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十三、有机实验的八项注意

有机实验是中学化学教学的重要内容,是高考会考的常考内容。对于有机实验的操作及复习必须注意以下八点内容。

1.注意加热方式

有机实验往往需要加热,而不同的实验其加热方式可能不一样。

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1:3,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。

5.注意除杂

有机物的实验往往副反应较多,导致产物中的杂质也多,为了保证产物的纯净,必须注意对产物进行净化除杂。如"乙烯的制备实验"中乙烯中常含有CO2和SO2等杂质气体,可将这种混合气体通入到浓碱液中除去酸性气体;再如"溴苯的制备实验"和"硝基苯的制备实验",产物溴苯和硝基苯中分别含有溴和NO2,因此,产物可用浓碱液洗涤。

6.注意搅拌

注意不断搅拌也是有机实验的一个注意条件。如"浓硫酸使蔗糖脱水实验"(也称"黑面包"实验)(目的是使浓硫酸与蔗糖迅速混合,在短时间内急剧反应,以便反应放出的气体和大量的热使蔗糖炭化生成的炭等固体物质快速膨胀)、"乙烯制备实验"中醇酸混合液的配制。

7.注意使用沸石(防止暴沸)

需要使用沸石的有机实验:⑴实验室中制取乙烯的实验;⑵石油蒸馏实验。

8.注意尾气的处理

有机实验中往往挥发或产生有害气体,因此必须对这种有害气体的尾气进行无害化处理。

⑴如甲烷、乙烯、乙炔的制取实验中可将可燃性的尾气燃烧掉;⑵"溴苯的制取实验"和"硝基苯的制备实验"中可用冷却的方法将有害挥发物回流。

十四、离子反应离子共存离子方程式

电解质在溶液里所起的反应,实质上就是离子之间的相互反应。离子间的反应是趋向于降低离子浓度的方向进行。离子反应通常用离子方程式来表示。理解掌握离子反应发生的条件和正确书写离子方程式是学好离子反应的关键。溶液中离子共存的问题,取决于离子之间是否发生化学反应,如离子间能反应,这些离子就不能大量共存于同一溶液中。

(一)离子反应发生的条件

1.离子反应生成微溶物或难溶物。

2.离子反应生成气体。

3.离子反应生成弱电解质。

4.离子反应发生氧化还原反应。

根据化学反应类型,离子反应可分为两类,一是酸碱盐之间的复分解反应;二是氧化性离子与还原性离子间的氧化还原反应。离子反应还应注意:

1.微溶物向难溶物转化,如用煮沸法软化暂时硬水

MgHCO3==MgCO3+CO2↑+H2O

MgCO3虽然难溶,但在溶液中溶解的哪部分是完全电离的,当Mg2+遇到水溶液里的OH-时会结合生成比MgCO3溶解度更小的Mg(OH)2而沉淀析出

MgCO3+H2O==Mg(OH)2↓+CO2↑

2.生成络离子的反应:

FeCl3溶液与KSCN溶液的反应:Fe3++SCN-==Fe(SCN)2+生成物既不是沉淀物也不是气体,为什么反应能发生呢?主要是生成了难电离的Fe(SCN)2+络离子。

3.优先发生氧化还原反应:

具有强氧化性的离子与强还原性的离子相遇时首先发生氧化还原反应。例如:Na2S溶液与FeCI3溶液混合,生成S和Fe2+离子,而不是发生双水解生成Fe(OH)3沉淀和H2S气体。

2Fe3++S2-=2Fe2++S↓

总之:在水溶液里或在熔融状态下,离子间只要是能发生反应,总是向着降低离子浓度的方向进行。反之,离子反应不能发生。

(二)离子反应的本质

反应体系中能够生成气、水(难电离的物质)、沉淀的离子参与反应,其余的成分实际上未参与反应。

(三)离子反应方程式的类型

1.复分解反应的离子方程式。

2.氧化还原反应的离子方程式。

3.盐类水解的离子方程式。

4.络合反应的离子方程式。

掌握离子方程式的类型及特征,才能书写好离子方程式,正确书写、判断离子方程式是学生必须掌握的基本技能。

例1下列离子方程式正确的是

A用石灰软化暂时硬水

Mg2++2HCO3-+2OH-=MgCO3↓+CaCO3+2H2O

B实验室制HCI气体

H++CI-=HCI

C氯化铵溶液中加入稀氢氧化钠溶液

NH4++OH-=NH3oH2O

D铜片和稀硝酸共热

3Cu+8H++2NO3-=3Cu2++2NO↑+4H2O

解析:解答此类题除要掌握离子反应的本质外,还要注意温度、浓度、物质的量,反应反应物状态等对离子方程式书写的影响。

选项A,Ca(OH)2中的OH-首先与Mg2+结合生成溶解度比MgCO3更小的mg(oh)2沉淀,故不能生成MgCO3沉淀。

选项B,固态NaCI和浓H2SO4反应不能写成离子方程式,浓H2SO4和任何固态物质反应都不能写离子方程式。

选项C,稀NaOH溶液,常温,NH3极易溶于水生成NH3oH2O;故C正确。强碱溶液与铵盐的反应有下列两种情况:

NH4++OH-(稀、冷)=NH3oH2O

NH4++OH-(浓、热)=NH3↑+H2O

选项D考虑了稀HNO3的氧化性和酸性,又注意了离子电荷数的配平,故D正确。

例2将过量的氯气通人溴化亚铁溶液中,反应的离子方程式是

ACI2+2Br-=2CI-+Br2

BCI2+2Fe2+=2Fe3++2CI-

CCI2+2Fe2++4Br-=2Fe3++2Br2+2CI-

D3CI2+2Fe2++4Br-=2Fe3++2Br2+6CI-

解析:CI2过量,Fe2+和Br-都应充分被氧化成Fe3+和Br2,A、B两个选项考虑的不完整。C电荷未配平,D正确。

十五、盐类水解的应用规律

盐的离子跟水电离出来的氢离子或氢氧根离子生成弱电解质的反应,称为盐类的水解。

其一般规律是:谁弱谁水解,谁强显谁性;两强不水解,两弱更水解,越弱越水解。

哪么在哪些情况下考虑盐的水解呢?

1.分析判断盐溶液酸碱性时要考虑水解。

2.确定盐溶液中的离子种类和浓度时要考虑盐的水解。

如Na2S溶液中含有哪些离子,按浓度由大到小的顺序排列:

C(Na+)>C(S2-)>C(OH-)>C(HS-)>C(H+)

或:C(Na+)+C(H+)=2C(S2-)+C(HS-)+C(OH-)

3.配制某些盐溶液时要考虑盐的水解

如配制FeCl3,SnCl4,Na2SiO3等盐溶液时应分别将其溶解在相应的酸或碱溶液中。

4.制备某些盐时要考虑水解

Al2S3,MgS,Mg3N2等物质极易与水作用,它们在溶液中不能稳定存在,所以制取这些物质时,不能用复分解反应的方法在溶液中制取,而只能用干法制备。

5.某些活泼金属与强酸弱碱溶液反应,要考虑水解

如Mg,Al,Zn等活泼金属与NH4Cl,CuSO4,AlCl3等溶液反应。

3Mg+2AlCl3+6H2O=3MgCl2+2Al(OH)3↓+3H2↑

6.判断中和滴定终点时溶液酸碱性,选择指示剂以及当pH=7时酸或碱过量的判断等问题时,应考虑到盐的水解。

如CH3COOH与NaOH刚好反应时pH>7,若二者反应后溶液pH=7,则CH3COOH过量。

指示剂选择的总原则是,所选择指示剂的变色范围应该与滴定后所得盐溶液的pH值范围相一致。即强酸与弱碱互滴时应选择甲基橙;弱酸与强碱互滴时应选择酚酞。

7.制备氢氧化铁胶体时要考虑水解

FeCl3+3H2O=Fe(OH)3(胶体)+3HCl

8.分析盐与盐反应时要考虑水解

两种盐溶液反应时应分三个步骤分析考虑:

(1)能否发生氧化还原反应;

(2)能否发生双水解互促反应;

(3)以上两反应均不发生,则考虑能否发生复分解反应.

9.加热蒸发和浓缩盐溶液时,对最后残留物的判断应考虑盐类的水解

(1)加热浓缩不水解的盐溶液时一般得原物质.

(2)加热浓缩Na2CO3型的盐溶液一般得原物质.

(3)加热浓缩FeCl3型的盐溶液.最后得到FeCl3和Fe(OH)3的混合物,灼烧得Fe2O3。

(4)加热蒸干(NH4)2CO3或NH4HCO3型的盐溶液时,得不到固体.

(5)加热蒸干Ca(HCO3)2型的盐溶液时,最后得相应的正盐.

(6)加热Mg(HCO3)2、MgCO3溶液最后得到Mg(OH)2固体.

10.其它方面

(1)净水剂的选择:如Al3+,FeCl3等均可作净水剂,应从水解的角度解释。

(2)化肥的使用时应考虑水解。如草木灰不能与铵态氮肥混合使用。

(3)小苏打片可治疗胃酸过多。

(4)纯碱液可洗涤油污。

(5)磨口试剂瓶不能盛放Na2SiO3,Na2CO3等试剂。

凡此种种,不一而举。学习中要具体情况具体分析,灵活应用之。

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