| description | 介绍常见化学实验如制备氯气、氨气、氯化铁的原理、装置、操作和注意事项。 |
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Tip
部分实验在前文已经提及,此处不再赘述。
物质制备类 (气体、无机物、有机物):掌握试剂选择、反应原理、装置搭建、除杂干燥
分离提纯类(过滤、蒸发、蒸馏、萃取、分液、洗涤、干燥):掌握操作要点、仪器选择、适用范围
定量测定类(滴定、量气、称重):掌握误差分析、计算方法、操作规范
性质探究类(氧化还原、速率、平衡):掌握控制变量、现象分析、原理推导
离子检验 & 物质推断:掌握试剂选择、现象判断、排除干扰
实验:溶解 → 过滤 → 蒸发 → 除杂($\ce{Ca^{2+}}$、$\ce{Mg^{2+}}$、$\ce{SO4^{2-}}$)
试剂及作用:
-
$\ce{BaCl2}$ 溶液:除去粗盐中的$\ce{SO4^{2-}}$ -
$\ce{Na2CO3}$ 溶液:除去$\ce{Ca^{2+}}$ 和过量的$\ce{Ba^{2+}}$ -
$\ce{NaOH}$ 溶液:除去$\ce{Mg^{2+}}$ - 稀$\ce{HCl}$:除去过量的$\ce{OH-}$和$\ce{CO3^{2-}}$
反应方程式:
$\ce{BaCl2 + Na2SO4 = BaSO4 v + 2NaCl}$ -
$\ce{Na2CO3 + CaCl2 = CaCO3 v + 2NaCl}$ ;$\ce{Na2CO3 + BaCl2 = BaCO3 v + 2NaCl}$ $\ce{2NaOH + MgCl2 = Mg(OH)2 v + 2NaCl}$ -
$\ce{HCl + NaOH = NaCl + H2O}$ ;$\ce{Na2CO3 + 2HCl = 2NaCl + H2O + CO2 ^}$
知识点:
- 过滤操作需遵循“一贴、二低、三靠”的原则
- 除杂顺序:$\ce{BaCl2}$ →
$\ce{Na2CO3}$ →$\ce{NaOH}$ →$\ce{HCl}$ - 蒸发:当出现大量固体时停止加热,利用余热蒸干剩余液体
注意事项:除杂时
考点:适用对象、装置、操作 试剂及作用:碎瓷片/沸石:防止液体暴沸 知识点:
- 蒸馏适用于沸点不同的物质分离
- 温度计水银球需放在支管口处
- 冷凝水需“下进上出”,加入碎瓷片可防止暴沸 题型:装置图判断、选择、操作改错 注意事项:蒸馏时温度计水银球不能插入液面下;冷凝水“下进上出”保证冷凝充分;蒸馏烧瓶需垫 石棉网(部分教材改为「陶土网」,请以实际教学为准) 加热
考点:适用对象、萃取剂选择、分液操作
试剂及作用:$\ce{CCl4}$(四氯化碳):萃取溴水/碘水中的
- 可用
$\ce{CCl4}$ 萃取溴水或碘水中的$\ce{Br2}$ 、$\ce{I2}$ - 分液操作时需先放出下层液体,再倒出上层液体 题型:装置图判断、选择、操作改错 注意事项:萃取剂不能与原溶剂互溶(如不能用酒精萃取碘水);分液时下层液体从下口放出,上层液体从上口倒出,避免交叉污染;振荡分液漏斗后需放气。
知识点:
- 配制步骤:计算 → 称量 → 溶解 → 冷却 → 转移 → 洗涤 → 定容 → 摇匀
- 所需仪器:容量瓶、烧杯、玻璃棒、胶头滴管、托盘天平/量筒
- 误差判断:俯视读数偏小,仰视读数偏大
注意事项:溶解后的溶液需冷却至室温再转移至容量瓶(防温度过高影响容量瓶精度);洗涤烧杯和玻璃棒
$2~3$ 次,洗涤液全部转移至容量瓶;定容时胶头滴管垂直悬空,不接触容量瓶内壁。
- A:$\ce{MnO2 + 4HCl(浓) \xlongequal{\Delta} MnCl2 + Cl2 ^ + 2H2O}$
- B(饱和食盐水):吸收氯化氢气体
- C(浓硫酸):除去氯气中的水分
- E:
$\ce{FeCl3}$ 易升华,使用冷水使其变为固体,方便收集 - F(碱石灰):Ⅰ尾气吸收;Ⅱ防止外界水蒸气进入
$\ce{FeCl3}$ 水解程度较大($\ce{FeCl3 + 3H2O <=> Fe(OH)3 + 3HCl}$),因此要注意不能使外界水蒸气进入,同时如果要制备$\ce{FeCl3}$ 溶液时,应先将$\ce{FeCl3}$ 固体溶于少量盐酸(使反应逆向移动),再加水稀释。
试剂及作用:
-
$\ce{FeCl3}$ 溶液、$\ce{KSCN}$ 溶液:建立$\ce{Fe^{3+} + 3SCN- <=> Fe(SCN)3}$ 平衡 - 浓
$\ce{HCl}$ /$\ce{NaOH}$ 溶液:改变离子浓度 -
$\ce{NO2}$ 球:建立$\ce{2NO2 <=> N2O4}$ 平衡,热水/冷水改变温度
反应方程式:
-
$\ce{Fe^{3+} + 3SCN- <=> Fe(SCN)3}$ (血红色) -
$\ce{2NO2(g)}$ (红棕色)$\ce{<=>}$ $\ce{N2O4(g)}$ (无色)$\Delta H < 0$
注意事项:
- 探究单一变量时,需保证其他条件相同(如探究温度影响时,浓度、催化剂用量一致)
- 催化剂只改变反应速率,不影响平衡移动
- 观察现象时需及时记录,避免因反应放热/吸热导致温度变化干扰实验
实验:同浓度盐酸/醋酸 pH、导电性 反应方程式:
$\ce{HCl = H+ + Cl-}$ $\ce{CH3COOH <=> H+ + CH3COO-}$
试剂及作用:
-
$\ce{NaCl}$ 、$\ce{CH3COONa}$、$\ce{NH4Cl}$ 溶液:不同类型盐,测酸碱性 - pH 试纸:判断溶液酸碱性
- 酚酞/石蕊:显色剂
反应方程式:
$\ce{CH3COO- + H2O <=> CH3COOH + OH-}$ -
$\ce{NH4+ + H2O <=> NH3.H2O + H+}$ (或写作$\ce{NH3\cdot H2O}$ )
知识点:
- 弱电解质电离不完全,强电解质电离完全
- 盐类水解规律:越弱越水解,谁强显谁性
注意事项:
- 测 pH 时,pH 试纸需干燥,不能湿润(避免稀释溶液影响结果)
- 导电性实验需在相同温度下进行(温度影响离子迁移速率)
- 盐类水解吸热,加热可促进水解,需控制实验温度一致
实验:沉淀转化($\ce{AgCl}$ →
-
$\ce{AgNO3}$ 溶液:提供$\ce{Ag+}$ ,生成$\ce{AgCl}$ 沉淀 -
$\ce{NaCl}$ 溶液:提供$\ce{Cl-}$ -
$\ce{KI}$ 溶液:提供$\ce{I-}$ ,实现$\ce{AgCl}$ →$\ce{AgI}$ 转化 -
$\ce{Na2S}$ 溶液:提供$\ce{S^{2-}}$ ,实现$\ce{AgI}$ →$\ce{Ag2S}$ 转化
反应方程式:
$\ce{AgNO3 + NaCl = AgCl v(白色) + NaNO3}$ $\ce{AgCl + KI = AgI v(黄色) + KCl}$ $\ce{2AgI + Na2S = Ag2S v(黑色) + 2KI}$
注意事项:
- 沉淀转化实验需控制离子浓度一致,确保实验现象由
$K_{sp}$ 大小决定 -
$\ce{AgNO3}$ 溶液需少量滴加,避免过量导致现象干扰 - 实验后废液需处理(含重金属离子),不能直接排放
试剂及作用:
-
$\ce{Zn}$ 片、$\ce{Cu}$ 片:电极($\ce{Zn}$ 为负极,$\ce{Cu}$ 为正极) - 稀
$\ce{H2SO4}$ /$\ce{ZnSO4}$/$\ce{CuSO4}$ 溶液:电解质溶液,提供离子,形成闭合回路
反应方程式:
- 负极($\ce{Zn}$):$\ce{Zn - 2e- = Zn^{2+}}$(氧化反应)
- 正极($\ce{Cu}$):
- 酸性电解质:$\ce{2H+ + 2e- = H2 ^}$
- 硫酸铜电解质:$\ce{Cu^{2+} + 2e- = Cu}$
- 总反应:
$\ce{Zn + H2SO4 = ZnSO4 + H2 ^}$ $\ce{Zn + CuSO4 = ZnSO4 + Cu}$
试剂及作用:
- 石墨电极/$\ce{Cu}$ 电极:阳极/阴极
- 饱和
$\ce{NaCl}$ 溶液/$\ce{CuCl2}$ 溶液:电解质溶液 - 淀粉-$\ce{KI}$ 试纸:检验电解食盐水生成的
$\ce{Cl2}$
反应方程式:
- 电解
$\ce{CuCl2}$ (石墨电极):- 阳极:$\ce{2Cl- - 2e- = Cl2 ^}$
- 阴极:$\ce{Cu^{2+} + 2e- = Cu}$
- 总反应:$\ce{CuCl2 \xlongequal{电解} Cu + Cl2 ^}$
- 电解饱和食盐水(石墨电极):
- 阳极:$\ce{2Cl- - 2e- = Cl2 ^}$
- 阴极:$\ce{2H2O + 2e- = H2 ^ + 2OH-}$
- 总反应:$\ce{2NaCl + 2H2O \xlongequal{电解} 2NaOH + H2 ^ + Cl2 ^}$
知识点:
- 原电池:负极发生氧化反应,正极发生还原反应(负氧正还)
- 电解池:阳极发生氧化反应,阴极发生还原反应(阳氧阴还)
注意事项:
- 原电池两极需为不同活泼性金属(或一极为非金属导体),电解质溶液需能与负极反应
- 电解池阳极若为活性电极,电极本身参与反应
