由“套裝”連接成“系統(tǒng)”(合成)

第十章“四步學(xué)習(xí)”抓牢實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)第三步由“套裝”連接成“系統(tǒng)”(合成)沾化一中：孔令杰一、高考?？嫉?個(gè)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)(一)Cl2的實(shí)驗(yàn)室制備系統(tǒng)[實(shí)驗(yàn)裝置][?？紗?wèn)題][使用建議：先思考，再比對(duì)答案，然后將正確答案謄寫到空白處(對(duì)自己表述不規(guī)范的術(shù)語(yǔ)可用紅筆標(biāo)注以示提醒)。平時(shí)多翻閱、考前再識(shí)記。](1)實(shí)驗(yàn)室制Cl2時(shí)，能否用稀鹽酸代替濃鹽酸？提示：不能；因?yàn)镸nO2與稀鹽酸不反應(yīng)。(2)實(shí)驗(yàn)室制得Cl2中混有哪些雜質(zhì)氣體？如何除去？提示：Cl2中混有HCl氣體和水蒸氣；用飽和食鹽水除去Cl2中的HCl，用濃硫酸除去Cl2中的水蒸氣。(3)尾氣吸收時(shí)，能否用澄清石灰水吸收多余的Cl2?提示：不能；因?yàn)槿芤褐蠧a(OH)2的濃度小，吸收不完全。(4)如何確定集氣瓶中的Cl2已收集滿？提示：集氣瓶中充滿了黃綠色氣體。(二)SO2的實(shí)驗(yàn)室制備系統(tǒng)[實(shí)驗(yàn)裝置][方案一][方案二][常考問(wèn)題](1)能否用Na2SO3和稀硫酸制取SO2?提示：不能；原因是SO2在水中的溶解度較大，且SO2能與水發(fā)生反應(yīng)，故用Na2SO3與較濃的H2SO4或濃H2SO4制備。(3)C裝置的作用是什么？觀察到現(xiàn)象是什么？提示：驗(yàn)證SO2的氧化性；溶液中產(chǎn)生黃色渾濁。(4)裝置E中銅絲為什么要盤成螺旋狀？提示：增大銅與濃H2SO2的接觸面積，提高化學(xué)反應(yīng)速率。(5)用方法二制取SO2時(shí)，如何控制反應(yīng)的發(fā)生和停止？提示：將銅絲抽出，反應(yīng)停止；將銅絲伸入濃H2SO4中，反應(yīng)發(fā)生，產(chǎn)生SO2。(三)NH3的實(shí)驗(yàn)室制備系統(tǒng)[實(shí)驗(yàn)裝置]

[?？紗?wèn)題](1)實(shí)驗(yàn)室制氨氣時(shí)，能否用NH4HCO3代替NH4Cl?提示：不能；因?yàn)镹H4HCO3受熱分解產(chǎn)生CO2氣體，會(huì)使制得的氨氣中混有雜質(zhì)氣體。(2)干燥管中堿石灰的作用是什么？提示：除去氨氣中的水蒸氣(或干燥氨氣)。(3)試管口堵一棉花團(tuán)的作用是什么？提示：支撐固定導(dǎo)管的作用，且減少NH3與空氣的對(duì)流，提高氨氣的純度。(4)如何通過(guò)實(shí)驗(yàn)證明試管中的氨氣已收集滿？提示：將濕潤(rùn)的紅色石蕊試紙置于試管口，若試紙變藍(lán)色，說(shuō)明NH3已收集滿；或?qū)⒄河袧恹}酸的玻璃棒置于試管口，若有白煙產(chǎn)生，說(shuō)明NH3已收集滿。(四)H2的實(shí)驗(yàn)室制備系統(tǒng)[實(shí)驗(yàn)裝置][?？紗?wèn)題](1)實(shí)驗(yàn)室中用鋅粒和稀硫酸反應(yīng)制取H2，能否用稀硝酸代替稀硫酸？提示：不能；因?yàn)殇\粒與稀硝酸反應(yīng)不產(chǎn)生H2，而是生成NO。(2)長(zhǎng)頸漏斗頸口為什么要伸入到液面以下？提示：防止產(chǎn)生的H2從長(zhǎng)頸漏斗中逸出，故長(zhǎng)頸漏斗頸口必須伸入到液面以下。(3)廣口瓶中的導(dǎo)氣管為什么進(jìn)氣管短，出氣管長(zhǎng)？提示：因?yàn)闅錃獾拿芏缺瓤諝獾男?，?yīng)用向下排空氣法收集氫氣。(4)用裝置A制取氣體有何優(yōu)點(diǎn)？中學(xué)化學(xué)中還能用該裝置制取哪些氣體？提示：用該裝置制取氣體時(shí)能通過(guò)彈簧夾做到隨開隨用，隨關(guān)隨停，即打開彈簧夾，稀H2SO4注入試管中與Zn粒反應(yīng)產(chǎn)生H2，用彈簧夾夾緊橡皮管時(shí)，隨著反應(yīng)的進(jìn)行產(chǎn)生的氣體使試管內(nèi)氣體的壓強(qiáng)大于外界的壓強(qiáng)，將液體壓回到長(zhǎng)頸漏斗中，當(dāng)鋅粒與稀H2SO4不再接觸時(shí)反應(yīng)自動(dòng)停止。中學(xué)化學(xué)中還可以用此裝置制取CO2氣體(大理石與稀鹽酸)。(5)如何通過(guò)實(shí)驗(yàn)證明廣口瓶中已收集滿H2?提示：用向下排空氣法從導(dǎo)管a處收集一小試管氣體，用拇指堵住管口，靠近酒精燈的火焰，若聽到“噗”的一聲，證明廣口瓶中已收集滿H2。(五)O2的實(shí)驗(yàn)室制備系統(tǒng)[實(shí)驗(yàn)裝置][常考問(wèn)題](1)裝置A的試管為什么要略向下傾斜？提示：防止加熱過(guò)程中產(chǎn)生的水蒸氣在試管口冷凝后倒流而引起試管炸裂。(2)用裝置A制取氣體對(duì)反應(yīng)物有何要求？中學(xué)化學(xué)中利用該裝置還能制取哪些氣體？提示：用裝置A制取氣體要求反應(yīng)物的狀態(tài)必須是固體，中學(xué)化學(xué)中用該裝置還可以制取氨氣。(3)如何通過(guò)實(shí)驗(yàn)證明試管a中收集的氣體是O2?提示：將帶火星的木條伸到試管a的管口，若木條復(fù)燃，證明收集的氣體是O2。(六)NO2的實(shí)驗(yàn)室制備系統(tǒng)[實(shí)驗(yàn)裝置][?？紗?wèn)題](1)試管A中觀察到的現(xiàn)象有哪些？提示：銅絲表面有氣泡產(chǎn)生，試管A上部空間充滿紅棕色氣體，溶液由無(wú)色變成藍(lán)色。(2)如何控制試管A內(nèi)反應(yīng)的發(fā)生和停止？提示：通過(guò)抽動(dòng)的銅絲控制反應(yīng)的發(fā)生與停止，抽出銅絲，使銅絲與濃硝酸脫離接觸，反應(yīng)停止。(3)能否將B裝置中的進(jìn)氣管與出氣管調(diào)換？提示：不能，原因是NO2的密度比空氣的大，應(yīng)用向上排空氣法收集氣體。(4)裝置C中NaOH溶液的作用是什么？試寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式。提示：吸收多余的NO2氣體，以防污染環(huán)境。2NO2＋2NaOH===NaNO3＋NaNO2＋H2O(七)NO(CO2)的制取與性質(zhì)驗(yàn)證[實(shí)驗(yàn)裝置][?？紗?wèn)題](1)設(shè)計(jì)裝置A的目的是什么？提示：利用裝置A生成的CO2氣體排盡裝置內(nèi)空氣，防止NO與O2反應(yīng)生成NO2，對(duì)NO的觀察造成干擾。(2)為達(dá)到實(shí)驗(yàn)裝置A的目的，應(yīng)如何操作？提示：打開K，且打開分液漏斗活塞，當(dāng)裝置C中石灰水變渾濁時(shí)，關(guān)閉活塞K。(3)利用裝置E、F如何驗(yàn)證E中的無(wú)色氣體是NO?提示：將注射器F中的空氣推入E中，或?qū)中的無(wú)色氣體吸入到注射器中，若氣體由無(wú)色變?yōu)榧t棕色，說(shuō)明E中的無(wú)色氣體是NO。(4)裝置D的作用是什么？提示：吸收多余的氮的氧化物，并兼有防倒吸的功能。(5)實(shí)驗(yàn)室里用大理石與稀鹽酸反應(yīng)制取CO2，能否用稀H2SO2代替鹽酸？提示：不能；因?yàn)镃aCO3與稀H2SO4反應(yīng)生成的CaSO4微溶于水，覆蓋在大理石的表面，阻止了H2SO4與CaCO3的進(jìn)一步反應(yīng)。(八)Fe(OH)2的實(shí)驗(yàn)室制備系統(tǒng)[實(shí)驗(yàn)裝置][常考問(wèn)題](1)制取Fe(OH)2實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵問(wèn)題是什么？提示：避免實(shí)驗(yàn)過(guò)程中Fe(OH)2與O2接觸。(2)制備Fe(OH)2時(shí)為什么要滴入稀硫酸？提示：滴入稀硫酸，鐵粉與稀硫酸反應(yīng)產(chǎn)生H2，用于排除A裝置中的空氣。(3)實(shí)驗(yàn)中為什么要把B裝置的導(dǎo)管口伸入到液面下？提示：起液封作用，防止空氣由導(dǎo)管進(jìn)入A裝置而導(dǎo)致Fe(OH)2被氧化。(4)實(shí)驗(yàn)時(shí)，先擠壓A裝置的哪一個(gè)膠頭滴管的膠頭？提示：先擠壓盛有稀硫酸的膠頭滴管的膠頭，目的是先用稀硫酸與鐵粉反應(yīng)生成的H2排除裝置中的空氣。(九)乙酸乙酯的實(shí)驗(yàn)室制備系統(tǒng)[實(shí)驗(yàn)裝置][常考問(wèn)題](1)試管a中加入試劑的先后順序是什么？能不能先加入濃硫酸？提示：先加入乙醇，再加入濃硫酸，最后加入冰醋酸。不能先加入濃硫酸，原因是濃H2SO4密度大，且與乙醇混合時(shí)放出大量的熱易造成液體飛濺。(2)由乙醇、乙酸制備乙酸乙酯時(shí)，為什么乙醇的物質(zhì)的量要多于乙酸？提示：乙酸、乙醇發(fā)生酯化反應(yīng)是可逆反應(yīng)，增大乙醇的用量可使平衡向生成酯的方向進(jìn)行，提高乙酸的轉(zhuǎn)化率。(3)b試管中的導(dǎo)氣管為什么不能伸入到液面以下？提示：防止倒吸。(4)飽和Na2CO3溶液能否用NaOH溶液代替？提示：不能；原因是乙酸乙酯在NaOH溶液中發(fā)生水解反應(yīng)。(5)如何除去乙酸乙酯中混有的少量乙酸？提示：用飽和Na2CO3溶液除去乙酸乙酯中的少量乙酸。二、化學(xué)實(shí)驗(yàn)基本操作的歸類識(shí)記(一)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的幾個(gè)“先后”1．加熱試管時(shí)，先均勻加熱，后局部加熱。2．制取氣體時(shí)，先檢查裝置氣密性后裝藥品。3．使用容量瓶、分液漏斗、滴定管時(shí)，先檢查是否漏水后洗滌干凈。4．用排水法收集氣體后，先移出導(dǎo)管后撤酒精燈。5．用石蕊試紙、淀粉—KI試紙檢驗(yàn)氣體性質(zhì)時(shí)，要先用蒸餾水將試紙潤(rùn)濕，再靠近氣體檢驗(yàn)，而用pH試紙測(cè)定溶液酸堿性時(shí)不能將試紙潤(rùn)濕，應(yīng)用玻璃棒蘸取待測(cè)液少許點(diǎn)到pH試紙上，再與標(biāo)準(zhǔn)比色卡對(duì)比。6．中和滴定實(shí)驗(yàn)，用蒸餾水洗滌的滴定管先用標(biāo)準(zhǔn)液潤(rùn)洗2～3次后再裝標(biāo)準(zhǔn)液；同理，用移液管移取液體時(shí)先用標(biāo)準(zhǔn)液潤(rùn)洗2～3次后再移取。7．點(diǎn)燃可燃性氣體時(shí)，應(yīng)先驗(yàn)純?cè)冱c(diǎn)燃；凈化氣體時(shí)，應(yīng)先洗氣再干燥。8．焰色反應(yīng)實(shí)驗(yàn)中，每完成一個(gè)實(shí)驗(yàn)，鉑絲都應(yīng)先蘸取稀鹽酸放在火焰上灼燒至無(wú)色后再做下一個(gè)實(shí)驗(yàn)。9．配制一定物質(zhì)的量濃度的溶液時(shí)，溶解或稀釋后的溶液應(yīng)先冷卻后再轉(zhuǎn)移到容量瓶中。(二)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的幾個(gè)“零”1．滴定管的“零”刻度在滴定管的上部(但不在最上部)，在量取液體的體積時(shí)凹液面的最低處不一定在“零”刻度。2．量筒沒有“零”刻度。3．托盤天平的“零”刻度在標(biāo)尺的最左邊，在使用時(shí)要調(diào)“零”，使用后再回“零”。4．溫度計(jì)的“零”刻度在溫度計(jì)的中下部。(三)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的幾個(gè)“數(shù)據(jù)”1．托盤天平的精確度為0.1g。2．滴定管的精確度為0.01mL。3．酒精燈內(nèi)酒精的量不能少于燈體容積的1/4，也不能多于燈體容積的2/3。4．試管在加熱時(shí)所加液體不能超過(guò)試管容積的1/3，且要與桌面成45°角；用試管夾夾試管時(shí)，應(yīng)夾在離試管口1/3處。5．燒杯、燒瓶加熱時(shí)盛液量均為容積的1/3～2/3；蒸發(fā)皿加熱時(shí)盛液量不宜超過(guò)容積的2/3。6．液體取用時(shí)，若沒有說(shuō)明用量，一般取1～2mL。7．配制一定物質(zhì)的量濃度的溶液時(shí)，燒杯和玻璃棒要洗2～3次；用燒杯往容量瓶中加蒸餾水時(shí)，一般加到距離刻度線1～2cm處，要改用膠頭滴管滴加。8．酸堿指示劑的用量一般是2～3滴。(四)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的幾個(gè)“標(biāo)志”1．儀器洗滌干凈的標(biāo)志：儀器內(nèi)壁附著均勻水膜，不掛水珠，也不成股流下。2．中和滴定終點(diǎn)的標(biāo)志：加入最后一滴溶液，錐形瓶?jī)?nèi)溶液變色且半分鐘內(nèi)保持不變。3．容量瓶不漏水的標(biāo)志：向容量瓶中加入一定量的水，用食指摁住瓶塞，將其倒立觀察，然后再將容量瓶正立，并將瓶塞旋轉(zhuǎn)180°后塞緊，再倒立觀察，均無(wú)水滲出。4．容量瓶、量筒、移液管、滴定管中液面達(dá)到刻度線的標(biāo)志：平視，液體凹液面與刻度線相切。5．用排空氣法收集酸性或堿性氣體時(shí)，收集滿的標(biāo)志：用潤(rùn)濕的試紙靠近集氣瓶口，試紙變色。6．天平平衡的標(biāo)志：指針在分度盤的中央或指針左右擺動(dòng)的格數(shù)相等。(五)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的幾個(gè)“大小”1．稱量時(shí)，先估計(jì)出質(zhì)量，加砝碼的順序是先大后小，再調(diào)游碼；取回砝碼時(shí)次序相反。2．使用干燥管干燥氣體(或除雜)時(shí)，氣流的方向應(yīng)是從大端進(jìn)小端出(即大進(jìn)小出)。3．溶解氣體時(shí)，溶解度較小者(如Cl2、H2S)可把導(dǎo)管直接插入水中，而溶解度大者(如HCl、NH3)導(dǎo)管末端接一倒置的漏斗，讓漏斗邊緣接觸水面，以防倒吸。4．裝入干燥管內(nèi)的藥品顆粒不能太大或太小，太大時(shí)干燥效果不好，太小時(shí)氣體流通不暢。5．固體藥品應(yīng)保存在廣口試劑瓶中，液體藥品應(yīng)保存在細(xì)口試劑瓶中。(六)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的幾個(gè)“上、下”1．收集氣體時(shí)，相對(duì)分子質(zhì)量大于29時(shí)用向上排空氣法收集，小于29時(shí)用向下排空氣法收集。2．分液操作時(shí)，下層液體應(yīng)從分液漏斗的下口放出，上層液體要從分液漏斗的上口倒出。3．配制一定物質(zhì)的量濃度的溶液時(shí)，在引流時(shí)玻璃棒的上面不能接觸容量瓶口，而下端則應(yīng)靠在容量瓶刻度線下的內(nèi)壁上(即下靠上不靠，下端靠線下)。4．用水冷凝氣體時(shí)，冷凝管中的水從下方進(jìn)上方出(逆流原理)。5．用溫度計(jì)測(cè)液體溫度時(shí)水銀球應(yīng)在液面下，而測(cè)蒸氣溫度時(shí)則應(yīng)在液面上。6．制氣實(shí)驗(yàn)中長(zhǎng)頸漏斗的末端應(yīng)插入液面以下，而用分液漏斗加液時(shí)，漏斗下端不可浸入液面以下。(七)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的幾個(gè)“長(zhǎng)短”1．洗氣時(shí)用帶雙導(dǎo)管的洗氣瓶，氣體應(yīng)從長(zhǎng)導(dǎo)管進(jìn)，短導(dǎo)管出(即長(zhǎng)進(jìn)短出)。2．用排液法測(cè)量氣體的體積時(shí)，氣體應(yīng)從短管進(jìn)入，液體則從長(zhǎng)管被壓出(即短進(jìn)長(zhǎng)出)。(八)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的幾個(gè)“不能”1．酸式滴定管不能裝堿性溶液，堿式滴定管不能裝酸性及氧化性溶液。2．容量瓶不能長(zhǎng)期存放溶液，更不能作為反應(yīng)容器，也不可加熱，瓶塞不可互用。3．燒瓶、燒杯、錐形瓶不能直接加熱。4．pH試紙?jiān)跍y(cè)液前不能用水潤(rùn)濕。5．藥品不能入口和用手直接接觸，實(shí)驗(yàn)剩余藥品不能放回原處，不能隨意丟棄，要放入指定容器內(nèi)。6．中和滴定實(shí)驗(yàn)中錐形瓶不能用待測(cè)液潤(rùn)洗。7．溫度計(jì)不能代替玻璃棒用于攪拌，測(cè)液體溫度時(shí)不能與容器內(nèi)壁接觸。8．天平稱量藥品時(shí)，藥品不能直接放在托盤上。9．量筒不能用來(lái)配制溶液或進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，更不能用來(lái)加熱或量取熱溶液。10．試紙不能直接用手拿，要用鑷子夾取。11．酒精燈的使用中不能燈點(diǎn)燈，不可嘴吹燈，燃著時(shí)不可加酒精。12．配制一定物質(zhì)的量濃度的溶液時(shí)，定容搖勻后液面低于刻度線時(shí)不能再加蒸餾水。[高頻考點(diǎn)領(lǐng)悟]1．(2015·山東理綜，7)進(jìn)行化學(xué)實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)強(qiáng)化安全意識(shí)。下列做法正確的是()A．金屬鈉著火時(shí)使用泡沫滅火器滅火B(yǎng)．用試管加熱碳酸氫鈉固體時(shí)使試管口豎直向上C．濃硫酸濺到皮膚上時(shí)立即用稀氫氧化鈉溶液沖洗D．制備乙烯時(shí)向乙醇和濃硫酸的混合液中加入碎瓷片[解析]金屬鈉與泡沫滅火器中的水反應(yīng)，而且鈉在燃燒時(shí)與氧氣反應(yīng)生成過(guò)氧化鈉，過(guò)氧化鈉會(huì)與泡沫滅火器中的CO2、H2O反應(yīng)生成氧氣助燃，因而金屬鈉著火時(shí)不能用泡沫滅火器滅火，A項(xiàng)錯(cuò)誤；加熱固體時(shí)為了防止生成的水蒸氣冷凝回流到熱的試管底部，從而使試管炸裂，試管口應(yīng)該略向下傾斜，B項(xiàng)錯(cuò)誤；濃硫酸濺到皮膚上應(yīng)立即用大量水沖洗，然后再涂上3%～5%的NaHCO3溶液，C項(xiàng)錯(cuò)誤；制備乙烯時(shí)加入碎瓷片可防止劇烈沸騰，D項(xiàng)正確。[答案]D2．實(shí)驗(yàn)基本操作的正誤判斷(1)(2014·全國(guó)卷Ⅰ)酸式滴定管裝標(biāo)準(zhǔn)溶液前，必須先用該溶液潤(rùn)洗。()(2)(2014·大綱卷)用蒸餾水潤(rùn)濕的試紙測(cè)溶液的pH，一定會(huì)使結(jié)果偏低。()(3)(2013·天津卷)用潤(rùn)濕的pH試紙測(cè)稀堿溶液的pH。()(4)(2012·