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化学实验安全:
实验安全常识:
(1)酒精、煤油等有机物燃烧、小面积失火,应迅速用湿布或沙土盖灭;钠着火应用沙土盖灭,切不可用水或CO2。
(2)使用、制备有毒气体时,宜在通风橱中或密闭系统中进行,外加尾气吸收处理装置。
实验安全操作:
(1)防爆炸:点燃可燃性气体(如H2、CO、CH4等)或用H2、CO还原CuO、Fe2O3之前,要检验气体的纯度。
(2)防暴沸:蒸馏(加沸石或碎瓷片)。
(3)防中毒:制取有毒气体(如Cl2、CO)时,应在通风橱中进行。
(4)防倒吸:加热法制取并用排水法收集气体或吸收溶解度较大气体时,要加装安全瓶等装置。
二、混合物的分离与提纯
方法
适用范围
主要仪器
举例
过滤
从固液混合物中分离出不溶的固体物质的方法
漏斗、烧杯、玻璃棒
除去NaCl溶液中的泥沙
蒸发
从溶液中提纯出溶质的方法
蒸发皿、酒精灯、玻璃棒
海水晒盐
蒸馏
适用于分离互溶但沸点不同的液态混合物
酒精灯、温度计、蒸馏烧瓶、冷凝管、接液管、锥形瓶
自来水制取蒸馏水
分液
适用于分离互不相溶的液态混合物
分液漏斗、烧杯
CCl4与水的混合物
萃取
溶质在互不相溶的溶剂中溶解度有较大的差异
分液漏斗、烧杯
用CCl4提取碘水中的碘、溴水中提取溴
右图是制取少量蒸馏水的实验装置图,
注意温度计水银球的位置在蒸馏烧瓶的
支管口附近,冷却水的流向下进上出,
加入碎瓷片的目的防止暴沸。
萃取分液时,下层液体从下端放出,上层
液体要从上口倒出。
蒸发时,不能将水分完全蒸干。
三、常见离子检验
离子
检验方法
现象
原理
SO42—
取少许溶液先加稀盐酸无沉淀,再加BaCl2溶液
有白色沉淀生成
Ba2++SO42—=BaSO4↓
CO32—
取少许溶液先加BaCl2溶液,后加盐酸将产生的气体通入澄清石灰水
先有白色沉淀,后溶解并产生无色无味的气体能使澄清的石灰水变浑浊
Ba2++CO32—=BaCO3↓
CO32—+2H+=CO2↑+H2O
CO2+Ca2++2OH—=CaCO3↓+H2O
Cl—
取少许溶液先加稀***酸化,再加AgNO3溶液
有白色沉淀生成
Ag++Cl—=AgCl↓
NH4+
取少许溶液滴加NaOH溶液,加热,产生的气体用湿润的红色石蕊试纸检验
湿润的红色石蕊试纸变蓝
NH4++OH—NH3↑+H2O
Fe3+
①取少许溶液加入NaOH溶液
②取少许溶液加入KSCN溶液
①有红褐色沉淀生成
②呈血红色
①Fe3++3OH—=Fe(OH)3↓
②Fe3++3SCN—=Fe(SCN)3
Na+
用铂丝蘸取钠盐或其溶液做焰色反应
火焰颜色呈黄色
K+
用铂丝蘸取钾盐或其溶液做焰色反应
透过蓝色钴玻璃看到紫色
焰色反应:金属或它们的化合物在灼烧时会使火焰呈现特殊的颜色的现象(焰色反应是元素的性质)。
步骤:洗(用稀盐酸洗)、烧、蘸、烧、观。
钠的焰色反应:黄色;钾的焰色反应:紫色(透过蓝色钴玻璃);焰色反应不一定发生化学变化。
主题2基本概念
一、物质的量
1、物质的量
(1)是一个物理量,表示一定数目微观粒子的集合体。符号:n单位:摩尔符号:mol
(2)使用该单位时,应指明对象,它的对象是分子、原子、离子、质子、中子、电子等。
2、阿伏加德罗常数
(1)是一个物理量,×1023mol-1叫阿伏加德罗常数。符号:NA;单位:mol-1
(2)×1023个
(3)粒子数、阿伏加德罗常数、物质的量的关系:n=N/NA
3、摩尔质量
(1)是一个物理量,表示单位物质的量的物质所具有的质量。符号:M单位:g/mol摩尔质量在数值上等于该物质的相对原子质量或相对分子质量。
(2)质量、摩尔质量、物质的量的关系:n=m/M
4、气体摩尔体积
(1)决定物质体积大小的因素:①粒子数目②粒子的大小③粒子之间的距离
(2)当微粒的数目一定时:固体、液体体积主要决定于粒子本身的大小;气体的体积主要决定于粒子间的距离,而粒子间的距离又决定于温度和压强。
(3)气体摩尔体积定义:单位物质的量的气体所占有的体积。符号:Vm单位:L/mol
标准状况下,。
(4)气体体积、气体摩尔体积、物质的量的关系:n=V/Vm
5、阿伏加德罗定律
(1)同温同压下,相同体积的任何气体所含的分子数相同(有“三同”必推出另一“同”)。
二、物质的量在化学实验中的应用
1、物质的量浓度
单位体积溶液中所含溶质B的物质的量。符号:CB单位:moI/L;
物质的量浓度与溶液体积、物质的量的关系:CB=
2、物质的量浓度的配制
配制前要检查容量瓶是否漏水
(1)主要仪器:托盘天平、量筒、烧杯、玻璃棒、容量瓶(一定规格)、胶头滴管
(2)步骤:①计算m=c·v·M②称量③溶解(冷却)④转移(洗涤2—3次,并将洗涤液转入容量瓶)和洗涤 ⑤定容⑥摇匀⑦装瓶贴签
注意:1)在配制之前要检查容量瓶是否漏液;2)定容操作要点:加水距刻度线1-2cm处,改用胶头滴管逐滴加入蒸馏水至凹液面与刻度线相切。
(3)要学会误差分析:,俯视刻度线,则所配溶液浓度偏高;,残留有少量蒸馏水,则所配溶液浓度无影响;,则所配溶液浓度偏低。
3、溶液稀释的计算
稀释前后溶质的质量或物质的量不变。c(浓)·V(浓)=c(稀)·V(稀)
三、物质的量在化学方程式中的应用
化学方程式中各物质的化学计量数之比等于各物质的物质的量之比;
2Na+2H2O=2NaOH+H2↑,表示2molNa与2molH2O完全反应,生成2molNaOH和1molH2.
四、关于阿伏加德罗常数说的常见错误,设NA为阿伏加德罗常数的值
1、常温、常压下,+
,明确化学式中各粒子间关系
2、标准状况下,;,而水不是气体
3、,根据反应产物确定转移电子数
4、,含有CI—个数为1NA当溶液体积为1L时
5、常温、常压下,1mol氖气含有原子数为2NA氖气为单原子分子,记住常见气体的化学式,如Cl2、O3(臭氧)等
6、18gNH4+中所含电子数为11NA应为10NA,明确各粒子数计算方法
7、常温、常压下,
注意:,要先看条件:是否标准状况(0℃,101kPa);再看状态:是否是气体。
五、物质的分类
1、分类法
常用的分类方法:交叉分类法和树状分类法
混合物如:空气、***水、氨水等氧化物(酸性氧化物、碱性氧化物、***氧化物)
物质化合物无机化合物酸、碱、盐
纯净物有机化合物如乙醇、CCl4等
单质金属
非金属
2、分散系及其分类
⑴分散系:把一种(或多种)物质分散在另一种(或多种)物质中所得到的体系。
⑵常见分散系(分散剂是水或其他液体)比较:
分散系
溶液
胶体
浊液
分散质粒子直径
<1nm
1~100nm
>100nm
能否透过滤纸
能
能
不能
稳定性
稳定
较稳定(介稳)
不稳定
①常见的胶体:Fe(OH)3胶体、豆浆、烟、云、雾等;
②胶体与其他分散系的本质区别是:分散质粒子的直径在1nm~100nm之间;
③区分胶体和溶液的方法:丁达尔效应。
3、下列化学式与指定物质的主要成分对应关系为
CH4——天然气CO和H2——水煤气CaSO4·2H2O——石膏粉
NaHCO3——小苏打粉Na2CO3——纯碱、苏打粉CaCO3——石灰石、大理石
NH4HCO3——碳铵CaO——生石灰Ca(OH)2——熟石灰、消石灰
NaOH——烧碱、火碱、苛性钠FeSO4·7H2O——绿矾CO2——干冰
KAl(SO4)2·12H2O——明矾Ca(ClO)2和CaCl2——漂白粉CuSO4·5H2O——胆矾、蓝矾
H2O2——双氧水SiO2——石英、水晶Na2SiO3溶液——水玻璃Fe2O3——铁红、赤铁矿
Fe3O4——磁铁矿Al和Fe2O3——铝热剂
六、物质的变化
(一)物质变化的分类
1、四种基本反应类型:化合反应分解反应置换反应复分解反应
2、四种基本反应类型与氧化还原反应的关系:
⑴置换反应一定是氧化还原反应。如:2Na+2H2O=2NaOH+H2↑Cl2+2KBr=2KCl+Br2
⑵复分解反应一定不是氧化还原反应。如:Al2(SO4)3+6NH3·H2O==2Al(OH)3↓+3(NH4)2SO4
⑶化合反应、分解反应可能是氧化还原反应。
如4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)33Fe+2O2Fe3O4既是化合反应又是氧化还原反应;
SO2+H2OH2SO3Na2O+H2O=2NaOH是化合反应而不是氧化还原反应。
2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑既是分解反应又是氧化还原反应;
2Fe(OH)3Fe2O3+3H2O是分解反应但不是氧化还原反应。
(二)离子反应
1、酸、碱、盐的概念
⑴酸:电离时生成的阳离子全部是H+的化合物。如:H2SO4、HCl、HNO3、H2CO3、CH3COOH等。
⑵碱:电离时生成的阴离子全部是OH-的化合物。如:Ba(OH)2、KOH、NH3·H2O等。
⑶盐:能电离出金属离子(或铵根离子)和酸根离子的化合物。如:KCl、Na2SO4、CaCl2、NH4Cl等。
2、离子反应
⑴定义:在水溶液中有离子参加的一类反应。
⑵离子反应发生的条件:a、有沉淀生成;b、有气体生成;c、有水、弱酸、弱碱生成。
3、离子方程式
⑴定义:用实际参加反应离子符号表示反应的方程式
⑵书写步骤:“写(写化学方程式)、拆(把强酸、强碱及易溶盐拆写成离子)、删(删去方程式两边不参加反应的离子及化学计量数约简为最简)、查(检查离子方程式两边各元素的原子个数和电荷数是否相等)。”
⑶意义:不仅可以表示某一定物质间的具体反应,还可以表示所有同一类型的离子反应。
4、离子方程式书写应注意的问题
(1)在离子反应里,把强酸、强碱、可溶盐拆写成离子符号,其它物质一般都保留其化学式,不能拆写。
强酸:盐酸(HCl)、***(HNO3)、硫酸(H2SO4)
强碱:NaOHKOHBa(OH)2Ca(OH)2
可溶盐:***化物:除AgCl外;***盐:所有;硫酸盐:除BaSO4外
碳酸盐:Na2CO3K2CO3(NH4)2CO3
碳酸氢盐:所有(如NaHCO3KHCO3)
(2)检查离子方程式,方程式两边电荷总数和原子总数是否相等。
5、离子共存:在溶液中,如有两种离子若能发生反应则这两种离子不能共存于同一溶液。
⑴有沉淀生成,如Ba2+和SO42-、Ag+和Cl-、Fe3+和OH-等因生成沉淀而不能大量共存
⑵有气体生成,如CO32-、HCO3-与H+因生成气体而不能大量共存
⑶因生成水或弱酸或弱碱,如H+与OH-因生成水、NH4+与OH-因生成一水合氨而不能大量共存。
⑷隐含条件时常见情况:
①“无色溶液”中不能存在有色离子如:Fe3+、Fe2+、Cu2+、MnO4-
等。
②“酸性溶液”中隐含该溶液中存在大量的H+即:能与H+反应的离子不能大量共存,
如OH-、HCO3-、CO32-等
③“碱性溶液”中隐含该溶液中存在大量的OH-即能与OH-反应的离子不能大量共存,
如H+、NH4+、Fe3+、Al3+等。
6、常见离子反应
⑴铝与氢氧化钠溶液反应2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑
⑵金属钠与水反应2Na+2H2O=2Na++2OH-+H2↑
⑶氧化铁溶于盐酸中Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O
⑷***化亚铁加入***水中2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-
⑸***化铁溶液中加入铁粉2Fe3++Fe=3Fe2+
⑹***化铁溶液中加入铜粉2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+
⑦***气通入氢氧化钠溶液中2OH—+Cl2=Cl—+ClO—+H2O
(三)氧化还原反应
1、常见元素的价态:H、Na、K、Ag+1价Ca、Mg、Ba、Zn+2价Al+3价Fe+2、+3价。
Cl-1、+1价,C+2、+4价,NO3-、HCO3--1价,CO32-、SO42--2价。
2、氧化还原反应的特征(判断依据):反应前后有化合价升降。
3、氧化还原反应的本质:有电子的转移(得失或偏移)
4、基本概念及关系:
升(化合价)--失(电子)--氧(氧化反应)--还(还原剂)
降(化合价)--得(电子)--还(还原反应)--氧(氧化剂)
5、表示方法:双线桥和单线桥法
6、常见氧化还原反应:Cl2+H2OHCl+HClO2Ca(OH)2+2Cl2==CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O
2NaOH+Cl2=NaCl+NaClO+H2O2Fe+3Cl22FeCl3
主题3金属及其化合物
一、金属钠及其重要化合物:
1、金属钠的单质:
(1)与非金属反应;2Na+Cl22NaCl;
4Na+O2=2Na2O(白色粉末),2Na+O2Na2O2(黄色火焰,生成淡黄色固体);
(2)与H2O反应:2Na+2H2O=2NaOH+H2↑
现象:浮在水面上——密度小于水;熔化成小球——钠的熔点低,反应为放热反应;
游、嘶——有气体生成;滴有酚酞的水溶液变红——有碱生成
(3)与盐溶液的反应:钠先与水反应,生成的NaOH再与盐溶液反应,如:Na投入CuSO4溶液中产生蓝色沉淀,不能置换出金属铜。
(4)注意:少量金属钠应保存在煤油中;用镊子取用,用滤纸吸干表面的煤油,用小刀切割,剩余的钠放回原试
剂瓶。
(5)主要用途:制过氧化钠,制稀有金属,钠钾合金作原子能反应堆导热剂,制高压钠灯用于道路的照明。
(6)工业制法:电解熔融的NaCl;
2、钠的氧化物:
Na2O+H2O=2NaOHNa2O+2HCl=2NaCl+H2O
2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2
Na2O2用作供氧剂、漂白剂。
3、碳酸钠与碳酸氢钠:碳酸钠(Na2CO3,俗名:纯碱或苏打)、碳酸氢钠(NaHCO3,俗名小苏打)
(1)物理性质:碳酸钠,白色易溶于水的粉末;碳酸氢钠,白色溶于水的细小晶体。它们的水溶液都呈碱性,
NaHCO3可作为食用碱。在相同条件下,碳酸钠溶解度>碳酸氢钠溶解度
(2)化学性质:2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑
NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑HCO3-+H+=CO2↑+H2O
Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑CO32-+2H+=CO2↑+H2O
Na2CO3+Ca(OH)2=CaCO3↓+2NaOHCO32-+Ca2+=CaCO3↓(白色)
Na2CO3+BaCl2=2NaCl+BaCO3↓CO32-+Ba2+=BaCO3↓(白色)
Na2CO3+CaCl2=2NaCl+CaCO3↓CO32-+Ca2+=CaCO3↓(白色)
NaHCO3溶液也能与石灰水反应生成CaCO3白色沉淀。
(3)Na2CO3与NaHCO3相互转化
:2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑
:Na2CO3+CO2+H2O=2NaHCO3
(4)鉴别Na2CO3、NaHCO3的方法:
a、分别取少量试样于两支试管中,加水配成等体积溶液,分别滴加酚酞,颜色较红的为Na2CO3;
b、分别取少量试样于两支试管中,分别加热,产物能使澄清石灰水变浑浊的为NaHCO3;
c、分别取少量试样于两支试管中,加水配成溶液,分别滴加BaCl2或CaCl2溶液,有白色沉淀产生的为Na2CO3。(不能用石灰水来区分)
二、金属铝及其重要化合物
1、金属铝的单质: