A. 高中无机化学
离子方程式:Fe2+ + 2HCO3- =FeCO3(沉淀) + H2O +CO2(气体)
此反应运用的是水解原理,亚铁离子与碳酸氢根离子均为弱离子,在水中可水解,但由于碳酸氢根水解程度较大,所以此时考虑碳酸氢根的水解,2HCO3- + H2O = H2CO3 + (CO3)2-,而亚铁离子马上与水解出来碳酸离子结合,使反应正向移动,趋近完全,所以此反应可以完全反应,可以打等号
这个工艺原理如下:第一步:运用溶解度的不同,并加入一定的物质除杂,可得到硫酸亚铁晶体,溶解后通过原理如上的过程生成碳酸亚铁,煅烧加热后得到四氧化三铁,而四氧化三铁在1800K的情况下失氧生成三氧化二铁
B. 无机化学
氯化钠,无色立方结晶或白色结晶。溶于水、甘油,微溶于乙醇、液氨。不溶于盐酸。在空气中微有潮解性。用于制造纯碱和烧碱及其他化工产品,矿石冶炼。食品工业和渔业用于盐腌,还可用作调味料的原料和精制食盐
化学反应 1.制取金属钠:2NaCl(熔融)=电解=2Na+Cl2 ↑ 2.电解饱和食盐水:2NaCl + 2H2O =电解= H2↑ + Cl2↑ + 2NaOH 3.和硝酸银反应:NaCl + AgNO3=NaNO3 + AgCl↓ 4.氯化钠固体中加入浓硫酸: 2NaCl+H2SO4(浓)=加热=2HCl↑+Na2SO4 NaCl+H2SO4(浓)=微热=HCl↑+NaHSO4[5] 检验方法 第一步:向溶液中滴入硝酸酸化过的硝酸银溶液,有白色沉淀(氯化银沉淀)产生,证明有Cl-。 第二步:用铂丝蘸取少量溶液,置于酒精灯上灼烧,火焰呈黄色,可证含有Na+。
中学化学竞赛试题资源库——钠盐
A组
.某烧碱溶液部分变质生成了少量纯碱,要除此杂质需要加入适量的
A CaCl2 B Ca(OH)2 C CO2 D BaCl2
.用足量的盐酸与100g CaCO3反应,将生成的CO2通入含有30g NaOH的溶液中,溶液里生成的钠盐是
A Na2CO3 B NaHCO3 C Na2CO3和NaHCO3 D NaCl
.两份质量相等但混和比例不同的由NaOH和NaHCO3组成的混和物A和B,分别加热到质量不再减少为止,剩余固体的质量A>B,则下列关于NaOH含量的判断正确的是
A B中的含量大 B A中的含量大 C 一样大 D 不能判断大小
.下列物质长期置于空气中质量不会增加的是
A NaOH固体 B 浓H2SO4 C 碳酸钠晶体 D Na2SO3溶液
.在碳酸钠饱和溶液中通入二氧化碳后有碳酸氢钠沉淀析出,其原因不可能是
A 碳酸氢钠的溶解度小于碳酸钠
B 增加溶质的质量
C 形成碳酸钠和碳酸氢钠的混和溶液,使碳酸氢钠的溶解度变小
D 溶剂的质量减小
.用1L中含有HCl 36.5g的盐酸100mL与13.4g Na2CO3•xH2O恰好完全反应,则x值为
A 3 B 6 C 9 D 10
.除去CO2气体中的少量HCl,最好将混和气体通入盛有什么溶液的洗气瓶
A 浓硫酸 B 氢氧化钠溶液 C NaHCO3溶液 D 饱和Na2CO3溶液
.有四种不纯的纯碱样品,分别含有下列一种杂质。如果取等质量的样品,分别加入2mol/L的盐酸,完全反应后均生成二氧化碳,所消耗的盐酸的体积相同,则这四种样品中含有的碳酸钠的质量分数最小的是
A 碳酸钾 B 碳酸氢铵 C 碳酸氢钾 D 碳酸氢钠
.苏打和小苏打有着广泛的应用。试从反应物的消耗量角度说明在下列用途中选用苏打还是小苏打?为什么?
(1)做面条时防止面粉较长时间储存变酸味,常加入适量的面碱,面碱就是 ;
为什么不选用另一种? 。
(2)作为泡沫灭火器中的药品,应选用 ;原因是: 。
.回答下列问题:
(1)mg Na2CO3恰好与20mL物质的量浓度为C1的盐酸完全反应,则C1应为______。
(2)若mg Na2CO3中混有KCl杂质,此时测得的盐酸的物质的量的浓度C2比C1 ______(大、小、相等)。
(3)若mg Na2CO3中混有K2CO3杂质,此时测得的盐酸的物质的量的浓度C3比C1______(大、小、相等)。
(4)若mg Na2CO3中混有NaOH杂质,此时测得的盐酸的物质的量的浓度C4比C1______(大、小、相等)。
(5)若mg Na2CO3中混有NaHCO3杂质,此时测得的盐酸的物质的量的浓度C5比C1______(大、小、相等)。
.有一种碳酸钠固体样品中混有少量氢氧化钠和硫酸钠,请设计一个实验证明其中含有这两种物质,写出有关的实验方法和步骤。
.现有两瓶无色溶液,一瓶是Na2CO3溶液,一瓶是稀盐酸,不用任何试剂(包括水),试用最简便方法判断之。
.我国化学家侯德榜根据NaHCO3的溶解度比NaCl、Na2CO3、NH4Cl都小的性质,运用NaCl+CO2+NH3+H2O NaHCO3↓+NH4Cl等反应原理,发明了“侯氏制碱法”。
根据侯德榜制碱法原理,实验室用食盐、氨水、大理石、盐酸制取碳酸钠。其实验过程如下:①配制含氨的氯化钠饱和溶液;②用石灰石和稀盐酸制取纯净的CO2;③将CO2通入NaCl的氨溶液中,得到碳酸氢钠晶体;④过滤,冷水洗涤沉淀;⑤焙烧NaHCO3得到Na2CO3。
.某些地区在地表或很浅的地表层内,存在硝酸钾或芒硝矿(Na2SO4•10H2O),该地区的气候特点是
A 湿热 B 湿润 C 干旱 D 多雨
.对于下列物质的量浓度相同的溶液:①NaCl ②FeCl2 ③AlCl3 ④Na2CO3 ⑤NaHCO3,以下叙述正确的是
A 都是无色溶液
B ②、③、⑤能使紫色石蕊试液变红
C 和等体积等物质量浓度的AgNO3溶液完全反应,需要①、②、③溶液的体积比为3︰2︰1
D ④、⑤都能和盐酸反应放出二氧化碳,从反应现象看,⑤和盐酸反应的速度快
.Na2CO3和NaHCO3各取1mol,经强热后,分别与足量的盐酸反应,下列说法正确的是
A 放出二氧化碳的量前者是后者的一半
B 放出二氧化碳的量两者一样多
C 消耗盐酸的量两者一样多
D 消耗盐酸的量是前者多
.用1L 1.0mol/L NaOH溶液吸收0.8mol CO2,所得溶液中CO32-和HCO3-的物质量浓度之比是
A 1︰3 B 2︰1 C 2︰3 D 3︰2
.向盛有25mL 0.2mol/L的Na2CO3溶液的试管中通过一支插到试管底部的长滴管,徐徐注入0.1mol/L盐酸75mL,在标况下,产生CO2气体体积为
A 28mL B 42mL C 56mL D 84mL
.将Na2CO3•10H2O与NaHCO3的混和物ng溶于水制成200mL溶液,[Na+]=0.5mol/L。若将ng该混和物加热到质量不变时,失去的质量可能为
A 11g B 9g C 5.3g D 3.1g
.20g纯碱与小苏打的混和物,加热至恒重时,生成标准状况下的二氧化碳2.24L,则在混和物中纯碱的质量百分含量是
A 84% B 8.4% C 1.6% D 16%
.把NaHCO3和Na2CO3•10H2O混和物6.56g溶于水制成100mL溶液,其中[Na+]=0.5mol/L。如果把6.56g这种混和物加热至恒重会失重多少克
A 2.65g B 3.56g C 3.91g D 4.65g
.20℃时向50mL 1mol/L的碳酸钠溶液中滴加1mol/L的盐酸75mL,在液面上收集所产生的气体,这些气体经干燥后换算成标准状况下的体积为
A 840mL B 560mL
C 小于840mL,大于560mL D 略小560mL
.在天平的两托盘上分别放上质量相等的两只烧杯,在杯中分别加入等摩尔浓度、等体积的硫酸,此时天平处于平衡状态,然后分别向两只烧杯中加入等质量的无水碳酸钠和碳酸氢钠,最后天平两端的相对质量是
A 放NaHCO3的一端质量大 B 放Na2CO3的一端质量大
C 天平仍处于平衡状态 D 无法判断
.某固体KOH样品含H2O 7.55%、K2CO3 4.32%,将ag此样品与bmL 1mol/L盐酸反应完全,再用cmol/LKOH溶液25.12mL恰好使剩余盐酸中和,所得的溶液蒸干后,固体质量最接近
A 0.8ag B 0.0745bg C 0.0375cg D 无法计算
B
B
B
C
C
C
C
A
(1)苏打 苏打中和酸的能力比小苏打强
(2)小苏打 小苏打电离出来的HCO3-只要结合等量的H+就能放出二氧化碳,而苏打电离出来的CO32-在同样情况下没有二氧化碳放出。
(1)50m/53mol/L (2)小 (3)小 (4)大 (5)小
先取少量样品配成溶液,在溶液中加入足量的氯化钡溶液,滤出沉淀,然后在沉淀中加入足的盐酸,如果沉淀不能全部溶解,这就可证明原样品中混有硫酸钠;在滤液中滴入酚酞试液,如果发现溶液变成红色,这可说明原样品混有氢氧化钠
不同的滴加顺序,若甲滴入乙中,立即产生气泡,则乙为盐酸,反之乙为碳酸钠
(1)饱和NaHCO3溶液 NaCl的氨溶液 CaCO3+2H+=Ca2++CO2↑+H2O
(2)滤纸紧贴漏斗;滤纸低于漏斗、液面低于滤纸;烧杯靠玻棒、玻棒靠(三层)滤纸、漏斗口靠烧杯。 洗去晶体吸附的杂质
(3)2NaHCO3 Na2CO3+H2O+CO2↑ 试管内导管太长,伸出活塞即可;试管口应略向上倾斜,“试管夹夹试管太靠近管口”不作为评分要求) 先撤除导管,再熄灭酒精灯,否则易使烧杯中的液体倒吸进入热试管二使其破裂。 Ca2++2OH-+CO2=CaCO3↓+H2O
(4)A、B、D
(1)烧杯、量筒
(2)为制得CO2,要稀盐酸(14%)和大理石
(3)a.配制两份等体积溶液 b.在启普发生器中反应生成CO2 c.向其中一份中通入CO2至过量 d.将两份混合,即得碳酸钠
(4)a%=7.83%
(1)f、e、d、c、b
(2)块状石灰石(或大理石);饱和NaHCO3溶液;CaO+NH3•H2O(浓)=Ca(OH)2+NH3↑
(3)B;由于NH3极易溶于水,CO2在水中溶解度较小,如果先通CO2再通入NH3,生成的NaHCO3较少,NaHCO3不能达到饱和而析出。
(4)防止倒吸;球形干燥管中球形的容积较大,当产生倒吸时,广口瓶中液体较多进入干燥管中,广口瓶中液面下降明显,使导气管口与液面脱离接触,干燥管中液体在重力作用下重新回落到广口瓶中,不致引起倒吸。
(5)CO2+NH3+NaCl+H2O=NaHO3↓+NH4Cl
(6)过滤;取少量固体放入试管中,加热,固体大部分消失,在试管口又有较多固体凝结。
(1)NaOH+CO2=Na2CO3+H2O Na2CO3+CO2+H2O=2NaHCO3 OH-+CO2=CO32-+H2O CO32-+CO2+H2O=2HCO3- 生成NaHCO3后过量溶解的CO2气体在煮沸时除去 NaOH+NaHCO3=Na2CO3+H2O OH-+HCO3-=CO32-+H2O 能
(2)①石灰石 盐酸 ②饱和NaHCO3 除去HCl NaOH、Na2CO3能与CO2反应,CO2在水中有一定溶解能力 HCO3-+H+=H2O+CO2↑ NaCl、NaOH ③不合理;若不先驱出溶液中溶解的CO2气体,实验(iii)加入的NaOH将有一部分消耗于与CO2的反应,使NaHCO3不能完全转化为Na2CO3。
因NH3依然易溶于饱和食盐水中,生成NH3•H2O,当通入CO2时,在溶液中转化成HCO3-离子,又由于NaHCO3的溶解度较小,结晶析出小苏打;但若先通CO2,因它难溶,即使通入NH3,产生的HCO3-过少,不会有NaHCO3析出,从而不能获得小苏打。
(1)CO2+NH3+H2O=NH4HCO3 NH4HCO3+NaCl=NaHCO3↓+NH4Cl
(2)2NH4Cl+CaO=CaCl2+2NH3↑+H2O
(3)原料种类减少(用不着生石灰),消除了副产物CaCl2(此物无大用,量多反而会引起污染),同时可以生产出化肥,做到一举多得。
(1)启普发生器和洗气瓶
(2)水浴
(3)加入粉状NaCl是为了降低NH4Cl的溶解度;冷却促进NH4Cl析出,提高产率;采用冰盐冷冻剂冷却。
m-84/31(m-n)
0.15mol/L 0.24mol/L
Na2CO3:26.5g NaCl:36.5g NaHCO3:42g
C
D
D
A
C
C
D
C
D
B
B
A
A
C
D
B
Na2O2 NaHCO3 Na2CO3 NaCl
Na2CO3+CO2+H2O=2NaHCO3↓ 一是在通入二氧化碳的过程中,作为溶剂的水减少、再是生成的碳酸氢钠量增多
A:NaHSO4 B:NaHCO3 C:Na2CO3 D:NaOH
可以测定 选用的药品为:⑤⑦⑧ 操作过程如下:用碱式滴定管量取一定量的试液,加入适量的⑦(0.1mol/L的BaCl2)溶液至不再产生沉淀,再滴入几滴⑧(酚酞试液),此时溶液呈红色;再往红色溶液中通过酸式滴定管逐滴滴加⑤(0.1mol/L盐酸)至滴定终点,读取⑤消耗的体积,就可计算得出结果。
(1)能;实验(ⅰ)生成NaHCO3,其中过量溶解的CO2气体煮沸时除去,在实验(ⅱ)NaHCO3恰好被NaOH中和完全转化为Na2CO3;
(2)①不能;实验中使用的CO2气体发生器,只适用于块状固体和液体反应,Na2CO3是粉末状固体;②水;除去HCl;③锥形瓶;④不合理;若不先驱出溶液中溶解的CO2气体,实验③加入的NaOH将有一部分消耗于与CO2的反应,使NaHCO3不能完全转化为Na2CO3。
(1)①容器A中的CO2气体未全部进入容器B;②容器A中的反应有少量的水蒸气进入容器B,使得碱石灰增重的量不完全是CO2的量
(2)B中不加装置 D中加一个盛浓H2SO4的洗气瓶
(3)稀H2SO4(NaOH溶液也可以) Zn片 A中生成的H2推动C中的CO2气体向右运动,使C中的CO2气体全部被E中的碱石灰吸收
(4)偏高 (5)95.4%
(1)D (2)夹紧弹簧夹,在分液漏斗中加水,打开活塞,若水流下一部分后不再流下,则气密性好; (3)1.1 C (4) B、C易引起倒吸(准确度没有B好)。
(1)见图:
(2)A放CaCO3,并由漏斗加入6mol/LHCl;B放蒸馏水;C放冰水(或冷水);D放被氯化钠饱和的浓氨溶液;E放6mol/LH2SO4
(3)取少量产品放在试管中,在酒精灯上加热至不再有气体放出时,停止加热。试管中如有白色剩余物质,则得到的产品不是碳酸氢铵。试管冷却后,向其中加入适量盐酸,反应激烈,冒大量气泡,最后剩余物全部溶解,说明得到的结晶是碳酸氢钠。如果加入盐酸后,晶体全部溶解,但没有气泡产生,则得到的结晶可能是食盐
(1)用玻璃棒搅拌 (2)不需要 除去Ca2+、Mg2+后,在溶液所控制的温度下,可能存在的硫酸盐的溶解度都比碳酸氢钠大,且SO42-含量小,过滤以后会留在母液中,不会被结晶下来; (3)使生成碳酸氢钠的反应充分进行 (4)NH4+ 取少量待检液倒入试管,滴入少量NaOH溶液,在试管中搁一张润湿的红色石蕊试纸,加热,观察试纸是否会显兰色
(1)NaHCO3是从含大量NH4+、Na+、Cl-、HCO3-离子的饱和溶液中析出的,所以NaHCO3晶体中混有杂质,由于NaCl受热时不发生变化,导致工业纯碱中常含有少量的NaCl。
分析与计分 计算样品中碳酸钠的质量分数 对实验结果的评价 实验失败的主要原
因及对结果的影响
甲组 84.8% 失败 所生成的CO2没有被全部吸收,有一部分滞留在反应容器中,导致测定结果偏低。
乙组 95.4% 成功 /
丙组 95.4% 成功 /
(1)Na2CO3+2H2SO4=2NaHSO4+H2O+CO2↑ 4g
(2)Zn粒溶解,有气泡产生 0.1mol/L
NaHCO3︰Na2CO3=0.028︰0.036=7︰9
54.3%
82.6%
Na2SO4:1.42g;Na2CO3:7.42g;NaHCO3:1.68g
(1)Na2CO3+2HCl=2NaCl+CO2+H2O,放出的二氧化碳气体的体积为8.4升 (2)Na2CO3+HCl = NaHCO3+NaCl、NaHCO3+HCl = NaCl+CO2↑+H2O,产生的二氧化碳气体的体积为5.6升。
①如刚好完全生成Na2CO3:B/53mol/L或A/11.2mol/L;②如刚好完全生成NaHCO3: B/84mol/L或A/22.4mol/L;③如生成的是Na2CO3与 NaHCO3的混和物:(11.2B-31A)/246.4mol/L;④如NaOH过量,最后得到的固体是剩余的NaOH与生成的Na2CO3的混和物:(22.4B-26A)/896mol/L;⑤如CO2过量,生成NaHCO3:B/84mol/L。
14升 5.6升
(1)盐酸 (2)10.6g (3)7.84L
(1)1 增加A,还可以放出气体 (2)碳酸氢钠1.68g,含碳酸钠2.12g
(1)CO32-+2H+=CO2↑+H2O,CO32-+H4=HCO3-,HCO3-+H+=CO2↑+H2O
(2)盐酸(或HCl) 0.8mol•L-1 1.0mol•L-1
(3)0≤V≤8.96n 或[0,8.96n]
2Na2CO3•NaHCO3•2H2O c(HCl)=2.5mol•L-1
Na2CO3的浓度=2mol/L NaOH的浓度=1mol/L
下表所示
加入的HCl n/mol 溶液中的NaCl x/mol 溶液中的Na2CO3 y/mol 溶液中的NaHCO3 z/mol
0~0.25 n 0.55 0
0.25~0.80 n 0.80-n n-0.25
0.80~1.35 n 0 1.35-n
(1)NaHCO3+NaOH=Na2CO3+H2O 2NaHCO3=Na2CO3+CO2↑+H2O
(2)0<x<0.1 Na2CO3 10.6g;x=0.1 Na2CO3 10.6g;0.1<x<0.2 NaOH和Na2CO3 13.2-26xg
(1)504
(2)2Na2CO3•NaHCO3•2H2O
(3)2.5
(4)0<W≤4.98,v(CO2)=202.4WmL;4.98≤W≤12.45,v(CO2)=(1680W-134.9W)mL;12.45≤W,v(CO2)=0
2.7%
碳的质量分数19.20%;氧的质量分数51.20%;钠的质量分数27.60%
(1)NaHCO3 Na2CO3
(2)二氧化碳在水中的溶解度小,先通氨气饱和,再通二氧化碳,可大大增加二氧化碳的溶解量,从而使后续过程中能生成更多的产物
(3)NH4Cl 在高温下,氯化钠的溶解度比氯化铵小,而在冷却的情况下,氯化铵的溶解度反而比氯化钠小,从而使它从溶液中分离出来。
C. 大学实验室里的无机化学实验重结晶提纯怎么做要求步骤,详细点,还有应该注意什么。
重结晶提纯法
一. 实验目的:
1. 学习重结晶提纯固体有机化合物的原哩和方法。
2. 掌握重结晶的实验操作。
二. 实验原理:
重结晶是利用混合物中多组份在某种溶剂中的溶解度不同,或在同一溶剂中不同温度时的溶解度不同,而使它们相互分离的方法,它是提纯固体有机物常用的方法之一。重结晶一般适合于纯化杂质含量小于5%的固体有机化合物。杂质含量多,难以结晶,最好先用其他办法,如萃取、水蒸气蒸馏等进行初步提纯,降低杂质含量后,再以重结晶纯化。
三、实验仪器与药品
循环水真空泵、热滤漏斗、抽滤瓶、布氏漏斗、酒精灯、滤纸、乙酰苯胺
四、 重结晶提纯法的一般过程:
选择溶剂→溶解固体→ 去除杂质→ 晶体析出→ 晶体的收集与洗涤→晶体的干燥。
五、实验步骤
用水重结晶法提纯粗品乙酰苯胺。
1. 称取5g粗乙酰苯胺,放在250mL 三角烧杯中,加入纯水,加热至沸腾,直至乙酰苯胺溶解,若不溶解,可适量添加少量热水,搅拌并热至接近沸腾令乙酰苯胺溶解。
2. 稍冷后,加入适量(约1g)活性炭于溶液中,煮沸5~10分钟,趁热用放有折叠式滤纸的热水漏斗过滤,用一三角烧杯收集滤液,在过滤过程中,热水漏斗和溶液均应用小火加热保温以免冷却。
3. 滤液放置冷却后,有乙酰苯胺结晶体析出,抽干后用玻璃钉或玻璃瓶塞压挤晶体,继续抽滤,尽量除去母液。
4. 然后进行晶体的洗涤工作。即先把橡皮管从抽滤瓶上拔出,关闭抽气泵,将少量蒸馏水(作溶剂)均匀的撒在滤饼上,浸没晶体,用玻璃棒小心地均匀的搅拌晶体,接上橡皮管,抽滤至干,如此重复洗涤两次。
5. 晶体已基本上洗干净。取出晶体,放在表面皿上晾干,或在100℃以下烘干,称重。 乙酰苯胺的mp为114℃。 乙酰苯胺在水中的溶解度为:5.5 g /100mL (100℃),0.53g /100mL (25℃)。
六、问题讨论
1.重结晶操作中,活性炭起什么作用?为什么不能在溶液沸腾时
加入?
答:(1)重结晶操作中,活性炭起脱色和吸附作用。(2)千万不能在溶液沸腾时加入,否则会引起暴沸,使溶液溢出,造成产品损失。
2.在制备乙酰苯胺的饱和溶液进行重结晶时,在杯下有一油珠出现,试解释原因。怎样处理才算合理?
答:这一油珠是溶液>83℃,为溶于水但已经溶化了乙酰苯胺,因其比重大于水而沉于杯下,可补加少量热水,使其完全溶解,且不可认为是杂质而将其抛弃。
3. 在布氏漏斗中用溶剂洗涤固体时应该注意些什么?
答:用重结晶的同一溶剂进行洗涤,用量应尽量少,以减少溶解损失。如重结晶的溶剂的熔点较高,在用原溶剂至少洗涤一次后。可用低沸点的溶剂洗涤,使最后的结晶产物易于干燥,(要注意此溶剂必须能和第一种溶剂互溶而对晶体是不溶或微溶的)。
D. 无机化学实验注意事项
手套;浓酸以及烧碱都是有非常强的腐蚀性的,因此绝对不能溅到衣服上更不要说是皮肤上。
2、在使用浓硝酸、盐酸、硫酸的时候,还有其他带有毒性或者是恶臭气味气体做实验的时候,一定要在通风的情况下进行操作。
3、挪动或者是打开大瓶液体时,不能直接把瓶子放在水泥地板上面,一定要用橡皮布或者是草店垫好。如果是石膏封起来的,应该先用水泡软之后再打开,不能用锤子去敲打,防止出现破裂。
4、打开易于挥发的试剂瓶塞时,不能直接把瓶口对着自己的脸部或者是其他人,也不要用鼻子去闻。
5、在拿试剂的时候,瓶塞要放在干净的地方,取完试剂之后要马上密封好。
6、在化学实验室稀释硫酸的时候,一定要在耐热的容器里面进行,而且要在不断的搅拌下,缓慢的把硫酸添加进去。绝对不要直接把水添加到浓硫酸里面,避免出现酸液的溅射,这是非常危险的。
最后,实验做完之后剩下的药品不能放回到原来的瓶子里面,也不能随便乱丢,更加不能拿出化学实验室,而是要放到指定的回收容器里面。
E. 高中生应该会做的化学实验
全国高中化学竞赛大纲说明:
1. 本基本要求旨在明确全国初赛和决赛试题的知识水平,作为试题命题的依据。本基本要求不涉及国家队选手选拔的要求。
2. 现行中学化学教学大纲、新近发布的普通高中化学课程标准实验教科书(A1-2,B1-6)及高考说明规定的内容均属初赛要求。具有高中文化程度的公民的常识以及高中数学、物理、生物、地理与环境科学等学科的基本内容(包括与化学相关的我国基本国情、宇宙、地球的基本知识等)也是化学竞赛的内容。初赛基本要求对某些化学原理的定量关系、物质结构、立体化学和有机化学作适当补充,一般说来,补充的内容是中学化学内容的自然生长点。
3. 决赛基本要求是在初赛基本要求的基础上作适当补充。
4. 全国高中学生化学竞赛是学生在教师指导下的研究性学习,是一种课外活动。课外活动的总时数是制定竞赛基本要求的重要制约因素。本基本要求估计初赛基本要求需40单元(每单元3小时)的课外活动(注:40单元是按高一、高二两年约40周,每周一单元计算的);决赛基本要求需追加30单元课外活动(其中实验至少10单元)(注:30单元是按10、11和12月共三个月约14周,每周2~3个单元计算的)。
5. 最近三年同一级别竞赛试题涉及符合本要求的知识自动成为下届竞赛的要求。
6. 本基本要求若有必要做出调整,在竞赛前三个月发出通知。新基本要求启用后,原基本要求自动失效。
初赛:
1. 有效数字。在化学计算和化学实验中正确使用有效数字。定量仪器(天平、量筒、移液管、滴定管、容量瓶等等)测量数据的有效数字。运算结果的有效数字。
2. 气体。理想气体标准状态。理想气体状态方程。气体密度。分压定律。气体相对分子质量测定原理。气体溶解度(亨利定律)。
3. 溶液。溶液浓度。溶解度。溶液配制(按浓度的精确度选择仪器)。重结晶及溶质/溶剂相对量的估算。过滤与洗涤(洗涤液选择、洗涤方式选择)。溶剂(包括混合溶剂)。胶体。
4. 容量分析。被测物、基准物质、标准溶液、指示剂、滴定反应等基本概念。酸碱滴定的滴定曲线(酸碱强度、浓度、溶剂极性对滴定突跃影响的定性关系)。酸碱滴定指示剂的选择。高锰酸钾、重铬酸钾、硫代硫酸钠、EDTA为标准溶液的基本滴定反应。分析结果的计算。分析结果的准确度和精密度。
5. 原子结构。核外电子运动状态: 用s、p、d等来表示基态构型(包括中性原子、正离子和负离子)核外电子排布。电离能、电子亲合能、电负性。
6. 元素周期律与元素周期系。主族与副族。过渡元素。主、副族同族元素从上到下性质变化一般规律;同周期元素从左到右性质变化一般规律。原子半径和离子半径。s、p、d、ds、f-区元素的基本化学性质和原子的电子构型。元素在周期表中的位置与核外电子结构(电子层数、价电子层与价电子数)的关系。最高氧化态与族序数的关系。对角线规则。金属性、非金属性与周期表位置的关系。金属与非金属在周期表中的位置。半金属。主、副族重要而常见元素的名称、符号及在周期表中的位置、常见氧化态及主要形态。铂系元素的概念。
7. 分子结构。路易斯结构式(电子式)。价层电子对互斥模型对简单分子(包括离子)几何构型的预测。杂化轨道理论对简单分子(包括离子)几何构型的解释。共价键。键长、键角、键能。σ 键和π 键。离域π 键。共轭(离域)的一般概念。等电子体的一般概念。分子的极性。相似相溶规律。
8. 配合物。路易斯酸碱的概念。配位键。重要而常见的配合物的中心离子(原子)和重要而常见的配体(水、羟离子、卤离子、拟卤离子、氨分子、酸根离子、不饱和烃等)。螯合物及螯合效应。重要而常见的络合剂及其重要而常见的配合反应。配合反应与酸碱反应、沉淀反应、氧化还原反应的联系(定性说明)。配合物几何构型和异构现象基本概念。配合物的杂化轨道理论。八面体配合物的晶体场理论。Ti(H2O)63+的颜色。
9. 分子间作用力。范德华力。氢键。其他分子间作用力的一般概念。
10. 晶体结构。晶胞。原子坐标。晶格能。晶胞中原子数或分子数的计算及与化学式的关系。分子晶体、原子晶体、离子晶体和金属晶体。配位数。晶体的堆积与填隙模型。常见的晶体结构类型,如NaCl、CsCl、闪锌矿(ZnS)、萤石(CaF2)、金刚石、石墨、硒、冰、干冰、尿素、金红石、钙钛矿、钾、镁、铜等。
11. 化学平衡。平衡常数与转化率。弱酸、弱碱的电离常数。溶度积。利用平衡常数的计算。熵的概念。
12. 离子方程式的正确书写。
13. 电化学。氧化态。氧化还原的基本概念和反应的书写与配平。原电池。电极符号、电极反应、原电池符号、原电池反应。标准电极电势。用标准电极电势判断反应的方向及氧化剂与还原剂的强弱。电解池的电极符号与电极反应。电解与电镀。电化学腐蚀。常见化学电源。pH、络合剂、沉淀剂对氧化还原反应影响的定性说明。
14. 元素化学。卤素、氧、硫、氮、磷、碳、硅、锡、铅、硼、铝。碱土金属、碱金属、稀有气体。钛、钒、铬、锰、铁、钴、镍、铜、银、金、锌、汞、钼、钨。过渡元素氧化态。氧化物和氢氧化物的酸碱性和两性。常见难溶盐。氢化物的基本分类和主要性质。常见无机酸碱的形态和基本性质。水溶液中的常见离子的颜色、化学性质、定性检出(不使用特殊试剂)和分离。制备单质的一般方法。
15. 有机化学。有机化合物基本类型——烷、烯、炔、环烃、芳香烃、卤代烃、醇、酚、醚、醛、酮、酸、酯、胺、酰胺、硝基化合物、磺酸的系统命名、基本性质及相互转化。异构现象。C=C加成。马可尼科夫规则。C=O加成。取代反应。芳香烃取代反应及定位规则。芳香烃侧链的取代反应和氧化反应。碳链增长与缩短的基本反应。分子的手性及不对称碳原子的R、S构型判断。糖、脂肪、蛋白质。
16. 天然高分子与合成高分子化学初步知识。
决赛:
本基本要求在初赛要求基础上增加下列内容,不涉及微积分。
1. 原子结构。四个量子数的物理意义及取值。单电子原子轨道能量的计算。S、p、d原子轨道图像。
2. 分子结构。分子轨道基本概念。定域键键级。分子轨道理论对氧分子、氮分子、一氧化碳分子、一氧化氮分子的结构和性质的解释。一维箱中粒子能级。超分子基本概念。
3. 晶体结构。点阵的基本概念。晶系。宏观对称元素。十四种空间点阵类型。
4. 化学热力学基础。热力学能(内能)、焓、热容、自由能和熵的概念。生成焓、生成自由能、标准熵及有关计算。自由能变化与反应的方向性。吉布斯-亥姆霍兹方程及其应用。范特霍夫等温方程及其应用。标准自由能与标准平衡常数。平衡常数与温度的关系。热化学循环。热力学分解温度(标态与非标态)。相、相律和相图。克拉贝龙方程及其应用(不要求微积分)。
5. 稀溶液通性(不要求化学势)。
6. 化学动力学基础。反应速率基本概念。反应级数。用实验数据推求反应级数。一级反应积分式及有关计算(速率常数、半衰期、碳-14法推断年代等等)。阿累尼乌斯方程及计算(活化能的概念与计算;速率常数的计算;温度对速率常数影响的计算等)。活化能与反应热的关系。反应机理一般概念。推求速率方程。催化剂对反应影响的本质。
7. 酸碱质子理论。缓冲溶液。利用酸碱平衡常数的计算。溶度积原理及有关计算。
8. Nernst方程及有关计算。原电池电动势的计算。pH对原电池的电动势、电极电势、氧化还原反应方向的影响。沉淀剂、络合剂对氧化还原反应方向的影响。
9. 配合物的配位场理论的初步认识。配合物的磁性。分裂能与稳定化能。利用配合物的平衡常数的计算。络合滴定。软硬酸碱。
10. 元素化学描述性知识达到国际竞赛大纲三级水平。
11. 自然界氮、氧、碳的循环。环境污染及治理、生态平衡、绿色化学的一般概念。
12. 有机化学描述性知识达到国际竞赛大纲三级水平(不要求不对称合成,不要求外消旋体拆分)。
13. 氨基酸、多肽与蛋白质的基本概念。DNA与RNA。
14. 糖的基本概念。葡萄糖、果糖、甘露糖、半乳糖。糖苷。纤维素与淀粉。
15. 简单有机化合物的系统命名。
16. 有机立体化学基本概念。构型与构象。顺反异构(trans-、cis-和Z-、E-构型)。手性异构。endo-和exo-。D,L构型。
17. 利用无机和有机的基本反应对简单化合物的鉴定和结构推断。
18. 有机制备与有机合成的基本操作。电子天平。配制溶液、加热、冷却、沉淀、结晶、重结晶、过滤(包括抽滤)、洗涤、蒸发浓缩、常压蒸馏与回流、倾析、分液、搅拌、干燥。通过中间过程检测(如pH、温度、颜色等)对实验条件进行控制。产率和转化率的计算。实验室安全与事故紧急处置的知识与操作。废弃物处置。仪器洗涤和干燥。实验工作面的安排和整理。原始数据的记录。
19. 常见容量分析的基本操作、基本反应及分析结果的计算。容量分析的误差分析。
20. 分光光度法。比色分析。
国际大纲一级要求:
1. 电子构型:主族、Pauli摒斥原理、Hund规则。
2. 周期性(主族):电负性、原子的大小、最高氧化数。
3. 物理性质的周期性(主族):熔点、沸点、金属性。
4. 命名:主族化合物、过渡金属化合物、配位数。
5. 计量学:配平方程式、质量与体积关系、实验式、阿佛加德罗数、浓度计算。
6. 同位素:核子的计算、放射性衰变。
7. s区:Ⅰ,Ⅱ族金属与水反应的产物及产物的碱度、金属与卤素反应的产物、重元素的反应性更强。
8. p区:最简非金属氢化物计量学、CH4,NH3,H2S,H2O,HX的酸碱性、NO与O2反应生成NO2、NO2与N2O4的平衡、NO2与水反应的产物、HNO2及其盐作还原剂、HNO3及其盐作氧化剂、B(III) Al(III) Si(IV) P(V) S(IV) S(VI) O(II) F(I) Cl(I) Cl(III),Cl(V) Cl(VII)是第2,3周期元素与卤素和含氧阴离子的化合物的正常氧化态、非金属氧化物与水的反应及生成的酸的计量学、从F2到Cl2的卤素氧化性和反应性的递减。
9. d区:Cr(III) Cr(VI) Mn(II) Mn(IV) Mn(VII) Fe(II) Fe(III) Co(II) Ni(II) Cu(I) Cu(II) Ag(I) Zn(II) Hg(I) Hg(II)是d区的常见元素的常见氧化态、Cr Mn Fe Ni Co溶于稀盐酸,而Cu Ag Hg不溶、Cr(OH)3 Zn(OH)2是两性的而其它氢氧化物不呈两性、MnO4- CrO4- Cr2O72-是强氧化剂。
10. 其它无机化学问题:H2SO4 NH3 Na2CO3 Na Cl2和NaOH的工业制法。
11.烷:丁烷的异构体、命名(IUPAC)、物理性质的趋势、取代(例如与Cl2)产物、环烷的命名。
12.烯:平面结构、E/Z(cis/trans)异构、与Br2,HBr的加成产物。
13.炔:线性结构。
14.芳香烃:苯的化学式、电子的离域、共振的稳定化作用。
15.醇与酚:氢键——醇与醚对比、烯烃的氢化、甘油的化学式。
16.羰基化合物:命名、制备(醇的氧化)、反应(醛的氧化)。
17.羧酸:与醇反应产物(酯)、草酸(名称与化学式)。
18.含氮化合物:胺类是碱。
19.大分子:肥皂的制造;聚合反应的产物(乙烯的)。
20.氨基酸与肽:氨基酸的离子性结构、肽的结合。
21.蛋白质:蛋白质的一级结构。
22.化学平衡:化学平衡的动态模型、化学平衡的相对浓度表达式。
23.离子平衡:酸碱的Arrhenius理论、质子理论,共轭酸碱、pH的定义、水的离子积、共轭酸碱的Ka和Kb的相互关系、盐的水解、溶度积的定义、用溶度积计算溶解度(水中的)、用Ka计算弱酸的pH。
24.电极平衡:电动势的定义、第一类电极、标准电极电势。
25.均相体系的动力学:影响反应速率的因素、速率方程、速率常数。
26.相的体系:理想气体方程、分压的定义。
27.分析化学:移液管的使用、滴定管的使用、酸度法中指示剂的选择、Ag+,Ba2+,Cl-,SO42-的鉴定、Al3+,NO2-,NO3-,Bi3+的鉴定、K,Ca,Sr的焰色法。
28.络合物:写出络合反应。
国际竞赛大纲的二、三级知识不要求记忆。
国际化学竞赛大纲实验要求:
1.无机物与有机物的合成
1.1 使用燃具和电热板加热 1
1.2 液体的加热 1
1.3 易燃物和易燃材料的处理与操作 1
1.4 用分析天平称量 1
1.5 量筒、移液管、滴定管的使用 1
1.6 由固体和溶剂制备溶液 1
1.7 溶液的混合与稀释 1
1.8 液体的混合与搅拌 1
1.9 搅拌器和电磁搅拌器的使用 2
1.10 滴液漏斗的使用 1
1.11 在平底烧瓶里进行合成—一般原理 1
1.12 在圆底烧瓶里进行合成—一般原理 1
1.13 在密闭仪器装置里进行合成——一般原理 1
1.14 用微型仪器进行合成 3
1.15 回流下加热反应混合物 2
1.16 常压蒸馏 2
1.17 减压蒸馏 3
1.18 水蒸气蒸馏 3
1.19 透过平摊的滤纸的过滤 1
1.20 透过卷拢的滤纸的过滤 1
1.21 减压水泵操作 1
1.22 布氏漏斗操作 1
1.23 玻璃漏斗(垂熔漏斗、烧结漏斗)过滤 1
1.24 倾析法洗涤沉淀 1
1.25 在漏斗上洗涤沉淀 2
1.26 在漏斗上用恰当的溶剂干燥沉淀 2
1.27 在水溶液中重结晶 1
1.28 在给定的(已知的)有机溶剂里进行重结晶 2
1.29 选择适当的溶剂进行重结晶 3
1.30 在干燥箱里进行干燥 2
1.31 在保干器里进行干燥 2
1.32 洗气瓶的连结和使用 2
1.33 用不相溶的溶剂进行萃取 1
2.无机物和有机物的鉴定——一般原理
2.1 试管反应 1
2.2 使用点滴板和滤纸的反应操作技术 1
2.3 命题人选定某些阳离子和阴离子进行分组反应检出 2
2.4 命题人选定某些阳离子和阴离子通过个别反应检出 2
2.5 命题人选定某些阳离子和阴离子通过特殊反应检出 3
2.6 用铂丝、MgO棒、钴玻璃的焰色反应检出元素 2
2.7 使用手持光谱仪/煤气灯光谱仪 3
2.8 使用Kofler熔点测定仪或类似仪器 3
2.9 命题人选定有机物基本官能团的定性检出 2
2.10 使用特殊试剂检出有机物 3
3.无机物和有机物的测定——一般原理
3.1 利用沉淀反应的定量测定 2
3.2 沉淀在坩埚里灼烧 1
3.3 容量分析 1
3.4 滴定的规则 1
3.5 移液球的使用 1
3.6 标准溶液的制备 2
3.7 酸碱滴定 2
3.8 酸碱滴定中的指示剂变色 2
3.9 直接滴定与间接滴定(返滴定) 3
3.10 磁性测定 3
3.11 碘量法 3
3.12 基于氧化还原反应的其他测定类型 3
3.13 配合滴定 3
3.14 配合滴定中溶液的颜色变化 3
3.15 沉淀滴定 3
3.16 量热滴定 3
4.特殊测量和操作步骤
4.1 用pH计的测量2
4.2 薄层色谱 3
4.3 柱层析 3
4.4 离子交换分离3
4.5 紫外可见光谱 3
4.6 电导测定3
5.实验结果处理
5.1 有效数字、作图、误差分析 1
6.所有未在上表中提到的,命题人确定的实验技术均自动地属于三级。