涤(冰水洗、热水洗、乙醇洗等)、干燥。
7.从滤液中提取溶解度受温度影响较小或随温度升高而减小的晶体的方法:蒸发浓缩、趁热过滤(如果温度下降,杂质也会以晶体的形式析出来)、洗涤、干燥。
8.控制某反应的pH使某些金属离子以氢氧化物的形式沉淀,调节pH所用试剂为主要元素对应的氧化物、碳酸盐、碱等,以避免引入新的杂质;沉淀时pH范围的确定:范围过小导致某离子沉淀不完全,范围过大导致主要离子开始沉淀。
9.减压蒸馏(减压蒸发)的原因:减小压强,使液体沸点降低,防止(如H2O2、浓硝酸、NH4HCO3)受热分解、挥发。
10.检验溶液中离子是否沉淀完全的方法:将溶液静置一段时间后,向上层清液中滴入沉淀剂,若无沉淀生成,则离子沉淀完全。
11.洗涤沉淀:沿玻璃棒往漏斗中加蒸馏水至液面浸没沉淀,待水自然流下后,重复操作2~3次。
12.检验沉淀是否洗涤干净的方法:取少量最后一次的洗涤液于试管中,向其中滴入某试剂,若未出现特征反应现象,则沉淀洗涤干净。
13.洗涤沉淀的目的:除掉附着在沉淀表面的可溶性杂质。
14.冰水洗涤的目的:洗去晶体表面的杂质离子并降低被洗涤物质的溶解度,减少其在洗涤过程中的溶解损耗。
15.乙醇洗涤的目的:降低被洗涤物质的溶解度,减少其在洗涤过程中的溶解损耗,得到较干燥的产物。
16.蒸发、反应时的气体氛围:抑制某离子的水解,如加热蒸发AlCl3溶液时为获得AlCl3需在HCl气流中进行。
17.事先煮沸溶液的原因:除去溶解在溶液中的氧化性气体(如氧气),防止某物质被氧化。
八、必记的实验操作、实验现象及结论
第五章 化工生产中的重要非金属元素
实验5-1
二氧化硫溶于水(必修第二册,P3)
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
实验5-2
二氧化硫性质的实验探究(必修第二册,P3)
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51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
实验5-3
浓硫酸与铜的反应(必修第二册,P5)
实验装置
实验原理
Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O
实验用品
浓硫酸、铜丝、品红溶液、氢氧化钠溶液、石蕊溶液、水;烧杯、试管、橡胶塞、酒精灯、铁架台、棉花。
实验步骤
在带导管的橡胶塞侧面挖一个凹槽,并嵌入下端卷成螺旋状的铜丝在试管中加入2mL浓硫酸,塞好橡胶塞,使铜丝与浓硫酸接触。加热,将产生的气体先后通入品红溶液和石蕊溶液中,观察实验现象。向外拉铜丝,终止反应。冷却后,将试管里的物质慢慢倒入盛有大量水的另一支试管里,观察溶液的颜色。
实验现象
①加热前铜丝在浓硫酸中无明显现象
②加热后,试管中铜丝表面变黑,有气泡逸出;试管中的品红溶液逐渐变为无色,试管中的紫色石蕊溶液逐渐变为红色
③试管中的溶液呈蓝色
实验结论
①加热前铜与浓硫酸不反应②在加热条件下铜与浓硫酸反应生成二氧化硫。②在加热条件下铜与浓硫酸反应生成硫酸铜。总结论:浓硫酸具有强氧化性。
实验说明
①浓硫酸能与大多数金属反应,生成高价态金属的硫酸盐,本身一般被还原为 SO2。
②常温下,浓硫酸能使铁、铝钝化。
③浓硫酸可将碳、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 SO2。
实验5-4
硫酸根离子的检验(必修第二册,P6)
实验原理
Na2SO4+BaCl2===BaSO4↓+2NaCl,BaSO4不溶于稀盐酸的特性来检验SO42-
实验用品
稀硫酸、Na2SO4溶液、Na2CO3溶液、盐酸、BaCl2溶液;试管、胶头滴管。
实验步骤
在三支试管中分别加入少量稀硫酸,Na2SO4溶液和Na2CO3溶液,然后各滴入几滴BaCl2溶液,观察现象,再分别加入少量稀盐酸,振荡,观察现象,从这个实验中你能得出什么站论?写出相关反应的离子方程式。
实验现象
三支试管都产生白色沉淀,加盐酸前两支试管中白色沉淀无明显变化,装Na2CO3溶液产生白色沉淀溶解。
实验结论
溶液中的CO32-也能与Ba2+反应生成白色沉淀,但BaCO3沉淀可以与稀盐酸发应故CO2。因此在实验室里:通常将溶液先用稀盐酸酸化以排除CO32-等可能造成的干扰,然后加人BaC12容液来检验SO42-的存在
实验说明
SO42-的检验方法:①向未知液中加入适量的盐酸(排除 Ag+、CO32-、SO32-的干扰);②若出现沉淀,则应过滤,保留滤液,滤出沉淀;③向滤液中或未出现白色沉淀的溶液中加入 BaCl2 溶液,观察是否有白色沉淀生成,若产生白色沉淀,则可证明未知液含 SO42-。
实验5-5
二氧化氮被水吸收的实验(必修第二册,P13)
实验装置
实验原理
3NO2+H2O===2HNO3+NO,2NO+O2===2NO2 或 4NO2+O2+2H2O===4HNO3
实验用品
二氧化氮、氧气、水;试管、水槽。
实验步骤
图5-10所示,左一支50mL的注射器里充入20mLN0,然后吸入5mL水,用乳胶管和弹簧夹封住管口,振荡注射器,观察现象。打开弹簧夹,快速吸入10mL空气后夹上弹簧夹,观察现象。振荡注射器,观察现象。
实验现象
①无明显现象
②注射器中气体由无色变为红棕色,注射器活塞向左移动
③注射器中气体由红棕色变为无色,注射器活塞继续向左移动
实验结论
①NO不溶于水
②NO和O2反应生成红棕色NO2,气体体积减小。
③NO2不能全部被水吸收,有无色气体NO生成,气体体积继续减小。
实验说明
①以上过程实际是水吸收 NO2制硝酸的原理。
②NO2的污染可用NaOH溶液处理:2NO2+2NaOH===NaNO2+NaNO3+H2O。
③NO的污染可用NaOH溶液处理(NO不能单独被NaOH溶液吸收):NO2+NO+2NaOH===
2NaNO2+H2O。
实验5-6
氨气的喷泉实验(必修第二册,P13)
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)。打开弹簧夹,挤压滴管,使水进入烧瓶。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
氨易溶于水,水溶液呈碱性。
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。
实验5-7
铵根离子的检验(必修第二册,P14)
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
实验5-8
硝酸与铜的反应(必修第二册,P15)
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,溶液变蓝
②装稀硝酸的试管中铜丝溶解,产生无色气体,溶液变蓝
实验结论
浓、稀硝酸都具有强氧化性。
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。
第六章 化学反应与能量变化
实验6-1
放热反应(必修第二册,P32)
实验装置
实验原理
Mg+2HCl===MgCl2+H2↑ △H<0
实验用品
2mol/L 的盐酸、镁条;温度计、试管、砂纸。
实验步骤
在一支试管中加入 2 mL 2mol/L 的盐酸,并用温度计测量其温度。再向试管中放入用砂纸打磨光亮的镁条。观察现象,并用温度计测量溶液温度的变化。
实验现象
试管中有大量气泡产生,试管壁发烫,溶液的温度升高。
实验结论
镁和盐酸的反应是放热反应。
实验6-2
吸热反应(必修第二册,P33)
实验装置
实验原理
Ba(OH)2 •8H2O+2NH4Cl=BaCl2+2NH3↑+10H2O △H>0
实验用品
Ba(OH)2 •8H2O 晶体、NH4Cl 晶体;烧杯、玻璃片(或小木板)、玻璃棒。
实验步骤
将20g Ba(OH)2 •8H2O 晶体研细后与10gNH4Cl 晶体一起放入烧杯中,并将烧杯放在滴有几滴水的木片上,用玻璃棒快速搅拌,闻到气味后迅速用玻璃片盖上烧杯,用手触摸烧壁下部,试着用手拿起烧杯,观察现象。
实验现象
有少许刺激性气味的气体产生;烧杯变凉,木片和烧杯底部粘接在一起。
实验结论
①Ba(OH)2 •8H2O 晶体和 NH4Cl 晶体的反应是吸热反应。②反应产生了氨气。
实验6-3
原电池(必修第二册,P36)
实验装置
实验原理
锌片(负极):Zn-2e-=Zn2+(氧化反应);铜片(正极):2H++2e-=H2↑(还原反应);
总反应:2H++Zn=H2↑+Zn2+(工作原理如上右图)
实验用品
锌片、铜片、稀硫酸;导线、电流表、烧杯。
实验步骤
(1)将锌片和铜片插入盛有稀硫酸的烧杯中,观察现象。
(2)用导线连接锌片和铜片,观察、比较导线连接前后的现象
(3)如图所示,用导线在锌片和铜片之间串联一个电流表,观察电流表的指针是否偏转。
实验现象
(1)当锌片与铜片插入稀硫酸时,锌片上有气泡产生,铜片上无气泡产生;
(2)当用导线将锌片和铜片相连后,铜片上有气泡产生:
(3)串联电流表后,电流表指针发生偏转。
实验结论
锌--铜--稀硫酸构成了原电池装置,产生了电流,化学能转化为电能。
实验说明
形成原电池后锌片表面有少量气体产生,可能原因:一是锌片不纯,自身构成了微电池;二是锌片与H+直接接触发生氧化还原反应产生 H2(化学能转化为电能损耗)。
第七章 有机化合物
实验7-1
甲烷的取代反应(必修第二册,P64)
实验装置
实验原理
光 光
CH4+Cl2 ――→CH3Cl(气体)+HCl, CH3Cl+Cl2 ――→CH2Cl2(液体)+HCl,
光 光
CH2Cl2+Cl2 ――→CHCl3(液体)+HCl, CHCl3+Cl2 ――→CCl4(液体)+HCl
实验用品
甲烷、氯气、饱和食盐水;铁架台、硬质大试管、铝箔套、水槽。
实验步骤
取两支硬质大试管,均通过排饱和食盐水的方法先后各收集半试管甲烷和半试管氯气,分别用铁架台固定好(如图7-8)。其中一支试管用铝箔套上,另一支试管放在光亮处(不要放在日光直射的地方)。静置,比较两支试管内的现象。
实验现象
套有铝箔试管内无明显现象。未套铝箔试管内气体颜色变浅;试管内壁有油状液滴出现;试管中有少量白雾;试管内液面上升;水槽中有固体析出。
实验结论
甲烷和氯气在光照的条件下发生反应,生成难溶于水的有机物。
实验说明
①CH4 与纯卤素单质发生取代反应,与氯水、溴水不反应。
②CH4 与 Cl2 的光照取代反应是一个连锁反应,各取代产物都有,有机产物在通常下的状态是“一气三液”。
实验7-2
乙烯的氧化反应(必修第二册,P67)
实验装置
实验原理
CH2=CH2+3O22CO2+2H2O;5C2H4+12KMnO4+18H2SO4==10CO2+12MnSO4+6K2SO4+28H2O
实验用品
乙烯、酸性高锰酸钾溶液;铁架台、石棉、碎瓷片、硬质试管、试管、导管、酒精灯。
实验步骤
(1)点燃纯净的乙烯,观察燃烧的时的现象。
(2)将乙烯通入盛有酸性高锰酸钾溶液试管中,观察现象;
实验现象
(1)乙烯能在空气中燃烧,火焰明亮且伴有黑烟。
(2)乙烯使酸性高锰酸钾溶液和溴的四氯化碳溶液褪色。
实验结论
乙烯有可燃性。乙烯可被酸性高锰酸钾氧化;
实验7-3
乙烯的加成反应(必修第二册,P68)
实验装置
实验原理
CH2===CH2+Br2→CH2BrCH2Br
实验用品
乙烯、溴的四氯化碳溶液;试管、导管。
实验步骤
将乙烯通入盛有溴的四氯化碳溶液的试管中,观察现象。
实验现象
乙烯溴的四氯化碳溶液褪色。
实验结论
乙烯与溴发生了加成反应
实验7-4
乙醇与金属钠的反应(必修第二册,P78)
实验装置
实验原理
2C2H5OH+2Na→2C2H5ONa+H2↑
实验用品
无水乙醇、钠、澄清石灰水;镊子、小刀、滤纸、试管、医用注射针头、单孔塞、烧杯。
实验步骤
在盛有少量无水乙醇的试管中,加入一小块新切的、用滤纸擦干表面煤油的金属钠,在试管口迅速塞上带有尖嘴导管的橡胶塞,用小试管收集气体并检验其纯度;然后点燃(如图7-19),再将干燥的小烧杯罩在火焰上,待烧杯壁上出现液滴后,迅速倒转烧杯,向烧杯中加入少量澄清石灰水。观察实验现象,并与前面做过的水与钠反应的实验现象进行比较。
实验现象
钠开始沉于无水乙醇底部,不熔成闪亮的小球,也不发出响声,反应缓慢。产生的气体在空气中安静地燃烧,火焰呈淡蓝色,倒扣在火焰上方的干燥烧杯内壁有液滴产生,向烧杯中加入澄清石灰水无明显现象。
实验结论
乙醇与钠可以反应,产物为 H2。
实验说明
①点燃可燃性气体前要检验气体的纯度。
②钠与乙醇反应不如与水反应剧烈,说明乙醇中羟基不如水中羟基活泼。
验7-5
乙醇的催化氧化(必修第二册,P78)
实验装置
实验原理
Cu
2CH3CH2OH+O2――→2CH3CHO+2H2O 或
△
△ △
2Cu+O2―→2CuO,CH3CH2OH+CuO―→CH3CHO+H2O+Cu
实验用品
乙醇、铜丝;试管、酒精灯。
实验步骤
向试管中加入少量乙醇,取一根铜丝,下端绕成螺旋状,在酒精灯上灼烧后插入乙醇,反复几次。注意观察反应现象,小心闻试管中液体产生的气味。
实验现象
在空气中灼烧过呈黑色的铜丝表面变红,试管中的液体有刺激性气味。
实验结论
乙醇在铜作催化剂时被氧化为乙醛。
实验说明
铜丝绕成螺旋状是为了增大反应的接触面积,减少热量散失。
实验7-6
乙酸的酯化反应(必修第二册,P78)
实验装置
实验原理
实验用品
乙酸、乙醇、浓硫酸、饱和碳酸钠溶液;酒精灯、大试管、长导管、铁架台。
实验步骤
在一支试管中加入3mL乙醇,然后边振荡试管边慢慢加入2mL浓硫酸和2mL乙酸,再加入几片碎瓷片,连接好装置,用酒精灯缓慢加热,将产生的蒸气经导管通到饱和碳酸钠溶液的液面上(如图7-22),观察现象。
实验现象
在饱和碳酸钠溶液的上方有透明的油状液体产生,并可闻到香味。
实验结论
在浓硫酸存在、加热的条件下,乙酸和乙醇发生酯化反应,生成无色、透明、不溶于水,且有香
味的乙酸乙酯。
实验说明
①盛反应液的试管向上倾斜 45度,以增大试管的受热面积。
②导气管末端不能浸入饱和 Na2CO3溶液中是防止受热不均发生倒吸;实验中导管要长,起导气、冷凝回流挥发的乙醇和乙酸的作用。
③饱和 Na2CO3(aq)的作用是:吸收未反应的乙醇和乙酸;降低乙酸乙酯的溶解度,有利于分层。
④乙酸酯化反应的条件及其作用:加热,主要目的是提高反应速率,其次是使生成的乙酸乙酯挥发,提高乙醇、乙酸的转化率且利于收集产物;用浓硫酸作催化剂,提高反应速率;用浓硫酸做吸水剂,使化学平衡右移,提高乙醇、乙酸的转化率;使用过量乙醇,提高乙酸转化为酯的产率。
实验7-7
葡萄糖的性质(必修第二册,P84)
实验装置
实验原理
CH2OH(CHOH)4CHO+2Cu(OH)2+NaOHCH2OH(CHOH)4COONa+Cu2O↓+3H2O
CH2OH(CHOH)4CHO +2Ag(NH3)2OHCH2OH(CHOH)4COONH4+2Ag↓+3NH3+H2O
实验用品
10%的葡萄糖溶液、银氨溶液、5%的 CuSO4 溶液、10%的 NaOH 溶液、水;试管、烧杯、酒精灯、
胶头滴管、试管夹。
实验步骤
①在试管中加入 2mL 10%的 NaOH 溶液,滴加 5%的CuSO4 溶液 5 滴,再加入 2mL 10%的葡萄糖溶液,加热。观察并记录实验现象。
②在一支洁净的试管中配制 2mL 的银氨溶液,加入 1mL 10%的葡萄糖溶液,振荡,然后在水浴中加热 3~5min。观察并记录实验现象。
实验现象
①产生砖红色沉淀。②有银镜生成。
实验结论
葡萄糖具有较强的还原性,能被银氨溶液和新制氢氧化铜氧化,其结构中存在醛基。
实验说明
工业上利用葡萄糖的银镜反应生产保温瓶胆和制镜。
实验7-8
淀粉的性质(必修第二册,P84)
实验装置
实验原理
酸或酶
(C6H10O5)n+nH2O―――→nC6H12O6
淀粉 葡萄糖
CH2OH(CHOH)4CHO+2Cu(OH)2+NaOHCH2OH(CHOH)4COONa+Cu2O↓+3H2O
实验用品
淀粉溶液、20%的稀硫酸、新制的 Cu(OH)2 悬浊液、碘水;试管、烧杯、酒精灯、胶头滴管、试管夹。
实验步骤
(1)回忆生物课中学习的检验淀粉的方法,将碘液滴到一片馒头或土豆上,观察现象。
(2)在一支洁净的试管中加入 0.5g 淀粉溶液,再加入 4mL 20%的稀硫酸。将试管加热 3~5min,然后用稀 NaOH 溶液使其呈弱碱性,再加入少量新制的 Cu(OH)2 悬浊液,加热,观察并解释实验现象。
实验现象
(1)馒头或土豆变为蓝色。(2)产生砖红色沉淀。
实验结论
(1)土豆或面包中含有淀粉,淀粉遇碘变蓝。(2)淀粉在酸催化和加热条件下发生水解反应,产物具有还原性。
实验说明
①淀粉无还原性,不能被银氨溶液和新制氢氧化铜氧化。
②可以用碘水(非碱性条件下)和银氨溶液或新制氢氧化铜悬浊液(碱性条件下)来检验淀粉的水解程度。
实验7-9
蛋白质的性质(必修第二册,P86)
实验装置
实验原理
含有苯基的蛋白质和浓硝酸作用显黄色,称为“黄蛋白反应”,可用于鉴别蛋白质。
实验用品
鸡蛋清溶液、1%的醋酸铅溶液、浓硝酸、蒸馏、水头发、一小块丝织品;试管、胶头滴管、酒精灯。
实验步骤
(1)向盛有鸡蛋清溶液的试管中加入几滴醋酸铅溶液,观察现象。
(2)向盛有鸡蛋清溶液的试管中滴入几滴浓硝酸,加热。观察现象。
(3)在酒精灯的火焰上灼烧分别灼烧一小段头发和丝织品,小心地闻气味。
实验现象
(1)试管内蛋白质均产生沉淀
(2)开始有白色沉淀,加热沉淀变黄色。
(3)都有烧焦羽毛的气味
实验说明
用蛋白质的颜色反应和灼烧的方法可以鉴别含苯环的蛋白质。
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