江蘇省高考化學(xué)二輪 專題十九 實(shí)驗(yàn)化學(xué) （選學(xué)）最新講義 (2).doc

專題十九 實(shí)驗(yàn)化學(xué) （選學(xué)）實(shí)驗(yàn)探究性質(zhì)探究化學(xué)與生活實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)物質(zhì)的檢測(cè)檢驗(yàn)測(cè)定實(shí)驗(yàn)化學(xué)實(shí)驗(yàn)綠色化實(shí)驗(yàn)安全實(shí)驗(yàn)微型化物質(zhì)的獲得物質(zhì)的制備混合物提純【備考策略】作為選考題，為了與結(jié)構(gòu)題處于同一區(qū)分度層次，一般考查以制備物質(zhì)（2010年對(duì)硝基甲苯、2011年草酸、2012年次硫酸氫鈉甲醛）為線索，考查綠色化學(xué)思想、實(shí)驗(yàn)化學(xué)的特定儀器或裝置（如三頸瓶、抽濾裝置）的原理和作用。若要選考，復(fù)習(xí)時(shí)結(jié)合綜合實(shí)驗(yàn)的復(fù)習(xí)，研讀選修6的特定儀器和特定操作，多多見(jiàn)習(xí)相關(guān)試題。展望2013年，江蘇考題仍以有機(jī)物的制備為線索的實(shí)驗(yàn)考查。類型一、綠色化學(xué)實(shí)驗(yàn)的微型化例1據(jù)文獻(xiàn)說(shuō)明：2hno3(濃)+no=3no2+h2o，某同學(xué)驗(yàn)證此反應(yīng)設(shè)計(jì)了以下裝置,操作過(guò)程是： （1）檢查裝置的氣密性 （2）在甲的燒瓶中加入石灰石，滴加稀硝酸，至達(dá)目的。（3）將甲中銅絲伸入過(guò)量的稀硝酸中?；卮鹣铝袉?wèn)題：1.（2）的目的是 。2. 如果按文獻(xiàn)進(jìn)行反應(yīng)則（3）操作甲、乙的現(xiàn)象分別： 。3. ca(oh)2 naoh混合溶液的作用是： ?！局R(shí)介紹】微型化學(xué)實(shí)驗(yàn),就是以盡可能少的化學(xué)試劑來(lái)獲取所需化學(xué)信息的實(shí)驗(yàn)方法與技術(shù)?！咀兪接?xùn)練1】(2012宿遷中學(xué))已知常溫下氯酸鉀與濃鹽酸反應(yīng)放出氯氣，現(xiàn)按下圖進(jìn)行鹵素的性質(zhì)實(shí)驗(yàn)。玻璃管內(nèi)裝有分別滴有不同溶液的白色棉球，反應(yīng)一段時(shí)間后，對(duì)圖中指定部位顏色描述正確的是 a黃綠色橙色藍(lán)色白色b無(wú)色橙色紫色白色c黃綠色橙色藍(lán)色無(wú)色d黃綠色無(wú)色紫色白色類型二、物質(zhì)的分離與提純例2：某化工廠制備氯化銅時(shí)，在密閉容器中將濃鹽酸用水蒸氣加熱至80左右，慢慢加入粗制氧化銅粉(含雜質(zhì)氧化亞鐵)，充分?jǐn)嚢?，使之溶解?已知： ph9. 6時(shí)，fe2+以 fe(oh)2的形式完全沉淀；ph4.4時(shí)，cu2+以cu(oh)2的形式開(kāi)始沉淀；ph6 .4時(shí)，cu2+以cu(oh)2的形式完全沉淀；ph在34時(shí)，fe3+以 fe(oh)3的形式完全沉淀。請(qǐng)回答下列問(wèn)題： （1）寫出粗制氧化銅粉與濃鹽酸反應(yīng)的化學(xué)方程式 。 （2）工業(yè)上為除去溶液中的fe2+，常使用naclo，當(dāng)向溶液中加入naclo時(shí)，其反應(yīng)的離子方程式為 。 （3）若此溶液只含fe3+時(shí)，要調(diào)整ph在34之間，此時(shí)最好向溶液中加入 。 （4）25時(shí)，已知溶液中c(cu2)與溶液ph的關(guān)系為lgc(cu2)= 8.62ph若溶液中 c(cu2)為1 mol/l則溶液ph為 ，此時(shí)溶液中的鐵離子能否沉淀完全 ，cu2是否開(kāi)始出現(xiàn)沉淀 。 （5）還需什么操作才能得到cucl2溶液 。 【總結(jié)提升】常見(jiàn)分離實(shí)驗(yàn)的注意事項(xiàng)方法注意事項(xiàng)紙上層析紙上層析要求流動(dòng)相溶劑對(duì)分離物質(zhì)應(yīng)有適當(dāng)?shù)娜芙舛?；溶解度太太，待分離物質(zhì)會(huì)隨流動(dòng)相跑到前沿；太小則會(huì)留在固定相附近，使分離效果不好。因此要根據(jù)待分離物質(zhì)的性質(zhì)選擇合適的流動(dòng)相。通常對(duì)于能溶于h2o的待分離物質(zhì)，以吸附在濾紙上的h2o作為固定相，以與h2o能混合的有機(jī)溶劑(如酵類)作流動(dòng)相。滲析放在流動(dòng)的水中效果更好蒸餾蒸餾燒瓶要墊石棉網(wǎng)加熱或水浴加熱，不可直接受熱。蒸餾燒瓶里的液體體積不要超過(guò)蒸餾燒瓶球部容積的1/2。若蒸餾燒瓶里的物質(zhì)為純液體時(shí)，要向其中加入少量潔凈的碎玻璃片(或瓷片)，防止液體劇烈沸騰。溫度計(jì)的最大量程要高于餾分的最高沸點(diǎn)。要使溫度計(jì)的水銀球處在蒸餾燒瓶的支管口處。若將餾分在冷凝管里用自來(lái)水冷卻，自來(lái)水要從冷凝管的低口進(jìn)、高口出。過(guò)濾過(guò)濾中要注意兩“低”三“靠”。濾紙比漏斗邊緣低，溶液比濾紙邊緣低；濾紙緊靠漏斗內(nèi)壁，引流的玻璃棒緊靠濾紙三層處，漏斗下面的導(dǎo)管緊靠燒杯內(nèi)壁。分液和萃取萃取劑應(yīng)符合要求萃取后需靜置再分液上層液體分別從分液漏斗上層倒出，下層溶液從分液漏斗下管放出蒸發(fā)和結(jié)晶蒸發(fā)過(guò)程中用玻璃棒不斷攪動(dòng)溶液，防止局部溫度過(guò)高造成溶液飛濺蒸發(fā)皿出現(xiàn)較多固體時(shí)，即停止加熱為了得到較純的晶體，可重新溶解后蒸發(fā)后再結(jié)晶即重結(jié)晶洗氣“長(zhǎng)進(jìn)短出”洗滌液不能吸收與所保留的氣體且不產(chǎn)生新的氣體【變式訓(xùn)練2】工業(yè)上制備氯化銅時(shí)，是將濃鹽酸用水蒸汽加熱至80左右，慢慢加入粗制氧化銅粉(含雜質(zhì)氧化亞鐵)，充分?jǐn)嚢?，使之溶解，反?yīng)如下： cuo + 2hcl cucl2 + h2o ，feo + 2hcl fecl2 + h2o。 已知：物質(zhì)開(kāi)始沉淀時(shí)的ph完全沉淀時(shí)的phfe(oh)31.93.2fe(oh)27.09.0cu(oh)24.76.7 （1）若提供的藥品有：cl2、濃h2so4、naoh溶液、cuo、cu，試結(jié)合題給表格請(qǐng)參照，簡(jiǎn)述除去cucl2溶液中fe3+和fe2+的實(shí)驗(yàn)步驟： _。（2）將除去fe2后所得溶液小心加熱濃縮，再冷卻結(jié)晶，即可得cucl2xh2o。過(guò)濾操作中需要的玻璃儀器有_。經(jīng)檢測(cè)，cucl2xh2o中含水28.6%，則cucl2xh2o中x的值為 。如果要將cucl2xh2o處理為無(wú)水氯化銅，如何操作： 類型三、物質(zhì)的制備分析例3. （2012淮安三模）二茂鐵（結(jié)構(gòu)如圖11）是一個(gè)典型的金屬有機(jī)化合物，實(shí)驗(yàn)室常用氯化亞鐵和環(huán)戊二烯在堿性條件下反應(yīng)得到。反應(yīng)原理為：fecl2+2c5h6+2kohfe(c5h5)2+2kcl+2h2o二茂鐵的熔點(diǎn)為172173，在100開(kāi)始升華。能溶于乙醚、二甲亞砜等非極性溶劑，不溶于水，對(duì)堿和非氧化性酸穩(wěn)定。制備的步驟如下：步驟1在150ml的三頸瓶中加入25g細(xì)粉末狀koh和60ml無(wú)水乙醚，通入氮?dú)獠嚢杓s10分鐘使之盡可能溶解，然后加入5.5 ml環(huán)戊二烯,再攪拌10分鐘。步驟2. 向燒杯中加入25 ml二甲亞砜和6.5g新制的無(wú)水氯化亞鐵，微熱至40并攪拌使其溶解，然后加入滴液漏斗中。步驟3. 按圖12所示的裝置裝配好儀器，打開(kāi)滴液漏斗的活塞，緩慢將氯化亞鐵等加入三頸瓶中，并繼續(xù)攪拌1小時(shí)。 步驟4. 反應(yīng)結(jié)束后，將混合物倒入100ml 18%的鹽酸溶液，將燒杯放在冰浴中冷卻，攪拌約10分鐘，使結(jié)晶完全。 步驟5. 抽濾，將獲得的產(chǎn)品以冷水洗滌23次，低溫風(fēng)干得到粗制的二茂鐵。（1）步驟1中通入n2的目的可能是 。（2）步驟2中，滴液漏斗側(cè)邊的玻璃導(dǎo)管的作用是 。（3）實(shí)驗(yàn)裝置中，冷凝管通水，水應(yīng)從 口進(jìn)（選填a或b）。（4）步驟4將反應(yīng)后的混合物倒入鹽酸中，發(fā)生主要反應(yīng)的離子方程式是 。（5）步驟5用冷水洗滌是因?yàn)?，因此可采用 的方法，進(jìn)一步提純二茂鐵?！究键c(diǎn)透視】實(shí)驗(yàn)化學(xué)中相關(guān)操作的作用（1）通惰性氣體的作用，排空氣、充分混合（起到攪拌作用）。（2）氣體裝置導(dǎo)管連通器的作用，均衡上下壓強(qiáng)便于液體下滴、去除下滴液體的體積精確測(cè)氣體體積。（3）產(chǎn)品洗滌，用冷水、熱水、酒精洗滌，原因主要是減少目標(biāo)物的損失。（4）減壓蒸餾的作用，降低目標(biāo)物的沸點(diǎn)，防止目標(biāo)物的分解。（5）封閉蒸餾的作用，防止空氣中的成分與之反應(yīng)。（6）抽濾的作用，含減壓裝置和布氏漏斗，能加快過(guò)濾速率?！咀兪接?xùn)練3】（2012揚(yáng)州三模）廢紫銅制備氯化亞銅的工藝流程如下：（1）為加快反應(yīng)的速率，可以采取的措施有 、 。（2）有大量cl-存在時(shí)，na2so3可將cucl2還原，得到cucl2-，則反應(yīng)的離子方程式為 。na2so3要緩慢加到溶液中，原因是 。（3）反應(yīng)后用大量水稀釋，其目的是（用離子方程式表示） 。（4）先酸洗，再醇洗的目的是 。真空干燥的作用是 。 1某化學(xué)興趣小組設(shè)計(jì)了“苯與液溴取代反應(yīng)”的微型實(shí)驗(yàn)【建構(gòu)裝置】（1）一回形針拉直插入橡皮塞，用鉗子將下端扭成彎曲、上端扭成小圈；鋁箔包裹約1g鐵粉，用一細(xì)銅絲將鋁箔箍于橡皮塞的下沿(不礙橡皮塞塞緊具支試管)(如下圖)。(2)配制1：4溴苯混合液，用滴管取大約1ml注入一具支試管；依次將約3mlccl4、3mlagno3溶液注入另一支普通試管，導(dǎo)氣管伸入下層液體(如下圖)?！静僮鬟^(guò)程】(1)檢查氣密性、裝液(2)打開(kāi)止水夾，回形針下插，捅破鋁箔并旋轉(zhuǎn)一周，鐵粉落下，反應(yīng)開(kāi)始(3)具支試管中反應(yīng)停止（混和液不沸騰），用止水夾夾緊乳膠管【回答問(wèn)題】（1）具支試管中的反應(yīng)方程式是 和 ；（2）怎樣證明苯與液溴發(fā)生取代而不是加成反應(yīng)： ；（3）普通試管中ccl4的作用分別是 和 ； （4）有同學(xué)認(rèn)為可以將裝置中agno3溶液，改成蒸餾水，然后用 ，也能實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)。（5）關(guān)于本實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，有關(guān)敘述正確的是a.反應(yīng)過(guò)程中始終處于封閉狀態(tài)能防污染b. hbr易溶于水，不溶于ccl4能防倒吸c(diǎn).操作簡(jiǎn)單，反應(yīng)物少，現(xiàn)象明顯。2 （2012南通二模）酸性條件下，錫在水溶液中有sn2+、sn4+兩種主要存在形式。snso4是一種重要的硫酸鹽，廣泛應(yīng)用于鍍錫工業(yè)，其制備路線如下：酸溶鹽酸反應(yīng)i碳酸鈉過(guò)濾濾液漂洗sncl2硫酸攪拌錫粉反應(yīng)氣體snso4蒸發(fā)結(jié)晶回答下列問(wèn)題：sncl2用鹽酸而不用水直接溶解的原因是 ，加入sn粉的作用是 。反應(yīng)i生成的沉淀為sno，寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式： 。檢驗(yàn)沉淀已經(jīng)“漂洗”干凈的方法： 。反應(yīng)硫酸的作用之一是控制溶液的ph，若溶液中c(sn2+)=1.0moll1，則應(yīng)控制溶液ph 。已知：kspsn(oh)2=1.01026。酸性條件下，snso4還可以用作雙氧水去除劑，試寫出發(fā)生反應(yīng)的離子方程式： 。3 (2012蘇南四市二模)對(duì)硝基甲苯是醫(yī)藥、染料等工業(yè)的一種重要有機(jī)中間體，它常以濃硝酸為硝化劑，濃硫酸為催化劑，通過(guò)甲苯的硝化反應(yīng)制備。 一種新的制備對(duì)硝基甲苯的實(shí)驗(yàn)方法是：以發(fā)煙硝酸為硝化劑，固體nahso4為催化劑(可循環(huán)使用)，在ccl4溶劑中，加入乙酸酐(有脫水作用)，45反應(yīng)1 h。反應(yīng)結(jié)束后，過(guò)濾，濾液分別用5%nahco3溶液、水洗至中性，再經(jīng)分離提純得到對(duì)硝基甲苯。n甲苯(1) 上述實(shí)驗(yàn)中過(guò)濾的目的是_。 (2) 濾液在分液漏斗中洗滌靜置后，有機(jī)層處于_層(填“上”或“下”)；放液時(shí)，若發(fā)現(xiàn)液體流不下來(lái)，其可能原因除分液漏斗活塞堵塞外，還有_。n甲苯n催化劑(3) 下表給出了催化劑種類及用量對(duì)甲苯硝化反應(yīng)影響的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。催化劑.com硝化產(chǎn)物中各種異構(gòu)體質(zhì)量分?jǐn)?shù)(%)總產(chǎn)率對(duì)硝基甲苯鄰硝基甲苯間硝基甲苯濃h2so41.035.660.24.298.01.236.559.54.099.8nahso40.1544.655.10.398.90.2546.352.80.999.90.3247.951.80.399.90.3699.9 nahso4催化制備對(duì)硝基甲苯時(shí)，催化劑與甲苯的最佳物質(zhì)的量之比為 。由甲苯硝化得到的各種產(chǎn)物的含量可知，甲苯硝化反應(yīng)的特點(diǎn)是 。與濃硫酸催化甲苯硝化相比，nahso4催化甲苯硝化的優(yōu)點(diǎn)有 。專題十九實(shí)驗(yàn)化學(xué)(選學(xué))【例1】(1) 石灰石與稀硝酸反應(yīng)生成的co2氣體排盡系統(tǒng)中空氣(2) 分別出現(xiàn)無(wú)色氣體、紅棕色氣體(3) 吸收多余氣體，防止污染環(huán)境解析：本實(shí)驗(yàn)關(guān)鍵是防止氧氣進(jìn)入，以防發(fā)生副反應(yīng)干擾實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)意圖。甲裝置中石灰石與稀硝酸反應(yīng)生成的co2氣體排盡系統(tǒng)中空氣，然后銅絲伸入過(guò)量的稀硝酸中，甲裝置產(chǎn)生無(wú)色氣體(no)，乙裝置中出現(xiàn)紅棕色氣體(no2)，多余的酸性氣體被堿吸收(注意：即使是no，也被吸收，方程式是nono22naoh=2nano2h2o?！咀兪接?xùn)練1】c解析：kclo3與濃鹽酸生成黃綠色cl2，cl2與nabr生成橙色br2，cl2與ki反應(yīng)生成i2，i2與淀粉呈藍(lán)色，最后cl2被naoh溶液完全吸收?！纠?】(1) cuo2hcl=cucl2h2o，feo2hcl=fecl2h2o(2) 2fe2 clo2h=2 fe3 clh2o(3) cuo或cu(oh)2或cu2(oh)2co3(4) 4.3能否(5) 過(guò)濾解析：(1) 粗制氧化銅粉中的 cuo和feo都能與濃鹽酸反應(yīng)成cucl2、fecl2和h2o，據(jù)此可寫出對(duì)應(yīng)化學(xué)方程式。(2) fecl2具有還原性，naclo在酸性環(huán)境下具有強(qiáng)氧化性，能將fe2氧化為fe3，clo被還原為cl。(3) 水解除雜時(shí)，最好加難溶的物質(zhì)，這樣比較好分離過(guò)量的加入物，本題cucl2中除去fecl3，可加入難溶又消耗h的試劑，如cuo或ca(oh)2或cu2(oh)2co3等。(4) 根據(jù)lgc(cu2) 8.62ph，c(cu2) 1mol/l，即得4ph4.34. 4，還沒(méi)有開(kāi)始出現(xiàn)cu(oh)2沉淀 , fe3已完全轉(zhuǎn)化為fe(oh)3沉淀。(5) 控制ph在34之間，fe3完全轉(zhuǎn)化為沉淀，但cu2還沒(méi)有開(kāi)始出現(xiàn)cu(oh)2沉淀 ，故通過(guò)過(guò)濾操作除去fe(oh)3沉淀后，即得cucl2溶液?！咀兪接?xùn)練2】(1) 通入cl2、加入cuo、過(guò)濾(2) 燒杯、玻璃棒、漏斗 3 在hcl氣流中加熱cucl2xh2o解析：(1) 將fe2氧化為fe3，而后加難溶的cuo促進(jìn)fe3水解，使之生成fe(oh)3沉淀。(2) x(28.6%/18)(71.4%/135)3?！纠?】(1) 排出三頸瓶?jī)?nèi)的空氣(2) 均衡漏斗內(nèi)壓強(qiáng)，便于液體放出(3) b(4) h oh=h2o(5) 二茂鐵易于升華加熱升華解析：(1) 二茂鐵中鐵呈2價(jià)，通n2除去空氣中的氧氣，防止在反應(yīng)過(guò)程中被氧氣氧化。(2) 滴液漏斗側(cè)邊的玻璃導(dǎo)管能維持三頸瓶與滴液漏斗內(nèi)等壓，使滴液漏斗溶液順利滴下。(3) 冷凝管的冷卻水下口進(jìn)、上口出。(4) 鹽酸中和過(guò)濾koh溶液。(5) 二茂鐵晶體是分子晶體，能升華。【變式訓(xùn)練3】(1) 適當(dāng)升高溫度、提高空氣流速、加入催化劑、增加鹽酸濃度、將廢紫銅粉碎成銅粉等(2) 2cu24clsoh2o=2cucl2so2h加入過(guò)快，部分so與h作用生成so2導(dǎo)致原料損耗(3) cucl2 (aq)cucl(s)cl(aq)。(4) 酸洗既可除去沉淀表面可溶性雜質(zhì)，又減少cucl溶解并抑制其水解；醇洗利于后續(xù)干燥(減少產(chǎn)品損耗等均正確)加快干燥