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高中一年级化学

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首页 高中一年级化学知识 61. 其它金属及化合物（锌、锰、钙、金等） 气体的检验 其他物质的制备（硫酸铜晶体、铁红等） 试题正文
  • 实验题
    用图所示的装置制取氢气，在塑料隔板上放粗锌粒．漏斗和带支管的试管中装有稀硫酸，若打开弹簧夹。则酸液由漏斗流下，试管中液面上升与锌粒接触，发生反应，产生的氢气由支管导出；若关闭弹簧夹，则试管中液面下降，漏斗中液面上升，酸液与锌粒脱离接触，反应自行停止。需要时再打开弹簧夹，又可以使氢气发生，这是一种仅适用于室温下随制随停的气体发生装置。

    回答下列问题：
    （1）为什么关闭弹簧夹时试管中液面会下降?
    ______________________________________________。
    （2）这种制气装置在加入反应物前，怎样检查装置的气密性?
    ______________________________________________。
    （3）从下面三个反应中选择可以用这种随制随停的制气装置制取的气体，填写下表中的空白。
    ①大理石与盐酸反应制取CO2
    ②硫化亚铁与盐酸反应制取硫化氢
    ③用二氧化锰催化分解过氧化氢制氧气

    （4）食盐跟浓硫酸反应制取氯化氢不能用这种装置，试说明理由。
    _________________________________________________
    本题信息：2011年同步题化学实验题难度极难 来源:于丽娜
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本试题 “用图所示的装置制取氢气，在塑料隔板上放粗锌粒．漏斗和带支管的试管中装有稀硫酸，若打开弹簧夹。则酸液由漏斗流下，试管中液面上升与锌粒接触，发生反应，...” 主要考查您对

61. 其它金属及化合物（锌、锰、钙、金等）

气体的检验

其他物质的制备（硫酸铜晶体、铁红等）

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  • 61. 其它金属及化合物（锌、锰、钙、金等）
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锌的单质及化合物:

①单质锌：
物理性质：锌化学符号是Zn，它的原子序数是30。锌是一种蓝白色金属。密度为7.14克/立方厘米，熔点为419.5℃。在室温下，性较脆；100～150℃时，变软；超过200℃后，又变脆。锌的化学性质活泼，在常温下的空气中，表面生成一层薄而致密的碱式碳酸锌膜，可阻止进一步氧化。当温度达到225℃后，锌氧化激烈。燃烧时，发出蓝绿色火焰。锌易溶于酸，也易从溶液中置换金、银、铜等。锌的氧化膜熔点高，但金属锌熔点却很低，所以在酒精灯上加热锌片，锌片熔化变软，却不落下，正是因为氧化膜的作用。锌是第四常见的金属，仅次于铁、铝及铜。
化学性质：2Zn+O22ZnO Zn+X2ZnX2(X=F、Cl、Br、I) 3Zn+2PZn3P2 Zn+SZnS
②氢氧化锌 Zn2++2NaOH==Zn(OH)2+2Na+ Zn(OH)2+2H+==Zn2++H2O Zn(OH)2+2OH-==[Zn(OH)4]2- Zn(OH)2+4NH3+2NH4+==[Zn(NH3)4]2++2H2O Zn(OH)2==ZnO+H2O
[Zn(NH3)4]2++2OH-==Zn(OH)2+4NH3↑
③氯化锌 ZnO+2HClZnCl2+H2O ZnCl2+2H2O===Zn(OH)Cl+2HCl ZnCl2+H2O=H2[ZnCl2(OH)2] FeO+H2[ZnCl2(OH)2]==Fe[ZnCl2(OH)]2+H2O Zn+CuCl2=ZnCl2+Cu
④硫化锌 2ZnO+2S==2ZnS+O2 Zn2++(NH4)2S==ZnS+2NH4+  ZnSO4+BaS==ZnS+BaSO4  Zn2++H2S==ZnS+2H+
⑤锌的配合物(a)[Zn(NH3)4]2+、(b)[Zn(CN)4]2-

钙的单质及化合物:

①单质钙：活泼金属
②氧化钙：俗称生石灰，白色块状固体；与水反应放出大量热，块状固体变成粉末状CaO+H2O==Ca(OH)2
③氢氧化钙：俗称熟石灰，常用来检验二氧化碳气体Ca(OH)2+CO2==CaCO3↓+H2O
④碳酸钙：俗称石灰石，白色固体，不溶于水，常用的建筑材料，实验室常用其和稀盐酸反应制取二氧化碳CaCO3+2HCl==CaCl2+CO2↑+H2O

银的单质及化合物:

①物理性质：银是一种化学元素，化学符号Ag，原子序数47，是一种银白色的贵金属。银性质稳定，质软富有延展性。导热，导电率高，不易受酸碱的腐蚀
②化学性质：银的特征氧化数为+1，其化学性质比铜差，常温下，甚至加热时也不与水和空气中的氧作用。但当空气中含有硫化氢时，银的表面会失去银白色的光泽，这是因为银和空气中的H2S化合成黑色Ag2S的缘故。其化学反应方程式为： 4Ag+H2S+O2=2Ag2S+2H2O
银不能与稀盐酸或稀硫酸反应放出氢气，但银能溶解在硝酸或热的浓硫酸中：2Ag+2H2SO4(浓)Ag2SO4+SO2↑+2H2O
银在常温下与卤素反应很慢，在加热的条件下即可生成卤化物：
2Ag+F22AgF暗棕色
2Ag+Cl22AgCl白色
2Ag+Br22AgBr淡黄色
2Ag+I22AgI黄色
银对硫有很强的亲合势，加热时可以与硫直接化合成Ag2S：2Ag+SAg2S
银易溶于硝酸和热的浓硫酸，微溶于热的稀硫酸而不溶于冷的稀硫酸。盐酸和王水只能使银表面发生氯化，而生成氯化银薄膜。
银具有很好的耐碱性能，不与碱金属氢氧化物和碱金属碳酸盐发生作用。


气体检验的方法：
(1)观察法：对于特殊颜色的气体如Cl2(黄绿色)、NO2(红棕色)、碘蒸气（紫红）可据此辨之。
(2)溶解法：根据溶于水的现象不同区分，如NO2和溴蒸气均为红棕色，但溶于水后NO2形成无色溶液；溴形成橙色溶液。
(3)褪色法：SO2和CO2可用品红溶液区分。
(4)氧化法：被空气氧化看变化，如NO的检验。
(5)试纸法：如石蕊试纸、醋酸铅试纸。
(6)星火发：适用于有助燃性或可燃性的气体检验，如O2使带火星木条复燃；CH4和C2H2的检验可点燃看现象；CH4、CO、H2则可根据其燃烧产物来判断。
常见气体的检验：
(1)H2：无色、无味、可燃；①不纯点燃发出爆鸣声；②点燃纯H2，火焰呈淡色，火焰上方罩一干燥烧杯，烧杯壁上有水珠生成：2H2+O22H2O
(2)O2：无色无味、能使余烬木条复燃；
(3)Cl2：黄绿色刺激性气体有毒；①使湿润淀粉碘化钾试纸变蓝：Cl2+2KI=2KCl+I2 I2遇淀粉变蓝；②使湿润蓝色石蕊试纸先变红后变白：Cl2+H2O=HCl+HClO HClO强氧化性漂白作用；
(4)CO2：无色无味无毒；①使燃着木条熄灭；②通入澄清石灰水变浑浊：CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O
(5)CO：无色、无味、剧毒；点燃火焰呈蓝色，火焰上方罩一沾有石灰水液滴的烧杯，液滴变浑浊：
2CO+O22CO2  CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O
(6)NO2： 红棕色气体有刺激性气味、有毒，溶于水、水溶液呈酸性，能使紫色石蕊试液变红：3NO2+H2O=2HNO3+NO
(7)NO：无色气体有毒；在空气中立即变为红棕色：2NO+O2=2NO2
(8)N2： 无色无味无毒；能使燃着木条熄灭。
(9)SO2：无色有刺激性气味、有毒；①通入品红溶液，品红褪色加热又恢复颜色；②使澄清石灰水变浑浊：
SO2+Ca(OH)2=CaSO3+H2O；
③使酸性高锰酸钾溶液褪色：5SO2+2MnO4-+2H2O=2Mn2++5SO42-+4H+
(10)HCl：无色刺激性气味；①能使湿润蓝色石蕊试纸变红：HCl=H++Cl-； ②用蘸浓氨水玻璃棒靠近冒白烟：NH3+HCl=NH4Cl；③气体通入HNO3酸化的AgNO3溶液，有白色沉淀生成：HCl+AgNO3=AgCl↓+HNO3 （AgCl不溶于HNO3）
(11)H2S：无色臭鸡蛋气味有毒；遇Pb(NO3)2 、(CH3COO)2Pb、CuSO4溶液均产生黑色沉淀：Pb2++H2S=PbS↓+2H+；2CH3COO-+Pb2++H2S=PbS↓+2CH3COOH；Cu2++H2S=CuS↓+2H+
(12)NH3：无色刺激性气味；①遇湿润红色石蕊试纸变蓝：NH3+H2ONH3?H2ONH4++OH-；②用蘸浓盐酸玻璃棒靠近冒白烟：NH3+HCl==NH4Cl
(13)CH4：无色无味、可燃；点燃后火焰呈浅蓝色，火焰上方罩一干燥烧杯，烧杯壁上有水珠罩生成；罩一沾有石灰水液滴的烧杯，液滴变浑浊：CH4+2O2CO2+2H2O CO2+Ca(OH)2==CaCO3↓+H2O
(14)C2H4： 无色稍有气味；①点燃，火焰明亮（少量黑烟）：C2H4+3O22CO2+2H2O ；②使KMnO4(H+)溶液褪色；③使溴水褪色：CH2=CH2+Br2→CH2Br－CH2Br
(15)C2H2：无色无味；①点燃火焰明亮并伴有大量黑烟：2C2H2+5O24CO2+2H2O；②使KMnO4(H+)溶液褪色；③使溴水褪色：CH≡CH+2Br2→CHBr2－CHBr2 


物质检验的基本原则：

物质检验的“三个原则”，即一看(颜色、状态)、二嗅(气味)、三实验(加试剂)。根据实验时生成物所表现的现象不同，检验离子的方法可归纳为四类：
(1)生成气体，如的检验；
(2)生成沉淀，如的检验；
(3)显现特殊颜色，如苯酚的检验。
(4)焰色反应：检验金属或金属离子。


实验室制取甲烷（CH4）：

(1)反应原理：CH3COONa＋NaOHCH4＋Na2CO3
(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H2O和CO2

实验室制取一氧化氮（NO）：

(1)反应原理：3Cu＋8HNO3(稀)==3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O
(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＋4HNO3(浓)==Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O
(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 (3NO2+H2O==2HNO3+NO;NO+NO2+2NaOH===2NaNO2+H2O)

实验室制取氯化氢（HCl）：
(1)反应原理：2NaCl＋H2SO4Na2SO4＋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Cu2+，Cu2+与SO42-结合得到硫酸铜： Cu+2HNO3+H2SO4====CuSO4+2NO2+2H2O 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→H2S↑＋FeCl2
(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CaCl2（除水蒸气）
(4)收集方法：向上排空气法
(5)尾气处理：CuSO4溶液或碱液吸收（H2S+2NaOH==Na2S+H2O或H2S+NaOH==NaHS+H2O）
(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
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