化学实验素养培养.ppt

活页限时训练 第一单元 化学实验素养培养 活页限时训练 培养1 海带中碘元素的分离及检验 1基本流程、实验现象、结论与解释 活页限时训练 过滤过滤 ：过滤过滤 后取 滤滤液 溶液_色 碘元素主要以I形式进进入 溶液中 氧化：在滤滤液中 加入12 mL 2 molL1 H2SO4溶 液，再加入35 mL 6% H2O2溶液 或1 mL新制氯氯水 溶液变变_色或 _色 反应应的离子方程式： _ 或 _ _ 无 黄 棕 2ICl2=I22Cl 2IH2O22H=I2 2H2O 活页限时训练 检验检验 ：取中 少许许混合溶液， 滴加淀粉试试液， 观观察颜颜色变变化 溶液显显_色 淀粉遇I2显蓝显蓝 色，根据 这这一现现象可判断海带带中 含有碘元素 萃取：将中 余液移入分液漏 斗中，再加入2 mL CCl4，萃取I2 溶液分两层层， CCl4层层(下层层) 显显_色， 水层层(上层层)颜颜 色变变_ I2在CCl4中的溶解度比在 水中大得多，I2从水层层 转转移到CCl4层层中 蓝蓝 紫红红 浅 活页限时训练 茶叶中某些元素的鉴定 活页限时训练 基本流程、实验现象、结论与解释： 活页限时训练 活页限时训练 鉴定Ca2：取 中所得滤液于试管 中，滴加0.5 molL 1草酸铵溶液 产生白色沉淀 化学方程式为：Ca2 C2O =CaC2O4 鉴定Fe3：用6 molL1盐酸重新溶 解中所得沉淀， 得到溶液。取1 mL 溶液于试管中，滴 加KSCN溶液 溶液变血红色 化学方程式为： Al(OH)33H =Al33H2O， Fe(OH)33H =Fe33H2O， Fe3SCN Fe(SCN)2(血红色 ) 活页限时训练 鉴定Al3：向 的余液中滴加 NaOH溶液，调pH 为45。静置后取 上层清液，滴加铝 试剂34滴。 产生白色浑浊，溶 液变 玫 瑰 红色 化学方程式为：Al3 3OH= Al(OH)3 Al3铝试剂 溶液变玫瑰红色 活页限时训练 能否在茶叶灰的溶液过滤过滤 后直接加(NH4)2C2O4溶液鉴鉴 定Ca2？为为什么？ 提示 不能，因为此时溶液中除含有Ca2之外，还含 有Fe3和Al3，而Fe3、Al3会与(NH4)2C2O4反应影 响Ca2的鉴定，因此应先调滤液pH至67，使Al3 、Fe3沉淀后再鉴定Ca2。 活页限时训练 培养2 用纸层析法分离铁离子和铜离子 1实验原理 (1)毛细现象 具有细微缝隙的物质或直径很小的细管(称毛细管)与 液体接触时，液体沿缝隙或毛细管上升或下降的现象 称为毛细现象。毛细现象是物质分子间作用力的结果 ，常见的纸张或毛巾吸水、地下水沿土壤缝隙上升至 地表等都是毛细现象。 (2)纸层析法以滤纸作为惰性支持物。滤纸纤维上的 羟基具有亲水性，它所吸附的_作为固定相，通常 把不与水混溶的_作为流动相。 水 有机溶剂剂 活页限时训练 由于吸附在滤纸滤纸 上的样样品的各组组分在水或有机溶剂剂中 的溶解能力各不相同，各组组分会在两相之间产间产 生不同 的_。亲亲脂性强的成分在流动动相中分配 得多一些，随流动动相移动动的速度就快一些；而亲亲水性 强的成分在固定相中分配得多一些，随流动动相移动动的 速度就慢一些。这样这样 ，性质质不同的组组分就分离在滤滤 纸纸的不同位置上。 (3)在理解纸层纸层 析法原理时时，注意区分“固定相”、“ 流动动相”、“分配”等概念。纸层纸层 析分离铁铁离子、铜铜 离子的实验实验 中，固定相是滤纸纤维滤纸纤维 上所吸附的水， 流动动相是作为为展开剂剂的有机溶剂剂。 分配现现象 活页限时训练 菠菜的叶绿体中色素的提取和分离 基本原理： 菠菜中所含的色素 菠菜的叶绿体中含有胡萝卜素(橙黄色)、叶黄素(黄色 )、叶绿素a(蓝绿色)、叶绿素b(黄绿色)等色素。 纸层析法分离色素的原理 菠菜的叶绿体中所含的4种色素都能溶于乙醇、乙醚 、丙酮等有机溶剂中，所以可用有机溶剂提取叶绿体 中的色素。叶绿体中的色素在展开剂中的溶解度不同 。溶解度大的色素随展开剂在滤纸上扩散的速率快， 溶解度小的色素随展开剂在滤纸上扩散的速度慢，所 以可用层析法将色素分离。 活页限时训练 用粉笔进行层析分离 实验原理： 粉笔具有吸附性，不同的物质在粉笔表面具有不 同的附着能力，因此粉笔可以作为层析分离的吸 附剂(固定相)。 活页限时训练 阅读阅读 下面用粉笔分离菠菜中色素的实验实验 ，回答有关问题问题 。 取新鲜鲜菠菜叶5 g，用剪刀剪碎后放入研钵钵中，加入10 mL无水乙醇研磨成浆浆状。 除去乙醇溶液中的渣子。 将滤滤液放入50 mL烧烧杯中，再在烧烧杯中心垂直放置一 根白粉笔。 约约10 min后，观观察粉笔上出现现的高低不一、不同颜颜色 的斑点。 将粉笔取出，按颜颜色分成三段，分别别用乙醇洗脱，即 得3种色素的溶液。 活页限时训练 (1)实验实验 和中乙醇的作用是 _ _。 (2)实验实验 的操作为为_；用到的玻璃仪仪器有 _ _ _ _。 (3)实验实验 和中粉笔的作用表现为现为 _。 A氧化性 B还还原性 C吸附性 D酸性 E碱性 答案 (1)作溶剂剂 (2)过滤过滤 玻璃棒、漏斗、烧烧杯 (3)C 活页限时训练 培养3 硝酸钾晶体的制备 1硝酸钾晶体的制备方案 流程 设计设计 操作及现现象 固体 溶解 称取20 g硝酸钠钠和17 g氯氯化钾钾放入100 mL小烧烧杯中，加35 mL蒸馏馏水，加热热至沸腾腾并不断搅搅拌，使固体溶解，在小烧烧 杯外壁标标注液面位置 蒸发发 、热热 过滤过滤 继续继续 加热热、搅搅拌，使溶液蒸发浓缩发浓缩 ，氯氯化钠钠晶体逐渐渐析 出。当溶液体积积减小到约为约为 原来的一半时时，迅速趁热过滤热过滤 。盛接滤滤液的烧烧杯应预应预 先加2 mL蒸馏馏水，以防降温时氯时氯 化 钠钠溶液达饱饱和而析出 活页限时训练 冷却、减 压过滤压过滤 待滤滤液冷却至室温，进进行减压过滤压过滤 得到较较干燥 的粗产产品硝酸钾钾晶体 重结结晶 留下约约0.1 g粗产产品，其余按粗产产品、水的质质量 比为为21混合，配成溶液，加热热、搅搅拌，待晶 体全部溶解后停止加热热(若溶液沸腾时腾时 晶体还还未 全部溶解，可再加入少量蒸馏馏水使其溶解)。等 溶液冷却至室温后抽滤滤，得到较较高纯纯度的硝酸 钾钾晶体 检验检验 Cl 分别别取0.1 g粗产产品和重结结晶后得到的KNO3放入 两支小试试管中，加2 mL蒸馏馏水配成溶液，再向 溶液中分别别滴入1滴1 molL1 HNO3溶液，再各 滴入2滴0.1 molL1 AgNO3溶液，观观察现现象 活页限时训练 (1)加热热蒸发浓缩发浓缩 NaNO3和KCl的混合液时时，为为什么 NaCl先析出？为为什么要趁热过滤热过滤 分离NaCl? (2)粗产产品中可能含有的杂质杂质 离子是_，检验检验 的 方法是 _ _。 (3)欲将粗产产品提纯纯，可采取的方法是_。 提示 (1)NaNO3和KCl的混合液中，实际实际 存在Na、K 、Cl、NO 四种离子，因NaCl在高温时 时溶解度小， 使Na与Cl结结合成NaCl析出。KNO3在低温时时溶解度 小易析出，为为防止KNO3结结晶析出，所以要趁热过滤热过滤 。 (2)Na和Cl Na用焰色反应应，Cl用AgNO3溶液和稀 硝酸 (3)重结结晶法 活页限时训练 培养4 牙膏和火柴中某些成分的检验 (一)牙膏中的碳酸钙、甘油的检验 1原理 CaCO32HCl=CaCl2CO2H2O 活页限时训练 2流程图 活页限时训练 3问题设计 (1)操作的名称为_。 (2)为什么要测溶液的pH? (3)新制Cu(OH)2与甘油反应显绛蓝色，葡萄糖能否与新 制Cu(OH)2发生类似的反应？ 答案 (1)过滤 (2)甘油与新制Cu(OH)2的反应应在碱性 条件下进行 (3)能，葡萄糖分子中也含多个OH。 活页限时训练 (二)火柴头中硫元素、氮元素的检验 1原理 安全火柴的火柴盒侧面涂有红磷(发火剂)和Sb2S3( 易燃物)等，火柴头上的物质一般是KClO3、MnO2 等氧化剂和易燃物如硫等。当两者摩擦时，因摩擦 产生的热使与氯酸钾等接触的红磷发火，并引起火 柴头上的易燃物燃烧，生成一定量的二氧化硫。 活页限时训练 2步骤 (1)检验火柴头燃烧后是否有二氧化硫气体生成。 方案1：取两只洁净洁净 的小烧烧杯，标记为标记为 甲、乙 ，在乙烧烧杯中加入10 mL浅红红色0.01 molL1 KMnO4酸性溶液。将两根安全火柴伸入甲烧烧杯 里，再用一根燃着的火柴点燃火柴头头(如图图所示 )，待火柴头烧头烧 完，即将火柴移出，迅速将甲烧烧 杯倒扣在乙烧烧杯上，轻轻轻轻 振荡荡乙烧烧杯，可见见高 锰锰酸钾钾溶液很快褪为为_。SO2与酸性 KMnO4溶液反应应的化学方程式为为 _ _ 无色 5SO22KMnO42H2O=2MnSO4K2SO4 2H2SO4。 活页限时训练 方案2：用漏斗、试试管、注射器、导导管等组组成如图图所示 装置。将两根安全火柴放在漏斗下面，用一根燃着的火 柴点燃火柴头头，使火柴头头燃烧烧。慢慢拉动动注射器的活塞 进进行抽气，让让火柴头头燃烧产烧产 生的气体通过过浅红红色的 0.01 molL1 KMnO4酸性溶液。 活页限时训练 若将试试管中的KMnO4溶液换换成新制氯氯水，则则溶液由 _色褪为为_色，反应应方程式为为： _。 若将试试管中的KMnO4溶液换为换为 溴水，则则溶液由 _色褪为为_色，反应应方程式为为： _。 若将试试管中的溶液换为换为 品红红溶液，则则溶液变为变为 _色，加热该热该 溶液时时又变为变为 _色。 浅黄绿绿无 Cl2SO22H2O=2HClH2SO4 橙红红无 Br2SO22H2O=2HBrH2SO4 无 红红 活页限时训练 (2)氯氯元素的检验检验 检验检验 燃烧烧后生成的Cl：将燃尽的火柴头头泡在水中 ，取少量溶液于试试管中，再滴加AgNO3溶液和稀硝酸 ，有_色沉淀生成，反应应的离子方程式为为： _。 直接检验检验 ClO ：将多根火柴浸于水中，取少量溶 液于试试管中，再滴加AgNO3溶液、稀硝酸和NaNO2溶 液，有_色沉淀生成，反应应的离子方程式为为： _。 白 AgCl=AgCl 白 活页限时训练 汽车尾气成分的检验 实验原理： (1)CO能与血液中的血红素发生反应，使血液由鲜红色转变 为胭脂红色，使血液失去输送氧气的功能。 (2)CO2能使澄清石灰水变浑浊：CO2Ca(OH)2=CaCO3 H2O。 (3)尾气中的其他酸性气体可用酸碱指示剂检验。 实验步骤： (1)取新鲜鸡血加少量草酸钠抗凝剂，备用。 (2)收集3塑料袋汽车尾气，备用。 (3)将汽车尾气通入澄清石灰水，观察实验现象。 (4)将汽车尾气通入石蕊试液中，观察实验现象。 (5)将汽车尾气通入带抗凝剂的新鲜鸡血中，观察实验现象。 活页限时训练 实验现象及结论： 实验内容实验现象实验结论 检验CO2澄清石灰水变 浑浊 汽车尾气中含有CO2 检验CO血液由鲜红色 转变为胭脂红 色 汽车尾气中含有CO 检验酸性气体 石蕊溶液由紫 色变为红色 汽车尾气中含有CO2 等酸性气体 活页限时训练 培养5 亚硝酸钠和食盐的鉴别 1原理 NaNO2俗称“工业盐”，外观与食盐相似，有咸味， 有毒。 NaNO2在建筑业中常用于做混凝土掺加剂，以促进混 凝土凝固，提高其强度，并能防冻结。 NaNO2中N元素既表现还原性，也能表现一定的氧化 性，另外HNO2不稳定易分解，放出红棕色NO2，这 些都是鉴别NaCl和NaNO2的理论基础。 活页限时训练 2实验设计 分别向盛有NaNO2溶液和NaCl溶液的两支试管中 加入不同的下列试剂，根据实验现象可鉴别 NaNO2和NaCl。 实验实验 方案 试剂试剂现现象和结论结论化学方程式 方案 1 稀 H2SO4 微热热有_ 色气体产产生 的是NaNO2 _ _ _ NaNO2H2SO4=NaHSO4 HNO2、2HNO2=NO NO2H2O 红红棕 活页限时训练 方案2 KI 淀粉溶 液稀 H2SO4 溶液变变为为_ 色的是NaNO2 _ _ _ 方案3FeCl2溶液 溶液变变为为 _色的是 NaNO2 _ _ _ 蓝蓝 棕黄 活页限时训练 方案4 酸性K2Cr2O7 溶液 使K2Cr2O7溶液褪 色的是NaNO2 _ _ _ 方案5 AgNO3溶液、 稀硝酸 产产生白色沉淀不 溶于稀HNO3的是 NaCl 产产生白色沉淀溶 于稀HNO3的是 NaNO2 _ _ _ _ _ _ 说明 方案3中FeCl2、FeSO4易变质，其中的Fe2易被 空气中的O2氧化，故一般不用这种方法。 活页限时训练 培养6 镀锌铁皮锌镀层厚度的测定 1基本原理 (1)锌的电化学腐蚀 锌的化学性质比较活泼，如果镀锌铁皮的锌镀层 被破坏，将在潮湿空气中发生电化学腐蚀，残留 的锌镀层作为原电池的负极，锌先被腐蚀。将镀 锌铁皮放到酸中时，发生原电池反应，电极反应 如下： 负极 Zn2e=Zn2； 正极 2H2e=H2 待锌在酸中完全溶解后，产生氢气的速率显著减 慢，可以借此判断锌镀层是否反应完全。 活页限时训练 活页限时训练 2实验步骤 (1)取三块镀锌铁皮(A、B、C，截自同一块镀锌铁皮)，分 别量出它们的长度与宽度。 (2)用电子天平分别称量三块镀锌铁皮(A、B、C)的质量。 (3)将镀锌铁皮A放入烧杯中，加入40 mL 6 molL1的盐 酸。反应时用玻璃棒小心翻动镀锌铁皮，使铁皮两边锌镀 层都充分反应。到反应速率突然减小时(产生气泡的速率 变得极慢)，立即将未反应的铁片取出，用自来水冲洗掉 附着的酸液。 (4)将铁片放在石棉网上，用酒精灯小火烘干，冷却后用电 子天平称量。 (5)分别用镀锌铁皮B、C重复进行实验步骤(3)、(4)。 (6)根据实验所得数据，求出镀锌铁皮的锌镀层厚度。 活页限时训练 3问题设计问题设计 (1)镀锌铁镀锌铁 皮放入6 molL1盐盐酸中反应应一段时间时间 后，析 出氢氢气的速度为为什么会突然减慢？ 答案 开始时发时发 生Zn Fe原电电池反应应，速率很快，当锌锌完 全溶解后，无原电电池反应发应发 生，故放出H2的速率显显著减 慢。 (2)本实验产实验产 生误误差的原因有哪些？你认为认为 采取哪些措施 可以减小误误差？ 答案 产产生误误差的原因有：长长度、宽宽度的测测量误误差 ；多次称量的称量误误差；判断反应应速率突然减小的 经验经验 ；部分铁铁片被酸液溶解产产生的误误差；铁铁片未烘 干或烘干时时表面生成氧化物而影响铁铁片质质量。由此可采 取相应应的措施来减小误误差。 活页限时训练 培养7 硫酸亚铁铵的制备 1实验原理 FeH2SO4=FeSO4H2，向FeSO4溶液中加入 (NH4)2SO4饱和溶液，加热蒸发，冷却结晶， FeSO4(NH4)2SO4 6H2O=(NH4)2SO4FeSO46H2O，从而得到 (NH4)2SO4FeSO46H2O晶体。 活页限时训练 2实验过程 (1)铁屑的净化 取一只小烧杯，放入约5 g铁屑，向其中注入15 mL 1 molL1 Na2CO3溶液，浸泡数分钟后，用倾析法分离并 洗涤铁屑，晾干。 (2)FeSO4溶液的制备 用托盘天平称取4.2 g洗净的铁屑，放入洁净的锥形瓶中 ，向其中加入25 mL 3 molL1 H2SO4溶液，加热，并不 断振荡锥形瓶。反应过程中应适当补充水，使溶液体积 基本保持不变，待反应基本完全后，再加入1 mL 3 molL1。 (3)制备(NH4)2Fe(SO4)2晶体 称取9.5 g(NH4)2SO4晶体，配成饱和溶液，倒入制得的 FeSO4溶液中，搅拌，小火加热，在蒸发皿中蒸发浓缩至 溶液表面出现晶膜为止。将溶液静置、冷却，即有晶体 析出。抽滤，并用少量酒精洗去晶体表面附着的水分。 (4)取出晶体，用干净的滤纸吸干，称重并计算产率。 活页限时训练 3问题设计问题设计 (1)如何制备备不含氧的蒸馏馏水？为为什么配制硫酸亚铁铵试亚铁铵试 液时时要用不含氧的蒸馏馏水？ 答案 将普通蒸馏馏水煮沸冷却后立即使用。防止配溶液时时 ，部分Fe2被O2氧化。 (2)制备备FeSO4时时，为为什么硫酸要过过量？ 答案 因为为FeSO4是强酸弱碱盐盐，水解显显酸性，酸过过量可 防止Fe2的水解。 (3)制备备(NH4)2SO4FeSO46H2O时时，为为什么要采用在水浴 上浓缩浓缩 ？为为什么不能将溶液浓缩浓缩 至干？ 答案 水浴加热浓缩热浓缩 易控制加热热温度，温度过过高Fe2易 被空气中的O2氧化。蒸干浓缩时浓缩时 会发发生水解反应应。 (4)在制备备硫酸亚铁铵亚铁铵 的过过程中，用少量酒精洗涤涤晶体的 目的是什么？ 答案 洗去晶体表面附着的水分。 活页限时训练 (5)如何计计算(NH4)2SO4的质质量和硫酸亚铁铵亚铁铵 的理 论产论产 量及产产率？ 活页限时训练 培养8 阿司匹林的合成 1原理 活页限时训练 培养8 阿司匹林的合成 1原理 活页限时训练 2实验方案 (1)乙酰水杨酸的合成 向150 mL干燥锥形瓶中加入2 g水杨酸、5 mL乙酸酐和 5滴浓硫酸，振荡，待其溶解后控制温度在8590 条 件下反应510 min，取出，冷却至室温，即有乙酰水 杨酸晶体析出(如未出现结晶，可以用玻璃棒摩擦瓶壁 并将锥形瓶置于冰水中冷却，促使