人教版高中化学必修二实验活动课件.pptx
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- 人教版 高中化学 必修 实验 活动 课件
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1、除去粗盐中除去粗盐中CaCl2、MgCl2、Na2SO4等杂质等杂质杂质杂质加入的试剂加入的试剂化学方程式化学方程式NaNa2 2SOSO4 4MgClMgCl2 2CaClCaCl2 2BaCl2溶液溶液Na2SO4BaCl2=BaSO42NaClNaOH溶液溶液Na2CO3溶液溶液MgCl22NaOH=Mg(OH)22NaClCaCl2Na2CO3=CaCO32NaCl问题:怎样除去生成的沉淀?问题:怎样除去生成的沉淀?除溶液中的硫酸根离子能否改用硝酸钡溶液?除MgCl2时能否用KOH?除CaCl2时能否用K2CO3溶液?物质分离与提纯的四个原则物质分离与提纯的四个原则不增不增加新的杂质不
2、减不减少被提纯的物质易分离被提纯物质与杂质易分离易复原被提纯物质要容易复原物质分离与提纯的三个必须物质分离与提纯的三个必须除杂试剂必须过量过量试剂必须除尽(因过量会带入新的杂质)除杂途径必须选最佳物质分离与提纯的常用方法物质分离与提纯的常用方法物理方法溶解法、过滤法、结晶法、升华法蒸馏法、萃取法、分液法等化学方法沉淀法、置换法、加热法、分解法盘点粗盐中的杂质粗粗盐盐难溶性杂质:难溶性杂质:泥沙等泥沙等可溶性杂质:可溶性杂质:MgCl2、CaCl2、Na2SO4等等6杂质杂质加入的试剂加入的试剂化学方程式化学方程式NaNa2 2SOSO4 4MgClMgCl2 2CaClCaCl2 2过量的过量
3、的BaCl2溶液溶液过量的过量的NaOH溶液溶液过量的过量的Na2CO3溶液溶液问题:过滤后的滤液中还有可能有哪些杂质?问题:过滤后的滤液中还有可能有哪些杂质?问题:怎样除去过量的碳酸钠和氢氧化钠?问题:怎样除去过量的碳酸钠和氢氧化钠?问题:怎样得到纯净的氯化钠?问题:怎样得到纯净的氯化钠?NaOHNa2CO3适量盐酸适量盐酸NaOHHCl=NaClH2ONa2CO32HCl=2NaClH2OCO2除了教材所列举的方法之外,还有其它方法吗?方法1:过量氢氧化钠、过量氯化钡、过量碳酸钠、适量盐酸方法2:过量碳酸钠、过量氢氧化钠、过量氯化钡、适量盐酸、方法3:过量氯化钡、过量碳酸钠、过量氢氧化钠、
4、适量盐酸、请回顾粗盐中泥沙等难溶性杂质如何去除,说出主要的处理步骤。温故知新温故知新除难溶性杂质除难溶性杂质溶解溶解沉淀沉淀过滤过滤 除去下列物质中混有的少量杂质(括号内为杂质)可以采除去下列物质中混有的少量杂质(括号内为杂质)可以采用同样原理的是?用同样原理的是?A.木炭粉(氧化铜)木炭粉(氧化铜)B.氯化钠(氯化钾)氯化钠(氯化钾)C.氯化钾(二氧化锰)氯化钾(二氧化锰)D.氧化钙(碳酸钙)氧化钙(碳酸钙)C C除杂的基本原则除杂的基本原则:蒸发蒸发结晶结晶不增、不减、易操作、少污染不增、不减、易操作、少污染请你选择合适的试剂除去下列NaCl溶液中混有的少量杂质(括号内为杂质),简述实验步
5、骤。除可溶性杂质除可溶性杂质1、NaCl溶液(溶液(NaOH)102、NaCl溶液(溶液(Na2CO3)热身训练热身训练方案方案2:加入适量氯化铜溶液,过滤。:加入适量氯化铜溶液,过滤。方案方案1:加入稀盐酸至溶液:加入稀盐酸至溶液pH=7。MgCl2溶液溶液方案方案1:加入稀盐酸至溶液:加入稀盐酸至溶液pH=7。方案方案2:加入适量的氯化钙溶液,过滤。:加入适量的氯化钙溶液,过滤。氯化钡溶液氯化钡溶液溶液中除杂的常用方法:溶液中除杂的常用方法:确定确定杂质离子杂质离子,并将之转化为,并将之转化为水、气体或沉淀水、气体或沉淀。归纳提升归纳提升11请你填空归纳能形成水、气体或沉淀的常见离子对:请
6、你填空归纳能形成水、气体或沉淀的常见离子对:请你选择合适的试剂除去下列NaCl溶液中混有的少量杂质(括号内为杂质),简述实验步骤。(提示:工业上,为了彻底将杂质除去,一般会用过量试剂。)除可溶性杂质除可溶性杂质1、NaCl溶液(溶液(MgCl2)122、NaCl溶液(溶液(CaCl2)各个击破各个击破3、NaCl溶液(溶液(Na2SO4)加入过量氢氧化钠溶液,过滤,加入稀盐酸至溶液加入过量氢氧化钠溶液,过滤,加入稀盐酸至溶液pH=7。加入过量碳酸钠溶液,过滤,加入稀盐酸至溶液加入过量碳酸钠溶液,过滤,加入稀盐酸至溶液pH=7。加入过量氯化钡溶液,过滤,加入过量碳酸钠溶液,过滤,加入过量氯化钡溶
7、液,过滤,加入过量碳酸钠溶液,过滤,加入稀盐酸至溶液加入稀盐酸至溶液pH=7。除杂时需要注意:除杂时需要注意:试剂的用量引入的杂质要除去试剂的用量引入的杂质要除去请你选择合适的试剂设计实验方案除去第一站所得滤液中混有的少量杂质(括号内为杂质),简述实验步骤。除可溶性杂质除可溶性杂质NaCl溶液(溶液(MgCl2、CaCl2、Na2SO4)13攻坚战攻坚战加入过量氢氧化钠溶液;加入过量氢氧化钠溶液;过滤;过滤;加入稀盐酸至溶液加入稀盐酸至溶液pH=7;加入过量碳酸钠溶液;加入过量碳酸钠溶液;加入过量氯化钡溶液。加入过量氯化钡溶液。多种杂质除杂时需要注意:多种杂质除杂时需要注意:加入试剂的顺序加入
8、试剂的顺序过量碳酸钠溶液的作用?过量碳酸钠溶液的作用?复习提问复习提问 1.氧化还原反应:在反应过程中有元素化合价变化的化学反应。2.常用的氧化剂:有酸性KMnO4溶液、氯水、硝酸、氧气等;常用的还原剂:有硫化氢、碘化钾、金属单质、氢气、一氧化碳等。3.标出硫黄(S)、SO2、H2SO4中硫元素的价态。0+4+6 引入新课引入新课 含硫元素的物质在自然界中依靠大自然的作用进行相互转化,这节课我们自己设计实验,探究在实验室里O、+4、+6价这三种价态硫元素间的转化。S S S SS S S S -2 0 +4 +6-2 0 +4 +6 理论支持:氧化还原反应规律理论支持:氧化还原反应规律与氧化剂
9、反应与氧化剂反应与还原剂反应与还原剂反应【探究课题探究课题】探究准备探究准备探究不同价态硫元素间的相互转化,实际上是探究含有不同价态硫元素的物质间的相互转化。首先,选择含有这三种价态硫元素的物质,如硫黄(S)SO2(或Na2SO3)、H2SO4。其次,实现不同价态硫元素间的相互转化,依据的主要是氧化还原反应规律,需要寻找合适的氧化剂,还原剂。实验室里备有的试剂:硫黄,Na2SO3,较浓的硫酸,氯水,酸性KMnO4溶液,BaCl2溶液、氢硫酸,铜片等。0+4+6+4【探究课题探究课题】SSS+40+6S S S SS S S S -2 0 +4 +6-2 0 +4 +6 NaNa2 2S S S
10、 NaS Na2 2SOSO3 3 浓浓HH2 2SOSO4 4方法导引方法导引2.2.讨论实验方案可行性讨论实验方案可行性3.3.实施实验方案实施实验方案4.4.归纳整理得出结论归纳整理得出结论1.1.设计实验方案设计实验方案实验室里研究不同价态硫元素间的转化实验室里研究不同价态硫元素间的转化NaNa2 2S S溶液溶液、NaNa2 2SOSO3 3溶液溶液、浓硫酸、浓硫酸、氯水氯水、酸性酸性KMnOKMnO4 4溶液溶液、铜片铜片另:品红、另:品红、NaOHNaOH溶液等溶液等 S S0+4实验:硫在空气中燃烧(SO2有毒,妥善处理有毒气体)。S S+6+4实验2:二氧化硫与氯水反应氧化剂
11、氧化剂探究设计与实施探究设计与实施点燃S+O2 =SO20+4SO2+Cl2+2H2O=H2SO4+2HClBaCl2+H2SO4=BaSO4+2HCl+4+6S S0+4S S+4+6还原剂还原剂小结:小结:SO2,Na2SO3也可以被O2氧化:2SO2+O2=2SO3催化剂S S S+40+6氧化剂氧化剂小结:小结:S S S+4+6还原剂还原剂0实验4:铜与浓硫酸反应(需要加热)原理:Cu+2H2SO4(浓)=CuSO4+SO2+2H2O +4+6实验3:二氧化硫与氢硫酸反应 SO2+2H2S=3S+2H2O +4-201 1向向1mL1mLNaNa2 2S S溶液中滴加溶液中滴加1-1
12、-2mL2mL酸性酸性KMnOKMnO4 4溶液,振荡。溶液,振荡。2 2向向1mL1mLNaNa2 2SOSO3 3溶液中滴加溶液中滴加2-32-3滴滴酸性酸性KMnOKMnO4 4溶液,振荡。溶液,振荡。3 3将将浓硫酸浓硫酸与铜片共热,并将生与铜片共热,并将生成的气体依次通入品红溶液和成的气体依次通入品红溶液和浸有浓氢氧化钠溶液的海绵中。浸有浓氢氧化钠溶液的海绵中。酸性酸性KMnOKMnO4 4溶液溶液紫色退去紫色退去酸性酸性KMnOKMnO4 4溶液紫色退溶液紫色退去去,出现浅黄色浑浊出现浅黄色浑浊有气泡冒出,有气泡冒出,且品红溶液退且品红溶液退色色+4+6+4+6 +6+4+6+4
13、-20-20 S S S S S S S S -2 0 +4 +6-2 0 +4 +6 归纳整理得出结论归纳整理得出结论溴水、溴水、HNO3、Fe3+、H2O2MnO4(H+)、Cu、C、HI、H2SH2SCl2、O2、KMnO4(H+)H2SSSO2-20+4+6H2SO4O2 H2归纳总结归纳总结归纳总结归纳总结1.不同价态硫元素之间的相互转化关系:2.含有不同价态硫元素的物质间的转化与氧化还原反应有关,只要选择合适的氧化剂、还原剂就可以实现其他含有不同价态硫元素物质间的相互转化。强氧化剂强还原剂 3.SO2和浓H2SO4的化学性质SO2的化学性质的化学性质 氧化性:SO2+2H2S=3S
14、+2H2O 还原性:酸性氧化物:SO2+2NaOH =Na2SO3+H2O2SO2+O2=2SO3催化剂浓浓H2SO4的化学性:强氧化性的化学性:强氧化性与金属单质反应:Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2+2H2O与非金属单质反应:C+2H2SO4(浓)CO2+2SO2+2H2O冷的浓H2SO4将Fe、Al钝化工业制工业制H2SO4的流程的流程第一步:制取SO2:第二步:SO2的催化氧化:第三步:SO3的吸收:SO3+H2O=H2SO42SO2+O2=2SO3催化剂点燃S+O2 =SO2实验活动实验活动6 6:化学能转化成电能:化学能转化成电能化学能化学能电电能能一一 步步 到到 位位
15、??实验现象:实验现象:锌片上有气泡产生而铜片锌片上有气泡产生而铜片上没有上没有,锌片逐渐溶解锌片逐渐溶解.实验现象:实验现象:1.Cu片上有气泡产生并更剧烈2.2.电流计指针发生偏转电流计指针发生偏转.3.3.锌片不断溶解锌片不断溶解.思考思考:1.溶液中溶液中c(H+)如何变化如何变化?2.写出锌片和铜片上变化的离子方程式写出锌片和铜片上变化的离子方程式,并指并指出反应类型出反应类型.Zn2e-=Zn2+(氧化反应)(氧化反应)2H+2e-=H2(还原反应)(还原反应)总反应:总反应:Zn+2H+=Zn2+H2实验现象结论实验实验实验实验锌片上有气泡产生,铜片不无气泡产生锌能与稀硫酸反应,
16、而铜片不能锌片上有气泡产生,铜片不无气泡产生锌能与稀硫酸反应,而铜片不能锌片不断溶解,铜片上有气泡产生并更剧烈锌片不断溶解,铜片上有气泡产生,电流计指针发生偏转有电流产生?1 1、原电池原电池定义定义:把把化学能直接化学能直接转化为转化为电能电能的装置。的装置。原电池的原理:氧化还原反应总反应:总反应:2H+2e-=H2Zn2e-=Zn2+Zn+2H+=Zn2+H2Zn+H2SO4=ZnSO4+H2(离子方程式)离子方程式)(化学方程式)(化学方程式)正极:正极:负极:负极:(氧化反应)(氧化反应)(还原反应)(还原反应)电极反应电极反应实验探究形成原电池的条件实验探究形成原电池的条件(可以)
17、(可以)(可以)(可以)(不可以)(不可以)形成条件一:活泼性不同的两个电极形成条件一:活泼性不同的两个电极负极:较活泼的金属负极:较活泼的金属正极:较不活泼的金属、碳棒等正极:较不活泼的金属、碳棒等第一组实验第一组实验(可以)(可以)(不可以)(不可以)形成条件二:电极需插进电解质溶液中形成条件二:电极需插进电解质溶液中第二组实验第二组实验实验探究形成原电池的条件实验探究形成原电池的条件第三组实验第三组实验实验探究形成原电池的条件实验探究形成原电池的条件形成条件三形成条件三:必须形成闭合回路必须形成闭合回路(不可以)(不可以)(不可以)实验探究形成原电池的条件实验探究形成原电池的条件形成条件
18、四:形成条件四:能自发的氧化还原反应能自发的氧化还原反应第四组实验第四组实验通常情况下:通常情况下:两个电极两个电极:活泼金属作负极活泼金属作负极,不活泼金属或不活泼金属或能导电的非金属导体能导电的非金属导体(石墨石墨)作正极;作正极;两个电极插入电解质溶液中;两个电极插入电解质溶液中;构成闭合回路构成闭合回路;负极能与电解质溶液负极能与电解质溶液自发发生自发发生氧化还原反应氧化还原反应.1.下列装置哪些可以形成原电池下列装置哪些可以形成原电池()AAAAAAZn CuFe C(石墨石墨)Zn CuZn ZnFe 陶瓷陶瓷Fe Cu稀稀H2SO4 CuSO4 溶液溶液 稀稀H2SO4 稀稀H2
19、SO4 A B C DZn CuA稀稀H2SO4 CuSO4溶液溶液 酒精酒精 E F GABCABC请指出请指出B C中的正负极,并写出电极反应式中的正负极,并写出电极反应式课堂练习实验现象:实验现象:锌片上有气泡产生而铜片锌片上有气泡产生而铜片上没有上没有,锌片逐渐溶解锌片逐渐溶解.实验现象:实验现象:1.Cu片上有气泡产生更片上有气泡产生更剧烈剧烈.2.2.电流计指针发生偏转电流计指针发生偏转.3.3.锌片不断溶解锌片不断溶解.思考思考:1.溶液中溶液中c(H+)如何变化如何变化?2.写出锌片和铜片上变化的离子方程式写出锌片和铜片上变化的离子方程式,并指并指出反应类型出反应类型.电解质溶
20、液电解质溶液失失e-,沿导线传递,有电流产生,沿导线传递,有电流产生阳离子阳离子负极负极正极正极 阳离子阳离子3、原电池工作原理:、原电池工作原理:CuZn-Zn2+H+H+电子沿导线传递,产生电流电子沿导线传递,产生电流阳离子阳离子阴离子阴离子正极正极负极负极SO42-Cu-Zn原电池的工作原理原电池的工作原理I负极负极正极正极Zn-2e-=Zn2+2H+2e-=H2还原剂还原剂(Zn)失去电失去电子,发生氧化反应子,发生氧化反应氧化剂氧化剂(H+)在铜极在铜极上得到电子,发生上得到电子,发生还原反应还原反应还原剂失去的还原剂失去的电子从锌极流电子从锌极流出出流入铜极流入铜极经外电路经外电路
21、Zn2+H+SO42-电流方向电流方向氧化反应氧化反应Zn-2e=Zn2+铜锌原电池铜锌原电池电解质电解质溶液溶液失失e,沿导线传递,有电流产生,沿导线传递,有电流产生还原反应还原反应Cu2+2e-=Cu阴离子阴离子阳离子阳离子总反应:总反应:负极负极正极正极 Cu2+2e-=CuZn-2e-=Zn2+Zn+Cu2+=Zn2+CuZn+CuSO4=ZnSO4+Cu(离子方程式)离子方程式)(化学方程式)(化学方程式)电极反应电极反应正极:正极:负极:负极:(氧化反应)(氧化反应)(还原反应)(还原反应)阳离子阳离子外电路外电路内电路内电路Cu-Zn原电池的工作原理原电池的工作原理锌锌(负极负极
22、)电子流向与电流方向:电子流向与电流方向:总反应方程式总反应方程式:铜铜(正极正极)电子流向:负极(电子流向:负极(Zn)外电路外电路 正极(正极(Cu)电流方向:正极(电流方向:正极(Cu)外电路外电路 负极(负极(Zn)Zn2eZn2+(锌板溶解锌板溶解,发生发生氧化氧化反应反应)2H+2e H2(铜板上有气泡铜板上有气泡,发生发生还原还原反应反应)Zn+2H+=Zn2+H2 电极电极材料材料原电池原电池的电极的电极电极反应电极反应反应类型反应类型ZnZn片片CuCu片片电池总电池总反应反应氧化氧化反应反应ZnZn2e2e-ZnZn2+2+2H2H+2e+2e-H H2 2负极负极正极正极
23、Zn+2HZn+2H+ZnZn2+2+H+H2 2锌锌 铜铜 原原 电电 池池 工工 作作 原原 理理还原还原反应反应氧化还原反应氧化还原反应4、原电池的正负极的判断方法、原电池的正负极的判断方法 微观判断微观判断(外电路(外电路)电子从负极流出电子从负极流出电子经导线流入正极电子经导线流入正极负极负极正极正极较活泼的电极材料较活泼的电极材料较不活泼的电极材料较不活泼的电极材料 质量增加的电极质量增加的电极质量减少被腐蚀质量减少被腐蚀的电极的电极负极负极正极正极正极正极负极负极有气泡冒出的电极为正极有气泡冒出的电极为正极发生氧化反应的电极发生氧化反应的电极发生还原反应的电极发生还原反应的电极宏
24、观判断宏观判断:根据电极材料根据电极材料根据原电池电极的反应根据原电池电极的反应根据电极增重还是减重根据电极增重还是减重根据电极有气泡冒出:根据电极有气泡冒出:负极负极正极正极阴离子移向负极阴离子移向负极阳离子移向正极阳离子移向正极(内电路(内电路)试试一一试试1、判断下列哪些装置构成了原电池?若不是,、判断下列哪些装置构成了原电池?若不是,请说明理由;若是,请指出正负极名称,并请说明理由;若是,请指出正负极名称,并写出电极反应式写出电极反应式.()()()2H+2e-H2负极:负极:总反应:总反应:正极正极:Zn2e-Zn2+Zn+2H+Zn2+H2()()负极负极:正极正极:总反应总反应:
25、正极:正极:负极负极:总反应:总反应:Zn2e-Zn2+2H+2e-H2Zn+2H+Zn2+H2Fe2e-Fe2+Cu2+2e-CuFe+Cu2+Fe2+Cu2、X、Y、Z都是金属,把都是金属,把X浸入浸入Z的硝酸盐的硝酸盐溶液中,溶液中,X的表面有的表面有Z析出,析出,X与与Y组成原电池组成原电池时,时,Y是电池的负极。是电池的负极。X、Y、Z三种金属的活三种金属的活动性顺序为动性顺序为()A XYZ B XZY C YXZ D YZXC3 3、下列方程式能设计成原电池吗、下列方程式能设计成原电池吗?若能,判断若能,判断 原电池的正负极。原电池的正负极。Fe+Cu Fe+Cu2+2+=Fe=
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