本试题 “实验是科学探究的重要途径。请将下列有关实验的问题填写完整。(1)实验室可用装置A来制取氨气,其反应原理是____(用化学方程式表示);氨气的密度比空气的___...” 主要考查您对碳酸钠
碳酸氢钠
化学实验的基本操作
氨气的制取
设计实验方案及探究实验
等考点的理解。关于这些考点您可以点击下面的选项卡查看详细档案。
碳酸钠(Na2CO3):
(1)俗名:纯碱或苏打;白色粉末,易溶于水,稳定;可用于制玻璃、肥皂、造纸、防治等
(2)与H+反应:CO32-+2H+==CO2↑+H2O
(3)与NaOH不反应
(4)与石灰水反应:CO32-+Ca2+==CaCO3↓
(5)与氯化钡反应:CO32-+Ba2+==BaCO3↓
(6)与CO2反应:CO32-+CO2+H2O==2HCO3-
碳酸钠的物理性质:
碳酸钠常温下为白色粉末或颗粒。溶于水和甘油,不溶于乙醇。水溶液呈强碱性,pH11.6。
碳酸钠是一种强碱盐,溶于水后发生水解反应(碳酸钠水解会产生碳酸氢钠和氢氧化钠),使溶液显碱性,有一定的腐蚀性,能与酸进行复分解反应。
稳定性 稳定性较强,但高温下也可分解,生成氧化钠和二氧化碳。长期暴露在空气中能吸收空气中的水分及二氧化碳,生成碳酸氢钠,并结成硬块。吸湿性很强,很容易结成硬块,在高温下也不分解。含有结晶水的碳酸钠有3种:Na2CO3·H2O、Na2CO3·7H2O和Na2CO3·10H2O。
碳酸钠的用途:
用于制玻璃、肥皂、造纸、纺织等工业,也用作食品工业发酵剂。
Na2CO3、NaHCO3的性质比较:
表示 | 名称 | 碳酸钠 | 碳酸氢钠 |
化学式 | Na2CO3 | NaHCO3 | |
俗称 | 苏打 | 小苏打 | |
物理性质 | 色态 | 白色粉末 | 白色晶体 |
溶解性 | 易溶于水 | 能溶于水 | |
化学性质 | 与盐酸反应 | Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑ | NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑ |
热稳定性 | 很稳定 | 受热分解:2NaHCO3=(加热)=Na2CO3+H2O+CO2↑ | |
与NaOH反应 | 不反应 | NaHCO3+NaOH=Na2CO3+H2O | |
相互转化 | Na2CO3+H2O+CO2=2NaHCO3 | NaHCO3+NaOH=Na2CO3+H2O 2NaHCO3=(加热)=Na2CO3+H2O+CO2↑ |
Na2CO3、NaHCO3的鉴别:
Na2CO3、NaHCO3与足量盐酸反应的比较:
Na2CO3溶液与盐酸反应:
滴加顺序不同,现象不同,化学方程式不同。
①向盐酸里逐滴加入Na2CO3溶液(开始时酸过量) 2HCl+Na2CO3===2NaCl+CO2↑+H2O
②向Na2CO3溶液里逐滴加入盐酸(开始时酸不足) HCl+Na2CO3==NaCl+NaHCO3(无气泡) HCl+NaHCO3==NaCl+CO2↑+H2O(后来有气泡)
[特别提醒]
(1)Na2CO3和盐酸可以用互滴法鉴别。
(2)滴加顺序不同,放出CO2的量可能相同,也可能不同。
碳酸钠、碳酸氢钠与盐酸反应的基本图像的归纳总结:
(1)向Na2CO3中逐滴加入盐酸,消耗HCl的体积与产生CO2的体积的关系如图1所示;
(2)向NaHCO3中逐滴加入盐酸,消耗HCl的体积与产生CO2的体积的关系如图2所示;
(3)向NaOH、Na2CO3的混合物中逐滴加入盐酸,消耗HCl的体积与产生CO2的体积的关系如图3所示(设NaOH、Na2CO3的物质的量之比x∶y=1∶1,其他比例时的图像略);
(4)向Na2CO3、NaHCO3的混合物中逐滴加入盐酸,消耗HCl的体积与产生CO2的体积的关系如图4所示(设Na2CO3、NaHCO3的物质的量之比m∶n=1∶1,其他比例时的图像略)。
碳酸氢钠(NaHCO3):
(1)俗名:小苏打;细小白色晶体,溶解度小于Na2CO3,受热易分解,可用于治疗胃酸过多、发酵剂
(2)与H+反应:HCO3-+H+==CO2↑+H2O
(3)与NaOH反应:HCO3-+OH-==CO32-+H2O
(4)与石灰水反应:生成CaCO3沉淀
(5)与BaCl2和CO2不反应
碳酸氢钠的物理性质:
碳酸氢钠为白色晶体,或不透明单斜晶系细微结晶。比重2.15g。无臭、味咸,可溶于水,不溶于乙醇。其水溶液因水解而呈微碱性,常温中性质稳定,受热易分解,在50℃以上迅速分解,在270℃时完全失去二氧化碳,在干燥空气中无变化,在潮湿空气中缓慢分解。溶解度:7.8g,18℃;16.0g,60℃。
碳酸氢钠的用途:
碳酸氢钠可直接作为制药工业的原料,用于治疗胃酸过多。
Na2CO3、NaHCO3的性质比较:
表示 | 名称 | 碳酸钠 | 碳酸氢钠 |
化学式 | Na2CO3 | NaHCO3 | |
俗称 | 苏打 | 小苏打 | |
物理性质 | 色态 | 白色粉末 | 白色晶体 |
溶解性 | 易溶于水 | 能溶于水 | |
化学性质 | 与盐酸反应 | Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑ | NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑ |
热稳定性 | 很稳定 | 受热分解:2NaHCO3=(加热)=Na2CO3+H2O+CO2↑ | |
与NaOH反应 | 不反应 | NaHCO3+NaOH=Na2CO3+H2O | |
相互转化 | Na2CO3+H2O+CO2=2NaHCO3 | NaHCO3+NaOH=Na2CO3+H2O 2NaHCO3=(加热)=Na2CO3+H2O+CO2↑ |
Na2CO3、NaHCO3的鉴别:
Na2CO3、NaHCO3与足量盐酸反应的比较:
碳酸钠、碳酸氢钠与盐酸反应的基本图像的归纳总结:
(1)向Na2CO3中逐滴加入盐酸,消耗HCl的体积与产生CO2的体积的关系如图1所示;
(2)向NaHCO3中逐滴加入盐酸,消耗HCl的体积与产生CO2的体积的关系如图2所示;
(3)向NaOH、Na2CO3的混合物中逐滴加入盐酸,消耗HCl的体积与产生CO2的体积的关系如图3所示(设NaOH、Na2CO3的物质的量之比x∶y=1∶1,其他比例时的图像略);
(4)向Na2CO3、NaHCO3的混合物中逐滴加入盐酸,消耗HCl的体积与产生CO2的体积的关系如图4所示(设Na2CO3、NaHCO3的物质的量之比m∶n=1∶1,其他比例时的图像略)。
化学实验的基本操作:
1.药品的取用
(1)药品取用
原则粉状不沾壁,块状防掉底,液体防污染,标签防腐蚀。
(2)固体药品的取用
取用同体药品一般用药匙。有些块状的药品(如钠、钾、磷)可用镊子取用。用过的药匙或镊子要立刻用干净的纸擦拭干净,以备下次使用。往试管里装入同体粉末时,先使试管倾斜,把盛有药品的药匙(如图 A)或用小纸条折叠成的纸槽(如图B)小心地送入试管的底部,然后使试管直立起来,让药品全部落到试管的底部。把块状的药品或密度较大的金属颗粒放入玻璃容器时,应该先把容器横放,把药品或金属颗粒放入容器口以后,再把容器慢慢地竖立起来,使药品或金属颗粒缓慢地滑落到容器的底部,以免打破容器。
(3)液体药品的取用
液体药品通常盛在细口瓶里。取用细口瓶里的液体药品时,先拿下瓶塞,倒放在桌上。然后右手握瓶,使瓶上的标签向着手心(防止残留在瓶口的药液流下来腐蚀标签),左手斜拿试管,使瓶口紧挨着试管口(如右图)将液体慢慢地倒入试管。倒完液体,立即盖紧瓶塞,把瓶子放回原处。
取用一定量的液体药品,可以用量简量出体积。量液体时,量筒必须放平稳,而且使视线与量筒内液体凹液面的最低点保持水平,或者说,视线与量筒内液体凹液面的最低点相切,再读出液体的体积。
滴管是用来吸取或滴加少量试剂的一种仪器。滴管上部是橡胶乳头,下部是细长尖嘴的玻璃管。使用滴管时,用手指捏紧橡胶乳头,赶出滴管中的空气,然后把滴管伸入试剂瓶中,放开手指,试剂被吸入(如 A图)。取出滴管,把它悬空在容器(如烧杯、试管) 上方(不要接触器壁,以免沾污滴管或造成试剂的污染),然后用拇指和食指轻轻挤橡胶乳头,试剂便滴入容器中(如B图)。
2.仪器的洗涤
(1)洗涤方法
①冲洗法:往容器里注入少量水,振荡,倒掉,反复几次,再使容器口朝下,冲洗外壁后将容器放于指定位置晾干。如果是试管,则应倒扣在试管架上。 ②刷洗法:如果内壁附有不易洗掉的物质,可以往容器里倒入少量水,选择合适的毛刷配合去污粉、洗涤剂,往复转动,轻轻刷洗后用水冲洗几次即可。
③药剂洗涤法:对于用水洗小掉的污物,可根据不同污物的性质用药剂处理。
(2)洗净标准内壁上附着均匀的水膜,既不聚成水滴,也不成股流下。
3.试剂的溶解
通常是指固体、液体或气体与液体相混合而形成溶液的过程。
(1)固体:用烧杯、试管溶解,振荡、搅拌、粉碎、升温等可加速溶解.
(2)液体:一般将密度大的溶液注入密度小的溶液中,如稀释浓H2SO4时将浓H2SO4慢慢注入水中。
(3)气体:根据气体溶解度选择水下溶解或水面溶解。
4.物质的加热
5.仪器的装配和拆卸
装配时,首先要根据装置图选择仪器和零件,然后进行仪器和零件的连接和全套仪器的总装配。
(1)零件的连接
正确连接实验装置是进行化学实验的重要环节。在中学化学实验巾使用较多的是连接玻璃管、橡皮塞、橡胶管的操作。
①把玻璃管插入带孔的橡皮塞
左手拿橡皮塞,右手拿玻璃管。先把要插入塞子的玻璃管的一端用水润湿,然后稍稍用力转动,将它插入。
②连接玻璃管和橡胶管
左手拿橡胶管,右手拿玻璃管,先把玻璃管管口用水润湿,然后稍稍用力即可把玻璃管插入橡胶管。
③在容器中塞橡皮塞
左手拿容器,右手拿橡皮塞慢慢转动,旋进容器口。切不可把容器放在桌面上再使劲塞进塞子,这样做容易压破容器。
(2)全套仪器的总装配
一般要遵循“由下而上、由左刮右”的原则。如根据酒精灯高度确定铁架台上铁阁的位置,由铁圈确定圆底烧瓶的位置。又如组装实验室制氯气的装置,先要把氯气发生装置安装好,然后再组装集气装置,最后组装尾气吸收装置。
(3)装置的拆卸
实验结束后要拆卸装置,一般先将连接各部分装置的橡胶管拆开,这样使整套装置分成若干部分,然后再将各部分装置的仪器、零件按“由上到下”的顺序逐一拆卸。
(1)实验室用氢氧化钙和氯化铵制取氨气
2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3+2H2O
(2)仪器:铁架台,铁夹,酒精灯,两个大试管,棉花;氯化铵固体,氢氧化钙固体。
(3)装置图:
(4)注意:
a. 一般用Ca(OH)2,而不用NaOH,因NaOH碱性太强,对大试管腐蚀比Ca(OH)2强。
b. 选用Ca(OH)2时要检验消石灰是否变质, 因经过长期存放后消石灰部分变成碳酸钙,最好用新制的消石灰。
c. NH4CL与Ca(OH)2质量比5:8为宜,如用(NH4)2SO4代替NH4CL,则质量比为1:1,消石灰过量,以防止生成氨合物。
d. 试管口(盛固体药品的试管)要略向下倾斜;
e. 固体药品要平铺试管底部;
f.导出氨气的导管要短,收集氨气的导管要长,伸入试管底部;
g.为使氨气收集更多,防止空气中的水蒸汽进入收集氨气的试管,在试管口防一块,但不能堵死
h.酒精灯加热用外焰,先均匀加热,后对固体加热。
(5)收集方法: 用向下排气法取气法收集。因氨气极易溶于水,比空气轻。
干燥氨气: 用碱石灰,不能用浓硫酸和氯化钙干燥氨气。
检验氨气:用湿润的红色石蕊试纸,氨气能使湿润的红色石蕊试纸变蓝。
化学实验方案的设计:
1.概念:化学实验方案的设计是在实施化学实验之前.根据化学实验的目的和要求,运用相关的化学知识和技能,对实验的仪器、装置和方法所进行的一种规划。
2.实验方案设计的基本要求
(1)科学性:实验原理、实验操作程序和方法必须科学合理。
(2)安全性:尽量避免使用有毒药品和进行有一定危险性的实验操作,保护人身安全,保护仪器。
(3)可行性:实验所选用的药品、仪器、设备和方法等在中学现有条件下能满足要求。
(4)简约性:方案简单易行,尽可能采用简单的实验装置,较少的实验步骤和药品。还应遵循完成实验所用时间较短,副反应少,效果好等基本要求。
(5)经济性:综合考虑原料的用量和价格。
3.化学实验设计的基本内容一个相对完整的化学实验方案一般包括下述内容:
(1)实验名称;
(2)实验目的;
(3)实验原理;
(4)实验用品(药品、仪器、装置、设备)及规格;
(5)实验装置图、实验步骤和操作方法;
(6)实验注意事项;
(7)实验现象的记录及结果处理;
(8)问题与讨论。
4.化学实验方案设计的基本思路
(1)明确目的、原理首先必须认真审题,明确实验的目的,弄清题目有哪些新的信息,结合已学过的知识,通过类比、迁移、分析,从而明确实验原理。
(2)选择仪器、药品根据实验的目的和原理,以及反应物和生成物的性质、反应条件(如反应物和生成物的状态、能否腐蚀仪器、反应是否需要加热及温度是否需要控制在一定的范围内等),合理选择化学仪器和药品。
(3)设汁装置、步骤根据实验目的和原理,以及所选用的仪器和药品,设计出合理的实验装置和实验操作步骤。学生应具备识别和绘制典型的实验仪器装置图的能力,实验步骤应既完整又简明。
(4)记录现象、数据根据观察,全面而准确地记录实验过程中的现象和数据。
(5)分析得出结论根据实验观察到的现象和记录的数据,通过分析、计算、图表、推理等,得出正确的结论。
化学实验方案的评价:
对几个实验方案的正确与错误、严密与不严密、准确与不准确作出判断,要考虑是否合理、有无干扰现象、经济上是否合算和对环境有无污染等。
1.从可行性方面对实验方案作出评价科学性和可行性是设计实验方案的两条重要原则,在对实验方案进行评价时,要分析实验方案是否科学可行,实验方案是否遵循化学理论和实验方法的要求,在实际操作时能否做到可控易行。评价时,可从以下4个方面分析:
(1)实验原理是否正确、可行;
(2)实验操作是否安全、合理;
(3)实验步骤是否简单、方便;
(4)实验现象是否明显。
2.从“绿色化学”视角对实验方案作出评价 “绿色化学”要求设计安全的、对环境友好的合成线路,降低化学工业生产过程对人类健康和环境的危害,减少废弃物的产生和排放。据此,对化学实验过程或方案从以下4个方面进行综合评价:
(1)反应原料是否易得、安全、无毒;
(2)反应速率是否适巾;
(3)原料利用率以及合成物质的产率是否较高;
(4)合成过程中是否造成环境污染。
3.从安全性方面对实验方案作出评价从安全角度常考虑的主要因素如下:
(1)净化、吸收气体及熄灭酒精灯时要防止液体倒吸;
(2)使用某些易燃易爆品进行实验时要防爆炸(如 H2还原CuO应先通H2可燃性气体点燃前先验纯等);
(3)防氧化(如H2还原CuO后要“先灭灯再停氢”,白磷切割宜在水中进行等);
(4)防吸水(如实验取用、制取易吸水、潮解、水解的物质时宜采取必要措施,以保证达到实验目的);
(5)冷凝回流(有些反应中,为减少易挥发液体反应物的损耗和充分利用原料,需在反应装置上加装冷凝回流装置,如长玻璃管、竖装的干燥管及冷凝管等);
(6)易挥发液体产物(导出时可为蒸气)的及时冷却;
(7)仪器拆卸的科学性与安全性(可从防污染、防氧化、防倒吸、防爆炸、防泄漏等角度考虑);
(8)其他(如实验操作顺序、试剂加入顺序等)。
与“实验是科学探究的重要途径。请将下列有关实验的问题填写完整...”考查相似的试题有: