电解饱和氯化钠溶液:
在小烧杯(或U型管)里装入饱和食盐水,滴入几滴酚酞试液。用导线把碳棒、电池、电流表和铁钉相连(如图)。接通直流电源后,注意观察电流表的指针是否偏转,以及小烧杯内发生的现象,并用湿润的碘化钾淀粉试纸检验阳极放出的气体。
注:粗铁钉要与直流电源的阴极相连,碳棒与阳极相连。
用玻璃棒沾湿润的KI淀粉试纸检验阳极气体。
(1)饱和食盐水电解时,电流表指针发生偏转,阴、阳极均有气体放出,阳极气体有刺激性气味,并能使湿润的KI淀粉试纸变蓝,且阴极区溶液变红。
(2) 阳极:2Cl
--2e
-==Cl
2↑
阴极:2H
++2e
-==H
2↑(或2H
2O+2e
-==2OH
-+H
2↑)
总反应式:2NaCl+2H
2O
2NaOH+H
2↑+Cl
2↑
(3)阴极区溶液变红的原因:这是由于饱和食盐水中,水所电离出的H
+在阴极放电,破坏了水的电离平衡
(H
2O
H
++OH
-)致使阴极区附近溶液中的OH
-相对较多,溶液呈碱性,故酚酞变红。
(4)例用电解饱和食盐水溶液可制取氢气、氯气和烧碱。
实验室制取甲烷(CH4):
(1)反应原理:CH
3COONa+NaOH
CH
4+Na
2CO
3
(2)发生装置:固+固
气
(3)净化方法:浓硫酸(除水蒸气)
(4)收集方法:排水集气法/向下排空气法
(5)尾气处理:无
(6)检验方法:①点燃,淡蓝色火焰,燃烧产物是H
2O和CO
2
实验室制取一氧化氮(NO):
(1)反应原理:3Cu+8HNO
3(稀)==3Cu(NO
3)
2+2NO↑+4H
2O
(2)发生装置:固+液→气
(3)净化方法:浓硫酸(除水蒸气)
(4)收集方法:排水集气法
(5)尾气处理:收集法(塑料袋)
(6)检验方法:无色气体,暴露于空气中立即变为红棕色
实验室制取二氧化氮(NO2):
(1)反应原理:Cu+4HNO
3(浓)==Cu(NO
3)
2+2NO
2↑+2H
2O
(2)发生装置:固+液→气
(3)净化方法:浓硫酸(除水蒸气)
(4)收集方法:向上排空气法
(5)尾气处理:碱液吸收 (3NO
2+H
2O==2HNO
3+NO;NO+NO
2+2NaOH===2NaNO
2+H
2O)
实验室制取氯化氢(HCl):
(1)反应原理:2NaCl+H
2SO
4Na
2SO
4+2HCl?
(2)发生装置:固+液→气
(3)净化方法:浓硫酸(除水蒸气)
(4)收集方法:向上排空气法
(5)尾气处理:水(防倒吸装置)
(6)检验方法:①能使湿润的蓝色石蕊试纸变红 ②靠近浓氨水冒白烟
五水硫酸铜的制备:
(1)实验原理:铜是不活泼金属,不能直接和稀硫酸发生反应制备硫酸铜,必须加入氧化剂。在浓硝酸和稀硫酸的混合液中,浓硝酸将铜氧化成Cu
2+,Cu
2+与SO
42-结合得到硫酸铜: Cu+2HNO
3+H
2SO
4====CuSO
4+2NO
2+2H
2O 未反应的铜屑(不溶性杂质)用倾滗法除去。利用硝酸铜的溶解度在0~100℃范围内均大于硫酸铜溶解度的性质,溶液经蒸发浓缩析出硫酸铜,经过滤与可溶性杂质硝酸铜分离,得到粗产品。硫酸铜的溶解度随温度升高而增大,可用重结晶法提纯。在粗产品硫酸铜中,加适量水,加热成饱和溶液,趁热过滤除去不溶性杂质。滤液冷却,析出硫酸铜,过滤,与可溶性杂质分离,得到纯的硫酸铜。
(2)实验步骤
①称量1.5g铜屑,灼烧至表面呈现黑色,冷却;
②加5.5mL3mol/L硫酸,2.5mL浓硝酸,反应平稳后水浴加热,补加2.5mL3mol/L硫酸,0.5mL浓硝酸;
③铜近于完全溶解后,趁热倾滗法分离;
④水浴加热,蒸发浓缩至结晶膜出现;
⑤冷却、过滤;
⑥粗产品以1.2mL水/g的比例,加热溶于水,趁热过滤;
⑦滤液冷却、过滤、晾干,得到纯净的硫酸铜晶体。
⑧称重,计算产率。
实验室制取硫化氢(H2S):
(1)反应原理:FeS+2HCl→H
2S↑+FeCl
2
(2)发生装置:固+液→气(启普发生器)
(3)净化方法:饱和NaHS(除HCl),固体CaCl
2(除水蒸气)
(4)收集方法:向上排空气法
(5)尾气处理:CuSO
4溶液或碱液吸收(H
2S+2NaOH==Na
2S+H
2O或H
2S+NaOH==NaHS+H
2O)
(6)检验方法:①湿润的蓝色石蕊试纸变红 ②湿润的醋酸试纸黑
粗盐的提纯:
(1)实验仪器和药品
药品:粗盐,水
器材:托盘天平,量筒,烧杯,玻璃棒,药匙,漏斗,铁架台(带铁圈),蒸发皿,酒精灯,坩埚钳,胶头滴管,滤纸,剪刀,火柴,纸片
(2)实验原理:粗盐中含有泥沙等不溶性杂质,以及可溶性杂质如:Ca2+、Mg2+等不溶性杂质可以用溶解、过滤的方法除去,然后蒸发水分得到较纯净的精盐
(3)实验操作
①溶解:用托盘天平称取5克粗盐(精确到0.1克)。用量筒量取10毫升水倒入烧杯里.用药匙取一匙粗盐加入水中,观察发生的现象。用玻璃棒搅拌,并观察发生的现象(玻璃棒的搅拌对粗盐的溶解起什么作用?)。接着再加入粗盐,边加边用玻璃棒搅拌,一直加到粗盐不再溶解时为止。观察溶液是否浑浊。
在天平上称量剩下的粗盐,计算在10毫升水中大约溶解了多少克粗盐.
②过滤:按照过滤的操作进行过滤,仔细观察滤纸上的剩余物及滤液的颜色。滤液仍浑浊时,应该再过滤一次。如果经两次过滤滤液仍浑浊,则应检查实验装置并分析原因,例如:滤纸破损,过滤时漏斗里的液面高于滤纸边缘,仪器不干净等,找出原因后,要重新操作。
③蒸发:把得到的澄清滤液倒入蒸发皿,把蒸发皿放在铁架台的铁圈上,用酒精灯加热,同时用玻璃棒不断搅拌滤液。等到蒸发皿中出现较多量固体时,停止加热。利用蒸发皿的余热使滤液蒸干。
④用玻璃棒把固体转移到纸上,称量后,回收到教师指定的容器,比较提纯前后食盐的状态并计算精盐的产率。