浙江省高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)導(dǎo)航 第1單元第5講 研究物質(zhì)的實驗方法課件 新課標(biāo)

一、常見儀器的識別一、常見儀器的識別 填出下列各儀器的名稱 1用于加熱的儀器 各儀器名稱分別是：燒杯、試管、錐形瓶、圓底燒瓶、平底燒瓶、蒸餾燒瓶、蒸發(fā)皿、燃燒匙、坩堝 2用于計量的儀器 各儀器名稱分別是：量筒、酸式滴定管、堿式滴定管、溫度計、1000 mL容量瓶、托盤天平 3用于分離的儀器 各儀器名稱分別是：干燥器、球形干燥器、洗氣瓶、冷凝管、分液漏斗、漏斗、長頸漏斗4藥品貯存的儀器 各儀器名稱分別是：集氣瓶、廣口試劑瓶 5其他儀器各儀器名稱分別是：啟普發(fā)生器、膠頭滴管、研缽 二、基本操作及常見氣體的制備二、基本操作及常見氣體的制備1常見的氣體發(fā)生裝置 問題：(1)甲裝置適用于制備氣體的類型：固固 氣體(2)乙裝置適用于制備氣體的類型：液固(液) 氣體(3)丙、丁裝置適用于制備氣體的類型：液固 氣體 不加熱2由啟普發(fā)生裝置原理延伸實驗裝置 問題：用F裝置制氫氣或停止的操作方法是：傾斜試管，讓酸液與鋅接觸，即可產(chǎn)生H2，若豎立試管，酸液不與鋅接觸，則無H2產(chǎn)生。 3常見的氣體收集裝置 問題：(1)用收集裝置適合收到的氣體：不溶于或在水槽中液體溶解度較小的氣體，如Cl2、H2、CH4、NO等。 (2)用收集裝置適合收集的氣體類型：不與空氣反應(yīng)，比空氣密度大且不會污染環(huán)境的氣體，如CO2。 (3)在后再接尾氣吸收裝置，可收集氣體類型：a口進(jìn)氣收集密度比空氣大的氣體，如Cl2；b口進(jìn)氣收集密度比空氣小的氣體，如有毒的氣體。4常見的量氣裝置 問題：讀取氣體體積應(yīng)注意哪些？ 在讀數(shù)之前，必須保證氣體的溫度、壓強(qiáng)均與外界相同。為此，應(yīng)等所制備氣體的溫度與環(huán)境一致后，通過調(diào)節(jié)兩端液面，到兩端高度相同時再讀取體積?？键c一 儀器類別和規(guī)格的選擇 例例1 配制一定量的溶液時，若量取5 mL濃鹽酸，常使用10 mL量筒，而不使用100 mL量筒，目的是減少誤差，請說明若使用100 mL量筒造成較大誤差的兩個原因是： (1)_; (2)_. 【解析】容器容積越大，讀數(shù)誤差越大，倒出液體后，殘留液體也較多一些，因而誤差較大。讀數(shù)誤差較大 液體倒出后，量筒內(nèi)壁殘留的液體較多 【方法技巧點撥】量筒使用中的出錯點：手拿著量筒讀數(shù)；讀數(shù)時有的俯視，有的仰視；有的不能依據(jù)需量取液體體積選擇合適量程的量筒。液體加多了，又用滴管向外吸。正確方法：使用量筒時應(yīng)根據(jù)需量取的液體體積，選用能一次量取即可的最小規(guī)格的量筒。操作要領(lǐng)是“量液體，筒平穩(wěn)；口挨口，免外流；改滴加，至刻度；讀數(shù)時，視線與液面最低處保持水平”。若不慎加入液體的量超過刻度，應(yīng)手持量筒倒出少量于指定容器中，再用滴管滴至刻度處。量筒不能加熱，不能量取溫度過高的液體，也不能作為化學(xué)反應(yīng)及配制溶液的儀器?？键c二 儀器的正確使用 例例2 下列對溫度計的使用方法正確的是() A在加熱某溶液時，讀取溫度數(shù)值后，即可用溫度計攪拌溶液 B用體溫計代替實驗用溫度計測量某熱溶液的溫度 C使用前，一定要認(rèn)清溫度計的最小刻度值 D在過濾實驗中，可用溫度計代替玻璃棒引流 C 【解析】溫度計使用時要認(rèn)清其最小刻度值，且不能超過量程，以免損壞溫度計。 【方法技巧點撥】要結(jié)合所測量溫度高低，選擇相應(yīng)的溫度計。測量時應(yīng)將溫度計的玻璃泡全部浸入被測液體中，不要碰到容器底或容器壁。記錄時應(yīng)待溫度計的示數(shù)不變化，即在液柱停止上升或下降時讀數(shù)，讀數(shù)時，玻璃泡不能離開被測液體。同時，視線必須與溫度計中液柱的上表面相平。用溫度計測量液體溫度時，被測量的液體的數(shù)量不能太少，起碼要能夠全部淹沒溫度計的玻璃泡，而且要用攪拌棒(不可用溫度計代替攪拌棒)將液體攪拌，使整個液體各處的溫度均勻后再測量。蒸餾實驗中測量蒸氣溫度時，應(yīng)使溫度計的水銀球部位置于蒸餾燒瓶支管口略下?？键c三 常用儀器組件 例例3 如下圖，從實驗安全和環(huán)境保護(hù)的角度考慮，當(dāng)用于吸收HCl氣體時(裝置中液體為水，固體為堿石灰)，應(yīng)選用的裝置是_，在以上所選裝置中，若用于吸收NH3，不宜采用的是_，原因是_。 【解析】在選用尾氣吸收裝置時，要考慮兩點：能充分吸收氣體；要防止倒吸。A和I兩點均符合；B不能防倒吸，也不能充分吸收氣體；C中由于左邊的導(dǎo)管短，當(dāng)右邊發(fā)生噴泉現(xiàn)象后，流入的液體會從左邊回流；D兩點均符合(由于左邊導(dǎo)管高于右邊導(dǎo)管，不會發(fā)生回流)；E兩點均符合；F和G要發(fā)生倒吸；H中堿石灰可充分吸收HCl氣體。且不會發(fā)生倒吸現(xiàn)象；J氣體從CCl4出來后才被水吸收，不會倒吸，所以選用的裝置是A、D、E、H、I、J。NH3是堿性氣體，不能被堿石灰吸收，不應(yīng)采用H吸收NH3。 【答案】ADEHIJH 氨氣是堿性氣體，不能被堿石灰吸收 【方法技巧點撥】對環(huán)境有害的氣體，在實驗室中必須對其尾氣進(jìn)行處理。分析選擇尾氣吸收方法的依據(jù)是：使有害的氣體反應(yīng)掉，同時不能再產(chǎn)生有害氣體，主要方法有：可燃性氣體可采用“火封法”(即通過點燃使其燃燒掉，如CO、CH4、C2H4、C2H2等氣體)；水溶性大的氣體可采用“水封法”(即將該氣體通入水中，如HCl、NH3等氣體)；酸性氣體可采用“堿封法”(即用堿液吸收該氣體，如SO2、Cl2等氣體)。H2S氣體可用CuSO4溶液吸收等?？键c四 氣體發(fā)生裝置的選擇 例例4 如下圖所示，A、B、C是實驗室常用的三種制取氣體的裝置，提供的藥品：大理石、濃鹽酸、鋅粒、稀鹽酸、二氧化錳、氯化銨、熟石灰?，F(xiàn)欲利用這些藥品分別制取NH3、Cl2、H2、CO2四種氣體，試回答以下問題： (1)選用A裝置可制取的氣體有_；選用B裝置可制取的氣體有_；通常選用C裝置制取的氣體有_。(2)標(biāo)號為、的儀器名稱依次是_、_。(3)寫出利用上述有關(guān)藥品制取Cl2反應(yīng)的離子方程式_ NH3 H2、CO2 Cl2 分液漏斗 圓底燒瓶 MnO24H2Cl=Mn2Cl22H2O 【解析】首先根據(jù)題目提供的藥品可知：制取NH3可用NH4Cl和Ca(OH)2在加熱反應(yīng)制取，2NH4Cl+Ca(OH)2=2NH3+CaCl2+2H2O，屬于“固+固”加熱型，對照裝置，選用A。制取Cl2可選 用 M n O2和 濃 鹽 酸 加 熱 反 應(yīng) 制 取 ，MnO2+4HCl(濃)= MnCl2+Cl2+2H2O，屬于“固+液”加熱型，對照裝置，選用C。制取H2可用鋅粒與稀鹽酸反應(yīng)制取，Zn+2HCl=ZnCl2+H2；CO2可 用 大 理 石 與 稀 鹽 酸 反 應(yīng) 制 取 ，CaCO3+2HCl=CaCl2+CO2+2H2O，對照裝置，選用B。 【方法技巧點撥】選擇什么樣的氣體發(fā)生裝置選擇的主要依據(jù)有：反應(yīng)物的狀態(tài)和反應(yīng)條件，如實驗室制取HCl(反應(yīng)物是粉末狀的NaCl和濃硫酸，反應(yīng)條件是微熱)就不能選擇啟普發(fā)生器；再如實驗室制取氯氣和氯化氫，其反應(yīng)物狀態(tài)和反應(yīng)條件完全一致，所以選擇的實驗裝置也一樣；所制取氣體的性質(zhì)，要從所要制備的氣體的物理、化學(xué)性質(zhì)綜合分析從而找出合理可行的實驗裝置。同時要注意利用啟普發(fā)生器原理改裝的裝置(如下圖所示)。 考點五 常見安全問題 例例5 已知乙醇的沸點是78 ，能與水以任意比例混溶。乙醚的沸點是34.6 ，微溶于水，在飽和Na2CO3溶液中幾乎不溶，乙醚極易燃燒，今欲在實驗室用乙醇制取乙醚。 (1)用化學(xué)方程式表示實驗室制乙醚的反應(yīng)原理_，該有機(jī)反應(yīng)的類型為_反應(yīng)。 (2)甲和乙兩位同學(xué)分別設(shè)計了如圖兩套實驗室制取乙醚的裝置，其中_裝置更適合，理由是_。 (3)反應(yīng)時迅速升溫到_ ，然后保持溫度，因此溫度計應(yīng)插入的位置是_。 (4)在裝置乙的冷凝管處標(biāo)上進(jìn)、出水方向(用箭頭、表示)。用乙裝置收集得到的乙醚中可能含的雜質(zhì)是_，除去這種雜質(zhì)的試劑是_，所用主要儀器是_。 (5)如果溫度過高將發(fā)生_反應(yīng)(填反應(yīng)類型)而生成副產(chǎn)物。 【解析】乙醚沸點低，采用乙裝置冷卻和收集的效果好，能高效地得到產(chǎn)物。乙醚極易燃燒，甲裝置會造成乙醚蒸氣的散逸，且離酒精燈太近易發(fā)生危險，而乙裝置逸出的乙醚蒸氣很少。乙醚在飽和Na2CO3溶液中溶解度小，可用飽和Na2CO3溶液除去乙醚中的乙醇雜質(zhì)。溫度達(dá)到170 時會產(chǎn)生乙烯?！敬鸢浮?(1)CH3CH2OH+HOCH2CH3 CH3CH2OCH2CH3+H2O 取代(2)乙冷卻效果好，遠(yuǎn)離火源(3)140反應(yīng)混合液中(4)從下進(jìn)水，從上出水乙醇、飽和Na2CO3溶液分液漏斗(5)消去 【方法技巧點撥】本題是兩個對比實驗，主要考查學(xué)生對實驗?zāi)康摹⒁蟮睦斫?。認(rèn)真對比兩套裝置，找出其異同點，結(jié)合實驗中的安全知識就能解答。1.1.實驗室制取下列氣體，所用藥品和干燥劑都正確的是()選項制取的氣體藥品干燥劑AH2Zn和稀鹽酸濃H2SO4BH2SFeS和稀鹽酸濃H2SO4CHCl固體NaCl和稀H2SO4堿石灰DNH3NH4Cl和熟石灰P2O5A 【解析】選項A中制取H2的藥品及干燥劑的選擇均正確。選項B中干燥劑選擇錯誤，因濃硫酸具有強(qiáng)氧化性，能將還原性氣體H2S氧化，應(yīng)用P2O5或CaCl2為干燥劑。選項C中藥品選擇錯誤，干燥劑應(yīng)用濃硫酸或P2O5或CaCl2為干燥劑。選項D中的干燥劑選擇錯誤，應(yīng)用堿石灰為干燥劑。 2.(2011上海上海)草酸晶體(H2C2O42H2O)100 開始失水，101.5 熔化，150 左右分解產(chǎn)生H2O、CO和CO2。用加熱草酸晶體的方法獲取某些氣體，應(yīng)該選擇的氣體發(fā)生裝置是(圖中加熱裝置已略去)() 【解析】根據(jù)草酸晶體的性質(zhì)不難得出答案是D。D 3.(2011江蘇江蘇)下列有關(guān)實驗原理或?qū)嶒灢僮髡_的是() A用水濕潤的pH試紙測量某溶液的pH B用量筒量取20 mL 0.5000 molL1 H2SO4溶液于燒杯中，加水80 m L ， 配 制 成 0 . 1 0 0 0 molL1H2SO4溶液C實驗室用圖所示裝置制取少量氨氣D實驗室用圖所示裝置除去Cl2中的少量HClD 【解析】本題屬于基礎(chǔ)實驗與基本實驗操作的考查范疇。 ApH試紙用水濕潤后將沖稀待測溶液。 B0.5000 molL1H2SO4溶液與水混合，混合溶液的體積不是兩者的簡單之和。 C收集試管帶塞子將無法收集到氨氣。 D根據(jù)溶解平衡原理，Cl2在飽和食鹽水溶解度很小，而HCl極易溶解。 本題以pH試紙試用、常見氣體制取、溶液配制、除雜中的實驗操作為素材，考查學(xué)生對實驗操作的熟悉程度和實驗原理的應(yīng)用能力，試圖引導(dǎo)中學(xué)化學(xué)教學(xué)關(guān)注化學(xué)實驗操作的真實性。 4.(2011鄭州一模鄭州一模)下圖的實驗裝置用來分離CO2和CO氣體并干燥。圖中a為止水夾，b為分液漏斗的活塞，通過Y形管和止水夾分別接c、d兩球膽，現(xiàn)裝置內(nèi)的空氣已排盡。為使實驗成功，甲、乙、丙分別盛放的溶液是()ANaHCO3飽和溶液 12 molL1鹽酸 18.4 molL1H2SO4BNa2CO3飽和溶液2 molL1H2SO4NaOH飽和溶液CNaOH飽和溶液 2 molL1H2SO4 18.4 molL1H2SO4D18.4 molL1H2SO4 NaOH飽和溶液 18.4 molL1H2SO4 【解析】由圖示可知甲中所盛試劑用于吸收混合氣中的CO2，可排除A、D兩選項；丙中所盛試劑用于干燥CO和CO2兩氣體，排除B選項。 【答案】C 5.(2011 5.(2011朝陽聯(lián)考朝陽聯(lián)考) )通過實驗、觀察、類比、推理等方法得出正確的結(jié)論是化學(xué)學(xué)習(xí)的方法之一。對下列反應(yīng)的推斷或解釋正確的是()C操作可能的實驗現(xiàn)象解釋A某溶液中加入硝酸酸化的氯化鋇溶液有白色沉淀生成溶液中一定含有SO42- B向CaSO3中加入硝酸有刺激性氣味的氣體生成CaSO3與硝酸反應(yīng)生成SO2C同溫同壓下用pH試紙測定相同濃度的碳酸鈉和硫酸鈉溶液的酸堿性碳酸鈉溶液顯堿性，硫酸鈉溶液顯中性碳酸鈉溶液發(fā)生了水解D向淀粉KI溶液中通入Cl2溶液變藍(lán)Cl2與淀粉發(fā)生顯色反應(yīng) 【解析】A項錯誤，溶液中還有可能含有 、Ag+；B項錯誤， 能被硝酸氧化，同時硝酸被還原為NO，NO也有刺激性氣味；D項錯誤，主要是發(fā)生了Cl2+2I- = 2Cl-+I2的反應(yīng)，I2能與淀粉發(fā)生顯色反應(yīng)。 2-3SO2-3SO 6.下面是某學(xué)生對數(shù)據(jù)的利用情況：用托盤天平稱取11.7 g食鹽；用量筒量取5.26 mL鹽酸；用廣泛pH試紙測得溶液的pH是3.5；滴定未知濃度的鹽酸用去23.10 mL標(biāo)準(zhǔn)NaOH溶液；利用液體的密度可以判斷液體物質(zhì)揮發(fā)性的大??；利用固體溶解度數(shù)據(jù)可判斷煮沸Mg(HCO3)2溶液時，得到產(chǎn)物是Mg(OH)2而不是MgCO3；由原子(或離子)半徑數(shù)據(jù)可推斷某些原子(或離子)的氧化性或還原性強(qiáng)弱；利用沸點數(shù)據(jù)可推測將一些液體混合物分離開來的可能性；其中不正確的是() A B C DB 【解析】儀器和試紙都是有一定精確度，不能完成高于此精確度的稱(測)量。一般，托盤天平的精確度為0.1 g，故合理；量筒(規(guī)格10 mL)最多精確到0.1 mL，廣泛pH試紙的比色卡讀數(shù)為整數(shù)，故不合理；滴定管可以估讀到0.01 mL，故合理；物質(zhì)揮發(fā)性的大小與物質(zhì)本身性質(zhì)有關(guān)，與密度沒有關(guān)系，錯誤；由于Mg(OH)2的溶解度小于MgCO3的，在煮沸時Mg(HCO3)2溶液時，得到產(chǎn)物是Mg(OH)2，正確；某些原子(或離子)帶有相同電荷，半徑小的得電子能力強(qiáng)，相反失電子能力強(qiáng)，也就能夠決定氧化性或還原性強(qiáng)弱，正確；蒸餾原理就是根據(jù)混合物種各組分的沸點不同，而進(jìn)行分離的，正確。 7.現(xiàn)用U形管(用硬質(zhì)玻璃管彎制)、干燥管、酒精燈、膠塞和玻璃導(dǎo)管等儀器設(shè)計如圖裝置來證實稀硝酸與銅反應(yīng)生成NO。(1)補(bǔ)充完成下列實驗步驟：檢驗裝置的氣密性，方法是_。打開活塞A，從U形管長管一端 注 入 稀 硝 酸 ， 一 直 注 到_為止。關(guān)閉活塞A，用酒精燈在U形管短管一側(cè)加熱，當(dāng)觀察到_現(xiàn)象時，立即停止加熱。 (2)記錄描述看到的實驗現(xiàn)象：可在U形管短管上方處觀察到_色氣體產(chǎn)生。若銅絲和稀硝酸均未完全反應(yīng)，在_時反應(yīng)也可自行停止。反應(yīng)自行停止后，如果慢慢打開活塞A，可立即觀察到_。以上現(xiàn)象說明_。 【解析】(1)此裝置類似于啟普發(fā)生器，檢查氣密性的方法與啟普發(fā)生器相同，要點一是長管液面高于短管液面(存在液壓差)，二是靜置后液面位置不變。由于NO極易與空氣中的氧氣反應(yīng)生成紅棕色NO2，為此必須排盡裝置中的空氣。Cu與HNO3(稀)反應(yīng)是不需要加熱的，開始加熱是為了加速反應(yīng)。 (2)生成的NO是無色氣體。Cu與HNO3不接觸，即停止反應(yīng)。連通大氣后，液體會流回短管，NO與O2反應(yīng)生成NO2。 【答案】(1)關(guān)閉玻璃導(dǎo)管活塞A，向U形管長管一段加水至液面高于短管的液面，靜置一段時間后，若液面相對位置不變，則不漏氣 U形管短管一端沒有氣泡銅絲上有氣泡 (2)無NO將HNO3溶液排入長管，使HNO3與銅脫離接觸 連通大氣后，液體會流回短管NO與O2反應(yīng)生成NO2