第一单元 化学实验素养培养.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,第一单元化学实验素养培养,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,过滤：过滤后取滤液,溶,液,_,色,碘元素主要以,I,形式进入溶液中,氧化：在滤液中加入,1,2 mL 2 molL,1,H,2,SO,4,溶液，再加入,3,5 mL 6%H,2,O,2,溶液或,1 mL,新制氯水,溶液,变,_,色或,_,色,反应的离子方程式,：,_,或,_,无,黄,棕,2I,Cl,2,=I,2,2Cl,2I,H,2,O,2,2H,=I,2,2H,2,O,检验：取,中少许混合溶液，滴加淀粉试液，观察颜色变化,溶液,显,_,色,淀粉遇,I,2,显蓝色，根据这一现象可判断海带中含有碘元素,萃取：将,中余液移入分液漏斗中，再加入,2 mL CCl,4,，萃取,I,2,溶液分两层，,CCl,4,层,(,下层,),显,_,色，,水,层,(,上层,),颜,色变,_,I,2,在,CCl,4,中的溶解度比在水中大得多，,I,2,从水层转移到,CCl,4,层中,蓝,紫红,浅,茶叶中某些元素的鉴定,基本流程、实验现象、结论与解释：,鉴定,Ca,2,：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：,Ca,2,C,2,O =CaC,2,O,4,鉴定,Fe,3,：用,6 molL,1,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),3,3H,=Al,3,3H,2,O,，,Fe(OH),3,3H,=Fe,3,3H,2,O,，,Fe,3,SCN,Fe(SCN),2,(,血红色,),鉴定,Al,3,：向,的余液中滴加,NaOH,溶液，调,pH,为,4,5,。静置后取上层清液，滴加铝试剂,3,4,滴。,产生白色浑浊，溶液变,玫,瑰,红色,化学方程式为：,Al,3,3OH,=Al(OH),3,Al,3,铝试剂,溶液变玫瑰红色,能否在茶叶灰的溶液过滤后直接加,(NH,4,),2C,2,O,4,溶液鉴定,Ca,2,？为什么？,提示,不能，因为此时溶液中除含有,Ca,2,之外，还含有,Fe,3,和,Al,3,，而,Fe,3,、,Al,3,会与,(NH,4,),2,C,2,O,4,反应影响,Ca,2,的鉴定，因此应先调滤液,pH,至,6,7,，使,Al,3,、,Fe,3,沉淀后再鉴定,Ca,2,。,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,由于吸附在滤纸上的样品的各组分在水或有机溶剂中的溶解能力各不相同，各组分会在两相之间产生不同的,_,。亲脂性强的成分在流动相中分配得多一些，随流动相移动的速度就快一些；而亲水性强的成分在固定相中分配得多一些，随流动相移动的速度就慢一些。这样，性质不同的组分就分离在滤纸的不同位置上。,(3),在理解纸层析法原理时，注意区分,“,固定相,”,、,“,流动相,”,、,“,分配,”,等概念。纸层析分离铁离子、铜离子的实验中，固定相是滤纸纤维上所吸附的水，流动相是作为展开剂的有机溶剂。,分配现象,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。,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,),。,阅读下面用粉笔分离菠菜中色素的实验，回答有关问题。,取新鲜菠菜叶,5 g,，用剪刀剪碎后放入研钵中，加入,10 mL,无水乙醇研磨成浆状。,除去乙醇溶液中的渣子。,将滤液放入,50 mL,烧杯中，再在烧杯中心垂直放置一根白粉笔。,约,10 min,后，观察粉笔上出现的高低不一、不同颜色的斑点。,将粉笔取出，按颜色分成三段，分别用乙醇洗脱，即得,3,种色素的溶液。,(1),实验,和,中乙醇的作用是,_,。,(2),实验,的操作为,_,；用到的玻璃仪器有,_,_,。,(3),实验,和,中粉笔的作用表现为,_,。,A,氧化性,B还原性,C,吸附性,D,酸性,E,碱性,答案,(1),作溶剂,(2),过滤玻璃棒、漏斗、烧杯,(3)C,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,操作及现象,固体溶解,称取,20 g,硝酸钠和,17 g,氯化钾放入,100 mL,小烧杯中，加,35 mL,蒸馏水，加热至沸腾并不断搅拌，使固体溶解，在小烧杯外壁标注液面位置,蒸发、热过滤,继续加热、搅拌，使溶液蒸发浓缩，氯化钠晶体逐渐析出。当溶液体积减小到约为原来的一半时，迅速趁热过滤。盛接滤液的烧杯应预先加,2 mL,蒸馏水，以防降温时氯化钠溶液达饱和而析出,冷却、减压过滤,待滤液冷却至室温，进行减压过滤得到较干燥的粗产品硝酸钾晶体,重结晶,留下约,0.1 g,粗产品，其余按粗产品、水的质量比为,2,1,混合，配成溶液，加热、搅拌，待晶体全部溶解后停止加热,(,若溶液沸腾时晶体还未全部溶解，可再加入少量蒸馏水使其溶解,),。等溶液冷却至室温后抽滤，得到较高纯度的硝酸钾晶体,检验,Cl,分别取,0.1 g,粗产品和重结晶后得到的,KNO,3,放入两支小试管中，加,2 mL,蒸馏水配成溶液，再向溶液中分别滴入,1,滴,1 molL,1,HNO,3,溶液，再各滴入,2,滴,0.1 molL,1,AgNO,3,溶液，观察现象,(1),加热蒸发浓缩,NaNO,3,和,KCl,的混合液时，为什么,NaCl,先析出？为什么要趁热过滤分离,NaCl?,(2),粗产品中可能含有的杂质离子是,_,，检验的方法是,_,。,(3),欲将粗产品提纯，可采取的方法是,_,。,提示,(1)NaNO,3,和,KCl,的混合液中，实际存在,Na,、,K,、,Cl,、,NO,四种离子，因,NaCl,在高温时溶解度小，使,Na,与,Cl,结合成,NaCl,析出。,KNO,3,在低温时溶解度小易析出，为防止,KNO,3,结晶析出，所以要趁热过滤。,(2)Na,和,Cl,Na,用焰色反应，,Cl,用,AgNO,3,溶液和稀硝酸,(3),重结晶法,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,CaCO,3,2HCl=CaCl,2,CO,2,H,2,O,2,流程图,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,。,(,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,Sb,2,S,3,(,易燃物,),等，火柴头上的物质一般是,KClO,3,、,MnO,2,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。,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,：取两只洁净的小烧杯，标记为甲、乙，在乙烧杯中加入,10 mL,浅红色,0.01 mol,L,1,KMnO,4,酸性溶液。将两根安全火柴伸入甲烧杯里，再用一根燃着的火柴点燃火柴头,(,如图所示,),，待火柴头烧完，即将火柴移出，迅速将甲烧杯倒扣在乙烧杯上，轻轻振荡乙烧杯，可见高锰酸钾溶液很快褪为,_,。,SO,2,与酸性,KMnO,4,溶液反应的化学方程式为,_,无色,5SO,2,2KMnO,4,2H,2,O=2MnSO,4,K,2,SO,4,2H,2,SO,4,。,方案,2,：用漏斗、试管、注射器、导管等组成如图所示装置。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，使火柴头燃烧。慢慢拉动注射器的活塞进行抽气，让火柴头燃烧产生的气体通过浅红色的,0.01 mol,L,1,KMnO,4,酸性溶液。,若将试管中的,KMnO,4,溶液换成新制氯水，则溶液由,_,色褪为,_,色，反应方程式为：,_,。,若将试管中的,KMnO,4,溶液换为溴水，则溶液由,_,色褪为,_,色，反应方程式为：,_,。,若将试管中的溶液换为品红溶液，则溶液变为,_,色，加热该溶液时又变为,_,色。,浅黄绿,无,Cl,2,SO,2,2H,2,O=2HCl,H,2,SO,4,橙红,无,Br,2,SO,2,2H,2,O=2HBr,H,2,SO,4,无,红,(2),氯元素的检验,检验燃烧后生成的,Cl,：将燃尽的火柴头泡在水中，取少量溶液于试管中，再滴加,AgNO,3,溶液和稀硝酸，有,_,色沉淀生成，反应的离子方程式为：,_,。,直接检验,ClO,：将多根火柴浸于水中，取少量溶液于试管中，再滴加,AgNO,3,溶液、稀硝酸和,NaNO,2,溶液，有,_,色沉淀生成，反应的离子方程式为：,_,。,白,Ag,Cl,=AgCl,白,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)CO,2,能使澄清石灰水变浑浊：,CO,2,Ca(OH),2,=CaCO,3,H,2,O,。,(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。,实验现象及结论：,实验内容,实验现象,实验结论,检验,CO,2,澄清石灰水变浑浊,汽车尾气中含有,CO,2,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,CO,2,等酸性气体,培养,5,亚硝酸钠和食盐的鉴别,1,原理,NaNO,2,俗称,“,工业盐,”,，外观与食盐相似，有咸味，有毒。,NaNO,2,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。,NaNO,2,中,N,元素既表现还原性，也能表现一定的氧化性，另外,HNO,2,不稳定易分解，放出红棕色,NO,2,，这些都是鉴别,NaCl,和,NaNO,2,的理论基础。,2,实验设计,分别向盛有,NaNO,2,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,NaNO,2,和,NaCl,。,实验方案,试剂,现象和结论,化学方程式,方案,1,稀,H,2,SO,4,微热,有,_,色,气体产生的是,NaNO,2,_,NaNO,2,H,2,SO,4,=NaHSO,4,HNO,2,、,2HNO,2,=NO,NO,2,H,2,O,红棕,方案,2,KI,淀粉溶液稀,H,2,SO,4,溶液变,为,_,色,的是,NaNO,2,_,方案,3,FeCl,2,溶液,溶液变,为,_,色,的是,NaNO,2,_,蓝,棕黄,方案,4,酸性,K,2,Cr,2,O,7,溶液,使,K,2,Cr,2,O,7,溶液褪色的是,NaNO,2,_,方案,5,AgNO,3,溶液、稀硝酸,产生白色沉淀不溶于稀,HNO,3的是,NaCl,产生白色沉淀溶于稀,HNO,3,的是,NaNO,2,_,说明方案,3,中,FeCl,2,、,FeSO,4,易变质，其中的,Fe,2,易被空气中的,O,2,氧化，故一般不用这种方法。,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,Zn,2e,=Zn,2,；,正极,2H,2e,=H,2,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。,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 mol,L,1,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。,3,问题设计,(1),镀锌铁皮放入,6 mol,L,1,盐酸中反应一段时间后，析出氢气的速度为什么会突然减慢？,答案,开始时发生,Zn,Fe,原电池反应，速率很快，当锌完全溶解后，无原电池反应发生，故放出,H,2,的速率显著减慢。,(2),本实验产生误差的原因有哪些？你认为采取哪些措施可以减小误差？,答案,产生误差的原因有：,长度、宽度的测量误差；,多次称量的称量误差；,判断反应速率突然减小的经验；,部分铁片被酸液溶解产生的误差；,铁片未烘干或烘干时表面生成氧化物而影响铁片质量。由此可采取相应的措施来减小误差。,培养,7,硫酸亚铁铵的制备,1,实验原理,Fe,H,2,SO,4,=FeSO,4,H,2,，向,FeSO,4,溶液中加入,(NH,4,),2,SO,4,饱和溶液，加热蒸发，冷却结晶，,FeSO,4,(NH,4,),2,SO,4,6H,2,O=(NH,4,),2,SO,4,FeSO,4,6H,2,O,，从而得到,(NH,4,),2,SO,4,FeSO,4,6H,2,O,晶体。,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 mol,L,1,Na,2,CO,3,溶液，浸泡数分钟后，用倾析法分离并洗涤铁屑，晾干。,(2)FeSO,4,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 mol,L,1,H,2,SO,4,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 mol,L,1,。,(3),制备,(NH,4,),2,Fe(SO,4,),2,晶体,称取,9.5 g(NH,4,),2,SO,4,晶体，配成饱和溶液，倒入制得的,FeSO,4,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。,3,问题设计,(1),如何制备不含氧的蒸馏水？为什么配制硫酸亚铁铵试液时要用不含氧的蒸馏水？,答案,将普通蒸馏水煮沸冷却后立即使用。防止配溶液时，部分,Fe,2,被,O,2,氧化。,(2),制备,FeSO,4,时，为什么硫酸要过量？,答案,因为,FeSO,4,是强酸弱碱盐，水解显酸性，酸过量可防止,Fe,2,的水解。,(3),制备,(NH,4,),2,SO,4,FeSO,4,6H,2,O,时，为什么要采用在水浴上浓缩？为什么不能将溶液浓缩至干？,答案,水浴加热浓缩易控制加热温度，温度过高,Fe,2,易被空气中的,O,2,氧化。蒸干浓缩时会发生水解反应。,(4),在制备硫酸亚铁铵的过程中，用少量酒精洗涤晶体的目的是什么？,答案,洗去晶体表面附着的水分。,(5),如何计算,(NH,4,),2,SO,4,的质量和硫酸亚铁铵的理论产量及产率？,培养,8,阿司匹林的合成,1,原理,培养,8,阿司匹林的合成,1,原理,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,85,90,条件下反应,5,10 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，促使晶体析出,),。向锥形瓶中加,50 mL,水，继续在冰水浴中冷却使其结晶完全。,(2),抽滤制得乙酰水杨酸粗产品减压过滤，用滤液淋洗锥形瓶，直至所有晶体被收集到布氏漏斗中。抽滤时用少量冷水洗涤结晶几次，继续抽滤，尽量将溶剂抽干。然后将粗产物转移至表面皿上，在空气中风干。,(3),乙酰水杨酸的提纯,将粗产品置于,100 mL,烧杯中，搅拌并缓慢加入,25 mL,饱和碳酸氢钠溶液，加完后继续搅拌,2,3 min,，直到没有二氧化碳气体产生为止。过滤，少量的水杨酸聚合物留在沉淀中，用,5,10 mL,蒸馏水洗涤沉淀，合并滤液，不断搅拌。慢慢加入,15 mL 4 mol,L,1,盐酸，将烧杯置于冰水中冷却，即有晶体析出。抽滤，用冷水洗涤晶体,1,2,次，再抽干水分。,3,问题设计,(1),实验中加浓,H,2,SO,4,的目的是作,_,。,(2),第,步中，要控制反应温度在,85,90,，应采用,_,加热方法。用这种加热方法需要的玻璃仪器有,_,。,(3),在第,步中，用冷水洗涤晶体，其目的是,_,。,(4),第,步中，加入碳酸氢钠的作用是,_,。,加入盐酸的作用是,_,。,(5),如何检验产品中是否混有水杨酸？,_,。,(6),写出水杨酸分子之间发生缩合反应的化学方程式：,_,。,(7),写出阿司匹林与,NaHCO,3,反应的化学方程式：,_,。,答案,(1),催化剂,(2),水浴酒精灯、烧杯、温度计,(3),洗涤晶体表面附着的杂质，减少阿司匹林因溶解而引起的损耗,(4),使阿司匹林转化为可溶性钠盐，与不溶性的物质相互分离将阿司匹林的可溶性钠盐重新转化为阿司匹林，从而达到提纯的目的,(5),向水中加入少量产品，然后滴加,FeCl,3,溶液，若有紫色出现，说明产品中混有水杨酸；若无紫色出现，说明产品中不含水杨酸,单击此处进入 活页限时训练,