离子的检验:
(1)焰色反应:Na
+:黄色;K
+:紫色(透过蓝色钴玻璃观察);Ca
2+:砖红色;
(2)H
+:H
+酸性。遇紫色石蕊试液变红,遇湿润蓝色石蕊试纸变红;
(3)NH
4+:在试液中加强碱(NaOH)加热,产生使湿润红色石蕊试纸变蓝的气体;NH
4++OH
-NH
3↑+H
2O;NH
3+H
2O
NH
3?H
2O
NH
4++OH
- (4)Fe
3+:①通KSCN或NH
4SCN溶液呈血红色:Fe
3++SCN
-==[Fe(SCN)]
2+;②通NaOH溶液红褐色沉淀:Fe
3++3OH
-==
Fe(OH)
3↓
(5)Fe
2+:①遇NaOH溶液生成白色沉淀在空气中迅速转化成灰绿色最后变成红褐色沉淀:Fe
3++2OH
-=Fe(OH)
2↓;
4Fe(OH)
2+O
2+2H
2O==4Fe(OH)
3;
②试液中加KSCN少量无明显变化再加氯水出现血红色: 2Fe
2++Cl
2==2Fe
3++2Cl
-;Fe
3++SCN
-==[Fe(SCN)]
2+ (6)Mg
2+:遇NaOH溶液有白色沉淀生成,NaOH过量沉淀不溶解:Mg
2++2OH
-==Mg(OH)
2↓,但该沉淀能溶于NH
4Cl溶液;
(7)Al
3+:遇NaOH溶液(适量)有白色沉淀生成,NaOH溶液过量沉淀溶解:Al
3++3OH
-==Al(OH)
3↓;Al(OH)
3+OH
-==
AlO
2-+2H
2O
(8)Cu
2+:遇NaOH溶液有蓝色沉淀生成,加强热变黑色沉淀:Cu
2++2OH
-==Cu(OH)
2↓;Cu(OH)
2CuO+H
2O
(9)Ba
2+:遇稀H
2SO
4或硫酸盐溶液有白色沉淀生成,加稀HNO
3沉淀不溶解:Ba
2++SO
42-==BaSO
4↓
(10)Ag
+: ①加NaOH溶液生成白色沉淀,此沉淀迅速转变为棕色沉淀溶于氨水Ag
++OH
-==AgOH↓;2AgOH==Ag
2O+H
2O;AgOH+2NH
3?H
2O==[Ag(NO
3)
2]OH+2H
2O
②加稀HCl或可溶性氧化物溶液再加稀HNO
3生成白色沉淀:Ag
++Cl
-==AgCl↓
(11)OH
-:OH
-碱性:①遇紫色石蕊试液变蓝;②遇酚酞试液变红;③遇湿润红色石蕊试纸变蓝;
(12)Cl
-:遇AgNO
3溶液有白色沉淀生成,加稀HNO
3沉淀不溶解:Ag
++Cl
-=AgCl↓
(13)Br
-:加AgNO
3溶液有浅黄色沉淀生成,加稀HNO
3沉淀不溶解:Ag
++Br
-=AgBr↓
(14)I
-: ①加AgNO
3溶液有黄色沉淀生成,加稀HNO
3沉淀不溶解:Ag
++I
-=AgI↓;②加少量新制氯水后再加淀粉溶液显蓝色:2I
-+Cl
2=I
2+2Cl
-;I
2遇淀粉变蓝
(15)S
2-:①加强酸(非强氧化性)生成无色臭鸡蛋气味气体:S
2-+2H
+=H
2S↑;②遇Pb(NO
3)
2或(CH
3COO)
2Pb试液生成黑色沉淀,遇CuSO
4试液产生黑色沉淀:Pb
2++S
2-=PbS↓;Cu
2++S
2-=CuS↓
(16)SO
42-:加可溶性钡盐[BaCl
2或Ba(NO
3)
2]溶液有白色沉淀生成后再加稀HCl或稀HNO
3沉淀不溶解:Ba
2++SO
42-=BaSO
4↓
(17)SO
32-:加强酸(H2SO4或HCl)把产生气体通入品红溶液中,品红溶液褪色:SO
32-+2H
+=H
2O+SO
2↑ SO
2使品红溶液褪色
(18)CO
32-:加稀HCl产生气体通入澄清石灰水,石灰水变浑浊:CO
32-+2H
+=H
2O+CO
2↑;CO
2+Ca(OH)
2=CaCO
3↓+H
2O
(19)HCO
3-:取含HCO
3-盐溶液煮沸,放出无色无味、使澄清石灰水变浑浊的气体;或向HCO
3-溶液里加入稀MgSO
4溶液,无现象,加热煮沸有白色沉淀MgCO
3生成,同时放出CO
2气体。
(20)NO
3-:浓缩试液加稀硫酸和铜片加热有红棕色气体产生,溶液变成蓝色:
Cu+4H
++2NO
3-=Cu
2++2NO
2↑+2H
2O
(21)PO
43-:加AgNO
3溶液产生黄色沉淀,再加稀HNO
3沉淀溶解:3Ag
++PO
43-=Ag3PO
4↓;Ag
3PO
4溶于稀HNO
3酸。
中和热测定:
(1)目的:①用量热法测定HCl与NaOH的中和热。②了解化学标定法,并掌握其操作。
(2)原理:在298K、溶液足够稀的情况下,1molOH
-与1molH
+中和,可放出57.3.kJ的热量。即:H
+(aq)+OH
-(aq) =H
2O(aq) △H=-57.3kJ/mol
(3)仪器和实验:大烧杯(500 mL)、小烧杯(100 mL)、温度计、量筒(50mL)两个、泡沫塑料或纸条、泡沫塑料板或硬纸板(中心有两个小孔)、环形玻璃搅拌棒。0.50 mol/L 盐酸、0.55 mol/L NaOH溶液。
(4)步骤:
①在大烧杯底垫泡沫塑料(或纸条),使放入的小烧杯杯口与大烧杯杯口相平。然后再在大、小烧杯之间填满碎泡沫塑料(或纸条),大烧杯上用泡沫塑料板(或硬纸板)作盖板,在板中间开两个小孔,正好使温度计和环形玻璃搅拌棒通过,以达到保温、隔热、减少实验过程中热量损失的目的,如图所示。该实验也可在保温杯中进行。
②用一个量筒量取50mL0.50mol/L盐酸,倒入小烧杯中,并用温度计测量盐酸的温度,记入下表。然后把温度计上的酸用水冲洗干净。
③用另一个量筒量取50mL 0.55 mol/L NaOH溶液,并用温度计测量NaOH溶液的温度,记入下表。
④把温度计和环形玻璃搅拌棒放入小烧杯的盐酸中,并把量筒中的NaOH溶液一次倒入小烧杯(注意不要洒到外面)。用环形玻璃搅拌棒轻轻搅动溶液,并准确读取混合溶液的最高温度,记为终止温度,记入下表。
⑤重复实验两次,取测量所得数据的平均值作为计算依据。
⑥根据实验数据计算中和热。
原电池原理的探究实验:
(1)通过设计实验的方式探究原电池的形成条件:①负极为较活泼金属;正极为较不活泼金属、石墨等②电极需要插入电解质溶液中③必需形成闭合回路
(2)工作原理:负极发生氧化反应;正极发生还原反应;电子流向:负极
正极
探究过程:
(1)提出问题:化学反应伴随有能量的变化,化学能能否转变为电能呢?哪些反应能将化学能转变为电能?化学能是怎样转化为电能的呢?化学能转化为电能的基本原理是什么?
思考结果:电流形成原因:电子的定向移动(负极失电子,化合价升高,正极得电子,化合价降低)
(2)猜想与假设:原电池构成须有两个电极、导线、电解质溶液,氧化还原反应与电极和导线之间须构成闭合回路。
思考结果:电子由负极流向正极,电流由正极流向负极
(3)制定计划:用Zn片、Cu片、稀H2SO4和导线来做实验探究原电池的工作原理,具体步骤见进行实验一栏。
思考结果:1.连接导线前,锌片上有气泡,铜片上无气泡;连接导线后,锌片上气泡减少,铜片上出现比较多的气泡。 2.电流计的指针有一些偏转。
(4)进行实验
实验1.将Zn片插入稀H
2SO
4中,观察现象并解释原因。
实验2.将Cu片插入稀H
2SO
4中,观察现象并解释原因。
实验3.取锌片和铜片同时插入装有稀H
2SO
4的烧杯中,观察现象。
实验4.用导线将插入稀H
2SO
4中的锌片和铜片连接起来,观察现象。
思考结果:4个实验中实验1有气泡产生,实验2没有明显现象,实验3中铜片上没有明显现象,实验4中大量气泡在铜片上产生,锌片逐渐溶解。
(5)收集证据:在导线间接入一个电流计来验证猜想与假设是否正确。
思考结果:1.形成了以铜,锌为电极,稀硫酸为电解液的原电池。 2.锌是电子流出方,为负极;铜片为正极。
(6)解释与结论:可以从电流计上看到,电流的方向是由铜片流向锌片。电子带负电荷,其流向与电流流向相反,因此,电子的流向是由锌片经导线流向铜片的。把原电池失去电子一极叫负极,得到电子一极叫正极。电子流向是通过原电池的负极流向正极,较活泼金属失去电子,发生氧化反应,氧化剂从正极得到电子,发生还原反应。这两个反应均是在电极上进行的,我们称之为“电极反应”。
思考结果:原电池的构成条件:第一,必须有电极。电极材料可以是活泼性不同的金属或者是金属与非金属构成。较活泼的金属为负极,较不活泼的金属或非金属为正极。第二,必须有电解质溶液,第三,要有导线,形成闭合回路。
(7)反思与评价:原电池形成的条件:1.形成闭合回路;2.溶液中有自由移动的离子;3.不同活泼性的电极,能发生自发的氧化还原反应学习原电池的工作原理和构成条件,其有利于生活,比如利用原电池原理来制备各种各样的电池。还能利用所学知识来解释生活中常见的一些现象,例如钢铁的腐蚀。