中学化学实验点睛

中学化学实验点睛 化学是一门建立在实验基础上的自然科学，实验题在高考中所占比例也逐年上升。近 两年基本稳定在 20%左右，历年高考试题的统计数字显示，实验题的得分率一直偏低，纵 观历年高考化学实验题，特别是近几年的高考题，可以发现，回归教材是高考化学实验题 的一大命题趋势。所以对教材中的化学实验内容作一总结很有必要。以下是对中学阶段化 学实验内容的几点总结： 一、高考分析及预测 1、化学实验基本操作及课本上的演示实验是近几年考试的重要组成部分； 2、实验室的安全问题及实验室事故的处理方法也在各级考试中得到体现； 3、物质的分离、检验和提纯方法是每次考试的必考内容； 4、中学化学常见气体的制取及性质验证仍是高考的常规方式 5、物质制备实验中的问题分析是近几年高考侧重的一个方面； 6、对不同的实验方案进行评价并优化最佳的实验方法是高考的一大亮点； 7、常规仪器的非常规使用能很好的体现学生的创新能力 二、常见气体的制备方法 （一） 、根据中学化学和高考的要求，应掌握以下 10 余种气体的实验室制法： 1、氧气的实验室制法 反应原理：KClO 3 在 MnO2 作催化剂的作用下制备或者用 KMnO4 直接加热制取（方程式略） 装置类型：固体+固体（加热） 收集方法：排水法或向上排空气法 2、氨气的实验室制法 反应原理：NH 4Cl 和 Ca(OH)2 固体混合加热（方程式略） 装置类型：固体+固体（加热） 收集方法：向下排空气法 3、氯气的实验室制法 反应原理：MnO 2 和浓 HCl 共热（方程式略） 装置类型：固体+液体（加热） 收集方法：向上排空气法或排饱和食盐水法（尾气用碱液吸收） 4、乙烯的实验室制法 反应原理：CH 3CH2OH 和浓 H2SO4（体积比 1：3）迅速加热到 170 （温度计插入液面 下） （方程式略） 装置类型：液体+液体（加热） 收集方法：排水法 5、氢气的实验室制法 反应原理：Zn 和稀 H2SO4（方程式略） 装置类型：固体+液体（不加热） 收集方法：排水法或向下排空气法 6、乙炔的实验室制法 反应原理：CaC 2（又称电石）与水（或饱和食盐水） （方程式略） 装置类型：固体+液体（不加热） （不可用启普发生器） 收集方法：排水法 7、二氧化碳的实验室制法 反应原理：CaCO 3 和稀 HCl 反应（方程式略） 装置类型：固体+液体（不加热） 收集方法：排水法或向上排空气法 8、二氧化硫的实验试制法 反应原理：NaSO 3 和稀 H2SO4 的反应（方程式略） 装置类型：固体+液体（不加热） 收集方法：排水法或向上排空气法 9、一氧化氮的实验室制法： 反应原理：Cu 和稀 HNO3 混合（方程式略） 装置类型：固体+液体（不加热） 收集方法：排水法 10、二氧化氮的实验室制法 反应原理：Cu 和浓 HNO3 混合（方程式略） 装置类型：固体+液体（不加热） 收集方法：向上排空气法 注意：检查装置的气密性；装固体的试管口略向下倾斜；先均匀加热，然后固定在 放药品的地方集中加热；用排水法收集集体时，停止加热前应先把导气管撤出水面，再 熄灭酒精灯；使用长颈漏斗时要把漏斗颈插入液面下 （二）常见气体的净化和干燥 气体的净化和干燥一般选用洗气瓶、U 型管、干燥管等 1、洗气瓶一般装入液体除杂剂，如： （1）NaOH 溶液吸收 CO2、Cl 2、SO 2、H 2S、NO 2 等酸性气体 （2）饱和的 NaCO3 溶液 除去二氧化碳中的 HCl、SO 2 等强酸性气体杂质 (3) KMnO4(H+)溶液氧化除去混有还原性的杂质气体如： H2S、SO 2 等 （4）浓硫酸常作干燥剂，但不能干燥 HI、H 2S 等还原性气体（可干燥二氧化硫） ，也 不能干燥氨气 2、干燥管、U 型管内常装入固体干燥剂，常用的固体干燥剂主要有： （1）碱石灰、生石灰、碱性干燥剂不可干燥酸性气体 （2）P 2O5 酸性干燥剂 不可干燥碱性气体 （3）CaCl 2 中性干燥剂不可干燥 NH3 三、中学化学常见物质性质试验 1、证明酸性：利用 PH 试纸或酸碱指示剂；与 NaHCO3 反应；与锌等反应 2、证明弱酸性：存在电离平衡；测定对应盐溶液显碱性；测量稀释前后的 PH 值 3、证明氧化性：与还原剂（如：KI、H 2S、SO 2 等）反应，产生明显的现象 4、证明还原性：与氧化剂（如：KMnO 4、浓 HNO3、浓 H2SO4 等）反应 5、证明有碳碳双键或三键，用溴水或酸性的 KMnO4 溶液 6、证明酚羟基：与浓溴水反应产生白色沉淀；与 FeCl3 溶液发生显色反应 7、证明醇羟基：与酸发生酯化反应，其产物不溶于水，且有果香味 8、证明醛基：银镜反应； 与新制的 Cu(OH)2 产生红色沉淀 9、比较金属的活泼性：与水反应；与酸反应；置换反应；原电池；最高价氧 化物的水化物的碱性强弱；对应盐的酸性强弱；电解池中的阳极放电顺序 10、比较非金属的活泼性：与 H2 反应的快慢；气态氢化物的稳定性和还原性；置 换反应；最高价氧化物的水化物的酸性性强弱；电解池中的阴极放电顺序 11、比较酸（碱）的酸（碱）性强弱：较强的酸（碱）能制得较弱的酸（碱） 12、证明胶体分散系：丁达尔现象 四、常见离子和物质的检验 （一）常见阳离子的检验 1、K + ：焰色反应（透过蓝色 Co 玻璃呈紫色） 2、Na + ：焰色反应（黄色） 3、NH 4+ ：加 NaOH 溶液（加热产生刺激性气味的气体，能使湿润的红色石蕊试纸变蓝） 4、Fe 3+ ：KSCN 溶液（生成血红色物质） ；NaOH 溶液（红褐色沉淀） ；苯酚（紫 色） 5、Fe 2+ ：KSCN 溶液和氯水（加入 KSCN 溶液无明显现象，滴入氯水后显血红色） ； NaOH 溶液（生成白色沉淀，迅速变成灰绿色，最后变成红褐色） ；苯酚和氯水（加入 苯酚无现象，滴入新制的氯水显紫色） 6、Al 3+ ：NaOH 溶液（加入适量 NaOH 溶液生成白色沉淀，继续滴加 NaOH 溶液沉淀溶 解） （二）常见阴离子的检验 1、CO 32-：BaCl 2、稀盐酸、澄清石灰水（加入 BaCl2 产生白色沉淀，再加入稀盐酸产生使 澄清石灰水变浑浊的无味气体） 2、HCO 32-：BaCl 2、稀盐酸、澄清石灰水（加入 BaCl2 无现象，再加入稀盐酸产生使澄清 石灰水变浑浊的无味气体） 3、SO 42-：BaCl 2 或 Ba（NO 3） 2、HCl 加入盐酸无现象（排除 Ag+、SO 32-和 CO32-等离子的 干扰）加入 BaCl2 产生不溶于酸的白色沉淀 4、SO 32-：BaCl 2、HCl、品红溶液（加入 BaCl2 产生白色沉淀，再加入稀盐酸产生使品红溶 液退色的刺激性气味的气体） 5、Cl -、 （Br -、I -）：AgNO 3 溶液、稀硝酸 加入 AgNO3 溶液产生白色（浅黄色或黄色）沉 淀，该沉淀不溶于稀硝酸 （三）常见气体的检验 1、H 2：纯氢气在空气中燃烧是淡蓝色火焰，不纯的氢气点燃时有爆鸣声 2、O 2：可使带火星的木条复燃 3、Cl 2： 使湿润的碘化钾试纸变蓝；通入 AgNO3 溶液中产生白色沉淀 4、NH 3：使湿润的红色石蕊试纸变蓝；用蘸浓盐酸的玻棒靠近产生白烟 5、HCl：；用蘸浓氨水的玻棒靠近产生白烟； 通入 AgNO3 溶液中产生白色沉淀 6、SO 2：通入澄清石灰水变浑浊；通入品红溶液，使品红溶液退色，加热又变红 7、CO 2：通入澄清石灰水变浑浊；使燃烧的木条熄灭 8、NO：无色气体，在空气中变成红棕色 9、NO 2：红棕色，有刺激性气味的气体；使湿润的蓝色石蕊试纸变红； 溶于水生成 无色气体和无色溶液，该无色气体遇空气又变成红棕色 10、CO：燃烧火焰呈蓝色，产生的气体使澄清石灰水变浑浊 （四）有机物的鉴别方法（即官能团的检验） 1、饱和烃和不饱和烃的鉴别：加入溴水或酸性的高锰酸钾溶液（退色的为不饱和烃） 2、苯和苯的同系物的鉴别：加入酸性的高锰酸钾溶液（退色的为苯的同系物） 3、酚类的检验：加入氯化铁溶液（或溴水）呈紫色（或产生白色沉淀） 4、醛类的检验：加银氨溶液（水浴加热）或加新制的氢氧化铜溶液（加热） 有银镜（或 产生砖红色沉淀） 5、醇类的检验：加金属钠（或醋酸和浓硫酸）有气体产生（或有香味的油状液体产生） 6、羧酸的检验：加紫色的石蕊试液（或碳酸钠溶液）呈红色（或产生无色气体） 7、酯：闻气味（有香味） 8、淀粉的检验：加碘水（呈蓝色） 9、蛋白质的检验：加浓硝酸（或灼烧）变黄色（烧焦羽毛的气味） 五、物质的分离和提纯 物质的分离是将两种或两种以上的物质的混合物彼此分开，从而得到几种纯净物的过 程： 物质的提纯是除去物质中混有的少量杂质而得到纯净物的过程： 其原则是：不增（不引入新的杂质） ；不减（不减少被提纯物质） ；易分离（被提纯物 与杂质易分离）：易复原（被提纯物质易复原） 常见的物质分离和提纯方法有： 1、常见的物理方法： 根据物质的物理性质的差异选择分离提纯的方法。主要有过滤、蒸发结晶、降温结晶、 分馏、萃取、渗析、升华凝华等 2、常见的化学方法： （1）吸收法：常用于气体的净化和干燥，可根据提纯气体中所含杂质气体的性质，选择适 当的固体或液体作为吸收剂 （2）沉淀法：在被提纯的物质中加入适当的沉淀剂使其与杂质反应，生成沉淀过滤除去 （3）气体法：根据物质中所含杂质的性质加入合适的试剂，让杂质转化为气体除去 （4）转化法：利用化学反应，加入适当的试剂或采用某种条件（如加热） ，使物质中的杂 质转化为被提纯物质，以正盐、酸式盐之间的转化为常见 （5）溶解法：对于固体试剂可选择适当的物质将杂质溶解，然后过滤除去，以杂质为两性 物质常见 3、综合法 综合法是指综合运用物理方法和化学方法将物质加以分离或提纯 六、物质推断题 火焰的颜色 （1）苍白色火焰：氢气在氯气中燃烧 （2）蓝色：CO 在空气中燃烧 (3) 浅蓝色：CH 4、H 2 在空气中燃烧 （4）金属元素的焰色反应 2、沉淀的颜色变化 （1）Fe 2+：遇碱液生成沉淀，其颜色变化为白色灰绿色红褐色 （2）Ag +：遇碱液生成沉淀，其颜色变化为白色黑色 3、烟、雾 （1）在空气中能出现白雾的有：HCl、HBr、HI、NH 3、HNO 3 （2）在空气中出现白烟的有：HCl+NH 3、HNO 3+NH3 （3）燃烧时产生白烟的有：P+Cl 2 （4）燃烧时产生棕黄色烟的有：Cu+Cl 2 、Fe+Cl 2 4、具有唯一性的现象 （1）溶于水显碱性的气体：NH 3 （2）空气中由无色变成红棕色气体：NO 2 （3）具有漂白作用的淡黄色气体：Cl 2 （4）遇 SCN-显红色，遇苯酚显紫色，遇 OH-生成红褐色沉淀： Fe3+ （5）在空气中能自燃的固体物质：白磷 （6）遇 Ag+有沉淀，且不溶于稀硝酸，若沉淀为白色为 Cl-，若沉淀为浅黄色为 Br-，若沉 淀为黄色：I - （7）可溶于 NaOH 溶液的白色沉淀：Al（OH） 3，可溶于 NaOH 溶液的金属氧化物： Al2O3 （8）能与 NaOH 溶液产生氢气的金属：Al；能与 NaOH 溶液产出氢气的非金属：Si （9）能与盐酸反应产生无色刺激性气味的气体且同入品红溶液使之退色，加热又复原的： 含 SO32-或 HSO32- （10）某溶液能与盐酸溶液反应生成无色无味气体：该溶液一般含 CO32-或 HCO32- （11）能与新制的氢氧化铜悬浊液混合加热生成红色沉淀的酸性液体：甲酸 例：有一无色晶体 A，将其研碎后做如下实验 取少量晶体 A 的粉末溶于水，得到无色溶液，用 PH 试纸检测 A 的溶液，发现其溶液呈 酸性 取 A 溶液做焰色反应实验，透过蓝色钴玻璃看到浅紫色火焰向少量 A 溶液中加过量氨 水，得白色沉淀 B，过滤 取少量沉淀 B，滴加少量 HCl，得无色溶液 C 另取少量 B 加 NaOH 溶液，得 D 的无色溶液 取实验所得滤液，滴加硝酸钡溶液，生成白色沉淀 E，再加稀硝酸 E 不溶解 取 A 晶体加热时，有大量水蒸气放出 据此判断 AE 各是什么物质，写出其化学式 A B C D E 【解析】由判断 A 是强酸弱碱盐或强酸的酸式盐，据 判断可知 A 中含有 K 元素，据 可知 A 中含有 Al3+，因为 Al3+可与过量氨水反应生成 Al(OH)3 白色沉淀，Al(OH) 3 则既能溶于强酸又能溶于强碱，据推断 A 中含有 SO42-，据推断 A 中含有结晶水。综 合以上可推知 A 为明矾 KAl(SO4)212H2O，据此可推断其余各物质。 （注：掌握几种常见物质的特殊性质和现象对物质推断题有很大的帮助） 【同步练习】 一、选择题： 1、对所需氯化钠无需严格控制其重金属离子含量和细菌存在的是（ ） A、用焰色反应检验 Na+ B、静脉注射用盐 C、用电解法制 Cl2 D、熔盐用于金属零件热处理 2、利用启普发生器制备 CO2 时，所选用的试剂比较合理的是（ ） A、CaCO 3 粉末和稀盐酸 B、石灰石与稀硝酸 C、石灰浆与稀盐酸 D、纯碱与盐酸 3、制备 1，2二溴乙烷的合理反应是（ ） A、乙烷光照下与 Br2 反应 B、乙烯加成 HBr C、乙炔与过量 Br2 反应 D、乙烯加成 Br2 4、下列事实中，能证明氯化氢是共价化合物的是（ ） A、氯化氢易溶于水 B、氯化氢的水溶液能导电 C、液态氯化氢不导电 D、氯化氢不易分解 5、在实验中手不慎被玻璃划破，可用 FeCl3 溶液紧急止血，其主要原因是（ ） A、FeCl 3 溶液能使血凝聚 B、FeCl 3 溶液具有杀菌消毒作用 C、FeCl 3 溶液能产生 Fe(OH)3 沉淀堵住伤口 D、 FeCl3 溶液能使血液发生化 学变化 6、人们在日常生活中，为了使苯变得味香可口，炒菜时加酒又加醋，使菜变得香味 可口的原因是（ ） A、有酯类物质生成 B、有盐类物质生成 C、有酸类物质生成 D、有醇类物质生成 7、下列实验中，能验证乙二酸比乙酸酸性强的是（ ） A、分别将未知浓度的两种酸滴在 Na2CO3 粉末上 B、同温时取等物质的量的浓度的两种酸分别滴定 0.1molL-1 的 NaOH 溶液 C、相同温度时取等物质的量的浓度的两种酸分别滴在 pH 试纸上 D、分别将乙二酸晶体和冰醋酸置于 pH 试纸上 8、向盛有 Na2CO3 粉末的试管里滴加乙二酸溶液立即产生了能使澄清石灰水变浑浊的 气体。这一现象说明了乙二酸的下列何种性质（ ） A、使 Na2CO3 发生复分解反应 B、比 H2CO3 酸性强 C、比 H2CO3 酸性弱 D、使 Na2CO3 分解 9、验证乙酸乙酯密度，溶解性和水解三项性质的合理实验是（ ） A、将其滴入水中，随即滴加碱液并迅速加热至沸腾 B、将其滴入沸腾的碱液中观察 C、将其滴入水中观察片刻，再滴加含有酚酞的碱液并缓缓加热 D、将其滴入沸腾的水中观察 10、已知酸性大小：羧酸碳酸苯酚。下列含溴化合物中的溴原子，在适当条件下都 能被羟基（OH）取代（均可称为水解反应） ，所得产物能跟 NaHCO3 溶液反应的是（ ） NO2 NO2 NO2 CH3O A、 CBr B、 CH2Br C、 Br D、 Br 11、将(NH 4)2SO4 溶于水得到无色溶液，为使溶液中 NH4+和 SO42-的物质的量的浓度之 比为 2，采取的下列措施正确的是（ ） A、加入适量稀 H2SO4，抑制 NH4+水解 B、加入适量的氨水，使溶液 的 pH 等于 7 C、加入适量的 NaOH，使溶液的 pH 等于 7 D、加入适量的 NH4Cl 12、一定质量的铜与足量的浓硝酸或稍硝酸完全反应，在相同条件下用排水法收集反 应产生的气体。下列叙述正确的是（ ） A、硝酸浓度越大，消耗的硝酸越少 B、硝酸浓度不同，生成 Cu(NO3)2 的物质的量相同 C、硝酸浓度越大，产生的气体体积越少 D、两者用排水法收集到的气体体积相等 13、已知金属钠能溶解在无水液氨中形成蓝色的液氨溶液。若小心地蒸去氨，可得到 白色固体 NaNH2，反应是：2Na+2NH 3=2NaNH2+H2。据此判断下列叙述中不正确的是（ ） A、钠的液氨溶液有强还原性 B、液氨不能电离 C、液氨能发生电离，可表示为：2NH 3 NH4+NH2- D、蒸发钠的液氨溶液时，蓝色会逐渐褪去 二、填空题： 14、 （1）实验室制备乙烯时，加热乙醇和浓硫酸的混合物应先放一些 以防暴沸；且温度应 到 。若加热温度偏低会产生 ；温度过 高会产生 和 （化学式）等酸性气体，且混合液中会有 色难溶的 生成。这一事实说明实验中控制 的重要性。 （2）在用废铁钉制备 FeSO4 溶液时，可向溶液中加入少许 以防止 Fe2+的氧化， 滴加几滴 溶液以达到 的目的。 15、亚磷酸（H 3PO3）是一种无色晶体，有大蒜气味的强吸湿性。 （1）在亚磷酸溶液中加入过量的 NaOH 溶液，生成的主要产物是 Na2HPO3，这一实 验事实说明亚磷酸是 元酸，它的电离方程式为 ，亚磷 酸结构式为 。 （2）亚磷酸具有强还原性，当它与碘水混合后，可以看到碘水褪去，并有 H3PO4 生 成，其化学方程式为 。 （3）在亚磷酸溶液中加入 AgNO3 溶液后，有黑色沉淀生成并且生成无色气体，试管 口有红棕色气体产生，则反应的化学化程式为： 。 16、在带铁锈的燃烧中盛装少许硫磺粉，用酒精灯加热引燃后迅速插入空集气瓶中， 并用玻片盖住。 （1）可观察到集气瓶中的现象是 ； （2）在上述小实验后的集气瓶中加入少许 Ba(OH)2 溶液，盖上玻片，振荡后可观察到 的现象是 。 （3）在实验（2）后的集气瓶中加入少许稀盐酸，振荡后可观察到的现象是 。 17、在右图的装置中，当容器 A 中的反应开始后，再分别进行下列操作： （1）若弹簧夹 C 打开，B 容器中有何现象？ （2）若弹簧夹 C 关闭一会儿，容器 A 中的反应还在进行时，B 容器中有何现象？ 其反应的化学方程式为 （3）若先打开弹簧夹 C 一段时间，容器 A 中的反应还在进行时，再关闭弹簧 C 一会 儿，B 容器中有何现象？ 18、某试剂厂用银（含杂铜）和硝酸（含杂质 Fe3+）反应制取硝酸