验纯
验纯就是化学中检验所的产物的纯度,验纯一般是确保化学实验的安全。
例如,点燃氢气前要验纯,氢气是一种可燃性气体,它的爆炸极限是在与氧气混合4%到74.2%时,如果不验纯,就不知道集气瓶内有没有掺杂的氧气,就容易爆炸。
检验氢气纯度的方法:
实验用品:
酒精灯,铁架台,大试管,干燥的小试管,长颈漏斗,锌粒,稀硫酸。
实验步骤:
1. 用稀硫酸和锌粒制取氢气,用向下排空气法收集氢气。
2. 用大拇指捂住小试管。
3. 点燃洒精灯,试管移近火焰,试管口对着燃着的洒精灯火焰,移开拇指点火。
4. 如听到尖锐的爆鸣声,说明氢气不纯。
5. 如爆鸣声轻而沉闷,说明试管内收集的氢气纯净。
说明:
如果第一次检验的氢气不纯,需再次检纯时,必须用拇指捂住试管口一段时间,使试管内没有燃尽的氢气火焰完全熄灭,方可再次收集氢气,否则易发生仪器爆炸事故。
注意:
必须听到轻微的 “噗”声,才能说明氢气纯度比较高。刚开始收集的气体,大多是发生器里的空气,检验时不会发出声响。把这样的气体当成纯净的氢气使用,点燃时可能会发生爆炸。如果用向下排空气法收集氢气,经检验不纯而需要再检验时,收集前,必须用拇折堵住试管口一会儿,使试管内尚未熄灭的氢气火焰因缺氧而熄火,然后再收集气体检验纯度,否则,试管中没有熄灭的氢气火焰就会点燃氢气发生器里尚混有空气的氢气,使氢气发生器发生爆炸。
氢气的爆炸极限
当空气中混入氧气的体积达到总体积的4%一74.2%,点燃时就会发生爆炸,在这个范围以外,就不会爆炸,因此这个范围被称为氢气的爆炸极限。所以,在点燃氢气前,一定要检验氢气的纯度。
碱的定义:碱是指在溶液中电离成的阴离子全部是OH
-的化合物。碱由金属离子(或铵根离子)和氢氧根离子构成,可用通式R(OH)n表示。从元素组成来看,碱一定含有氢元素和氧元素。
常见的碱:(1)氢氧化钠、氢氧化钙都属于碱。除这两种碱外,常见的碱还有氢氧化钾(KOH)、氨水(NH
3·H
2O)、治疗胃酸过多的药物中的氢氧化铝[Al(OH)
3)。
(2)晶体(固体)吸收空气里的水分.表而潮湿而逐步溶解的现象叫做潮解。氢氧化钠、粗盐、氯化镁等物质都易潮解,应保存在密闭干燥的地方。同时称量 NaOH固体时要放在玻璃器皿中,不能放在纸上,防止 NaOH固体潮解后腐蚀天平的托盘。
(3)熟石灰可由生石灰(CaO)与水反应制得,反应的化学方程式为:CaO+H
2O==Ca(OH)
2,反应时放出大量的热。
碱的通性
碱的通性 |
反应规律 |
化学方程式 |
反应类型 |
碱溶液与指示剂的反应 |
碱溶液能使紫色石蕊试液变蓝,无色酚酞试液变红 |
—— |
—— |
碱与非金属氧化物反应 |
碱+非金属氧化物→盐+水 |
2NaOH+CO2==Na2CO3+H2O Ca(OH)2+CO2==CaCO3↓+H2O |
—— |
碱与酸反应 |
碱+酸→盐+水 |
NaOH+HCl==NaCl+H2O 2NaOH+H2SO4==Na2SO4+2H2O |
复分解反应 |
碱与某些盐反应 |
碱1+盐1→碱2+盐2 |
2NaOH+CuSO4==Cu(OH)2↓+Na2SO4 Ca(OH)2+Na2CO3==CaCO3↓+2NaOH |
复分解反应 |
碱+铵盐→氨气+水+盐 |
NH4Cl+NaOHNaCl+NH3↑+H2O |
复分解反应 |
常见的碱有NaOH、KOH、Ca(OH)2、氨水的特性:①
氢氧化钠(NaOH)俗名苛性钠、火碱、烧碱,这是因为它有强腐蚀性。NaOH是一种可溶性强碱。白色固体,极易溶于水,暴露在空气中易潮解,可用作碱性气体(如NH3)或中性气体(如H2、O2、CO等)的干燥剂。NaOH易与空气中的CO2反应生成Na2CO3固体。NaOH溶液可以腐蚀玻璃,盛NaOH溶液的试剂瓶不能用磨口的玻璃塞,只能用橡胶塞。
②
氢氧化钙[Ca(OH)2]是白色粉末,微溶于水,俗称熟石灰或消石灰,其水溶液称为石灰水。Ca(OH)2也有腐蚀作用。Ca(OH)2与CO2反应生成白色沉淀CaCO3,常用于检验CO2。 Ca(OH)2+CO2=CaCO3↓+H2O Ca(OH)2能跟Na2CO3反应生成NaOH,用于制取NaOH。反应方程式为: Ca(OH)2+Na2CO3=CaCO3↓+2NaOH
③
氨水(NH3·H2O)是一种可溶性弱碱,NH3溶于水可得氨水。有刺激性气味,有挥发性。将氨气通过盛放氧化铜的玻璃管,生成氮气、水和铜,其反应方程式为: 2NH3+3CuO=(加热)=3Cu+N2↑+3H2O,说明氨气具有还原性。
此外,KOH、Ba(OH)2也是常见的可溶性强碱。不溶的碱大多是弱碱,如:Fe(OH)3、Cu(OH)2等。他们的共同性质是热稳定性差,受热易分解生成对应的金属氧化物和水。
氢氧化钠、氢氧化钙的物理性质和用途比较
|
|
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俗名 |
苛性钠,火碱,烧碱 |
熟石灰,消石灰 |
颜色、状态 |
白色,片状固体 |
白色,粉末状固体 |
腐蚀性 |
强烈腐蚀性 |
较强腐蚀性 |
溶解性 |
易溶于水,易潮解,溶解时放热 |
微溶于水,其水溶液俗称石灰水 |
用途 |
化工原料,用于肥皂、石油、纺织、印染工业等;生活中用于除油污 |
用于建筑工业,制漂自粉,改良土壤,配制农药等 |
氢氧化钠、氢氧化钙化学性质的比较
氢氧化钠 |
氢氧化钙 |
跟指示剂作用.使紫色石蕊试液变成蓝色,使无色酚酞试液变成红色 |
跟指示剂作用,使紫色石蕊试液变成蓝色,使无色酚酞试液变成红色 |
跟某些非金属氧化物反应 2NaOH+CO2==Na2CO3+H2O 2NaOH+SO2==Na2SO3+H2O 2NaOH+SO3==Na2SO4+H2O |
跟某些非金属氧化物反应 Ca(OH)2+CO2==CaCO3↓+H2O Ca(OH)2+SO2==CaSO3↓+H2O Ca(OH)2+SO3==CaSO4+H2O |
跟酸发生中和反应 2NaOH+H2SO4==Na2SO4+2H2O |
跟酸发生中和反应 Ca(OH)2+H2SO4==CaSO4+2H2O |
跟某些盐反应 2NaOH+CuSO4==Cu(OH)2↓+Na2SO4 |
跟某些盐反应 Ca(OH)2+Na2CO3==CaCO3↓+2NaOH |
几种碱的颜色和溶解度
碱 |
颜色 |
溶解性 |
NaOH、KOH、Ba(OH)2 |
白色 |
易溶 |
Ca(OH)2 |
白色 |
微溶 |
Mg(OH)2、Al(OH )3、Fe(OH )2 |
白色 |
难溶 |
Fe(OH )3 |
红褐色 |
难溶 |
Cu(OH)2 |
蓝色 |
难溶 |
概念性质的理解
①氢氧化钠有强烈的腐蚀性,使用时必须十分小心,要防止沽到皮肤.上或洒在衣服上。如果不慎将碱液沽到皮肤上,应立即用较多的水冲洗,再涂上硼酸溶液。
②浓硫酸、氢氧化钠固体溶于水放热,属于物理变化;而氧化钙溶于水放热是氧化钙与水反应放出大量的热,属于化学变化;生石灰具有强烈的吸水性,可以作某些气体的干燥剂。
③由于NaOH易潮解,同时吸收空气中的CO
2发生变质,所以NaOH必须密封保存。
④保存碱溶液的试剂瓶应用橡胶塞、不能用玻璃塞,以防止长期不用碱溶液,碱溶液腐蚀玻璃造成打不开的情况。
⑤只有可溶性碱溶液才能使指示剂变色,如NaOH溶液能使无色酚酞变红;但不溶性碱不能使指示剂变色,如Mg(OH)
2中滴加无色酚酞,酚酞不变色。
⑥盐和碱的反应,反应物中的盐和碱必须溶于水,生成物中至少有一种难溶物、气体或H
2O。铵盐与碱反应生成的碱不稳定,分解为NH
3和H
2O。
⑦碱与酸的反应中碱可以是不溶性碱,如 Cu(OH)
2+H
2SO
4==CuSO
4+2H
2O。
氢氧化钠和氢氧化钙的鉴别:NaOH与Ca(OH)
2的水溶液都能使酚酞变红,故鉴别NaOH和Ca(OH)
2不能用指示剂,通常情况下,可采用以下两种方法来鉴别NaOH和Ca(OH)
2 方法一:通入CO
2气体,NaOH溶液与CO
2气体反应后无明显现象,但Ca(OH)
2溶液即澄清石灰水与 CO
2反应生成白色沉淀。
方法二:滴加Na
2CO
3溶液或K
2CO
3溶液,NaOH溶液与K
2CO
3,Na
2CO
3溶液不反应,但Ca(OH)
2溶液与 Na
2CO
3、K
2CO
3溶液反应均生成白色沉淀。Ca(OH)
2+ Na
2CO
3==CaCO
3↓+2NaOH,Ca(OH)
2+K
2CO
3 ==Na
2CO
3+2KOH。
检验二氧化碳气体是否与氢氧化钠溶液反应的方法通常情况下,将二氧化碳气体直接通人装有氢氧化钠溶液的试管中,很难直接判断二氧化碳气体是否与氢氧化钠溶液反应。因此,要判断二氧化碳气体确实能与氢氧化钠反应,可以采取如下两种方法:
(1)检验产物的方法:验证通入二氧化碳气体后的溶液中是否含有碳酸钠,检验碳酸根离子是否存在。通常检验碳酸根离子的方法是:
方法1:取样,加入稀盐酸,并将产生的气体通入澄清石灰水中,若澄清石灰水变浑浊,则证明溶液中存在碳酸根离子。
方法2:取样,加入氢氧化钙溶液,若产生白色沉淀,则证明溶液中存在碳酸根离子。上述两种方法其实也可以检验氢氧化钠溶液是否变质.而且方法I还可以用于除去变质后的氢氧化钠溶液中的碳酸钠。
(2)改进实验装置,通过一些明显的实验现象间接证明二氧化碳气体能与氢氧化钠反应。如:
所选装置 |
操作方法 |
实验现象 |
A |
将充满二氧化碳的试管倒扣在水中 |
试管内的液面略有上升 |
B |
将充满二氧化碳的试管倒扣在氢氧化钠溶液中 |
试管内的液面明显上升 |
C |
将氢氧化钠溶液滴入烧瓶 |
水槽中的水倒吸入烧瓶内 |
D |
将氢氧化钠溶液滴入锥形瓶 |
集气瓶中,NaOH溶液中的长导管下端产生气泡 |
E |
将胶头滴管中氢氧化钠溶液挤入烧瓶 |
烧瓶内产生“喷泉” 现象 |
F |
将胶头滴管中的氢氧化钠溶液挤入软塑料瓶 |
塑料瓶变瘪 |
G |
将胶头滴管中的氢氧化钠溶液挤入锥形瓶中 |
小气球胀大 |
碱的命名:一般读作氢氧化某,如:NaOH读作氢氧化钠。变价金属元素形成的碱,高价金属碱读作氢氧化某,如Fe(OH)
3读作氢氧化铁,低价金属碱读作氢氧化亚某,如Fe(OH)
2读作氢氧化亚铁。
氨水:氨气的水溶液俗称氨水,主要成分是NH3·H2O,通常状况下是无色液体,具有挥发性。浓氨水能挥发出具有刺激性气味的氨气NH3。
氨水显碱性,能使指示剂变色。
氨水的组成中含有N元素,因此可通过与酸反应生成铵盐来制氮肥,其本身也是一种氮肥。在化学实验中一般可用浓氨水做分子运动的探究实验。
定义:
判断溶液中阴阳离子的存在情况。
几种常见离子的检验
离子 |
所用试剂 |
方法 |
现象 |
化学方程式 |
Cl- |
AgNO3溶液和稀HNO3 |
将AgNO3溶液滴入待测液中,再加稀HNO3 |
生成白色沉淀.且不溶于稀HNO3 |
AgNO3+NaCl==AgCl↓+NaNO3 |
SO42- |
BaCl2溶液和稀盐酸 |
将稀盐酸滴入待测液中,再加BaCl2溶液 |
滴加稀盐酸无现象,滴加 BaCl2溶液生成白色沉淀,且沉淀不溶于稀盐酸 |
BaCl2+Na2SO4==BaSO4↓+ +2NaCl |
CO32- |
盐酸(或HNO3) 和澄清石灰水 |
向待测液中加入盐酸(或HNO3).将产生的气体通入澄清石灰水中 |
产生无色无味的气体,此气体能使澄清的石灰水变浑浊 |
Na2CO3+2HCl==2NaCl+H2O+ CO2↑ CO2+Ca(OH)2==CaCO3↓+H2O |
OH- |
酚酞试液、紫色石蕊试液或红色石蕊试纸 |
①将酚酞试液滴入待测液中 ②将紫色石蕊试液滴入待测液中 ③将待测液滴在红色石蕊试纸上 |
①溶液变红 ②溶液变蓝 ③红色石蕊试纸变蓝 |
—— |
H+ |
紫色石蕊试液或蓝色石蕊试纸 |
①将紫色石蕊试液滴入待测液中 ②将待测液滴在蓝色石蕊试纸上 |
①溶液变红 ②蓝色石蕊试纸变红 |
—— |
NH4+ |
浓NaOH溶液 |
将浓NaOH溶液加入待测液中,加热,将湿润的红色石蕊试纸置于试管口(或用玻璃棒蘸浓盐酸置于试管口) |
放出有刺激性气味的气体,该气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝(或遇到浓盐酸产生大量白烟) |
NH4Cl+NaOHNaCl+H2O+NH3↑ |
Cu2+ |
NaOH溶液 |
将NaOH溶液加入待测液中 |
生成蓝色沉淀 |
CuSO4+2NaOH==Cu(OH)2↓ |
Fe3+ |
NaOH溶液 |
将NaOH溶液加入待测液中 |
生成蓝色沉淀 |
FeCl3+3NaOH==Fe(OH)3↓+3NaCl |
常见酸、碱、盐的检验:
物质 |
检验方法 |
实验现象 |
典型化学式 |
硫酸及可溶性硫酸盐 |
取少量待检验溶液于试管中 (1)滴入紫色石蕊试液 (2)滴人稀盐酸和BaCl2溶液[或 Ba(NO3)2溶液] |
(1)溶液变红 (2)加入稀盐酸无明显现象,再加入BaCl2溶液有自色沉淀生成 |
H2SO4+BaCl2==BaSO4↓+2HCl Na2SO4+Ba(NO3)2==BaSO4↓+2NaNO3 |
盐酸及可溶性盐酸盐 |
取少量待检验溶液于试管中 (1)滴入紫色石蕊试液 (2)滴人AgNO3溶液和稀硝酸 |
(1)溶液变红 (2)有白色沉淀生成,且该沉淀不溶于稀硝酸 |
HCl+AgNO3=AgCl↓+HNO3 NaCl+AgNO3==AgCl↓+NaNO3 |
碳酸盐及碳酸氢盐 |
取少量待检验溶液于试管中 (1)加稀盐酸或稀硝酸 (2)将生成的气体通入澄清的石灰水中。 |
有气体生成,且该气体使澄清的石灰水变浑浊 |
Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑ NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑ |
铵盐 |
将铵盐与碱混合共热 |
有刺激性气味气体生成 |
NH4Cl+NaOHNaCl+NH3↑+H2O |
检验中的干扰和排除
在物质的检验过程中,由于待检物质中混有杂质、选用试剂不当或试剂不纯,包括仪器不清净、操作有误等.都会对检验造成干扰,应当予以排除。如鉴定CO
32- 和SO
42-共存时,我们不应该选用硝酸银试剂,而应选用硝酸钡或氯化钡试剂。再如,当CO
32-和SO
42-共存时,我们要检验出SO
42-,则应先加盐酸酸化,排除CO
32-离了的干扰后,再用氯化钡试剂进行检验。
检验结果的分析和判断
根据检验过程中所观察到的观象确定试样中存在哪些离子,必须把可能存在的离子全部考虑到,再根据每步检验的现象,肯定或否定某些离子的存在,逐步缩小范围,最终得出正确的结论。