高考化学复习课件：第1单元第5讲研究物质的实验方法

欢迎进入化学课堂 第5讲研究物质的实验方法 一 常见仪器的识别填出下列各仪器的名称1 用于加热的仪器 各仪器名称分别是 烧杯 试管 锥形瓶 圆底烧瓶 平底烧瓶 蒸馏烧瓶 蒸发皿 燃烧匙 坩埚 2 用于计量的仪器 各仪器名称分别是 量筒 酸式滴定管 碱式滴定管 温度计 1000mL容量瓶 托盘天平 3 用于分离的仪器 各仪器名称分别是 干燥器 球形干燥器 洗气瓶 冷凝管 分液漏斗 漏斗 长颈漏斗 4 药品贮存的仪器 各仪器名称分别是 集气瓶 广口试剂瓶 5 其他仪器 各仪器名称分别是 启普发生器 胶头滴管 研钵 二 基本操作及常见气体的制备1 常见的气体发生装置 问题 1 甲装置适用于制备气体的类型 固 固气体 2 乙装置适用于制备气体的类型 液 固 液 气体 3 丙 丁装置适用于制备气体的类型 液 固气体 不加热 2 由启普发生装置原理延伸实验装置 问题 用F装置制氢气或停止的操作方法是 倾斜试管 让酸液与锌接触 即可产生H2 若竖立试管 酸液不与锌接触 则无H2产生 3 常见的气体收集装置 问题 1 用 收集装置适合收到的气体 不溶于或在水槽中液体溶解度较小的气体 如Cl2 H2 CH4 NO等 2 用 收集装置适合收集的气体类型 不与空气反应 比空气密度大且不会污染环境的气体 如CO2 3 在 后再接尾气吸收装置 可收集气体类型 a口进气收集密度比空气大的气体 如Cl2 b口进气收集密度比空气小的气体 如有毒的气体 4 常见的量气装置 问题 读取气体体积应注意哪些 在读数之前 必须保证气体的温度 压强均与外界相同 为此 应等所制备气体的温度与环境一致后 通过调节两端液面 到两端高度相同时再读取体积 考点一仪器类别和规格的选择 例1配制一定量的溶液时 若量取5mL浓盐酸 常使用10mL量筒 而不使用100mL量筒 目的是减少误差 请说明若使用100mL量筒造成较大误差的两个原因是 1 2 解析 容器容积越大 读数误差越大 倒出液体后 残留液体也较多一些 因而误差较大 读数误差较大 液体倒出后 量筒内壁残留的液体较多 方法技巧点拨 量筒使用中的出错点 手拿着量筒读数 读数时有的俯视 有的仰视 有的不能依据需量取液体体积选择合适量程的量筒 液体加多了 又用滴管向外吸 正确方法 使用量筒时应根据需量取的液体体积 选用能一次量取即可的最小规格的量筒 操作要领是 量液体 筒平稳 口挨口 免外流 改滴加 至刻度 读数时 视线与液面最低处保持水平 若不慎加入液体的量超过刻度 应手持量筒倒出少量于指定容器中 再用滴管滴至刻度处 量筒不能加热 不能量取温度过高的液体 也不能作为化学反应及配制溶液的仪器 考点二仪器的正确使用 例2下列对温度计的使用方法正确的是 A 在加热某溶液时 读取温度数值后 即可用温度计搅拌溶液B 用体温计代替实验用温度计测量某热溶液的温度C 使用前 一定要认清温度计的最小刻度值D 在过滤实验中 可用温度计代替玻璃棒引流 C 解析 温度计使用时要认清其最小刻度值 且不能超过量程 以免损坏温度计 方法技巧点拨 要结合所测量温度高低 选择相应的温度计 测量时应将温度计的玻璃泡全部浸入被测液体中 不要碰到容器底或容器壁 记录时应待温度计的示数不变化 即在液柱停止上升或下降时读数 读数时 玻璃泡不能离开被测液体 同时 视线必须与温度计中液柱的上表面相平 用温度计测量液体温度时 被测量的液体的数量不能太少 起码要能够全部淹没温度计的玻璃泡 而且要用搅拌棒 不可用温度计代替搅拌棒 将液体搅拌 使整个液体各处的温度均匀后再测量 蒸馏实验中测量蒸气温度时 应使温度计的水银球部位置于蒸馏烧瓶支管口略下 考点三常用仪器组件 例3如下图 从实验安全和环境保护的角度考虑 当用于吸收HCl气体时 装置中液体为水 固体为碱石灰 应选用的装置是 在以上所选装置中 若用于吸收NH3 不宜采用的是 原因是 解析 在选用尾气吸收装置时 要考虑两点 能充分吸收气体 要防止倒吸 A和I两点均符合 B不能防倒吸 也不能充分吸收气体 C中由于左边的导管短 当右边发生喷泉现象后 流入的液体会从左边回流 D两点均符合 由于左边导管高于右边导管 不会发生回流 E两点均符合 F和G要发生倒吸 H中碱石灰可充分吸收HCl气体 且不会发生倒吸现象 J气体从CCl4出来后才被水吸收 不会倒吸 所以选用的装置是A D E H I J NH3是碱性气体 不能被碱石灰吸收 不应采用H吸收NH3 答案 ADEHIJH氨气是碱性气体 不能被碱石灰吸收 方法技巧点拨 对环境有害的气体 在实验室中必须对其尾气进行处理 分析选择尾气吸收方法的依据是 使有害的气体反应掉 同时不能再产生有害气体 主要方法有 可燃性气体可采用 火封法 即通过点燃使其燃烧掉 如CO CH4 C2H4 C2H2等气体 水溶性大的气体可采用 水封法 即将该气体通入水中 如HCl NH3等气体 酸性气体可采用 碱封法 即用碱液吸收该气体 如SO2 Cl2等气体 H2S气体可用CuSO4溶液吸收等 考点四气体发生装置的选择 例4如下图所示 A B C是实验室常用的三种制取气体的装置 提供的药品 大理石 浓盐酸 锌粒 稀盐酸 二氧化锰 氯化铵 熟石灰 现欲利用这些药品分别制取NH3 Cl2 H2 CO2四种气体 试回答以下问题 1 选用A装置可制取的气体有 选用B装置可制取的气体有 通常选用C装置制取的气体有 2 标号为 的仪器名称依次是 3 写出利用上述有关药品制取Cl2反应的离子方程式 NH3 H2 CO2 Cl2 分液漏斗 圆底烧瓶 解析 首先根据题目提供的药品可知 制取NH3可用NH4Cl和Ca OH 2在加热反应制取 2NH4Cl Ca OH 2 2NH3 CaCl2 2H2O 属于 固 固 加热型 对照装置 选用A 制取Cl2可选用MnO2和浓盐酸加热反应制取 MnO2 4HCl 浓 MnCl2 Cl2 2H2O 属于 固 液 加热型 对照装置 选用C 制取H2可用锌粒与稀盐酸反应制取 Zn 2HCl ZnCl2 H2 CO2可用大理石与稀盐酸反应制取 CaCO3 2HCl CaCl2 CO2 2H2O 对照装置 选用B 方法技巧点拨 选择什么样的气体发生装置选择的主要依据有 反应物的状态和反应条件 如实验室制取HCl 反应物是粉末状的NaCl和浓硫酸 反应条件是微热 就不能选择启普发生器 再如实验室制取氯气和氯化氢 其反应物状态和反应条件完全一致 所以选择的实验装置也一样 所制取气体的性质 要从所要制备的气体的物理 化学性质综合分析从而找出合理可行的实验装置 同时要注意利用启普发生器原理改装的装置 如下图所示 考点五常见安全问题 例5已知乙醇的沸点是78 能与水以任意比例混溶 乙醚的沸点是34 6 微溶于水 在饱和Na2CO3溶液中几乎不溶 乙醚极易燃烧 今欲在实验室用乙醇制取乙醚 1 用化学方程式表示实验室制乙醚的反应原理 该有机反应的类型为 反应 2 甲和乙两位同学分别设计了如图两套实验室制取乙醚的装置 其中 装置更适合 理由是 3 反应时迅速升温到 然后保持温度 因此温度计应插入的位置是 4 在装置乙的冷凝管处标上进 出水方向 用箭头 表示 用乙装置收集得到的乙醚中可能含的杂质是 除去这种杂质的试剂是 所用主要仪器是 5 如果温度过高将发生 反应 填反应类型 而生成副产物 解析 乙醚沸点低 采用乙装置冷却和收集的效果好 能高效地得到产物 乙醚极易燃烧 甲装置会造成乙醚蒸气的散逸 且离酒精灯太近易发生危险 而乙装置逸出的乙醚蒸气很少 乙醚在饱和Na2CO3溶液中溶解度小 可用饱和Na2CO3溶液除去乙醚中的乙醇杂质 温度达到170 时会产生乙烯 答案 1 CH3CH2OH HOCH2CH3CH3CH2OCH2CH3 H2O取代 2 乙冷却效果好 远离火源 3 140反应混合液中 4 从下进水 从上出水乙醇 饱和Na2CO3溶液分液漏斗 5 消去 方法技巧点拨 本题是两个对比实验 主要考查学生对实验目的 要求的理解 认真对比两套装置 找出其异同点 结合实验中的安全知识就能解答 1 实验室制取下列气体 所用药品和干燥剂都正确的是 A 解析 选项A中制取H2的药品及干燥剂的选择均正确 选项B中干燥剂选择错误 因浓硫酸具有强氧化性 能将还原性气体H2S氧化 应用P2O5或CaCl2为干燥剂 选项C中药品选择错误 干燥剂应用浓硫酸或P2O5或CaCl2为干燥剂 选项D中的干燥剂选择错误 应用碱石灰为干燥剂 2 2011 上海 草酸晶体 H2C2O4 2H2O 100 开始失水 101 5 熔化 150 左右分解产生H2O CO和CO2 用加热草酸晶体的方法获取某些气体 应该选择的气体发生装置是 图中加热装置已略去 解析 根据草酸晶体的性质不难得出答案是D D 3 2011 江苏 下列有关实验原理或实验操作正确的是 A 用水湿润的pH试纸测量某溶液的pHB 用量筒量取20mL0 5000mol L 1H2SO4溶液于烧杯中 加水80mL 配制成0 1000mol L 1H2SO4溶液 C 实验室用图 所示装置制取少量氨气D 实验室用图 所示装置除去Cl2中的少量HCl D 解析 本题属于基础实验与基本实验操作的考查范畴 A pH试纸用水湿润后将冲稀待测溶液 B 0 5000mol L 1H2SO4溶液与水混合 混合溶液的体积不是两者的简单之和 C 收集试管带塞子将无法收集到氨气 D 根据溶解平衡原理 Cl2在饱和食盐水溶解度很小 而HCl极易溶解 本题以pH试纸试用 常见气体制取 溶液配制 除杂中的实验操作为素材 考查学生对实验操作的熟悉程度和实验原理的应用能力 试图引导中学化学教学关注化学实验操作的真实性 4 2011 郑州一模 下图的实验装置用来分离CO2和CO气体并干燥 图中a为止水夹 b为分液漏斗的活塞 通过Y形管和止水夹分别接c d两球胆 现装置内的空气已排尽 为使实验成功 甲 乙 丙分别盛放的溶液是 A NaHCO3饱和溶液12mol L 1盐酸18 4mol L 1H2SO4B Na2CO3饱和溶液2mol L 1H2SO4NaOH饱和溶液C NaOH饱和溶液2mol L 1H2SO418 4mol L 1H2SO4D 18 4mol L 1H2SO4NaOH饱和溶液18 4mol L 1H2SO4 解析 由图示可知甲中所盛试剂用于吸收混合气中的CO2 可排除A D两选项 丙中所盛试剂用于干燥CO和CO2两气体 排除B选项 答案 C 5 2011 朝阳联考 通过实验 观察 类比 推理等方法得出正确的结论是化学学习的方法之一 对下列反应的推断或解释正确的是 C 解析 A项错误 溶液中还有可能含有 Ag B项错误 能被硝酸氧化 同时硝酸被还原为NO NO也有刺激性气味 D项错误 主要是发生了Cl2 2I 2Cl I2的反应 I2能与淀粉发生显色反应 6 下面是某学生对数据的利用情况 用托盘天平称取11 7g食盐 用量筒量取5 26mL盐酸 用广泛pH试纸测得溶液的pH是3 5 滴定未知浓度的盐酸用去23 10mL标准NaOH溶液 利用液体的密度可以判断液体物质挥发性的大小 利用固体溶解度数据可判断煮沸Mg HCO3 2溶液时 得到产物是Mg OH 2而不是MgCO3 由原子 或离子 半径数据可推断某些原子 或离子 的氧化性或还原性强弱 利用沸点数据可推测将一些液体混合物分离开来的可能性 其中不正确的是 A B C D B 解析 仪器和试纸都是有一定精确度 不能完成高于此精确度的称 测 量 一般 托盘天平的精确度为0 1g 故 合理 量筒 规格10mL 最多精确到0 1mL 广泛pH试纸的比色卡读数为整数 故 不合理 滴定管可以估读到0 01mL 故 合理 物质挥发性的大小与物质本身性质有关 与密度没有关系 错误 由于Mg OH 2的溶解度小于MgCO3的 在煮沸时Mg HCO3 2溶液时 得到产物是Mg OH 2 正确 某些原子 或离子 带有相同电荷 半径小的得电子能力强 相反失电子能力强 也就能够决定氧化性或还原性强弱 正确 蒸馏原理就是根据混合物种各组分的沸点不同 而进行分离的 正确 7 现用U形管 用硬质玻璃管弯制 干燥管 酒精灯 胶塞和玻璃导管等仪器设计如图装置来证实稀硝酸与铜反应生成NO 1 补充完成下列实验步骤 检验装置的气密性 方法是 打开活塞A 从U形管长管一端注入稀硝酸 一直注到 为止 关闭活塞A 用酒精灯在U形管短管一侧加热 当观察到 现象时 立即停止加热 2 记录描述看到的实验现象 可在U形管短管上方处观察到 色气体产生 若铜丝和稀硝酸均未完全反应 在 时反应也可自行停止 反应自行停止后 如果慢慢打开活塞A 可立即观察到 以上现象说明 解析 1 此装置类似于启普发生器 检查气密性的方法与启普发生器相同 要点一是长管液面高于短管液面 存在液压差 二是静置后液面位置不变 由于NO极易与空气中的氧气反应生成红棕色NO2 为此必须排尽装置中的空气 Cu与HNO3 稀 反应是不需要加热的 开始加热是为了加速反应 2 生成的NO是无色气体 Cu与HNO3不接触 即停止反应 连通大气后 液体会流回短管 NO与O2反应生成NO2 答案 1 关闭玻璃导管活塞A 向U形管长管一段加水至液面高于短管的液面 静置一段时间后 若液面相对位置不变 则不漏气 U形管短管一端没有气泡 铜丝上有气泡 2 无NO将HNO3溶液排入长管 使HNO3与铜脱离接触 连通大气后 液体会流回短管NO与O2反应生成NO2 同学们 来学校和回家的路上要注意安全 同学们 来学校和回家的路上要注意安全