人教版重要化学实验及其解读 知识清单-2027届高三化学一轮复习

2026-08-24
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摘要:

该高中化学高考复习学案系统梳理了必修及选择性必修基础实验考点,按“原理-操作-现象-分析”逻辑链整合胶体制备、物质性质、定量实验等核心内容,通过对比表格、问题链设计引导学生自主归纳实验规律,构建系统化实验知识网络。 亮点在于“探究-诊断-提升”的自主学习设计,每个实验配套“分析解读”专栏培养科学思维,设置实验操作正误判断、误差分析自测题(如溶液配制误差表),助力科学探究与实践素养提升。教师可通过学生反思记录精准指导,实现个性化复习与因材施教。

内容正文:

高三化学基础实验-回扣基础(必修一) 1 学科网(北京)股份有限公司 【实验1-1】 氢氧化铁胶体的制备 实验原理:FeCl3+3H2OFe(胶体)+3HCl △ Fe3++3H2O=====Fe(OH)3(胶体)+3H+ 实验过程:取两个 100mL 小烧杯,分别加入 40mL 蒸馏水和 40mLCuSO4 溶液。将烧杯中的蒸馏水加热至沸腾,向沸水中逐滴加入 5~6 滴 FeCl3 饱和溶液。继续煮沸至液体呈红褐色,停止加热,即可得到氢氧化铁胶体。将盛有 CuSO4 溶液和 Fe(OH)3 胶体的烧杯置于暗处。分别用红色激光笔照射烧杯中的液体,在与光束垂直的方向进行观察,并记录现象。 实验仪器及装置: 实验现象:Fe(OH)3 胶体中观察到有一条光亮的“通路”产生。 分析解读:由于胶体粒子对光线具有明显的散射作用,便出现了一条光亮的“通路”,此现象为丁达尔效应。由于溶液中粒子直径较小,对光线的散射作用非常微弱,不会出现丁达尔效应。运用丁达尔效应可以区分胶体和溶液。 【实验1-2】物质的导电性 实验过程:在三个烧杯中分别加入干燥的 NaCl 固体、KNO3 固体和蒸馏水,如图 1-9 所示连接装置,将石墨电极依次放入三个烧杯中,分别接通电源,观察并记录现象。 取上述烧杯中的 NaCl 固体、KNO3 固体各少许,分别加入另外两个盛有蒸馏水的烧杯中,用玻璃棒搅拌,使固体完全溶解形成溶液。如图 1-9 所示,将石墨电极依次放入 NaCl 溶液、KNO3 溶液中,分别接通电源,观察并记录现象。 实验仪器及装置: 实验现象:将石墨电极分别放入固体 NaCl 、KNO3 和蒸馏水中,接通电源后,小灯泡不发光。将固体 NaCl、 KNO3 分别加入两个盛有蒸馏水的烧杯中,形成溶液,再放入电极,接通电源,小灯泡都会发光。 分析解读:固体 NaCl、KNO3 不能导电。NaCl 溶液、KNO3 溶液都能导电。严格地说,蒸馏水也能导电,只 是导电能力非常弱,用上述实验装置不能测出。 【实验1-3】Na2SO4 溶液与BaCl2 溶液的反应(离子反应) 实验原理:Na2SO4+BaCl2===BaSO4 ↓+2NaCl 实验过程:向盛有 2mL Na2SO4 稀溶液的试管中加入 2mLBaCl2 稀溶液,观察现象并分析。实验仪器及装置: 分析解读:电解质在溶液中的反应实质上是离子之间的反应。 【实验2-1 】切割金属钠 实验原理:4Na+O2===2Na2O 实验过程:用镊子取一小块钠,用滤纸吸干表面的煤油后,用刀切去一端的外皮,观察钠的光泽和颜色,并注意新切开的钠的表面所发生的变化。 实验仪器及装置: 实验现象:用小刀可以很轻松地切开金属钠,切口处可观察到银白色光泽,暴露在空气中很快变暗。 分析解读:钠暴露在空气中很快变暗,这是因为钠迅速被空气中的氧气氧化而生成了氧化钠。这一实验不仅说明钠具有银白色金属光泽,质软,而且极易被空气中的氧气氧化。 【实验2-2 】钠在加热条件下与氧气反应 △ 实验原理:2Na+O2=====Na2O2 2 学科网(北京)股份有限公司 实验过程:将一个干燥的坩埚加热,同时切取一块绿豆大的钠(剩余的钠放回原试剂瓶),迅速投到热坩埚中。继续加热坩锅片刻,待钠熔化后立即撒掉酒精灯,观察现象。 实验仪器及装置: 实验现象:钠受热后先熔化成小球,然后与氧气剧烈反应,发出黄色火焰,生成一种淡黄色固体。 分析解读:钠与氧气在常温下反应,生成的物质为氧化钠,在加热时,生成过氧化钠,为什么反应物相同,产物却不同呢?这是因为反应条件不同,生成的产物不同。即反应条件对反应结果有影响。因此,在化学方程式的书写中,要注意反应条件,并遵守客观事实。 【实验探究】钠与水的反应 实验原理:2Na+2H2O===2NaOH+H2 ↑ 2Na+2H2O===2Na++2OH-+H2 ↑ 实验过程:在烧杯中加入一些水,滴入几滴酚酞溶液,然后把一块绿豆大的钠放入水中。实验仪器及装置: 实验现象:钠浮在水面,熔成光亮的小球,在水面上迅速游动,并发出嘶嘶的响声;钠球在反应中逐渐变小,最后消失;滴有酚酞的溶液变成红色。 分析解读:钠的密度比水小,熔点也仅为 97.81℃。钠与水反应放出大量的热,而钠的熔点较低,与水反应时放出的热足以使它熔化;钠与水反应产生气体,气体外逸时驱动着钠球游动并发出嘶嘶的响声;由于生成氢氧化钠,溶液呈碱性,酚酞在碱性条件下呈红色。 【实验2-3 】过氧化钠与水反应 实验原理:2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2 ↑ 实验过程:将 1~2mL 水滴入盛有 1~2g 过氧化钠固体的试管中,立即把带火星的木条伸入试管中,检验生成的气体。用手轻轻触摸试管外壁,有什么感觉?用 pH 试纸检验溶液的酸碱性。 实验仪器及装置: 3 学科网(北京)股份有限公司 实验现象:滴入水后有大量气泡产生,气体使带有火星的木条复燃;试管外壁发热;pH 试纸显示溶液呈碱性。 分析解读:过氧化钠与水反应,生成的气体能使带火星的木条复燃,说明有氧气生成;试管外壁发热,说明反应过程中有热量放出,并生成碱性物质,从物质类别及物质组成角度分析,生成的碱性物质为氢氧化钠。过氧化钠既做氧化剂又做还原剂。 【实验2-4 】比较碳酸钠和碳酸氢钠的性质 实验过程:在两支试管中分别加入少量 Na2CO3 和 NaHCO3(各约 1 g),完成下列实验,并将实验现象和相应的结论填入下表。 盐 Na2CO3 NaHCO3 (1)观察 Na2CO3 和 NaHCO3 的外观并进行描述 (2)向以上两支试管中分别滴入几滴水,振荡,观察现象;将温度计分别插入其中,温度计的示数有何变化 (3)继续向(2)的试管中分别加入 5 mL 水,用力振荡,有何现象 (4)分别向(3)所得溶液中滴入 1~2 滴酚酞溶液,有何现象 初步结论 实验仪器及装置: 实验现象:如上图 【实验2-5 】比较碳酸钠与碳酸氢钠的热稳定性 实验过程:如图 2-7 所示,分别加热 NaHCO3,观察现象,比较 NaHCO3 的热稳定性。 4 学科网(北京)股份有限公司 实验仪器及装置: 实验现象:加热碳酸钠,澄清石灰水不变浑浊;加热碳酸氢钠,试管口有小液滴出现,澄清石灰水变浑浊。 分析解读:碳酸钠固体很稳定,受热不易发生分解。碳酸氢钠固体不稳定,受热容易分解。加热碳酸钠固体时,最初也会看到导管口有气泡,那是试管内空气受热、体积膨胀而造成的。 【实验2-6】焰色试验 实验过程:把熔嵌在玻璃棒上的铂丝(或用光洁无锈的铁丝)放在酒精灯(最好用煤气灯)外焰上灼烧,至与原来的火焰颜色相同时为止。用铂丝(或铁丝)蘸取碳酸钠溶液,在外焰上灼烧,观察火焰的颜色。 将铂丝(或铁丝)用盐酸洗净后,在外焰上灼烧至与原来的火焰颜色相同时,再蘸取碳酸钾溶液做同样的实验,此时要透过蓝色钴玻璃观察火焰的颜色。 实验仪器及装置: 实验现象:钠:黄色,锂紫红色,钙砖红色,钡黄绿色,铜绿色,钾紫色(观察时透过蓝色钴玻璃,防止钠焰色的干扰) 分析解读:1.焰色试验是一种定性分析操作,其原理是每种元素都有其特征的光谱。 2.焰色试验是物理变化,它并未生成新物质。 3.焰色试验常用来测试物质中是否存在某种金属元素。人们在烟花中有意识地加入某种特定金属元素,使焰火更加绚丽多彩。 5 学科网(北京)股份有限公司 【实验2- 7 】氢气在氯气中燃烧 点燃 实验原理:H2+Cl2=====2HCl 实验过程:在空气中点燃氢气,然后把导管缓慢伸入盛满氯气的集气瓶中,观察现象。 实验仪器及装置: 实验现象:将氢气在空气里点燃,可以观察到氢气在空气里燃烧,火焰为淡蓝色。将导管缓慢伸入盛满黄绿色氯气的集气瓶中,氢气安静地燃烧,产生苍白色火焰,瓶口有白雾。用手触摸集气瓶壁,可以感觉到瓶壁温度升高。 分析解读:氢气在空气里燃烧与在氯气里燃烧火焰的颜色是不同的。氢气在氯气中燃烧,生成氯化氢,氯化氢极易溶于水,我们观察到的瓶口的白雾就是氯化氢与空气中的水蒸气结合生成的盐酸小液滴。 【实验2-8 】氯水具有漂白性 实验原理:Cl2+H2O≠HCl+HClO 2HClOHCl+O2 ↑ 实验过程:(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)将有色鲜花放入盛有干燥氯气的集气瓶中,盖上玻璃片,观察现象。 实验仪器及装置: 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气瓶后,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。 分析解读: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2-9】氯离子的检验 实验原理:Ag++Cl-==AgCl↓ 2Ag++CO -=Ag2CO3 ↓ 、Ag2CO3+2H+=2Ag++CO2 ↑+H2O 实验过程:在三支试管中分别加入 2-3mL 稀盐酸、NaCl 溶液、Na2CO3 溶液,然后各滴入几滴 AgNO3 溶液,观察现象。再分别加入少量稀硝酸,观察现象。 实验仪器及装置: 6 学科网(北京)股份有限公司 实验现象:稀盐酸和 NaCl 溶液中加入 AgNO3 溶液都产生白色沉淀,再加稀硝酸,沉淀不溶解。Na2CO3 溶液中加入 AgNO3 溶液产生白色沉淀,再加稀硝酸,沉淀溶解,且放出气泡。 分析解读: 实验室检验 Cl-的方法:取少量待测液于试管中,向其中加入少量稀硝酸酸化(排除 CO32-等离子可能造成的干扰),然后滴入 AgNO3 溶液,如产生白色沉淀,则可判断该溶液中含有 Cl-。 【实验2-10】配制 100mL 1mol/L NaCl 溶液 实验过程:(1)计算:计算需要 NaCl 固体的质量:配制 100mL 1.00mol/LNaCl 溶液,所需 NaCl 固体的物质的量为:n(NaCl)=c(NaC1) ·V(NaCl)=1.00 mol/L×0. 1L=0. 1mol 0. 1molNaCl 的质量为:m(NaCl)=n(NaCl) ·M(NaCl)=0. 1mol×58.5g/mol=5.85g (2)称量:为了与容量瓶的精度相匹配,本实验应使用分析天平称量 5.85gNaCl;若用托盘天平,由于天平的精度为 0. 1g, 因此,可称量 5.9gNaCl。 (3)溶解:在小烧杯中溶解 NaC1 时,应加入 30mL 左右蒸馏水,若蒸馏水太少,固体不易溶解;若蒸馏水太多,会为后续引流操作造成不便,并且,在将洗涤后的液体转移至容量瓶之后,水位可能会超过刻度线。 使用玻璃棒搅拌可以加速溶解。注意搅拌时,玻璃棒不要碰触烧杯内壁,尽量不发出“ 叮当” 的响声。 在溶解过程中有的物质有热效应,如固体 NaOH 溶解时放出热量,使溶液温度升高,故还要冷却至室温才可转移,这是因为容量瓶的容量、规格是受温度限制的,如果未冷却,会因为热胀效应而产生误差。 (4)移液:根据所配溶液的体积选取相应规格的容量瓶。如配 950mL 某浓度溶液应选 1000mL 的容量瓶,计算溶质质量时,不能按照 950mL 计算,要按照 1000mL 计算。容量瓶在使用前要检查是否漏水;不能将固体或浓溶液在容量瓶中直接溶解或稀释,转移液体时要用玻璃棒引流,且玻璃棒下端应伸到容量瓶颈的刻度线以下,以避免溶质残留在刻度线上方。 (5)洗涤:用蒸馏水洗涤烧杯和玻璃棒 2-3 次,其目的是使溶质尽可能地转移到容量瓶中,以防产生误差。 (6)定容:当向容量瓶中加水至距刻度线 1-2cm 处时,再改用胶头滴管滴加蒸馏水至溶液的凹液面与刻度线相切。其目的是防止加水过多,造成溶液凹液面高于刻度线,大于所配溶液的体积。如果加水定容超过了刻度线,不能将超出部分吸走,而应重新配制。用胶头滴管定容时,眼睛应平视液面。 (7)摇匀:这时如果液面低于刻度线,不要再加水。 (8)装瓶:容量瓶不能作为反应容器,不能用来长期贮存溶液。 实验仪器及装置: 分析解读: (1)查漏操作: 7 学科网(北京)股份有限公司 (2)误差分析 实验操作 变量 c/(mol·L-1) n(溶质) V(溶液) 用滤纸称量 NaOH 固体 减小 — 偏低 砝码与物品颠倒(使用游码) 减小 — 偏低 移液前容量瓶内有水 不变 — 无影响 向容量瓶中移液时少量溅出 减小 — 偏低 未洗涤烧杯和玻璃棒 减小 — 偏低 定容时仰视刻度线 — 增大 偏低 定容时俯视刻度线 — 减小 偏高 定容摇匀后液面下降再加水 — 增大 偏低 未等溶液冷却就定容 — 减小 偏高 【实验3-1 】氢氧化铁和氢氧化亚铁的生成 实验原理:Fe3++3OH-=Fe(OH)3 ↓ Fe2++2OH-=Fe(OH)2 ↓ 、4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3 实验过程:在两支试管中分别加入少量的 FeCl3 ,溶液和 FeSO4 容液,然后各滴入 NaOH 溶液。观察并描述发生的现象。 实验仪器及装置: 实验现象:FeCl3 溶液中滴入 NaOH 溶液生成红褐色的 Fe(OH)3 沉淀;在 FeSO4 溶液中滴入 NaOH 溶液,先生成白色絮状沉淀,而后迅速变成灰绿色,最终变成红褐色。 分析解读:纯氢氧化亚铁是白色的。但一般很难看到,常常见到的是浅绿色。因为溶液中溶解有氧气,且不断有空气中的氧气溶解到溶液中,新生成的氢氧化亚铁很快被氧化。若想制取较纯净的氢氧化亚铁,应先对溶液进行加热,赶出溶液里的氧气,然后采用液封(向盛有 FeSO4 溶液的试管里加入少量煤油,以隔绝空气)的方法,再将吸有 NaOH 溶液的长滴管伸入到 FeSO4 溶液的液面下,挤出 NaOH 溶液。 【实验探究】铁粉与水蒸气的反应 高温 实验原理:3Fe+4H2O(g)=====Fe3O4+4H2 8 学科网(北京)股份有限公司 实验仪器及装置: 实验现象:加热时试管内铁粉红热,有气体产生,将导气管伸入盛有肥皂液的蒸发皿中吹泡,当产生较多气泡时,用燃着的木条点燃气泡,可听到爆鸣声。 分析解读: (1)通常铁与冷水或热水都不反应,但铁可与水蒸气反应。在高温下与水蒸气反应时,点燃生成的气体,可听到爆鸣声,说明生成了可燃性气体,根据元素守恒,气体应为氢气。从氧化还原角度分析,H2O 中 H 化合价由+1 降低为 0 价,H2O 作氧化剂;Fe 有还原性,在反应中化合价升高,那么,Fe 最终生成什么物质呢?经 X 射线衍射仪测定反应后固体物质,发现除铁粉外,有四氧化三铁生成;还可以用铁棒靠近,若黑色粉末被吸起,则说明发生了反应,而且生成物为四氧化三铁(四氧化三铁是磁铁矿,有磁性) (2)还原铁粉与水蒸气反应装置包括:水蒸气发生装置、铁粉与水蒸气反应装置、收集检验产生的气体装置三部分。 水蒸气发生装置中,湿棉花的作用是产生水蒸气。反应时先加热湿棉花,可使水蒸气充满试管,排尽玻璃管内的空气,防止铁粉被氧化,也为后续反应提供较多高温水蒸气,利于铁粉与水蒸气反应。 排尽空气并产生较多水蒸气后,点燃还原铁粉处的酒精灯。为了使火焰集中,保证热量更好的利用,为反应提供高温的条件,可在酒精灯上加一金属网罩。 肥皂液作用:收集产生的气体并加以检验。 由于水蒸气与铁粉表面接触,产生气体量不多,所以用吹肥皂泡的方式收集气体,并对收集的气体进行爆鸣实验来检验气体。 反应结束时,先熄灭还原铁粉处的酒精灯,让剩余铁粉在水蒸气流中冷却,防止与空气中的氧气反应,产生杂质。 如果在一套装置中需要两处加热,一定要注意点燃和熄灭加热仪器的顺序,一般是根据实验的安全性和对实验结果的影响来考虑。 【实验3-2 】铁离子的检验 实验原理:Fe3++3SCN- ⇌ Fe(SCN)3 实验过程:在两支试管中分别加入少量的 FeCl3 溶液和 FeCl2 溶液,各滴入几滴 KSCN 溶液。观察并记录现象。 实验仪器及装置: 9 学科网(北京)股份有限公司 实验现象:向 FeCl3 溶液中滴入 KSCN 溶液,溶液呈现红色;向 FeCl2 溶液中滴入 KSCN 溶液,溶液颜色无变化。 分析解读:Fe3+ 的检验方法:取少量溶液于试管中,加入硫氰化钾溶液,若溶液变红,则证明原溶液中含有Fe3+。 【实验3-3 】亚铁离子和铁离子的相互转化 实验原理:2Fe3++Fe===3Fe2+ 2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl-、Fe3++3SCN- ⇌ Fe(SCN)3 实验过程:在盛有 2mLFeCl3 溶液的试管中加入过量铁粉,振荡试管。充分反应后,滴入几滴 KSCN 溶液(如图 3- 10 左),观察并记录现象。把上层清液倒入另一支试管中,再滴入几滴氯水(如图 3- 10 右),又发生了什么变化? 实验仪器及装置: 实验现象:在盛有 2mLFeCl3 溶液的试管中加入过量铁粉,振荡试管并静置后,黄色溶液变为浅绿色;滴入 KSCN 溶液后无明显变化,在上层清液中再滴入几滴氯水时,溶液又迅速出现红色。 分析解读: 【实验探究】利用覆铜板制作图案 实验原理:2Fe3++Cu===2Fe2++Cu2+ 实验过程:取一小块覆铜板,用油性笔在覆铜板上画上设计好的图案,然后浸入盛有 FeCl3 溶液的小烧杯中。过一段时间后,取出覆铜板并用水清洗干净。观察实验现象,并展示制作的图案。 实验仪器及装置: 10 学科网(北京)股份有限公司 实验现象:没有被油性笔颜料覆盖部分,表面的铜被反应掉,露出覆铜板底色;被油性笔颜料覆盖部分的铜没有参加反应,依然为亮红色。覆铜板上可清楚看出所画图案。 分析解读:本实验应用了 FeCl3 可作氧化剂,具有氧化性的知识。将预先设计好的图案用蜡或不透水的物料覆盖,以保护不被反应。铜为金属元素单质,可作还原剂,具有还原性,FeCl3 可以与覆铜板上不需要的铜发生氧化还原反应,生成易溶于水的 CuCl2:2FeCl3+Cu=2FeCl2+CuCl2。反应完成后,未被保护的覆铜板部分露出底色,并产生凹痕;将覆盖在图案上的物料清洗干净后,设计好的图案即凸显出来。 【实验3-4 】铝与稀盐酸的反应 实验原理:Al2O3+6HCl===2AlCl3+3H2O 2Al+6HCl===2AlCl3+3H2 ↑ 实验过程:在一支试管中加入 5mL 盐酸,再向试管中放入一小块铝片。观察现象。过一段时间后,将点燃的木条放在试管口,你观察到什么现象? 实验现象:铝片表面有大量气泡产生,试管壁有发热现象。一段时间后将点燃的木条放在试管口,可听到爆鸣声。 分析解读:铝片表面有一层致密的保护膜氧化铝,可以与盐酸发生反 应:Al2O3+6HCl=2AlCl3+3H2O,这个阶段没有气体生成 ; 随着反应的进行 ,保护 膜氧化铝逐渐减少,铝单质直接与盐酸接触, 发生反应:2A1+6HCl=2AlCl3+3H2 ↑。因此,铝片与盐酸刚开始反应时没有气泡产生,一段时间后,当铝与盐酸反应产生氢气、且氢气将试管中空气排净后,即可用点燃的木条检验氢气。试管壁发热说明反应在生成新物质的同时,放出了热量。 【实验3-5 】铝、氧化铝与碱的反应 实验原理:2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2 ↑ Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O 实验过程:在两支试管中分别加入少量的 NaOH 溶液,然后向其中一支试管中放入一小块铝片,向另一支试管中放入用砂纸仔细打磨过(除去表面的氧化膜)的一小块铝片。观察现象。过一段时间后,将点燃的木条分别放在两支试管口,你观察到什么现象? 实验现象:用砂纸打磨过的铝片表面立即剧烈反应,有大量气泡产生,试管壁有发热现象。未经打磨过的铝片刚开始反应较慢,后逐渐加快,产生大量气泡,试管壁有发热现象。一段时间后,将点燃的木条放在两支试管口,均可听到爆鸣声。 【实验探究】碱金属化学性质的比较 实验原理:2K+2H2O===2KOH+H2 ↑ 实验过程:(1)将干燥的坩埚加热,同时切取一块绿豆大的钾(剩余的钾放回原试剂瓶),用镊子夹取并迅速投到热坩埚中(如图 4-8)。继续加热片刻,待钾熔化后立即撒掉酒精灯,观察现象。 (2)在烧杯中加入一些水,滴入几滴酚酞溶液。切取块绿豆大的钾,用镊子夹取并投入水中(如图 4-9),观察现 11 学科网(北京)股份有限公司 象。 实验仪器及装置: 实验现象:(1)钾在空气中燃烧比钠燃烧还要剧烈,火焰为紫色。 (2)钾浮在水面上,迅速熔化成一小球并燃烧,火焰呈紫红色,四处游动,并发出轻微爆炸声,烧杯中滴有酚酞的水变为红色,钾迅速反应后消失。 分析解读:可以发现碱金属与水反应的难易程度与它们的原子结构密切相关: 由于碱金属元素原子核外最外层电子数相同,都是 1 个电子,它们的化学性质相似,都能与水反应;随着核电荷数的增加,碱金属元素原子的电子层数逐渐增多,原子半径逐渐增大,原子核对最外层电子的引力逐渐减弱,原子失去最外层电子的能力逐渐增强,即金属性逐渐增强,表现在与水的反应中,从锂到铯会越来越剧烈。 【实验4-1 】卤素间的置换反应 实验原理:Cl2+2KBr=2KCl+Br2 Cl2+2KI= 2KCl+I2 Br2+2KI=2KBr+I2 实验过程:分别向盛有 4mLKBr 溶液和 4mLKI 溶液的两支试管中加入 1mL 氯水,振荡,观察溶液的颜色变化,并与氯水的颜色进行比较。写出反应的化学方程式。 向盛有 4mLKI 溶液的试管中加入 1mL 溴水,振荡,观察溶液的颜色变化,并与溴水的颜色进行比较。写出反应的化学方程式。 实验仪器及装置: 实验现象:向溴化钾溶液中滴入氯水,溶液变为橙黄色;向碘化钾溶液中滴入氯水,溶液变为棕黄色,且比第一个实验得到的溶液颜色深。氯水为浅黄绿色,上述溶液的颜色都与氯水颜色不同,且比氯水颜色深。 向碘化钾溶液中滴加溴水,溶液变为棕黄色。溴水为橙黄色,反应后的溶液与溴水比较,颜色更深。 分析解读:因为 F2 能与 H2O 发生反应(2F2+2H2O===4HF+O2),所以 F2 不能从其他卤化物的盐溶液中置换出卤素单质。 【实验探究】第三周期元素性质的递变 实验原理:Mg+2H2OMg2 ↓+H2 ↑ 12 学科网(北京)股份有限公司 Al3++3NH3·H2O=Al(OH)3 ↓+3NH4 (+) Al(OH)3+3H+=Al3++3H2O Al(OH)3+OH-=AlO2 (-)+2H2O 实验过程:(1)取一小段镁条,用砂纸除去表面的氧化膜,放到试管中。向试管中加入 2mL 水,并滴入 2 滴酚酞溶液,观察现象。过一会儿,加热试管至液体沸腾,观察现象。与钠和水的反应相比,镁和水的反应难易程度如何?生成了什么物质? (2)向试管中加入 2mL1mol/LAlCl3 溶液,然后滴加氨水,直到不再产生白色絮状 Al(OH)3 沉淀为止。将 Al(OH)3沉淀分装在两支试管中,向一支试管中滴加 2mol/L 盐酸,向另一支试管中滴加 2mol/L NaOH 溶液。边滴加边振荡,观察现象。 用 2mL1mol/LMgCl2 溶液代替 AlCl3 溶液做上述实验,观察现象,并进行比较。 实验现象:(1)镁条与冷水反应缓慢,镁条表面有非常少的小气泡,滴入酚酞,溶液颜色变化不明显;加热液体至沸腾后,镁与热水较快反应,镁条表面产生较多气泡,试管中溶液变红。 (2)向氢氧化铝中加入盐酸,白色沉淀逐渐溶解,最后沉淀消失,溶液无色透明;加入氢氧化钠溶液,白色沉淀逐渐溶解,最后沉淀消失,溶液无色透明。 向氢氧化镁白色沉淀中加入盐酸,白色沉淀逐渐溶解,最后沉淀消失;向氢氧化镁白色沉淀中加入氢氧化钠,沉淀不溶解。 分析解读: NaOH Mg(OH)2 Al(OH)3 分类 强碱 中强碱(属于弱碱) 两性氢氧化物 碱性强弱 NaOH>Mg(OH)2>Al(OH)3 结论 金属性:Na>Mg>Al Si P S Cl 判 断 依 据 与氢气反应 高温 磷蒸气与氢气能反应 加热 光照或点燃 由难到易的顺序为 Si<P<S<Cl 最 高价氧化 物对应 的水 化物的酸性 H2SiO3 :弱酸 H3PO4:中强酸 H2SO4:强酸 HClO4:强酸 酸性:HClO4>H2SO4>H3PO4>H2SiO3 结论 非金属性 Si<P<S<Cl 13 学科网(北京)股份有限公司 高三化学基础实验-回扣基础(必修二) 实验5-1 】二氧化硫溶于水 实验原理:SO2+H2OH2SO3 实验过程: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(在水面下轻轻晃动试管),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)。 实验仪器及装置: 实验现象:试管内液面上升,用 pH 试纸检测二氧化硫的水溶液溶液显酸性。 分析解读:通常情况下,1 体积的水可以溶解约 40 体积的二氧化硫。试管中的二氧化硫迅速溶解到少量的水中,导致试管内压强小于外界大气压,因此试管内液面上升。 【实验 5-2 】二氧化硫的漂白作用 实验过程:用试管取 2 mL 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。 实验仪器及装置: 实验现象:SO2 通入品红溶液中,品红溶液褪色,加热时,溶液又变红色。 分析解读:二氧化硫可以使品红溶液褪色,加热后颜色还原。这是因为二氧化硫与品红可以反应生成无色的不稳定的化合物,加热时,该化合物分解,恢复原来颜色,所以二氧化硫的漂白又叫暂时性漂白(SO2 不可漂白酸碱指示剂)。SO2 在工业上应用于漂白纸浆、毛、丝等;此外 SO2 可用于杀菌消毒,还可以作食物和干果的防腐剂。 【实验 5-3 】浓硫酸与铜反应 实验过程: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, 14 学科网(北京)股份有限公司 塞好橡胶塞,使铜丝与浓硫酸接触。加热, 将产生的气体通入品红溶液,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少量水的另一支试管里,观察溶液的颜色。 实验仪器及装置: 实验现象:加热时左侧试管内有气泡生成,右侧试管中的品红溶液褪色,反应后左侧试管内的物质经稀释后显蓝色。(a 中铜丝变黑,有气体逸出;b 中品红溶液逐渐变为无色;c 中溶液变为红色。) 分析解读:铜丝卷为螺旋状是为了增大反应接触面积,加快反应速率;可以通过铜丝的拉动控制反应的开始与结束。用一团浸有 NaOH 溶液的棉团吸收多余的二氧化硫气体,防止污染空气。 【实验 5-4 】硫酸根离子的检验 实验原理:SO42-+Ba2+===BaSO4 ↓ 实验过程: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结论?写出相关反应的离子方程式。 实验现象:滴入氯化钡溶液,三支试管中均产生白色沉淀。分别加入少量稀盐酸后,振荡,可观察到稀硫酸和硫酸钠溶液中的白色沉淀无明显变化,碳酸钠溶液中的白色沉淀溶解并产生气泡。 分析解读:实验室检验硫酸根离子的方法:取少量待测液于试管中,向其中加入少量稀盐酸酸化(排除碳酸根等离子可能造成的干扰),发现无明显现象后再向其中加入氯化钡溶液,若产生白色沉淀,说明待测液中有硫酸根离子。 【实验 5-5 】二氧化氮溶于水的实验 实验原理:2NO+O2===2NO2 3NO2+H2O===2HNO3+NO 实验过程:如图 5- 10 所示,在一支 50mL 的注射器里充入 20mL NO, 然后吸入 5 mL 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,再观察现象。 实验仪器及装置: 实验现象:振荡注射器,可观察到,活塞固定在 25mL 刻度处不变,注射器内无明显现象。吸入空气后,可观察到气体变为红棕色。振荡注射器后,发现注射器内气体颜色变为无色,活塞位置显示总体积小于 35 mL 。分析解读:一氧化氮不溶于水,也不与水发生反应;当注入空气后,一氧化氮气体与空气中的氧气反应生成二氧化氮,二氧化氮为红棕色气体,振荡的过程中二氧化氮会溶于水,同时和水发生反应生成硝酸和无色的 15 学科网(北京)股份有限公司 一氧化氮气体,因而注射器内气体变为无色,总体积减少。 2NO2+2NaOH===NaNO3+NaNO2+H2O,NO2+NO+2NaOH===2NaNO2+H2O,NO2、NO 的混合气体能被足量烧碱溶液完全吸收的条件是 n(NO2)≥n(NO) 。一般适合工业尾气中 NOx 的处理。 【实验 5-6 】氨气的喷泉实验 实验原理:NH3+H2ONH3 ·H2ONH4 (+)+OH- 1 体积水大约溶解 700 体积氨气,氨气极易溶于水,烧瓶内大量的氨气溶解在少量的水中,使烧瓶中的压强迅速减小,外界大气压使烧杯中的水倒吸入烧瓶中,形成喷泉。 实验过程:如图 5- 11 所示,在干燥的圆底烧瓶里充满 NH3,用带有玻璃管和胶头滴管(预先吸入水)的橡胶塞塞紧瓶口。倒置烧瓶,使玻璃管插入盛有水的烧杯中(预先在水里滴入少量酚酞溶液)。打开弹簧夹,挤压胶头滴管,使水进入烧瓶(形成喷泉的操作)。观察并描述现象,分析出现这些现象的可能原因。 实验仪器及装置: 实验现象:烧杯中的水倒吸入烧瓶中,形成红色的喷泉,烧瓶中的液体几乎充满整个烧瓶。 分析解读:常见的喷泉实验装置及引发方法: 装置Ⅰ:打开止水夹→挤压胶头滴管的胶头→使少量水进入烧瓶→烧瓶内形成负压而产生喷泉。 装置Ⅱ:挤压气球→可使少量的溶液沿导管进入烧瓶→烧瓶内形成负压而产生喷泉。 装置Ⅲ:打开止水夹→用手(或热毛巾等)捂热烧瓶→氨气受热膨胀→氨气通过导管与水接触→产生喷泉。(或用浸冰水的毛巾“冷敷”烧瓶,使水进入烧瓶,烧瓶内氨气溶于水) 【实验 5-7】铵盐的检验方法 实验原理:NHOHNH3 ↑ +H2O。 实验过程:向盛有少量 NHCl4 溶液、NH4NO3 溶液和(NH4)3SO4 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,分析现象产生的原因,写出反应的离子方程式。 实验现象:加热时有气泡产生,三支试管口湿润的红色石蕊试纸均变蓝。 分析解读:铵盐的检验方法:与氢氧化钠溶液共热,产生气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝。 氨气的实验室制法:2NH4Cl+CaCaCl2+2NH3 ↑ +2H2O 试管口塞一团疏松的棉花团, 目的是防止氨气与空气形成对流,以收集到较纯净的氨气。 验满方法: 16 学科网(北京)股份有限公司 ①方法一:用镊子夹住一片湿润的红色石蕊试纸放在试管口,若试纸变蓝,说明已经收集满。 ②方法二: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。 加热浓氨水法:NH3 ·H2O 不稳定,受热易分解生成 NH3 :NH3 ·H2ONH3 ↑ +H2O 浓氨水加固体 NaOH(或生石灰、碱石灰)法:CaO+NH3·H2O===Ca(OH)2+NH3 ↑ CaO 溶于水放热,促使氨水分解,且 c(OH-)增大,有利于 NH3 逸出。 【实验 5-8 】硝酸与铜的反应 实验原理:Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2 ↑ +2H2O 3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O 实验过程: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 2 mL 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。 实验仪器及装置: 实验现象:浓硝酸与铜反应现象:试管内有大量红棕色气体产生,溶液逐渐变蓝,铜丝逐渐变细。 稀硝酸与铜反应现象:试管内开始有少量无色气体产生,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。 分析解读:浓硝酸与铜在常温下能迅速反应,生成红棕色 NO2 ,硝酸铜溶液显蓝色(当溶液中溶有较多 NO2时,其混合溶液显绿色);稀硝酸与铜在常温下能缓慢反应,生成无色 NO ,随着反应进行,溶液温度升高,反应速率逐渐加快,NO 与 O2 在常温下反应生成红棕色 NO2 ,硝酸铜溶液显蓝色。 【实验活动 4 】用化学沉淀法去除粗盐中的杂质离子 实验过程: 问题与讨论: 1 .步骤(1)中玻璃棒的作用是什么? 搅拌、加速粗盐溶解。 2 .步骤(2)中表明 SO4 (2) -沉淀完全的操作方法是什么? 17 学科网(北京)股份有限公司 静置,取上层清液少量,继续滴加 BaCl2 溶液,若溶液不出现浑浊则表明沉淀完全。 3 .步骤(3)、(4)沉淀的离子有什么? 步骤(3)沉淀 Mg2+ ,步骤(4)沉淀 Ca2+和 Ba2+。 4 .步骤(3)与步骤(4)可以颠倒顺序吗?有什么原则? 可以颠倒顺序;Na2CO3 溶液加入必须在加 BaCl2 溶液之后。 5 .过滤用到的玻璃仪器有哪些?其中玻璃棒作用是什么? 漏斗、烧杯、玻璃棒;引流。 6 .步骤(5)与步骤(6)可以颠倒顺序吗?为什么? 不可以,若颠倒,前面生成的沉淀 Mg(OH)2 、CaCO3 、BaCO3 又溶解,引入杂质离子。 7 .蒸发 NaCl 溶液时,何时停止加热?蒸发时玻璃棒有什么作用?当蒸发皿中出现较多固体时,停止加热,利用余热蒸干;搅拌。 8 .除杂时,每次所加试剂都要略微过量,为什么? 使被除去的离子充分反应。 【实验活动 5 】不同价态含硫物质的转化 实验过程: H2SO3溶液 1 .(1)Na2S 溶液 一一一一一→现象为有淡黄色沉淀生成,同时还有少量臭鸡蛋气体生成。 Na2S 溶液现象为紫色溶液褪去。 2 .(1)Cu 与浓硫酸共热产生的气体通入品红溶液,现象为品红溶液褪色,说明生成了 SO2。 (2)SO2 尾气可以用 NaOH 溶液吸收,其反应离子方程式为 SO2+2OH-=SO3 (2) -+H2O。 3.将硫粉与铁粉均匀混合置于石棉网(或陶土网)上,用灼热的玻璃棒触及混合粉末的一端,当混合物呈红热状态时,移开玻璃棒,现象是当灼热的玻璃棒触及混合粉末的一端,反应立即发生,混合物呈红热状态时,移开玻璃棒后,反应继续剧烈进行,反应过程中有少量刺激性气味的气体产生。反应结束后,得到黑色固体 【实验 6-1 】盐酸与镁反应前后溶液的温度变化(放热反应) 实验过程:在一支试管中加入 2mL 2 mol/L 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铁条,观察现象,并测量溶液温度的变化。 实验现象:向试管中加入镁条后,可观察到有气泡产生,温度计示数上升。 【实验 6-2 】氢氧化钡晶体与氯化铵晶体的反应(吸热反应) 实验过程:将 20gBa(OH)2 ·8 H2O 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,用手触摸杯壁下部,试着用手拿起烧杯。观察现象。 实验现象:可闻到有刺激性气味,迅速用玻璃片盖上烧杯,用手触摸杯壁下部,感觉很凉,试着用手拿起烧杯,可观察到烧杯底部的木片和烧杯底部冻结在一起。 【实验 6-3 】原电池实验 实验原理:Zn 极:Zn-2e-===Zn2+ Cu 极:2H++2e-===H2 ↑ 实验过程:(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 18 学科网(北京)股份有限公司 (3)如图6-6 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。 实验仪器及装置: 实验现象:(1)将锌片和铜片同时插入盛有稀硫酸的烧杯中,可观察到,锌片表面产生大量气泡,铜片表面无明显现象。 (2)用导线将铜片和锌片连接起来,可观察到,铜片表面产生大量气泡。 (3)用导线在锌片和铜片之间串联一一个电流表,可观察到电流表的指针发生偏转。 【实验探究】影响化学反应速率的因素 1 .温度对化学反应速率的影响 实 验操作 试管中均为 2 mL 5%的 H2O2 溶液,同时滴入 2 滴 FeCl3 溶液 实 验 现象 ①产生气泡速率最慢 ②产生气泡速率较快 ③产生气泡速率最快 实 验 结论 其他条件相同时,升高温度,化学反应速率增大,降低温度,化学反应速率减小 2.催化剂对化学反应速率的影响 实验操作 实验现象 ①有少量气泡出现 ②产生大量气泡 ③产生大量气泡 实验结论 MnO2 、FeCl3 可以使 H2O2 分解的速率加快 3.压强对化学反应速率的影响 在一密闭容器中充入 1 mol H2 和 1 mol I2 ,压强为 p(Pa),并在一定温度下使其发生反应:H2(g)+I2(g) 2HI(g)。该密闭容器有一个可移动的活塞(如图所示)。 (1)向下压缩活塞,容器内气体压强如何变化?气体浓度如何变化?反应速率如何变化?向下压缩活塞,气体压强增大,浓度增大,化学反应速率加快。 (2)保持容器的容积不变,向其中充入氦气(He) ,反应速率如何变化? 19 学科网(北京)股份有限公司 充入氦气,尽管压强增大,但反应物浓度不变,反应速率不变。 (3)保持容器内气体压强不变,向其中充入氦气(He) ,反应速率如何变化? 充入氦气,尽管压强不变,但容器的体积增大,反应物浓度减小,反应速率减小。 4.浓度对化学反应速率的影响 取等质量颗粒大小相同的大理石碎块于两支试管中,分别向其中加入 2mL0. 1mol/L 盐酸和 1mol/L 盐酸,对比实验现象。 【实验活动 7 】化学反应速率的影响因素 实验原理:Na2S2O3+H2SO4===Na2SO4+SO2 ↑ +S↓+H2O,反应生成的硫使溶液出现乳白色浑浊,比较浑浊现象出现所需时间的长短,可以判断该反应进行的快慢。在不同浓度和温度条件下分别进行上述反应,并比较其反应快慢,可以看出反应物浓度和温度对该反应速率的影响。 实验过程: 1 .浓度对反应速率的影响 实 验编号 加入 0.1 mol ·L-1Na2S2O3 溶液的体积/mL 加入水的体积/mL 加入 0.1 mol ·L-1H2SO4 溶液的体积/mL 出 现 浑 浊的快慢 1 2 0 2 快 2 1 1 2 慢 2.温度对化学反应速率的影响 实验编号 加入 0.1 mol ·L-1Na2S2O3 溶液的体积/mL 加入 0.1 mol ·L-1H2SO4 溶液的体积/mL 水浴温度/℃ 出现浑浊 的快慢 1 2 2 冷水 慢 2 2 2 热水 快 分析解读: 1 .其他条件相同时,增大反应物浓度,化学反应速率增大;减小反应物浓度,化学反应速率减小。 2 .其他条件相同时,升高温度,化学反应速率增大;降低温度,化学反应速率减小。 3 .催化剂可以改变化学反应速率。 【实验 7-1 】甲烷与氯气的反应 实验原理:CH4+Cl→CH3Cl+HCl;CH3Cl+Cl→CH2Cl2+HCl 实验过程:取两支试管,均通过排饱和 NaCl 溶液的方法收集半试管 CH4 和半试管 Cl2,分别用铁架台固定好(如图 7-8)。将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。 实验仪器及装置: 20 学科网(北京)股份有限公司 实验现象:可观察到,混合气体无光照时无明显现象,光照时,试管内气体颜色逐渐变浅,试管内壁出现油状液滴,试管内水面上升。 分析解读:CH4 与 Cl2 在光照下,能生成 4 种有机物,一氯甲烷(CH3Cl)为气态,二氯甲烷、三氯甲烷(氯仿)、四氯甲烷(四氯化碳)均为液态,4 种产物都不溶于水。 【实验 7-2 】乙烯的氧化反应 实验原理:C2H4+3OCO2+2H2O;乙烯被酸性 KMnO4 溶液氧化为 CO2 实验过程:(1)点燃纯净的乙烯,观察燃烧时的现象。 (2)将乙烯通入盛有酸性高锰酸钾溶液的试管中,观察现象。 实验仪器及装置:C2H6ClO3P(乙烯利)+4KOH→KCl+K3PO4+3H2O+CH2=CH2 ↑ 实验现象:(1)乙烯在空气中燃烧,火焰明亮且伴有黑烟(不充分燃烧产物炭),同时放出大量的热。 (2)将乙烯气体通入酸性高锰酸钾溶液,可观察到紫色逐渐褪去。 分析解读:甲烷在空气中燃烧现象为发出淡蓝色火焰,放出热量,生成的气体使澄清石灰水变浑浊,若在火焰上方罩一个干冷的烧杯,会发现烧杯内有水滴。 【实验 7-3 】乙烯与溴的加成反应 实验原理:CH2==CH2+Br2 →CH2Br—CH2Br 实验过程: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:可观察到溴的四氯化碳溶液由红棕色变为无色。 【实验 7-4】乙醇与钠的反应 实验原理:2CH3CH2OH+2Na→2CH3CH2ONa+H2 ↑ 实验过程:在盛有少量无水乙醇的试管中,加入一小块新切的、用滤纸吸干表面煤油的钠,在试管口迅速塞上带尖嘴导管的橡胶塞,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,向其中加入少量澄清石灰水。观察现象,并与前面做过的水与钠反应的实验现象进行比较。 实验仪器及装置: 实验现象:实验开始可观察到钠沉于试管底部,钠表面有气泡产生。用小试管收集气体后,用拇指堵住试管口,靠近酒精灯,确定气体纯净后,点燃该气体,再将干燥的小烧杯罩在火焰上方,可观察到,烧杯内壁有无色液滴出现,迅速倒转烧杯,向其中加入少量澄清石灰水振荡,石灰水无明显现象。 21 学科网(北京)股份有限公司 【实验 7-5】乙醇的催化氧化 实验原理:2CH3CH2OH+OCH3CHO+2H2O 实验过程: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,小心地闻试管中液体产生的气味。 实验现象:将铜丝放到酒精灯上灼烧,可观察到,铜丝表面变为黑色,立即插入乙醇中,可观察到铜丝变为光亮的红色,试管口可以闻到刺激性气味。将铜丝从乙醇中取出,继续在酒精灯火焰上灼烧,可观察到,铜丝表面又变为黑色,立即插入乙醇中,铜丝又变为光亮的红色。 分析解读:乙醇在铜或银作催化剂时,在加热条件下可与空气中的氧气反应生成乙醛和水,乙醛是一种具有刺激性气味的液体,这一过程被称为乙醇的催化氧化。 【实验 7-6】乙酸乙酯的制备 实验原理: 实验过程: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,用酒精灯小心加热,将产生的蒸气经导管通到饱和 Na2CO3 溶液的液面上(如图 7-22),观察现象。 实验仪器及装置: 实验现象:饱和碳酸钠溶液的液面上有透明的不溶于水的油状液体产生,并闻到香味。将盛有油状液体的试管取出,振荡试管,可发现,上层油状液体体积减小。 分析解读:(1)浓硫酸的作用:催化剂、吸水剂。 (2)试剂的添加顺序:无水乙醇、浓硫酸、乙酸。 (3)饱和碳酸钠溶液的作用:中和乙酸,吸收乙醇,降低乙酸乙酯在水中的溶解度。 (4)导管在饱和碳酸钠溶液的液面上方:防倒吸。 (5)在酯化反应实验中加热温度不能过高:尽量减少乙醇和乙酸的挥发,对实验的改进方法是水浴加热。 【实验 7- 7】葡萄糖的性质 实验过程:(1) 在试管中加入 2 mL 10% NaOH 溶液, 滴加 5 滴 5% CuSO4 溶液,得到新制的 Cu(OH)2。再加入 2 mL 10%葡萄糖溶液,加热,观察现象。 (2)在洁净的试管中加入 1 mL 2% AgNO3 溶液,然后一边振荡试管,一边逐滴加入 2%氨水,直到最初产生的沉淀恰好溶解为止,得到银氨溶液。再加入 1 mL10%葡萄糖溶液,振荡,然后放在水浴中加热,观察现象。实验现象:(1)加热后可观察到有砖红色沉淀产生;(2)一段时间后可观察到光亮的银单质附着在试管内壁。 【实验 7-8】淀粉的性质 实验过程:(1)回忆生物课中学习的检验淀粉的方法。将碘溶液滴到一片馒头或土豆上,观察现象。 (2)在试管中加入 0.5 g 淀粉和 4 mL 2 mol/L H2SO4 溶液,加热。待溶液冷却后向其中加入 NaOH 溶液,将溶液调至碱性,再加入少量新制的 Cu(OH)2,加热。观察并解释实验现象。 22 学科网(北京)股份有限公司 实验仪器及装置: 实验现象:(1)将碘溶液滴到面包片上,可观察到面包片变为蓝色。 (2)加热后,可观察到试管中出现砖红色沉淀。 【实验 7-9】蛋白质的性质 实验过程:(1)向盛有鸡蛋清溶液的试管中加几滴醋酸铅溶液,观察现象。 (2)向盛有鸡蛋清溶液的试管中加几滴浓硝酸,加热,观察现象。 (3)在酒精灯的火焰上分别灼烧一小段头发和丝织品,小心地闻气味。 实验现象:(1)向盛有鸡蛋清溶液的试管中加入几滴醋酸铅溶液,可观察到溶液中出现白色沉淀。(2)向另一支盛有鸡蛋清溶液的试管中滴入几滴浓硝酸,可观察到试管中有白色沉淀产生,加热后可观察到沉淀变为黄色。 (3)灼烧时可闻到烧焦羽毛的气味。 分析解读:(1)这是由于鸡蛋清中富含蛋白质,而蛋白质遇到重金属盐溶液会发生变性。能使蛋白质变性的化学方法有加强酸、强碱、重金属盐、乙醇、甲醛等;能使蛋白质变性的物理方法有加热、紫外线照射等。 (2)蛋白质溶液中加入浓硝酸会有白色沉淀产生,加热,沉淀变为黄色,蛋白质发生了显色反应。这一实验可用于蛋白质的检验。 (3)头发、丝织品和羽毛中均含有蛋白质成分,因此灼烧时都可闻到烧焦羽毛的气味,这一方法可用于检验蛋白质的存在。 23 学科网(北京)股份有限公司 高三化学基础实验-回扣基础(选必一) 【实验探究】中和反应反应热的测定 实验原理:OH-(aq)+H+(aq)===H2O(l) ΔH= -57.3 kJ·mol-1 实验过程:请按照下列步骤,用简易量热计(如图 1-3)测量盐酸与 NaOH 溶液反应前后的温度。 (1)反应物温度的测量。 ①用量筒量取 50 mL 0.50 mol/L 盐酸,打开杯盖,倒入量热计的内筒,盖上杯盖,插入温度计,测量并记录盐酸的温度(数据填入下表)。用水把温度计上的酸冲洗干净,擦干备用。 ②用另一个量筒量取 50 mL 0.55 mol/L NaOH 溶液中,用温度计测量并记录 NaOH 溶液的温度(数据填入下表)。 (2)反应后体系温度的测量:打开杯盖,将量筒中的 NaOH 溶液迅速倒入量热计的内筒,立即盖上杯盖,插入温度计,用搅拌器匀速搅拌。密切关注温度变化,将最高温度记为反应后体系的温度(t2)。 (3)重复上述步骤(1)至步骤(2)两次。 实验仪器及装置: 分析解读:测定中和反应的反应热需注意的几个问题 (1)实验中要用强酸、强碱的稀溶液(0. 1~0.55 mol·L-1)。 (2)操作时动作要快,尽量减少热量的损失,使用绝热装置,避免热量散发到反应体系外。 (3)测量盐酸的温度后,要将温度计上的酸冲洗干净后,再测量 NaOH 溶液的温度,避免酸、碱在温度计的表面反应放热而影响测量结果。 (4)读取的中和反应的温度(T2)是反应混合液的最高温度。 (5)不能用弱酸或弱碱,因弱酸、弱碱电离时吸收热量而使测量数值偏低。 (6)中和反应的反应热的数值是 57.3 kJ·mol-1,测定时与强酸、强碱的用量无关。 【实验探究】定性与定量研究影响化学反应速率的因素 一、设计实验探究影响化学反应速率的因素(定性) 实验用品:烧杯、试管、量筒、试管架、胶头滴管、温度计、秒表。 0. 1mol/LNa2S2O3 溶液、0. 1mol/LH2SO4 溶液、0.5mol/LH2SO4 溶液、5%H2O2 溶液、1mol/LFeCl3 溶液、蒸馏水、热水。 1 .浓度对反应速率的影响 实 验编号 加入 0.1 mol ·L-1Na2S2O3 溶液的体积/mL 加入水的体积/mL 加入 0.1 mol ·L-1H2SO4 溶液的体积/mL 出 现 浑 浊的快慢 24 学科网(北京)股份有限公司 1 2 0 2 快 2 1 1 2 慢 2.温度对化学反应速率的影响 实验编号 加入 0.1 mol ·L-1Na2S2O3 溶液的体积/mL 加入 0.1 mol ·L-1H2SO4 溶液的体积/mL 水浴温度/℃ 出现浑浊 的快慢 1 2 2 冷水 慢 2 2 2 热水 快 3.催化剂对化学反应速率的影响 实验操作 实验现象 ①有少量气泡出现 ②产生大量气泡 ③产生大量气泡 实验结论 MnO2 、FeCl3 可以使 H2O2 分解的速率加快 二、通过实验测定并比较下列化学反应的速率(定量)。 实验用品:锥形瓶、双孔塞、分液漏斗、直角导气管、50 mL 注射器、铁架台、秒表、锌粒、锌粉、1 mol·L - 1 的 H2SO4 溶液、4 mol·L-1 的 H2SO4 溶液、CuSO4 溶液、热水。 (1)按图 2- 1 所示组装实验装置。在锥形瓶内放入 2g 锌粒,通过分液漏斗加入 40 mL 1 mol/L H2SO4 溶液, 测量并记录收集 10 mL H2 所用时间。 (2)如果用 4 mol/L H2SO4 溶液代替 1 mol/L H2SO4 溶液重复上述实验,所用时间会增加还是减少?请通过实验验证,并解释原因。将测定结果填入下表,计算并比较化学反应速率。 实验方案设计: 实验编号 T/K 锌的规格 H2SO4 溶液的浓度 收集 10 mL H2 所需时间 ① 298 锌粒 1 mol·L-1H2SO4 溶液 ② 298 锌粒 4 mol·L-1H2SO4 溶液 ③ 298 锌粉 1 mol·L-1H2SO4 溶液 ④ 298 锌粒 1 mol·L - 1H2SO4 与 少 量CuSO4 混合液 ⑤ 348 锌粒 1 mol·L-1H2SO4 溶液 注意事项:(1)锌粒的质量和表面积力求相同。(2)每次实验取用 20 mL H2SO4 溶液。 实验仪器及装置: 25 学科网(北京)股份有限公司 【实验2-1 】浓度对化学平衡的影响 实验原理:Fe3++3SCN-Fe(SCN)3 实验过程: 向盛有 5mL 0.005mol/LFeCl3 溶液的试管中加入 5mL 0.015mol/LKSCN 溶液,溶液呈红色。 将上述溶液平均分装在 a、b 、c 三支试管中,向试管 b 中加入少量铁粉,向试管 c 中滴加 4 滴 1 mol/LKSCN溶液,观察试管 b 、c 中溶液颜色的变化,并均与试管 a 对比。 实验仪器及装置: 实验现象:b 中颜色变浅,c 中颜色变深。 分析解读:在其他条件不变时,减小反应物浓度,平衡向逆反应方向移动;增大反应物浓度,平衡向正反应方向移动。 【实验2-2 】压强对化学平衡的影响 实验原理:2NO2(g)N2O4(g) ΔH=-56.9 kJ·mol-1 红棕色 无色 实验过程:如图 2-6 所示,用 50 mL 注射器吸入 20 mL NO2 和 N2O4 的混合气体(使注射器的活塞位于 I 处),将细管端用橡胶塞封闭。然后把活塞拉到 II 处,观察管内混合气体颜色的变化。当反复将活塞从 II 处推到 I处及从 I 处拉到II 处时,观察管内混合气体颜色的变化。 实验仪器及装置: 实验现象:把注射器的活塞往外拉,混合气体的颜色先变浅又逐渐变深,但依然比原来浅;把注射器的活塞往里推,混合气体的颜色先变深又逐渐变浅,但依然比原来深。 分析解读:(1)增大压强,容积减小,浓度加大,颜色加深,是因为物理变化导致,颜色再变浅,是因为加压平衡右移,二氧化氮减少;减压同理。 对向观察的 c(NO2)的数学处理方法: ( ( L 为注射器内部长度) ) 26 学科网(北京)股份有限公司 垂直方向:在拉伸/压缩活塞时,观察到 n(NO2)与 L 都会发生改变,即 c(NO2)变化(颜色变化)与 NO2 的分子数的变化、L 的变化有关; 对向:只观察到 n(NO2)的变化。 (2)以 mA(g) + nB(g)÷ pC(g) +qD(g)为例进行说明,若 m+n=p+q,即反应后气体体积不变,不管压强如何改变,化学平衡均不移动;若 m+n> p+q,即反应后气体体积减小,增大压强,平衡正向移动;若 m+n<p+q,即反应后气体体积增大,增大压强,平衡逆向移动。 【实验2-3 】温度对化学平衡的影响 实验过程:如图 2-7 所示,把 NO2 和 N2O4 的混合气体通入两只连通的烧瓶,然后用弹簧夹夹住乳胶管;把一只烧瓶浸泡在热水中,另一只浸泡在冰水中。观察混合气体颜色的变化。 实验仪器及装置: 实验现象:将充有 NO2 的球形容器放入热水中,红棕色明显加深;将充有 NO2 的球形容器放入冷水中,红棕色明显变浅。 分析解读:升高温度,化学平衡向吸热反应方向移动;降低温度,化学平衡向放热反应方向移动。 【实验活动 1】 Ⅰ、 浓度对化学平衡的影响 实验原理:Cr2O72- + H2O ÷ 2CrO42- + 2H+ 实验过程: 实验现象: 实验步骤 实验现象 结论 (1)向试管中滴加 5~10 滴 6mol/L NaOH 溶液 溶液变为黄色 其他条件不变时,减小生成物的浓度,平衡右移 (2)向试管中滴加 5~10 滴 6mol/L H2SO4 溶液 溶液由黄色变为橙色 其他条件不变时,增大生成物的浓度,平衡左移 分析解读:直接在加碱后的体系中加酸,是为了增强颜色对比,便于观察;滴加的酸、碱浓度要大些,以减少加入量,减少溶液体积的影响;所加酸的量要大于所加碱的量,保证在酸碱中和后酸还有剩余,使实验现 27 学科网(北京)股份有限公司 象更加明显。 Ⅱ、温度对化学平衡的影响 实验原理:[Cu(H2O)4]2+ + 4Cl- ⇌[CuCl]4- + 4H2O ΔH>O蓝色 黄色 实验过程: 实验现象: 实验步骤 实验现象 结论 (1)加热试管 溶液变为黄绿色 其他条件不变时,升温,平衡向吸热反应方向移动 (2)将上述试管置于冷水中 溶液由黄绿色变为蓝绿色 其他条件不变时,降温,平衡向放热反应方向移动 分析解读:在该平衡体系中,[Cu(H2O)4]2+ 为蓝色, [CuCl]4- 为黄色,因此氯化铜溶液呈绿色。升高温度,平衡向正反应方向移动,可以观察到溶液呈黄绿色。 【实验3-1 】盐酸与醋酸的电离程度比较 实验原理:CH3COOHCH3COO-+H+ 实验过程:取相同体积、0. 1mol/L 的盐酸和醋酸,比较它们 pH 的大小,试验其导电能力,并分别与等量镁条反应。观察、比较并记录现象。 实验现象: 酸 0.1mol/L 盐酸 0.1mol/L 醋酸 pH 1 约为 3 导电能力 强 弱 与镁条反应 迅速产生大量气泡 产生气泡相对缓慢 【实验3-2】强酸制弱酸 实验原理:2CH3COOH+CO - = 2CH3COO-+CO2 ↑+H2O 实验过程:如图 3-3 所示,向盛有 2mL 1mol/L 醋酸的试管中滴加 1mol/LNa2CO3 溶液,观察现象。你能否由此推测 CH3COOH 的 Ka 和 H2CO3 的 Ka1 的大小? 实验现象:有大量气泡产生。 【实验活动 2 】强酸与强碱的中和滴定 实验原理:c 28 学科网(北京)股份有限公司 实验用品:酸式滴定管、碱式滴定管、滴定管夹、烧杯、锥形瓶、铁架台。 0.100 0mol/LHCl 溶液、0.100 0mol/L 左右的 NaOH 溶液、酚酞溶液、蒸馏水。 实验过程: 一、练习使用滴定管(使用聚四氟乙烯活塞的滴定管为酸碱通用滴定管) 1.滴定管的构造:“0”刻度线在上方,尖嘴部分无刻度;读数可估计到 0.01 mL。 滴定管是内径均匀、带有刻度的细长玻璃管,下端有用于控制液体流量的玻璃活塞(或由乳胶管、玻璃球组成的阀)。滴定管主要用来精确地放出一定体积的溶液。滴定管分酸式滴定管和碱式滴定管两种”。酸式滴定管用于盛装酸性溶液,不能盛装碱性溶液。 2.滴定管的使用方法 (1)检查仪器:在使用滴定管前,首先要检查活塞是否漏水,在确保不漏水后方可使用。 (2)润洗仪器:在加入酸、碱之前,洁净的酸式滴定管和碱式滴定管要分别用所要盛装的酸、碱润洗 2~3 次。方法是:从滴定管上口加入 3~5 mL 所要盛装的酸或碱,倾斜着转动滴定管,使液体润湿全部滴定管内壁;然后,一手控制活塞(轻轻转动酸式滴定管的活塞,或者轻轻挤压碱式滴定管中的玻璃球),将液体从滴定管下部放入预置的烧杯中。 (3)加入反应液:分别将酸、碱加到酸式滴定管、碱式滴定管中,使液面位于滴定管 “0”刻度以上 2~3 mL处,并将滴定管垂直固定在滴定管夹上。 (4)调节起始读数:在滴定管下放一个烧杯,调节活塞,使滴定管尖嘴部分充满反应液(如果滴定管内部有气泡,应快速放液以赶出气泡;赶出碱式滴定管乳胶管中气泡的方法如图所示),并使液面位于“0”刻度,准确记录读数。 (5)放出反应液:根据实验需要从滴定管中逐滴放出一定量的反应液。 二、用已知浓度的强酸滴定未知浓度的强碱 1.向润洗过的酸式滴定管中加入 0.100 0 mol/LHC1 溶液,赶出气泡、调节液面至“0”刻度后准确记录读数,并填入下表中。 2.向润洗过的碱式滴定管中加入待测浓度的 NaOH 溶液,赶出气泡、调节液面至 “0”刻度后,用碱式滴定管向锥形瓶中滴入 25.00 mL 待测溶液,再向其中滴加 2 滴酚酞溶液,这时溶液呈红色。 3.把锥形瓶放在酸式滴定管的下方,瓶下垫一张白纸,小心地滴入酸。边滴边摇动锥形瓶(接近终点时,改为滴加半滴酸),直到因加入半滴酸后,溶液颜色从粉红色刚好变为无色,且半分钟内不变色。这表示已经到达滴定终点。记录滴定管液面的读数,并填入下表中。 4.重复实验两次,并记录相关数据,填入下表中。 5.计算待测 NaOH 溶液中 NaOH 的物质的量浓度。 实验仪器及装置: 分析解读:误差分析 29 学科网(北京)股份有限公司 步骤 操作 V(标准) c(待测) 洗涤 酸式滴定管未用标准溶液润洗 变大 偏高 碱式滴定管未用待测溶液润洗 变小 偏低 锥形瓶用待测溶液润洗 变大 偏高 锥形瓶洗净后还留有蒸馏水 不变 无影响 取液 放出碱液的滴定管开始有气泡,放出液体后气泡消失 变小 偏低 滴定 酸式滴定管滴定前有气泡,滴定终点时气泡消失 变大 偏高 振荡锥形瓶时部分液体溅出 变小 偏低 部分酸液滴出锥形瓶外 变大 偏高 溶液颜色较浅时滴入酸液过快,停止滴定后反加一滴 NaOH 溶液无变化 变大 偏高 读数 酸式滴定管滴定前读数正确,滴定后俯视读数 变小 偏低 酸式滴定管滴定前读数正确,滴定后仰视读数 变大 偏高 【实验活动 3 】盐类水解的应用 1 .盐类做净水剂 硫酸铝钾或硫酸铝中的 Al3+水解生成 Al(OH)3 胶体,反应的离子方程式为 Al3++3H2OAl(OH)3(胶体)+3H+ ,Al(OH)3 胶体有较强的吸附能力,常用作净水剂。 2 .热碱水清洗油污 纯碱在水中发生水解:CO -+H2OHCO3 (-)+OH-,加热促进水解平衡右移,溶液的碱性增强,去污能力增强。 3 .泡沫灭火器 (1)试剂:Al2(SO4)3 溶液和 NaHCO3 溶液。 (2)原理:Al3+和 HCO3 (-)的水解相互促进,生成 CO2 气体和 Al(OH)3 沉淀,产生大量泡沫,隔绝可燃物和空气。反应的离子方程式为 Al3++3HCO3 (-)===Al(OH)3 ↓+3CO2 ↑。 4 .盐溶液的配制 配制、保存易水解的盐溶液时,加入相应的酸(或碱)抑制水解。如配制 SnCl2 溶液时,加入适量盐酸抑制 Sn2 + 的水解,得到澄清的溶液。 5 .胶体的制备 实验室制备 Fe(OH)3 胶体利用了 Fe3+水解生成 Fe(OH)3 胶体的反应及加热促进水解的原理,反应的离子方程式为 Fe3++3H2OFe(OH)3(胶体)+3H+。 【实验3-3 】氢氧化镁沉淀溶解平衡移动 30 学科网(北京)股份有限公司 实验原理:Mg(OH)2(s)Mg2+(aq)+2OH-(aq) 实验过程:向两支盛有少量 Mg(OH)2 固体的试管中分别滴加适量的蒸馏水和盐酸,观察并记录现象。 实验现象:滴加适量蒸馏水,沉淀不溶解;滴加盐酸,沉淀溶解。 分析解读:Mg(OH)2(s)Mg2+(aq)+2OH-(aq)向其中加入盐酸,中和 OH-,使该沉淀溶解平衡向正反应方向移动,促进 Mg(OH)2(s)的溶解。 【实验3-4】沉淀的转化 实验原理:AgCl(s)+I-(aq)AgI(s)+Cl-(aq) 2AgI(s)+S2 -(aq)Ag2S(s)+2I-(aq) 实验过程: (1)向盛有 2mL0. 1mol/LNaCl 溶液的试管中滴加 2 滴 0.1 mol/LAgNO3 溶液,观察并记录现象。 (2)振荡试管,然后向其中滴加 4 滴 0.1 mol/LKI 溶液,观察并记录现象。 (3)振荡试管,然后再向其中滴加 8 滴 0.1 mol/LNa2S 溶液,观察并记录现象。 实验仪器及装置: 实验现象: (1)有白色沉淀生成;(2)白色沉淀转化为黄色沉淀;(3)黄色沉淀转化为黑色沉淀。 【实验3-5】沉淀的转化 实验过程: (1)向盛有 2 mL0.1 mol/L MgCl2 溶液的试管中滴加 2~4 滴 2 mol/L NaOH 溶液,观察并记录现象。 (2)向上述试管中滴加 4 滴 0.1 mol/L FeCl3 溶液,静置, 观察并记录现象。 实验现象:(1)有白色沉淀生成;(2)白色沉淀转化为红褐色沉淀。 分析解读:比较难溶电解质 Ksp 大小的实验设计方法(同浓度同类型滴加少量沉淀剂,先沉淀的 Ksp 小) 方法一:沉淀转化法 先制得沉淀 A,然后使沉淀 A 自发地转化为沉淀 B,则说明沉淀 A 的溶解度大于沉淀 B。即 Ksp(A)>Ksp(B),实验时要求沉淀的转化有明显的实验现象。 方法二:沉淀先后顺序法 以 AgCl 、AgI 为例:向等浓度 NaCl 和 NaI 的混合溶液中滴入几滴 AgNO3 溶液,首先产生黄色沉淀,说明Ksp(AgCl)>Ksp(AgI) 以 Ag2CrO4、Ag2Cr2O7 为例:向 K2Cr2O7 溶液中滴入几滴 AgNO3 溶液,生成的是砖红色的 Ag2CrO4 沉淀,而不生成 Ag2Cr2O7 沉淀,说明 Ag2CrO4 的溶解度更小,即 Ksp(Ag2Cr2O7)>Ksp(Ag2CrO4)。原因是在 K2Cr2O7 溶液中存在下列平衡:Cr2O -+H2O2CrO -+2H+ 。K2Cr2O7 溶液中 c(Cr2O -)>c(CrO -),但加入 AgNO3 溶液后得到 Ag2CrO4(砖红色),即可得出上述结论。 31 学科网(北京)股份有限公司 【实验4-1 】锌铜原电池实验 实验过程:如图 4-1 所示,将置有锌片的 ZnSO4 溶液和置有铜片的 CuSO4 溶液用一个盐桥连接起来,然后将锌片和铜片用导线连接,并在中间串联一个电流表,观察现象。取出盐桥,观察电流表的指针有何变化。 实验现象:实验表明,接通电路时,电流表的指针发生偏转,即电路中有电流通过。从上述装置中取出盐桥,电流表的指针又回到零点,即电路中没有电流通过。 【实验4-2 】电解氯化铜溶液 实验原理:2Cl-+Cu2+Cu+Cl2 ↑ 实验过程:在 U 形管中注入质量分数为 25%的 CuCl2 溶液,插入两根石墨棒作电极(如图 4-9)。把湿润的碘化钾淀粉试纸放在与直流电源正极相连的石墨棒附近。接通直流电源,观察 U 形管内的现象和试纸颜色的变化。实验仪器及装置: 实验现象:通电后不久可以看到,与直流电源负极相连的石墨棒上逐渐覆盖层红色的铜,与直流电源正极相连的石墨棒上有气泡产生,湿润的碘化钾淀粉试纸变成蓝色。 【实验4-3 】金属的吸氧腐蚀和析氢腐蚀 实验过程:(1)将经过酸洗除锈的铁钉用饱和食盐水浸泡一下,放入图 4-21 所示的具支试管中。几分钟后,观察导管中水柱的变化,解释引起这种变化的原因。 (2)取两支试管,分别放入两颗锌粒和等体积、等浓度的稀盐酸,观察现象。然后, 向其中一支试管中滴加 1~2 滴硫酸铜溶液,再观察现象。 解释产生不同现象的原因。 实验仪器及装置:(如右图) 实验现象:(1)导管中水柱液面上升; (2)有气泡生成,加入硫酸铜溶液的试管,产生气泡速率加快。 分析解读:(1)吸氧腐蚀使装置内的氧气减少,气压变小,导管中水柱的液面上升。 (2)再加入硫酸铜溶液的试管,因有铜产生,和锌构成了微小的原电池,从而加快了锌的腐蚀。 【实验4-4】金属的防护 实验过程:(1)以 Fe 作保护电极,Zn 作辅助电极,以经过酸化的 3% NaCI 溶液作电解质溶液,按图 4-26 所示连接装置。观察电流表指针的变化,以及烧杯中两个电极附近发生的现象。过一段时间,用胶头滴管从 Fe电极区域取少量溶液于试管中,再向试管中滴入 2 滴 K3 [Fe(CN)6](铁氰化钾)溶液,观察试管中溶液颜色的变化。 (2)将 1g 琼脂加入 250mL 烧杯中,再加入 50mL 饱和食盐水和 150mL 水。搅拌、加热煮沸,使琼脂溶解。稍 32 学科网(北京)股份有限公司 冷后,趁热把琼脂溶液分别倒入两个培养皿中,各滴入 5-6 滴酚酞溶液和 K3 [Fe(CN)6]溶液,混合均匀。取两个 2-3cm 长的铁钉,用砂纸擦光。如图 4-27(a)所示,将裹有锌皮的铁钉放入上述的一个培养皿中;如图 4-27(b)所示,将缠有铜丝的铁钉放入另一个培养皿中。观察并解释实验现象。 实验仪器及装置: 实验现象:(1)电流表指针偏转,Fe 电极上无气泡产生;过一段时间,用胶头滴管从 Fe 电极区域取少量溶液于试管中,再向试管中滴加 2 滴 K3 [Fe(CN)6]溶液,没有产生蓝色沉淀。这说明溶液中不存在 Fe2+,证明 Fe未被腐蚀。 (2)裹有锌皮的铁钉在食盐的琼脂溶液中形成腐蚀电池,属于吸氧腐蚀。锌比铁活泼,锌一端为负极(阳极),锌失去电子变成锌离子;铁一端为正极(阴极),氧气得到电子,生成氢氧根离子使该端溶液的碱性增强,酚酞变红。 缠有铜丝的铁钉在食盐的琼脂溶液中形成腐蚀电池,属于吸氧腐蚀。铁比铜活泼,铁一端为负极(阳极),铁失去电子变成亚铁离子,亚铁离子与 K3 [Fe(CN)6]反应生成蓝色沉淀;铜一端为正极(阴极),氧气得到电子,生成的氢氧根离子使该端溶液的碱性增强,酚酞变红。 33 学科网(北京)股份有限公司 高三化学基础实验-回扣基础(选择性必修二) 【思考与讨论】碘在不同溶剂中的溶解度 实验过程:(1) 在一个小试管里放入一小粒碘晶体,加入约 5 mL 蒸馏水,观察碘在水中的溶解性。 (2) 在碘水溶液中加入约 1 mL 四氯化碳(CCl4),振荡试管,观察现象。 (3) 再向试管里加入 1 mL 浓碘化钾(KI)水溶液,振荡试管,解释产生不同现象的原因。 实验仪器及装置: 实验现象:(1)少量碘溶解在水中,溶液呈棕黄色; (2)碘被四氯化碳萃取,形成紫红色的碘的四氯化碳溶液; (3)溶液紫色变浅。 分析解读:碘是非极性分子,所以在极性溶剂水中的溶解度很小,而易溶于非极性溶剂四氯化碳。我们观察到碘中加水后,碘没有全部溶解,表明碘在水中的溶解度很小。而在碘水中加人 CC14 振荡后,水层颜色明显变浅,而 CC14 层呈紫红色,表明碘在 CC14 中溶解度较大,所以使碘从水中萃取到了 CC14 中而在碘水中加人浓的 KI 溶液后,由于发生反应:I2+I-=I3-,碘生成了无色的 I3-,并溶解到水中,碘的浓度降低,所以溶液紫色变浅。 【实验3-1】 晶体的获取途径 实验过程:(1)用研钵把硫黄粉末研细,放入蒸发皿中,放在三角架的铁圈上,用酒精灯加热至熔融态,自然冷却结晶后,观察实验现象。 (2)在一个小烧杯中加入少量碘,用一个表面皿盖在小烧杯上,并在表面皿上加少量冷水。把小烧杯放在石棉网上小火加热,观察实验现象。 (3)在蒸发皿中加入 50mL 饱和硫酸铜溶液,小火加热搅拌浓缩,缓慢冷却,观察实验现象。实验现象:(1)硫加热融化, 自然冷却结晶后,得到黄色晶体。 (2)固体直接变成紫色蒸气,蒸气遇冷又重新凝聚成紫黑色的固体。 (3)有白色细小晶体析出。 分析解读:获得晶体的途径有液熔融态物质凝固,气态物质冷却不经也太直接凝固(凝华),溶质从溶液中析出。 34 学科网(北京)股份有限公司 【研究与实践】 明矾晶体的制备 实验过程:(1)在玻璃杯中放入比室温高 10-20℃的水,并加热明矾晶体【KAl(SO4)2. 12H2O】,用筷子搅拌,直到有少量晶体不能再溶解。 (2)待溶液自然冷却到比室温高 3-5℃时,把溶液倒入洁净的碗中,用硬纸片盖好,静置一夜。 (3)从碗中选取 2~3 粒形状完整的小晶体作为晶核。将所选的晶核用细线轻轻系好。 (4)把明矾溶液倒入玻璃杯中,向溶液中补充适量明矾,使其成为比室温高 10- 15℃的饱和溶液。待其自然冷却到比室温略高 3-5℃时,把小晶体悬挂在玻璃杯中央,注意不要使晶核接触杯壁。用硬纸片盖好玻璃杯,静置过夜。 (5)每天把已形成的小晶体取出,重复第(4)项操作,直到晶体长到一定大小。 (6)将所得明矾晶体放进铬钾矾的饱和溶液中,使铬钾矾晶体【KCr(SO4)2. 12H2O】在明矾晶体表面生长,长到一定厚度后,再将所得晶体放到明矾饱和溶液中去,使铬钾矾晶体表面再覆盖一层明矾晶体。 实验仪器及装置: 分析解读:要得到完美的明矾大晶体是比较困难的,晶体的生成包括晶核的形成和晶体的成长两个阶段。 Ⅰ 、晶核形成方法:振荡容器、用玻璃帮摩擦器壁、加入晶核等,明矾晶体制备的过程中选择形状完整的晶体作为晶核有利于获得完美的大晶体。 Ⅱ 、在过饱和溶液中已有晶核形成或加晶种后,以过饱和度为推动力,溶液中的溶质向晶核或加入的晶体运动并在其表面上进行有序排列,使晶体格子扩大的过程。影响结晶生长速率的因素很多:过饱和度、粒度、物质移动的扩散过程等。过饱和度越大,溶质向晶核运动越快,就越易形成许多细小的晶体,故溶质的溶解度越小、②溶液的浓度越大③溶剂蒸发的速度越快④溶液冷却的越快析出的晶粒就越细小。所以在制备明矾大晶体将晶核悬挂在溶液中央位置,有利于离子对称性地扩散、溶解与结晶,有利于获得外形对称性较好的晶体。配制饱和溶液(比室温高 10- 15℃) 时温度不宜过高,目的是防止饱和溶液的浓度过高,冷却时晶体迅速析出,形成多个小晶核,不利于形成大晶体。 【实验3-2】 水合铜离子的颜色 实验过程及现象:下表中的少量固体溶于足量的水,观察实验现象并填写表格。 35 学科网(北京)股份有限公司 固体 (1)CuSO4 (2)CuCl2 (3)CuBr2 (4)NaCl (5)K2SO4 (6)KBr白色 绿色 深褐色 白色 白色 白色 哪些溶液呈天蓝色 (1)CuSO4 (2)CuCl2 (3)CuBr2 实验说明什么离子呈天蓝色,什么离子没有颜色 溶液呈天蓝色是由阳离子 Cu2+ 引起的,SO42- 、Cl-、Br-、Na+、K+在溶液中均无色 实验结论 上述实验中呈蓝色的物质是水合铜离子,可表示为[Cu(H2O)4]2+ 【实验3-3】[Cu(NH3)4](OH)2 的制备 实验原理:Cu2+ + 2NH3.H2O = Cu(OH)2 ↓+ 2NH4+ Cu(OH)2 + 4 NH3 = [Cu(NH3)4](OH)2 实验过程:(1)向盛有 4mL 0.1mol/L CuSO4 溶液的试管里滴加几滴 1 1mol/L 氨水,观察实验现象; (2)继续添加氨水并振荡试管,观察实验现象; (3)再向试管中加入极性较小的溶剂(如加入 8 mL 95%乙醇),并用玻璃棒摩擦试管壁,观察实验现象。 实验现象:(1)有蓝色沉淀产生; (2)沉淀溶解,得到深蓝色的透明溶液; (3)加入乙醇后,有深蓝色晶体析出。 分析解读:无论在得到的深蓝色透明溶液中,还是在析出的深蓝色的晶体中,深蓝色都是由于存在 [Cu(NH3)4]2+ ,它是 Cu2+的另一种常见配离子,中心离子仍然是 Cu2+,而配体是 NH3 ,配位数为 4 。该配合物在乙醇中的溶解度小于在水中的溶解度,用玻璃棒摩擦试管壁是为了促进晶体的析出。 【实验3-4】Fe(SCN)3 的制备 实验原理:Fe3+ + 3SCN- ⇌ Fe(SCN)3 实验过程:向盛有少量 0.1 mol/L FeCl3 溶液(或任何含 Fe3+ 的溶液)的试管中滴加 1 滴 0.1 mol/L 硫氰化钾(KSCN)溶液。 实验现象:溶液变为红色。 分析解读:三价铁离子跟硫氰根离子形成红色配合物[Fe(SCN)n]3-n(n=1-6,随 SCN-的浓度而异),可用于鉴定溶液中存在 Fe3+。 【实验3-5】[Ag(NH3)2]Cl 的制备 实验原理:Ag+ + Cl- = AgCl ↓ , AgCl + 2NH3 = [Ag(NH3)2]Cl 实验过程:向盛有少量 0.1 mol/L NaCl 溶液的试管里滴几滴 0.1 mol/L AgNO3 溶液,产生难溶于水的白色的AgCl 沉淀;再滴入 1 mol/L 氨水,振荡。 36 学科网(北京)股份有限公司 实验现象:先得到白色沉淀,继续加氨水沉淀溶解,得到澄清的无色溶液。 分析解读:AgCl 的溶度积常数 Ksp=1.8x10- 10 [Ag(NH3)2]+ 的稳定常数 K 稳=[Ag(NH3)2]+/[Ag+][NH3]2= 1. 1x107 AgCl + 2NH3 = [Ag(NH3)2]+ + Cl-反应平衡常数 K=K 稳.Ksp=2.0x10-3 从平衡常数可知,选择氨水的浓度较大为宜。若在上述[Ag(NH3)2]Cl 溶液中加入 Br-,则产生淡黄色 AgBr沉淀,AgBr 仅微溶于氨水。 【实验活动】简单配合物的形成 1 、简单配合物的形成 序号 实验步骤 实验现象 解释 (1) 向盛有 CuSO4 溶液的试管里加入氨水 产生蓝色沉淀 Cu2++2NH3 ·H2O =Cu(OH)2 ↓+2NH4+ 继续加入氨水 沉淀溶解生成深蓝色溶液 Cu(OH)2+4NH3 ·H2O =[Cu(NH3)4]2++2OH-+4H2O 再加入乙醇 析出蓝色晶体 [Cu(NH3)4]SO4 ·H2O 在极性较小的乙醇中的溶解度小 (2) 向盛有氯化钠溶液的试管里滴几滴硝酸银溶液 产生白色沉淀 Ag++Cl- = AgCl ↓ 再滴入氨水 沉淀溶解,生成无色溶液 AgCl+2NH3 ·H2O = [Ag(NH3)2]+ + Cl- + 2H2O 2 、简单离子与配离子的区别 实验步骤 实验现象 解释 (1)向盛有少量蒸馏水的试管里滴加 2 滴氯化铁溶液,然后再滴加 2 滴硫氰化钾溶液。 产生血红色溶液 Fe3++3SCN- =Fe(SCN)3 (2)向盛有少量蒸馏水的试管里滴加 2 滴K3 [Fe(CN)6] 溶液,然后再滴加 2 滴硫氰化钾溶液。 无现象 K3 [Fe(CN)6]内界离子非常稳定,不能电离出 Fe3+ 37 学科网(北京)股份有限公司 高三化学基础实验-回扣基础(选择性必修三) 【实验1-1 】钠与乙醇、水反应的对比(必修二实验 7-4) 实验过程:向两只分别盛有蒸馏水和无水乙醇的烧杯中各加入同样大小的钠(约绿豆大),观察现象。 实验现象:钠与无水乙醇反应没有钠与水反应剧烈。 分析解读:该反应放出氢气过程中,乙醇断裂了极性较强的氢氧键,即图中①。相同条件下,乙醇分子中氢氧键极性<水分子中氢氧键极性,因此乙醇与钠反应剧烈程度<水与钠反应剧烈程度。 【实验1 】有机化合物的分离、提纯 实验仪器及装置: 分析解读: 一、蒸馏注意事项:(1)温度计水银球位于蒸馏烧瓶支管口处。 (2)碎瓷片的作用:使液体平稳沸腾,防止暴沸。若忘记加碎瓷片,应立即停止加热,冷却至室温后补加。 (3)冷凝管中水流的方向是下口进入,上口流出。 二、重结晶注意事项: (1)溶解粗苯甲酸时加热的作用是促进苯甲酸的快速溶解;趁热过滤的目的是防止苯甲酸析出,使苯甲酸与不溶杂质分离。 (2)实验操作中多次使用了玻璃棒,分别起到了哪些作用?溶解时,加速溶解;过滤时,引流。 (3)如何检验提纯后的苯甲酸中氯化钠已被除净?取提纯的苯甲酸少许,加入水溶解,然后加入硝酸酸化的AgNO3 溶液,若无沉淀,说明苯甲酸中 NaCl 已除净。 【实验探究】乙炔的化学性质 实验原理:CaC2+2H2O →Ca(OH)2+CH≡CH↑ 实验过程:如图 2-6 所示,在圆底烧瓶中放入几小块电石。打开分液漏斗的活塞,逐滴加入适量饱和氯化钠溶液,将产生的气体通入硫酸铜溶液后,再分别通入酸性高锰酸钾溶液和溴的四氯化碳溶液。最后换上尖嘴导管,先检验气体纯度,再点燃乙炔,观察现象。 实验仪器及装置: 38 学科网(北京)股份有限公司 实验现象:③中现象是溶液褪色,乙炔发生氧化反应;④中现象是溶液褪色,乙炔发生加成反应;⑤处现象是火焰明亮并有浓烟产生,乙炔发生氧化反应。 分析解读:(1)电石与水反应非常剧烈,为了减小其反应速率,可用饱和氯化钠溶液代替水作反应试剂。反应制得的乙炔中通常会含有硫化氢等杂质气体,可用硫酸铜溶液(或氢氧化钠溶液)吸收,以防止其干扰探究乙炔化学性质的实验。乙炔属于可燃性气体,点燃前要检验纯度,防止爆炸。 【实验2-1】苯的性质 实验过程:向两支各盛有 2 mL 苯的试管中分别加入酸性高锰酸钾溶液和溴水,用力振荡,观察现象。 实验仪器及装置: 实验现象:向苯中加入溴水后,分层,可看到苯位于溴水上层,振荡试管,静置后可观察到上层呈橙黄色,下层溶液为无色;加入少量酸性高锰酸钾溶液,溶液分层,可看到苯位于酸性高锰酸钾溶液下层,振荡试管,静置后可观察到上层为无色,下层仍为紫红色。 分析解读:实验表明,苯不能被酸性高锰酸钾溶液氧化,也不与溴水反应。溴在苯中的溶解度比在水中的大,因此苯能将溴从水中萃取出来。 【实验2-2 】苯和甲苯性质的比较 实验过程: 实验内容 实验现象 解释 (1)向两支分别盛有2 mL 苯和甲苯的试管中各加入几滴溴水,静置 苯的现象同上;甲苯的试管中溶液分层,溴水位于下层 实验证明苯和甲苯均可将溴水中的溴萃取出来,溴与苯和甲苯未发生化学反应。 (2)将上述试管用力振荡,静置 分层,上层为橙黄色 (3)向两支分别盛有2 mL 苯和甲苯的试管中各加入几滴酸性高锰酸钾溶液,静置 苯的现象同上;甲苯的试管中溶液分层,高锰酸钾位于下层 苯不能使高锰酸钾溶液反应,甲苯可与酸性高锰酸钾反应。 (4)将上述试管用力振荡,静置 甲苯中紫色褪去 实验仪器及装置: 39 学科网(北京)股份有限公司 【实验2】苯的溴代反应 实验原理: 实验仪器及装置: 实验现象:烧瓶充满红棕色气体,在导管口有白雾(HBr 遇水蒸气形成);反应完毕后,向锥形瓶中滴加 AgNO3溶液,有浅黄色的 AgBr 沉淀生成;把烧瓶里的液体倒入盛有冷水的烧杯里,烧杯底部有褐色(溶有 Br2)不溶于水的液体生成。 分析解读:注意事项:①应该用纯溴; ②要使用催化剂 FeBr3,需加入 铁屑; ③锥形瓶中的导管不能插入液面以下,防止倒吸,因 HBr 极易溶于水。 产品处理(精制溴苯): 【实验3 】苯的硝化反应 实验原理: 实验过程:(1)配制混合酸:先将 1.5 mL 浓硝酸注入烧瓶中,再沿烧瓶内壁慢慢注入 2 mL 浓硫酸,并及时摇匀,冷却; (2)向冷却后的混合酸中逐滴加入 1 mL 苯,充分振荡使混合均匀; (3)将烧瓶放在50~60 ℃的水浴中加热。 实验仪器及装置: 实验现象:将反应后的液体倒入一个盛有水的烧杯中,可以观察到烧杯底部有微黄色油状液体出现(因溶解了 NO2 而呈微黄色) 分析解读:(1)采用水浴加热的优点是反应物受热均匀,温度易于控制; (2)与烧瓶连接的玻璃管起冷凝回流和调节压强的作用,防止苯和浓硝酸挥发到大气中造成污染; (3)分离提纯硝基苯的方法:将所得粗硝基苯依次用蒸馏水和 5%NaOH 溶液洗涤,再用蒸馏水洗涤;最后加入无水 CaCl2 干燥,过滤后进行蒸馏。 【实验3-1 】溴乙烷的取代反应 水 实验原理:C2H5—Br+NaOH →C2H5—OH+NaBr 40 学科网(北京)股份有限公司 实验过程:取一支试管,滴入 10~15 滴溴乙烷,再加入 1 mL 5% NaOH 溶液,振荡后加热,静置。待溶液分层后,用胶头滴管小心吸取少量上层水溶液,移入另一支盛有 1 mL 稀硝酸的试管中,然后加入 2 滴 AgNO3 41 学科网(北京)股份有限公司 溶液,观察实验现象。 实验仪器及装置: 实验现象:试管中由浅黄色沉淀生成。 分析解读:步骤④滴加硝酸银溶液后产生的沉淀的颜色判断卤素原子种类。如果生成白色沉淀,说明卤代烃中含有氯原子;如果生成淡黄色沉淀,说明卤代烃中含有溴原子;如果生成黄色沉淀,说明 卤代烃中含有碘原子。 【实验探究】1-溴丁烷的化学性质(重要!) ( 乙醇 )实验原理:CH3CH2Br+NaOH →CH2===CH2 ↑ +NaBr+H2O 实验过程:如图 3-3 所示,向圆底烧瓶中加入 2.0 g NaOH 和 15 mL 无水乙醇,搅拌。再向其中加入 5 mL 1-溴丁烷和几片碎瓷片,微热。将产生的气体通入盛水的试管(除乙醇)后,再用酸性高锰酸钾溶液进行检验。实验仪器及装置: 实验现象:酸性高锰酸钾溶液褪色。 【实验3-2 】乙醇的消去反应 实验原理:CH3CH2OHCH2===CH2 ↑ +H2O 实验过程:如图 3-9 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,以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℃,将生成的气体先通入氢氧化钠溶液除去杂质,再分别通入酸性高锰酸钾溶液和溴的四氯化碳溶液中,观察实验现象。 实验仪器及装置: 实验现象:酸性 KMnO4 溶液褪色,溴的 CCl4 溶液褪色。 分析解读:醇分子中,连有—OH 的碳原子的相邻碳原子(β碳) 上连有氢原子时,才能发生消去反应而形成不饱和键。 【实验3-3 】乙醇与酸性重铬酸钾的反应 实验过程:如图 3- 10 所示,在试管中加入酸性重铬酸钾溶液,然后滴加乙醇,充分振荡,观察实验现象。 实验现象:溶液由橙黄色变为绿色。 分析解读:乙醇被酸性重铬酸钾(K2Cr2O7)溶液氧化的过程为 乙醇 乙醛 乙酸 【实验3-4 】苯酚的酸性(重要!) 实验原理: 实验过程: 实验内容 实验现象 (1)向盛有 0.3g 苯酚晶体的试管中加入 2mL 蒸馏水,振荡试管 得到白色浊液 (2)向试管中逐滴加入 5% NaOH 溶液并振荡试管 溶液逐渐变为无色澄清透明 (3)再向试管中加入稀盐酸 溶液重新变为白色浊液 实验仪器及装置: 分析解读:酚羟基中的氢原子比醇羟基中的氢原子更活泼,苯酚的羟基在水溶液中能够发生部分电离,显示弱酸性,故苯酚俗称石炭酸。苯酚能与氢氧化钠反应生成苯酚钠和水,向苯酚钠的溶液中滴加少量稀盐酸,苯酚钠又重新生成了苯酚。 【实验3-5】苯酚与溴反应 实验原理: 实验过程:向试管中加入 0.1 g 苯酚和3 mL 水,振荡,得到苯酚溶液。再向其中逐滴加入饱和溴水,边加边振荡,观察实验现象。 实验现象:有白色沉淀产生。 分析解读:苯酚很容易与溴发生取代反应,生成邻、对位取代的产物 2, 4, 6-三溴苯酚。苯酚与溴的反应很灵敏,可用于苯酚的定性检验和定量测定。 【实验3-6 】苯酚与氯化铁反应 42 学科网(北京)股份有限公司 实验过程:向盛有少量苯酚稀溶液的试管中,滴入几滴 FeCl3 溶液,振荡,观察实验现象。 实验现象:溶液由无色变为紫色。 分析解读:苯酚与 FeCl3 溶液作用显紫色,酚类物质一般都可以与 FeCl3 作用显色,可用于检验其存在。 【实验3- 7】乙醛的银镜反应 实验原理:CH3CHO+2[Ag(NH3)2]OHCH3COONH4+2Ag ↓+3NH3+H2O 实验过程:在洁净的试管中加入 1 mL 2% AgNO3 溶液,然后边振荡试管边逐滴滴入 2%氨水,使最初产生的沉淀溶解,制得银氨溶液。再滴入 3 滴乙醛,振荡后将试管放在热水浴中温热。观察实验现象。 实验仪器及装置: 实验现象:试管内壁附着一层光亮的银镜。 【实验3-8 】乙醛与氢氧化铜反应 实验原理:CH3CHO+2Cu(OH)2+NaOHCH3COONa+Cu2O ↓+3H2O 实验过程:在试管里加入 2 mL 10% NaOH 溶液,加入 5 滴 5% CuSO4 溶液,得到新制的 Cu(OH)2,振荡后加入 0.5 mL 乙醛溶液,加热。观察实验现象。 实验仪器及装置: 实验现象:有砖红色沉淀产生。 【实验探究】羧酸的酸性 利用下图所示仪器和药品,设计一个简单的一次性完成的实验装置,比较乙酸、碳酸和苯酚的酸性强弱。 (1)装 CH3COOH 的仪器名称是什么?分液漏斗。 饱和 NaHCO3 溶液的作用是什么?除去 CO2 气体中的 CH3COOH 蒸气 (2)要比较上述三种物质的酸性强弱,上述装置的连接顺序如何?(用 A 、B 、C 表示) A→D 、E→B 、C→F、G→H 、I→J(B 、C 与 H 、I 可以颠倒)。 (3)盛 Na2CO3 固体,苯酚钠溶液的仪器中有什么现象?得出什么结论?有气体生成,溶液变为浑浊;结论是酸性:乙酸>碳酸>苯酚 43 学科网(北京)股份有限公司 (4)写出有关的化学方程式。 【实验探究】乙酸乙酯的水解 请你设计实验,探究乙酸乙酯在中性、酸性和碱性溶液中,以及不同温度下的水解速率。(提示:可以通过酯层消失的时间差异来判断乙酸乙酯在不同条件下水解速率的差别,还可以通过乙酸乙酯气味消失的快慢来比较。也可在水层中滴人石蕊溶液以指示水层,便于观察酯与水之间的界面,并且可以根据水层由紫色变为红色来判断水解产物乙酸的生成。) 实验现象: 实验操作 实验现象 稀硫酸 蒸馏水 含有酚酞的 NaOH 溶液 1.在 3 支试管中各加入 1mL 乙酸乙酯,再 分别加入等体积的稀硫酸、蒸馏水和含有酚酞的 NaOH 溶液 2.水浴加热(70-80℃), 记录酯层消失和酯 酯层和酯香味消失慢 分层,酯层无明显现象 酯层和酯香味消失快,酚酞褪色 香味消失的时间 【实验活动 1 】乙酸乙酯的制备与性质 实验过程:(1)在一支试管中加入 2 mL 乙醇,然后边振荡试管边慢慢加入 0.5 mL 浓硫酸和 2 mL 乙酸,再加入几片碎瓷片。在另一支试管中加入 3 mL饱和 Na2CO3 溶液。按右图所示连接装置。 (2)用小火加热试管里的混合物,将产生的蒸气经导管通到饱和 Na2CO3 溶液的上方约 0.5 cm 处,注意观察试管内的变化。反应一段时间后,取下盛有 Na2CO3 溶液的试管,并 停止加热。 (3)振荡盛有 Na2CO3 溶液的试管,静置。待溶液分层后,观察上层的油状液体,并注意闻气味。 实验仪器及装置: 【实验活动 2】 阿司匹林有效成分中羧基和酯基官能团的检验 阿司匹林的有效成分是乙酰水杨酸 乙酰水杨酸中含羧基,具有羧酸的性质,同 时还有酯基,在酸性或碱性条件下能发生水解。 44 学科网(北京)股份有限公司 实验过程:(1)样品处理:将一片阿司匹林研碎后放入适量水中,振荡后静置,取用上层清液。 (2)羧基和酯基官能团的检验 ①向两支试管中分别加入 2mL 清液; ②向其中一支试管中滴入 2 滴石蕊试液,观察现象; ③向另一只试管中滴入 2 滴稀硫酸,加热后滴入几滴 NaHCO3 溶液,振荡。再向其中滴入几滴 FeCl3 溶液,振荡。观察现象。 实验现象:②石蕊试液变红 ③溶液变紫色。 分析解读:酚类物质遇氯化铁显紫色的原因是酚与铁离子形成配离子,加酸催化乙酰水杨酸水解后过量的酸抑制了酚羟基的电离,故需加入 NaHCO3 溶液中和过量的酸。 【实验4-1 】葡萄糖的性质 实验原理:CH2OH4CHO+2Ag2OHCH2OH4COONH4+3NH3+2Ag↓+H2O 实验过程:(1)在一支洁净的试管中配制约 2 mL 银氨溶液,加入 1 mL 10%葡萄糖溶液,振荡,然后 在水浴中加热。观察实验现象。 (2)在另一支试管中加入2 mL 10% NaOH 溶液,加 入 5 滴 5% CuSO4 溶液,再加入 2 mL 10%葡萄糖溶液,加热。观察实验现象。 (3)将上述两个实验的现象与实验 3-7 和实验 3-8 的现象进行比较,你能得出什么结论? 实验现象:加入银氨溶液的试管中产生银镜;加入新制 Cu(OH)2 的试管中出现砖红色沉淀。 【实验4-2】纤维素的性质 实验过程:在试管中放入少量脱脂棉,加入几滴蒸馏水和几滴浓硫酸,用 玻璃棒将混合物搅拌成糊状。加入过量 NaOH 溶液中和至碱性,再滴入 3 滴 5% CuSO4 溶液,加热,观察并解释实验现象。 实验现象:试管中产生砖红色沉淀。 【实验4-3 】蛋白质的盐析 实验过程:在试管中加入 2 mL饱和(NH4)2SO4 溶液,向其中加入几滴鸡蛋清溶液,振荡,观察现象。再继续加入蒸馏水,振荡,观察现象。 实验现象:蛋白质析出,加入蒸馏水后,析出的蛋白质溶解。 分析解读:少量的某些可溶性盐(如硫酸铵、硫酸钠、氯化钠等)能促进蛋白质的溶解。但当这些盐在蛋白质溶液中达到一定浓度时,反而使蛋白质的溶解度降低而使其从溶液中析出,这种作用称为盐析。蛋白质的盐析是一个可逆过程,可以用于分离提纯蛋白质。 【实验4-4】蛋白质的变性 实验过程:在三支试管中各加入 2 mL 鸡蛋清溶液,将一支试管加热,向另两支试管中分别加入硝酸银溶液和乙醇,观察现象。再向试管中加入蒸馏水,观察产生的沉淀能否溶解。 实验现象:试管中均产生白色沉淀,加入蒸馏水后沉淀不溶解。 分析解读:在某些物理或化学因素的影响下,蛋白质的性质和生理功能发生改变的现象称为蛋白质的变性, 45 学科网(北京)股份有限公司 变性后的蛋白质在水中不能重新溶解,同时也会失去原有的生理活性,发生了不可逆的变化。物理因素:加热、加压、搅拌、振荡、紫外线和放射线、超声波等;化学因素:强酸、强碱、重金属盐、乙醇、甲醛、丙酮等。 【实验4-5 】蛋白质的显色反应 实验过程:向盛有 2 mL 鸡蛋清溶液的试管中加入5 滴浓硝酸,加热。观察实验现象。 实验现象:有白色沉淀产生,加热后沉淀变黄色。 分析解读:含有苯环的蛋白质均能发生这个反应。皮肤、指甲不慎沾上浓硝酸会出现黄色就是由此造成的。除了硝酸,其他一些试剂也可以与蛋白质作用,呈现特定的颜色,可用于蛋白质的分析检测。 【实验活动 3】糖类的性质 实验过程:1.葡萄糖 (1)取少量葡萄糖,观察状态,将其加入试管后加水振荡,观察其溶解状况。 (2)在洁净的试管中配制约 2 mL 银氨溶液,加入 1 mL 10%葡萄糖溶液,振荡。然后在水浴中加热,观察现象。 (3)在另一支试管中加入 2 mL 10% NaOH 溶液,滴入 5 滴 5% CuSO4 溶液,振荡。再加入 2 mL 10%葡萄糖溶液,加热,观察现象。 2.蔗糖 (1)取少量蔗糖,观察状态,将其加入试管后加水振荡,观察其溶解状况。 (2)用以上实验中的方法制备 Cu(OH)2,再加入 2 mL 10%蔗糖溶液。加热,观察现象。 (3)在另一支试管中加入 1 mL 10%蔗糖溶液和5 滴 10% H2SO4 溶液, 加热煮沸。再加入 10% NaOH 溶液至溶液呈碱性,加入新制备的 Cu(OH)2,加热,观察现象。 3.淀粉 (1)取少量淀粉,观察状态,将其加入试管后加水振荡,再加热煮沸,观察其溶解状况。 (2)用以上实验中的方法制备 Cu(OH)2,再加入 2mL 淀粉溶液,加热,观察现象。 (3)在另一支试管中加入 1 mL 淀粉溶液和 2 mL 10% H2SO4 溶液,加热煮沸。再加入 10% NaOH 溶液至溶液呈碱性,加入新制备的 Cu(OH)2 ,加热,观察现象。 46 学科网(北京)股份有限公司 $

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人教版重要化学实验及其解读 知识清单-2027届高三化学一轮复习
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