内容正文:
化学实验
要点
1.药品的取用:
(1)固体药品的取用操作:用药匙、纸槽、镊子取固体药品,任何药品不得用手直接拿取,或直接用鼻子凑到瓶口闻气体,更不能尝药品;若未指明用量,只需平铺满试管底部即可。
(2)液体药品的取用操作:量多倾斜倒入量筒,量少用胶头滴管吸取;未指明用量时,只需2~3mL,不得多取,以节约药品。
热点考向1
化学实验基本操作
2.物质的加热:
(1)酒精灯的使用:酒精灯的火焰分为外焰、内焰和焰心三部分,外焰温度最高,给物质加热,应用外焰;灯壶内的酒精量不超过酒精灯容积的2/3;禁止向燃着的酒精灯内添加酒精,禁止用一盏酒精灯引燃另一盏酒精灯;熄灭时必须用灯帽盖灭,不可用嘴吹灭。
(2)可以直接加热的仪器:试管、蒸发皿、坩埚、燃烧匙等;可以加热但必须垫上石棉网的仪器:烧杯、烧瓶、锥形瓶等;不能加热的仪器:量筒、集气瓶、漏斗等。
(3)给试管里的固体加热时试管口要略向下倾斜;先给试管均匀加热,受热均匀后再固定在药品部位加热。
(4)给试管里的液体加热时试管内液体的体积不超过试管容积的1/3;加热前,先把玻璃容器外壁的水擦干;加热时,切不可让试管口朝着有人的地方。
3.玻璃仪器的洗涤:
操作:一般用水和试管刷,但有些特殊污物需选用特种化学试剂;洗净的标志:冼净后水滴均匀附于试管内壁(既不聚成水滴,也不成股流下)。
答案
解析
典例1 下列实验基本操作正确的是( )
A.点燃酒精灯 B.液体的倾倒
C.过滤 D.稀释浓硫酸
解析 使用酒精灯时要注意“两查、两禁、一不可”,禁止用一盏酒精灯去引燃另一盏酒精灯,图A中所示操作错误;
取用液体药品时,瓶塞要倒放,标签要对准手心,瓶口紧挨,图B中所示操作正确;
过滤液体时,要注意“一贴、二低、三靠”的原则,倾倒液体时要用玻璃棒引流,图C中所示操1作错误;
稀释浓硫酸时,要把浓硫酸缓缓地沿器壁注入水中,同时用玻璃棒不断搅拌,以使热量及时地扩散,一定不能把水注入浓硫酸中,图D中所示操作错误。
典例1 下列实验基本操作正确的是( )
答案
解析
A.点燃酒精灯 B.液体的倾倒
C.过滤 D.稀释浓硫酸
B
答案
解析
典例2 下列实验操作不正确的是( )
A.熄灭酒精灯 B.检查装置气密性
C.铁丝在氧气中燃烧 D.取用固体药品
解析 使用酒精灯时要注意“两查、两禁、一不可”,熄灭酒精灯时,不能用嘴吹灭酒精灯,应该用灯帽盖灭,图A中所示操作错误;
检查装置气密性的方法:把导管的一端浸没在水里,双手紧贴容器外壁,若导管口有气泡冒出,装置不漏气,图B中所示操作正确;
铁丝在O2中燃烧时,为防止生成物熔化溅落下来使瓶底炸裂,集气瓶的底部应放少量的水或铺一层细沙,图C中所示操作正确;
取用粉末状药品,试管横放,用药匙或纸槽把药品送到试管底部,图D中所示操作正确。
典例2 下列实验操作不正确的是( )
答案
解析
A.熄灭酒精灯 B.检查装置气密性
C.铁丝在氧气中燃烧 D.取用固体药品
A
典例3 下列仪器,既能作反应容器又能直接加热的是( )
A.烧杯 B.集气瓶
C.锥形瓶 D.试管
答案
解析
解析 试管可以直接加热,又可以作少量药品的反应容器;烧杯可以作反应容器,但不可以直接加热;集气瓶不能加热;锥形瓶能作反应容器,但不能加热。
D
要点
1.气体发生装置:
根据反应物状态(固态或液态)及反应条件(加热还是不加热)进行选择。
(1)固+固→气体,此装置可适用于制O2等气体。
(2)固+液→气体,此装置可适用于制H2、CO2等气体。
2.气体收集方法:
(1)排水集气法:适用于收集难溶于水,且常温下不和水反应的气体,如H2、O2等。
(2)排空气集气法:适用于收集常温下不与空气反应,且气体密度与空气相差较大的气体。排气法又分为向上排气法和向下排气法。
热点考向2
气体的制取、净化和除杂
3.制取气体常用的发生装置和收集装置:
发生装置
固+固加热 固+液简易装置 固+液
收集装置
排水法 向上排空气法 向下排空气法
4.气体的净化与除杂:
(1)气体除杂的方法:
①水吸收法:易溶于水的气体杂质用水吸收。(如HCl)
②酸碱吸收法:酸性气体杂质用碱性试剂吸收。(如氢氧化钠溶液吸收CO2、HCl)
③沉淀法:将杂质气体转变为沉淀除去。(如用澄清石灰水除CO2)
④固化法:将杂质气体与固体试剂反应生成固体而除去。(如除去O2用灼热的氧化铜)
⑤转纯法:将杂质转化为所需气体。(如除去CO中的CO2,可将气体通过炽热的炭粉)
(2)气体除杂的原则:不减少被净化气体的质量,不引进新的杂质。
(3)气体净化顺序:验水在前,除水在后。
(4)综合性气体制备实验的设计顺序:
答案
解析
典例4 下图所示为实验室中常见的气体制备、干燥、收集和性质实验的
部分仪器(组装实验装置时,若必要则可重复选择仪器)。试根据题目要求,回答下列问题:
(1)若用稀盐酸和碳
酸钙为原料在实验
室中制备并收集干
燥的二氧化碳(不考虑稀盐酸的挥发性)。
①所选仪器的连接顺序为__________(填写仪器序号字母)。
②仪器A中,发生反应的化学方程式为__________________________
_______。
解析 实验室通常用稀盐酸与大理石反应制取二氧化碳,反应物的状态是固态和液态,反应条件是常温,应选固-液不加热型的发生装置。二氧化碳的密度比空气大,能溶于水,只能用向上排空气法收集。因为要收集到干燥的二氧化碳,所以应在收集装置前面加一个干燥装置,浓硫酸具有吸水性,可用来干燥二氧化碳,所以仪器的连接顺序为A→E→F。
典例4 下图所示为实验室中常见的气体制备、干燥、收集和性质实验的
部分仪器(组装实验装置时,若必要则可重复选择仪器)。试根据题目要求,回答下列问题:
答案
解析
(1)若用稀盐酸和碳
酸钙为原料在实验
室中制备并收集干
燥的二氧化碳(不考虑稀盐酸的挥发性)。
①所选仪器的连接顺序为__________(填写仪器序号字母)。
②仪器A中,发生反应的化学方程式为__________________________
_______。
A→E→F
CaCO3+2HCl===CaCl2+ H2O
+CO2↑
(2)某化学研究小组的同学对石蜡的组成(经查资料知石蜡中主要含C、H
两种元素)产生了兴趣,并进行实验探究。他们设计了一套实验装置,用过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气,取少量石蜡碎屑在纯氧中完全燃烧,观察实验现象,分析有关数据,推算元素含量。仪器的连接顺序为:A→E1→D→E2→B→E3(E1、E2、E3为3个盛有浓硫酸的洗气瓶)。
①仪器A中发生反应的化学方程式是_______________________。
答案
解析
解析 仪器A中是产生氧气的装置,放入的药品是过氧化氢溶液和二氧化锰,该反应是过氧化氢以二氧化锰为催化剂生成水和氧气;
(2)某化学研究小组的同学对石蜡的组成(经查资料知石蜡中主要含C、H
两种元素)产生了兴趣,并进行实验探究。他们设计了一套实验装置,用过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气,取少量石蜡碎屑在纯氧中完全燃烧,观察实验现象,分析有关数据,推算元素含量。仪器的连接顺序为:A→E1→D→E2→B→E3(E1、E2、E3为3个盛有浓硫酸的洗气瓶)。
①仪器A中发生反应的化学方程式是_______________________。
答案
解析
②仪器E1的作用是__________。
答案
解析
解析 浓硫酸具有吸水性,可以吸收氧气中的水;
干燥作用
③通过测量石蜡试样充分燃烧后的生成物质量,可以测得石蜡中元素的
含量。若仪器D的玻璃管中放入的石蜡试样质量为4g,石蜡试样充分燃烧后,仪器B增重11g,则该试样中碳元素的质量为____g。
3
答案
解析
④若将装置中的仪器E2、B调换位置进行实验,将使该试样中氢元素的
质量测算结果______(填“偏小”、“偏大”、“无影响”中之一)。
偏小
答案
解析
解析 若将装置中的仪器E2、B调换位置进行实验,石蜡燃烧后生成的水会在石灰水中凝结,使B装置的质量增大,E2装置质量减小,生成的水的质量减小,氢的质量就偏小。
答案
解析
解析 据图可以看出,装置A中仪器X是锥形瓶;
典例5 根据如图所示装置,回答有关问题:
(1)装置A中,仪器X的名称为________;
锥形瓶
答案
解析
解析 若实验室用加热氯酸钾和二氧化锰的混合物制取氧气,是固体加热型反应,应选取的发生装置为B;
(2)若实验室用加热氯酸钾和二氧化锰的混合物制取氧气,则选取的发生
装置为______;
B
答案
解析
解析 若用装置C收集氢气,是排水法收集氢气,气体应该从短管口进入,故氢气应从b端导管口通入;
(3)若用装置C收集氢气,则氢气应从___(填“a”或“b”端导管口通入);
b
答案
解析
解析 点燃蜡烛,然后放入D中,迅速连接A、D、E,打开活塞进行实验,发现E中溶液逐渐浑浊,可能是蜡烛燃烧产生的二氧化碳,故装置A中产生的气体不一定为二氧化碳。
(4)某同学点燃蜡烛,然后放入D中,迅速连接A、D、E,打开活塞进行
实验,发现E中溶液逐渐浑浊,则装置A中产生的气体________(填“一定”或“不一定”)为二氧化碳。
不一定
答案
解析
解析 通过过量的澄清石灰水,未见变浑浊,一定不含二氧化碳气体,但混合气体的总体积减小,说明有气体被吸收,只能是HCl气体,说明含有HCl。把剩余气体导出后,在O2中能够点燃,燃烧产物中有水蒸气生成,说明可能有甲烷和氢气,故原混合气体中含有HCl和甲烷或HCl和氢气。
典例6 为检验某混合气体成分做了如下实验:将一定体积的
该混合气体通过过量的澄清石灰水,石灰水无明显现象,气体总体积减小,把剩余气体导出后,可在氧气中燃烧,燃烧产物能使白色CuSO4粉末变蓝色,则原混合气体的成分可能是( )
A.HCl和CO B.HCl和H2
C.CH4和CO2 D.CO2和CO
B
答案
解析
(1)指出图甲装置中存在的错误是__________________。
典例7 小柯用高锰酸钾制取氧气,并用制得的氧气来探究白
磷燃烧的条件。
导管伸入试管中过长
解析 装置中导管伸入试管中过长,不利于氧气的排出;
答案
解析
(2)乙中的白磷不燃烧,丙中的白磷燃烧,可以得出的结论是___________
_____________________________。
白磷燃烧的
解析 乙和丙中的白磷都与氧气接触,但由于乙中的温度没有达到白磷的着火点,因此乙中的白磷不燃烧,而丙中的白磷具备燃烧的三个条件,因此燃烧,说明白磷燃烧的条件是温度要达到白磷的着火点。
条件是温度要达到白磷的着火点
要点
1.设计要求
实验设计要科学、安全可靠、操作简便、药品经济、现象明显。
2.解题方法
(1)解答步骤:
①分析题给条件,明确实验目的;
②根据反应原理,选择恰当的仪器和药品;
③对仪器装置进行科学的连接;
④制定操作步骤;
⑤结合物质性质,根据实验现象,得出正确的结论。
热点考向3
实验方案设计与评价
(2)在进行实验方案设计时要特别注意水的处理:
①水作为杂质要除去:要先除去其他杂质,后干燥;
②水作为产物的检验:先检验水,再检验其他产物;
③水的定量测量:前后都要排除外来水的干扰。
3.实验评价
(1)评价内容:实验方案的评价包括实验原理的评价、方案的评价、实验装置的评价、实验操作的评价、实验现象的描述与结论分析的评价等。
(2)评价方法:
①化学反应原理是否正确,是否与实验目的相符;
②实验装置是否科学、优化、安全;
③操作方法是否可行,简捷;
④绿色化学的理念是否符合,对环境是否会造成污染;
⑤推理过程是否严密。
典例8 已知碳酸易分解,草酸与碳酸有相似的化学性质,在受热的条件下草酸
也会分解,仅生成三种氧化物。我校研究性学习小组对此展开探究:
[提出问题] 生成的三种氧化物是什么?
[查阅资料] 无水硫酸铜是一种白色粉末,遇水变成蓝色硫酸铜晶体。化学方程式为:CuSO4(白色粉末)+5H2O===CuSO4·5H2O(蓝色晶体)
[提出猜想] 生成的氧化物中有H2O、CO2和CO。
[实验探究] 张亮将生成的气体,依次通过如图所示装置,验证猜想。
答案
解析
(1)观察到A中________________,证明生成物中有水。
解析 因为水与白色CuSO4粉末会发生化学反应生成蓝色晶体,若看到A中白色粉末变蓝色,则证明产物中有水生成。
白色粉末变为蓝色
答案
解析
(2)B中澄清石灰水变浑浊,证明________________。
解析 二氧化碳能与石灰水反应生成碳酸钙沉淀而变浑浊,则证明产物中有二氧化碳生成。
生成了二氧化碳
答案
解析
(3)D中红色粉末是______(填化学式),实验现象_____________________
___________________。
解析 可利用CO的还原性来确定CO的存在,D中的红色粉末是用来检验CO的还原性的,故为Fe2O3;Fe2O3与CO反应后变黑色且E中澄清石灰水变浑浊。
红色粉末变为黑色, E
Fe2O3
中澄清石灰水变浑浊
答案
解析
[交流讨论] 陈军认为:张亮不需要E装置也能够推断出生成物中有一氧化碳。你是否支持陈军的观点:_____(填“支持”或“不支持”),请说出你的理由:________________________________________________
____________。陈军还认为:从环保的角度来看,此装置有一个缺陷,请你指出该缺陷:________________,处理的方法是__________________。
解析 因为这三种气体中只有CO能将红色的氧化铁变黑色,故陈军的观点也是正确的;但此装置中未反应的CO会随尾气排入了大气造成污染,所以尾气要处理再排放,一般方法是点燃或将尾气回收利用。
答案
解析
[交流讨论] 陈军认为:张亮不需要E装置也能够推断出生成物中有一氧化碳。你是否支持陈军的观点:_____(填“支持”或“不支持”),请说出你的理由:________________________________________________
____________。陈军还认为:从环保的角度来看,此装置有一个缺陷,请你指出该缺陷:________________,处理的方法是__________________。
点燃尾气或收集尾气
支持
因为在这三种气体中,只有一氧化碳有还原性,能将氧
化铁还原为铁
没有进行尾气处理
答案
解析
典例9 有三瓶失去标签的溶质质量分数为15%、10%、 5%
的盐酸,选择下列仪器和药品,设计两种不同的方案,辨别出三瓶盐酸。
实验仪器:温度计、量筒、秒表、烧杯、试管、剪刀、镊子
药品:镁条
提示:镁条和盐酸反应速度很快,通过观察放出气泡的速度很难准确判断盐酸浓度的大小。
(1)写出镁与盐酸反应的化学方程式:_______________________。
Mg+2HCl===MgCl2+H2↑
解析 镁与盐酸反应生成氯化镁和氢气,反应的化学方程式为:Mg+2HCl===MgCl2+H2↑。
答案
解析
(2)实验的关键是控制三个变量:
①在相同的环境温度下进行实验。
②取相同质量的镁条。
③取________________。
相同体积的盐酸
解析 实验的关键是控制三个变量:①在相同的环境温度下进行实验;
②取相同质量的镁条;
③取相同体积的盐酸。
答案
解析
(3)你的方案是:
方案一:测定_________________________________。
方案二:测定________________________________________。
不同浓度盐酸和镁条反应所需的时间
不同浓度盐酸和镁条反应后所得溶液的温度
解析 因为相同条件下,反应时间越短,反应速率越快;镁和稀盐酸反应放热,反应速率越快,单位时间内放热越多,温度升高的越快。故实验方案可以是:测定不同浓度盐酸和镁条反应所需的时间,可以判断反应速率的快慢;或测定不同浓度盐酸和镁条反应后所得溶液的温度,单位时间内温度升高的越快,反应速率越快。
本课结束
→→→→
2H2O22H2O+O2↑
解析 二氧化碳能使澄清的石灰水变浑浊。B装置增加的质量就是生成的二氧化碳的质量,二氧化碳中碳元素的质量=11g×=3g;
$