高二化学必看知识点梳理
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高二化学必看知识点梳理
第一章、化学反应与能量转化
化学反应的实质是反应物化学键的断裂和生成物化学键的形成,化学反应过程中伴随着能量的释放或吸收。
一、化学反应的热效应
1、化学反应的反应热
(1)反应热的概念:
当化学反应在一定的温度下进行时,反应所释放或吸收的热量称为该反应在此温度下的热效应,简称反应热。用符号Q表示。
(2)反应热与吸热反应、放热反应的关系。
Q>0时,反应为吸热反应;Q<0时,反应为放热反应。
(3)反应热的测定
测定反应热的仪器为量热计,可测出反应前后溶液温度的变化,根据体系的热容可计算出反应热,计算公式如下:
Q=-C(T2-T1)
式中C表示体系的热容,T1、T2分别表示反应前和反应后体系的温度。实验室经常测定中和反应的反应热。
2、化学反应的焓变
(1)反应焓变
物质所具有的能量是物质固有的性质,可以用称为“焓”的物理量来描述,符号为H,单位为kJ·mol-1。
反应产物的总焓与反应物的总焓之差称为反应焓变,用ΔH表示。
(2)反应焓变ΔH与反应热Q的关系。
对于等压条件下进行的化学反应,若反应中物质的能量变化全部转化为热能,则该反应的反应热等于反应焓变,其数学表达式为:Qp=ΔH=H(反应产物)-H(反应物)。
(3)反应焓变与吸热反应,放热反应的关系:
ΔH>0,反应吸收能量,为吸热反应。
ΔH<0,反应释放能量,为放热反应。
(4)反应焓变与热化学方程式:
把一个化学反应中物质的变化和反应焓变同时表示出来的化学方程式称为热化学方程式,如:H2(g)+
O2(g)=H2O(l);ΔH(298K)=-285.8kJ·mol-1
书写热化学方程式应注意以下几点:
①化学式后面要注明物质的聚集状态:固态(s)、液态(l)、气态(g)、溶液(aq)。
②化学方程式后面写上反应焓变ΔH,ΔH的单位是J·mol-1或kJ·mol-1,且ΔH后注明反应温度。
③热化学方程式中物质的系数加倍,ΔH的数值也相应加倍。
3、反应焓变的计算
(1)盖斯定律
对于一个化学反应,无论是一步完成,还是分几步完成,其反应焓变一样,这一规律称为盖斯定律。
(2)利用盖斯定律进行反应焓变的计算。
常见题型是给出几个热化学方程式,合并出题目所求的热化学方程式,根据盖斯定律可知,该方程式的ΔH为上述各热化学方程式的ΔH的代数和。
(3)根据标准摩尔生成焓,ΔfHmθ计算反应焓变ΔH。
对任意反应:aA+bB=cC+dD
ΔH=[cΔfHmθ(C)+dΔfHmθ(D)]-[aΔfHmθ(A)+bΔfHmθ(B)]
第二章、化学平衡
一、化学反应的速率
1、化学反应是怎样进行的
(1)基元反应:能够一步完成的反应称为基元反应,大多数化学反应都是分几步完成的。
(2)反应历程:平时写的化学方程式是由几个基元反应组成的总反应。总反应中用基元反应构成的反应序列称为反应历程,又称反应机理。
(3)不同反应的反应历程不同。同一反应在不同条件下的反应历程也可能不同,反应历程的差别又造成了反应速率的不同。
2、化学反应速率
(1)概念:
单位时间内反应物的减小量或生成物的增加量可以表示反应的快慢,即反应的速率,用符号v表示。
(2)表达式:v=△c/△t
(3)特点
对某一具体反应,用不同物质表示化学反应速率时所得的数值可能不同,但各物质表示的化学反应速率之比等于化学方程式中各物质的系数之比。
3、浓度对反应速率的影响
(1)反应速率常数(K)
反应速率常数(K)表示单位浓度下的化学反应速率,通常,反应速率常数越大,反应进行得越快。反应速率常数与浓度无关,受温度、催化剂、固体表面性质等因素的影响。
(2)浓度对反应速率的影响
增大反应物浓度,正反应速率增大,减小反应物浓度,正反应速率减小。
增大生成物浓度,逆反应速率增大,减小生成物浓度,逆反应速率减小。
(3)压强对反应速率的影响
压强只影响气体,对只涉及固体、液体的反应,压强的改变对反应速率几乎无影响。
压强对反应速率的影响,实际上是浓度对反应速率的影响,因为压强的改变是通过改变容器容积引起的。压缩容器容积,气体压强增大,气体物质的浓度都增大,正、逆反应速率都增加;增大容器容积,气体压强减小;气体物质的浓度都减小,正、逆反应速率都减小。
4、温度对化学反应速率的影响
(1)经验公式
阿伦尼乌斯总结出了反应速率常数与温度之间关系的经验公式:
式中A为比例系数,e为自然对数的底,R为摩尔气体常数量,Ea为活化能。
由公式知,当Ea>0时,升高温度,反应速率常数增大,化学反应速率也随之增大。可知,温度对化学反应速率的影响与活化能有关。
(2)活化能Ea。
活化能Ea是活化分子的平均能量与反应物分子平均能量之差。不同反应的活化能不同,有的相差很大。活化能Ea值越大,改变温度对反应速率的影响越大。
5、催化剂对化学反应速率的影响
(1)催化剂对化学反应速率影响的规律:
催化剂大多能加快反应速率,原因是催化剂能通过参加反应,改变反应历程,降低反应的活化能来有效提高反应速率。
(2)催化剂的特点:
催化剂能加快反应速率而在反应前后本身的质量和化学性质不变。
催化剂具有选择性。
催化剂不能改变化学反应的平衡常数,不引起化学平衡的移动,不能改变平衡转化率。
二、化学反应条件的优化——工业合成氨
1、合成氨反应的限度
合成氨反应是一个放热反应,同时也是气体物质的量减小的熵减反应,故降低温度、增大压强将有利于化学平衡向生成氨的方向移动。
2、合成氨反应的速率
(1)高压既有利于平衡向生成氨的方向移动,又使反应速率加快,但高压对设备的要求也高,故压强不能特别大。
(2)反应过程中将氨从混合气中分离出去,能保持较高的反应速率。
(3)温度越高,反应速率进行得越快,但温度过高,平衡向氨分解的方向移动,不利于氨的合成。
(4)加入催化剂能大幅度加快反应速率。
3、合成氨的适宜条件
在合成氨生产中,达到高转化率与高反应速率所需要的条件有时是矛盾的,故应该寻找以较高反应速率并获得适当平衡转化率的反应条件:一般用铁做催化剂,控制反应温度在700K左右,压强范围大致在1×107Pa~1×108Pa之间,并采用N2与H2分压为1∶2.8的投料比。
二、化学反应的限度
1、化学平衡常数
(1)对达到平衡的可逆反应,生成物浓度的系数次方的乘积与反应物浓度的系数次方的乘积之比为一常数,该常数称为化学平衡常数,用符号K表示。
(2)平衡常数K的大小反映了化学反应可能进行的程度(即反应限度),平衡常数越大,说明反应可以进行得越完全。
(3)平衡常数表达式与化学方程式的书写方式有关。对于给定的可逆反应,正逆反应的平衡常数互为倒数。
(4)借助平衡常数,可以判断反应是否到平衡状态:当反应的浓度商Qc与平衡常数Kc相等时,说明反应达到平衡状态。
2、反应的平衡转化率
(1)平衡转化率是用转化的反应物的浓度与该反应物初始浓度的比值来表示。如反应物A的平衡转化率的表达式为:
α(A)=
(2)平衡正向移动不一定使反应物的平衡转化率提高。提高一种反应物的浓度,可使另一反应物的平衡转化率提高。
(3)平衡常数与反应物的平衡转化率之间可以相互计算。
3、反应条件对化学平衡的影响
(1)温度的影响
升高温度使化学平衡向吸热方向移动;降低温度使化学平衡向放热方向移动。温度对化学平衡的影响是通过改变平衡常数实现的。
(2)浓度的影响
增大生成物浓度或减小反应物浓度,平衡向逆反应方向移动;增大反应物浓度或减小生成物浓度,平衡向正反应方向移动。
温度一定时,改变浓度能引起平衡移动,但平衡常数不变。化工生产中,常通过增加某一价廉易得的反应物浓度,来提高另一昂贵的反应物的转化率。
(3)压强的影响
ΔVg=0的反应,改变压强,化学平衡状态不变。
ΔVg≠0的反应,增大压强,化学平衡向气态物质体积减小的方向移动。
(4)勒夏特列原理
由温度、浓度、压强对平衡移动的影响可得出勒夏特列原理:如果改变影响平衡的一个条件(浓度、压强、温度等)平衡向能够减弱这种改变的方向移动。
三、化学反应的方向
1、反应焓变与反应方向
放热反应多数能自发进行,即ΔH<0的反应大多能自发进行。有些吸热反应也能自发进行。如NH4HCO3与CH3COOH的反应。有些吸热反应室温下不能进行,但在较高温度下能自发进行,如CaCO3高温下分解生成CaO、CO2。
2、反应熵变与反应方向
熵是描述体系混乱度的概念,熵值越大,体系混乱度越大。反应的熵变ΔS为反应产物总熵与反应物总熵之差。产生气体的反应为熵增加反应,熵增加有利于反应的自发进行。
3、焓变与熵变对反应方向的共同影响
ΔH-TΔS<0反应能自发进行。
ΔH-TΔS=0反应达到平衡状态。
ΔH-TΔS>0反应不能自发进行。
在温度、压强一定的条件下,自发反应总是向ΔH-TΔS<0的方向进行,直至平衡状态。
第三章、水溶液中的电离平衡
一、水溶液
1、水的电离
H2OH++OH-
水的离子积常数KW=[H+][OH-],25℃时,KW=1.0×10-14mol2·L-2。温度升高,有利于水的电离,KW增大。
2、溶液的酸碱度
室温下,中性溶液:[H+]=[OH-]=1.0×10-7mol·L-1,pH=7
酸性溶液:[H+]>[OH-],[ H+]>1.0×10-7mol·L-1,pH<7
碱性溶液:[H+]<[oh-],[oh-]>1.0×10-7mol·L-1,pH>7
3、电解质在水溶液中的存在形态
(1)强电解质
强电解质是在稀的水溶液中完全电离的电解质,强电解质在溶液中以离子形式存在,主要包括强酸、强碱和绝大多数盐,书写电离方程式时用“=”表示。
(2)弱电解质
在水溶液中部分电离的电解质,在水溶液中主要以分子形态存在,少部分以离子形态存在,存在电离平衡,主要包括弱酸、弱碱、水及极少数盐,书写电离方程式时用“”表示。
二、弱电解质的电离及盐类水解
1、弱电解质的电离平衡。
(1)电离平衡常数
在一定条件下达到电离平衡时,弱电解质电离形成的各种离子浓度的乘积与溶液中未电离的分子浓度之比为一常数,叫电离平衡常数。
弱酸的电离平衡常数越大,达到电离平衡时,电离出的H+越多。多元弱酸分步电离,且每步电离都有各自的电离平衡常数,以第一步电离为主。
(2)影响电离平衡的因素,以CH3COOHCH3COO-+H+为例。
加水、加冰醋酸,加碱、升温,使CH3COOH的电离平衡正向移动,加入CH3COONa固体,加入浓盐酸,降温使CH3COOH电离平衡逆向移动。
2、盐类水解
(1)水解实质
盐溶于水后电离出的离子与水电离的H+或OH-结合生成弱酸或弱碱,从而打破水的电离平衡,使水继续电离,称为盐类水解。
(2)水解类型及规律
①强酸弱碱盐水解显酸性。
NH4Cl+H2ONH3·H2O+HCl
②强碱弱酸盐水解显碱性。
CH3COONa+H2OCH3COOH+NaOH
③强酸强碱盐不水解。
④弱酸弱碱盐双水解。
Al2S3+6H2O=2Al(OH)3↓+3H2S↑
(3)水解平衡的移动
加热、加水可以促进盐的水解,加入酸或碱能抑止盐的水解,另外,弱酸根阴离子与弱碱阳离子相混合时相互促进水解。
三、离子反应
1、离子反应发生的条件
(1)生成沉淀
既有溶液中的离子直接结合为沉淀,又有沉淀的转化。
(2)生成弱电解质
主要是H+与弱酸根生成弱酸,或OH-与弱碱阳离子生成弱碱,或H+与OH-生成H2O。
(3)生成气体
生成弱酸时,很多弱酸能分解生成气体。
(4)发生氧化还原反应
强氧化性的离子与强还原性离子易发生氧化还原反应,且大多在酸性条件下发生。
2、离子反应能否进行的理论判据
(1)根据焓变与熵变判据
对ΔH-TΔS<0的离子反应,室温下都能自发进行。
(2)根据平衡常数判据
离子反应的平衡常数很大时,表明反应的趋势很大。
3、离子反应的应用
(1)判断溶液中离子能否大量共存
相互间能发生反应的离子不能大量共存,注意题目中的隐含条件。
(2)用于物质的定性检验
根据离子的特性反应,主要是沉淀的颜色或气体的生成,定性检验特征性离子。
(3)用于离子的定量计算
常见的有酸碱中和滴定法、氧化还原滴定法。
(4)生活中常见的离子反应。
硬水的形成及软化涉及到的离子反应较多,主要有:
Ca2+、Mg2+的形成。
CaCO3+CO2+H2O=Ca2++2HCO3-
MgCO3+CO2+H2O=Mg2++2HCO3-
加热煮沸法降低水的硬度:
Ca2++2HCO3-=CaCO3↓+CO2↑+H2O
Mg2++2HCO3-=MgCO3↓+CO2↑+H2O
或加入Na2CO3软化硬水:
Ca2++CO32-=CaCO3↓,Mg2++CO32-=MgCO3↓
四、沉淀溶解平衡
1、沉淀溶解平衡与溶度积
(1)概念
当固体溶于水时,固体溶于水的速率和离子结合为固体的速率相等时,固体的溶解与沉淀的生成达到平衡状态,称为沉淀溶解平衡。其平衡常数叫做溶度积常数,简称溶度积,用Ksp表示。
PbI2(s)Pb2+(aq)+2I-(aq)
Ksp=[Pb2+][I-]2=7.1×10-9mol3·L-3
(2)溶度积Ksp的特点
Ksp只与难溶电解质的性质和温度有关,与沉淀的量无关,且溶液中离子浓度的变化能引起平衡移动,但并不改变溶度积。
Ksp反映了难溶电解质在水中的溶解能力。
2、沉淀溶解平衡的应用
(1)沉淀的溶解与生成
根据浓度商Qc与溶度积Ksp的大小比较,规则如下:
Qc=Ksp时,处于沉淀溶解平衡状态。
Qc>Ksp时,溶液中的离子结合为沉淀至平衡。
Qc
(2)沉淀的转化
根据溶度积的大小,可以将溶度积大的沉淀可转化为溶度积更小的沉淀,这叫做沉淀的转化。沉淀转化实质为沉淀溶解平衡的移动。
第四章电化学
一、化学能转化为电能——电池
1、原电池的工作原理
(1)原电池的概念:
把化学能转变为电能的装置称为原电池。
(2)Cu-Zn原电池的工作原理:
如图为Cu-Zn原电池,其中Zn为负极,Cu为正极,构成闭合回路后的现象是:Zn片逐渐溶解,Cu片上有气泡产生,电流计指针发生偏转。该原电池反应原理为:Zn失电子,负极反应为:Zn→Zn2++2e-;Cu得电子,正极反应为:2H++2e-→H2。电子定向移动形成电流。总反应为:Zn+CuSO4=ZnSO4+Cu。
(3)原电池的电能
若两种金属做电极,活泼金属为负极,不活泼金属为正极;若一种金属和一种非金属做电极,金属为负极,非金属为正极。
2、化学电源
(1)锌锰干电池
负极反应:Zn→Zn2++2e-;
正极反应:2NH4++2e-→2NH3+H2;
(2)铅蓄电池
负极反应:Pb+SO42-=PbSO4+2e-
正极反应:PbO2+4H++SO42-+2e-=PbSO4+2H2O
放电时总反应:Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O。
充电时总反应:2PbSO4+2H2O=Pb+PbO2+2H2SO4。
(3)氢氧燃料电池
负极反应:2H2+4OH-→4H2O+4e-
正极反应:O2+2H2O+4e-→4OH-
电池总反应:2H2+O2=2H2O
二、电能转化为化学能——电解
1、电解的原理
(1)电解的概念:
在直流电作用下,电解质在两上电极上分别发生氧化反应和还原反应的过程叫做电解。电能转化为化学能的装置叫做电解池。
(2)电极反应:以电解熔融的NaCl为例:
阳极:与电源正极相连的电极称为阳极,阳极发生氧化反应:2Cl-→Cl2↑+2e-。
阴极:与电源负极相连的电极称为阴极,阴极发生还原反应:Na++e-→Na。
总方程式:2NaCl(熔)=(电解)2Na+Cl2↑
2、电解原理的应用
(1)电解食盐水制备烧碱、氯气和氢气。
阳极:2Cl-→Cl2+2e-
阴极:2H++e-→H2↑
总反应:2NaCl+2H2O
2NaOH+H2↑+Cl2↑
(2)铜的电解精炼。
粗铜(含Zn、Ni、Fe、Ag、Au、Pt)为阳极,精铜为阴极,CuSO4溶液为电解质溶液。
阳极反应:Cu→Cu2++2e-,还发生几个副反应
Zn→Zn2++2e-;Ni→Ni2++2e-
Fe→Fe2++2e-
Au、Ag、Pt等不反应,沉积在电解池底部形成阳极泥。
阴极反应:Cu2++2e-→Cu
(3)电镀:以铁表面镀铜为例
待镀金属Fe为阴极,镀层金属Cu为阳极,CuSO4溶液为电解质溶液。
阳极反应:Cu→Cu2++2e-
阴极反应:Cu2++2e-→Cu
3、金属的腐蚀与防护
(1)金属腐蚀
金属表面与周围物质发生化学反应或因电化学作用而遭到破坏的过程称为金属腐蚀。
(2)金属腐蚀的电化学原理。
生铁中含有碳,遇有雨水可形成原电池,铁为负极,电极反应为:Fe→Fe2++2e-。水膜中溶解的氧气被还原,正极反应为:O2+2H2O+4e-→4OH-,该腐蚀为“吸氧腐蚀”,总反应为:2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)2,Fe(OH)2又立即被氧化:4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3,Fe(OH)3分解转化为铁锈。若水膜在酸度较高的环境下,正极反应为:2H++2e-→H2↑,该腐蚀称为“析氢腐蚀”。
(3)金属的防护
金属处于干燥的环境下,或在金属表面刷油漆、陶瓷、沥青、塑料及电镀一层耐腐蚀性强的金属防护层,破坏原电池形成的条件。从而达到对金属的防护;也可以利用原电池原理,采用牺牲阳极保护法。也可以利用电解原理,采用外加电流阴极保护法。
高二化学实验总结
实验一 氨的制取和性质 铵离子的检验
实验步骤
一、氨的制取
1.取NH4Cl和Ca(OH)2各一药匙,放在纸片上(或研钵里),用玻璃棒迅速搅拌均匀(或用研钵轻轻压碎),注意是否有气味产生?说明发生了什么反应,写出反应的化学方程式。
2.设计实验装置,并利用上述混合物作反应物,制取氨。注意应采用什么收集方法,并如何防止气体外逸?
3.收集一试管氨。怎样检验氨是否集满?
二、氨的性质
1.观察收集氨的试管中气体的颜色。取下橡皮塞,用拇指轻轻堵住试管口,小心闻氨的气味(注意闻气体的正确方法)。
2.把上述充满氨的试管管口向下倒拿着放入水槽的水中。将拇指稍移开试管口,有什么现象发生?为什么?
3.当水进入试管后,在水面下用拇指堵住试管口,将试管从水中取出,使管口向上,并振荡试管,然后向溶液中滴入几滴酚酞试液,观察有什么现象发生?
4.在点滴板(或玻璃片)的三个凹穴分别滴入1滴浓盐酸、浓硝酸和浓硫酸。然后加热NH4Cl和Ca(OH)2的混合物,当有氨放出时,移动点滴板,使导管口依次对准不同的酸。观察现象并解释原因。
三、铵离子的检验
取少量NH4Cl、NH4NO3和(NH4)2SO4晶体,分别放在3支试管里,然后用胶头滴管分别滴入少量NaOH溶液,加热试管,再把湿润的红色石蕊试纸放在各试管口处,观察试纸的颜色有什么变化?写出反应的化学方程式和离子方程式。根据这个实验可以得出什么结论?
实验二 化学反应速率和化学平衡
实验步骤
一、浓度、温度、催化剂对化学反应速率的影响
1.浓度对化学反应速率的影响
取三个小烧杯,编号为1、2、3。用黑色笔在三张小纸片上画出粗细相等的三个“十”字,并用透明胶条把它们分别贴在1、2、3号小烧杯的外底中央(也可将“十”字直接画在小烧杯的外底上)。按下表中规定的数量先分别在烧杯中加入Na2S2O3溶液和蒸馏水,摇匀,这时从小烧杯口可以清楚地看到“十”字。然后取3支试管,分别加入2mL H2SO4溶液,并开始记录时间,到溶液出现的浑浊现象使烧杯底部的“十”字看不见时,停止记时。
2.温度对化学反应速率的影响
把实验一所用的三个小烧杯洗净,保留黑色“十”字,并按下表中规定的数量分别在烧杯中加入Na2S2O3溶液和蒸馏水,摇匀。在室温条件下,向1号烧杯中加入2mL H2SO4溶液,并开始记录时间,到溶液出现的浑浊现象使烧杯底部的“十”字看不见时,停止记时。再把另两个烧杯分别放入热水、沸水的大烧杯中保持一会儿,然后分别加入2mL H2SO4溶液,并开始记录时间,到溶液出现的浑浊现象使烧杯底部的“十”字看不见时,停止记时。
3.催化剂对化学反应速率的影响
在1支试管中加入3mL H2O2溶液,观察是否有气泡产生。再加入少量MnO2粉末,观察是否有气泡产生,用带火星的木条放在试管口,,观察现象。
二、浓度、温度对化学平衡的影响
1.浓度对化学平衡的影响
(1)在小烧杯中加入10mL蒸馏水,再滴入FeCl3溶液、KSCN溶液各1滴,然后将充分混匀的溶液平均地分别倒入3支试管中。
(2)向第一支试管里加入几滴FeCl3溶液,向第二支试管里加入几滴KSCN溶液。分别将上述两只试管与第三支试管相比较,观察溶液颜色的变化。
根据溶液颜色的变化,试说明浓度对化学平衡的影响。
2.温度对化学平衡的影响
取2个封装有NO2和N2O4混合气体的玻璃球,将一个球浸在盛有热水的大烧杯里,另一个浸在盛有冷水的大烧杯,比较两个球里气体的颜色。将两个球互换位置,稍等片刻,再比较两个球里气体的颜色,并说明温度对化学平衡的影响。
实验三 电解质溶液
实验步骤
一、pH试纸的使用
用干净的玻璃棒分别蘸取少量0.1mol/L CH3COOH溶液、2%氨水和NaCl溶液,并分别点在三小块pH试纸上,观察试纸的颜色变化并跟标准比色卡相比较,以确定该种溶液的pH。
二、强电解质和弱电解质
1.用干净的玻璃棒分别蘸取0.1mol/L HCl溶液和0.1mol/L CH3COOH溶液,并分别点在两小块pH试纸上,观察试纸的颜色变化,并判断两种溶液的pH。
2.在1支试管中加入少量0.1mol/L CH3COOH溶液,再加入约10倍体积的水,振荡均匀,然后用玻璃棒蘸取此稀释液并点在一小块pH试纸上,判断溶液的pH。
CH3COOH溶液稀释后,其pH较稀释前有什么变化?
3.在2支试管中分别加入一颗锌粒,然后各加入1 mol/L HCl溶液和1mol/L CH3COOH溶液。稍待一会儿(或加热试管),比较2支试管里反应的快慢。写出有关反应的离子方程式。
三、盐类的水解
1.向3支试管里分别加入1mL饱和Na2CO3溶液、(NH4)2SO4溶液和NaCl溶液,用pH试纸测定它们的pH。写出有关反应的离子方程式。
2.在1支试管里加入3mL CH3COONa溶液,滴入2滴酚酞试液,观察溶液的颜色。再取1支试管,把溶液分成两份,给其中1支试管里的溶液加热,比较2支试管里溶液的颜色。待受热试管中的溶液恢复至常温,再比较2支试管里溶液的颜色。思考温度对水解的影响。
实验四 中和滴定
实验步骤
一、滴定管的使用
操作练习:
1.取一支洁净的酸式滴定管,将滴定管固定在滴定管夹上,观察滴定管的结构。用左手控制滴定管的活塞,并轻轻地反复转动活塞。
2.关好活塞,从滴定管夹上取下滴定管,从滴定管上口倒入少量所要盛装的溶液(这里可用水代替),并使滴定管缓慢倾斜转动,使水润湿全部滴定管内壁,用左手控制活塞,将水从滴定管下部放入预置的烧杯中。再用水润湿滴定管一次。
3.向滴定管中注入水至“0”刻度以上2cm~3cm处,将滴定管垂直夹持在滴定管上。如果滴定管尖嘴部分有气泡,应快速放液,以赶走气泡。调整液面到“0”刻度或“0”刻度以下(为什么)。
4.读取滴定管内液体的体积并记录。读取滴定管内液体的体积方法与读取量筒内液体的体积数的方法相似。使眼睛与液面凹面最低点及刻度线保持水平,读取与液面凹面相切处的数据。
5.用滴定管向烧杯中滴液,测出25滴水的体积,并记录读数。
6.用滴定管准确量取10.00mL水。注意当放出的水的体积接近10.00mL时,应逐滴滴入,以防量取的水过量。
二、中和滴定
1.从滴定管夹上取下酸式滴定管,用标准的0.2000mol/L HCl溶液润洗2~3次,每次用酸溶液3mL~5mL。把0.2000mol/L HCl溶液注入到酸式滴定管中,使液面位于滴定管“0”刻度以上2cm~3cm处,再把酸式滴定管固定在滴定管夹上。在滴定管下放一个烧杯,调节活塞使滴定管的尖嘴部分充满酸液,使滴定管内部没有气泡,并使液面处在“0”或“0”以下某一刻度处。记下准确读数。
2.用待测浓度的NaOH溶液把碱式滴定管润洗2~3次,然后装满待测浓度的NaOH溶液,把它固定在滴定管夹上。轻轻挤压玻璃球,使滴定管的尖嘴部分充满溶液(注意把滴定管下端的气泡赶走),然后调整滴定管内液面,使其保持在“0”或“0”以下某一刻度处,记下准确读数。
3.用碱式滴定管向锥形瓶里注入25.00mL待测浓度的NaOH溶液,再向锥形瓶里滴入2滴酚酞试液,这时溶液呈红色。
4.把锥形瓶放在酸式滴定管的下面,瓶下垫一张白纸,小心地滴入酸溶液,边滴边摇动锥形瓶,直到因加入一滴酸后,溶液颜色从粉红色刚好变为无色为止。这表示已到滴定终点,记下滴定管液面的刻度读数。
5.把锥形瓶里的溶液倒掉,用蒸馏水把锥形瓶洗涤干净。按上述操作重复一次。
6.取两次测定数值的平均值,计算待测NaOH溶液的物质的量浓度。
实验五 镁、铝、铁及其化合物的性质
实验步骤
一、镁、铝与酸、碱的反应
1.在2支试管里分别放入用砂纸打磨好的大小相近的镁条、铝片。然后各加入2mL盐酸,观察发生的现象。
2.在2支试管里分别放入用砂纸打磨好的镁条、铝片。再分别加入2mL NaOH溶液,微热,观察发生的现象并解释原因。
二、氢氧化物的生成和性质
1.在3支试管里各加入约1mL MgCl2溶液,然后再分别滴加氨水、盐酸和NaOH溶液,观察发生的现象并加以解释。
2.在2支试管里分别加入1mL Al2(SO4)3溶液,然后分别滴加NaOH溶液和氨水,直到产生大量的沉淀。再继续分别滴加NaOH溶液和氨水,观察现象。静置后,倒去上层清液,留待下个实验用。写出有关反应的化学方程式。
用AlCl3溶液代替Al2(SO4)3溶液重复做上面的实验。写出有关反应的化学方程式。
3.将上述实验所生成的Al(OH)3沉淀分装在两个试管里,分别加入盐酸和NaOH溶液,振荡。观察发生的现象,写出有关反应的化学方程式和离子方程式。
三、氧化膜的保护作用
在一个50mL烧杯中放入两块铝片,再加入适量浓硝酸,使铝片浸没在酸液中,观察现象。稍待片刻,用镊子取出铝片,用水洗净铝片表面的酸液。将用浓硝酸处理过的铝片放入盛有CuSO4溶液的烧杯中,浸泡片刻,观察现象。然后取出一块铝片,用小刀在其表面刻划几下(或用砂纸将表面打磨干净),再放入CuSO4溶液中,观察发生的现象并加以解释。
四、铁及其化合物的性质
1.在2支试管里各加入少量铁粉,再分别加入少量稀硫酸和盐酸,观察现象。
2.在1支试管里加入2mL CuSO4溶液,再将一段铁丝放到CuSO4溶液中,过一会儿,取出铁丝,观察发生的现象并加以解释。
3.在1支试管里加入2mL NaOH溶液,再加入少量FeCl3溶液。观察现象。
4.在1支试管里加入少量KMnO4酸性溶液和稀硫酸。然后向试管中加入少量FeSO4溶液,观察溶液的颜色变化。当溶液紫色褪去时,再滴加2滴KSCN溶液,观察现象。
5.在1支盛有3mL水的试管里加入几滴FeCl3稀溶液,再滴加3滴KI溶液,观察现象。再向溶液中滴加2滴淀粉溶液,观察现象。
五、铁离子的检验
1.在1支试管里加入2mL水,再滴入几滴FeCl3稀溶液,再滴入几滴KSCN溶液,观察现象。
2.在1支试管里加入少量FeCl3稀溶液和稀盐酸,然后加入适量铁粉,轻轻振荡片刻,再滴入几滴KSCN溶液,观察现象。
实验六 原电池原理 金属的电化学腐蚀
实验步骤
一、原电池原理
1.用导线将灵敏电流表的两端分别与纯净的锌片和铜片相连接。将锌片与铜片接触,观察锌片与铜片接触时是否有电流通过?为什么?
2.把一块纯净的锌片插入盛有稀硫酸的烧杯里,观察现象。再平行地插入一块铜片,观察铜片上有没有气泡产生?用导线把锌片和铜片连接起来,观察铜片上有没有气泡产生?
3.用导线连接灵敏电流表的两端后,再与溶液中的锌片和铜片相连接,观察电流表的指针是否偏转,导线中有无电流通过?
二、金属的电化学腐蚀
1.用锋利的小刀分别在一小块镀锌铁和镀锡铁上刻划,露出里面的铁来,然后在刻痕上滴一滴NaCl溶液,再滴一滴K3[Fe(CN)6]溶液。静置5min,观察现象。如果现象不明显,再静置10min,观察现象。静置时,可以先做下边的实验。
2.在1支试管里放一粒纯净的锌,在另一支试管放一小粒含有杂质的粗锌,然后在2支试管里各注入2mL稀硫酸。观察发生的现象,哪支试管里的反应进行得较为剧烈?为什么?
3.在实验步骤2中盛有纯净的锌和稀硫酸的试管里,滴入1滴CuSO4溶液。观察有什么现象发生?为什么?
实验七 乙醇、苯酚、乙醛的性质
实验步骤
一、乙醇的性质
1.乙醇与钠的反应
(1)在大试管中加入5mL无水乙醇,再加入一块新切开的并立即用滤纸擦干的黄豆大的金属钠。观察实验现象。
(2)用玻璃棒蘸取2滴反应后的溶液滴在玻璃片上晾干,观察玻璃片上的残留物。
(3)向试管里滴加约10滴蒸馏水,用pH试纸检验其酸碱性。
2.乙醇氧化生成乙醛
在试管里加入2mL乙醇。把一端弯成螺旋状的铜丝放在酒精灯外焰中加热,使铜丝表面生成一薄层黑色的氧化铜,立即把它插在盛有乙醇的试管里,这样反复操作几次,注意闻生成物的气味,并注意观察铜丝表面的变化。写出有关反应的化学方程式。
二、苯酚的性质
1.在试管里加入少量苯酚固体,再加入约2mL水,振荡,观察现象。然后加热,继续观察现象。再让液体冷却,观察有什么变化,并解释这些现象。
2.向上述溶液中注入少量NaOH溶液,振荡,观察有什么现象发生?解释这种现象,并写出反应的化学方程式。
3.在实验步骤2所得的溶液中再加入少量稀盐酸,观察现象并解释其原因。写出反应的化学方程式。
4.在试管里滴入2滴苯酚稀溶液,再加入约4mL水,振荡,然后逐滴滴入饱和溴水,加到有白色沉淀现象出现为止。解释产生现象的原因,并写出反应的化学方程式。
5.在试管里滴入几滴苯酚稀溶液,再加入约3mL水,振荡,然后再逐滴滴入FeCl3稀溶液,观察现象。
三、乙醛的性质
1.在试管里先注入少量NaOH溶液,振荡,然后加热煮沸。把NaOH溶液倒去后,再用蒸馏水洗净试管备用。
2.银镜反应
在上面洗净的试管里注入1mL AgNO3溶液,然后逐滴滴入氨水,边滴边振荡,直到最初生成的沉淀刚好溶解为止。然后,沿试管壁滴入3滴乙醛稀溶液,把试管放在盛有热水的烧杯里。静置几分钟,观察试管内壁有什么现象产生。解释这种现象,并写出反应的化学方程式。
3.乙醛被新制的Cu(OH)2氧化
在试管里注入2mL NaOH溶液,再滴入CuSO4溶液4~5滴,振荡。然后加入0.5mL乙醛稀溶液,给试管里的液体加热至沸腾,观察有什么现象发生。解释这个现象,并写出反应的化学方程式。
实验八 乙酸乙酯的制取 肥皂的制取
实验步骤
一、乙酸乙酯的制取
1.在1支试管中加入乙醇、乙酸各2mL,再慢慢滴入0.5mL浓硫酸,在另一支试管中加入3mL Na2CO3饱和溶液,按图所示把装置连接好。
2.用小火加热试管里的混合物,产生的蒸气经导管通到饱和Na2CO3溶液的上方约0.5cm处,注意观察液面上的变化。取下盛有Na2CO3溶液的试管(小心不要被烫着),并停止加热。
3.振荡盛有Na2CO3溶液的试管,静置,待溶液分层后,观察上层的油状液体,并注意闻气味。写出反应的化学方程式。
二、肥皂的制取
1.在一个干燥的蒸发皿中加入8mL植物油、8mL乙醇和4mL NaOH溶液。
2.在不断搅拌下,给蒸发皿中的液体微微加热,直到混合物变稠。观察现象。
3.继续加热,直到把一滴混合物加到水中时,在液体表面不再形成油滴(或者直到油脂全部消失)为止。
4.把盛有混合物的蒸发皿放在冷水浴中冷却。稍待片刻,向混合物中加入20mL热蒸馏水,再放在冷水浴中冷却。然后加入25mL NaCl饱和溶液,充分搅拌。观察现象。
5.用纱布滤出固态物质,弃去含有甘油的滤液。把固态物质挤干(可向其中加入1~2滴香料),并把它压制成条状,晾干,即制得肥皂。
实验九 葡萄糖、蔗糖、淀粉、纤维素的性质
实验步骤
一、葡萄糖的还原反应
1.在1支洁净的试管里,加入1mL AgNO3溶液,然后一边摇动试管,一边逐滴滴入氨水,,直到析出的沉淀恰好溶解为止。所得澄清溶液就是银氨溶液。
2.在新制的银氨溶液中加入1mL~2mL葡萄糖溶液,充分混合后,放在热水中加热。观察发生的现象。
从上述实验可以证明葡萄糖分子含有什么官能团?
二、蔗糖的水解反应
1.在1支试管里,加入2mL~3mL NaOH溶液,再加入几滴CuSO4溶液,观察现象。然后加入约2mL蔗糖溶液,加热。观察有没有沉淀生成。
2.在洁净的试管里加入少量蔗糖溶液,再加入3~5滴稀硫酸,然后把混合液煮沸几分钟,使蔗糖发生水解反应。最后加入NaOH溶液来中和剩余的H2SO4。
3.在另一支试管里制备Cu(OH)2沉淀,再将已经水解的蔗糖溶液逐滴加入该试管中,边加边振荡试管。然后给试管中的物质加热,观察有什么现象发生。
写出上述各步反应的化学方程式。
三、食物中淀粉的检验
用小刀切一片马铃薯,在上面滴一滴稀碘酒溶液,观察现象。
四、纤维素的水解
1.把一小团(蚕豆大)蓬松脱脂棉(或一小块滤纸)放入试管,小心地滴入3滴浓硫酸,用玻璃棒搅动脱脂棉使它变成糊状。再加入2mL水,用酒精灯给试管中的物质加热,边加热边摇动试管,直到溶液呈亮棕色为止。最后加入NaOH溶液来中和剩余的H2SO4。
2.在另一支试管里制备Cu(OH)2沉淀,并把它加入上述亮棕色溶液里,然后给试管中的物质加热至沸腾。观察有没有红色沉淀生成。
实验十 蛋白质的性质
实验步骤
1.蛋白质的灼烧 分别点燃一小段棉线和纯毛线,观察现象并注意闻气味。
2.蛋白质的盐析 在试管里加入1mL~2mL鸡蛋白的水溶液,然后加入少量(NH4)2SO4饱和溶液,观察现象。把该少量有沉淀的液体倒入另一支盛有蒸馏水的试管里,观察沉淀是否溶解。
3.蛋白质的变性
(1)在试管里加入2mL鸡蛋白的水溶液,加热,观察现象。把试管里的下层物质取出一些放在水里,观察现象。
(2)在试管里加入3mL鸡蛋白的水溶液,然后加入1mL CuSO4溶液。观察现象。把少量沉淀放入盛有蒸馏水的试管里,观察沉淀是否溶解。
(3)在试管里加入2mL鸡蛋白的水溶液,然后加入2mL甲醛溶液。观察现象。把少量沉淀放入盛有蒸馏水的试管里,观察沉淀是否溶解。
4.蛋白质的颜色反应 在试管里加入少量鸡蛋白的水溶液,然后滴入几滴浓硝酸,微热,观察现象。
5.食物中蛋白质的检验
(1)取5g豆腐,放在烧杯中,再加入10mL蒸馏水,用玻璃棒搅拌,使豆腐全部捣碎。用纱布过滤,得白色豆腐滤渣。
(2)在试管中加入少量白色豆腐滤渣,再滴加少量浓硝酸,加热,观察现象。
高二化学实验操作注意事项
⑴酒精灯加热。
酒精灯的火焰温度一般在400~500℃,所以需要温度不太高的实验都可用酒精灯加热。
教材中用酒精灯加热的有机实验是乙烯的制备实验、乙酸乙酯的制取实验蒸馏石油实验和石蜡的催化裂化实验。
⑵酒精喷灯加热。
酒精喷灯的火焰温度比酒精灯的火焰温度要高得多,所以需要较高温度的有机实验可采用酒精喷灯加热。
教材中用酒精喷灯加热的有机实验是煤的干馏实验。
⑶水浴加热。
水浴加热的温度不超过100℃。
教材中用水浴加热的有机实验有银镜实验包括醛类、糖类等的所有的银镜实验、硝基苯的制取实验水浴温度为60℃、酚醛树酯的制取实验沸水浴、乙酸乙酯的水解实验水浴温度为70℃~80℃和糖类包括二糖、淀粉和纤维素等水解实验热水浴。
⑷用温度计测温的有机实验有硝基苯的制取实验、乙酸乙酯的制取实验以上两个实验中的温度计水银球都是插在反应液外的水浴液中,测定水浴的温度、乙烯的实验室制取实验温度计水银球插入反应液中,测定反应液的温度和石油的蒸馏实验温度计水银球应插在具支烧瓶支管口处,测定馏出物的温度。
2、注意催化剂的使用
⑴硫酸做催化剂的实验有乙烯的制取实验、硝基苯的制取实验、乙酸乙酯的制取实验、纤维素硝酸酯的制取实验、糖类包括二糖、淀粉和纤维素水解实验和乙酸乙酯的水解实验。
其中前四个实验的催化剂为浓硫酸,后两个实验的催化剂为稀硫酸,其中最后一个实验也可以用氢氧化钠溶液做催化剂
⑵铁做催化剂的实验有溴苯的制取实验实际上起催化作用的是溴与铁反应后生成的溴化铁。
⑶氧化铝做催化剂的实验有石蜡的催化裂化实验。
3、注意反应物的量
有机实验要注意严格控制反应物的量及各反应物的比例,如乙烯的制备实验必须注意乙醇和浓硫酸的比例为13,且需要的量不要太多,否则反应物升温太慢,副反应较多,从而影响了乙烯的产率。
4、注意冷却
有机实验中的反应物和产物多为挥发性的有害物质,所以必须注意对挥发出的反应物和产物进行冷却。
⑴需要冷水用冷凝管盛装冷却的实验蒸馏水的制取实验和石油的蒸馏实验。
⑵用空气冷却用长玻璃管连接反应装置的实验硝基苯的制取实验、酚醛树酯的制取实验、乙酸乙酯的制取实验、石蜡的催化裂化实验和溴苯的制取实验。
这些实验需要冷却的目的是减少反应物或生成物的挥发,既保证了实验的顺利进行,又减少了这些挥发物对人的危害和对环境的污染。