浓硫酸使蔗糖脱水实验中究竟有没有体现吸水性?

实验操作:蔗糖,加几滴水,再加浓硫酸,搅拌。现象,发黑,膨胀,有刺激性气味的气体,温度升高。
2019版人教课后作业,教师用书参考答案是只体现脱水性和强氧化性。

以前对这个实验的考察,都认为体现了浓硫酸脱水、强氧化和吸水三个性质。对应的现象是“发黑”对应脱水炭化,也有人理解为是不切底氧化的结果;刺激性气味SO2,证明浓硫酸被还原,对应强氧化性;这两点是主要的,应该没有争议。但实验前加的几滴水,应该是利用浓硫酸溶于水放热,给后面的脱水提供温度,加快反应速率,难道是这个不能说是体现吸水性?也就是应该理解为有吸水性质,但实验现象没有体验出来?

也就是说以前的习题说体现脱水、强氧化和吸水三个性质是错的?问题是现在很多题目还是保留这种说法。只能以教参为准,避开这类题目了。

过氧化钠使酚酞选变红后褪色的原因

过氧化钠使酚酞试液先变红后褪色的原因一般认为是过氧化钠与水反应生成氢氧化钠使酚酞变红色,过氧化钠本身漂白性使溶液红色褪去。但仔细想想,这方面的原因好像没有说服力。因为过氧化钠与水反应后,完全变成了氢氧化钠并释放出氢气。溶液里已经没有过氧化钠了,此时的酚酞褪色应该与它没有多大关系。

再看过氧化钠与水的反应,本质是与先生成氢氧化钠与过氧化氢(这点可以通过取反应后溶液加二氧化锰,又释放出大量氧气证实),过氧化氢再分解成氧气和水。而过氧化氢具有强的氧化性,可以漂白,能使有机物酚酞褪色。所以过氧化氢使之褪色的原因更有说服力!

另外,由于实验在试管中进行,本身水的量较少,此时产生的氢氧化钠的浓度很大。有实验证明(拿上述加了二氧化锰充分分解的溶液,排除过氧化氢的影响,纯氢氧化钠溶液的情况下再滴加酚酞做实验,一样是先变红后褪色),当氢氧化钠的浓度较低(约4%)酚酞的红色可以长时间保持。但当氢氧化钠的浓度达到10%以上时,酚酞变红后很快会褪色!

基于上述原因,过氧化钠使酚酞试液先变红后褪色的原因可理解为过氧化钠、生成的过氧化氢和形成的氢氧化钠浓度三方面有关。

CuSO4、Fe2(SO4)3、H2SO4的混合溶液100mL

原题:CuSO4、Fe2(SO43、H2SO4的混合溶液100mL,已知溶液中阳离子的浓度相同(不考虑水解),且SO42-的物质的量浓度为6mol/L,则此溶液最多可溶解铁粉的质量为(  )
A. 11.2 g                 B. 16.8 g                C. 19.6 g                   D. 22.4 g

溶液中n(SO42-)=0.1L×6mol•L-1=0.6mol,
CuSO4、Fe2(SO43、H2SO4的溶液中阳离子的浓度相同,所以阳离子物质的量也相同,设Cu2+、Fe3+、H+三种离子物质的量均为n,根据电荷守恒知道:2n+3n+n=0.6mol×2,解得n=0.2mol

加铁粉后,可以和Cu2+、Fe3+、H+三种离子反应,但最终均生成Fe2+,也就是最终是形成FeSO4溶液。由于为SO42-0.6mol,则Fe2+也为0.6mol。这0.6molFe2+包含了原溶液0.2molFe3+还原而来的,则实际加入的Fe的物质的量为0.6mol-0.2mol=0.4mol。所以加入铁的质量为56g/mol*0.4mol=22.4。答案为D

守恒法在化学计算题中的应用(三)

原题:向50mL14.0mol/L浓硝酸中加入足量的铜,充分反应后共收集到标准状况下2.24LNO和NO2混合气体(不考虑NO2与N2O4的相互转化),则参加反应的铜的质量为:    A.6.4g             B.12.8g              C.19.2g                  D.38.4g

解析:标准状况下2.24LNO和NO2混合气体总物质的量为0.1mol,50mL14.0mol/L浓硝酸物质的量为0.7mol,为此很多同学首先想到的是用二元一次方程组来求解:

则有:x + y =0.1和4x + 2y =0.7,求解时会发现,y为负数,很明显此法是错误的。但很多人百思不得其解,思路好像又没问题,为什么就无法求解?阿柯认为是忽略了一个关键问题,就是NO不一定全是铜与稀硝酸产生,有可能是NO2在溶液中逸出时,与水反应产生:

3NO2 + H2O =2HNO3 + NO

还是要用守恒法解:NO和NO2混合气体总物质的量为0.1mol,证明被还原的HNO3也为0.1mol(N原子守恒),而50mL14.0mol/L浓硝酸物质的量为0.7mol,只有0.1mol被还原,证明有0.6molHNO3形成了Cu(NO3)2

根据Cu(NO3)2组成有:

所以反应的铜的质量为:0.3mol*64g/mol=19.2g(C答案正确)

守恒法在化学计算题中的应用(二)

原题:足量铜与一定量浓硝酸反应,得到硝酸铜溶液和NO2、N2O4、NO的混合气体,这些气体与1.68LO2(标准状况)一起通入水中,所有气体完全被水吸收生成硝酸。若向硝酸铜溶液中加入5mol/L的NaOH溶液至铜离子怡好完全沉淀,则消耗NaOH溶液体积为_________

解析:NO2、N2O4、NO的混合气体被1.68LO2(标准状况)氧化为HNO3,消耗的O2为0.075mol,则此过程中转移的电子为:

根据守恒原理,建立关系:

(上述关系说明:铜与硝酸反应生成氮气化物混合气体,与氮混合气体再被氧气氧化成硝酸两过程转移的电子是一样的,都为0.3mol)

得到Cu被氧化时,失去电子也是0.3mol

所以NaOH溶液体积=0.3mol/5mol/L=0.06L=60mL

一道关于浓硫酸稀释的计算题

原题:在100克浓度为18mol.L-1、密度为d(g.cm-1)的浓硫酸中加入一定量的水,稀释成9mol.L-1的硫酸,则加入水的体积为:

A.小于100ml      B.大于100ml      C.等于100ml      D.等于100/d ml

解析1:硫酸溶液的密度大于1g/ml,100g硫酸溶液的体积小于100mL。浓度为18mol.L-1变为一半,意味着体积加倍,本来100g硫酸溶液的体积小于100mL,增加的体积也小于100mL。选A

但这个方法会让人觉得不踏实,因为硫酸与水的密度不同,等体积混合后的总体积不会是原来的2倍。那么上述的体积加倍中,所加的水的体积就不一定小于100ml(这个问题没思考透,只是觉得会有这方面的想法)

解析2:用c=n/V 计算。根据稀释规律,稀释前后硫酸的物质的量是不变的。稀释前硫酸的物质的量=V*C=100/d * 18mol/L=1800/d,则稀释后的溶渡物质的量浓度9mol/L=1800/d/(100+x)/d2 (x为所加水的质量,d2为稀释后的密度),整理得:(100+x)/200=d2/d。因为硫酸的浓度越小,密度也越小,所以有d2<d,则d2/d<1。即有(100+x)/200<1,解得x<100

过氧化钠与二氧化碳反应的实验视频

过氧化钠性质的实验是高中必修1的重点内容,其中过氧化钠与水反应产生能使带火星木带复燃的实验一般老师都会在课堂上演示。但过氧化钠与二氧化碳反应的实验很多都止于理论的分析。这些对实验仪器要求较复杂、不便于在紧凑的课堂上演示的实验使用实验视频则可以完美解决。阿柯今天分享过氧化钠与二氧化碳反应的实验视频:1

视频介绍:装置右则就是二氧化碳的发生装置,可采用稀硫酸和碳酸钙反应,产生的二氧化碳由导管通往预选塞有用棉花包裹着过氧化钠的玻璃管中。

2

实验开始后,可以很清楚地看到包有过氧化钠的棉花发黑、冒烟,进而燃烧起来!整个过程都没有给棉花加热或者点火!!这应该就是二氧化碳与过氧化钠反应放热导致棉花着火。

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可以看明显地看到棉花从发黑、冒烟,最后起火!并且火燃烧得很旺。这个现象同时可以证明二氧化碳和过氧化钠反应不单止放热,还产生有助燃效果的氧气!因为在狭小的玻璃导管里,即使点燃棉花条,都会因里面缺氧而最终熄灭。能越烧越旺,证明产生氧气!

实验不足之处:阿柯认为应该在二氧化碳发生装置后再接除杂、干燥装置,确保与过氧化钠反应的是纯净、干燥的二氧化碳,提高实验说服力。

不明白之处:在棉花燃烧后可以看到,好像有液体的东西往下掉。不知道是视觉上的错误还是实验本身会有这个现象。但过氧化钠与二氧化碳反应是没有液体产物产生的。求大神指点!!!

注:由于视频占用空间和极大消耗服务器,本人就不直接上传视频了。有需要的同行或者学生想要本视频,可以在本日志下留言。本人见字后会尽快将视频分享到你的邮箱。

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冶金工业上的选矿也应用了胶体的性质

这是一旧同事侄女问的一个问题,当真是不会。惭愧~~

百度之后找到原题:
下列事实跟胶体无关的是 A.医学上血液透析 B.冶金工业上的选矿 C.石油原油的脱水 D.粗盐潮解变湿

正确答案很简单,是D,但ABC为什么与胶体有关?

A选项也容易理解,血浆本身就是一种胶体,透析是利用胶体不可通过半透膜,而血液中的有毒物质会以离子或者溶液的形式通过半透膜,以达到净化血液的目的。

BC两选项在平日的练习中真是没有遇到过,问了度娘,稍作整理,粗浅理解如下:

B冶金工业上的选矿。矿石其实就是固溶胶,冶炼之前要把矿石中的杂质除去,使有用的矿物富集起来,形成精矿后再冶炼。工业上利用胶体电泳原理选矿,是不是由于矿物在电磁场的作用下与杂质分离,相当于胶粒在电磁场作用下会在某一极富集起来。

C原油脱水。原油的脱盐、脱水又称预处理。从油田送往炼油厂的原油往往含盐(主要是氯化物)、带水(溶于油或呈乳化状态),可导致设备的腐蚀,在设备内壁结垢和影响成品油的组成,需在加工前脱除。常用的办法是加破乳剂和水,使油中的水集聚,并从油中分出,而盐份溶于水中,再加以高压电场配合,使形成的较大水滴顺利除去。里面运用了聚沉,说明石油脱水也是跟胶体有关

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判断:在标准状况下,0.5mol任何气体的体积都必定是11.2L

在标准状况下,0.5mol任何气体的体积都必定是11.2L ,咋一看,这句话没有什么问题。在使用气体摩尔体积进行计算时,需注意标况、气体,并且适合于单质气体和混合气体。但认为对的人基本都是忽略了一个问题:要注意单质气体不会自发地发生转化、混合气体相互间不会发生反应。如:标况下1mol NO2,其体积就不会是22.4L了。因为它会自发地发生如下转化: 2NO2=N2O4,若该气体会不断的发生反应,使体积发生变化。所以“在标准状况下,0.5mol任何气体的体积都必定是11.2L”是错误的。

以上分析忽略了一个重要问题:标况下 NO2已为液态。谢谢郭大领导的指出。应该是错在“必定”,应该是“约”

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蒸馏中初始的馏分要舍去的原因

这是分物分离和提纯当中的个细节要点。蒸馏中最初的馏分要舍去的原因,是因为初始馏分往往还达不到标准的沸点(也就是一些低沸点的会率先挥发出来),另一方面,冷凝管以及接收容器中也会存在杂质(这些杂质往往是洗涤容器中残留的水等)。初始馏分在通过冷凝管以及流入收集容器时,也是洗涤这些仪器的一个过程(相当于润洗)。所以,初始馏分应该舍去。

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除去NaCl中的KNO3 和除去KNO3中的NaCl方法不同

氯化钠的溶解度受温度的影响变化小,硝酸钾的溶解度受温度影响变化大

所以除去氯化钠中的硝酸钾可采用下面的方法:
方法一:如果是固体,溶解配制成溶液,如果是溶液直接蒸发溶剂,趁热过滤.在较高温下硝酸钾的溶解度大、氯化钠的溶解度小,所以蒸发溶剂硝酸钾溶解在溶液中、氯化钠结晶析出,趁热过滤从而得到纯净的氯化钠;
方法二:如果是固体也可用饱和的氯化钠溶液反复冲洗氯化钠和硝酸钾的混合物,由于饱和氯化钠溶液可继续溶解硝酸钾,但不能溶解氯化钠,所以可得到纯净的氯化钠.

除去硝酸钾是的氯化钠可采用下面的方法:
方法一:如果是固体配成溶液,如果是溶液直接冷却热饱和溶液或降温结晶,硝酸钾的溶解度随温度的降低而减小、氯化钠的溶解度变化不大,所以硝酸钾结晶析出,而氯化钠仍留在溶液中,过滤可得到纯净的硝酸钾;
方法二:如果是固体也可用饱和的硝酸钾溶液反复冲洗氯化钠和硝酸钾的混合物,由于饱和硝酸钾溶液可继续溶解氯化钠,但不能溶解硝酸钾,所以可得到纯净的硝酸钾.