届二轮复习 实验化学 学案浙江专用.docx
《届二轮复习 实验化学 学案浙江专用.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《届二轮复习 实验化学 学案浙江专用.docx(52页珍藏版)》请在冰点文库上搜索。
届二轮复习实验化学学案浙江专用
专题十三 实验化学
[考试标准]
专题
知识条目
必考要求
加试要求
一、物质的分离和提纯
1.海带中碘元素的分离及检验
①从海带中分离和检验碘元素的原理及操作流程
②萃取的原理及萃取方法的适用范围
③溶解、过滤、萃取、分液等基本操作的要点
④物质分离、提纯的基本原则及应用
b
b
b
c
2.用纸层析法分离铁离子和铜离子
①层析法的基本原理
②氨水使Fe3+、Cu2+显色的原理
③纸层析法分离溶液中铁离子和铜离子的操作方法和步骤
a
a
b
3.硝酸钾晶体的制备
①硝酸钠和氯化钾制取硝酸钾的原理及操作流程
②结晶或重结晶的方法提纯固态物质的原理及操作
③减压过滤的实验方法
④晶粒生长的条件
b
b
a
a
二、物质性质
的探究
4.铝及其化合物的性质
①铝片(条)燃烧的方法
②铝表面氧化膜的作用
b
b
5.乙醇和苯酚的性质
①观察液态有机物颜色、状态、气味的方法
②用乙醇和浓硫酸制取乙烯的原理、方法和操作
③乙醇、苯酚分子中羟基的化学活性比较
④盐酸、碳酸、苯酚酸性的比较
⑤用铁离子检验酚类物质
a
b
b
b
a
三、物质的检
验与鉴别
6.牙膏和火柴头中某些成分的检验
①牙膏的主要成分及其功能
②检验牙膏中含有的碳酸钙、甘油的化学原理和操作方法
③火柴起火的原理
④火柴头中硫元素,氯元素的检验原理和操作方法
⑤物质检验的方案设计
a
b
a
b
c
7.亚硝酸钠和食盐的鉴别
①硝酸钠的物理性质(外观)和重要的化学性质(如氧化性和还原性等)
②亚硝酸的酸性和不稳定性
③亚硝酸钠和食盐的鉴别
④常见物质的鉴别
b
a
c
c
四、化学反应条件的控制
8.硫代硫酸钠与酸反应速率的影响因素
①硫代硫酸钠和强酸反应的原理及实验现象
②浓度、温度对硫代硫酸钠与酸反应速率的影响
b
c
9.催化剂对过氧化氢分解反应速率的影响
①不同的催化剂对同一反应的催化效果
②变量控制在实验研究中的应用
c
c
10.反应条件对化学平衡的影响
①氯化钴溶液的变色原理
②浓度、温度变化对氯化钴溶液平衡体系的影响
③不同条件下(酸、碱性)乙酸乙酯水解的速率和程度
b
b
b
六、物质的定量分析
11.食醋总酸含量的测定
①移液管、滴定管的使用方法
②中和滴定原理和基本操作
③酸碱滴定中指示剂的选择方法
④用滴定法测定液体试样中的总酸(或总碱)
⑤中和滴定实验的数据处理和误差的简单分析
b
b
b
b
c
12.镀锌铁皮锌镀层厚度的测定
①电子天平的使用
②镀锌铁皮锌镀层厚度测定的原理(与酸或碱反应)和操作流程
③实验数据的处理和测定过程中产生误差的原因分析
a
b
c
七、物质的制备与合成
13.硫酸亚铁铵的制备
①硫酸亚铁铵的制备原理与操作方法
②倾析法分离、洗涤固体物质
③产率的计算方法
b
a
b
14.阿司匹林的合成
①阿司匹林的合成原理、方法及流程
②粗产品中杂质的检验
③晶体洗涤方法
a
b
b
考点一 物质的分离、提纯
1.物质分离、提纯的热点仪器及装置
(1)热点仪器
①三颈烧瓶是一种常用的化学玻璃仪器,它有三个口,可以同时加入多种反应物,或是加冷凝管、温度计、搅拌器等,常用于物质的制备、分离和提纯。
a.通常用于需要控制温度的化学反应,中间孔装搅拌杆,一个侧孔装温度计,另一个侧孔滴加反应物料。
b.物质的分离和提纯,三颈烧瓶的三颈中间孔可以插上回流管,右侧可插入温度计,左侧主要是用来添加药品。
②分液漏斗(滴液漏斗),一般为向烧瓶(带磨口塞)中滴加液体,其中(a)能起到平衡气压的作用。
③冷凝管,注意进出水方向(下口进,上口出)。
④布氏漏斗是中间带有多孔瓷板的白色瓷质漏斗,适用于晶体或沉淀等固体与大量溶液分离的实验中,常用于抽滤。
⑤吸滤瓶,与布氏漏斗组成减压过滤装置,用于接收液体。
(2)热点组合装置
①蒸馏装置
②过滤装置
③减压过滤装置
为了加快过滤速度,得到较干燥的沉淀,可进行减压过滤(也称抽滤或吸滤)。
减压过滤装置如右图所示。
装置中抽气泵给吸滤瓶减压,造成瓶内与布氏漏斗液面上的压力差,从而加快过滤速度。
吸滤瓶用于承接滤液。
布氏漏斗上有许多小孔,漏斗管插入单孔橡胶塞与吸滤瓶相接。
注意 布氏漏斗的颈口斜面应与吸滤瓶的支管口相对,以便于吸滤。
④热过滤装置
⑤蒸发结晶装置 ⑥分液装置
⑦纸层析实验示意图 ⑧搅拌滴加回流反应装置
2.物质分离、提纯的思维方向
(1)固体混合物的分离、提纯
①溶解过滤法(如分离MnO2和KCl的混合物)。
②溶解结晶法(如分离KNO3和NaCl的固体混合物)。
③升华法(如分离I2、NaCl的混合物)。
④加热灼烧法(如除去Na2CO3中的NaHCO3)。
(2)气体的分离、提纯
①混合法:
如用水洗法除去NO中的NO2、H2中的HCl等。
②加热法:
如用灼热铜网除去N2中的O2。
③吸收法:
如用碱石灰除去气体中的水蒸气,用Na2O2除去O2中的CO2等。
(3)液体的分离、提纯
①萃取法;②分液法;③沉淀法;④生成气体法(如NaCl溶液中的Na2CO3杂质用盐酸除去);⑤氧化法或还原法(如FeCl3中的FeCl2用Cl2除去,FeCl2中的FeCl3用铁粉除去);⑥转化法(如NaHCO3溶液中的Na2CO3用通CO2的方法除去);⑦电解法(如稀硫酸中的盐酸可用电解法除去)等。
3.纸层析法的原理及实验操作
(1)基本原理
纸层析以滤纸为惰性支持物。
滤纸纤维上的羟基具有亲水性,它所吸附的水作为固定相,不与水混溶的有机溶剂作为流动相。
样品中各组分在水或有机溶剂中的溶解能力不同,各组分在两相中有不同的分配现象。
亲脂性强的成分在流动相中分配得多,随流动相移动的速度快;而亲水性强的成分在固定相中分配得多,随流动相移动的速度慢。
(2)应用举例——用纸层析法分离铁离子和铜离子
①纸层析法分离Fe3+、Cu2+的原理
Fe3+、Cu2+在滤纸上随丙酮等展开的速度不同,展开后两种离子的富集部分不同,从而达到分离的目的。
②Fe3+、Cu2+的显色反应
吸附有Fe3+、Cu2+的滤纸经氨薰后显色:
Cu(OH)2能溶于过量氨水中,生成Cu(NH3)
(呈深蓝色);Fe(OH)3(呈红褐色)不溶于过量氨水中。
Fe3+、Cu2+的显色是利用Fe(OH)3、Cu(NH3)
的特征颜色。
Fe3+遇氨水反应生成红褐色沉淀:
Fe3++3NH3·H2O===Fe(OH)3↓+3NH
。
Cu2+遇氨水反应生成深蓝色溶液:
Cu2++4NH3·H2O===Cu(NH3)
+4H2O。
③操作步骤:
a.装置制作——裁纸
b.点样——点层析试样
c.配制展开剂
d.层析操作
e.显色反应
1.碳酸钠是造纸、玻璃、纺织、制革等行业的重要原料。
工业碳酸钠(纯度约98%)中含有Ca2+、Mg2+、Fe3+、Cl-和SO
等杂质,提纯工艺路线如下:
已知碳酸钠的溶解度(S)随温度变化的曲线如图所示:
回答下列问题:
(1)滤渣的主要成分为_________________________________________________________。
(2)“趁热过滤”的原因是_____________________________________________________。
(3)若在实验室进行“趁热过滤”,可采取的措施是________________(写出1种)。
答案
(1)Mg(OH)2、Fe(OH)3、CaCO3
(2)使析出的晶体为Na2CO3·H2O,防止因温度过低而析出Na2CO3·10H2O晶体,令后续的加热脱水耗时长
(3)用已预热的布氏漏斗趁热抽滤
解析
(1)因工业碳酸钠中含有Mg2+、Fe3+、Ca2+,所以“除杂”过程中加入过量的NaOH溶液,可生成Mg(OH)2、Fe(OH)3、CaCO3沉淀。
(2)观察坐标图,温度降低至310K左右时发生突变,Na2CO3·10H2O的溶解度迅速降低,若不趁热过滤将析出Na2CO3·10H2O晶体。
(3)思路方向:
①减少过滤的时间;②保持过滤时的温度。
2.甲基橙和酚酞在水中和有机溶剂中的溶解度不同,当溶剂沿滤纸流经混合物点样时,甲基橙和酚酞会以不同的速率在滤纸上移动,从而达到分离的目的。
某校化学兴趣小组拟通过该原理将甲基橙和酚酞从混合溶液A中分离开来:
步骤Ⅰ 把0.1g甲基橙和0.1g酚酞溶解在10mL60%的乙醇溶液里,配制混合溶液A;另将10mL乙醇和4mL浓氨水充分混合,配成混合溶液B。
步骤Ⅱ 在一张圆形滤纸中心扎一小孔,将细纸芯插入滤纸中央(如图所示)。
在距滤纸中心约1cm的圆周上,选择三个点,分别用毛细管将A溶液在该三点处点样。
步骤Ⅲ 将滤纸覆盖在盛有B溶液的培养皿上,使滤纸芯与溶液接触,放置一段时间,点样逐渐向外扩散,形成黄环。
步骤Ⅳ 待黄环半径扩散到滤纸半径的1/2时,取下滤纸,等滤纸稍干后,喷上饱和Na2CO3溶液,通过现象判断分离的效果。
试回答下列问题:
(1)本实验采用的分离方法叫__________法。
(2)步骤Ⅱ中若在滤纸上事先做点样位置标记,宜选用________(填“钢”或“铅”)笔。
(3)步骤Ⅳ中喷洒Na2CO3溶液后,能观察到的现象是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________,
这说明实验中__________________(填“甲基橙”或“酚酞”)在滤纸上移动速率更快。
(4)他们可以通过______________________________________________来判断分离的效果。
答案
(1)纸层析(或色层或色谱)
(2)铅
(3)内部为黄环,外部为红环 酚酞
(4)色斑间的距离大小
解析
(1)由题给信息可知该实验采用的分离方法是纸层析法。
(2)钢笔中的墨水会对该实验造成干扰,因此作点样位置标记时,应选用铅笔。
(3)Na2CO3溶液显碱性,酚酞试液遇碱液变红,甲基橙遇碱液变黄色。
(4)通过色斑间的距离大小,可判断出分离的效果。
3.柴达木盆地以青藏高原“聚宝盆”之誉蜚声海内外,它有富足得令人惊讶的盐矿资源。
液体矿床以钾矿为主,伴生着镁、溴等多种矿产。
某研究性学习小组拟取盐湖苦卤的浓缩液(富含K+、Mg2+、Br-、SO
、Cl-等),来制取较纯净的氯化钾晶体及液溴(Br2),他们设计了如下流程:
请根据以上流程,回答相关问题:
(1)操作①的名称是___________________________________________________________;
操作②名称是_______________________________________________________________。
(2)参照如图溶解度曲线,固体A是______________(写化学式);固体B是______________(写化学式);欲得到较纯的固体B需用少量的__________(填“热水”或“冷水”)洗涤固体。
(3)操作⑤是实验室常用的过滤方法——减压过滤(俗称抽滤或吸滤)。
请写出下图中减压过滤常用的两种仪器名称:
①____________________;
②________________________________________________________________________;
请写出这种过滤方法的优点:
________________________________________________。
答案
(1)萃取 分液
(2)MgSO4 KCl 冷水
(3)吸滤瓶 布氏漏斗 加快过滤速度,使得到的晶体更干燥
解析 用盐湖苦卤的浓缩液(富含K+、Mg2+、Br-、SO
、Cl-等)来制取较纯净的氯化钾晶体及液溴(Br2),应首先用氯气置换出单质溴:
2Br-+Cl2===Br2+2Cl-。
然后进行萃取(操作①)和分液(操作②)操作,得到橙红色的溴的四氯化碳溶液,再通过操作③(蒸馏)得到深红棕色液体溴。
无色溶液经过蒸发结晶、过滤后得到的固体A为MgSO4,高温滤液经冷却结晶、减压过滤得到的固体B为KCl。
减压过滤(俗称抽滤)常用的两种仪器是吸滤瓶、布氏漏斗。
减压过滤的优点是加快过滤速度,使得到的晶体更干燥。
考点二 物质的定量分析
1.物质定量分析常用仪器
(1)滴定管
滴定管为一细长的管状容器,具有刻度指示量度。
零刻度在上方,下方的刻度大。
滴定管分为碱式滴定管和酸式滴定管。
酸式滴定管的下部带有磨口活动玻璃阀(即玻璃活塞),酸式滴定管宜用于盛装酸性溶液,不能盛放碱性溶液,因为碱性溶液能与玻璃活塞作用生成硅酸盐,会使活塞黏结。
碱式滴定管的下部用一小段橡胶管将管身与滴头连接,橡胶管内有一个玻璃小球,碱式滴定管宜用于盛装碱性溶液,不能盛放酸性溶液,也不能盛放氯水、溴水、KMnO4溶液等强氧化性物质,因为它们会氧化腐蚀橡胶管。
特别提醒 使用滴定管时要注意:
①要根据所量取的液体性质选择合适的滴定管,如溶液呈酸性或有强氧化性时,选用酸式滴定管;溶液呈碱性时,选用碱式滴定管。
②要根据所需溶液的体积选择合适规格的滴定管,常用滴定管的规格有25mL和50mL。
滴定管属精量仪器,精确度为0.01mL。
③使用前要检查是否漏水并洗净,在装溶液前要用待装溶液润洗2~3次,避免因滴定管内壁附有少量蒸馏水而导致溶液浓度减小。
④装好溶液,在读数前赶走滴定管尖嘴内的气泡,并调整液面到“0”刻度或“0”刻度以下。
⑤读数时要使视线与液面保持水平,读取与凹液面相切的数据。
(2)移液管
常用的移液管有两种。
一种是无分度移液管,常见的是大肚移液管,它只有一个环形标线;另一种是分度移液管,也是精量仪器,其精确度为0.01mL。
(3)电子天平
电子天平是定量分析实验中常用的精密仪器,具有称量方便、迅速、准确度高等优点。
称量时要先通电预热一定时间,调整水平,待零点显示稳定后,用电子天平配套的标准砝码进行校准。
称量完毕后,关闭天平,拔下电源插头。
2.定量测定数据常用方法
(1)沉淀法
先将某种成分转化为沉淀,然后称量纯净、干燥的沉淀的质量,再进行相关计算。
(2)测气体体积法
对于产生气体的反应,可以通过测定气体体积的方法测定样品纯度。
量气装置的设计:
下列装置中,A是常规的量气装置,B、C、D是改进后的量气装置。
(3)测气体质量法
将生成的气体通入足量的吸收剂中,通过称量实验前后吸收剂的质量,求得所吸收气体的质量,然后进行相关计算。
(4)滴定法
即利用滴定操作原理,通过酸碱中和滴定、沉淀滴定和氧化还原反应滴定等获得相应数据后再进行相关计算。
(5)热重法
在控制温度的条件下,测量物质的质量与温度关系的方法。
只要物质受热时发生质量变化,都可以用热重法来研究物质的组成。
通过分析热重曲线,我们可以知道样品及其可能产生的中间产物的组成、热稳定性、热分解情况及生成产物等与质量相联系的信息。
1.某学习小组用DIS系统(DIS系统即数字化信息系统,它由传感器、数据采集器和计算机组成)测定食用白醋中醋酸的物质的量浓度,以溶液的导电能力来判断滴定终点。
实验步骤如下:
(1)用________(填仪器名称,下同)量取10.00mL食用白醋,在________中用水稀释后转移到100mL的______中定容,然后将稀释后的溶液倒入试剂瓶中。
(2)量取20.00mL上述溶液倒入烧杯中,连接好DIS系统,向烧杯中滴加浓度为0.1000mol·L-1的氨水,计算机屏幕上显示出溶液导电能力随氨水体积变化的曲线(见上图2)。
①用滴定管盛氨水前,滴定管要用__________润洗2~3遍,润洗的目的是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
②氨水与醋酸反应的离子方程式是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
③食用白醋中醋酸的物质的量浓度是________。
答案
(1)酸式滴定管(或移液管) 烧杯 容量瓶
(2)①0.1000mol·L-1的氨水 确保反应时氨水的浓度为0.1000mol·L-1
②CH3COOH+NH3·H2O===CH3COO-+NH
+H2O
③1.000mol·L-1
解析 量取10.00mL食用白醋用酸式滴定管(或移液管),倒入烧杯中稀释,再转移到100mL容量瓶中,然后定容。
只要用滴定管,都要用待盛的溶液润洗,目的是避免误差。
CH3COOH+NH3·H2O===CH3COO-+NH
+H2O。
由反应原理和坐标图可知:
导电性最强时即醋酸与氨水正好完全反应生成CH3COONH4时,消耗氨水的体积为20mL,所以所配制的醋酸溶液浓度为0.1000mol·L-1,则食用白醋中醋酸的物质的量浓度为1.000mol·L-1。
2.化学兴趣小组对某品牌牙膏中摩擦剂成分及其含量进行以下探究:
查得资料:
该牙膏摩擦剂由碳酸钙、氢氧化铝组成;牙膏中其他成分遇到盐酸时无气体产生。
Ⅰ.摩擦剂中氢氧化铝的定性检验。
取适量牙膏样品,加水充分搅拌、过滤。
(1)往滤渣中加入过量NaOH溶液,过滤。
氢氧化铝与NaOH溶液反应的离子方程式是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)往
(1)所得滤液中先通入过量二氧化碳,再加入过量稀盐酸。
加入过量稀盐酸时观察到的现象是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
Ⅱ.牙膏样品中碳酸钙的定量测定
利用如图所示装置(图中夹持仪器略去)进行实验,充分反应后,测定C中生成BaCO3沉淀的质量,以确定碳酸钙的质量分数。
依据实验过程回答下列问题:
(3)实验过程中需持续缓缓通入空气。
其作用除了可搅拌B、C中的反应物外,还有____________。
(4)下列各项措施中,不能提高测定准确度的是________(填字母)。
a.在加入盐酸之前,应排净装置内的CO2气体
b.滴加盐酸不宜过快
c.在A~B之间增添盛有浓硫酸的洗气装置
d.在B~C之间增添盛有饱和碳酸氢钠溶液的洗气装置
(5)有人认为不必测定C中生成的BaCO3质量,只要测定装置C在吸收CO2前后的质量差,就可以确定碳酸钙的质量分数。
实验证明按此方法测定的结果明显偏高,原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案
(1)Al(OH)3+OH-===AlO
+2H2O
(2)有气体产生、白色沉淀溶解
(3)把生成的CO2全部排入C中,使之完全被Ba(OH)2溶液吸收
(4)cd
(5)B中的水蒸气、HCl气体等进入装置C中(或其他合理答案)
解析
(1)氢氧化铝与氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠,氢氧化铝是难溶电解质,不能拆开,所以离子方程式是Al(OH)3+OH-===AlO
+2H2O。
(2)偏铝酸钠与二氧化碳反应生成白色氢氧化铝沉淀和碳酸氢钠,再加入稀盐酸,白色沉淀溶解,同时有气体产生。
(3)空气通过氢氧化钠溶液后除去其中的二氧化碳,持续通入空气的目的是将B中生成的二氧化碳气体全部排入C中,使之完全被Ba(OH)2溶液吸收,减小误差。
(4)在加入盐酸之前,应排净装置内的CO2气体,可以提高测定准确度,a项错误;滴加盐酸不宜过快,使样品中的碳酸钙与稀盐酸充分反应,尽可能产生二氧化碳气体,可以提高测定准确度,b项错误;在A~B之间增添盛有浓硫酸的洗气装置,后面的实验中仍有溶液存在,所以该操作无意义,不能提高测定准确度,c项正确;在B~C之间增添盛有饱和碳酸氢钠溶液的洗气装置,则挥发的HCl与碳酸氢钠反应也会产生二氧化碳气体,使进入C中的二氧化碳增多,误差增大,d项错误。
(5)因为B装置中剩余的不仅是反应后的溶液,还有挥发的HCl气体和水蒸气等进入装置C中,使装置C的质量增加,测定结果偏高。
3.用含少量铁的氧化物的氧化铜制取氯化铜晶体(CuCl2·xH2O)。
有如下操作:
已知:
在pH为4~5时,Fe3+几乎完全水解而沉淀,而此时Cu2+却几乎不水解。
(1)溶液A中的金属离子有Fe3+、Fe2+、Cu2+。
能检验溶液A中Fe2+的试剂为________(填序号,下同)。
①KMnO4(H+) ②(NH4)2S
③NaOH ④KSCN
(2)氧化剂可选用________。
①Cl2 ②KMnO4
③HNO3 ④H2O2
(3)要得到较纯的产品,试剂可选用________。
①NaOH ②FeO
③CuO ④Cu(OH)2
⑤Cu2(OH)2CO3
(4)欲测定溶液A中Fe2+的浓度,实验前,首先要配制一定物质的量浓度的KMnO4溶液250mL,配制时需要的仪器除天平、玻璃棒、烧杯、药匙、胶头滴管外,还需________,下列滴定方式中(夹持部分略去),最合理的是________(填字母)。
写出滴定反应的离子方程式:
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(5)为了测定制得的氯化铜晶体(CuCl2·xH2O)中x的值,某兴趣小组设计了两种实验方案:
(已知CuCl2的摩尔质量为135g·mol-1;H2O的摩尔质量为18g·mol-1)。
方案一:
称取mg晶体灼烧至质量不再减轻为止,冷却、称量所得无水CuCl2的质量为n1g。
方案二:
称取mg晶体溶于水,加入