㈣ 乙酸戊酯的制备方法
实验用品
仪器:圆底烧瓶(100mL)、球形冷凝管分水器、蒸馏管、直形冷凝管、接液管、分液漏斗(100mL)、锥形瓶(100mL)。
药品:冰醋酸(C.P.)、戊醇(C.P.)、浓硫酸、碳酸氢钠溶液(10%)、氯化钠溶液(饱和)、无水硫酸镁、沸石。
实验步骤
(1)酯化:
实验装置: 带有分水器的回流装置
加 料 量:戊醇18mL 、冰醋酸24mL 、 浓硫酸2.5mL 、 沸石几粒
反应温度:保持回流
反应时间:1.5h
于干燥的100mL圆底烧瓶中,加入18mL戊醇、24mL冰醋酸,在振摇下缓慢加入2.5mL浓硫酸,再加入几粒沸石。安装带有分水器的回流装置(如图4-5-1)。分水器中事先充水至比支管口略低处,并放出比理论出水量稍多些的水。用电热套或甘油浴加热回流,至分水器中水层不再增加为止。反应约需1.5h。
(2)洗涤
实验仪器:分液漏斗
试剂用量:蒸 馏 水 30mL、碳酸氢钠溶液(10%)20mL、氯化钠溶液(饱和) 10mL
撤去热源,稍冷后拆除回流装置。待烧瓶中反应液冷却至室温后,将其倒入分液漏斗中(注意勿将沸石倒入!)用30mL冷水淋洗烧瓶内壁,洗涤液并入分液漏斗。充分振摇,静置。待液层分界清晰后,移去顶塞(或将塞孔对准漏斗孔),缓慢旋开旋塞,分去水层。有机层用20mL10%碳酸氢钠溶液分两次洗涤。最后再用饱和氯化钠溶液洗涤一次。分去水层,有机层由分液漏斗上口倒入干燥的锥形瓶中。
(3)干燥
实验仪器:锥形瓶
干燥剂及用量:无水硫酸镁:2g
干燥时间:20min
向盛有粗产物的锥形瓶中加入约2g无水硫酸镁,配上塞子,振摇至液体澄清透明,再放置 20min。
(4)蒸馏
实验装置:普通蒸馏装置。
收集馏分温度:138~142℃。
安装一套干燥的普通蒸馏装置(如图4-5-2)。将干燥好的粗酯小心地滤入烧瓶中,放入几粒沸石,用电热套(或甘油浴)加热蒸馏,用干燥并事先称量其质量的锥形瓶收集138~142℃馏分,称量质量,并计算产率。
(5)计算产率

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高三化学复习 化学实验知识
【考纲要求】
1.了解化学实验是科学探究过程中的一种重要方法。
2.了解化学实验室常用仪器的主要用途和各使用方法。
3.掌握化学实验的基本操作。能识别化学品安全使用标识,了解实验室一般事故的预防和处理方法。
4.掌握常见气体的实验室制法(包括所用试剂、仪器,反应原理和收集方法)。
5.能对常见的物质进行检验、分离和提纯,能根据要求配制溶液。
6.能根据实验试题要求,做到:
(1) 设计、评价或改进实验方案;
(2) 了解控制实验条件的方法;
(3) 分析或处理实验数据,得出合理结论;
(4) 绘制和识别典型的实验仪器装置图。
7.以上各部分知识与技能的综合应用。
【知识要点】
一、常用仪器的使用
l.能加热的仪器
(l)试管 用来盛放少量药品、常温或加热情况下进行少量试剂反应的容器,可用于制取或收集少量气体。
使用注意事项:①可直接加热,用试管夹夹在距试管口 1/3处。 ②放在试管内的液体,不加热时不超过试管容积的l/2,加热时不超过l/3。 ③加热后不能骤冷,防止炸裂。④加热时试管口不应对着任何人;给固体加热时,试管要横放,管口略向下倾斜。
(2)烧杯 用作配制溶液和较大量试剂的反应容器,在常温或加热时使用。
使用注意事项:①加热时应放置在石棉网上,使受热均匀。
②溶解物质用玻璃棒搅拌时,不能触及杯壁或杯底。
(3)烧瓶 用于试剂量较大而又有液体物质参加反应的容器,可分为圆底烧瓶、平底烧瓶和蒸馏烧瓶。它们都可用于装配气体发生装置。蒸馏烧瓶用于蒸馏以分离互溶的沸点不同的物质。
使用注意事项:①圆底烧瓶和蒸馏烧瓶可用于加热,加热时要垫石棉网,也可用于其他热浴(如水浴加热等)。 ②液体加入量不要超过烧瓶容积的1/2。
(4)蒸发皿 用于蒸发液体或浓缩溶液。
使用注意事项:①可直接加热,但不能骤冷。 ②盛液量不应超过蒸发皿容积的2/3。 ③取、放蒸发皿应使用坩埚钳。
(5)坩埚 主要用于固体物质的高温灼烧。
使用注意事项:①把坩埚放在三脚架上的泥三角上直接加热。 ②取、放坩埚时应用坩埚钳。
(6)酒精灯 化学实验时常用的加热热源。
使用注意事项:①酒精灯的灯芯要平整。 ②添加酒精时,不超过酒精灯容积的2/3;酒精不少于l/4。 ③绝对禁止向燃着的酒精灯里添加酒精,以免失火。 ④绝对禁止用酒精灯引燃另一只酒精灯。 ⑤用完酒精灯,必须用灯帽盖灭,不可用嘴去吹。 ⑥不要碰倒酒精灯,万一洒出的酒精在桌上燃烧起来,应立即用湿布扑盖。
2.分离物质的仪器
(1)漏斗 分普通漏斗、长颈漏斗、分液漏斗。普通漏斗用于过滤或向小口容器转移液体。长颈漏斗用于气体发生装置中注入液体。分液漏斗用于分离密度不同且互不相溶的不同液体,也可用于向反应器中随时加液。也用于萃取分离。
(2)洗气瓶 中学一般用广口瓶、锥形瓶或大试管装配。洗气瓶内盛放的液体,用以洗涤气体,除去其中的水分或其他气体杂质。使用时要注意气体的流向,一般为“长进短出”。
(3)干燥管 干燥管内盛放的固体,用以洗涤气体,除去其中的水分或其他气体杂质,也可以使用U型管。
3.计量仪器
(l)托盘天平 用于精密度要求不高的称量,能称准到0.1g。所附砝码是天平上称量时衡定物质质量的标准。
使用注意事项:①称量前天平要放平稳,游码放在刻度尺的零处,调节天平左、右的平衡螺母,使天平平衡。 ②称量时把称量物放在左盘,砝码放在右盘。砝码要用镊子夹取,先加质量大的砝码,再加质量小的砝码。 ③称量干燥的固体药品应放在在纸上称量。
④易潮解、有腐蚀性的药品(如氢氧化钠),必须放在玻璃器皿里称量。 ⑤称量完毕后,应把砝码放回砝码盒中,把游码移回零处。
(2)量筒 用来量度液体体积,精确度不高。
使用注意事项:①不能加热和量取热的液体,不能作反应容器,不能在量筒里稀释溶液。②量液时,量简必须放平,视线要跟量简内液体的凹液面的最低处保持水平,再读出液体体积。
(3)容量瓶 用于准确配制一定体积和一定浓度的溶液。使用前检查它是否漏水。用玻璃棒引流的方法将溶液转入容量瓶。
使用注意事项:①只能配制容量瓶上规定容积的溶液。 ②容量瓶的容积是在20℃时标定的,转移到瓶中的溶液的温度应在20℃左右。
(4)滴定管 用于准确量取一定体积液体的仪器。带玻璃活塞的滴定管为酸式滴定管,带有内装玻璃球的橡皮管的滴定管为碱式滴定管。
使用注意事项:①酸式、碱式滴定管不能混用。 ②25mL、50mL滴定管的估计读数为±0.01mL。 ③装液前要用洗液、水依次冲洗干净,并要用待装的溶液润洗滴定管。④调整液面时,应使滴管的尖嘴部分充满溶液,使液面保持在“0’或“0”以下的某一定刻度。读数时视线与管内液面的最凹点保持水平。
(5)量气装置 可用广口瓶与量筒组装而成。如图所示。排到量筒中水
的体积,即是该温度、压强下所产生的气体的体积。适用于测量难溶于水
的气体体积。
4.其它仪器
铁架台(铁夹、铁圈) 坩埚钳 燃烧匙 药匙 玻璃棒 温度计 冷凝管 表面皿 集气瓶 广口瓶 细口瓶 滴瓶 滴管 水槽 研钵 试管架 三角架 干燥器
二、化学实验基本操作
1、仪器的洗涤
玻璃仪器洗净的标准是:内壁上附着的水膜均匀,既不聚成水滴,也不成股流下。
Ⅰ普通法:可向容器中加水,选择合适毛刷,配合去污粉或一般洗涤剂反复洗涤,然后用水冲洗干净。
Ⅱ特殊法:容器内附有普通法不能洗去的特殊物质,可选用特殊的试剂,利用有机溶剂或化学反应将其洗涤。
2、药品取用
(1)实验室里所用的药品,很多是易燃、易爆、有腐蚀性或有毒的。因此在使用时一定要严格遵照有关规定和操作规程,保证安全。不能用手接触药品,不要把鼻孔凑到容器口去闻药品(特别是气体)的气味,不得尝任何药品的味道。注意节约药品,严格按照实验规定的用量取用药品。如果没有说明用量,一般应按最少量取用:液体l-2mL,固体只需要盖满试管底部。实验剩余的药品既不能放回原瓶,也不要随意丢弃,更不要拿出实验室,要放人指定的容器内。
(2)固体药品的取用
取用固体药品一般用药匙。往试管里装入固体粉末时,为避免药品沾在管口和管壁上,先使试管倾斜,把盛有药品的药匙(或用小纸条折叠成的纸槽)小心地送入试管底部,然后使试管直立起来,让药品全部落到底部。有些块状的药品可用镊子夹取。
(3)液体药品的取用
取用很少量液体时可用胶头滴管吸取。取用较多量液体时可用直接倾注法:取用细口瓶里的药液时,先拿下瓶塞,倒放在桌上,然后拿起瓶子(标签应对着手心)瓶、口要紧挨着试管口,使液体缓缓地倒入试管。注意防止残留在瓶口的药液流下来,腐蚀标签。一般往大口容器或容量瓶、漏斗里倾注液体时,应用玻璃棒引流。
3、试纸的使用
试纸种类 应用 使用方法 注意
石蕊试纸 检验酸碱性(定性) ①检验液体:取一小块试纸放在表面皿或玻璃片上,用沾有待测液的玻璃棒点在试纸的中部,观察颜色变化。
②检验气体:一般先用蒸馏水把试纸润湿,粘在玻璃棒的一端,用玻璃棒把试纸放到盛有待测气体的试管口(注意不要接触),观察颜色变化。 ①试纸不可伸入溶液中,也不能与管口接触。
②测溶液pH时,pH试纸不能先润湿,因为这相当于将原溶液稀释了。
pH试纸 检验酸、碱性的强弱(定量)
品红试纸 检验SO2等漂白性物质
KI-淀粉试纸 检验Cl2等有氧化性物质
4、溶液的配制
(l)配制溶质质量分数一定的溶液
计算:算出所需溶质和水的质量。把水的质量换算成体积。如溶质是液体时,要算出液体的体积。
称量:用天平称取固体溶质的质量;用量简量取所需液体、水的体积。
溶解:将固体或液体溶质倒入烧杯里,加入所需的水,用玻璃棒搅拌使溶质完全溶解.
(2)配制一定物质的量浓度的溶液
计算:算出固体溶质的质量或液体溶质的体积。
称量:用托盘天平称取固体溶质质量,用量简量取所需液体溶质的体积。
溶解:将固体或液体溶质倒入烧杯中,加入适量的蒸馏水(约为所配溶液体积的1/6),用玻璃棒搅拌使之溶解,冷却到室温后,将溶液引流注入容量瓶里。
洗涤(转移):用适量蒸馏水将烧杯及玻璃棒洗涤2-3次,将洗涤液注入容量瓶。振荡,使溶液混合均匀。
定容:继续往容量瓶中小心地加水,直到液面接近刻度2-3m处,改用胶头滴管加水,使溶液凹面恰好与刻度相切。把容量瓶盖紧,再振荡摇匀。
5、过滤 过滤是除去溶液里混有不溶于溶剂的杂质的方法。
过滤时应注意:
①一贴:将滤纸折叠好放入漏斗,加少量蒸馏水润湿,使滤纸紧贴漏斗内壁。
②二低:滤纸边缘应略低于漏斗边缘,加入漏斗中液体的液面应略低于滤纸的边缘。
③三靠:向漏斗中倾倒液体时,烧杯的夹嘴应与玻璃棒接触;玻璃棒的底端应和过滤器有三层滤纸处轻轻接触;漏斗颈的末端应与接受器的内壁相接触,例如用过滤法除去粗食盐中少量的泥沙。
6、中和滴定
准备过程 ①查滴定管是否漏水;②洗涤滴定管及锥形瓶;③用少量标准液润洗装标准液的滴定管及用待测液润洗量取待测液的滴定管;④装液体、排气泡、调零点并记录初始读数。
滴定过程 姿态:左手控制活塞或小球,右手摇动锥形瓶,眼睛注视锥形瓶内溶液颜色变化及滴速。
滴速:逐滴滴入,当接近终点时,应一滴一摇。
终点:最后一滴刚好使指示剂颜色发生明显改变时即为终点。记录读数。
7、蒸发和结晶 蒸发是将溶液浓缩、溶剂气化或溶质以晶体析出的方法。结晶是溶质从溶液中析出晶体的过程,可以用来分离和提纯几种可溶性固体的混合物。结晶的原理是根据混合物中各成分在某种溶剂里的溶解度的不同,通过蒸发减少溶剂或降低温度使溶解度变小,从而使晶体析出。加热蒸发皿使溶液蒸发时、要用玻璃棒不断搅动溶液,防止由于局部温度过高,造成液滴飞溅。当蒸发皿中出现较多的固体时,即停止加热,例如用结晶的方法分离NaCl和KNO3混合物。
8、蒸馏 蒸馏是提纯或分离沸点不同的液体混合物的方法。用蒸馏原理进行多种混合液体的分离,叫分馏。
操作时要注意:
①在蒸馏烧瓶中放少量碎瓷片,防止液体暴沸。
②温度计水银球的位置应与支管底口下缘位于同一水平线上。
③蒸馏烧瓶中所盛放液体不能超过其容积的2/3,也不能少于l/3。
④冷凝管中冷却水从下口进,从上口出。
⑤加热温度不能超过混合物中沸点最高物质的沸点,例如用分馏的方法进行石油的分馏。
9、分液和萃取 分液是把两种互不相溶、密度也不相同的液体分离开的方法。萃取是利用溶质在互不相溶的溶剂里的溶解度不同,用一种溶剂把溶质从它与另一种溶剂所组成的溶液中提取出来的方法。选择的萃取剂应符合下列要求:和原溶液中的溶剂互不相溶;对溶质的溶解度要远大于原溶剂,并且溶剂易挥发。
在萃取过程中要注意:
①将要萃取的溶液和萃取溶剂依次从上口倒入分液漏斗,其量不能超过漏斗容积的2/3,塞好塞子进行振荡。
②振荡时右手捏住漏斗上口的颈部,并用食指根部压紧塞子,以左手握住旋塞,同时用手指控制活塞,将漏斗倒转过来用力振荡。
③然后将分液漏斗静置,待液体分层后进行分液,分液时下层液体从漏斗口放出,上层液体从上口倒出。例如用四氯化碳萃取溴水里的溴。
10、升华 升华是指固态物质吸热后不经过液态直接变成气态的过程。利用某些物质具有升华的特性,将这种物质和其它受热不升华的物质分离开来,例如加热使碘升华,来分离I2和SiO2的混合物。
11、渗析 利用半透膜(如膀胱膜、羊皮纸、玻璃纸等),使胶体跟混在其中的分子、离子分离的方法。常用渗析的方法来提纯、精制胶体溶液。
三、物质的存放和事故处理
1.试剂保存
化学药品因见光、受热、受潮、氧化等可能使其变质,有些因其挥发性或吸水性等改变浓度。故药品的贮存方法与其化学、物理性质有关。
(1)试剂瓶选用原则:药品状态定口径—— 固体广口、液体细口
瓶塞取决酸碱性(注意:盛放液)避光存放棕色瓶
保存方法 原因 物质
广口瓶或细口瓶 便于取用 溴水、NaCl
瓶塞 用橡皮塞 防腐蚀 不能放HNO3、液Br2
用玻璃塞 防粘 不能放NaOH、Na2CO3、Na2S
塑料瓶 SiO2与HF反应 NH4F、HF
棕色瓶 见光分解 HNO3、氯水、
液封 水封 防氧化、挥发 P4、液Br2
煤油封 防氧化 Na、K
石蜡油封 防氧化 Li
密封 防挥发 HCl、HNO3、NH3.H2O
防氧化 Na2SO3、H2S、Fe2+、
防吸水、CO2 漂白粉、碱石灰
防吸水 CaC2、CaCl2、P2O5、浓H2SO4
1.空气中易变质的试剂:这类试剂应隔绝空气或密封保存,有些试剂的保存还要采取特殊的措施。
被氧化的试剂:亚铁盐,活泼金属单质、白磷、氢硫酸、苯酚、Na2SO3等。
易吸收CO2的试剂:CaO,NaOH, Ca(OH)2,Na2O2等。
易吸湿的试剂:P2O5、CaC2、CaO、NaOH、无水CaCl2、浓H2SO4、无水CuSO4、FeCl3•6H2O等。
易风化的试剂:Na2CO3•10H2O、Na2SO4•10H2O等。
2.见光或受热易分解的试剂:应用棕色瓶盛放且置于冷、暗处。如氨水,双氧水,AgNO3、HNO3等。
3.易挥发或升华的试剂:这类试剂应置于冷,暗处密封保存。
易挥发的试剂:浓氨水、浓盐酸、浓硝酸、液溴、乙酸乙酯、二硫化碳、四氯化碳、汽油等。
易升华的试剂:碘、萘等。
4.危险品:这类试剂应分类存放并远离火源。
易燃试剂:遇明火即可燃烧的有汽油、苯、乙醇、酯类物质等有机溶剂和红磷、硫、镁、硝酸纤维等。能自燃的有白磷。
本身不可燃但与可燃物接触后有危险的试剂有:高锰酸钾、氯酸钾、硝酸钾、过氧化钠等。
易爆试剂:有硝酸纤维、硝酸铵等。
剧毒试剂:氰化物、汞盐、黄磷、氯化钡、硝基苯等。
强腐蚀性试剂:强酸、强碱、液溴、甲醇、苯酚、氢氟酸、醋酸等。
5.有些试剂不宜长久防置,应随用随配。如硫酸亚铁溶液、氯水、氢硫酸、银氨溶液等。
2.常见事故的处理
事故 处理方法
酒精及其它易燃有机物小面积失火 立即用湿布扑盖
钠、磷等失火 迅速用砂覆盖
少量酸(或碱)滴到桌上 立即用湿布擦净,再用水冲洗
较多量酸(或碱)流到桌上 立即用适量NaHCO3溶液(或稀HAC)作用,后用水冲洗
酸沾到皮肤或衣物上 先用抹布擦试,后用水冲洗,再用NaHCO3稀溶液冲洗
碱液沾到皮肤上 先用较多水冲洗,再用硼酸溶液洗
酸、碱溅在眼中 立即用水反复冲洗,并不断眨眼
苯酚沾到皮肤上 用酒精擦洗后用水冲洗
白磷沾到皮肤上 用CuSO4溶液洗伤口,后用稀KMnO4溶液湿敷
溴滴到皮肤上 应立即擦去,再用稀酒精等无毒有机溶济洗去,后涂硼酸、凡士林
误食重金属盐 应立即口服蛋清或生牛奶
汞滴落在桌上或地上 应立即撒上硫粉
四、气体的发生装置
(1)装置顺序:制气装置→净化装置→反应或收集装置→除尾气装置
(2)安装顺序:由下向上,由左向右
(3)操作顺序:装配仪器→检验气密性→加入药品
1、气体发生装置的类型
(1)设计原则:根据反应原理、反应物状态和反应所需条件等因素来选择反应装置。
(2)装置基本类型:
装置类型 固体反应物(加热) 固液反应物(不加热) 固液反应物(加热)
装置
示意图
主要仪器
典型气体 O2、NH3、CH4等 H2、CO2、H2S等 Cl2、HCl、CH2=CH2
操作要点 (l)试管口应稍向下倾斜,以防止产生的水蒸气在管口冷凝后倒流而引起试管破裂。
(2)铁夹应夹在距试管口 l/3处。
(3)胶塞上的导管伸入试管里面不能太长,否则会妨碍气体的导出。 (1)在用简易装置时,如用长颈漏斗,漏斗颈的下口应伸入液面以下,否则起不到液封的作用;
(2)加入的液体反应物(如酸)要适当。
(3)块状固体与液体的混合物在常温下反应制备气体可用启普发生器制备。 (1)先把固体药品加入烧瓶,然后加入液体药品。
(2)要正确使用分液漏斗。
几种气体制备的反应原理
1、 O2 2KClO3 2KCl+3O2↑
2KMnO4 K2MnO4+MnO2+O2↑
2H2O2 2H2O+O2↑
2、NH3 2NH4Cl+Ca(OH)2 CaCl2+2NH3↑+2H2O
NH3•H2O NH3↑+H2O
3、CH4 CH3COONa+NaOH Na2CO3+CH4↑
4、H2 Zn+H2SO4(稀)=ZnSO4+H2↑
5、CO2 CaCO3+2HCl=CaCl2+CO2↑+H2O
6、SO2 Na2SO4+H2SO4(浓)=Na2SO4+SO2↑+H2O
7、NO2 Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O
8、NO 3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O
9、C2H2 CaC2+2H2O→Ca(OH)2+CH≡CH↑
10、Cl2 MnO2+4HCl(浓) MnCl2+Cl2↑+2H2O
11、C2H4 C2H5OH CH2=CH2↑+H2O
12、N2 NaNO2+NH4Cl NaCl+N2↑+2H2O
2、收集装置
选用收集方法的主要依据是气体的密度和水溶性。由氯气的物理性质得,用向上排空气法收集氯气,因氯气难溶于饱和食盐水,也可用排饱和食盐水收集。
(1)设计原则:根据氧化的溶解性或密度
(2)装置基本类型:
装置类型 排水(液)集气法 向上排空气集气法 向下排空气集气法
装 置
示意图
适用范围 不溶于水(液)的气体 密度大于空气的气体 密度小于空气的气体
典型气体 H2、O2、NO、CO、CH4、
CH2=CH2、CH≡CH Cl2、HCl、CO2、SO2、H2S H2、NH3、CH4
3、净化与干燥装置
尾气吸收处理装置:有三种:①用倒扣漏斗------极易溶于水的气体;②玻璃管----能溶于水或溶于溶液的气体的吸收(如用NaOH溶液吸收Cl2);③点燃法----处理CO。
(1)设计原则:根据净化药品的状态及条件
(2)装置基本类型:
装置
类型 液体除杂剂(不加热) 固体除杂剂(不加热) 固体除杂剂(加热)
适用
范围
装 置
示意图
(3)气体的净化剂的选择
选择气体吸收剂应根据气体的性质和杂质的性质而确定,所选用的吸收剂只能吸收气体中的杂质,而不能与被提纯的气体反应。一般情况下:①易溶于水的气体杂质可用水来吸收;②酸性杂质可用碱性物质吸收;③碱性杂质可用酸性物质吸收;④水分可用干燥剂来吸收;⑤能与杂质反应生成沉淀(或可溶物)的物质也可作为吸收剂。
(4)气体干燥剂的类型及选择
常用的气体干燥剂按酸碱性可分为三类:
①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、HCI、H2、Cl2 、O2、CH4等气体。
②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。
③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用碱性干燥剂。有还原性的气体不能选用有氧化性的干燥剂。能与气体反应的物质不能选作干燥剂,如不能用CaCI2来干燥NH3(因生成 CaCl2•8NH3),不能用浓 H2SO4干燥 NH3、H2S、HBr、HI等。
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。
五、常见物质的分离、提纯和鉴别
1.常用的物理方法——根据物质的物理性质上差异来分离。
混合物的物理分离方法
方法 适用范围 主要仪器 注意点 实例
固+液 蒸发 易溶固体与液体分开 酒精灯、蒸发皿、玻璃棒 ①不断搅拌;②最后用余热加热;③液体不超过容积2/3 NaCl(H2O)
固+固 结晶 溶解度差别大的溶质分开 NaCl(NaNO3)
升华 能升华固体与不升华物分开 酒精灯 I2(NaCl)
固+液 过滤 易溶物与难溶物分开 漏斗、烧杯 ①一角、二低、三碰;②沉淀要洗涤;③定量实验要“无损” NaCl(CaCO3)
液+液 萃取 溶质在互不相溶的溶剂里,溶解度的不同,把溶质分离出来 分液漏斗 ①先查漏;②对萃取剂的要求;③使漏斗内外大气相通;④上层液体从上口倒出 从溴水中提取Br2
分液 分离互不相溶液体 分液漏斗 乙酸乙酯与饱和Na2CO3溶液
蒸馏 分离沸点不同混合溶液 蒸馏烧瓶、冷凝管、温度计、牛角管 ①温度计水银球位于支管处;②冷凝水从下口通入;③加碎瓷片 乙醇和水、I2和CCl4
渗析 分离胶体与混在其中的分子、离子 半透膜 更换蒸馏水 淀粉与NaCl
盐析 加入某些盐,使溶质的溶解度降低而析出 烧杯 用固体盐或浓溶液 蛋白质溶液、硬脂酸钠和甘油
气+气 洗气 易溶气与难溶气分开 洗气瓶 长进短出 CO2(HCl)
液化 沸点不同气分开 U形管 常用冰水 NO2(N2O4)
2、化学方法分离和提纯物质
对物质的分离可一般先用化学方法对物质进行处理,然后再根据混合物的特点用恰当的分离方法(见化学基本操作)进行分离。
用化学方法分离和提纯物质时要注意:
①最好不引入新的杂质;
②不能损耗或减少被提纯物质的质量
③实验操作要简便,不能繁杂。用化学方法除去溶液中的杂质时,要使被分离的物质或离子尽可能除净,需要加入过量的分离试剂,在多步分离过程中,后加的试剂应能够把前面所加入的无关物质或离子除去。
对于无机物溶液常用下列方法进行分离和提纯:
(1)生成沉淀法 (2)生成气体法 (3)氧化还原法 (4)正盐和与酸式盐相互转化法 (5)利用物质的两性除去杂质 (6)离子交换法
常见物质除杂方法
序号 原物 所含杂质 除杂质试剂 主要操作方法
1 N2 O2 灼热的铜丝网 用固体转化气体
2 CO2 H2S CuSO4溶液 洗气
3 CO CO2 NaOH溶液 洗气
4 CO2 CO 灼热CuO 用固体转化气体
5 CO2 HCI 饱和的NaHCO3 洗气
6 H2S HCI 饱和的NaHS 洗气
7 SO2 HCI 饱和的NaHSO3 洗气
8 CI2 HCI 饱和的食盐水 洗气
9 CO2 SO2 饱和的NaHCO3 洗气
10 炭粉 MnO2 浓盐酸(需加热) 过滤
11 MnO2 C -------- 加热灼烧
12 炭粉 CuO 稀酸(如稀盐酸) 过滤
13 AI2O3 Fe2O3 NaOH(过量),CO2 过滤
14 Fe2O3 AI2O3 NaOH溶液 过滤
15 AI2O3 SiO2 盐酸`氨水 过滤
16 SiO2 ZnO HCI溶液 过滤,
17 BaSO4 BaCO3 HCI或稀H2SO4 过滤
18 NaHCO3溶液 Na2CO3 CO2 加酸转化法
19 NaCI溶液 NaHCO3 HCI 加酸转化法
20 FeCI3溶液 FeCI2 CI2 加氧化剂转化法
21 FeCI3溶液 CuCI2 Fe 、CI2 过滤
22 FeCI2溶液 FeCI3 Fe 加还原剂转化法
23 CuO Fe (磁铁) 吸附
24 Fe(OH)3胶体 FeCI3 蒸馏水 渗析
25 CuS FeS 稀盐酸 过滤
26 I2晶体 NaCI -------- 加热升华
27 NaCI晶体 NH4CL -------- 加热分解
28 KNO3晶体 NaCI 蒸馏水 重结晶.
29 乙烯 SO2、H20 碱石灰 加固体转化法
30 乙烷 C2H4 溴的四氯化碳溶液 洗气
31 溴苯 Br2 NaOH稀溶液 分液
32 甲苯 苯酚 NaOH溶液 分液
33 己醛 乙酸 饱和Na2CO3 蒸馏
34 乙醇 水(少量) 新制CaO 蒸馏
35 苯酚 苯 NaOH溶液、CO2 分液
3、物质的鉴别
物质的检验通常有鉴定、鉴别和推断三类,它们的共同点是:依据物质的特殊性质和特征反应,选择适当的试剂和方法,准确观察反应中的明显现象,如颜色的变化、沉淀的生成和溶解、气体的产生和气味、火焰的颜色等,进行判断、推理。
检验类型 鉴别 利用不同物质的性质差异,通过实验,将它们区别开来。
鉴定 根据物质的特性,通过实验,检验出该物质的成分,确定它是否是这种物质。
推断 根据已知实验及现象,分析判断,确定被检的是什么物质,并指出可能存在什么,不可能存在什么。
㈥ 重铬酸钾与甘油水浴加热进行反应时,锥形瓶上为什么加漏斗
为了隔绝空气.
㈦ 黄冈八模答案坐等
等考完了答案就出来了, 。。。。。。。。。现在知道急了啊,平时干什么去了???
湖北省黄冈中学等八校高三第二次联考
理科综合
2012、3
(满分300分,考试时间150分钟)
以下数据可供解题时参考:
相对原子质量:H—1 0—16 N—14 Na—23 S—32
第Ⅰ卷(选择题 共126分)
一、本题共13小题,每题6分,共78分。每题四个选项中只有一个答案符合题目要求
1.对于真核生物来说,一般情况下DNA所含的碱基的个数与其所控制合成的收白质中氨基酸个数之比远远大于6:1,与此现象无关的DNA结构是( )
A.非编码区 B.内含子 C.外显子 D.终止密码子
答案:C 【解析】本题考查基因结构。DNA的转录和翻译。基因的非编码区是起调控作用不转录,基因的编码区转录。对于真核生物来说,转录的是编码区的外显子,内含子不转录。转录时是以DNA的一条链为模板转录,因此 ,但 。mRNA上三个相邻的碱基是一个密码子,它决定一个氨基酸,但起始密码子没有对应的氨基酸,因此 ,所以
。题目问的与此现象无关的DNA结构,所以选C。有的考生对DNA的结构、基因的结构和转录的关系不清楚,DNA上基因呈线形排列,有的区段是基因,有的区段不是基因。转录时是转录基因的编码区。
2.下图中的渗透装置,开始时的液面高度为a,停止上升时的高度为b,若每次停止上升后都将玻璃管中高出烧杯液面的部分吸出,则ab液面间的高度差与吸出蔗糖溶液的次数之间的关系是( )
答案:B 【解析】本题考查渗透作用吸水。如图渗透装置,半透膜两侧存在溶液浓度差,因此水由烧杯进入半透膜袋中,玻璃管中的液面上升,半透膜袋中的溶液浓度下降。当玻璃管中液面上升到一定程度时,由于ab段液柱产生的压强与渗透压相等,此时水不再进入半透膜。若吸去半透膜袋中高出烧杯液面液体后,没有液柱产生的压强了,由于存在渗透压,水又进入半透膜袋中,半透膜袋中溶液浓度进一步下降,导致渗透压降低了,停止吸水时液柱产生的压强与渗透压相等。由于渗透压降低了,所以液柱的高度与第一次相比下降了,如此操作的次数越多,半透膜袋中的溶液浓度越低,渗透压降低,ab间的液面高度差越来越低。所以选B。
3.下列有关说法均正确的是( )
①胆汁既影响高等动物对脂类食物的消化,又影响其吸收 ②用研磨的方法从胰腺中可分别获取胰岛素和胰酶,分别可用于治疗糖尿病和某些生物工程 ③秋水仙素既可以诱发基因突变,又可诱导染色体变异,这与其使用剂量有关 ④动物细胞的融合和植物细胞的融合均可用聚乙二醇做促融剂 ⑤用标志重捕法可进行鼠的种群年龄结构的调查
A.①③⑤ B.②③④ C.②④⑤ D.①③④
答案:D 【解析】胆汁是起到乳化脂肪的作用,使脂肪颗粒更容易被脂肪酶分解为甘油和脂肪酸,有利于脂肪的吸收。胰岛素产生以后分泌到细胞外,进入血液中,胰酶产生后分泌到消化道中,一般从胰液中获取胰酶。胰岛素可以降低血糖用于治疗糖尿病,胰蛋白酶可以分解动物细胞间质,将动物细胞分散开。秋水仙素有毒,使用剂量大时会引起基因突变,小剂量使用时会使细胞染色体加倍。动物细胞融合可用灭活的仙台病毒,物理方法和化学试剂PEG诱导,植物细胞融合一般用物理方法和PEG诱导。用标志重捕法来测量种群的密度。所以选D。有的考生对②不能准确判断,受到教材上从肝脏研磨液中获取过氧化氢酶的实验的干扰,过氧化氢酶在细胞中,所以可以从研磨液中获取。
4.在动物初级精母细胞分裂中期,若用显微镜从细胞一极观察,可见染色体的排列情况是下图中的( )
答案:D 【解析】本题考查细胞减数分裂的图像,但考查的角度变了,要求从细胞的一极去观察,考查了考生的空间想象能力。初级精母细胞分裂的中期同源染色体联会。如果是正视细胞则是图A,对于赤道板这个平面,只能看到侧面,一对对同源染色体整齐排在细胞的中央,着丝点整齐地排在赤道板两侧。如果是从细胞的一极看,可以看到赤道板这个平面的全部,一对对同源染色体在这个平面上是散乱分布的。所以选D。
5.现有4种突变型细菌1,2,3,4,它们都不能合成生长所必需的物质E。A、B、C、D都是合成E物质的必需中间产物,但不知这些物质合成的顺序。于是在培养基中分别单独加入这几种物质并分析了这几种物质对各种突变型细菌生长的影响。
结果如下:
突变型 培养基中单独加入的物质
A B C D E
1 - - + - +
2 + - + - +
3 - - - - +
4 + + + - +
根据以上结果,推测这几种物质最可能的合成顺序是( )
A.E→C→A→B→D B.D→B→A→C→E
C.C→B→A→D→E D.C→D→B→A→E
答案:B 【解析】本题考查了学生从图表中获取信息的能力。A、B、C、D是合成E物质的一系列必需产物。这些突变型菌株可能在合成E物质的某条途径被阻断,本实验通过单独补充相应的物质,来寻找合成E物质的过程。由突变型1中单独加入C物质和E物质可以存活,可得C E,由突变型2中单独加入A、C、E物质可以存活,可得A
C E,由突变4中单独加入A、B、C、E可以存活,可得B A
C E,综合四组实验可得D B A C E,所以选B。
6.2005年11月13日中国石油吉林石化公司双苯厂发生爆炸事故,大量硝基苯泄漏,引起松花江水体污染,安全生产和环保问题再次引起人们的关注。下列叙述正确的是( )
A.硝基苯将沉入江底,对环境影响不大
B.实验室制硝基苯需要用水浴加热
C.硝基苯中毒是由蒸气吸入或误食引起的,与皮肤接触不会引起中毒
D.只要向水中撒入大量活性炭吸附硝基苯就可以了
答案:B 【解析】硝基苯进入江河中,首先被江中的鱼虾等动物吸收,然后随食物链进入生物圈,对生态破坏极大,此外,江水灌溉区也会引发硝基苯污染,周围的环境将遭到极大的损害,A错;硝基苯不仅可以经蒸气吸收引起中毒,也可以经皮肤吸收而引起中毒,C错误;D选项中向松花江中撒大量活性炭是不可行的,那样会造成水体严重缺氧,且阳光无法照射水中的植物,植物将大批死亡,而江中动物也因缺乏食物而大批死烂,水体耗氧增多而发黑发臭,周围生态将进一步恶化。本题容易误选C选项,原因是没有注意硝基苯可被皮肤吸收。
7.下列说法不正确的是( )
A.原子半径:r(K)>r(Na))r(Mg)>r(Al)
B.在SiO2晶体中,硅原子数与Si—O键数目之比为1:2
C.在稀溶液中:H+ (aq)+ OH- (aq)==== H2O (1):ΔH=-57.3 kJ/mol,则含1 molCH3COOH的稀溶液和含1 mol NaOH的稀溶液完全反应放出的热量小于57.3kJ
D.1 mol Na2O2固体跟足量CO2气体完全反应,转移2 NA个电子(NA为阿伏加德罗常数)
答案:D 【解析】同一周期的元素从左到右原子半径逐渐减小,同一主族的元素从上到下原子半径逐渐增大,A正确;SiO2晶体中Si和O都是以共价单键相结合的,Si和Si—O键个数比为1:2,B正确;C选项中,由于弱电解质电离吸热,因此弱酸与强碱反应的中和热小于57.3 kJ/mol D选项中1 mol Na2O2与CO2反应时转移的电子数是NA而不是2 NA。
8.能正确表示下列反应的离子方程式是( )
A.向偏铝酸钠溶液中滴加过量的碳酸氢钠溶液: +4 H+====Al3++2H2O
B.用NaOH溶液吸收过量的硫化氢气体:2OH-+H2S====S2-+2H2O
C.氯化银溶于浓氯水:AgCl+2 NH3•H2O====[Ag(NH3)2]++Cl-+2H2O
D.向沸水中滴加饱和的氯化铁溶液:Fe3+3H2O====Fe(OH)3↓+3 H+
答案:C 【解析】A选项正确的离子方程式为 + +H2O====Al(OH)3↓+ ;B选项中正确的离子方程式为OH-+H2S====HS-+H2O;D选项中正确的离子方程式为Fe3++3H2O====Fe(OH)3(胶体)+3H+。本题涉及的化学反应较多,容易误选其他答案。
9.某同学在实验报告中记录下列数据,其中正确的是( )
A.用25 mL量简量取18.63mL盐酸
B.用托盘天平称取12.15克食盐
C.用标准的NaOH溶液滴定未知浓度的盐酸,用去NaOH溶液32.30 mL
D.用pH试纸测得某溶液pH为5.0
答案:C 【解析】实验室中各种仪器的精确度是不同的:量筒只能精确到0.1 mL,托盘天平只能精确到0.1 g,滴定管可以精确到0.01 mL,pH试纸只能大致估算溶液的pH值,不能精确到0.1。
10.某一密闭绝热容器中盛有饱和Ca(OH)2溶液,当加入少量CaO粉末,下列说法正确的是( )
①有晶体析出 ②c[Ca(OH)2]增大 ③pH不变 ④c(H+)•c(OH-)的积不变 ⑤c(H+)一定增大
A.① B.①③ C.①②④ D.①⑤
答案:D 【解析】在绝热容器中热量不损失,向Ca(OH)2中加入CaO,后者溶于水放热,温度升高,前者的溶解度减小,溶液中溶质的浓度减小,同时由于温度升高,水的离子积增大。①正确。溶液中由于Ca(OH)2的溶解度减小,所以溶液中的OH-的浓度减小,因此H+的浓度增大。⑤正确。本题容易误选C,以为Ca(OH)2和其他物质一样,溶解度随温度升高而增大。
11.已知C—C键可以绕键轴自由旋转,结构简式为 的烃,下列说法中正确的是( )
A.分子中至少有9个碳原子处于同一平面上
B.分子中至少有11个碳原子处于同一平面上
C.分子中至少有16个碳原子处于同一平面上
D.该烃属于苯的同系物
答案:B 【解析】本题可以从苯的结构来推测。该化合物以每一个苯环上最少有8个C原子在同一平面上,而且对应的一条直线上也有三个C原子与之共面,所以最少有11个C原子在同一平面上。因为苯环之间以共价单键相连,单键可以旋转,所有两个苯环可以不共面。本题容易误选C,原因就是没有考虑苯环之间沿单键旋转。
12.根据酸碱质子理论,凡是能给出质子的分子或离子都是酸,凡是能结合质子的分子或离子都是碱。按照这个理论,下列微粒属于两性物质的是:( )
①HS- ② ③ ④NH3 ⑤H2S ⑥CH3COOH ⑦OH- ⑧H2O ⑨ ⑩
A.①⑤ B.③⑥ C.①②⑨ D.①③⑧⑩
答案:D 【解析】所给微粒中既能结合H+又能提供H+的有HS-、 、H2O和H2N—CH2COOH,因此这四种物质从酸碱质子理论的角度上看既是酸又是碱,即两性物质。
13.下列各溶液中,微粒的物质的量浓度关系正确的是( )
A.0.1mol•L-1的(NH4)2SO4溶液中:c( )>c( )>c(H+)>c(OH-)
B.0.1 mol•L-1的Na2CO3溶液中:c(CO-)=c( )+c(H+)+c(H2CO3)
C.0.1 mol•L-1的NH4Cl溶液与0.05 mol•L-1的NaOH溶液等体积混合:
c(Cl-)>c(Na+)>c( )>c(OH-)>c(H+)
D.c( )相等的(NH4)2SO4溶液、NH4HSO4溶液、(NH4)2CO3溶液和NH4Cl溶液:c[(NH4)2SO4]<c[(NH4)2SO3]<c(NH4HSO4)<c(NH4Cl)
答案:D 【解析】A选项中(NH4)2SO4水解显酸性,故离子浓度大小顺序为c( )>c( )>c(H+)>c(OH-);B选项中根据碳酸钠的水解方程式可知c(OH)-=c( )+c(H+)+2c(H2CO3);C选项中两者反应后生成相同物质的量的NH3•H2O、NH4Cl和NaCl,但 的浓度比Na+大:c(Cl-)>c( )>c(Na+)>c(OH-)>c(H+);D选项中四种盐的 浓度相等,而前两种盐均是二元酸的正盐,故它们的浓度均小于一元酸盐和酸式盐,硫酸铵水解度不如碳酸铵,故硫酸铵的浓度最小,碳酸铵其次。硫酸氢铵溶液显强酸性,水解程度极小,故硫酸氢铵的浓度小于氯化铵。本题涉及的水解反应、化学平衡知识综合运用较多,难度较大。
二、本题共8小题,每题6分,共48分。每题四个选项中有一个或几个答案符合题目要求。
14.物理学是与人类的生产、生活密切相关的。下列的俗语、成语等反映了人类对自然界的一定的认识,其中从物理学的角度分析正确的是( )
A.“一个巴掌拍不响”说明力的作用是相互的
B.“随波逐流”说明在波的传播过程中质点沿着波的传播方向而迁移
C.“送人玫瑰,手有余香”说明分子在不停地运动
D.“破镜难圆”说明分子间存在斥力
答案:AC 【解析】“一个巴掌拍不响”说明力的作用是相互的,只要有力就一定有受力物体和施力物体,A正确;波在传播过程中,质点只在平衡位置附近振动,并不迁移,B错;“送人玫瑰,手有余香”手上留有香味分子,能说明分子在不停地运动,C对;“破镜难圆”是因为镜子破后,分子间的距离较大,分子间作用力几乎为零,D错;此题考生容易误选D,要注意分子间的引力和斥力是同时存在,同时变化的。
15.在下列现象中与原子核的变化有关的是( )
A.光电效应 B.天然放射现象
C.热核反应 D.α粒子散射
答案:BC 【解析】原子核的变化必定有新物质产生,光电效应和a粒子散射没有新物质产生,故选BC;此题考生只要抓住关键,原子核变化必有新核产生,就不会出错。
16.如图所示绘出了轮胎与地面间的动摩擦因数分别为μ1和μ2时,紧急刹车时的刹车痕(即刹车距离s)与刹车前车速v的关系曲线,则μ1和μ2的大小关系为( )
A.μ1<μ2 B.μ1=μ2 C.μ1>μ2 D.条件不足,不能比较
答案:C 【解析】过纵轴上一点作横轴的平行线(即取相同的初速度),从平行线与曲线的交点可看出,动摩擦因数为μ1的刹车距离小于动摩擦因数为μ2的刹车距离,因此μ1>μ2,C正确;取初速度相等是解此题的突破口,如果只分析速度与刹车距离,则难以比较。
17.如下图所示,A、B为大小、形状、匝数、粗细均相同,但用不同材料制成的线圈,两线圈平面位于竖直方向且高度相同。匀强磁场方向位于水平方向并与线圈平面垂直。同时释放A、B线圈,穿过匀强磁场后两线圈都落到水平地面,但A线圈比B线圈先到达地面。下面对两线圈的描述中可能正确的是( )
A.A线圈是用塑料制成的,B线圈是用铜制成的
B.A线圈是用铝制成的,B线圈是用胶木制成的
C.A线圈是用铜制成的,B线圈是用塑料制成的
D.A线圈是用胶木制成的,B线圈是用铝制成的
答案:AD 【解析】线圈如果是用塑料或胶木制成的,线圈通过磁场时没有感应电流,磁场对线圈无阻碍作用;如果线圈是铝制或铜制的,则线圈通过磁场时,磁场对线圈有阻碍作用,由此可见AD符合题意;此题考查楞次定律。
18.如图所示,上端开口的绝热气缸直立于地面上,光滑绝热的活塞把一定质量的气体(气体分子间的作用力忽略不计)封闭在气缸中,活塞上堆放细沙,并处于静止状态。现在不断取走细沙,使活塞缓慢上升,直到细沙全部取走,则在此过程中( )
A.气体的压强不变 B.气体单位体积内分子数减少
C.气体的内能不变 D.气体分子的平均动能减小
答案:BD 【解析】当细沙取走后,活塞上升,气体体积变大,单位体积内分子数减少,压强变小,气体对外做功,又气缸绝热,气体内能变小,温度降低,分子平均动能减小,因此BD正确;此题考查气体和热学知识,气缸绝热这一条件考生容易忽视。
19.科学研究表明地球的自转在变慢。四亿年前,地球每年是400天,那时,地球每自转一周的时间为21.5小时,比现在要快3.5小时。据科学家们分析,地球自转变慢的原因主要有两个:一个是潮汐时海水与海岸碰撞、与海底摩擦而使能量变成内能;另一个是由于潮汐的作用,地球把部分自转能量传给了月球,使月球的机械能增加了(不考虑对月球自转的影响)。由此可以判断,与四亿年前相比月球绕地球公转的 ( )
A.半径增大 B.速度增大 C.周期增大 D.角速度增大
答案:AC 【解析】抓住地球把一部分能量传给月球,使月球的机械能增加这一点,类比人造卫星,月球做离心运动,与四亿年前相比,半径变大,速度变小,周期变大,角速度变小,因此AC正确;此题为信息给予题,考查学生知识迁移能力。
20.如图所示,用三块完全相同的两面平行玻璃组成一等边三角形。由红光和蓝光组成的一细光束以平行于底面BC从AB面射入,由AC面射出,则从AC而射出的光( )
A.分成两束,上边为蓝光,下边为红光
B.分成两束,上边为红光,下边为蓝光
C.仍为一束,并与底面BC平行
D.仍为一束,并向底面BC偏折
答案:C 【解析】红光和蓝光经平行玻璃砖AB后分为两束光,折射光与入射光平行,再经平行玻璃砖AC后,由对称性可知,两束光又会聚成一束光,与底面BC平行,因此C正确;此题考查学生作图能力。
21.将一根长为100多厘米的均匀弦线,沿水平的x轴放置,拉紧并使两端固定,如图(a)所示。现对离固定的右端25 cm处(取该处于原点O)的弦上一点施加一个沿垂直于弦线方向(即y轴方向)的扰动,其位移随时间的变化规律如图(b)所示。
该扰动将沿弦线传播而形成波(孤立的脉冲波)。已知该波在弦线中的传播速度为2 cm/s,下图中表示自O点沿弦向右传播的波在t=2.5 s时的波形图是( )
答案:B 【解析】由图(b)可知,对于离右端25 cm处弦上的一点,0—2 s内,该点向上振动,位移变化慢,2—2.5 s内该点向下振动,位移变化较快,振动先慢后快,2.5 s末回到平衡位置,此时将形成对称,并自0点向左右传播的孤立脉冲波,t=2.5 s时,波传播的距离为5 cm,由此可知B正确;此题实际考查将振动图像转换为波动图像以及波的形成。
第Ⅱ卷(非选择题 共174分)
22.(18分)(1)(6分)“验证动量守恒定律”的实验装置原来的教科书采用图(甲)的方法,经过编者修改后,现行的教科书采用图(乙)的方法。两个实验装置的区别在于①悬挂重垂线的位置不同:②图(甲)中设计有一个支柱(通过调整,可使两球的球心在同一水平线上;上面的小球被碰离开后,支柱立即倒下),图(乙)中没有支柱。对于图(甲)入射小球和被碰小球做平抛运动的抛出点分别在通过O、O′点的竖直线上,重垂线只确定了O点的位置。
比较这两个实验装置,下列说法正确的是( )
A.采用图(甲)的实验装置时,需要测出两小球的直径
B.采用图(乙)的实验装置时,需要测出两小球的直径
C.为了减小误差,采用图(甲)的实验装置时,应使斜槽末端水平部分光滑
D.为了减小误差,采用图(乙)的实验装置时,应使斜槽末端水平部分光滑
(2)(12分)发光二极管是目前很多用电器的指示灯的电子元件,在电路中的符号是 。只有电流从标有“+”号的一端流入,从标有“一”号的一端流出时,它才能发光,这时可将它视为一个纯电阻。现有某厂家提供的某种型号的发光二极管的伏安特性曲线如图所示。
①已知该型号的发光二极管的正常工作电压为2.0 V。若用电动势为12 V,内阻可以忽略不计的直流电源供电,为使该二极管正常工作,需要在电源和二极管之间串联一只阻值为_________Ω的定值电阻。
②已知该型号的发光二极管允许通过的最大电流为56 mA,请用实验证明这种元件的伏安特性曲线与厂家提供的数据是否一致。可选用的器材有:待测发光二极管;直流电源E(电动势4.5 V,内阻可以忽略不计);
滑动变阻器R(最大阻值为20 Ω);
电压表V1(量程10 V,内阻约50 kΩ);
电压表V2(量程5 V,内阻约20 kΩ);
电流表A1(量程100 mA,内阻约50 Ω);
电流表A2(量程60mA,内阻约100 Ω);
电键S、导线若干。
为准确、方便地进行检测,电压表应选用_________,电流表应选用_________。(填字母符号)
③画出利用②中器材设计的实验电路图。
答案:(1)AD(6分,选对一个得3分) (2)①500 (4分) ②V2A2 (2分,选对一个得1分)③如图所示 (6分,有错不给分,但图中电压表选V1或电流表选A1不重复扣分)
23.(16分)如图所示,一个质量为m的小球被AO、BO两根细绳系住,BO绳为水平状态,AO绳与竖直方向的夹角为θ,此时AO绳对小球的拉力大小为T1。烧断BO绳后,小球摆动,当小球再次摆回到图中位置时AO绳对小球的拉力大小为T2。求:
(1)T1与T2的比值。
(2)烧断BO绳后,小球通过最低点时,AO绳对小球的拉力大小T3。
答案:(1)(8分) 烧断BO绳前,根据物体平衡条件,有:T1= (3分) 小球再次摆回到图中位置时,小球速度为零,向心力为零,则:T2=mgcosθ (3分) 所以T1与T2的比值为: =cos2θ (2分) (2)(8分) 设小球通过最低点时速度大小为v,AO绳长度为L。根据机械能守恒定律,有:mgL(1-cosθ)= mv2 (3分) 根据牛顿第二定律,有:T3-mg=m (3分)
所以AO绳对小球的拉力大小为:T3=mg(3-2cosθ)(2分)
24.(18分)一宇宙人在太空(万有引力可以忽略不计)玩垒球。如图所示,辽阔的太空球场半侧为匀强电场,另半侧为匀强磁场,电场和磁场的分界面为垂直纸面的平面,电场方向与界面垂直,磁场方向垂直纸面向里,电场强度大小E=100 V/m。宇宙人位于电场一侧距界面为h=3 m的P点,O为P点至界面垂线的垂足,D点位于纸面上O点的右侧,OD与磁场的方向垂直。垒球的质量m=0.1 kg,电量q=-0.05C。宇宙人从P点以初速度v0=10 m/s平行于界面投出垒球,要使垒球第一次通过界面时就击中D点,求:(计算结果保留三位有效数字)
(1)O、D两点之间的距离;
(2)垒球从抛出到第一次回到P点的时间。
答案:(1)(8分) 设垒球在电场中运动的加速度大小为a,时间为t1,OD=d,则:a= ,h= ,d=v0t1(6分,每式2分) 所以a=50m/s2,t1= s,d= m=3.46 m即O、D两点之间的距离为3.46 m。(2分,没有保留三位有效数字的扣1分) (2)(10分)
垒球的运动轨迹如图所示。由图可知,tanθ= ,所以θ=60°,速度大小为:v= =20 m/s (2分) 设垒球做匀速圆周运动半径为R,磁感应强度大小为B,则:R= =4m(2分) 根据牛顿第二定律,有:qvB=m ,所以B= =10T (2分) 垒球在磁场中运动的时间为:t2= s (2分) 垒球从抛出到第一次回到P点的时间为:t=2t1+t2= s=1.530 s (2分,没有保留三位有效数字的扣1分)
25.(20分)如图所示,一轻弹簧竖直放置在地面上,轻弹簧下端与地面固定,上端连接一质量为M的水平钢板,处于静止状态。现有一质量为m的小球从距钢板h=5 m的高处自由下落并与钢板发生碰撞,碰撞时间极短且无机械能损失。已知M=3m,不计空气阻力,g=10 m/s2。
(1)求小球与钢板第一次碰撞后瞬间,小球的速度v1和钢板的速度v2。
(2)如果钢板做简谐运动的周期为2.0 s,以小球自由下落的瞬间为计时起点,以向下方向为正方向,在下图中画出小球的速度v随时间为t变化的v-t图线。要求至少画出小球与钢板发生四次碰撞之前的图线。(不要求写出计算过程,只按画出的图线给分)
答案:(1)(10分) 设小球刚落到钢板时速度为v0,则小球下落过程中,机械能守恒,有:mgh= (2分)
碰撞过程中,动量守恒,有:mv0=m v1+Mv2 (3分)
碰撞过程中,无机械能损失,有: (3分) 由以上三式,可得:v0= =10m/s,v1=- v0=-5m/s,v2= v0=5m/s(另一组解舍去)即小球与钢板第一次碰撞后,小球的速度v1为5 m/s,方向向上;钢板的速度v2为5 m/s,方向向下。(2分,未指明速度方向扣2分) (2)(10分)如下图所示(小球与钢板第二次碰撞后,小球的速度为10 m/s,方向向上;钢板的速度为零)
(图像分段给分:0 s—l s图线,2分;1 s—2 s图线,2分;3 s—4 s图线,4分;4 s—5 s图线,2分)
26.(15分)在如右图所示的实验装置中,盛有足量水的水槽里放两个烧杯,小烧杯里放有适量铜片和过量浓硝酸,小烧杯外面倒扣一大烧杯,请回答下列问题:
(1)实验过程中,观察到的主要现象是:(4分,每空1分)
①____________________________________________________________________________;
②____________________________________________________________________________;
③____________________________________________________________________________;
④____________________________________________________________________________。
(2)欲使反应现象更明显,应向小烧杯中加入___________________。(1分)
A.粗铜片 b.纯铜片
如果反应中加入的是含少量铝的粗铜,则反应中形成无数微电池。请写出微电池中正极上的电极反应方程式_____________________________________________。(3分)
(3)用该装置做铜与浓硝酸反应的实验,最突出的优点是:_______________________。(2分)
㈧ 乙烯 氨气 乙烷 氯气中哪种气体与其他气体都反应
高三化学复习 化学实验知识【考纲要求】 1.了解化学实验是科学探究过程中的一种重要方法。 2.了解化学实验室常用仪器的主要用途和各使用方法。 3.掌握化学实验的基本操作。能识别化学品安全使用标识,了解实验室一般事故的预防和处理方法。 4.掌握常见气体的实验室制法(包括所用试剂、仪器,反应原理和收集方法)。 5.能对常见的物质进行检验、分离和提纯,能根据要求配制溶液。 6.能根据实验试题要求,做到:(1) 设计、评价或改进实验方案;(2) 了解控制实验条件的方法;(3) 分析或处理实验数据,得出合理结论;(4) 绘制和识别典型的实验仪器装置图。 7.以上各部分知识与技能的综合应用。【知识要点】一、常用仪器的使用 l.能加热的仪器(l)试管 用来盛放少量药品、常温或加热情况下进行少量试剂反应的容器,可用于制取或收集少量气体。使用注意事项:①可直接加热,用试管夹夹在距试管口 1/3处。 ②放在试管内的液体,不加热时不超过试管容积的l/2,加热时不超过l/3。 ③加热后不能骤冷,防止炸裂。④加热时试管口不应对着任何人;给固体加热时,试管要横放,管口略向下倾斜。(2)烧杯 用作配制溶液和较大量试剂的反应容器,在常温或加热时使用。使用注意事项:①加热时应放置在石棉网上,使受热均匀。 ②溶解物质用玻璃棒搅拌时,不能触及杯壁或杯底。(3)烧瓶 用于试剂量较大而又有液体物质参加反应的容器,可分为圆底烧瓶、平底烧瓶和蒸馏烧瓶。它们都可用于装配气体发生装置。蒸馏烧瓶用于蒸馏以分离互溶的沸点不同的物质。使用注意事项:①圆底烧瓶和蒸馏烧瓶可用于加热,加热时要垫石棉网,也可用于其他热浴(如水浴加热等)。 ②液体加入量不要超过烧瓶容积的1/2。(4)蒸发皿 用于蒸发液体或浓缩溶液。使用注意事项:①可直接加热,但不能骤冷。 ②盛液量不应超过蒸发皿容积的2/3。 ③取、放蒸发皿应使用坩埚钳。(5)坩埚 主要用于固体物质的高温灼烧。使用注意事项:①把坩埚放在三脚架上的泥三角上直接加热。 ②取、放坩埚时应用坩埚钳。(6)酒精灯 化学实验时常用的加热热源。使用注意事项:①酒精灯的灯芯要平整。 ②添加酒精时,不超过酒精灯容积的2/3;酒精不少于l/4。 ③绝对禁止向燃着的酒精灯里添加酒精,以免失火。 ④绝对禁止用酒精灯引燃另一只酒精灯。 ⑤用完酒精灯,必须用灯帽盖灭,不可用嘴去吹。 ⑥不要碰倒酒精灯,万一洒出的酒精在桌上燃烧起来,应立即用湿布扑盖。 2.分离物质的仪器(1)漏斗 分普通漏斗、长颈漏斗、分液漏斗。普通漏斗用于过滤或向小口容器转移液体。长颈漏斗用于气体发生装置中注入液体。分液漏斗用于分离密度不同且互不相溶的不同液体,也可用于向反应器中随时加液。也用于萃取分离。(2)洗气瓶 中学一般用广口瓶、锥形瓶或大试管装配。洗气瓶内盛放的液体,用以洗涤气体,除去其中的水分或其他气体杂质。使用时要注意气体的流向,一般为“长进短出”。(3)干燥管 干燥管内盛放的固体,用以洗涤气体,除去其中的水分或其他气体杂质,也可以使用U型管。 3.计量仪器(l)托盘天平 用于精密度要求不高的称量,能称准到0.1g。所附砝码是天平上称量时衡定物质质量的标准。使用注意事项:①称量前天平要放平稳,游码放在刻度尺的零处,调节天平左、右的平衡螺母,使天平平衡。 ②称量时把称量物放在左盘,砝码放在右盘。砝码要用镊子夹取,先加质量大的砝码,再加质量小的砝码。 ③称量干燥的固体药品应放在在纸上称量。 ④易潮解、有腐蚀性的药品(如氢氧化钠),必须放在玻璃器皿里称量。 ⑤称量完毕后,应把砝码放回砝码盒中,把游码移回零处。(2)量筒 用来量度液体体积,精确度不高。使用注意事项:①不能加热和量取热的液体,不能作反应容器,不能在量筒里稀释溶液。②量液时,量简必须放平,视线要跟量简内液体的凹液面的最低处保持水平,再读出液体体积。(3)容量瓶 用于准确配制一定体积和一定浓度的溶液。使用前检查它是否漏水。用玻璃棒引流的方法将溶液转入容量瓶。使用注意事项:①只能配制容量瓶上规定容积的溶液。 ②容量瓶的容积是在20℃时标定的,转移到瓶中的溶液的温度应在20℃左右。(4)滴定管 用于准确量取一定体积液体的仪器。带玻璃活塞的滴定管为酸式滴定管,带有内装玻璃球的橡皮管的滴定管为碱式滴定管。使用注意事项:①酸式、碱式滴定管不能混用。 ②25mL、50mL滴定管的估计读数为±0.01mL。 ③装液前要用洗液、水依次冲洗干净,并要用待装的溶液润洗滴定管。④调整液面时,应使滴管的尖嘴部分充满溶液,使液面保持在“0’或“0”以下的某一定刻度。读数时视线与管内液面的最凹点保持水平。(5)量气装置 可用广口瓶与量筒组装而成。如图所示。排到量筒中水的体积,即是该温度、压强下所产生的气体的体积。适用于测量难溶于水的气体体积。 4.其它仪器铁架台(铁夹、铁圈) 坩埚钳 燃烧匙 药匙 玻璃棒 温度计 冷凝管 表面皿 集气瓶 广口瓶 细口瓶 滴瓶 滴管 水槽 研钵 试管架 三角架 干燥器 二、化学实验基本操作 1、仪器的洗涤玻璃仪器洗净的标准是:内壁上附着的水膜均匀,既不聚成水滴,也不成股流下。 Ⅰ普通法:可向容器中加水,选择合适毛刷,配合去污粉或一般洗涤剂反复洗涤,然后用水冲洗干净。 Ⅱ特殊法:容器内附有普通法不能洗去的特殊物质,可选用特殊的试剂,利用有机溶剂或化学反应将其洗涤。 2、药品取用(1)实验室里所用的药品,很多是易燃、易爆、有腐蚀性或有毒的。因此在使用时一定要严格遵照有关规定和操作规程,保证安全。不能用手接触药品,不要把鼻孔凑到容器口去闻药品(特别是气体)的气味,不得尝任何药品的味道。注意节约药品,严格按照实验规定的用量取用药品。如果没有说明用量,一般应按最少量取用:液体l-2mL,固体只需要盖满试管底部。实验剩余的药品既不能放回原瓶,也不要随意丢弃,更不要拿出实验室,要放人指定的容器内。(2)固体药品的取用取用固体药品一般用药匙。往试管里装入固体粉末时,为避免药品沾在管口和管壁上,先使试管倾斜,把盛有药品的药匙(或用小纸条折叠成的纸槽)小心地送入试管底部,然后使试管直立起来,让药品全部落到底部。有些块状的药品可用镊子夹取。(3)液体药品的取用取用很少量液体时可用胶头滴管吸取。取用较多量液体时可用直接倾注法:取用细口瓶里的药液时,先拿下瓶塞,倒放在桌上,然后拿起瓶子(标签应对着手心)瓶、口要紧挨着试管口,使液体缓缓地倒入试管。注意防止残留在瓶口的药液流下来,腐蚀标签。一般往大口容器或容量瓶、漏斗里倾注液体时,应用玻璃棒引流。 3、试纸的使用试纸种类 应用 使用方法 注意石蕊试纸 检验酸碱性(定性) ①检验液体:取一小块试纸放在表面皿或玻璃片上,用沾有待测液的玻璃棒点在试纸的中部,观察颜色变化。 ②检验气体:一般先用蒸馏水把试纸润湿,粘在玻璃棒的一端,用玻璃棒把试纸放到盛有待测气体的试管口(注意不要接触),观察颜色变化。 ①试纸不可伸入溶液中,也不能与管口接触。 ②测溶液pH时,pH试纸不能先润湿,因为这相当于将原溶液稀释了。 pH试纸 检验酸、碱性的强弱(定量) 品红试纸 检验SO2等漂白性物质 KI-淀粉试纸 检验Cl2等有氧化性物质 4、溶液的配制(l)配制溶质质量分数一定的溶液计算:算出所需溶质和水的质量。把水的质量换算成体积。如溶质是液体时,要算出液体的体积。称量:用天平称取固体溶质的质量;用量简量取所需液体、水的体积。溶解:将固体或液体溶质倒入烧杯里,加入所需的水,用玻璃棒搅拌使溶质完全溶解. (2)配制一定物质的量浓度的溶液计算:算出固体溶质的质量或液体溶质的体积。称量:用托盘天平称取固体溶质质量,用量简量取所需液体溶质的体积。溶解:将固体或液体溶质倒入烧杯中,加入适量的蒸馏水(约为所配溶液体积的1/6),用玻璃棒搅拌使之溶解,冷却到室温后,将溶液引流注入容量瓶里。洗涤(转移):用适量蒸馏水将烧杯及玻璃棒洗涤2-3次,将洗涤液注入容量瓶。振荡,使溶液混合均匀。定容:继续往容量瓶中小心地加水,直到液面接近刻度2-3m处,改用胶头滴管加水,使溶液凹面恰好与刻度相切。把容量瓶盖紧,再振荡摇匀。 5、过滤 过滤是除去溶液里混有不溶于溶剂的杂质的方法。过滤时应注意: ①一贴:将滤纸折叠好放入漏斗,加少量蒸馏水润湿,使滤纸紧贴漏斗内壁。 ②二低:滤纸边缘应略低于漏斗边缘,加入漏斗中液体的液面应略低于滤纸的边缘。 ③三靠:向漏斗中倾倒液体时,烧杯的夹嘴应与玻璃棒接触;玻璃棒的底端应和过滤器有三层滤纸处轻轻接触;漏斗颈的末端应与接受器的内壁相接触,例如用过滤法除去粗食盐中少量的泥沙。 6、中和滴定准备过程 ①查滴定管是否漏水;②洗涤滴定管及锥形瓶;③用少量标准液润洗装标准液的滴定管及用待测液润洗量取待测液的滴定管;④装液体、排气泡、调零点并记录初始读数。滴定过程 姿态:左手控制活塞或小球,右手摇动锥形瓶,眼睛注视锥形瓶内溶液颜色变化及滴速。滴速:逐滴滴入,当接近终点时,应一滴一摇。终点:最后一滴刚好使指示剂颜色发生明显改变时即为终点。记录读数。 7、蒸发和结晶 蒸发是将溶液浓缩、溶剂气化或溶质以晶体析出的方法。结晶是溶质从溶液中析出晶体的过程,可以用来分离和提纯几种可溶性固体的混合物。结晶的原理是根据混合物中各成分在某种溶剂里的溶解度的不同,通过蒸发减少溶剂或降低温度使溶解度变小,从而使晶体析出。加热蒸发皿使溶液蒸发时、要用玻璃棒不断搅动溶液,防止由于局部温度过高,造成液滴飞溅。当蒸发皿中出现较多的固体时,即停止加热,例如用结晶的方法分离NaCl和KNO3混合物。 8、蒸馏 蒸馏是提纯或分离沸点不同的液体混合物的方法。用蒸馏原理进行多种混合液体的分离,叫分馏。操作时要注意: ①在蒸馏烧瓶中放少量碎瓷片,防止液体暴沸。 ②温度计水银球的位置应与支管底口下缘位于同一水平线上。 ③蒸馏烧瓶中所盛放液体不能超过其容积的2/3,也不能少于l/3。 ④冷凝管中冷却水从下口进,从上口出。 ⑤加热温度不能超过混合物中沸点最高物质的沸点,例如用分馏的方法进行石油的分馏。 9、分液和萃取 分液是把两种互不相溶、密度也不相同的液体分离开的方法。萃取是利用溶质在互不相溶的溶剂里的溶解度不同,用一种溶剂把溶质从它与另一种溶剂所组成的溶液中提取出来的方法。选择的萃取剂应符合下列要求:和原溶液中的溶剂互不相溶;对溶质的溶解度要远大于原溶剂,并且溶剂易挥发。在萃取过程中要注意: ①将要萃取的溶液和萃取溶剂依次从上口倒入分液漏斗,其量不能超过漏斗容积的2/3,塞好塞子进行振荡。 ②振荡时右手捏住漏斗上口的颈部,并用食指根部压紧塞子,以左手握住旋塞,同时用手指控制活塞,将漏斗倒转过来用力振荡。 ③然后将分液漏斗静置,待液体分层后进行分液,分液时下层液体从漏斗口放出,上层液体从上口倒出。例如用四氯化碳萃取溴水里的溴。 10、升华 升华是指固态物质吸热后不经过液态直接变成气态的过程。利用某些物质具有升华的特性,将这种物质和其它受热不升华的物质分离开来,例如加热使碘升华,来分离I2和SiO2的混合物。 11、渗析 利用半透膜(如膀胱膜、羊皮纸、玻璃纸等),使胶体跟混在其中的分子、离子分离的方法。常用渗析的方法来提纯、精制胶体溶液。三、物质的存放和事故处理 1.试剂保存化学药品因见光、受热、受潮、氧化等可能使其变质,有些因其挥发性或吸水性等改变浓度。故药品的贮存方法与其化学、物理性质有关。(1)试剂瓶选用原则:药品状态定口径—— 固体广口、液体细口瓶塞取决酸碱性(注意:盛放液)避光存放棕色瓶保存方法 原因 物质广口瓶或细口瓶 便于取用 溴水、NaCl 瓶塞 用橡皮塞 防腐蚀 不能放HNO3、液Br2 用玻璃塞 防粘 不能放NaOH、Na2CO3、Na2S 塑料瓶 SiO2与HF反应 NH4F、HF 棕色瓶 见光分解 HNO3、氯水、液封 水封 防氧化、挥发 P4、液Br2 煤油封 防氧化 Na、K 石蜡油封 防氧化 Li 密封 防挥发 HCl、HNO3、NH3.H2O 防氧化 Na2SO3、H2S、Fe2+、 防吸水、CO2 漂白粉、碱石灰 防吸水 CaC2、CaCl2、P2O5、浓H2SO4 1.空气中易变质的试剂:这类试剂应隔绝空气或密封保存,有些试剂的保存还要采取特殊的措施。被氧化的试剂:亚铁盐,活泼金属单质、白磷、氢硫酸、苯酚、Na2SO3等。易吸收CO2的试剂:CaO,NaOH, Ca(OH)2,Na2O2等。 易吸湿的试剂:P2O5、CaC2、CaO、NaOH、无水CaCl2、浓H2SO4、无水CuSO4、FeCl3?6H2O等。易风化的试剂:Na2CO3?10H2O、Na2SO4?10H2O等。 2.见光或受热易分解的试剂:应用棕色瓶盛放且置于冷、暗处。如氨水,双氧水,AgNO3、HNO3等。 3.易挥发或升华的试剂:这类试剂应置于冷,暗处密封保存。 易挥发的试剂:浓氨水、浓盐酸、浓硝酸、液溴、乙酸乙酯、二硫化碳、四氯化碳、汽油等。易升华的试剂:碘、萘等。 4.危险品:这类试剂应分类存放并远离火源。易燃试剂:遇明火即可燃烧的有汽油、苯、乙醇、酯类物质等有机溶剂和红磷、硫、镁、硝酸纤维等。能自燃的有白磷。 本身不可燃但与可燃物接触后有危险的试剂有:高锰酸钾、氯酸钾、硝酸钾、过氧化钠等。易爆试剂:有硝酸纤维、硝酸铵等。 剧毒试剂:氰化物、汞盐、黄磷、氯化钡、硝基苯等。强腐蚀性试剂:强酸、强碱、液溴、甲醇、苯酚、氢氟酸、醋酸等。 5.有些试剂不宜长久防置,应随用随配。如硫酸亚铁溶液、氯水、氢硫酸、银氨溶液等。 2.常见事故的处理事故 处理方法酒精及其它易燃有机物小面积失火 立即用湿布扑盖钠、磷等失火 迅速用砂覆盖少量酸(或碱)滴到桌上 立即用湿布擦净,再用水冲洗较多量酸(或碱)流到桌上 立即用适量NaHCO3溶液(或稀HAC)作用,后用水冲洗酸沾到皮肤或衣物上 先用抹布擦试,后用水冲洗,再用NaHCO3稀溶液冲洗碱液沾到皮肤上 先用较多水冲洗,再用硼酸溶液洗酸、碱溅在眼中 立即用水反复冲洗,并不断眨眼苯酚沾到皮肤上 用酒精擦洗后用水冲洗白磷沾到皮肤上 用CuSO4溶液洗伤口,后用稀KMnO4溶液湿敷溴滴到皮肤上 应立即擦去,再用稀酒精等无毒有机溶济洗去,后涂硼酸、凡士林误食重金属盐 应立即口服蛋清或生牛奶汞滴落在桌上或地上 应立即撒上硫粉四、气体的发生装置(1)装置顺序:制气装置→净化装置→反应或收集装置→除尾气装置(2)安装顺序:由下向上,由左向右(3)操作顺序:装配仪器→检验气密性→加入药品 1、气体发生装置的类型(1)设计原则:根据反应原理、反应物状态和反应所需条件等因素来选择反应装置。(2)装置基本类型:装置类型 固体反应物(加热) 固液反应物(不加热) 固液反应物(加热)装置示意图 主要仪器 典型气体 O2、NH3、CH4等 H2、CO2、H2S等 Cl2、HCl、CH2=CH2 操作要点 (l)试管口应稍向下倾斜,以防止产生的水蒸气在管口冷凝后倒流而引起试管破裂。(2)铁夹应夹在距试管口 l/3处。(3)胶塞上的导管伸入试管里面不能太长,否则会妨碍气体的导出。 (1)在用简易装置时,如用长颈漏斗,漏斗颈的下口应伸入液面以下,否则起不到液封的作用;(2)加入的液体反应物(如酸)要适当。(3)块状固体与液体的混合物在常温下反应制备气体可用启普发生器制备。 (1)先把固体药品加入烧瓶,然后加入液体药品。(2)要正确使用分液漏斗。几种气体制备的反应原理 1、 O2 2KClO3 2KCl+3O2↑ 2KMnO4 K2MnO4+MnO2+O2↑ 2H2O2 2H2O+O2↑ 2、NH3 2NH4Cl+Ca(OH)2 CaCl2+2NH3↑+2H2O NH3?H2O NH3↑+H2O 3、CH4 CH3COONa+NaOH Na2CO3+CH4↑ 4、H2 Zn+H2SO4(稀)=ZnSO4+H2↑ 5、CO2 CaCO3+2HCl=CaCl2+CO2↑+H2O 6、SO2 Na2SO4+H2SO4(浓)=Na2SO4+SO2↑+H2O 7、NO2 Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O 8、NO 3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O 9、C2H2 CaC2+2H2O→Ca(OH)2+CH≡CH↑ 10、Cl2 MnO2+4HCl(浓) MnCl2+Cl2↑+2H2O 11、C2H4 C2H5OH CH2=CH2↑+H2O 12、N2 NaNO2+NH4Cl NaCl+N2↑+2H2O 2、收集装置选用收集方法的主要依据是气体的密度和水溶性。由氯气的物理性质得,用向上排空气法收集氯气,因氯气难溶于饱和食盐水,也可用排饱和食盐水收集。(1)设计原则:根据氧化的溶解性或密度(2)装置基本类型:装置类型 排水(液)集气法 向上排空气集气法 向下排空气集气法装 置示意图 适用范围 不溶于水(液)的气体 密度大于空气的气体 密度小于空气的气体典型气体 H2、O2、NO、CO、CH4、 CH2=CH2、CH≡CH Cl2、HCl、CO2、SO2、H2S H2、NH3、CH4 3、净化与干燥装置尾气吸收处理装置:有三种:①用倒扣漏斗------极易溶于水的气体;②玻璃管----能溶于水或溶于溶液的气体的吸收(如用NaOH溶液吸收Cl2);③点燃法----处理CO。(1)设计原则:根据净化药品的状态及条件(2)装置基本类型:装置类型 液体除杂剂(不加热) 固体除杂剂(不加热) 固体除杂剂(加热)适用范围 装 置示意图 (3)气体的净化剂的选择选择气体吸收剂应根据气体的性质和杂质的性质而确定,所选用的吸收剂只能吸收气体中的杂质,而不能与被提纯的气体反应。一般情况下:①易溶于水的气体杂质可用水来吸收;②酸性杂质可用碱性物质吸收;③碱性杂质可用酸性物质吸收;④水分可用干燥剂来吸收;⑤能与杂质反应生成沉淀(或可溶物)的物质也可作为吸收剂。(4)气体干燥剂的类型及选择常用的气体干燥剂按酸碱性可分为三类: ①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、HCI、H2、Cl2 、O2、CH4等气体。 ②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。 ③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用碱性干燥剂。有还原性的气体不能选用有氧化性的干燥剂。能与气体反应的物质不能选作干燥剂,如不能用CaCI2来干燥NH3(因生成 CaCl2?8NH3),不能用浓 H2SO4干燥 NH3、H2S、HBr、HI等。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。五、常见物质的分离、提纯和鉴别 1.常用的物理方法——根据物质的物理性质上差异来分离。混合物的物理分离方法 方法 适用范围 主要仪器 注意点 实例固+液 蒸发 易溶固体与液体分开 酒精灯、蒸发皿、玻璃棒 ①不断搅拌;②最后用余热加热;③液体不超过容积2/3 NaCl(H2O)固+固 结晶 溶解度差别大的溶质分开 NaCl(NaNO3) 升华 能升华固体与不升华物分开 酒精灯 I2(NaCl)固+液 过滤 易溶物与难溶物分开 漏斗、烧杯 ①一角、二低、三碰;②沉淀要洗涤;③定量实验要“无损” NaCl(CaCO3)液+液 萃取 溶质在互不相溶的溶剂里,溶解度的不同,把溶质分离出来 分液漏斗 ①先查漏;②对萃取剂的要求;③使漏斗内外大气相通;④上层液体从上口倒出 从溴水中提取Br2 分液 分离互不相溶液体 分液漏斗 乙酸乙酯与饱和Na2CO3溶液 蒸馏 分离沸点不同混合溶液 蒸馏烧瓶、冷凝管、温度计、牛角管 ①温度计水银球位于支管处;②冷凝水从下口通入;③加碎瓷片 乙醇和水、I2和CCl4 渗析 分离胶体与混在其中的分子、离子 半透膜 更换蒸馏水 淀粉与NaCl 盐析 加入某些盐,使溶质的溶解度降低而析出 烧杯 用固体盐或浓溶液 蛋白质溶液、硬脂酸钠和甘油气+气 洗气 易溶气与难溶气分开 洗气瓶 长进短出 CO2(HCl) 液化 沸点不同气分开 U形管 常用冰水 NO2(N2O4) 2、化学方法分离和提纯物质 对物质的分离可一般先用化学方法对物质进行处理,然后再根据混合物的特点用恰当的分离方法(见化学基本操作)进行分离。用化学方法分离和提纯物质时要注意: ①最好不引入新的杂质; ②不能损耗或减少被提纯物质的质量 ③实验操作要简便,不能繁杂。用化学方法除去溶液中的杂质时,要使被分离的物质或离子尽可能除净,需要加入过量的分离试剂,在多步分离过程中,后加的试剂应能够把前面所加入的无关物质或离子除去。对于无机物溶液常用下列方法进行分离和提纯:(1)生成沉淀法 (2)生成气体法 (3)氧化还原法 (4)正盐和与酸式盐相互转化法 (5)利用物质的两性除去杂质 (6)离子交换法 常见物质除杂方法序号 原物 所含杂质 除杂质试剂 主要操作方法 1 N2 O2 灼热的铜丝网 用固体转化气体 2 CO2 H2S CuSO4溶液 洗气 3 CO CO2 NaOH溶液 洗气 4 CO2 CO 灼热CuO 用固体转化气体 5 CO2 HCI 饱和的NaHCO3 洗气 6 H2S HCI 饱和的NaHS 洗气 7 SO2 HCI 饱和的NaHSO3 洗气 8 CI2 HCI 饱和的食盐水 洗气 9 CO2 SO2 饱和的NaHCO3 洗气 10 炭粉 MnO2 浓盐酸(需加热) 过滤 11 MnO2 C -------- 加热灼烧 12 炭粉 CuO 稀酸(如稀盐酸) 过滤 13 AI2O3 Fe2O3 NaOH(过量),CO2 过滤 14 Fe2O3 AI2O3 NaOH溶液 过滤 15 AI2O3 SiO2 盐酸`氨水 过滤 16 SiO2 ZnO HCI溶液 过滤, 17 BaSO4 BaCO3 HCI或稀H2SO4 过滤 18 NaHCO3溶液 Na2CO3 CO2 加酸转化法 19 NaCI溶液 NaHCO3 HCI 加酸转化法 20 FeCI3溶液 FeCI2 CI2 加氧化剂转化法 21 FeCI3溶液 CuCI2 Fe 、CI2 过滤 22 FeCI2溶液 FeCI3 Fe 加还原剂转化法 23 CuO Fe (磁铁) 吸附 24 Fe(OH)3胶体 FeCI3 蒸馏水 渗析 25 CuS FeS 稀盐酸 过滤 26 I2晶体 NaCI -------- 加热升华 27 NaCI晶体 NH4CL -------- 加热分解 28 KNO3晶体 NaCI 蒸馏水 重结晶. 29 乙烯 SO2、H20 碱石灰 加固体转化法 30 乙烷 C2H4 溴的四氯化碳溶液 洗气 31 溴苯 Br2 NaOH稀溶液 分液 32 甲苯 苯酚 NaOH溶液 分液 33 己醛 乙酸 饱和Na2CO3 蒸馏 34 乙醇 水(少量) 新制CaO 蒸馏 35 苯酚 苯 NaOH溶液、CO2 分液 3、物质的鉴别物质的检验通常有鉴定、鉴别和推断三类,它们的共同点是:依据物质的特殊性质和特征反应,选择适当的试剂和方法,准确观察反应中的明显现象,如颜色的变化、沉淀的生成和溶解、气体的产生和气味、火焰的颜色等,进行判断、推理。检验类型 鉴别 利用不同物质的性质差异,通过实验,将它们区别开来。 鉴定 根据物质的特性,通过实验,检验出该物质的成分,确定它是否是这种物质。 推断 根据已知实验及现象,分析判断,确定被检的是什么物质,并指出可能存在什么,不可能存在什么。
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