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  4. 仪器的洗涤溶解二氧化碳的制取和收集碱的性质

某同学做完实验后,采用下列方法清洗所用的仪器,其中达不到目的是()A.用酒精清洗做过碘升华实验的试管B.用热的纯碱溶液清洗盛过植物油的试管C.用稀盐酸清洗管壁上附有碳酸钙

一、题文

某同学做完实验后,采用下列方法清洗所用的仪器,其中达不到目的是(  )
A.用酒精清洗做过碘升华实验的试管
B.用热的纯碱溶液清洗盛过植物油的试管
C.用稀盐酸清洗管壁上附有碳酸钙的试管
D.用稀H2SO4清洗管壁上附有铜的试管

考点提示:仪器的洗涤,溶解,二氧化碳的制取和收集,碱的性质

二、答案

D

三、考点梳理

知名教师分析,《某同学做完实验后,采用下列方法清洗所用的仪器,其中达不到目的是()A.用酒精清洗做过碘升华实验的试管B.用热的纯碱溶液清洗盛过植物油的试管C.用稀盐酸清洗管壁上附有碳酸钙》这道题主要考你对 仪器的洗涤溶解二氧化碳的制取和收集碱的性质 等知识点的理解。

关于这些知识点的“解析掌握知识”如下:

知识点名称:仪器的洗涤,溶解,二氧化碳的制取和收集,碱的性质

考点名称:仪器的洗涤
  • 仪器的洗涤:
    化学实验中干净的玻璃仪器有利于实验者观察到正确的实验现象,归纳、推理出正确的结论。因此,选择合适的洗涤剂,正确及时洗涤玻璃仪器,对于化学实验尤为重要。

  • 洁净剂及其使用范围:
    最常用的洁净剂有肥皂、合成洗涤剂(如洗衣粉)、洗液(清洁液)、有机溶剂等。
    肥皂、合成洗涤剂等一般用于可以用毛刷直接刷洗的仪器,如烧瓶、烧杯、试剂瓶等非计量及非光学要求的玻璃仪器。
    肥皂、合成洗涤剂也可用于滴定管、移液管、量瓶等计量玻璃仪器的洗涤,但不能用毛刷刷洗。
    洗液多用于不能用毛刷刷洗的玻璃仪器,如滴定管、移液管、量瓶、比色管、玻璃垂熔漏斗、凯氏烧瓶等特殊要求与形状的玻璃仪器;也用于洗涤长久不用的玻璃仪器和毛刷刷不下的污垢。

  • 洗涤玻璃仪器的方法与要求:
    (1)一般的玻璃仪器(如烧瓶、烧杯等):先用自来水冲洗一下,然后用肥皂、洗衣粉用毛刷刷洗,再用自来水清洗,最后用纯化水冲洗3次(应顺壁冲洗并充分震荡,以提高冲洗效果)。计量玻璃仪器(如滴定管、移液管、量瓶等):也可用肥皂、洗衣粉的洗涤,但不能用毛刷刷洗。
    (2)精密或难洗的玻璃仪器(滴定管、移液管、量瓶、比色管、玻璃垂熔漏斗等):先用自来水冲洗后,沥干,再用铬酸清洁液处理一段时间(一般放置过夜),然后用自来水清洗,最后用纯化水冲洗3次。
    (3)洗刷仪器时,应首先将手用肥皂洗净,免得手上的油污物沾附在仪器壁上,增加洗刷的困难。
    (4)一个洗净的玻璃仪器应该不挂水珠(洗净的仪器倒置时,水流出后器壁不挂水珠)。

    玻璃仪器的干燥:
    (1)晾干不急等用的仪器,可放在仪器架上在无尘处自然干燥。
    (2)急等用的仪器可用玻璃仪器气流烘干器干燥(温度在60~70℃为宜)。
    (3)计量玻璃仪器应自然沥干,不能在烘箱中烘烤。

    玻璃仪器的保管:
    要分门别类存放在试验柜中,要放置稳妥,高的、大的仪器放在里面。需长期保存的磨口仪器要在塞间垫一张纸片,以免日久粘住。

    玻璃仪器洗涤干净的标准:
    器壁内出现均匀水膜,既不聚成水滴,也不成股流下。
  • 试管的洗涤:
    倒掉时管内废液,注入半试管水,震荡后倒掉,这样连续洗几次;如果内部附有不易洗掉的物质,要用试管刷刷洗。刷洗时必须转动或上下移动试管刷,但用力不能过猛,以防试管损坏。

    示意图如下:
考点名称:溶解
  • 溶解定义:
    广义上说,超过两种以上物质混合而成为一个分子状态的均匀相的过程称为溶解。而狭义的溶解指的是一种液体对于固体/液体/或气体产生化学反应使其成为分子状态的均匀相的过程称为溶解。一种物质(溶质)分散于另一种物质(溶剂)中成为溶液的过程。如食盐或蔗糖溶解于水而成水溶液。溶液并不一定为液体,可以是固体、液体、气体。比如均匀的合金和空气都可以称为溶液。当两种物质互溶时,一般把质量大的物质称为溶剂(如有水在其中,一般习惯将水称为溶剂)。
  • 溶解过程:
    物质溶解于水,通常经过两个过程:一种是溶质分子(或离子)的扩散过程,这种过程为物理过程,需要吸收热量;另一种是溶质分子(或离子)和溶剂(水)分子作用,形成溶剂(水合)分子(或水合离子)的过程,这种过程是化学过程,放出热量。当放出的热量大于吸收的热量时,溶液温度就会升高,如浓硫酸、氢氧化钠等;当放出的热量小于吸收的热量时,溶液温度就会降低,如硝酸铵等;当放出的热量等于吸收的热量时,溶液温度不变,如盐、蔗糖。
  • 固体、液体及气体溶解的对比分析:

    (1)固体溶解
    固体溶解时,常需要粉碎,加热,震荡,搅拌等方法加速溶解。


    (2)液体溶解
    一般液体溶解时,将液体加水搅拌均匀。


    (3)气体溶解
    气体溶解时,对于溶解度小的气体要把导管插入水中,极易溶于水的气体,应在导管末端插一倒置的漏斗,漏斗边缘接触水。
  • 溶解性应用:

    1、是指物质在溶剂里溶解能力的大小。

    2、溶解性是物理性质,溶解是物理变化。

    3、溶解性是由20℃时某物质的溶解度决定的。(固体)
    (20℃)难溶(不溶)微溶可溶易溶
    <0.01g0.01g~1g1 g~10g >10g

    4、利用溶解性可有以下应用:
    (1)判断气体收集方法
    可溶(易溶)于水的气体不能用排水取气法。
    如:CO2而H2,O2溶解性不好,可用排水取气法。

    (2)判断混合物分离方法
    两种物质在水中溶解性明显不同时,可用过滤法分离。
    如:KNO3(易溶)与CaCO3(难溶)可用过滤法分离
    而C与MnO2二者均不溶NaClKNO3均易溶,都不能用过滤法分离。
    溶解度算法=溶质质量/溶剂质量(通常为水)
    单位: g/100g水。
考点名称:二氧化碳的制取和收集
  •  

  • 二氧化碳的制取和收集:

    1.原理和药品:CaCO3 + 2HCl === CaCl2 + H2O + CO2

    2.装置:固液混合不加热
    (1)发生装置
     
    A装置为简易装置,不便于加液体;
    B,C使用了长颈漏斗,便于添加液体,使用B、C装置时应注意,长颈漏斗下端管日应伸入液面以下,防止产生的气体从长颈漏斗逸出;
    D装置使用了分液漏斗,便于加酸,还可以利用活塞控制反应。
    (2)收集装置:二氧化碳溶于水,所以不能用排水法收集;其密度比空气大,所以可采用向上排空气法收集。
    如图:

    3.现象:块状固体不断溶解,产生大量气泡。

    4.检验:把产生的气体通入澄清石灰水,若澄清石灰水变浑浊,证明是二氧化碳。

    5.验满:将燃着的木条放在集气瓶口,如果木条的火焰熄灭,证明已集满。

    6.实验步骤
    a.检查装置的气密性;
    b.装入石灰石(或大理石);
    c. 塞紧双孔塞;
    d.从长颈漏斗中加入稀盐酸;
    e.收集气体;
    f.验满。 

    7.注意事项:反应物不能用浓盐酸、硫酸、因为浓盐酸易挥发,会挥发出氯化氢气体,使制得的二氧化碳不纯;硫酸不会挥发,但会生成硫酸钙沉淀,沉淀的硫酸根附着在碳酸钙(或石灰石)表面,使碳酸钙(或石灰石)与酸的接触面积变小,最后反应停止!

  • 实验室制取二氧化碳的选择:

    实验室用大理石或石灰石(主要成分是碳酸钙)和稀盐酸制取二氧化碳。
    注意:
    (1)不能选用稀硫酸,因为稀硫酸与碳酸钙反应生成微溶于水的硫酸钙会橙盖在碳酸钙的表面,阻止反应继续进行。
    (2)不能选用浓盐酸,因为浓盐酸易挥发,得不到纯净的二氧化碳气体。
    (3)不能用碳酸钠代替石灰石,因为反应太剧烈,产生的气体难以收集。反应速率的快慢与反应物的质量分数和接触面积有关。反应物的接触面积越大,反应物的质量分数越大,反应速率就越快,反之,则越慢。
    各组物质反应情况如下表所示:
    药品反应速率
    块状石灰石和稀盐酸产生气泡速率适中
    石灰石粉末和稀盐酸产生气泡速率很快
    块状石灰石和稀硫酸产生气泡速率缓慢并逐渐停止
    碳酸钠粉末和稀盐酸产生气泡速率很快
考点名称:碱的性质
  • 碱的定义:
    碱是指在溶液中电离成的阴离子全部是OH-的化合物。碱由金属离子(或铵根离子)和氢氧根离子构成,可用通式R(OH)n表示。从元素组成来看,碱一定含有氢元素和氧元素。

    常见的碱:
    (1)氢氧化钠、氢氧化钙都属于碱。除这两种碱外,常见的碱还有氢氧化钾(KOH)、氨水(NH3·H2O)、治疗胃酸过多的药物中的氢氧化铝[Al(OH)3)。
    (2)晶体(固体)吸收空气里的水分.表而潮湿而逐步溶解的现象叫做潮解。氢氧化钠、粗盐、氯化镁等物质都易潮解,应保存在密闭干燥的地方。同时称量 NaOH固体时要放在玻璃器皿中,不能放在纸上,防止 NaOH固体潮解后腐蚀天平的托盘。
    (3)熟石灰可由生石灰(CaO)与水反应制得,反应的化学方程式为:CaO+H2O==Ca(OH)2,反应时放出大量的热。
  • 碱的通性
    碱的通性反应规律化学方程式反应类型
    碱溶液与指示剂的反应碱溶液能使紫色石蕊试液变蓝,无色酚酞试液变红————
    碱与非金属氧化物反应碱+非金属氧化物→盐+水2NaOH+CO2==Na2CO3+H2O
    Ca(OH)2+CO2==CaCO3↓+H2O
    ——
    碱与酸反应碱+酸→盐+水NaOH+HCl==NaCl+H2O
    2NaOH+H2SO4==Na2SO4+2H2O
    复分解反应
    碱与某些盐反应1+盐1→碱2+盐22NaOH+CuSO4==Cu(OH)2↓+Na2SO4
    Ca(OH)2+Na2CO3==CaCO3↓+2NaOH
    复分解反应
    碱+铵盐→氨气+水+盐NH4Cl+NaOHNaCl+NH3↑+H2O复分解反应

    常见的碱有NaOH、KOH、Ca(OH)2、氨水的特性:
    氢氧化钠(NaOH)俗名苛性钠、火碱、烧碱,这是因为它有强腐蚀性。NaOH是一种可溶性强碱。白色固体,极易溶于水,暴露在空气中易潮解,可用作碱性气体(如NH3)或中性气体(如H2、O2、CO等)的干燥剂。NaOH易与空气中的CO2反应生成Na2CO3固体。NaOH溶液可以腐蚀玻璃,盛NaOH溶液的试剂瓶不能用磨口的玻璃塞,只能用橡胶塞。

    氢氧化钙[Ca(OH)2]是白色粉末,微溶于水,俗称熟石灰或消石灰,其水溶液称为石灰水。Ca(OH)2也有腐蚀作用。Ca(OH)2与CO2反应生成白色沉淀CaCO3,常用于检验CO2。 Ca(OH)2+CO2=CaCO3↓+H2O Ca(OH)2能跟Na2CO3反应生成NaOH,用于制取NaOH。反应方程式为: Ca(OH)2+Na2CO3=CaCO3↓+2NaOH

    氨水(NH3·H2O)是一种可溶性弱碱,NH3溶于水可得氨水。有刺激性气味,有挥发性。将氨气通过盛放氧化铜的玻璃管,生成氮气、水和铜,其反应方程式为: 2NH3+3CuO=(加热)=3Cu+N2↑+3H2O,说明氨气具有还原性。
    此外,KOH、Ba(OH)2也是常见的可溶性强碱。不溶的碱大多是弱碱,如:Fe(OH)3、Cu(OH)2等。他们的共同性质是热稳定性差,受热易分解生成对应的金属氧化物和水。
  • 氢氧化钠、氢氧化钙的物理性质和用途比较
    俗名苛性钠,火碱,烧碱熟石灰,消石灰
    颜色、状态白色,片状固体白色,粉末状固体
    腐蚀性强烈腐蚀性较强腐蚀性
    溶解性易溶于水,易潮解,溶解时放热微溶于水,其水溶液俗称石灰水
    用途化工原料,用于肥皂、石油、纺织、印染工业等;生活中用于除油污用于建筑工业,制漂自粉,改良土壤,配制农药等

    氢氧化钠、氢氧化钙化学性质的比较
    氢氧化钠氢氧化钙
    跟指示剂作用.使紫色石蕊试液变成蓝色,使无色酚酞试液变成红色跟指示剂作用,使紫色石蕊试液变成蓝色,使无色酚酞试液变成红色
    跟某些非金属氧化物反应
    2NaOH+CO2==Na2CO3+H2O
    2NaOH+SO2==Na2SO3+H2O
    2NaOH+SO3==Na2SO4+H2O
    跟某些非金属氧化物反应
    Ca(OH)2+CO2==CaCO3↓+H2O
    Ca(OH)2+SO2==CaSO3↓+H2O
    Ca(OH)2+SO3==CaSO4+H2O
    跟酸发生中和反应
    2NaOH+H2SO4==Na2SO4+2H2O
    跟酸发生中和反应
    Ca(OH)2+H2SO4==CaSO4+2H2O
    跟某些盐反应
    2NaOH+CuSO4==Cu(OH)2↓+Na2SO4
    跟某些盐反应
    Ca(OH)2+Na2CO3==CaCO3↓+2NaOH

    几种碱的颜色和溶解度
    颜色溶解性
    NaOH、KOH、Ba(OH)2白色易溶
    Ca(OH)2白色微溶
    Mg(OH)2、Al(OH )3、Fe(OH )2白色难溶
    Fe(OH )3红褐色难溶
    Cu(OH)2蓝色难溶
  • 概念性质的理解
    ①氢氧化钠有强烈的腐蚀性,使用时必须十分小心,要防止沽到皮肤.上或洒在衣服上。如果不慎将碱液沽到皮肤上,应立即用较多的水冲洗,再涂上硼酸溶液。
    ②浓硫酸、氢氧化钠固体溶于水放热,属于物理变化;而氧化钙溶于水放热是氧化钙与水反应放出大量的热,属于化学变化;生石灰具有强烈的吸水性,可以作某些气体的干燥剂。
    ③由于NaOH易潮解,同时吸收空气中的CO2发生变质,所以NaOH必须密封保存。
    ④保存碱溶液的试剂瓶应用橡胶塞、不能用玻璃塞,以防止长期不用碱溶液,碱溶液腐蚀玻璃造成打不开的情况。
    ⑤只有可溶性碱溶液才能使指示剂变色,如NaOH溶液能使无色酚酞变红;但不溶性碱不能使指示剂变色,如Mg(OH)2中滴加无色酚酞,酚酞不变色。
    ⑥盐和碱的反应,反应物中的盐和碱必须溶于水,生成物中至少有一种难溶物、气体或H2O。铵盐与碱反应生成的碱不稳定,分解为NH3和H2O。
    ⑦碱与酸的反应中碱可以是不溶性碱,如 Cu(OH)2+H2SO4==CuSO4+2H2O。

    氢氧化钠和氢氧化钙的鉴别:
    NaOH与Ca(OH)2的水溶液都能使酚酞变红,故鉴别NaOH和Ca(OH)2不能用指示剂,通常情况下,可采用以下两种方法来鉴别NaOH和Ca(OH)2
    方法一:通入CO2气体,NaOH溶液与CO2气体反应后无明显现象,但Ca(OH)2溶液即澄清石灰水与 CO2反应生成白色沉淀。
    方法二:滴加Na2CO3溶液或K2CO3溶液,NaOH溶液与K2CO3,Na2CO3溶液不反应,但Ca(OH)2溶液与 Na2CO3、K2CO3溶液反应均生成白色沉淀。Ca(OH)2+ Na2CO3==CaCO3↓+2NaOH,Ca(OH)2+K2CO3 ==Na2CO3+2KOH。

    检验二氧化碳气体是否与氢氧化钠溶液反应的方法
    通常情况下,将二氧化碳气体直接通人装有氢氧化钠溶液的试管中,很难直接判断二氧化碳气体是否与氢氧化钠溶液反应。因此,要判断二氧化碳气体确实能与氢氧化钠反应,可以采取如下两种方法:
    (1)检验产物的方法:验证通入二氧化碳气体后的溶液中是否含有碳酸钠,检验碳酸根离子是否存在。通常检验碳酸根离子的方法是:
    方法1:取样,加入稀盐酸,并将产生的气体通入澄清石灰水中,若澄清石灰水变浑浊,则证明溶液中存在碳酸根离子。
    方法2:取样,加入氢氧化钙溶液,若产生白色沉淀,则证明溶液中存在碳酸根离子。上述两种方法其实也可以检验氢氧化钠溶液是否变质.而且方法I还可以用于除去变质后的氢氧化钠溶液中的碳酸钠。

    (2)改进实验装置,通过一些明显的实验现象间接证明二氧化碳气体能与氢氧化钠反应。如:

    所选装置操作方法实验现象
    A将充满二氧化碳的试管倒扣在水中试管内的液面略有上升
    B将充满二氧化碳的试管倒扣在氢氧化钠溶液中试管内的液面明显上升
    C将氢氧化钠溶液滴入烧瓶水槽中的水倒吸入烧瓶内
    D将氢氧化钠溶液滴入锥形瓶集气瓶中,NaOH溶液中的长导管下端产生气泡
    E将胶头滴管中氢氧化钠溶液挤入烧瓶烧瓶内产生“喷泉” 现象
    F将胶头滴管中的氢氧化钠溶液挤入软塑料瓶塑料瓶变瘪
    G将胶头滴管中的氢氧化钠溶液挤入锥形瓶中小气球胀大

  • 碱的命名:
    一般读作氢氧化某,如:NaOH读作氢氧化钠。变价金属元素形成的碱,高价金属碱读作氢氧化某,如Fe(OH)3读作氢氧化铁,低价金属碱读作氢氧化亚某,如Fe(OH)2读作氢氧化亚铁。

    氨水:
    氨气的水溶液俗称氨水,主要成分是NH3·H2O,通常状况下是无色液体,具有挥发性。浓氨水能挥发出具有刺激性气味的氨气NH3。
    氨水显碱性,能使指示剂变色。
    氨水的组成中含有N元素,因此可通过与酸反应生成铵盐来制氮肥,其本身也是一种氮肥。在化学实验中一般可用浓氨水做分子运动的探究实验。

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