高三化學總復習化學實驗教案(留存版)

　　

【正文】 水反應制乙炔CaC2+2H2O→Ca(OH)2+C2H2↑反應很激烈，要控制好水量，最好逐步加入水，使放出乙炔的速度相對較穩定。該裝置的燒瓶有時可用廣口瓶代替。此法可用于收集氧氣、氯氣、氯化氫、二氧化碳、二氧化氮、二氧化硫和硫化氫等氣體。②某些氣體跟某種干燥劑發生特殊的作用。四、物質的檢驗物質的檢驗，大致可分為以下3種情況：鑒定——確認某一未知物是何種物質的過程。氟氣、氯氣、溴蒸氣、臭氧(O3)、二氧化氮等氣體都能有上述現象。4．檢驗中學常見物質的一般程序與思路為了綜合運用以上物質(特別是離子)檢驗的知識解決具體問題，理出中學常見的固態和液態待檢無機物檢驗的一般程序與思路將是有益的。常用的簡單方法是：滴入鹽酸到酚酞由紅色變為淺粉紅色，最后剛剛變為無色為止。(1)實驗步驟①稱量——用天平準確稱量一干燥瓷坩堝的質量，并用此坩堝稱取2g研碎了的硫酸銅晶體。在此基礎上，求出結晶水的質量分數，有效數字也為二位，若用百分數表示，只能表示到百分之一。做好上述工作，可以減少方法誤差，避免過失誤差。5．干燥管的使用球形干燥管是粗端進氣還是細端進氣，抑或可以隨意，可視具體情況而定，不必強求一個模式。在實際情境中使用溫度計，首要的是明確用它測量哪種物質的溫度，從而確定它應放置在何位置。過濾操作正誤，可以自上至下依次按上述操作規范要求進行審核。顯然，可以用試管(少量制備)或燒瓶(較大量制備)作反應容器。這類制備都存在將產物從混合物里分離出來的問題。(2)溶液中各組成成分的分離提純用物理方法將溶液中的組成成分分開，常用的方法包括：萃取法，加入某種溶劑將易溶于該溶劑的成分提取出來；蒸發溶劑法，通過蒸發溶劑，得到固體溶質，蒸餾法，蒸出溶劑并回收；分餾法，分離出溶液中各種不同沸點的液態組成成分。1．比較相關的實驗概念對并列或者容易混淆的化學實驗概念，通過比較把握、遷移和辨析，是一種有效的方法。(1)以甲酸(濃硫酸催化、脫水)為原料制CO和以乙醇(濃硫酸催化、脫水)制C2H4，原理相似，均為加熱液體混合物制氣體；生成的氣體密度相同且均不易溶于水。而CO2是酸性氧化物，在水中除了溶解過程外，還有CO2與水化合生成H2CO3的化學反應過程。高中化學課本第一冊23頁指出：“溴和碘比較容易溶解于汽油、苯、四氯化碳、酒精等有機溶劑中。抓住此定量實驗的實質，不難確切地領會操作的步驟與規范。因此，檢出溴乙烷中含溴元素的操作程序應為：轉化——中和——檢驗溴離子。而果糖是酮糖，與溴水不反應，可推知存在溴水不能氧化酮糖的一般規律。這表明，在學習實驗室制甲烷時對原料摳得過死，產生了副作用。設計實驗方案以完成新情境下的新的實驗課題，有助于提高掌握化學實驗知識和技能的水平，培養信息提取和加工能力、自學能力和創造能力，并能發揮大實驗題多方位、多層面的考核、檢測功能。還有這樣一個涉及量的關系的實驗問題：(NO3)2使之完全分解，并用排水法收集產生的氣體，最后可集得氣體體積在標準狀況下約為多少升？(、接近OL)Cu(NO3)2受熱分解的化學方程式為：2Cu(NO3)2 2CuO+4NO2↑+O2↑在水中收集氣體，若按下式反應：4NO2+O2+2H2O 4HNO3最終應無氣體剩余。那么，若用醋酸鈉的結晶水合物與堿石灰共熱將如何呢？這里有兩種解決此問題的方法：一是做推理判斷。事實是否如此，不難通過實驗印證、肯定，這就是依據原理提出推論再進行事實檢驗的正確認識過程。有關化學方程式為：C2H5Br+NaOH C2H5OH+NaBrC2H5Br+NaOH C2H4↑+H2O+NaBr應該強調的是，要注意把握好起始轉化和產生溴離子檢驗二者中間的聯系與環節。配制一定體積、一定物質的量濃度的某溶液的操作，從根本上說是準確控制溶質物質的量和嚴格把握所得溶液的體積，從而得到指定要求的溶液。1．萃取劑的選擇和使用萃取是利用溶質在互不相溶的溶劑里溶解度的不同，用一種溶劑把溶質從它與另一溶劑所組成的溶液里提取出來的方法。實驗表明：在七天以內，盡管C2H2的溶解度比CO2的溶解度大，但CO2在水中溶解速率比C2H2在水中溶解速率大，即在相同時間內CO2溶解的實際量相對較多。此外，物質的分離、提純與凈化，液體的蒸餾與混合液的分餾等概念，運用比較的方法學習與掌握也是很有幫助的。將相關的兩個事物聯系起來加以考慮，找出共同的本質和相互之間關系，這就是綜合。常用分離固體混合物的化學方法主要包括：“溶解法”，即：加入某種溶液使其中一種物質因轉化為其它產物進入溶液，從而與另外的不溶物分開，然后再通過化學反應使產物重新變為原來的物質。制乙酸乙酯量較多時，反應容器燒瓶導出的蒸氣應該通過冷凝器冷凝，再以接受器收集。系統地研究、學習和實踐某些物質的制法，一般要掌握所用的原料及其狀態、反應條件、產物的逸出，或從混合物中如何提取、分離出該物質，以及儀器裝置、操作過程等。在明確化學實驗基本操作目的的基礎上，充分理解規范操作的意義，分清操作要領的主次，在全面把握操作要求的同時，集中理解和掌握實現該項基本操作中的重點與關鍵，是培養化學基本操作技能的重要方法。[能力歸納]一、從整體上把握化學實驗知識與技能的能力系統論的觀點認為，整體的功能大于構成它的各個要素功能之和。對于可燃性氣體檢純或貯備較多量易燃性氣體，通常也不用排空氣集氣法。(2)室溫下鹽的溶解度測定實驗應注意的幾個問題①溶解必須充分，使硝酸鉀溶液確實成為室溫下的飽和溶液，否則會使測得溶解度的數值偏小。若因操作不慎，加熱時固體濺失多，會引起很大誤差，應視為過失誤差，測得的數據應該棄去不用，整個實驗應該重做。④滴定操作，應重復適當的次數，至少應重做一次。②滴定的操作在酸式滴定管中注入標準鹽酸，使尖嘴部分充滿溶液后，記錄起始讀數。3．常用陽離子的檢驗方法(表55)使用上述方法檢驗陽離子時，應該特別注意：(1)NaOH溶液可以同時鑒別出若干種陽離子，包括Al3+、Fe3+、Fe2+、Cu2+、NH4+、Mg2+等多種離子，在陽離子鑒別中，是一種應用較廣的試劑。例如，用點燃的方法鑒別氫氣、一氧化碳和甲烷與乙炔時，根據燃燒時產生黑煙的特殊現象，首先可檢出乙炔。例如，可用帶火星的木條放在收集氧氣的集氣瓶口處，如果木條劇烈燃燒，表明氧氣已集滿。除去不同氣體中的水蒸氣，應選用不跟被干燥氣體反應的干燥劑。此法可用于收集氫氣、氨氣、甲烷等氣體。此裝置可用于制氯氣、氯化氫、一氧化氮、一氧化碳和乙烯等。醋酸鈉晶體中含結晶水，相比之下，還是用無水醋酸鈉與堿石灰反應制甲烷更好。氯氣有毒。例如，制取氯氣的裝置(圖516)，應按以下順序組裝：由下到上裝配氯氣發生器；鐵架臺——酒精燈——鐵圈，石棉網、燒瓶——燒瓶夾——帶分液漏斗、導管的膠塞。蒸發可用于濃縮溶液或從溶液中分離出固體溶質。使用試紙檢驗氣體性質時，一般先用蒸餾水把試紙潤濕，粘在玻璃棒的一端，把試紙放到盛有待測氣體試管口附近，觀察試紙的顏色，判斷氣體的性質。③液體藥品的取用取用細口瓶里的藥液時，先拿下瓶塞，倒放在桌上。(4)干燥器干燥器(圖59)用于干燥固體物質。滴管與滴瓶磨口配套，不可互換；保存見光易分解試劑時應用棕色瓶。平底燒瓶還可制作洗瓶，可平放在桌上使用。漏斗不能直接加熱；過濾時應固定在鐵架臺的鐵環上或固定在漏斗架上。按照中學化學實驗常用儀器的用途，大致可分為計量儀器、分離物質儀器、可加熱的儀器、加熱儀器、存放物質的儀器和其它儀器六類。使用前，必須檢查滴定管是否漏水，活塞是否轉動靈活，量取體積前，必須調節到滴定管尖嘴部分也充滿溶液，管內沒有氣泡。(3)普通燒瓶燒瓶包括平底燒瓶和圓底燒瓶。試劑瓶不能加熱；盛放堿液時，要用橡皮塞；貯存見光易分解試劑，應選用棕色瓶。研磨時，不得用杵敲擊，放入被研磨物質量不超過研缽容積的1/3；需混合幾種物質(特別是其中有易燃物或強氧化劑)時，須將幾種物質分別研細后再混合。有些塊狀的藥品可用鑷子夾取。角)，并不時地移動試管，試管口應朝向無人的方向。傾倒時，使液體沿著玻璃棒流下，液面要低于漏斗的邊緣。9．儀器組裝和氣密性檢驗(1)儀器組裝將玻璃管頭部在燈焰上燒圓滑后才能接插裝配。2H2O2 2H2O+O2↑KClO3和MnO2要純凈，加熱時以不迸發火花為合格，以確保實驗安全。此外，小蘇打受熱分解也可在實驗室獲得二氧化碳。此裝置可用于制氧氣、氨氣和甲烷等。為操作方便，氣體的導管不宜伸入集氣瓶里過長。又如，用濃碳酸氫鈉洗滌含氯化氫的二氧化碳時，氯化氫跟碳酸氫鈉反應而被充分吸收，二氧化碳與碳酸氫鈉不反應，且在該溶液中溶解度小，從而達到去除雜質氣體的目的。用排水法收集氣體時，這一情況很易觀察，判斷。學會鑒定、鑒別和推斷物質的方法，掌握這三類實驗的操作與程序，提高解決這三類實驗實際問題的能力，是中學化學實驗的重要內容之一。(3)靈活運用陰離子檢驗的知識，有時可以解決某些陽離子的鑒別問題。酸堿中和滴定，是利用酸堿中和反應的原理測定酸、堿的含量或酸、堿溶液濃度的滴定方法。各種酸堿指示劑都有一定的變色范圍。這類因素是由實驗方法造成的，屬于方法誤差。⑤計算——利用所測數據計算在該室溫下硝酸鉀的溶解度S。3．坩堝、蒸發皿的加熱坩堝和蒸發皿通常用于直接高溫加熱，加熱時是否墊石棉網，視具體情況而定。(3)化學實驗裝置圖是實驗裝置的組合圖形，它既要表達儀器的外形、位置、連接方式，又要表達儀器的作用等。鑒于干燥劑均有吸水功能，干燥劑使用是否合適，關鍵要保證被干燥的氣體不被該固體吸收，二者不能發生化學反應(中和、氧化—還原或絡合等)。抓住蒸發的目的和關鍵(速度與防止濺失)，就不難系統地把握蒸發操作的規范要求。對于易成為蒸氣從反應裝置逸出的產物，當生成量不大時，可考慮通過導管時以空氣自然冷卻后收集。(1)固體混合物的分離提純一般說來，用物理方法較易分開的混合物，可優先考慮使用物理方法分離。二、從比較中把握實驗知識與技能的能力比較，是人們在思想上確定事物之間的異同和關系的思維過程。又如，鑒定某鹽是Na2CO3，對象物質僅為一種，此時既需檢出Na+、又需檢出CO32，還需排除HCO3，需要做三個實驗：取試樣的溶液做焰色反應，焰色黃，確認含Na+；取試樣的溶液加入鹽酸，放出的氣體無刺激性氣味，能使澄清石灰水變渾濁，取試樣的溶液煮沸，不產生使澄清石灰水變渾濁的氣體，確認含CO32(不含HCO3)。(1)實驗的比較用排水法將三只大小相同的玻璃筒集滿C2HCOCO2(排水法可保證筒內無空氣)，同時分別倒插在三個水槽的液體中。但是，對于這些描述性知識、動作技能和對有關現象的感知必須深化，必須立足于理性的思考，深刻把握其實質。可見，從本質上講，溴的萃取劑應該是易溶解溴、與水不互溶且與溴在通常條件下不反應的有機溶劑。培養這類實驗知識、技能的應用能力，也必須抓住實驗的實質。1．實驗現象及其分析有這樣一個有機實驗現象的問題：乙醇、甲苯、苯酚、苯甲酸、溴乙烷、葡萄糖、果糖、苯、乙烯和乙酸十種有機物，向其中在常溫下能使溴水褪色的是哪些物質。據此，不難靈活地理解苯酚鈉稀溶液中通入適量二氧化碳不出現渾濁的現象。經查閱有關資料、文獻可知，在給定的反應體系中，除上述(1)、(2)兩個反應外，尚存在許多平行的和后續的反應，如：2NO2+H2O HNO2+HNO3　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 (3)NO2+NO+H2O 2HNO2　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 (4)4NO+O2+2H2O 4HNO2　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 (5)一種，而且還存在著較低價態的HNO2，實際消耗氧氣的量將要減少。下面對實驗設計問題解答的具體過程及思路做一些歸納，并通過典型問題的分析幫助理解。應該強調的是，對待從已有知識出發導出的某些量的關系如果不符事實，應該如何對待。因此，果糖不能使溴水褪色是有理論依據的。實事求是的科學態度與思維的靈活性存在辯證統一的關系。但是，若考慮到固體氫氧化鉀的潮解性，則后者更準確，誤差會更小。但是，若把溴水加到汽油、煤油、氯仿以及油酸、菜油、乙酸乙酯等有機溶劑中并振蕩，溴的顏色先因萃取富集于萃取層而加深，隨后顏色緩慢變淺直至褪成無色。因此，以排水法收集C2H2和不用排水法收集CO2都是合理的。與制C2H4相比，實驗室以甲酸脫水制CO的反應有兩個特點：一是脫水反應更劇烈，若加熱較多量的反應混合液，產生CO過快，不夠安全，且不易收集氣體；二是脫水反應不必用溫度計測量混合液溫度，因不存在乙醇脫水時反應產物與反應溫度那樣強烈的對應關系。但是，鑒別的對象物質不是一種，而是兩種或多種物質。例如，為除去混在制備氯氣中的氯化氫氣體，可考慮讓混合氣體通過飽和食鹽水，氯化氫極易溶于水被吸收，氯氣在飽和食鹽水中溶解度不大，能達到去除氯化氫的目的。可見，從制備物質的原料和化學原理出發，結合有關反應物、生成物的性質去理解、掌握制備裝置、收集裝置、分離的辦法與操作程序，是學習物質制備的系統方法。例如，用苯硝化制備少量硝基苯(濃硫酸催化、脫水)，同樣可用試管作反應容器，但因該硝化反應在50～60℃進行，應改直接加熱為60℃的水浴加熱；又如，以乙醇與濃硫酸共熱制乙烯，反應在大約170℃條件下進行，同樣可用燒瓶作反應容器，但需用雙孔塞，用一個孔固定一溫度計以測量、控制反應混合物的溫度。反之，則可能有的被過濾物質直接進入濾液，使分離不完全甚至失敗；“三靠”是通過安全、有序地向過濾器中轉移物質，形成連續水流加快過濾速度，以及防止濾液濺失，確保分離的效率和效果。如果用溫度計控制乙醇(濃硫酸為催化劑、脫水劑)脫水反應的溫度在170℃左右，它應測量反應混合液溫度，應將其下端球體插入液面下(勿接觸瓶底)，再放到支管口附近就沒有意義了。塞子與分液漏斗是配套使用的儀器，漏斗塞須用耐酸、堿的繩把它系在漏斗頸上以防止丟失、摔碎或調換。鑒于目前對某些化學實驗缺少明確，統一的規范，或者規定過死不利于實際操作和應用，現對若干實驗規范明確如下：1．量筒和滴定管的讀數因為量筒和滴定管的刻度數結構不同，即：量筒的零刻度在底部，滴定管的零刻度通常在上部。(1)實驗