如何全面理解掌握高中的重要實驗(5)

編輯: 逍遙路 關鍵詞: 高中化學 來源: 高中學習網(wǎng)


8.氨及銨鹽的性質(zhì)

實驗原理:氨極易溶于水,NH3與水反應,氨與酸反應。銨鹽受熱易分解,銨鹽與堿反應放出氨氣。

實驗(1):氨的噴泉實驗

實驗操作:如圖所示,用干燥的圓底燒瓶收集的一瓶NH3,用帶有玻璃管和滴管(滴管中預先吸入水)的塞子塞緊瓶口,將燒瓶倒置在鐵架臺上。玻璃管插入到盛有水的燒杯中(水中預先滴入少量酚酞試液),輕輕地擠壓滴管的膠頭,使少量的水進入到燒瓶,觀察現(xiàn)象。

 

 

實驗現(xiàn)象及結(jié)論:燒瓶內(nèi)形成紅色噴泉。說明氨極易溶于水。燒杯中的水能夠進入燒瓶形成噴泉,主要是因為燒瓶內(nèi)部的壓強遠遠小于外部壓強,這樣外界壓強就能夠?qū)械乃當D壓進燒瓶,而內(nèi)部壓強減小主要原因就是NH3極易溶于水。溶液顯紅色,說明氨溶于水后呈堿性。堿性又說明了氨溶于水時能與水反應產(chǎn)生一水合氨,它能夠部分電離出銨根離子和氫氧根離子。

NH3+H2ONH3·H2ONH4++OH- 或NH3+H2ONH4++OH-

 

問題:①噴泉實驗成敗的關鍵是什么?如果噴泉的水不能夠充滿燒瓶,可能的原因有哪些?(裝置氣密性不好或瓶塞未塞緊或氨氣收集不滿或收集氨氣時燒瓶內(nèi)空氣未排盡或氨氣吸潮)

②HCl、SO2、NO2等易溶于水的氣體能否形成噴泉?是否只有溶解度很大的氣體才能形成噴泉?SO2、CO2、Cl2等酸性氣體易溶于NaOH溶液,能否形成噴泉?CH4、C2H6、C2H4等有機物的氣體易溶于汽油等有機溶劑,能否形成噴泉?C2H4、C2H2等不飽和的有機物的氣體與溴水能否形成噴泉?

③如果將NO2和O2以體積比4∶1混合、NO和O2以體積比4∶3混合、HCl和NH3以體積比1∶1混合、H2S和SO2以體積比2∶1混合等,能否形成噴泉?

④噴泉實驗中裝滿水的膠頭滴管作用是什么?如果沒有裝滿水的膠頭滴管,請你說明引發(fā)噴泉的可能方法?

⑤除了以上實驗裝置外,能否采用其他裝置形成噴泉?噴泉實驗的基本原理是什么?

實驗(2):氨與酸反應

實驗操作:分別在兩個集氣瓶中滴入幾滴濃氨水和濃鹽酸,蓋上玻璃片,然后抽去中間的玻璃片,觀察現(xiàn)象。

實驗現(xiàn)象及結(jié)論:瓶內(nèi)產(chǎn)生大量白煙。說明氨能與鹽酸反應,生成固體氯化銨小顆粒分散在空氣中形成白煙。

NH3+HCl==NH4Cl

實驗(3):銨鹽受熱易分解

實驗操作:取少量氯化銨固體放在試管中加熱,觀察現(xiàn)象。取少量碳酸氫銨固體放在試管中加熱,并將生成的氣體通入新制的澄清石灰水中,觀察現(xiàn)象。

實驗現(xiàn)象及結(jié)論:試管底部氯化銨固體減少,接近試管口出現(xiàn)白霧,又凝結(jié)成晶體附于試管壁。說明氯化銨加熱易分解,生成的兩種氣體在試管口又會重新化合生成氯化銨。試管底部碳酸氫銨固體減少甚至消失,澄清石灰水變渾濁。說明碳酸氫銨加熱易分解生成CO2、NH3、H2O。

NH4ClNH3↑+HCl↑;NH3+HCl== NH4Cl

 

NH4HCO3NH3↑+CO2↑+H2O

 

實驗(4):銨鹽與堿反應放出氨氣

實驗操作:如圖所示,在實驗室里常用氯化銨和氫氧化鈣加熱的方法來制取少量NH3。用向下排氣法收集并用濕潤的紅色石蕊試紙檢驗NH3是否收集滿。

 

 

實驗現(xiàn)象及結(jié)論:濕潤的紅色石蕊試紙變藍。說明銨鹽與堿反應放出氨氣。

2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O

 

問題:①生產(chǎn)Cl2的化工廠常用濃氨水來檢查生產(chǎn)設備和管道是否漏氣,如果有白煙生成,則說明已發(fā)生漏氣,這是為什么?

②用試管收集氨氣時,為什么要塞一團棉花?如何干燥NH3?能否濃硫酸干燥NH3?能否用無水氯化鈣固體干燥NH3?

③能否使用NH4HCO3、NH4NO3代替NH4Cl?為什么?能否使用NaOH、KOH代替Ca(OH)2?為什么?使用堿石灰代替消石灰有什么優(yōu)點?

④實驗室為了快速制得氨氣,能否用濃氨水加固體NaOH(或加堿石灰、或加生石灰)來制取?為什么?

9.二氧化硫和濃硫酸的性質(zhì)

實驗原理:二氧化硫還原性和氧化性,二氧化硫的漂白性。濃硫酸的強氧化性。

實驗(1):二氧化硫的還原性

實驗操作:用亞硫酸鈉與較濃的硫酸反應制備的二氧化硫分別通入酸性KMnO4溶液、溴水中,觀察現(xiàn)象。

實驗現(xiàn)象及結(jié)論:酸性KMnO4溶液和Br2水都褪色。說明SO2會被強氧化劑KMnO4和Br2氧化,體現(xiàn)了SO2的還原性。

2KMnO4+5SO2+2H2O==K2SO4+2MnSO4+2H2SO4

SO2+Br2+2H2O== 2HBr+H2SO4

問題:將過量SO2通入澄清石灰水中,有何現(xiàn)象?為什么?將SO2通入BaCl2溶液有何現(xiàn)象?為什么?再向其中滴加H2O2溶液或稀硝酸或氯水,有何現(xiàn)象?為什么?寫出有關反應的離子方程式。

實驗(2):二氧化硫的氧化性

實驗操作:分別收集一瓶二氧化硫和硫化氫氣體,將兩瓶氣體混合,觀察現(xiàn)象。

實驗現(xiàn)象及結(jié)論:集氣瓶內(nèi)壁有淡黃色固體和水生成。淡黃色固體是硫單質(zhì),說明SO2氧化了H2S生成S和H2O,體現(xiàn)了SO2的氧化性。

SO2+2H2S==3S↓+2H2O

問題:將過量SO2通入Na2S溶液中,有何現(xiàn)象?為什么?寫出有關反應的化學方程式。某溶液中混有Na+、S2-、SO32-、SO42-、H+等離子,能否大量共存?為什么?用離子方程式表示。

實驗(3):二氧化硫的漂白性

實驗操作:收集一試管二氧化硫氣體,驗證其水溶性后在試管的溶液中加入品紅溶液,振蕩,觀察現(xiàn)象;再加熱試管,再觀察現(xiàn)象。

實驗現(xiàn)象及結(jié)論:品紅溶液紅色褪去,加熱后紅色又恢復。說明SO2易溶于水且具有漂白性。

問題:SO2的漂白原理和HClO的漂白原理是否一致呢?為什么?將SO2和Cl2分別通入紫色石蕊試液,有何現(xiàn)象?為什么?如果將SO2和Cl2以體積比通入品紅溶液中,有何現(xiàn)象?為什么?請盡可能列舉可用來鑒別SO2和CO2氣體的方法。

實驗(4):濃硫酸的強氧化性

實驗操作:將一小片銅片放入盛有濃硫酸的試管中,加熱,觀察現(xiàn)象。

實驗現(xiàn)象及結(jié)論:銅片不斷溶解,溶液呈藍色,有刺激性氣味氣體生成。說明不活潑的金屬銅會被濃硫酸氧化生成硫酸銅,硫酸被還原成SO2,體現(xiàn)了濃硫酸的強氧化性。

Cu+2H2SO4(濃)CuSO4+SO2↑+2H2O

 

問題:在濃硫酸和蔗糖發(fā)生反應的實驗中,哪些現(xiàn)象是表明濃硫酸的脫水性?哪些現(xiàn)象是表明濃硫酸的強氧化性?寫出有關反應的化學方程式。(變黑是脫水性,因為蔗糖在按照H2O的比例脫水后剩下C,故是黑色的。有刺激性氣體生成是SO2,說明濃硫酸被還原了,體現(xiàn)濃硫酸有強氧化性)


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