高中化学02性质探究实验学生版Word下载.docx
《高中化学02性质探究实验学生版Word下载.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《高中化学02性质探究实验学生版Word下载.docx(17页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
③必须用___________,不能在火焰上直接加热(否则会生成易爆物质),水浴温度不宜过高。
④如果试管不洁净,或加热时振荡,或加入的乙醛过量时,就无法生成明亮的银镜,而只生成黑色疏松的沉淀附着在试管内壁。
⑤实验完毕,试管内的混合液体要及时处理,试管壁上的银镜要及时用少量的________溶解,再用水冲洗。
(废液不能乱倒,应倒入废液缸内)
(二)乙醛与新制氢氧化铜悬浊液的反应(铜镜反应)
10%NaOH溶液、2%CuSO4溶液、乙醛稀溶液
__________________________________________________________
3.实验过程
①配制新制氢氧化铜悬浊液:
在2mL10%______溶液中滴入4-6滴________溶液。
②在新制的氢氧化铜悬浊液中加入乙醛溶液。
③加热至沸腾。
①本实验必须在_________条件下才能成功。
②Cu(OH)2悬浊液必须现配现用:
配制时CuSO4溶液的质量分数不宜过大,且NaOH溶液应过量。
若CuSO4溶液过量或配制的Cu(OH)2的质量分数过大,将在实验时得不到砖红色的Cu2O沉淀(而是得到黑色的CuO沉淀)。
③将混合液加热到沸腾才有明显砖红色沉淀。
【思考1】醛类物质发生银镜反应或与新制Cu(OH)2悬浊液反应为什么需在碱性条件下进行?
【思考2】能发生银镜反应和能与新制氢氧化铜悬浊液反应的物质有哪些?
三、比较苯酚、乙酸、碳酸的酸性强弱
完成下列表格:
比较乙酸、水、乙醇、碳酸、苯酚分子中羟基氢的活泼性
乙酸
水
乙醇
碳酸
苯酚
分子结构
CH3COOH
H—OH
C2H5OH
C6H5-OH
与羟基直接相连的原子或原子团
遇石蕊试液
与Na
与Na2CO3溶液
羟基氢的活动性强弱
【思考】你可以设计什么实验证明三者的酸性强弱?
课堂小憩
有机食品(OrganicFood)也叫生态或生物食品等。
有机食品是国际上对无污染天然食品比较统一的提法。
有机食品通常来自于有机农业生产体系,根据国际有机农业生产要求和相应的标准生产加工的。
除有机食品外,国际上还把一些派生的产品如有机化妆品、纺织品、林产品或有机食品生产而提供的生产资料,包括生物农药、有机肥料等,经认证后统称有机产品。
从物质的化学成分来分析,所有食品都是由含碳化合物组成的有机物质,都是有机的食品,没有非有机的食品,因此,从化学成分的角度,把食品称做“有机食品”的说法是没有意义的。
所以,这里所说的“有机”不是化学上的概念——分子中含碳元素——而是指采取一种有机的耕作和加工方式。
有机食品是指按照这种方式生产和加工的;
产品符合国际或有机食品要求和标准;
并通过有机食品认证机构认证的一切农副产品及其加工品,包括粮食、食用油、菌类、蔬菜、水果、瓜果,干果,奶制品、禽畜产品、蜂蜜、水产品、调料等。
有机食品的主要特点来自于生态良好的有机农业生产体系.有机食品的生产和加工,不使用化学农药、化肥、化学防腐剂等合成物质,也不用基因工程生物及其产物,因此,有机食品是一类真正来自于自然、富营养、高品质和安全环保的生态食品。
知识点1:
乙醇的催化氧化
【例1】有关催化剂的催化机理等问题可以从“乙醇催化氧化实验”得到一些认识,某教师设计了如图装置(夹持装置仪器已省略),其实验操作为:
先按图安装好,先关闭活塞a、b、c,在铜丝的中间部分加热片刻,然后打开活塞a、b、c,通过控制活塞a和b,而有节奏(间歇性)通入气体,即可在M处观察到明显的实验现象。
试回答以下问题:
(1)A中发生反应的化学方程式:
_____________________________________________________,
B的作用:
__________________________;
C中热水的作用:
___________________________
(2)M处发生的反应的化学方程式为:
_______________________________________________。
(3)从M管中可观察到的现象:
__________________________________________________________,从中可认识到该实验过程中催化剂__________(填“参加”或“不参加”)了化学反应,还可以认识到催化剂起催化作用需要一定的______________________。
(4)验证乙醇氧化产物的试剂是______________,并写出对应的化学方程式___________________
(5)若试管F中收集到的液体用紫色石蕊试纸检验,试纸显红色,说明液体中还含有_________。
要除去该物质,可现在混合液中加入__________(填写字母)。
a、氯化钠溶液b、苯c、碳酸氢钠溶液d、四氯化碳
变式1:
乙醇在一定条件下可被氧化,某同学利用下列装置进行乙醇的催化氧化实验,并检验其产物,其中C装置的试管中盛有无水乙醇。
已知乙醛在加热条件下能与新制Cu(OH)2悬浊液反应生成Cu2O。
回答下列问题:
(1)请选择必要的装置,按气流方向连接顺序为_____________(填仪器接口的字母编号)(加热和夹持装置已略去)。
(2)B装置的分液漏斗中液体药品是______________(填化学式)。
该液体还可以与酸性KMnO4溶液反应产生相同的气体,写出该反应的离子方程式________________________________________。
(3)F装置中的固体试剂是____________,发生反应的化学方程式为_________________________
__________________。
反应一段时间后移去酒精灯,反应能继续进行,其原因是________________
__________________________。
(4)A装置和D装置中的实验现象分别为_____________________、_________________________。
(5)为了提高乙醇的转化率,可以对C装置进行改进,提出你的改进意见____________________
_____________________________。
变式2:
某化学课外活动小组研究乙醇氧化的实验并验证其产物,设计了甲、乙两套装置(图中的夹持仪器均未画出,“△”表示酒精灯热源),每套装置又可划分为①、②、③三部分。
仪器中盛放的试剂为:
a-无水乙醇(沸点:
78℃);
b-铜丝;
c-无水硫酸铜;
d-新制氢氧化铜悬浊液。
(1)简述两套方案各自的优点:
甲:
___________________________________、_______________________________________,
乙:
___________________________________
(2)集中两套方案的优点,组成一套比较合理完善的实验装置,可按气流由左至右的顺序表示为________________(例如甲①,乙②)。
(3)若要保证此实验有较高的效率,还需补充的仪器有__________。
理由______________________。
(4)实验中能验证乙醇氧化产物的实验现象是_______________。
(5)装置中,若撤去第①部分,其它操作不变,则无水硫酸铜无明显变化,其余现象与(4)相同,推断燃烧管中主要反应的化学方程式____________。
【方法提炼】
牢记醇催化氧化的原理,理解催化的本质。
知识点2:
醛基的性质
【例2】银镜反应是检验醛基的重要反应,教材对该实验的操作条件只是粗略的描述。
某同学进行如下研究:
(1)在干净试管中加入2ml2%____________,然后,____________________得到银氨溶液,分装入5支试管,编号为1#、2#、3#、4#、5#。
(2)依次滴加2%、5%、10%、20%、40%的乙醛溶液4滴,快速振荡后置于60℃~70℃的水浴中。
3分钟后,试管1#未形成大面积银镜,试管5#的银镜质量差有黑斑,试管4#产生的银镜质量一般,试管2#、3#形成光亮的银镜。
该研究的目的是:
__________________________________________________________________。
(3)乙醛发生银镜反应的化学方程式为:
_______________________________________________,
(4)有文献记载:
在强碱性条件下,加热银氨溶液可能析出银镜。
验证和对比实验如下。
装置
实验序号
试管中的药品
现象
实验Ⅰ
2mL银氨溶液和数滴较浓NaOH溶液
有气泡产生:
一段时间后,溶液逐渐变黑:
试管壁附着银镜
实验Ⅱ
2mL银氨溶液和
数滴浓氨水
一段时间后,溶液无明显变化
该同学欲分析实验Ⅰ和实验Ⅱ的差异,查阅资料后,得知:
a.Ag(NH3)2++2H2O
Ag++2NH3·
H2Ob.AgOH不稳定,极易分解为黑色Ag2O
经检验,实验Ⅰ的气体中有NH3,黑色物质中有Ag2O。
产生Ag2O的原因是:
________________________________________________________________________________
(5)用湿润的红色石蕊试纸检验NH3产生的现象是________________________________________;
用稀HNO3清洗试管壁上的Ag,该反应的化学方程式是________________________________。
(6)该同学对产生银镜的原因提出假设:
在NaOH存在下,可能是NH3还原Ag2O。
如果该假设成立,则说明检验醛基时,银氨溶液不能呈强碱性,因为___________________________________。
(7)重新假设:
在NaOH存在下,可能是NH3还原Ag2O
。
用下图所示装置进行实验。
现象:
出现银镜。
在虚线框内画出用生石灰和浓氨水制取NH3的装置简图(夹持仪器略)。
(8)该同学认为在(4)的实验中会有Ag(NH3)2OH生成。
由此又提出假设:
在NaOH存在下,可能是Ag(NH3)2OH也参与了NH3还原Ag2O的反应。
进行如下实验:
①有部分Ag2O溶解在氨水中,该反应的化学方程式是_______________________
______________________________________________________________________。
②实验结果证实假设成立,依据的现象是___________________________________
银镜反应
与新制Cu(OH)2悬浊液反应
反应原理
R—CHO+2Ag(NH3)2OH
RCOONH4+3NH3+2Ag↓+H2O
R—CHO+2Cu(OH)2→(加热)RCOOH+Cu2O↓+2H2O
定量关系
R—CHO~2AgHCHO~4Ag
R—CHO~2Cu(OH)2~Cu2O
HCHO~4Cu(OH)2~2Cu2O
反应现象
产生光亮的银镜
产生砖红色沉淀
注意事项
(1)试管内壁必须洁净;
(2)银氨溶液随用随配,不可久置;
(3)水浴加热,不可用酒精灯直接加热;
(4)醛用量不宜太多,如乙醛一般滴3滴;
(5)银镜可用稀HNO3浸泡洗涤除去
(1)新制Cu(OH)2悬浊液要随用随配,不可久置;
(2)配制新制Cu(OH)2悬浊液时,所用NaOH必须过量;
知识点3:
比较苯酚、乙酸、碳酸的酸性强弱
【例2】设计一个简单的一次性完成实验的装置图,验证醋酸溶液、二氧化碳水溶液、苯酚溶液的酸性强弱顺序是CH3COOH>
H2CO3>
C6H5OH。
(1)利用如图所示的仪器可以组装实验装置,则仪器的连接顺序是________接D,E接______,______接______。
(2)有关反应的化学方程式为____________________________________________。
(3)有的同学认为此装置不能验证H2CO3和C6H5OH的酸性强弱,你认为是否有道理?
怎样改进实验才能验证H2CO3和C6H5OH的酸性强弱?
某校化学兴趣小组学生为了探究乙酸、碳酸和苯酚的酸性强弱,进行了下述一些实验:
该校学生先组装了下图的实验装置(夹持仪器已略去)。
(1)装置A中反应产生的气体通入苯酚钠溶液中,实验现象为______________________________,
反应的离子方程式为___________________________________________。
(2)有学生认为①中的实验现象不足以证明碳酸的酸性比苯酚强,他的理由是_________________,改进该装置的方法是___________________________________________________________________。
【方法提炼】理论依据:
羟基种类
重要代表物
与NaOH
与Na2CO3
与NaHCO3
醇羟基
√
酚羟基
√(不出CO2)
羧基
师生总结
1.下列实验中,能证明苯酚的酸性极弱的是()
A.跟氢氧化钠溶反应生成苯酚钠B.跟FeCl3溶液作用显紫色
C.二氧化碳通入苯酚钠溶液能游离出苯酚D.常温下苯酚在水中溶解度不大
2.某学生做乙醛还原性的实验,取1mol·
L-1的CuSO4溶液2mL和0.4mol·
L-1的NaOH溶液4mL,在一个试管内混合后加入0.5mL40%的乙醛溶液加热至沸,无红色沉淀,实验失败的原因是()
A.NaOH不够量B.CuSO4不够量
C.乙醛溶液太少D.加热时间不够
3.下列对完成乙醛与银氨溶液、氢氧化铜悬浊液反应实验的一些看法,其中不正确的是
()
A.银氨溶液和氢氧化铜悬浊液必须现配现用
B.做完实验的试管都可以用浓硝酸洗涤
C.所得银氨溶液的pH比原氨水的pH要大
D.两实验过程中试管均直接置于酒精灯上加热
4.跟醛基相连的碳称作α-碳,其上面的氢称作α-氢。
已知含α-氢的醛可在稀碱作用下发生羟醛缩合反应生成β-羟基醛,如
现有甲醛、乙醛、丙醛三种醛混合在稀碱中发生以上反应,推知生成β-羟基醛的数目为()
A.9种B.6种C.4种D.3种
5.等浓度的下列稀溶液:
①乙酸、②苯酚、③碳酸、④乙醇,它们的pH由小到大排列的正确是()
A.①③②④B.③①②④C.①②③④D.④②③①
6.右图是乙醇氧化制乙醛的实验装置(夹持仪器和加热仪器均未画出),以下叙述错误的是()
A.A中所盛的固体可以是CuO
B.D中的乙醇可用沸水浴加热
C.C处的具支试管B中有无色液体产生
D.C处的具支试管B可换成带塞的普通试管
7.由—CH3、
、—OH、—COOH四种原子团两两组合形成的有机物中,属于弱电解质的有()
A.3种B.4种C.5种D.6种
8.通过实验现象比较下列物质中的—OH中氢原子的活泼性顺序,并填于下表中:
①CH3COOH②CH3CH2OH③H-OH④
⑤
编号
操作
推论
1
加入石蕊试液
①、⑤变红,其他不变
2
在①、⑤中加入Na2CO3溶液
①中产生气体
3
在②、③、④中加入NaOH溶液
④由浑浊变澄清
4
在②、③中加入金属钠
③产生气体激烈,并燃烧
②产生气体缓慢,不燃烧
结论
-OH中氢原子的活性:
9.利用下图装置进行乙醇的催化氧化实验并制取乙醛(试管丙中用水吸收产物)。
请填写下列空白:
(1)检验乙醛的试剂是____________;
(选填编号)
a.银氨溶液b.碳酸氢钠溶液c.新制氢氧化铜d.氧化铜
乙醇发生催化氧化的化学反应方程式为_______________
________________________________________________;
(2)实验开始时,是先鼓入空气还是先点燃酒精灯加热铜丝?
________________________________________________,
原因是__________________________________________;
该实验中“鼓气速度”这一变量你认为可用____________来估量;
(3)实验时,常常将甲装置浸在70℃~80℃的水浴中,目的是______________________________。
以下实验需要水浴加热的是____________;
a.卤代烃水解b.银镜反应c.乙酸丁酯d.苯的硝化反应
(4)该课外活动小组偶然发现向溴水中加入乙醛溶液,溴水褪色(假设两者恰好完全反应)。
该同学为解释上述现象,提出两种猜想:
①溴水将乙醛氧化为乙酸;
②溴水与乙醛发生加成反应。
请你设计一个简单的实验,探究哪一种猜想正确?
__________________________________。
10.某研究性学习小组用下列装置(铁架台等夹持仪器略)探究氧化铁与乙醇的反应,并检验反应产物。
(1)用2%的CuSO4溶液和10%的NaOH溶液配制Cu(OH)2悬浊液的注意事项是___________。
(2)为快速得到乙醇气体,可采用的方法是___________________________________。
若实验时小试管中的溶液已经开始发生倒吸,可采取的措施是________(填字母)。
a.取下小试管b.移去酒精c.将导管从乳胶管中取下d.以上都可以
(3)如图实验,观察到红色的Fe2O3全部变为黑色固体M,充分反应后停止加热。
取下小试管,加热,有砖红色沉淀生成。
为了检验M的组成,进行下列实验。
①M能被磁铁吸引;
加入足量稀硫酸,振荡,固体全部溶解,未观察到有气体生成;
②经检验溶液中有铁离子和亚铁离子,检验铁离子的方法是_____________________;
证明溶液含有亚铁离子的方法是______________________________________________________。
能得出的结论是________(填字母)。
a.M中一定有+3价和+2价铁,不能确定是否有0价铁
b.M中一定有+3价和0价铁,无+2价铁
c.M中一定有+3价铁,0价和+2价铁至少有一种
d.M中一定有+3价、+2价和0价铁
(4)若M的成分可表达为FexOy,用CO还原法定量测定其化学组成。
称取mgM样品进行定量测定,实验装置和步骤如下:
①组装仪器;
②点燃酒精灯;
③加入试剂;
④打开分液漏斗活塞;
⑤检查气密性;
⑥停止加热;
⑦关闭分液漏斗活塞;
⑧……
正确的操作顺序是________(填字母)。
a.①⑤④③②⑥⑦⑧b.①⑤③④②⑥⑦⑧
c.①③⑤④②⑦⑥⑧d.①③⑤②④⑥⑦⑧
若M完全被还原后碱石灰增重ng,则
为________(用含m、n的代数式表示)。
11.乙醛在催化剂存在的条件下,可以被空气氧化成乙酸。
依据此原理设计实验制得并在试管C中收集到少量乙酸溶液(如图14所示:
试管A中装有40%的乙醛水溶液、氧化铜粉末;
试管C中装有适量蒸馏水;
烧杯B中装有某液体)。
已知在60°
C~80°
C时用双连打气球鼓入空气即可发生乙醛的氧化反应,连续鼓入十几次反应基本完全。
有关物质的沸点见下:
物质
乙醛
甘油
乙二醇
沸点
20.8°
C
117.9°
290°
197.2°
100°
请回答下列问题:
(1)试管A内在60°
C时发生的主要反应的化学方程式为(注明反应条件)________________________。
(2)如图所示在实验的不同阶段,需要调整温度计在试管A内的位置,在实验开始时温度计水银球的位置应在_____________;
当试管A内的主要反应完成后温度计水银球的位置应在________________________________,目的是_________