上海市高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)專題

1、化學(xué)實(shí)驗(yàn)改革后的實(shí)驗(yàn)主要內(nèi)容如下:改革后的實(shí)驗(yàn)主題備注化工實(shí)驗(yàn)侯氏制堿原理及具工2流程重要硫酸工業(yè)定量試驗(yàn)一定物質(zhì)的量濃度溶液的配制1 .誤差分析2 .計(jì)算填空關(guān)聯(lián)1mol氣體體積的測(cè)定硫酸銅晶體中結(jié)晶水含量的測(cè)定中和滴定小蘇打中NaHCO3含量測(cè)定有機(jī)實(shí)驗(yàn)乙烯與乙快的性質(zhì)與制備1 .制備實(shí)驗(yàn)2 .性質(zhì)實(shí)驗(yàn)3 .填空選擇較多苯的性質(zhì)實(shí)驗(yàn)與檢驗(yàn)醇、酚的性質(zhì)與檢驗(yàn)醛的性質(zhì)與醛基的檢驗(yàn)乙酸乙酯和乙酸酯的制備重要備注及猜想化工生產(chǎn)：工業(yè)制硫酸1.接觸法制硫酸的生產(chǎn)原理及工業(yè)設(shè)備生產(chǎn)階段化學(xué)方程式工業(yè)設(shè)備生產(chǎn)原理1SO2的制取與凈iWj溫4FeS2+11O22Fe2O3+8S沸騰爐擴(kuò)大接觸面礦石粉碎、氣

2、化-3c-點(diǎn)燃O2或S+O2SO2體凈化防止催化劑中毒2SO2氧化成SO3催化劑、2SO2+O212SO3接觸室熱交換3SO3的吸收和硫酸的生成SO2+H2O-H2SO4實(shí)際是用濃H2SO4吸收吸收塔逆流吸收2.尾氣的吸收，可用氨水吸收2NH3+H2O+SO2(NH4)2SO3NH3+H2O+SO2NH4HSO3將生成物用稀硫酸處理后，可制得化肥(NH4)2SO4,并回收了SO2。3.生產(chǎn)簡(jiǎn)要流程供稀釋用的濃侯氏制堿法原理和簡(jiǎn)單流程實(shí)驗(yàn)背景：無(wú)水碳酸鈉，俗名純堿、蘇打。它是玻璃、造紙、肥皂、洗滌劑、紡織、制革等工業(yè)的重要原料，還常用作硬水的軟化劑，也用于制造鈉的化合物。它的工業(yè)制法主要有氨堿法

3、和聯(lián)合制堿法兩種。、實(shí)驗(yàn)原理化學(xué)反應(yīng)原理是：總反應(yīng)為：將經(jīng)過濾、洗滌得到的NaHCO3微小晶體再加熱，制得純堿產(chǎn)品:答案：化學(xué)反應(yīng)原理：NH3CO2H2ONH4HCO3NaCl(飽和)NH4HCO3NaHCO3NH4CI總反應(yīng)：NaCl(飽和)NH3CO2H2ONaHCO3NH4cl2NaHCO3N&CO3CO2H2O二、氨堿法又稱索爾維法1 .原料：食鹽氯化鈉、石灰石經(jīng)煨燒生成生石灰和二氧化碳、氨氣2 .步驟：先把氨氣通入飽和食鹽水中而成氨鹽水，NH3CO2H2ONH4HCO3再通入二氧化碳生成溶解度較小的碳酸氫鈉沉淀和氯化錢溶液，NaCl(飽和)NH4HCO3NaHCO3NH4C1

4、將經(jīng)過濾、洗滌得到的NaHCO3微小晶體，再加熱煨燒制得純堿產(chǎn)品。2NaHCO3Na?CO3CO2H2O放出的二氧化碳?xì)怏w可回收循環(huán)使用含有氯化俊的濾液與石灰乳Ca(OH)2混合加熱，所放出的氨氣可回收循環(huán)使用。CaO+H2OCa(OH)2,2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3TWH2O其工業(yè)流程圖為:其工業(yè)生產(chǎn)的簡(jiǎn)單流程如下列圖:學(xué)習(xí)文檔僅供參考飽和食la水商N(yùn)Hi過跟洗深避匕梟沉淀aHCCt產(chǎn)品沉淀HH.C1NuzlNH式循環(huán)使用）ROH'石料3 .氨堿法的優(yōu)點(diǎn)是：1原料食鹽和石灰石廉價(jià)；2產(chǎn)品純堿的純度高；3副產(chǎn)品氨和二氧化碳都可以回收循環(huán)使用；4制造步驟簡(jiǎn)單，適合于

5、大規(guī)模生產(chǎn)。4 .氨堿法的缺點(diǎn)是：1產(chǎn)生大量無(wú)用的副產(chǎn)品CaCl22NaCl利用率只有70%,約有30%的NaCl留在母液中。3設(shè)備多，耗能大。三、聯(lián)合制堿法又稱侯氏制堿法1 .原料：食鹽、氨氣和二氧化碳一一合成氨廠用水煤氣制取氫氣時(shí)的廢氣。CH2O（g）高溫CO+H2COH2O（g）高溫CO2+H22 .步驟：聯(lián)合制堿法包括兩個(gè)過程：第一個(gè)過程與氨堿法相同：將氨通入飽和食鹽水而成氨鹽水，再通入二氧化碳生成碳酸氫鈉沉淀，經(jīng)過濾、洗滌得NaHCO3微小晶體，再煨燒制得純堿產(chǎn)品，其濾液是含有氯化俊和氯化鈉的溶液。第二個(gè)過程是從含有氯化鏤和氯化鈉的濾液中結(jié)晶沉淀出氯化俊晶體。由于氯化俊在常溫下的溶解

6、度比氯化鈉要大，低溫時(shí)的溶解度則比氯化鈉小，而且氯化俊在氯化鈉的濃溶液里的溶解度要比在水里的溶解度小得多。所以在低溫條件下，向?yàn)V液中加入細(xì)粉狀的氯化鈉，并通入氨氣，可以使氯化俊單獨(dú)結(jié)晶沉淀析出，經(jīng)過濾、洗滌和干燥即得氯化鏤產(chǎn)品。此時(shí)濾出氯化鏤沉淀后所得的濾液，已基本上被氯化鈉飽和，可回收循環(huán)使用。其工業(yè)生產(chǎn)的簡(jiǎn)單流程如下列圖：I灌環(huán)征用上此法優(yōu)點(diǎn)：保留了氨堿法的優(yōu)點(diǎn)，消除了它的缺點(diǎn)，使食鹽的利用率提高到96%;NH4Cl可做氮肥；可與合成氨廠聯(lián)合，使合成氨的原料氣CO轉(zhuǎn)化成CO2,革除了CaCO3制CO2這一工序?！居懻摗?、索爾維采取了哪些措施來提高氨的利用率？123答案：1先制得氨化的飽和

7、食鹽水，再與CO2反應(yīng)2使CO2與氨化的飽和食鹽水在合成塔中逆流接觸3母液與熟石灰作用重新生成氨氣2、“侯氏制堿法”與“索爾維制堿法”的主要不同在母液的處理上?！昂钍现茐A法”采取了怎樣的方式對(duì)母液進(jìn)行處理？從化學(xué)原理上分析采取這些處理措施的原因。1向母液中加食鹽細(xì)?！舅伎肌肯蛳蚰敢褐屑邮雏}細(xì)粒的目的是什么？答案：降低氯化錢在氯化鈉中的溶解度，便于氯化俊的析出2向母液中通氨氣【思考】向母液中通氨氣的作用有哪些？答案：增加NH4的濃度，有利于NH4C1析出使NaHCO3轉(zhuǎn)化為Na2CO3,提高析出NH4C1的純度。3降溫至5C左右3、侯氏制堿法的現(xiàn)實(shí)意義1符合現(xiàn)在提倡的“綠色化學(xué)的要求：提高了原料

8、NaCl的利用率，不產(chǎn)生無(wú)用的CaCl2。(2)表達(dá)了大規(guī)模聯(lián)合生產(chǎn)的優(yōu)越性：利用一個(gè)廠的廢料，作為另一個(gè)廠的主要原料。如合成氨廠的廢料CO2,可以作為堿廠的主要原料；堿廠無(wú)用的Cl-,可以代替價(jià)格比較昂貴的硫酸用來固定氨，制成氮肥。降低了成本，提高了綜合經(jīng)濟(jì)效益。有機(jī)實(shí)驗(yàn)：乙酸乙酯和乙酸丁酯的制備教材梳理一、乙酸乙酯的制取【實(shí)驗(yàn)原理】乙酸和乙醇在濃硫酸、環(huán)境溫度85C左右的條件下通過酯化反應(yīng)制得乙酸乙酯。濃硫酸、CH3COOH+CH3H20H.CH3COOCH2CH3+H2O【實(shí)驗(yàn)用品】：試管、試管夾、鐵架臺(tái)、酒精燈、單孔橡皮塞、導(dǎo)管、燒杯。乙醇、乙酸、98%濃硫酸、飽和碳酸鈉溶液。【實(shí)驗(yàn)內(nèi)

9、容】實(shí)驗(yàn)步驟實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象分析和結(jié)論在試管里加入3mL乙醇，然舟-邊搖動(dòng)，一邊慢慢加入2mL濃硫酸和2mL冰醋酸，再加入少量沸石，用酒精燈小心均勻地加熱10min，將產(chǎn)生的氣體經(jīng)導(dǎo)管通到飽和碳酸鈉溶液的液面上液體微沸，盛有碳酸鈉的試管中出現(xiàn)液體分層在盛有碳酸鈉溶液的試管里，可以聞到果香氣味，看到溶液分層現(xiàn)象反應(yīng)的化學(xué)方程式：CH3COOH+CH 3H 20H濃硫酸 、CH3C00CH 2CH3+H 20【思考與討論】1、實(shí)驗(yàn)中藥品的添加順序?yàn)?先乙醇再濃硫酸最后乙酸2、濃硫酸的作用是 催化劑、吸水劑使平衡右移3、試管：向上傾斜45。，目的是增大受熱面積4、為什么采用水浴加熱由于乙酸和乙醇沸點(diǎn)低， 假

10、設(shè)反應(yīng)的溫度過高， 加熱過猛，不但乙醇和乙酸會(huì)大量損失，而且會(huì)產(chǎn)生副作用，另外也容易造成暴沸。故應(yīng)用酒精燈小心均勻地加熱，溫度控制在100 C左右。一般燒至沸騰就應(yīng)停止加熱。為了較好地控制反應(yīng)溫度，最好采用水浴加熱，控制在沸水溫度下反應(yīng)，這樣，既能控制反應(yīng)溫度，又能保證受熱均勻。5、導(dǎo)管：較長(zhǎng)，起到導(dǎo)氣、冷凝作用6、為什么導(dǎo)管口不能接觸液面？這是因?yàn)榧訜岱磻?yīng)的混合液時(shí)有可能產(chǎn)生爆沸，而逸出的乙醇和乙酸又易溶于水，如果把導(dǎo)管口伸入到飽和碳酸鈉溶液中，可能產(chǎn)生倒吸作用，把碳酸鈉溶液吸入到反應(yīng)混合液中,從而使反應(yīng)失敗7、為什么要將乙酸乙酯蒸出，而不是在反應(yīng)的試管中直接獲得乙酸乙酯乙酸乙酯的沸點(diǎn)是77

11、C,在加熱乙醇、乙酸和濃硫酸的混合液時(shí)，反應(yīng)生成的乙酸乙酯會(huì)變成蒸汽外逸，如果在反應(yīng)的試管里收集產(chǎn)物，損失較大。而采用回流裝置，把帶有單孔塞的長(zhǎng)玻璃管插在反應(yīng)的試管上，可以減少一部分損失。對(duì)于處于平衡狀態(tài)的可逆反應(yīng)來說，減少生成物的濃度，平衡會(huì)向右移動(dòng)。因此，在反應(yīng)的試管上接一個(gè)帶有單孔塞的玻璃彎管，并用另一試管來收集乙酸乙酯。這樣，由于乙酸乙酯容易揮發(fā)，在反應(yīng)過程中，不斷被蒸儲(chǔ)，通過導(dǎo)管冷卻，凝結(jié)在另一試青中，有利于酯化反應(yīng)的進(jìn)行，更能提高乙酸乙酯的產(chǎn)率，效果更佳。8、該反應(yīng)為可逆反應(yīng)，試依據(jù)化學(xué)平衡移動(dòng)原理設(shè)計(jì)增大乙酸乙酯產(chǎn)率的方法小心均勻加熱，保持微沸，有利于產(chǎn)物的生成和蒸出，提高產(chǎn)率9

12、、如何停止加熱？當(dāng)液面有透明的無(wú)色液體浮現(xiàn)的時(shí)候，應(yīng)先取下盛有飽和碳酸鈉溶液的試管，再停止加執(zhí)八、10、向收集乙酸乙酯的試管中碳酸鈉碳酸溶液的作用是什么？除去乙酸乙酯中混有的乙酸和乙醇中和乙酸；吸收乙醇降低乙酸乙酯在水中的溶解度附錄:實(shí)驗(yàn)參考數(shù)據(jù)物質(zhì)熔點(diǎn)C沸點(diǎn)C密度g/cm3乙酸16.6117.9C1.05乙醇-117.078.5C0.79乙酸乙酯-83.677.50.90濃硫酸一338.01.84二、制備乙酸丁酯【實(shí)驗(yàn)原理】乙酸和1-丁醇在濃硫酸、環(huán)境溫度115125c條件下通過酯化反應(yīng)制得乙酸酯。濃硫酸、CH3COOH+C4H901kCH3COOC4H9+H2O反應(yīng)有一定的可逆性，一般通過

13、提高相對(duì)廉價(jià)的乙酸濃度和及時(shí)移去產(chǎn)物水，能使反應(yīng)轉(zhuǎn)化率達(dá)90%。由于乙酸乙酯的沸點(diǎn)較高，所以采用制備澳苯、硝基苯的方法即先制備、后提純。其次制備乙酸丁酯的環(huán)境溫度較高，不能采用水浴。制備反應(yīng)器可選用大試管，反應(yīng)完成后再將反應(yīng)液倒入分液漏斗中洗滌，進(jìn)行提純操作。為防止溫度過高(易碳化)，可用石棉網(wǎng)控制，即把大試管防在石棉網(wǎng)上方的空氣中。由于乙酸易揮發(fā)，且反應(yīng)較慢，故采用制硝基苯的裝置，即用長(zhǎng)玻璃導(dǎo)管作空氣冷凝回流，以提高反應(yīng)轉(zhuǎn)化率。提純乙酸丁酯可選用水、碳酸鈉15%溶液洗滌。【實(shí)驗(yàn)用品】大試管或圓底燒瓶(100ml)、直形長(zhǎng)導(dǎo)管(30cm)、燒杯、量筒(10mL)、分液漏斗、鐵架臺(tái)附鐵夾、鐵圈、

14、石棉網(wǎng)、玻璃棒1-丁醇、冰醋酸、98.3%濃硫酸、15%碳酸鈉溶液、pH試紙【實(shí)驗(yàn)步驟】1 .制備乙酸丁酯。(1)按右圖裝配好裝置。(2)向大試管干燥中加入9.2mL1-丁醇約7.4g,0.10mol和7.0mL乙酸(約7.2g,0.12mol),再滴入34滴濃硫酸，混合均勻。(3)將大試管塞上帶長(zhǎng)導(dǎo)管的塞子，放在石棉網(wǎng)上方加熱提示：在加試劑時(shí)，可以點(diǎn)燃酒精燈預(yù)熱石棉網(wǎng)上方的空氣，以縮短加熱時(shí)間。當(dāng)反應(yīng)液呈沸騰狀有明顯反應(yīng)時(shí)石棉網(wǎng)上方試管底部附近空氣溫度約116C,繼續(xù)加熱回流，10min，停止加熱，冷卻。2 .提純乙酸丁酯。(1)將大試管中的反應(yīng)液倒入分液漏斗中，靜置，分去水層。用pH試紙測(cè)

15、定乙酸丁酯的酸性。(2)向分液漏斗中加入約10mL。蒸儲(chǔ)水，振蕩洗滌，靜置，分去水層。(3)再向分液漏斗中加入15%碳酸鈉溶液洗滌，每振蕩三、四次打開分液漏斗活塞放氣一次分液漏斗斜倒置放氣，直至無(wú)氣體生成。用pH試紙測(cè)定乙酸丁酯的酸性，并嗅聞乙酸丁酯的香味。分去水層，收集乙酸丁酯。實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象記錄:制備時(shí)：大試管反應(yīng)液上有油狀液體提純時(shí)：得到無(wú)色透明的油狀液體，有香味乙酸丁酯狀態(tài)：液體分層，乙酸丁酯處于上層，無(wú)色透明的油狀液體3 .計(jì)算乙酸丁酯產(chǎn)率選做乙酸丁酯體積為ml。，質(zhì)量為g乙酸丁酯密度0.882g/cm3。乙酸丁酯理論產(chǎn)量為g以0.1mol丁醇計(jì)算。乙酸丁酯產(chǎn)率理論值100%：附：相關(guān)物質(zhì)

16、的物理性質(zhì):名稱分子量熔點(diǎn)/C沸點(diǎn)/C折光率/n20比重顏色和形態(tài)溶解度丁醇74.12-89.53117.71.39930.8098有特殊氣味的無(wú)色液體。微溶于水，能與乙醇、乙醛混溶。乙酸60.0516.71181.37181.049無(wú)色澄清液體，有刺激氣味。溶于水、乙醇、乙醒等乙酸酯111.16-77.9126.51.396415C0.8824有水果香味的無(wú)色液體。微溶于水，溶于乙醇、乙醛和苯。丁醒130.23-981421.39920.769420/20C略后乙醛氣味的無(wú)色透明液體不溶于水，溶于許多后機(jī)溶劑。制取乙酸丁酯和乙酸乙酯的裝置區(qū)別和原因乙酸乙酯的制備乙酸丁酯CH3COO(CH2)3CH3的制備制備乙酸乙酯