高中化学_《实验化学》教材中“交流与讨论”问题解答及分析、“专题作业”参考答案_苏教版选修7加强版.doc
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1、实验化学中“交流与讨论”问题解答及分析、专题作业参考答案专题1课题1“交流与讨论”问题解答及分析 碘单质在CCl4中的溶解度比水大,且CCl4与水不互溶,故可以用CCl4作为碘的萃取剂。而酒精能与水互溶,不能起到将碘单质从水中萃取出来的作用,故不能作萃取剂。专题1课题2“交流与讨论”问题解答及分析 1在层析操作时,不能让试样点接触展开剂。如果试样点接触展开剂,样点里要分离的离子或者色素就会进入展开剂,导使实验失败。 2Fe3+、Cu2+分别与氨水反应的离子方程式为: 专题1专题作业参考答案 1检验溶液中的Fe3 除了使用KSCN溶液外,还可以用下列方法:(1) 向溶液中加入NaOH溶液,如果有
2、红褐色沉淀生成,说明溶液中含有Fe3+。(2) 向溶液中加入亚铁氰化钾溶液,如果有蓝色沉淀生成,说明溶液中含有Fe3 。(3) 向棕黄色的溶液中加入铁粉,振荡溶液,溶液颜色褪去或者颜色变浅,再向溶液中加入KSCN溶液,无明显现象产生,再加入氯水或过氧化氢,立即变成红色溶液,则说明溶液里含有Fe3 。 说明:铁是过渡元素之一,由于它的3d亚层电子尚未充满,具有空轨道而接受电子对,能够成为配离子形成体,生成许多配合物。其中Fe3+跟SCN一作用,生成血红色配合物,反应很灵敏,在分析化学上用于检验Fe3 。 2茶叶中A1、Fe等都是以难溶于水的化合物形式存在的,一般条件下,难以检验出茶水中的Al3
3、、Fe3。 茶叶经过处理:灼烧灰分盐酸溶解,其中的Al、Fe等就以离子的形式存在于溶液中,然后就可以检验Al3 、Fe3 。 3除去粗盐中含有的泥沙等不溶性杂质应用过滤的方法。可溶性杂质可采用化学法,加入某些化学试剂,使之转化为沉淀,再过滤除去。 实验步骤如下: 4水彩中颜料成分的分离 (1)混合液的配制:取23种水彩颜料各少许,加水混匀即成。 (2)层析:在滤纸的记号点上用玻璃毛细管尖润浸一小点混合液试样,晾干后再浸渍,重复几次,把滤纸条固定在橡皮塞上(试样斑点直径不超过0.5cm)。 在大试管里盛酒精与水(体积比为2:1)组成的混合液。当将滤纸条的末端浸入这种混合液时,塞紧橡皮塞,静置片刻
4、,可见混合液在向滤纸上方扩散的同时,试样里的几种成分被逐个分离开来。5我国南方如湛江用甘蔗制糖,北方用甜菜制糖。最初得到的是红色的粗糖,叫做红糖。红糖的主要成分是蔗糖,此外,还夹杂着一些糖蜜和赤褐色的有机物质。糖蜜吸湿,所以红糖容易结块。把红糖溶解在水里,倒进一些活性炭,再煮一煮,搅动一下,糖水的颜色就慢慢地由红色变成了浅黄色。这是由于活性炭里面有很多小孔,表面积很大,红糖水流过活性炭时,有颜色的物质分子颗粒比较大,正好镶嵌进小孔里;颗粒小得多的水和蔗糖分子则畅通无阻地流过,自然就变成纯净的糖水。这样的糖水在真空器中蒸发、浓缩,糖水里出现了晶莹的细小颗粒,冷却以后,大批的白砂糖就从糖浆里结晶出
5、来了。白糖中还含有一些水分,结晶也比较小。如果再经过反复的溶解、浓缩、冷却、结晶,就可以得到最纯净的蔗糖大块结晶的冰糖了。 将红糖溶液放久后,它逐渐吸收空气中的水蒸气,使糖中的乳酸菌大量繁殖,随着乳酸菌的增多,红糖中的主要成分蔗糖逐渐转化成葡萄糖和乳糖,进而产生乳酸,日子久了,乳酸越来越多,红糖就产生酸味。 在生产过程中为增加白糖的洁白程度,需经过硫漂白工序,即在糖中通入二氧化硫使糖汁中的色素还原脱色。用这种方法脱色不够稳定,放置久的白糖,长期与空气接触,被还原脱色的色素又会被空气中的氧气氧化而重现颜色,因此白糖久置会变黄。专题2课题1 ”交流与讨论”问题解答及分析 1普通的铝能溶于稀盐酸或稀
6、硫酸,但不溶于冷的浓硝酸,这是因为金属铝表面被浓硝酸氧化,形成一层十分致密的氧化膜,阻止了内部的铝与硝酸进一步反应,即发生了“钝化”,所以可以用铝质槽车装运浓硝酸。 2冶炼金属铝的主要原料是纯度很高的氧化铝,需要从铝土矿(含有杂质的水合氧化铝)中制备。在Al2O3 的制备工艺中首先利用氧化铝的两性,用碱溶液和高压水蒸气来处理铝土矿: 除去杂质后,向碱溶液中通入C0:促使铝盐水解: 将AI(OH)3过滤分离,干燥后煅烧,便得到符合电解要求的氧化铝。将Al2O3 溶解在熔化的冰晶石Na3AlF6(作为电解质)中电解,在阴极上能得到金属铝。电解约在1 000时进行,所以电解出来的铝是液态的,可以定时
7、放出铸锭,电解反应如下: 3不能用金属材料制成的清洁球摩擦清洗铝锅。因为这样会破坏铝锅表面的氧化铝保护膜,使内层金属容易被腐蚀。专题2课题2 “交流与讨论”问题解答及分析 1将一段螺旋状粗铜丝在酒精灯火焰上灼烧后,铜丝表面变黑,立即伸入乙醇溶液中,铜丝表面变得光亮。反复操作多次后,溶液的气味发生变化,有刺激性气味的物质生成: 2将乙醇和浓硫酸的混合物加热到140时,能够生成乙醚(C2H5OC2H5),该反应是取代反应(分子间脱水反应)而不是消去反应。反应的化学方程式为: 实验室用乙醇与浓硫酸反应制乙烯时,应注意控制好温度,使混合液温度迅速上升至170,防止副产物产生。专题2 专题作业参考答案
8、1可溶性盐(如AlCl3、明矾等)能与水电离出来的0H一反应生成Al(0H)3胶体,这一过程即为水解,反应式为Al3+3H2OAl(OH)3+3H+。 Al(OH)3胶体能吸附水中的悬浮杂质,并使之沉降,从而起到净化水的作用。 2将橙红色重铬酸钾配成水溶液,加入适量硫酸。取该溶液少量置于试管中,在该试管中放一支细玻管。请驾驶员用嘴含着细玻管一端吹气,使气体从溶液中冒出,连续吹气片刻,如溶液变为浅绿色,说明驾驶员呼出的气体中含有乙醇。 3甘油又称丙三醇,沸点为290,密度为1.26 gcm-3(20),为无色黏稠液体,有强烈吸水性。甘油能与一些碱性氢氧化物如Cu(OH)2作用,生成的甘油铜是一种
9、鲜艳蓝色(绛蓝色)的物质,这个反应常用来鉴定多元醇。 丙醇有两种异构体,丙醇通常是指正丙醇,沸点为97.2,为无色澄清液体,密度为0.805 gcm-3(20)。这些物理性质明显有别于甘油,可用来区别二者。丙醇也能和乙醇一样与重铬酸钾反应,并发生明显颜色变化(见上题)。 苯酚俗称石炭酸。纯净苯酚为无色针状结晶,熔点为43,有特殊臭味,见光及空气被氧化而呈微红色,苯酚在水中溶解度不大。苯酚溶液能与FeCl3溶液反应,得到的溶液显紫色,该显色反应灵敏度较高:6C6H5OH + Fe3+=Fe(OC6H5)63一 + 6H+。另外苯酚溶液遇浓溴水也会发生反应产生白色沉淀这些反应常用来鉴别或鉴定苯酚。
10、专题3课题1“交流与讨论”问题解答及分析 1Ca2 的检验:将牙膏样品加水,搅拌,静止,倾液法过滤,取白色沉淀。向白色沉淀中滴加稀盐酸,白色沉淀溶解得到溶液。方案1:取部分溶液,进行焰色反应呈砖红色,现象较明显。方案2:取部分溶液,滴加酚酞,再滴加氨水,将溶液调至中性,加入草酸铵溶液,有白色沉淀生成,再滴加稀盐酸,白色沉淀消失。 2牙膏中的碳酸钙是摩擦剂,占牙膏成分的50左右,主要用来增强牙膏的摩擦作用和去污效果,能有效去除牙齿表面的食物残渣以及磷酸钙等软垢。 牙膏中所用碳酸钙的规格及制造方法略,可通过查阅资料而得。 3含氟牙膏可以防止龋齿(也叫蛀牙)。合格的含氟牙膏本身是安全的。氟是人体必需
11、的一种微量营养元素,如果人体缺氟,会出现龋齿与骨质疏松的症状。但如果人体长期过量摄入氟元素,就有可能导致人体氟中毒,轻度中毒产生氟牙症,俗称黄斑牙,重度中毒会产生氟骨病。儿童使用含氟牙膏刷牙时,最好使用专用儿童牙膏,不要合用成人的牙膏,而且,每次只需挤出“豌豆粒”大小的牙膏体即可。 F一的检验:方案1:将牙膏样品加水,搅拌,静止,倾液法过滤。取部分滤液加氯化钙溶液后,出现白色浑浊:Ca2 + 2F = CaF2 (KSP=2.710-11)方案2:取部分滤液,将滤液加入到一定量的氯化铁溶液中,则黄色溶液变为无色溶液可用Fe(SCN)3来代替FeCl3 ,现象也比较明显: 3F + Fe3 =
12、FeF3 ( FeF3的KSP = 1.1310-12,FeCl3的KSP = 98 )4 S + O2 SO2 2KClO32KCl +3O2火柴起燃时火柴中的硫燃烧产生SO2 气体,并放出大量热,火柴头冒烟的一瞬间迅速燃烧。 专题3课题2“交流与讨论”问题解答及分析1. 略2(1)Na2CO3 、NaCl 、Na2SO4 、NaNO2的鉴别,所需仪器及试剂为试管、胶头滴管、酒精灯、浓硫酸。 各取白色固体粉末少许,分别加入浓硫酸,观察有不同的现象:有无色、无味的气体生成,则对应的固体粉末是Na2CO3 ;有红棕色刺激性气味的气体生成,则对应的固体粉末是NaNO2;无明显现象,加热后有无色刺激
13、性气味的气体生成,则对应的固体粉末是NaCl;无明显现象的白色粉末是Na2SO4 。 (2)NaN02、NaCl、NaNO3的鉴别,所需仪器及试剂为试管、胶头滴管、AgNO3溶液、稀硝酸。 各取白色固体粉末少许,分别加入水,配成溶液。各取溶液少许,分别加入AgNO3溶液,没有白色沉淀产生,则对应的固体粉末是NaNO3。有白色沉淀生成的是NaCl和NaNO2。再分别向白色沉淀中加入稀硝酸,白色沉淀不溶解,则对应的是NaCl;白色沉淀溶解,则对应的是 NaNO2专题3专题作业参考答案 1在家里可以用下列方法区别亚硝酸钠和食盐。 方法l:亚硝酸钠在180200时发生热分解反应,有红棕色的二氧化氮气体
14、生成。氯化钠的熔点为801,沸点为1 413。在家里用煤气灶、液化气灶或者煤炉对两物质进行加热,根据实验现象来判断。 方法2:将两种盐分别溶于碗中,根据碗壁温度的变化来判断,亚硝酸钠可使温度下降10左右。 方法3:分别向两种盐中加食醋或柠檬酸等酸性物质,有红棕色气体产生的即为亚硝酸钠。 2鉴别Na2CO3 、NaHCO3 可以用下列方法: (1) 将Na2CO3 、NaHCO3两种固体加热,有无色无味气体生成的为NaHCO3 。 (2) 分别测同浓度的Na2CO3 、NaHCO3两种溶液的pH,pH较大的为Na2CO3,较小的为NaHCO3。 (3) 分别用Na2CO3 、NaHCO3两种稀溶
15、液与稀MgCl2溶液反应,有白色沉淀生成的为Na2 CO3。 (4) 分别用Na2CO3 、NaHCO3两种溶液与Na2SiO3 溶液反应,有白色胶体生成的对应的Na2CO3,不反应的对应的是NaHCO3。 3红砖是由黏土烧成的一种常用建筑材料。红砖的红颜色是因为含有氧化铁。根据氧化铁能与盐酸反应生成Fe3 ,Fe3 能与KSCN溶液反应生成血红色溶液,可以检验出红砖中含有氧化铁。 取研碎的红砖粉末,放入小烧杯里,加入盐酸(可以加热一会),取溶液少许,加入KSCN溶液,观察实验现象。 4略专题4课题1 “交流与讨论”问题解答及分析 1浓度对化学反应速率的影响,以碘时钟反应为例,因碘时钟反应取材
16、方便、药品用量较少、安全、污染小。 碘时钟实验的实验现象:几杯无色透明的液体静置在桌面上,片刻后每杯溶液在一瞬间变成深蓝色,由于浓度不同,各杯变色时间错落有序,实验现象如同变色魔术,十分有趣。 实验步骤 (1)配制下列三种溶液溶液A:称取0.9 g碘酸钾溶于温水中,再加水稀释至500 mL。 溶液B:称取0.45g无水亚硫酸钠,加水溶解稀释至500 mL。 溶液C:称取5 g可溶性淀粉于小烧杯中,加入25 mL冷水,搅拌成悬浊液后加入300 mL沸水中,冷却后慢慢加入12.5 mL浓硫酸,最后也稀释至500 mL。 (2)取一个400 mL烧杯,依次加入200 mL水、50 mL A液、50
17、mL C液、50 mL B液,略搅拌后静置观察。开始的10 s ,混合的溶液仍呈无色透明状,约10 s以后溶液会在瞬间突变为深蓝色。(3)探究浓度对反应速度的影响。取两个400 mL大烧杯,配制如下混合液: D液:200 mL水中加入50 mL A液和50 mL C液。 E液:225 mL水中加入25 mL A液和50 mL C液。 室温下,在D液和E液中同时各加入50 mL B液,搅拌后静置观察。观察到的现象:约10 s后,D液突变为深蓝色;约20 s后,E液突变为深蓝色。说明浓度与化学反应速率呈正相关。 碘时钟实验的离子方程式为: 从以上反应式可知,由于反应、较慢,产生的I2 马上被式所消
18、耗,所以不会呈蓝色。当HSO3 耗尽后,产生的I2 不再被消耗,所以当遇淀粉时就突然呈现蓝色了。当然,如果IO3- 的物质的量不足HSO3 的1/3,则该反应就不会再呈现蓝色。 温度对化学反应速率的影响,如生活中食物的腐坏等。另外,上述碘时钟反应也可演示温度对化学反应速率的影响。 准备三份E液(方法见上)。一份置于冰水浴(近0)中,一份维持在室温,另一份加热到近45。用三个量筒各量取50 mL B液,同时将B液分别加入到上述三份E液中,搅拌后静置观察。(注意:温度不能过高,否则碘与淀粉不会发生显色反应)。实验证明,温度与化学反应速率也呈正相关。 2该反应速率时刻在变化,因为当其他条件不变时,随
19、着反应的进行,反应物的浓度不断减小,对应反应物的反应速率在每一个瞬间都在减小。 3肉类食品应放置在冰箱的冷冻层,若温度太高,会加快腐坏的速率。专题4课题2“交流与讨论”问题解答及分析1这是个开放性问题,查阅资料的途径很多,除了去图书馆之外,还可上相关网站查询。影响双氧水分解速率的因素有很多,除了催化剂种类外,至少还与试剂的用量、浓度、状态和反应温度等因素有关。2从教材所列举的一些物质来说,二氧化锰无疑是催化效果最好的。但这不排除在实验中挑选的其他物质的催化效果会更好。故本题的答案应以实验结果为准。 3双氧水是稳定性较差的试剂,保存双氧水时要考虑的因素较多。但本题主要应从催化分解这个角度进行思索
20、,如双氧水中不能混入金属氧化物、各种脏东西等。因为有很多物质会催化分解双氧水。另外还有个安全问题,易分解产生气体的试剂不宜放在密封的玻璃瓶中,双氧水通常盛放在干净的聚乙烯塑料瓶内。 4是个开放性问题,可先从教材上所列举的化工生产中使用催化剂的例子入手,如合成氨、氨的催化氧化制硝酸、生产硫酸等。最后通过比较归纳法给出催化剂在选择和使用上应该注意的一些问题,如催化剂的选择性、催化条件、催化剂中毒问题等。专题4课题3“交流与讨论”问题解答与分析1氯化钴水合物在不同的温度下会呈现不同的颜色,故可以根据其颜色变化来判断温度的变化。2乙酸乙酯的水解实验中,在试管中加指示剂有两个作用,一是对水层进行染色,使
21、实验现象清晰可辨(酯层、水层分界明显),另外还可起到指示溶液酸碱性的作用:红色溶液为酸性溶液,橙色溶液为近中性溶液,蓝色溶液为碱性溶液。酯层最厚的是加了蒸馏水,最薄的是加了碱处于两者之间的则加了酸。专题4 专题作业参考答案 1查阅相关资料可知:工业上合成氨的反应温度选择为500左右,压强选择为3050 MPa。因为合成氨工业选用的催化剂为铁触媒,它只有达到400时才有明显的催化效果,在550以上会失去催化功能。从上表看,反应温度低将有利于氨的生成,但反应温度低会导致反应速率明显降低。从上表看,压强高有利于平衡向右移动,但压强过高,对设备要求会更高,投资也会更大,还会在工程和技术上产生种种问题。
22、 2从针筒顶端观察,当压强增大时,气体颜色变浅;当压强减小时,气体颜色变深。从针筒的顶端观察针筒内气体的颜色变化(见题目中的图示)更为科学、合理。因为用这种方法观察,针筒内的红棕色气体分子(NO2)的数量多少与观察到的颜色深浅成正比,而针筒内气体总体积的变化导致的各气体浓度的变化不影响其对NO2总量多少的观察和判断。专题5课题1“交流与讨论”问题解答及分析 1.取l个半熟的番茄、苹果或橘子(有酸味的水果都可以),相隔一定距离,插入铜片和锌片,按图54所示,用导线将铜片、锌片与蜂鸣器相连。蜂鸣器立即发出音乐声,唱出动听的乐曲。 2.一般情况下,如果钢铁表面吸附的水膜酸性很弱或者呈中性,那么负极铁
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