河北省邯郸市高考化学二轮专题复习12 化学实验课件.ppt

化学实验 一 实验安全1 化学实验危险品标志 2 化学实验安全常识 二 常见物质的分离与提纯1 物质分离 提纯的区别 1 物质的分离 将混合物中的各组分分离开来 获得几种纯净物的过程 2 物质的提纯 将混合物中的杂质除去而得到纯净物的过程2 物质分离 提纯的基本方法 1 物理方法 2 化学方法 用化学方法分离和提纯物质的原理 不引入新的杂质 不能损耗或减少被提纯物质的质量 实验操作要简便 不能繁杂 化学方法选择试剂的原则 选择的试剂只与杂质反应 而不能与被提纯的物质反应 所选试剂不能带入新的杂质 试剂与杂质反应后的生成物与被提纯物质要容易分离 提纯过程要尽量做到步骤简单 现象明显 容易分离 气体杂质若为co h2等不能用点燃的方法 常见的方法有 加热法 如 na2co3中含有nahco3氧化还原法 如 除co2中少量的o2 可将气体通过灼热的铜网 沉淀法 将杂质 离子 转化为沉淀 如 除去nano3溶液中的nacl 可往溶液中加入agno3溶液 气化法 将杂质转化为气体 如 除nacl溶液中少量的na2co3 加入盐酸 其它方如酸碱反应 彻底水解法等 除去气体中的杂质 用干燥剂 注意选用原则 吸收水蒸汽 酸性杂质用碱液吸收 h2 co2 h2s c2h4 co2 so2 若酸性气体中含有较强的酸性气体 可用与酸性气体对应的酸式盐饱和溶液吸收 co2 hcl h2s hcl 碱性杂质气体可用酸吸收 氯气中含hcl 可用水或饱和食盐水吸收 杂质气体为o2时 可用加热的铜网 杂质气体为co h2时 可用加热的cuo粉末除去 3 仪器 装置过滤 萃取 分液 萃取剂选择 与原溶剂互不相溶 互不反应 溶质在萃取剂中溶解度比原溶剂大得多且不反应 蒸馏 蒸发 渗析 固体灼烧 除去固体物质中含有的易升华 易分解物质或除去结晶水合物的结晶水等 如除去na2co3溶液中的nahco3 三 物质的检验1 鉴别通常是指对两种或两种以上的物质进行定性辨认 可根据一种物质的特性区别于另一种物质 也可根据几种物质气味 溶解性 溶解时的热效应等一般性质的不同加以区别 鉴别题的种类包括 1 限用一种试剂鉴别多种物质 所选用的试剂必须能和被检的大多数物质反应 且能产生不同的实验现象 常使用的鉴别试剂有 强酸 盐酸 稀h2so4 强碱 naoh溶液 ba oh 2溶液 fecl3溶液 na2co3 或nahco3 溶液 明矾溶液 溴水 新制cu oh 2悬浊液 指示剂等 2 不用任何试剂鉴别多种物质 此类题目虽规定不准另用任何试剂进行鉴别 但一般情况下 可供选择的试剂可能就隐含在待检物质中 解答此类题目一般采用如下四种方法 特征连锁法 从具有某一特征的物质 如色 态 味 硬度 挥发性 水溶性等 入手 先鉴别出一种物质 再用这种物质作试剂来鉴别其它物质 连锁式地进行鉴别 加热法 若待检物均无明显外观特征 可考虑采用加热方法加以鉴别 许多物质在加热时会发生化学变化 并出现不同现象 如铵盐 硝酸盐 酸式碳酸盐等 焰色反应法 根据待检物质中所含的阳离子不同进行焰色反应操作 可将其鉴别开来 两两混合法 又称 简明列表法 若上述三种方法均不能达到目的时 一般即采用 两两混合法 即列出表格 然后把待检溶液编号 记录反应现象 对照表格确定出每一种物质 此法适用于一些比较复杂 难以鉴别的题目 3 两种溶液的自我鉴别 一般采用 互滴法 2 鉴定鉴定通常是指对于一种物质的定性检验 鉴定是根据物质的化学特性 分别检出阳离子 阴离子 是根据物质的某些特性 也就是所采用试剂或方法只对此例成立 再者要全证明 物质鉴定的一般步骤为 四 化学实验方案的设计与评价 一 实验设计1 化学实验方案设计的基本要求 科学性 实验原理 准确 实验流程合理 安全性 保护人身 保护环境 保护仪器 可行性 条件允许 效果明显 操作正确 简约性 做到步骤少 时间短 效果好等基本要求 2 化学实验方案设计的基本思路 明确目的原理首先必须认真审题 明确实验的目的要求 弄清题目有哪些新的信息 综合已学过的知识 通过类比 迁移 分析 从而明确实验原理 选择仪器药品根据实验的目的和原理 以及反应物和生成物的性质 反应条件 如反应物和生成物的状态 能否腐蚀仪器和橡皮 反应是否加热及温度是否控制在一定的范围等 从而选择合理的化学仪器和药品 设计装置步骤根据上述实验目的和原理 以及所选用的仪器和药品 设计出合理的实验装置和实验操作步骤 学生应具备识别和绘制典型的实验仪器装置图的能力 实验步骤应完整而又简明 记录现象数据根据观察 全面而准确地记录实验过程中的现象和数据 分析得出结论根据实验观察的现象和记录的数据 通过分析 计算 图表 推理等处理 得出正确的结论 以上只是解答综合实验设计题的一般思考方法 在解答过程中 应根据实验设计题的具体情况和要求 作出正确的回答 在解题时 首先要对题目中给出的信息进行处理 弄清是对实验的那一方面进行探究 然后深入分析实验 依据题目中提出的实验假设或自行提出的实验假设 合理运用化学知识 巧妙设计实验方案 通过实验现象的客观事实对实验进行探究性验证 3 实验方案的设计的分类 制备实验方案的设计制备实验方案的设计 对巩固元素化合物知识和掌握好各类有机物之间的相互转化关系 全面训练实验技能 培养分析问题和解决问题的能力是有益的 制备实验方案的设计 应遵循以下原则 a条件合适 操作方便 b原理正确 步骤简单 c原料丰富 价格低廉 d产物纯净 污染物少 即从多种路线中优选出一种最佳的制备途径 合理地选择化学食品与药品 设计合理的实验装置和实验操作步骤 制备实验方案设计的基本思路 探索性实验 性质实验方案的设计分析其结构特点或从所属类型的典型代表物去推测物质可能具有的一系列性质 而后据此分别设计出合理的实验方案 去探索它所可能具有的性质 性质实验方案设计的一般思路 4 化学实验方案设计的注意事项 1 检查气体的纯度 点燃或加热通有可燃性气体 h2 co ch4 c2h4 c2h2等 的装置前 必须检查气体的纯度 例如用h2 co等气体还原金属氧化物时 需要加热金属氧化物 在操作中 不能先加热 后通气 应当先通入气体 将装置内的空气排干净后 检查气体是否纯净 验纯 待气体纯净后 再点燃酒精灯加热金属氧化物 2 加热操作先后顺序的选择 若气体发生需加热 应先用酒精灯加热发生气体的装置 等产生气体后 再给实验需要加热的固体物质加热 目的是 一则防止爆炸 如氢气还原氧化铜 二则保证产品纯度 防止反应物或生成物与空气中其它物质反应 例如用浓硫酸和甲酸共热产生co 再用co还原fe2o3 实验时应首先点燃co发生装置的酒精灯 生成的co赶走空气后 再点燃加热fe2o3的酒精灯 而熄灭酒精灯的顺序则相反 原因是 在还原性气体中冷却fe可防止灼热的fe再被空气中的o2氧化 并防止石灰水倒吸 3 冷凝回流的问题 有的易挥发的液体反应物 为了避免反应物损耗和充分利用原料 要在发生装置设计冷凝回流装置 如在发生装置安装长玻璃管等 4 冷却问题 有的实验为防止气体冷凝不充分而受损失 需用冷凝管或用冷水或冰水冷凝气体 物质蒸气 使物质蒸气冷凝为液态便于收集 5 防止倒吸问题 6 具有特殊作用的实验改进装置 如为防止分液漏斗中的液体不能顺利流出 用橡皮管连接成连通装置 为防止气体从长颈漏斗中逸出 可在发生装置中的漏斗末端套住一只小试管等 7 拆卸时的安全性和科学性 实验仪器的拆卸要注意安全和科学性 有些实验为防止 爆炸 或 氧化 应考虑停止加热或停止通气的顺序 如对有尾气吸收装置的实验 必须将尾气导管提出液面后才熄灭酒精灯 以免造成溶液倒吸 用氢气还原氧化铜的实验应先熄灭加热氧化铜的酒精灯 同时继续通氢气 待加热区冷却后才停止通氢气 这是为了避免空气倒吸入加热区使铜氧化 或形成可爆气 拆卸用排水法收集需加热制取气体的装置时 需先把导管从水槽中取出 才能熄灭酒精灯 以防止水倒吸 拆后的仪器要清洗 干燥 归位 二 实验方案的评价对几个实验方案的正确与错误 严密与不严密 准确与不准确做出判断 要考虑是否完全合理 有无干扰现象 经济上是否合算和对环境有无污染等 1 从可行性方面对实验方案做出评价科学性和可行性是设计实验方案的两条重要原则 在对实验方案进行评价时 要分析实验方案是否科学可行 实验方案是否遵循化学理论和实验方法要求 在实际操作时能否做到可控易行 评价时 从以下4个方面分析 1 实验原理是否正确 可行 2 实验操作是否安全 合理 3 实验步骤是否简单 方便 4 实验效果是否明显等 2 从 绿色化学 视角对实验方案做出评价 绿色化学 要求设计安全的 对环境友好的合成线路 降低化学工业生产过程中对人类健康和环境的危害 减少废弃物的产生和排放 据此 对化学实验过程或方案从以下4个方面进行综合评价 1 反应原料是否易得 安全 无毒 2 反应速率是否较快 3 原料利用率以及生成物质的产率是否较高 4 实验过程中是否造成环境污染 3 从 安全性 方面对实验方案做出评价化学实验从安全角度常考虑的主要因素如下 1 净化 吸收气体及熄灭酒精灯时要防液体倒吸 2 进行某些易燃易爆实验时要防爆炸 如h2还原cuo应先通h2 气体点燃先验纯等 3 防氧化 如h2还原cuo后要 先灭灯再停氢 白磷切割宜在水中等 4 防吸水 如实验取用 制取易吸水 潮解 水解的物质时宜采取必要措施 以保证达到实验目的 5 冷凝回流 有些反应中 为减少易挥发液体反应物的损耗和充分利用原料 需在反应装置上加装冷凝回流装置 如长玻璃管 竖装的干燥管及冷凝管等 6 易挥发液体产物 导出时可为蒸气 的及时冷却 7 仪器拆卸的科学性与安全性 也从防污染 防氧化 防倒吸 防爆炸 防泄漏等角度考虑 8 其他 如实验操作顺序 试剂加入顺序 实验方法使用顺序等 五 常见气体的制备1 气体制备的一般装置流程 操作顺序 装置连接 气密性检查 装固体药品 加液体药品 气体制取 1 仪器的装配和连接 组装整套仪器时 通常遵循从左到右 从下到上的顺序进行 此外还要注意 先塞后定 带导管的胶塞在烧瓶固定前塞好 以免烧瓶固定后因不宜用力而塞不紧或因用力过猛而损坏仪器 2 加试剂顺序 先固后液 即固体先放入 液体后滴加 3 其它操作顺序 先检验气密性 后装入药品 便于在装置漏气时进行调整和更换仪器 所有装备工作完毕后最后点燃酒精灯 4 仪器的拆卸 仪器的拆卸顺序一般与装配顺序相反 在有热源加热的情况下拆卸时 应注意防止倒吸气密性检查方法 利用热源 用手捂或用酒精灯微热 看是否有气泡 移开热源 是否有一段水柱 利用液面高度 差 有否变化 2 常见气体制备装置的类型及选择 3 气体的净化 1 常见净化原理 气体的净化可分为物理方法和化学方法 遵循以下原理 a 不损失主体气体 b 不引入新杂质 c在密闭容器中进行 d 先除易除的气体 物理方法 a 液化法 利用沸点不同从空气中分离n2和o2 b 水洗法 利用溶解度不同从n2和nh3中除去nh3 从no和no2中除去no2 化学方法 a 氧化还原法 灼热铜丝网除去混合物中的o2 2cu o2 2cuo cuo除去h2 co等 b 酸碱法 nh3和co2通过碱石灰除去co2 cao co2 caco3 c 沉淀法 除去co2中的h2s通过cuso4溶液 h2s cuso4 cus h2so4 最常用的为洗气法 a 用饱和nacl除去cl2中的hcl b 用饱和nahco3除去co2中的hcl so2等 c 用酸性高锰酸钾除去气体中的so2 如co2中的so2 用饱和nahso3除去so2中的so3 浓硫酸也可除so3 so3易溶于浓硫酸 冷却同样可以除so3 用饱和na2co3溶液除去乙酸乙酯中的乙醇或乙酸 2 气体干燥剂常用的气体干燥剂按酸碱性可分为三类 酸性干燥剂 如浓硫酸 五氧化二磷 硅胶 酸性干燥剂能够干燥显酸性或中性的气体 如co2 so2 no2 hcl h2 cl2 o2 ch4等气体 碱性干燥剂 如生石灰 碱石灰 固体naoh 碱性干燥剂可以用来干燥显碱性或中性的气体 如nh3 h2 o2 ch4等气体 中性干燥剂 如无水氯化钙等 可以干燥中性 酸性 碱性气体 如o2 h2 ch4等 在选用干燥剂时 显碱性的气体不能选用酸性干燥剂 显酸性的气体不能选碱性干燥剂 有还原性的气体不能选有氧化性的干燥剂 能与气体反应的物质不能选作干燥剂 如不能用cacl2来干燥nh3 因生成cacl2 8nh3 不能用浓h2so4干燥nh3 h2s hbr hi等 3 气体净化与干燥注意事项一般情况下 若采用溶液作除杂试剂 则是先除杂后干燥 若采用加热除去杂质 则是先干燥后加热 对于有毒 有害的气体尾气必须用适当的溶液加以吸收 或点燃 使它们变为无毒 无害 无污染的物质 如尾气cl2 so2 br2 蒸气 等可用naoh溶液吸收 尾气h2s可用cuso4或naoh溶液吸收 尾气co可用点燃法 将它转化为co2气体 4 气体干燥净化装置 4 气体的收集根据气体溶解性 分子极性 和密度 相对分子量 与29比较 不同 把气体的收集方法分为排液法 常为排水法 和排气法 常为排空气法 装置图见下 排液法 排气法 5 量气装置用来量取气体体积的装置 6 防堵塞装置 装置 是恒压式防堵塞装置 主要