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冰水在化学实验中的作用

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冰水在化学实验中的作用范文第1篇

葛国文等[1]在对医学专业毕业质量追踪调查中发现,毕业生有明显的科研后劲不足的迹象,其中动手操作能力、综合分析能力最为欠缺,这与医学院校的实验教学有着直接的关系,其中实验教材的内容绝大多数为验证性的内容,从根本上限制了学生潜能的发挥。潘慧娟等[2]及我们多年的实验教学中的调查中得到如下结论:有较多的学生希望教师能作一些实验教学改革,增加一些综合性、设计性和开创性的实验,给学生一个探索实践的空间,以充分培养和发掘他们探索创新的兴趣和科研能力。乙酰水杨酸对从事化学的人来说是一个较为熟悉的有机产品,在有机实验教材中是经典的有机合成实验[3,4]。本实验的改进是,将其合成微量化和成组实验,用离心沉淀代替了抽滤分离,使实验时间大为缩短;乙酸酐和水杨酸的用量比例较教科书中大大减少;催化剂用碳酸氢钠等对环境友好的试剂代替了浓硫酸,实现了安全化、经济化、绿色环保化,并在操作手续和装置上作了简化,使实验能快速完成,全部实验内容在3~4h内很容易完成,为学生开展探索性实验创造条件。由于微型化学实验可以大量节约化学原料,减少环境污染,并能适当减少实验时间,还有利于培养学生严谨的科学态度,因此受到人们的广泛重视。

1 主要实验仪器和试剂

1.1 主要仪器

10ml的小试管;15ml的离心管;2.5ml的注射器;恒温水箱(±1℃);离心机; XT-4显微熔点测定仪。

1.2 实验试剂

水杨酸(C.P);乙酸酐(C.P,新蒸);无水碳酸钠(C.P);无水碳酸氢钠(C.P);无水硫酸氢钠(C.P);无水硫酸钠(C.P);磷酸氢二钠(C.P);磷酸二氢钠(C.P);磷酸三钠(C.P);浓硫酸(C.P);95%乙醇(C.P);FeCl3水溶液(1%);HCl(1∶3) (C.P)。

2 实验操作部分

2.1 乙酰水杨酸的合成方法及探索性实验方案

2.1.1 合成方法

向10ml干燥的小试管中加入约0.20g干燥的水杨酸和20mg无水碳酸氢钠作催化剂,用干燥的注射器加入0.3ml的乙酸酐。轻轻摇动后,放70℃的水浴中反应10min后取出,趁热加入5ml的冷蒸馏水和1滴HCl(1∶3)溶液并不断搅拌,然后置于冰水浴中冷却30min,小心用玻棒压碎结晶倒入15ml的离心管中,在离心机中离心分离,弃去上清液,并用冷水洗涤产品(3次,每次约0.5ml)后在离心机中离心分离,弃去上清液,得白色产品粗乙酰水杨酸0.22g,产率84%。

2.2 粗产品的精制

在2.1步骤中制得的上述各种粗产品加入约1.0ml乙醇(65%)水溶液,在热水浴加热至产品溶解完全,得到无色透明溶液,停止加热后趁热加入4.0ml温热的蒸馏水,如有结晶析出则在水浴中加热至结晶完全溶解后移出水浴,让溶液冷却至室温后,放入冰水浴中冷却30min。冷却结晶后,小心用玻棒压碎结晶,使析出的结晶沉于离心管底部,在离心机中离心分离,弃去上清液,滴入10滴蒸馏水洗涤结晶,再离心分离出水分,取出晶体并在滤纸上挤压、烘干。得白色结晶即乙酰水杨酸产品。产品在电子天平上称量约得0.16g。

2.3 产品的检验

取少许乙酰水杨酸产品,用约1ml 95%乙醇溶解,加FeCl3(1%)溶液1滴,溶液不显紫红色,说明产品中已无水杨酸。

在XT-4显微熔点测定仪中测定产品的熔点为136℃,达熔点时分解。

2.4 探索性实验方案的设计

让学生在其它反应条件不变的情况下分别使用不同的催化剂(如无水碳酸钠、无水碳酸氢钠、无水硫酸钠、无水硫酸氢钠、磷酸氢二钠、磷酸二氢钠、磷酸三钠、浓硫酸和磷酸等)、不同的乙酸酐的用量、不同的反应温度及反应时间等,这些反应条件由学生通过实验结果分析来确定最佳的反应条件。

3 讨论

3.1 本实验的优点

一是用离心分离的方法代替了抽滤分离,比文献[3,4]中的正常实验减少了反应步骤,缩短了实验时间,达到快速完成的目的;避免了产品在多个步骤中的损失,如粘在滤纸等,使产率大为提高,为实现微型化实验提供有利条件;可进行成组实验,为实现学生进行探索性研究的目标创造了条件。二是实验采用微型化,药品、试剂的使用量比正常的实验减少10余倍,能养成学生勤俭节约的良好习惯。三是用碳酸氢钠、碳酸钠等作催化剂对环境友好的化学试剂代替浓硫酸等试剂,对操作的学生而言安全性大为提高,同时对环境保护起到积极作用,使绿色化学的观念深入学生的心中;四是用注射器量取乙酸酐可提高准确性,也使实验的速度大大加快,保证整个实验能在预定时间里完成。

3.2 精减课时,提高学生动手能力

随着医学教育改革的不断深入,减少医学基础课程的教学课时数是大势所趋,如何利用有限的教学时间让学生完成更多的实验,掌握更多的知识,提高他们的实验技能和科研素质是我们亟待解决的问题。改革实验教材增加综合性、设计性和探索性的实验内容是提高医学生的实验动手能力和培养他们的科研素质的最有效的途径。本实验由于使用快速微型化的实验方法,使乙酰水杨酸的合成的时间大大缩短,为实现探索性实验创造了条件,以往最少要两次实验课如今仅一次实验课就可完成,达到了减少教学时数而教学内容不减少的目标。

3.3 指导学生将实验报告写成小论文

大学生在做医学实验时均应书写实验报告,这是因为实验报告既是实验课的重要内容,又是科学研究的一个重要部分,同时还是科研论文的第一手资料。小论文是一种新的模式,它介于实验报告和毕业论文专题之间,其新颖、简化、便于保存的特点更能激发学生的实验热情,有助于提高学生的兴趣、自信和写作能力。

乙酰水杨酸的制备是有机化学合成实验中重要的内容,其合成方法也有多种。在实验教学中以教材提供的合成路线为主进行合成,学生在实验前查阅其他教材、相关文献或数据手册,在对反应物、目标产物、中间物质的物理性质充分了解的基础上,选择合理的实验条件、设计实验细节,以提高产率、减少副反应为目的,也可尝试新的合成方法如微波合成等,也可就如何减少实验误差、及实验室污染方面进行讨论,形式多样。在合成实验中可以找到很多论文的题目。

参考文献

[1]葛国文,刘军,良.九0~九五届医学毕业生质量调查分析[J].中国高等医学教育杂志,2001(2):20-21.

[2]潘慧娟,朱跃,田菊雯.医学生化学实验学习情况调查分析[J].医学理论与实践,2002,15(6):732-733.

[3]伍琨贤.有机化学实验[M].北京:中国医药科技出版社,2004.

冰水在化学实验中的作用范文第2篇

关键词:黄连,黄连素,乙醇,浸取,分液,加热回流

黄连素为黄色针状结晶,纯净的黄连素熔点约为145摄氏度。微溶于乙醇和水,几乎不溶于乙醚。它是中国名药材之一的黄连根茎中所含的主要有效成分。黄连素在临床中一直作为非处方药用于治疗腹泻,但是现代药理学研究证实黄连素具有显著的抗心力衰竭、抗心律失常、降低胆固醇、抗制血管平滑肌增殖、改善胰岛素抵抗、抗血小板、抗炎等作用,因而在心血管系统和神经系统方面将可能有广泛、重要的应用前景,日益受到重视。用中医学解释,此类药物性凉,能清除邪热或虚热,清除有害毒物,自古以来就是中医手中的一味清热解毒良药。

在自然界,黄连素多以季铵碱的形式存在,黄连素的盐酸盐,硫酸盐,硝酸盐均难溶于冷水,易溶于热水,其各种盐的纯化都比较容易,而通常得到纯净的黄连素晶体比较困难。本方法使用乙醇浸泡提取黄连素。

该化学反应在溶液中进行,溶剂经加热气化经冷凝后又变成液体,反复气化—冷凝—气化—冷凝,即加热回流以便目地物质较多的溶于乙醇中。

1材料和方法

1.1材料,试剂,和仪器圆底烧瓶,球形冷凝管,试管,分液漏斗等。

黄连:多年生草本植物,属毛茛科黄连属。黄连是40种大宗中药材之一,而且也是30种名贵中药材之一。一般分布在1200~l800米的高山区,需要温度低、空气湿度大的自然环境。怕高温和干旱。不能经受强烈的阳光,喜弱光,因此需要遮荫。根浅,分布于5~10cm的土层,适宜表土疏松肥沃,有丰富的腐殖质,土层深厚的土壤,pH5.5~6.5,为微酸性。

乙醇(常用有机容剂,无色透明液体(纯酒精)。有刺激性气味,易挥发。能与水、氯仿、乙醚、甲醇、丙酮和其他多数有机溶剂混溶。相对密度(d15.56)0.816。易燃。熔点:—114.3°C,沸点:78.4°C)。在本实验中,乙醇作为黄连素的提取剂。

1%乙酸:乙酸又称醋酸,广泛存在于自然界,它是一种有机化合物,是烃的重要含氧衍生物,是典型的脂肪酸。在本实验中其作用为,将生物碱转化为有机物。

浓盐酸:质量分数超过37%的盐酸称为浓盐酸。盐酸为无色液体,在空气中冒白雾(由于盐酸有强挥发性),有刺鼻酸味。粗盐酸或工业盐酸因含杂质氯化铁而带黄色。

石灰乳:石灰乳一般是在氧化钙中加水生成的,因为氢氧化钙溶解度不是很大,所以往往生成的是氢氧化钙的悬浊液(即水溶液中还存在着没有溶解的氢氧化钙),这就是石灰乳。

1.2方法和步骤

取20克黄连粉碎后放入烧瓶中,加入200毫升乙醇,加热回流0.5小时,然后静置浸泡一小时。抽虑,滤渣重复上述操作处理两次,合并三次所得的滤液减压浓缩直到残留液呈棕红色糖浆状,回收蒸出的乙醇。向残留液中加入百分之一乙酸约80毫升,加热溶解,滤出不容物。然后向滤液中滴加浓盐酸,直至溶液变浑浊为止,约需浓盐酸二十毫升,静置冷却,即有黄色针状结晶析出,过滤,用冰水洗涤结晶两次,再用丙酮洗涤一次以便加速干燥,烘干后得黄连素盐酸盐,在200摄氏度左右熔化。

再将黄连素盐酸盐加热水至刚好溶解,煮沸,用石灰乳调节PH=8.5~9.8,稍冷后滤去不溶杂质,滤液继续冷却到室温以下,即有针状体的黄连素析出,抽虑,将结晶在50~60摄氏度下干燥,测定熔点。

2:结果

经上述过程,制得黄色针状晶体(稍带白色)即黄连素0.9克,则其在黄连中的含量为百分之八左右,产率较高。

3:分析

1)实验提取黄连素比实际黄连中黄连素含量低,其原因为浸取不完全,在实验过程中,黄连素有流失。

2)黄连素状态应为黄色针状晶体,而实验结果为黄色针状但略带白色,原因应该是产物不纯,产物中可能含有石灰乳等杂质。

4:讨论

1)黄连素是一种生物碱,在水中的溶解度不是很大(因为是有机物)。但当加入1%HAc以后,生物碱就转化成有机盐类,溶解度就增大了许多,便于富集和提高提取率。

从黄连中提取黄连素用石灰乳调pH值不能用氢氧化钠(钾)代替的原因:

2)盐酸小檗碱,酸提,调pH值沉淀,在精制。最后精制的时候热水溶,盐酸调pH值2.石灰乳调PH值沉的快,因为它本身就是不溶的,有固体成分,并且可以吸附杂质。本身这一步得到的就是中间体,对它的要求不是说有多纯,因为后面还有精制的工艺,只要它快速沉淀即可。氢氧化钠(钾)也可以是小檗碱沉淀出来,不过时间上要慢一些,要等,还有沉淀不彻底。没有石灰乳收率高。

3)减压操作要用水泵不能用油泵减压,原因是油泵抽力过猛,容易将溶液抽出,或不易控制,而水泵比较缓和,容易控制,防止因抽力过大而造成溶液抽出,也防止因装置中压力过低而致使产物和乙醇一起蒸出。

4)本实验中“取20克黄连粉碎后放入烧瓶中,加入200毫升乙醇,加热回流0.5小时,然后静置浸泡一小时。抽虑,滤渣重复上述操作处理两次”一步,可以采用索氏提取器,既节省时间和溶剂,又可以提高效率。

5)文献中对从黄连中提取黄连素的三种方法,即硫酸法、石灰水法、乙醇法进行了试验研究,通过对比,确定“乙醇提取法”是较理想的方法。(作者单位:郑州大学化学与分子工程学院)

参考文献:

[1]吴建阳,徐砺瑜,刘悦,许金伟《求医问药(学术版)》2012年第一期

[2]胡冬华,袁绪富长春中医学院学报,2006,22(1)

[3]徐琰,何占航.无机化学实验.郑州:郑州大学出版社,2002.

冰水在化学实验中的作用范文第3篇

关键词:化学;新授课;学习难度

文章编号:1008-0546(2016)12-0031-03 中图分类号:G632.41 文献标识码:B

doi:10.3969/j.issn.1008-0546.2016.12.011

开学之初,对我市各校新授课教学质态进行了听课调研,发现教师的一些教学观念和教学行为增加了学生的学习难度,不利于学生积极有效地学习化学。本文结合教师真实的教学片段和教学环节,从四个方面思考降低学生学习难度的初中化学新授课教学策略。

一、关注学生心理、克服消极情绪

教师应及时消除学生因陌生带来的恐惧感、因误解带来的厌恶感,从心理层面巧妙化解不利因素,降低学生学习的难度:用熟悉代替陌生,克服恐惧感;正确认识化学的作用,消除厌恶感。

[“绪言”教学片段1]同学们,我们进入初三即将接触到一门新的学科―化学,化学是一门以实验为基础的科学,研究的对象不同于其他学科……

[分析]对于陌生的内容,学生充满了好奇,但同时也会产生一定的恐惧心理,这种心理在潜意识中会影响后续学习化学的积极性。不少学校为了便于对教师考核,会对初三学生进行均衡分班,学生对于陌生的班级本身就有一定的恐惧心理。因此绪言课上介绍化学这门学科时,应设法缓解学生的恐惧心理,可结合具体事例让学生体会到化学就是小学自然、初中生物、物理、数学等学科的延续,这些学科中的很多知识和方法就是学习化学的前奏,如自然和生物中的光合作用原理、科学观察的方法,物理上的分子原子知识、对比实验等。

[“绪言”教学片段2]师:同学们,提到化学,你会联想到什么?

生甲:环境污染,化学物质污染了空气、水、土壤,给人类带来了灾难。

生乙:危险、爆炸。很多化学物质有毒,做化学实验有中毒的危险,有可能还会发生爆炸,生活中很多的爆炸都与化学物质有关。

……

师:请同学们思考一下,化学给人类带来的伤害,其责任在于化学这个工具,还是使用工具的人?

[分析]危险的事物令人恐惧、厌恶,在这个教学片段中,教师机智地引导学生辩证地看待化学:“化学之过”其责不在化学,合理地使用化学物质会造福人类,及时消除了学生对化学可能产生的厌恶感。

二、关注知识广度、减少过多拓展

一节课成功与否不在于教师教了多少,关键在于有多少信息进入了学生的认知结构,即学生会了多少。课堂教学可通过“去枝存干”的方法降低学生学习难度:关注核心知识的学习,不追求知识点的面面俱到,不在与所学课题无关的内容上做过多的拓展,防止因信息量过大使学生产生认知疲劳和畏惧心理。

[“氧气”教学流程]教师结合演示实验讲解氧气的物理性质氧气化学性质学习:教师结合视频详细分析木炭、硫、铁丝燃烧的实验现象、实验注意事项及实验原理学习化合反应、氧化反应小结所学内容课堂测试。

[分析]本课题的特点是信息量巨大,知识支离破碎、不成系统,其核心知识应是木炭、硫、铁与氧气的化学反应原理,而不是大量的实验现象及实验注意事项。教学过程中教师关注了教材中的所有信息,想追求“高大全”的理想化效果,但超负荷的信息量却导致了教学效果的“过犹不及”:在课堂测试阶段,不少学生不能正确解答一些简单的问题,甚至不能正确写出木炭、硫、铁与氧气的反应原理。

为降低学习难度,我们可以从两个角度给这样的课堂“瘦身”:

一是“减量”,降低课堂知识容量,课堂多关注核心知识的学习,部分学生自己能学会的非核心知识可通过课前预习、课后思考等形式处理。

二是“少讲”,控制讲授的时间,增加学生活动式学习的时间和空间,让学生通过自主学习及合作学习获取知识、提升能力。如学习氧气的物理性质时,可设计如下两个活动让学生自主探究:活动一、观察并分析如图1、图2所示实验,分析氧气具有哪些物理性质(说明:通过如图1所示实验可判断通常状况下氧气为无色、无味的气体、密度比空气大;通过如图2所示实验中塑料瓶不变瘪、小鱼能生活在水中可知:氧气不易溶于水,而不是不溶于水);活动二、有人说有颜色改变的变化一定是化学变化,请阅读课本P33第一自然段,判断此说法是否正确。再如氧气化学性质的学习可采取如下流程:以问题形式呈现教学内容于学案上学生带着问题进行实验个体解决问题(为节约时间及药品,实验中观察不到位的可观看实验视频)小组合作解决问题成果展示教师释疑。

三、控制知识难度、防止过深挖掘

学困生的产生与新授课的难度有极大的关联,新授课应面向中下等学生,控制教学难度,防止对知识进行过深地挖掘,防止学生过早出现分化。在新授课阶段,只教适合现有发展阶段的内容。对于教了相当比例的学生也不会的,就不要教,因为超出了学生现有发展阶段能够承受的范围,教了也白教。

[“走进化学实验室”教学设计片段]活动三、学会检查装置的气密性

1. 阅读教材P22“4.检查装置的气密性”,组内交流如何检查如图3所示装置的气密性并动手操作。

[小结]检查装置气密性的一般思路为:创设密闭环境,采用不同方法(如:变温等),产生压强差,并通过观察密闭环境中的气体体积是否变化(如:是否有气泡放出或是否能形成稳定液柱等),来判断装置是否漏气。

2. 讨论:如何检查如图4所示装置的气密性?(供选实验用品:水、弹簧夹、胶皮管、注射器等)

3. 思考并交流:

(1)如图5所示装置,在试管中注入热水,U形管内的液面会怎样变化?为什么?换为冰水呢?

(2)现有如图6所示装置,按如下步骤进行实验,步骤1:夹紧止水夹A,打开止水夹B;步骤2:往右拉动注射器至刻度10mL处,夹紧止水夹B。打开止水夹A,会有什么现象?

[分析]新授课的教学应面向绝大多数学生,该活动方案中检查图3所示装置的气密性所有同学均应学会,分析图5所示装置中U形管内的液面的变化情况有助于理解检查装置气密性的原理。检查图4所示装置的气密性、分析图6所示装置中的相关现象难度较大,不应作新授课的基础要求,可作为能力提升题,让学有余力的同学进行思考。

四、善于铺路架桥、优化学习路径

新授课不要随意拔高知识的难度,并不意味着毫无底线的降低难度,应结合知识难度的螺旋上升规律,在不同的阶段,提出不同的难度要求。在新授课阶段,我们可以在不降低知识难度的前提下,通过“铺路架桥”优化学习路径,降低学生获取知识、抵达目标的难度,比如我们可以通过打比方、模型化等方法让抽象知识形象化、具体化,通过精心设计的实验让隐性知识和方法外显出来,通过教材重组让学习过程更贴近学生的思维等。

[“空气”教学片段]在分析燃烧法测定空气中氧气含量前,教师补充实验如图7所示实验。

师:水为什么不能进入集气瓶中?

生:因为集气瓶中有空气。

师:如果用注射器抽取集气瓶中的空气,会看到什么现象?提问后演示实验。

生:思考问题并观察实验。

师:进入集气瓶中水的体积和注射器抽取空气的体积是什么关系?

生:测量进入集气瓶中水的体积,读出注射器抽取空气的体积,对比二者关系。

师:刚才我们抽取的是集气瓶内的空气,假如有一种神奇的仪器可以从集气瓶中直接“抽取”10mL氧气,那么进入集气瓶中的水体积是多少?

生:10mL。

[分析]对于一部分学生而言,如果直接进入“燃烧法测定空气里氧气的含量”实验的学习,不太容易理解实验原理。使用以上实验做铺垫,学生将用物理方法减少气体使水进入集气瓶的原理进行迁移,更容易理解“燃烧法测定空气里氧气的含量”实验原理,这种“降难不降标”的操作方法更贴近学生认知水平,符合学生的最近发展区。

[“分子和原子”教学设计片段]教师首先借助课本P50“图3-5 几种分子的模型”和“图3-6 氧化汞分子分解示意图”让学生分析分子和原子的关系及本质区别,再让学生分析以下问题:

近代,科学家认为:物质是由分子、原子构成的,物质发生化学变化的实质是分子破裂成原子、原子重新组合成新的分子。这一变化过程与搭积木过程相似:模型分拆成积木、积木重新组合成新的模型。

根据以上材料思考以下问题:

(1)你认为化学变化过程中,分子的地位与模型还是积木的地位相似?

(2)你认为化学变化过程中原子的种类和数目是否发生改变?分子呢?

[分析]部分学生的抽象思维能力较弱,课堂上结合模型图能理解所学知识,课后在没有模型图的情况下无法分析分子和原子关系及本质区别。将物质的变化过程与搭积木过程类比,将分子、原子与模型、积木类比,可以让学生借助生活经验理解化学知识,降低理解、记忆的难度。

降低了学习难度,也就降低了教学难度,使学生能更轻松、更愉快地获取知识、提升能力。教育的过程就是转化的过程,基于降低学习难度的新授课教学,有利于实现在教师和学生间、学生和学生间、学生和书本间的知识转化,将潜藏于不同生命个体中的可能性,转化为现实可见的能力。

参考文献

[1] 人民教育出版社课程教材研究所化学课程教材研究开发中心.义务教育教科书・化学(九年级上册)[M].北京:人民教育出版社,2012:22,33,50

冰水在化学实验中的作用范文第4篇

了解无取代三唑环的合成和应用

二、实验原理

1,2,4_三唑环中有两个相邻的氮原子,在合成上可以由NH2NH2来提供,通过和其他带有活性基团的化合物如甲酰胺缩合而成.甲酰胺法是目前工业上生产1,2,4-三唑常有的方法.另一类方法是通过1mol的甲酰胺和1mol甲酰胺环和而成.但用这种方法,甲酰肼尚有需要由甲酸甲酯肼来制备,路线较长,成本较前类方法为高.用肼的衍生物(如酰肼)代替肼,可用类似的方法合成取代的三唑化合物。

[应用与发展]

由于三唑环上的1位H具有较强的活性,可与许多亲电试剂发生反应.含三唑环的化合物(以下简称"三唑")广泛用于农药,医药,助剂合成的中间体.

农药工业:用于生产高效,内吸,广谱性三唑类杀菌剂,如三唑酮(商品名粉锈宁),三唑醇(又名多效唑,植物生长调节剂

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和广谱杀菌剂),特效唑(又名烯效唑),Baytan以及氯甲唑等;还可以合成N取代的烷基三唑(植物生长调节的中间体),双三唑基二苯基甲烷植物生长调节剂;合成杀虫剂(如拟除虫菊酯,氨基甲酸酯等)的增效剂等.助剂方面:可用于合成1-羟乙基-1,2,4-三唑。后者可用于作高分子材料的抗静电剂和还氧化树脂的固化剂;用作涂料的添加剂制造防腐涂料;用作合成金属钝化剂于一些功能油、液中,如油、液压系统用液体、金属加工液、变压器及开关油等;还可用作合成纤维质材料的上胶剂或防水剂以及用于造纸和纺织行业.医药方面:三唑与芳基磺酰氯反应可合成1-芳基磺酰-1,2,4-三唑,它具有抑制中枢神经及降低血糖的药效,可用于防治人体皮肤癣症,疗效很好.三唑环与乙炔加压反应可合成乙烯基三唑,用于合成高分子化合物.三唑还可配制铜或铜合金的

dnf机械师技能

化学抛光剂,用于装饰品、电气用品和照相机零件的抛光.三唑亦可用作热塑性塑料的添加剂、金属腐蚀抑制剂及催化剂等.

甲酰胺法:

三、实验仪器和试剂

带机械搅拌回流装置(尾气吸收),蒸馏装置等

水合肼C.P.80%或工业品甲酰胺C.P.99.5%或工业品无水乙醇

四、实验内容

1,2,4-三唑制备,乙醇重结晶及测熔点。

注:同学们应在实验前认真熟悉所用磨口仪器的安装及其注意事项。

实验十二对氨基苯甲醛的制备及其CD包合物的制备

(设计性实验)

以对硝基甲苯为原料,经多硫化钠催化制对氨基苯甲醛,并制备β—环糊精包合物。查阅文献完成实验设计并进入实验室准备仪器药品进行实验。

实验十三微波辐射合成水解乙酰水杨酸(综合性实验)

一、实验意义及原理

微波是指电磁波谱中位于远红外与无线电波之间的电磁辐射,微波能量对材料有很强的穿透力,能对

dnf机械弹药

被照射物质产生深层加热作用。对微波加热促进有机反映的机理,目前较为普遍的看法是极性有机分子接受微波辐射的能量后会发生每秒几十亿次的偶极振动,产生热效应,使分子间的相互碰撞及能量交换次数增加,因而使有机反映速度加快。另外,电磁场对反应分子间行为的直接作用而引起的所谓“非热效应”,也是促进有机反应的重要原因。与传统加热法相比,其反应速度可快几倍至上千倍。目前微波辐射已迅速发展成为一项新兴的合成技术[1]。

乙酰水杨酸(Aspirin)是人们熟悉的解热镇疼,抗风湿类药物,可由水杨酸和乙酸酣合成得到。乙酰水杨酸的合成涉及水杨酸酚羟基的乙酰化和产品重结晶等操作,该合成被作为基本反应和操作练习而编入大学有机化学实验教材中,现行教材中采用酸催化合成法,它存在着相对反应时间

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长、乙酸酐用量大和副产物多等缺点。本实验参考文献[1~4],将微波辐射技术用于合成和水解乙酰水杨酸并加以回收利用。和传统方法相比,新型实验具有反应时间短、产率高和物耗低及污染少等特点,体现了新兴技术的运用和大学化学实验绿色化的改革目标。

二、实验目的

学习微波合成及有关反应原理和操作技术。

三、试剂及仪器

1.试剂

水杨酸(A.R),碳酸钠(A.R),盐酸(C.P),氢氧化钠(C.P),95%乙醇(C.P),2%FeCL3,活性炭。

2.仪器

WP750格兰仕微波炉,电子天平,圆底烧瓶(100ML),烧杯(250ML),锥形瓶(100ML),移液管(5ML),减压抽滤装置,红外光谱仪。

四、操作步骤

1.微波辐射碱催化合成乙酰水杨酸实验

在100ML干燥的固底烧瓶中加入2.0g(0.014mol)水杨酸和约0.1g碳酸钠,再用移液管加入2.8ML(3.0g,0.029mol)乙酸酣,振荡,放入微波炉中,在微波辐射输出功率495W(中档)下,微波辐射20~40s.稍冷,加入20mlph=3~4的盐酸水溶液,将混合物在冷水中冷却使之完全结晶。减压过滤,用少量冷却水洗涤

机械工程师职责

结晶2~3次,抽干,得乙酰水杨酸粗产品。粗产品用乙醇混合溶剂(1体积95%的乙醇+2体积的水)约16ml重结晶,干燥,得白色晶状乙酰水杨酸2.4g(收率92%),熔点135~136℃。产品结构还可用2%FeCl3水溶液检验或用红外光谱仪测试。

2.微波辐射水解乙酰水杨酸实验

在100mL锥形瓶中加入2.0g(0.01mol)乙酰水杨酸和40mL0.3mol/LNaOH水溶液,在微波辐射输出功率495W(中档)下,微波辐射40s。冷却后,滴加6mol/LHCI至pH=2~3,置于冰水浴中令其充分析晶,减压过滤,水杨酸粗产品用蒸馏水重结晶,活性炭脱色,干燥,得白色针状水杨酸约1.1g(收率80%),熔点153~156℃。

五、结果与讨论

1.微波辐射碱催化合成法的优点

通过正交实验,确定了微波辐射碱催化合成乙酰水杨酸的较优条件,以较优条件合成法与传统酸催化法进行比较我,结果见表1。

表1微波辐射碱催化法与传统酸催化法的比较

合成法

水杨酸(g)

乙酸酐(mL)

催化剂

反应时间

产量(g)

合成收率(%)

传统酸催化法

微波碱催化法

2

2

5.0

2.8

H2SO4(5滴)

Na2CO3(0.1g)

10min

40s

1.5

2.4

57.5

92.0

机械工

表1可知,微波辐射碱催化法具有明显的优点:反应时间缩短,酸酐用量减少,合成收率提高。获得较好结果的原因是采用了较好的合成途径和微波辐射技术,碱催化方法可避免副产物(主要是聚水杨酸)的生成,微波辐射技术则大大提高了反应速率。若增大微波辐射功率,则反应时间更短,但从安全角度考虑,我们仅选择中等功率的微波辐射进行实验。

2.微波辐射水解法的优点

根据乙酰水杨酸水解反应参数[4]计算可知,在过量碱存在的条件下,在35℃时乙酰水杨酸完全水解需要1h,在100℃时只需20s。采用传统加热方式加热,整个水解过程需用10min左右。现在采用微波辐射水解,很好地发挥了微波辐射技术加热速度快和加热均匀的特点。实验结果表明,在输出功率为495W的条件下,微波辐射仅40s,水解反应的产率近100%。这一反应可将基础实验中制备的乙酰水杨酸产

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品回收再利用,避免浪费和污染环境,同时也互相间能研究微波合成的技术。

六、注意事项

1.合成乙酰水杨酸的原料水杨酸应当是干燥的,乙酸酐应是新开瓶的。如果打开使用过且已放置较长时间,使用时应当重新蒸馏,收集139~140℃的馏分。

2.乙酰水杨酸易受热分解,因此熔点不是很明显,它的分解温度为128~135℃,熔点文献值为136℃。测定熔点时,应先将热载体加热至120℃左右,然后再放入样品测定。

3.不同品牌的家用微波炉所用微波条件略有不同,微波条件的选定以使反应温度达80~90℃为原则。使用的微波功率一般选择450~500W之间,微波辐射时间为20~40s。此外,微波炉不能长时间空载或近似空载操作,否则可能损坏磁控管。

七、参考文献

[1]GedyeRN,SmithFE,WestayKC,etal.TheUseofMicrowaveOvensforRapidOrganicSynthesis.TetrahedronLett,1986,27(3):279~282.

[2]张国升,张懋森.以固体氢氧化钾为催化剂制备乙酰水杨酸.化学试剂,1986,8(4):245~246.

[3]常慧,杨建男.微波辐射快速合成阿斯匹林.化学试剂,2000,22(5):313.

[4]曾宪诚,刘清华,邓郁.乙酰水

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杨酸在CTAB胶束溶液中.

实验十四聚乙烯缩甲醛胶水的制备(综合性实验)

一、实验目的

1.了解聚合物化学反应的基本特征。

2.掌握由聚乙烯醇缩甲醛的方法。

二、实验原理

聚乙烯醇与甲醛H+的催化作用下发生缩合反应

聚乙烯醇与甲醛的缩合反应是分步进行的,首先形成半缩醛(1)、且在H+存在下转化成碳正离子(2)、然后与相邻的羟基作用而得缩醛(3)、式中,ROH代表聚乙烯醇。

聚乙烯醇缩甲醛胶水最初只是代替糨糊及动植物胶,文具胶等来使用,20世纪70年代开始用于民用建设,此后又应用壁纸、玻璃、瓷砖等的粘贴,目前作为胶黏剂也广泛应用于内外墙涂料、水泥地面涂料的基料等。

三、实验仪器与试剂

1.仪器

250ml三口瓶,回流冷凝管,搅拌器,小型水浴,滴液漏斗,温度计。

2.试剂

聚乙烯醇(PVA),37%甲醛水溶液,去离子水,1:4盐酸,8%NaOH溶液。

四、实验步骤

在250ml三口瓶中加入7gPVA及70ml去离子水,水浴加热至

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95℃强,搅拌使PVA全部溶解,溶解后将温度降至85℃,加入1:4盐酸0.5ml左右,调节反应体系的pH值为1~3,再加入3ml甲醛(37%),维持90℃下搅拌反应40~60min,体系逐渐变稠,可取少许产品用纸试验其粘接性。当有满意的粘接性后立即加入1.5ml8%NaOH溶液,调节反应体系的pH值为8~9,冷却后将无色透明黏稠的液体从三口瓶中倒出,即聚乙烯醇缩甲醛胶水。

五、思考题

1.如何加速PVA的溶解?

2.最后加入NaOH的作用是什么?

六、注意事项

1.整个反应过程中搅拌要充分均匀,当体系变黏稠出现气泡或有絮状物产生时应马上加入NaOH溶液,终止反应。

2.工业上生产胶水时,为了降低游离甲醛的含量,常在pH值调整至7~8后加入少量尿素,发生脲醛化反应。

七、实验导读胶黏剂的发展概述

凡是能把同种的或不同种的固体材料表面连接在一起的媒介物质统称为胶黏剂,通过胶黏剂的粘接力使固体表面连接在一起的方法叫做粘接或胶

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接。数千年前,人类就注意到自然界中的粘接现象,例如甲壳动物牢固地粘贴于岩石上等。自然界存在的粘接现象启发人类利用粘接作为连接物体的方法。早期的胶黏剂都来源于天然物质,例如用来黏合箭头、矛头的松脂、天然沥青以及骨胶、石灰等。在长期使用天然胶黏剂的时期,粘接技术未能得到显著的发展。直到20世纪初,美国发明酚醛树脂开始,胶黏剂和粘接技术进入了一个崭新的发展时期,在人类社会中占有了重要的地位。

胶黏剂在国民经济各部门中都有着重大作用。例如在航空航天工业、汽车及车辆制造工业、电子电气工业以及医学方面等都有着广泛的应用。现代的航空工业大都使用高性能的酚醛-缩醛类结构胶黏剂。目前,制造每架飞机大约需要400~2200kg的胶黏剂,并且单机使用胶黏剂的数量常常代表一个国家飞机制造工

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业的工艺水平。在电子、电气工业中,胶黏剂主要作为绝缘材料、浸渍材料和灌封材料投入使用,所用的胶黏剂大部分为改性环氧、酚醛-缩醛及有机硅聚合物方面的产品。在医学方面,以各种丙烯酸酯聚合物或单体为基料的胶黏剂有广泛的应用,例如在施行各种骨折接骨手术、胸腔手术中的骨质粘接,皮肤破损的粘接及止血等都是重要的应用范例。

胶黏剂品种繁多,组成不一,主要组分为黏料,加以其他助剂,组成胶黏剂。作为胶黏剂主要组分的黏料,要求有良好的黏附性和润湿性。当今的胶黏剂大都采用合成高分子化合物为助剂,如合成树脂包括热固性树脂、热塑性树脂,合成橡胶如氯丁橡胶、丁腈橡胶、丁基橡胶、聚硫橡胶等。有时合成树脂和合成橡胶如氯丁橡胶、丁腈橡胶、丁基橡胶、聚硫橡胶等。有时合成树脂和合成橡胶相互配合

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以改善胶黏剂的性能。胶黏剂的其他助剂如固化剂和固化促进剂、增塑剂与增韧剂、稀释剂和填料等也是不可或缺的成分。以增塑剂和增韧剂为例,它们的加入可以增加胶层的柔韧性,改善胶黏剂的流动性。有时为了便于涂胶常采用稀释剂来溶解黏料并调节所需要的黏度。其中,活性稀释剂含有反应性基团,既可降低胶黏剂的黏度,制备胶黏剂时又可参与反应,起到双重作用;非活性稀释剂大都是惰性溶剂如乙醇、丙酮、甲苯等,仅起到稀释作用,不参与反应。另外,根据胶黏剂的物理性能还可以加入适量的填料以改善胶黏剂的机械性能和降低成本。根据对胶膜的冲击强度、硬度、耐磨性、导热性等不同的要求,可分别加入玻璃纤维、石英粉、石墨粉、金属粉等填料;为改善胶黏剂的某一性能,还可加入一些特定的添加剂如防老剂、阻燃剂

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、阻聚剂等以改善胶黏剂的耐大气老化性、阻燃性和提高胶黏剂的贮存性。

总之,胶黏剂工业已经成为一个独立性的新兴行业,胶黏剂本身在人类社会生活中正在发挥越来越重要的作用。

实验十五补锌口服液葡萄糖酸锌的综合实验(综合性实验)

一、实验目的

葡萄糖酸锌是近年来开发的的一种补锌四品添加剂。人体缺锌会造成生长停滞、自发性味觉减退或创伤愈合不良等现象,从而发生各种疾病。以往常用硫酸锌作添加剂,但它对人体的肠胃道有一定的刺激作用,而且吸收率也比较低。葡萄糖酸锌则有吸收率高、副作用少、使用方便等特点,是20世纪80年代中期发展起来的一种补锌添加剂,特别是作为儿童食品、糖果的添加剂,应用日趋广泛。

合成葡萄糖酸锌的方法很多,可分为直接合成法和间接合成法两大类。葡萄糖酸锌的纯度分

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析可采用络合滴定法。

通过本实验要求达到如下目的:

(1)学习和掌握合成简单药物的基本方法。

(2)学习并掌握葡萄糖酸锌的合成。

(3)进一步巩固络合滴定分析法。

(4)了解锌的生物意义。

二、实验原理

葡萄糖酸锌为白色或接近白色的结晶性粉末,无臭略有不适味,溶于水,易溶于沸水,15℃时饱和溶液的质量分数为25%,不溶于无水乙醇、氯仿和乙醚。

葡萄糖酸锌是以葡萄糖酸钙和硫酸锌(或硝酸锌)等为原料直接合成。其反应为:

Ca(C6H11O7)2+ZnSO4=Zn(C6H11O7)2+CaSO4

这类方法的缺点是产率低、产品纯度差。

在pH≈10的溶液中,铬黑T(EBT)与Zn+形成比较稳定的酒红色螯合物(Zn-EBT),而EDTA与Zn+能形成更为稳定的无色螯合物。因此滴定至终点时,铬黑T便被EDTA从Zn-EBT中置换出来,游离的铬黑T在pH值在8~11之间的溶液中呈纯蓝色。

Zn-EBT+EDTA=Zn-EDTA+EBT

酒红色纯蓝色

葡萄糖酸锌溶液中游离的锌离子也可与EDTA形成稳定的络合物,因此EDTA滴定法能确定葡萄糖酸锌的含量

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三、实验用品

1.仪器

台秤,蒸发皿,布氏漏斗,吸滤瓶,电子天平,滴定管(50mL),移液管(25mL),烧杯,容量瓶。

2.试剂

葡萄糖酸钙,ZnSO4.7H2O,硫酸(1mol/L),乙醇(95%),NH3.H2O-NH4Cl缓冲溶液(pH≈10),活性炭,乙二胺四乙酸二钠盐(简称EDTA,AR),Zn粒,氨水(1:1),HCl(6mol/L),铬黑T(s,1%)。

四、实验步骤

1.葡萄糖酸锌的合成。称取葡萄糖酸钙4.5g,放入50mL烧杯中,加入12mL蒸馏水。另称取Zn-SO4.7H2O3.0g,用12mL蒸馏水使之溶解,在不断搅拌下,把ZnSO4溶液逐滴加入葡萄糖酸钙溶液中,加完后在90℃水浴中保温约20min,抽滤除去CaSO4沉淀,溶液转入烧杯,加热近沸,加入少量活性炭脱色,趁热抽滤。滤液冷却至室温,加10mL95%乙醇(降低葡萄糖酸锌的溶解度),并不断搅拌,此时有胶状葡萄糖酸锌析出,充分搅拌后,用倾析法去除乙醇液,得葡萄糖酸锌粗品。

用适量水溶解葡萄糖酸锌粗品,加热(90℃)至溶解,趁热抽滤,滤液冷却至室温,加10mL95%乙醇,充分搅拌,结晶析出后抽滤至干,得精品,在50℃烘干,称量,可得供压制片剂的葡萄糖酸锌。本品可作为

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营养增补剂(锌强化剂)。用于代乳品时,每升代乳品含锌量不得超过6mg。

2.葡萄糖酸锌含量测定:设计EDTA滴定法测定葡萄糖酸锌含量的实验步骤。

五、注意事项

(1)反应需在90℃恒温水浴中进行。这是由于温度太高,葡萄糖酸锌会分解,温度太低,则葡萄糖酸锌的溶解度降低。

(2)用乙醇为溶剂进行重结晶时,开始有大量胶状葡萄糖酸锌析出,不易搅拌,可用竹棒代替玻璃棒进行搅拌。乙醇溶液全部回收。

(3)在装柱过程中注意保持液面始终高于树脂层。

(4)配制锌标准溶液时,为防止锌与酸剧烈反应,必须加盖表面皿,定量转移须吹洗表面皿并多次淋洗烧杯。

(5)葡萄糖酸锌加水不溶时,可微热。

六、结果和讨论

(1)计算葡萄糖酸锌的产率。

(2)列表记录EDTA标定过程,计算EDTA的量浓度。

(3)列表记录葡萄糖酸锌测定过程,计算葡萄糖酸锌产品的纯度。

七、思考题

1.根据葡萄糖酸锌制备的原理和

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步骤,比较直接法和间接法制备葡萄糖酸锌的优缺点。

2.葡萄糖酸锌可以用哪几种方法进行结晶?

3.可否用如下的化合物与葡萄糖酸钙反应来制备葡萄糖酸锌?为什么?

ZnO,ZnCO3,ZnCl2,Zn(CH3COO)2

4.设计一方案制备葡萄糖酸亚铁。

5.试解释以铬黑T为指示剂的标定实验中的几个现象:

(1)滴加氨水至开始出现白色沉淀;

(2)假如缓冲溶液后沉淀又消失;

(3)用EDTA标准溶液滴定至溶液由酒红色变为纯蓝色。

6.用铬黑T作指示剂时,为什么要控制pH≈10?

八、参考文献

(1)《无机精细化学品的制备和应用》,熊加林等,北京:化学工业出版社,1999。

冰水在化学实验中的作用范文第5篇

关键词:空气;氧气;热点;题型;例析

作者简介:马亚楼(1975-), 男,陕西永寿人,中学一级教师,发表文章400余篇,主要研究化学教学.空气、氧气是初中化学重点内容之一,也是中考常考热点,为此,笔者结合2016年部分省市中考化学试题,谈谈其常见的考查方式,以期对读者有所帮助.

本单元以选择题、实验题、简答题和推理题的形式出现,既考查基础知识、基本技能、又考查思维方法、关注自然和关注社会的情感.只要我们熟悉实验操作过程,记住了实验现象,学会了观察、分析、推理的一般方法以及注意对生活环境的观察,便能较好地回答题目考查的问题

【典题分析】

考点一考查空气的成分

例1 (玉林市)空气中氮气的体积分数约为().

A.21% B.0.03%C.78% D.0.94%

解析空气的成分按体积计算,大约是:氮气占78%、氧气占21%、稀有气体占0.94%、二氧化碳占0.03%、其它气体和杂质占003%.故选C.答案:C.

例2(2016年山西省他)我们每时每刻都离不开空气.空气中含量最多的气体是()

A.N2B.CO2C.H2D.O2

解析:本题主要考查了空气的成份.解题时根据空气中各成分的体积分数进行分析判断即可.空气的成分按体积计算,大约是:氮气占78%、氧气占21%、稀有气体占0.94%、二氧化碳占0.03%、其它气体和杂质占0.03%.因而氮气占78%,是体积分数最大的气体,故A选项合正确.

答案:A.

【点评】本题很简单,熟记空气的成分及各成分的体积分数是解答此类题的关健.

例3(2016年成都市中考题)空气中的下列气体,属于稀有气体的是()

A.He B.N2C.O2D.CO2

解析:稀有气体包括氦气、氖气、氩气、氪气、氙气、氡气等.

答案:A.

【点评】解答本题关键是知道稀有气体包含的物质种类.

例2 (淄博市)空气是生命赖以存在的物质基础,也是人类生产活动的重要资源,下列有关空气的说法正确的是()

A.空气中分离出的氮气化学性质不活泼,可作食品保护气

B.空气主要是由氧气和氮气组成,其中氧气的质量约占空气质量的1/5

C.空气质量报告中所列的空气质量级别数值越大,说明空气的质量越好

D.空气中的稀有气体化学性质很稳定,所以常用于制造多种用途的电光源

解析由于氮气的化学性质不活泼,故可作食品保护气,即A正确;空气中,氧气约占空气体积的五分之一,故B错误;空气质量报告中所列的空气质量级别数值越小,说明空气的质量越好,故C错误;性质稳定与可作电光源没有直接的关系,故D错误.答案:A.

【点评】本题不太难,但在选项中涉及各成分的体积比和成分对自然界和人类的作用,这样内容就显得很复杂,要学会分析,将知识适当拓展.

考点二:考查空气的污染与防治

考点二考查空气污染与防治

例3 (河北)2022年北京、张家口将联合举办冬奥会,为办成绿色奥运会,下列措施不可行的是()

A.发展公共交通,提倡绿色出行

B.增加使用太阳能、核能等新能源

C.改进燃煤锅炉烟囱SO2,将废气排到高空

D.改进燃煤技术,减少SO2与粉尘排放

解析本题主要考查了空馕廴镜闹卫硗揪短岢绿色出行,发展公共交通,可减少污染,有效减少有害气体和PM2.5排放,故A不符合题意;使用太阳能与核能等绿色能源,能减少PM2.5排放,故B不符合题意;加高燃煤锅炉的烟囱将废气排放到高空,并不能减少污染气体和PM2.5排放,故C符合题意;改善燃料结构减少SO2与粉尘的排放,也就减少了扬尘污染,可减少污染,减少了PM2.5排放,故D、不符合题意.答案:B

【点评】环保问题已经引起了全球的重视,关于“三废”的处理问题,是中考的热点问题,化学上提倡绿色化学工艺,要从源头上杜绝污染.

考点三 空气中氧气含量的测定

例4 (成都市)图1装置都可用于测定空气里氧气的含量,a、b两物质的选择正确的是()

A.a是铜,b是红磷 B.a是铜,b是木炭

C.a是汞,b是红磷 D.a是汞,b是木炭

解析本题主要考查了空气中氧气含量测定的药品探究.用燃烧法除去密闭容器中空气成分里的氧气,要求该物质可在空气中燃烧并不再生成气体物质.因此在测定空气成分时选用的物质必须满足以下要求:该物质在空气中能够燃烧;该物质是非气体状态的物质;对应的生成物不能是气体.铜被加热生成氧化铜,没有生成新的气体;红磷燃烧后生成五氧化二磷固体,没有生成新的气体;汞加热生成氧化汞是固体,没有生成新的气体;木炭和氧气反应后生成二氧化碳气体,生成了新的气体,结合以上分析可知AC选项正确.答案:AC

例5 (烟台市)暖宝宝贴(主要成分为铁粉、木炭、食盐)的热量来源与铁粉的氧化.小涛同学设计使用暖宝宝贴来测定空气中氧气的含量.实验装置如图2所示,实验后从量筒中流入玻璃瓶(容积为250mL)中的水的体积为45mL(铁粉生锈消耗的水忽略不计).下列说法错误的是()

A.实验前必须检查装置的气密性

B.通过本次实验数据测得空气中氧气的体积分数为18%

C.若实验测得空气中氧气体积分数偏低,可能是暖宝宝贴的使用数量不足

D.必须等温度计的读数恢复至验前的温度后才能记录量筒内剩余水的体积

解析本题主要考查了空气中氧气含量的探究,解题时依据测定空气中氧气含量的实验原理:药品消耗了瓶内的氧气,生成的是固体,使瓶内压强减小,在外界大气压的作用下水被压进集气瓶,进入水的体积就是集气瓶内原来氧气的体积.保证本实验成功的关键是:①装置气密性好;②药品要足量;③要冷却至室温再读数等,本题结合红磷测定氧气的原理分析即可.如果装置漏气,会使进入的水偏少,测定的结果偏小,实验前必须检查装置的气密性,故A正确;铁生锈消耗氧气,使装置内的气压减小,进入水的体积就是消耗氧气的体积,集气瓶内空气的体积是(250-20)mL=230mL,进入水的体积是45mL,即氧气的体积是45mL,因此氧气的体积分数=45mL230mL≈19.6%,故B错误;发热剂的量必须足量,因为只有足量的发热剂才能把氧气消耗完,使结果准确.若实验测得空气中氧气体积分数偏低,可能是暖宝宝贴的使用数量不足,即C正确;必须等温度计的读数恢复至实验前的温度后才能记录量筒内剩余水的体积,使结果准确,故D正确.答案:B.

【点评】本题考查了空气中氧气含量的测定,结合红磷测定的原理进行分析,要注意测定原理、实验关键、现象和结论、装置的评价和改进等,能够考查学生的知识迁移能力.

例8(2016年泰州市中考题)实验室用燃烧法测得空气中氧气的含量,最适宜选用的可燃物是()

A.红磷 B.硫磺 C.木炭 D.蜡烛

解析:本题主要考查了测定空气中氧气含量的实验中,可燃物的选择.解题时应注意在装有空气的密闭容器中,欲用燃烧法测定空气中氧气含量,所选除氧剂要具备以下特征:本身能够在空气中燃烧;本身的状态为非气体;生成的物质为非气态;据此进行分析判断.红磷本身是固体,能在空气中燃烧,且生成物五氧化二磷是固体,可以用于除去空气中的氧气,故选项A正确;硫磺在空气中能够燃烧生成二氧化硫气体,虽除去氧气,但增加了新的气体,故不能用于测定空气中氧气的含量,即选项B错误.木炭在空气中燃烧生成二氧化碳气体或者一氧化碳气体甚至是两者的混合气体,虽除去氧气,但增加了新的气体,不能用于测定空气中氧气的含量, C选项错误.蜡烛在空气中燃烧生成二氧化碳和水,虽除去氧气,但增加了新的气体,不能用于测定空气中氧气的含量,D错误.

答案:A.

【点评】本题难度不大,掌握用燃烧法测定空气中氧气含量的实验所用的可燃物具备的条件是正确解答此类题的关键.

考点四混合物与纯净物

例6 (2016年广州市中考题)下列物质属于混合物的是( )

A.水银 B. 液氮C.干冰 D. 生铁

解析:由不同种物质组成的物质叫混合物.水银是汞的俗称,属于纯净物.液氮指的是液态氮,属于纯净物.干冰是指固态二氧化碳,也是纯净物.唯有 生铁是铁合金,属于混合物.

答案:D

例6 (荆州市)下列物质中属于纯净物的是()

A.洁净的空气

B.敞口长时间放置的NaOH固体

C.纯净的NaCl溶液

D.冰、水混合物

解析根据纯净物的概念可知,纯净物是只含有一种物质的物质.题给洁净的空气是多种气体组成的混合物,敞口长时间放置的NaOH固体是NaOH和其他物质的混合物,纯净的NaCl溶液是NaCl和水的混合物,唯有冰水混合物是一种物质组成的,故属于纯净物.答案:D.

考点五考查氧气的性质与用途

例11(2016年苏州中考题)下列关于氧气的说法正确的是()

A.液态氧可用作火箭的助燃剂

B.氧气在空气中的体积分数为78%

C.硫在氧气中燃烧发出黄色火焰

D.鱼类能在水中生存,证明氧气易溶于水

解析:本题综合考查了氧气的性质、用途、空气中氧气的体积分数等.氧气具有助燃性,液态氧可用作火箭的助燃剂,故A正确;氧气在空气中的体积分数为21%,而不是78%,故B错误;硫在氧气中燃烧发出蓝紫色火焰,故C错误;鱼类能在水中生存,是因为水中溶有一定量的氧气,氧气能供给呼吸,但是不能判断溶解程性的大小,故D错误.

答案:A.

【点评】本题的难度不大,了解氧气的性质、用途和空气中氧气的体积分数等即可分析解答.

例7 (衡阳市)下列能使带火星的木条复燃的气体是()

A.N2B.O2C.CO2D.CO

解析本题主要考查了氧气的性质,解题时依据所学的知识即可.N2不支持燃烧,不能使带火星的木条复燃,A错误;O2具有助燃性,能使带火星的木条复燃,即B正确;CO2不支持燃烧,不能使带火星的木条复燃,C错误;CO具有可燃性,能燃烧,但不支持燃烧,D错误.故选B.

例13(2016年桂林市中考题)潜水员长时间潜水,应携带的物质是()

A. 氮气 B. 氧气 C. 稀有气体 D. 二氧化碳

解析:本题主要考查了氧气的用途,由于氧气能供给人呼吸,所以潜水员潜水时需要进行呼吸,潜水员钢瓶中携带的气体是氧气,而不是氮气、稀有气体、二氧化碳等气体.

答案:B

考点六考查实验现象

例8 (上海)硫在氧气中燃烧,现象描述正确的是()

A.产生耀眼白光B.产生黑色固体

C.产生蓝紫色火焰D.产生大量白雾

解析硫在氧气中燃烧,发出明亮的蓝紫色火焰,放出热量,生成有刺激性气味的气体.答案:C.

【点评】本题难度不大,掌握常见物质燃烧的现象即可正确解答;但在描述物质燃烧的现象时,需要注意物质在氧气和在空气中燃烧现象的区别.

例15(2016年湘潭市中考})下列实验现象的描述中,正确的是()

A.铁丝在氧气中燃烧,火星四射,生成黑色固体

B.硫在氧气中燃烧,发出淡蓝色火焰

C.红磷在空气中燃烧产生大量的白雾

D.木炭在氧气中燃烧,生成有刺激性气味的气体

解析:本题主要考查了物质在氧气或空气中燃烧的实验现象,解题时依据所学的知识即可.铁丝在氧气中剧烈燃烧,火星四射,生成黑色固体,即选项A说法正确.硫粉在氧气中燃烧,发出明亮的蓝紫色火焰,故B选项说法错误.红磷燃烧时,产生大量的白烟,而不是白雾,故C选项说法错误.木炭在氧气中燃烧,生成无色无味的气体,故选项D说法错误.

答案:A.

【点评】本题难度不大,掌握常见物质燃烧的现象即可正确解答;在描述物质燃烧的现象时,需要注意光和火焰、烟和雾、实验结论和实验现象的区别.

考点七考查催化剂概念的理解和探究

例9 (黄石)下列关于催化剂的说法正确的是()

A.催化剂必定加快反应速率

B.反应前后催化剂的化学性质通常会发生改变

C.酿造工业和制药工业,一般都要用酶作催化剂

D.用氯酸钾制取氧气时,加入催化剂可使生成氧气的质量增加

解析该题主要考查了催化剂的概念.催化剂的特点可以概括为“一变二不变”,一变是能够改变化学反应速率,二不变是指质量和化学性质在化学反应前后保持不变.催化剂能改变化学反应速率,既可以加快反应速率也可减慢反应速率,A错误;反应前后催化剂的化学性质不发生改变,选项B不正确;在酿造工业和制药工业,一般都要用酶作催化剂,故C选项正确.催化剂只能改变化学反应速率,对生成物的质量无影响,故D选项错误.答案:C

例10表1是二氧化锰用量与一定质量氯酸钾制取氧气反应速率关系的实验数据

表1

二氧化锰与氯酸钾的质量比1/401/201/101/51/31/22/31/12/1生成1L氧气所需的时间(s)1247950547593106153240(1)据表1可知二氧化锰与氯酸钾的质量比为时,反应速率最快;

(2)二氧化锰的用量过少时产生氧气的速率很慢,原因是;

(3)二氧化锰用量过多冲淡了氯酸钾粉末,相当于减少反应物的,所以反应速率受到影响;

(4)通过分析可知,在化学反应中催化剂的用量(填“是”或“不是”)越多越好.

解析(1)反应速率最大,即产生相同体积的氧气所需时间最短,结合题给数据,可知二氧化锰与氯酸钾的质量比为1/10时,产生1L氧气所需时间最短,即反应速率最大.

(2)二氧化锰用量过少时,其与氯酸钾的接触面积小,因此催化作用不明显.

(3)二氧化锰用量过多,相当于减少氯酸钾质量分数,因而反应速率受到影响.

(4)通过题给数据分析可知,在化学反应中催化剂的用量不是越多越好.

考点八考查实验室制取氧气

例18(2016年丽水市中考题)如图是“用双氧水制取一瓶氧气”实验的主要步骤,其中操作错误的是()

A.

放入药品

B.

收集气体

C.

检查装置气密性

D.

验满

解析:本题主要考查了氧气实验室制取的操作.解题时依据实验基本操作的规程即可.向试管中倾倒液体药品时,瓶塞要倒放,标签要对准手心,瓶口紧挨试管口,故A操作正确.由于氧气密度比空气的大,可用向上排空气法收集,图B中所示操作正确.检查装置气密性的方法:把导管的一端浸没在水里,双手紧贴容器外壁,若导管口有气泡冒出,则装置不漏气;图C中所示操作正确.检验氧气是否收集满时,应将带火星的木条放在集气瓶口,不能伸入瓶中,图D中所示操作错误.

答案:D.

【点评】本题难度不大,掌握实验室制取氧气的实验步骤与注意事项、常见化学实验基本操作的注意事项是解答此类试题的关键.

例11 (山东省菏泽市)图3所示是实验室制取气体的常用装置,请根据要求回答问题:

(1)仪器a的名称是;利用装置B制取氧气时,反应的化学方程式是;实验时,锥形瓶内长颈漏斗要插入液面以下,其原因是;实验结束后,若要分离出锥形瓶中的固体物质,应用的分离方法是.

(2)下面是利用装置收集气体的操作,正确的实验操作顺序是(填序号).

①待收集瓶内充满气体后,盖上玻璃片再移出水槽;②等到气泡连续且均匀时,再将导管口移入集气瓶;③将集气瓶注满水,用玻璃盖盖上瓶口,倒立在盛水的水槽中.

解析本题主要考查了实验室制取氧气.(1)图中仪器a的名称是集气瓶,常用于收集气体;利用装置B制取氧气时,是利用双氧水在二氧化锰的催化作用下常温分解制取氧气,反应的化学方程式是;2H2O2MnO32H2O+O2,实验时,锥形瓶内长颈漏斗要插入液面以下,其原因是不让产生的气体从长颈漏斗跑掉;实验结束后,可以用过滤的方法分离出锥形瓶中的固体物质;(2)用排水法收集气体时的正确顺序是:将集气瓶注满水,用玻璃盖盖上瓶口,倒立在盛水的水槽中;等到导管口有连续且均匀的气泡冒出时,再将导管口移入集气瓶瓶口;待集气瓶内充满气体后,盖上玻璃片再移出水槽;故正确操作为:③②①;

答案:(1)集气瓶 2H2O2MnO22H2O+O2 防止产生的气体从长颈漏斗跑掉;过滤;

(2)③②①

例20(2016年衢州市中考题)实验室常用加热高锰酸钾固体制取氧气,化学方程式为2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2,现对一定量的高锰酸钾固体进行加热,加热过程中涉及的相关量随时间变化的图象正确的是()

A.

B.

C.

D.

解析:加热高锰酸钾放出氧气,混合物的质量逐渐减少,当反应完全后,固体质量不再变化,故A错误;加热高锰酸钾放出氧气,刚开始没有氧气,当高锰酸钾完全分解时不再生成氧气.即B错误;加热高锰酸钾放出氧气,锰元素的质量不变,刚开始,锰元素的质量分数不为零,故C错误;加热高锰酸钾放出氧气,开始时固体中氧元素的质量不为0,随着反应的进行,固体中氧元素质量逐渐减少,固体中氧元素质量分数也在减少,当高锰酸钾完全分解时不再变化,故D正确.

答案:Dw

【点评】正确辨别坐标所表示的变化量,是解答此类问题的关键,分析变化中相关量的变化关系,是解答问题的基础.

考点九考查氧气制取的计算

例12 (长沙市)实验室取68g过氧化氢溶液和2g二氧化锰混合制取氧气,充分反应后,称量剩余溶液和滤渣为68.4g.求:

(1)充分反应后,生成氧气的质量为g.

(2)参加反应的过氧化氢溶液中溶质的质量分数.

解析本题主要考查了氧气制取的计算.

(1)根据质量守恒定律,反应产生氧气的质量=68g+2g-68.4=1.6g

(2)设产生1.6g氧气需要过氧化氢的质量为x

2H2O22H2O+O2

6832

x 1.6g

68/32=x/1.6 解之得:x=3.4g

所用过氧化氢溶液的溶质质量分数=3.4/68×100%=5%

【答案】(1)1.6(2)5%

【变式题】14(2016年山东省济宁市)化学兴趣小组的同学为体验加热固体制取气体的操作步骤和方法,利用6g氯酸钾和2g二氧化锰的混合物加热(化学反应方程式:2KClO32KCl+3O2)制取氧气.

(1)实验结束后,甲同学认为氯酸钾可能未分解完全,又设计进行了下面的实验:

实验1:将实验加热后的残留物加水至充分溶解,^滤;

实验2:向实验1的滤液中滴加硝酸银溶液至不再产生沉淀,过滤、干燥,称得沉淀质量为5.74g

小资料:①二氧化锰不溶于水 ②AgClO3易溶于水

甲同学分析实验过程,其中仅涉及两步化学反应:

2KClO32KCl+3O2KCl+AgNO3TAgCl+KNO3

推出两反应间存在KClO3KClAgCl物质转化关系和质量比例关系.

请你利用上述关系,通过计算帮甲同学判断KClO3是否完全分解?(要求:简单写出计算过程、说明判断依据,计算结果精确到0.1);

(2)乙同学对甲同学的方案提出质疑:认为通过称量加热后残留物质量,利用加热前后质量差进行计算,同样达到甲同学的实验目的.你赞同乙同学的观点吗?说明理由:

.

答案:(1)KClO3~KCl~AgCl,质量比为122.5:74. 5:143.5;KClO3没有完全分解(2)赞同;由质量守恒定律,固体混合物减少的质量即为生成氧气的质量,由反应的化学方程式计算出参加反应的氯酸钾的质量

点拨:

(1)由反应的化学方程式2KClO32KCl+3O2、KCl+AgNO3TAgCl+KNO3,则2KClO3~2KCl~2AgCl,即KClO3~KCl~AgCl,它们的质量关系为122.5:74.5:143.5

设参加反应的氯酸钾的质量为x

KClO3~KCl~AgCl

122.5 143.5

x5.74g

= x=4.9g

6g>4.9g,故KClO3没有完全分解.

(2)氯酸钾在二氧化锰的催化作用下生成氯化钾和氧气,通过称量加热后残留物质量,加热前后质量差,即为生成氧气的质量,由生成氧气的质量,由反应的化学方程式列式计算出参加反应的氯酸钾的质量,进而判断是否完全分解.

【真题回放】

1.(齐齐哈尔)下列有关空气及其成分的说法中不正确的是()

A.空气污染物包括有害气体和烟尘

B.空气中分离出的氮气可用于食品防腐

C.许多物质能在空气中燃烧说明氧气的化学性质比较活泼

D.空气中含量最多的气体是氧气

2.(湖北省)2015年冬,连续多日的雾霾给襄阳人的生活来带不便,下列措施不利于防治雾霾的是()

A.大力植树造林B.使用清洁能源

C.乘坐公交出行D.垃圾集中焚烧

3.(乐山市)下列物质中属于混合物的是()

A.蒸馏水B.苹果汁C.氧气D.干冰

4.(2016年北京市中考题)下列属于纯净物的是

A.五氧化二磷B. 大理石

C.加碘食盐D. 食醋

5.(怀化)下列有关氧气的说法,不正确的是()

A.用燃烧法来测定空气中氧气的含量,可燃物常用红磷

B.氧气约占空气体积的21%

C.用带火星的木条是否复燃来检验氧气

D.鱼能在水中生活,证明氧气易溶于水

6.(长沙市)空气是人类生产活动的重要资源,空气中能支持燃烧和供给呼吸的气体是()

A.氮气B.氧气C.稀有气体D.二氧化碳

7.(天津市)下列说法中正确的是()

A.红磷在氧气中能燃烧,在空气中不能燃烧

B.硫在氧气中燃烧后生成有刺激性气味的气体

C.镁条在氧气中燃烧时,火星四射,生成黑色固体

D.木炭伸入盛有氧气的集气瓶中剧烈燃烧,发出白光

8.(邵阳市)近年来,部分城市因空气污染而出现了严重的雾霾天气,下列做法不利于减少空气污染的是()

A.减少化石燃料的使用

B.提倡居民驾驶私家车出行

C.积极植树、造林、种草

D.提倡使用太阳能灯清洁能源

9. (荆州)关于催化剂的下列说法中,正确的是()

A.化学反应后催化剂本身的质量减少

B.化学反应后催化剂本身的质量增加

C.化学反应后催化剂的化学性质发生变化

D.催化剂可改变化学反应速率

10. (邵阳市)在进行“氧气的实验室制取与性质”实验时,某同学制得的氧气不纯.你认为可能的原因是()

A.用排水法收集rO2 ,集气瓶装满水

B.用向上排空气法收集O2 时,导管伸入到集气瓶的底部

C.排水法收集O2 时,导管口冒出气泡,立即收集

D.排水法收集O2 ,收集满后,在水下盖上玻璃片

11.(山东省枣庄市)某兴趣小组围绕“实验室制取氧气”进行了一系列探究活动:

(1)药品选择:下列物质中不能作为实验室制取氧气反应物的是(填字母),

A.水B.过氧化氢C.氯化钾D.高锰酸钾

原因是.

(2)装置连接,所需的一些实验装置如图4所示,仪器a的名称是;选择气体收集方法时,气体的下列性质:A.颜色B.可燃性C.溶解性D.密度,必须考虑的是(填字母);要制取并收集一瓶干燥的氧气,所选装置的连接顺序为(填装置字母序号).

(3)气体检验:如图5甲装置中带火星的木条很难复燃,乙装置中带火星的木条较易复燃,原因是.

(4)实验探究:如图6所示,向三支试管中分别滴加浓度相同的三种溶液,观察可见:实验①中无明显现象,实验②中产生气泡,实验③中产生气泡更快,据此你能得出的结论是.

答案:1.D,2.D,3.B,4.A,5.D,6.B,7.B,8.B,9.D,10.C

11.(1)C氯化钾中无氧元素