溴水或高锰酸钾与有机物的分层、萃取、褪色问题

一、溴试剂四种形态

1、液溴就是溴的单质（Br2），常温下是液体故得名。是纯净物。深红棕色液体，很容易挥发，因此要加水液封。一方面减少挥发，同时也减少污染，因为溴蒸汽有毒。

2、溴蒸汽为红棕色气体。

3、溴水是溴的水溶液。是Br2，HBr，HBrO，H2O的混合物，化学性质比较复杂。一般呈橙色到淡黄色，浓度越大颜色越深。

4、溴的溶CCl4液是溴溶于CCl4，溴取用和使用都不方便， 因此化学反应中用到溴单质时，常用溴的溶液或CCl4用溴水。

二、涉及到的有机反应
a、苯与液溴发生取代反应，还需要催化剂。不能用溴水代替，苯是不可以和溴水发生加成反应的。
b、烷烃与溴蒸气发生取代反应，不能用溴水
c、苯酚与浓的溴水发生取代反应，生成三溴苯酚沉淀。实验中，应该是浓溴水、稀苯酚.
d、含有C=C。C三键C的物质与溴水或者溴的CCl4溶液就可以发生加成反应 。

e、乙醛不能使溴的CCl4溶液褪色，乙醛则能使溴的水溶液褪色。溴溶于水生成的物质为HBrO、HBr，其中HBrO可以氧化醛基，故醛类物质可以使溴水褪色是氧化反应。

三、区分物理变化与化学变化

1、萃取、分层：与苯、四氯化碳不反应，但能够发生萃取，且分层

2、褪色、分层：这个点一般较隐蔽！如己烯(6个碳为油状液体)、苯乙烯与溴水混合，能够发生加成反应，且生成物不溶于水，产生分层。

3、不褪色、不分层：如与乙醇混合。

四、颜色归纳：“溴不离橙”

a、水里橙黄色                      b、CCl4等有机溶剂中橙红色

c、NO2和溴蒸汽都是红棕色的气体    d、液溴深红棕色液体

五、KMnO4一般是作为氧化剂参与反应的。模仿溴的问题自己去归纳一下，在有机物中的分层、褪色六、应用举例

例题1：NO2和溴蒸汽都是红棕色的气体,可以用哪些方法鉴别:

例题2甲烷中的少量乙烯杂质用酸性高锰酸钾溶液除去好？还是用溴水除去更好？

例题3、溴水、KMnO4一般是作为氧化剂参与反应的，通常这两种物质用于区别不易被氧化的烷烃、苯和易被氧化的烯烃、炔烃等。下面就这两种物质与一些烃发生反应归纳一下：

溴水溶液中溶剂为水，溶质为溴单质（还有少量溴与水反应生成的物质）；KMnO4溶液中溶剂为水，溶质为KMnO4，为使其氧化性增强，常在其溶液中加些稀硫酸，称为酸性高锰酸钾溶液。

当溴水、KMnO4与一些烃反应时，则首先要搞清楚以下4方面的问题：

（1）溶液分层问题：水溶液与液态烃混合后都要分层，因为烃不溶与水。

（2）液体密度问题：烃密度小于水，所以分层后，液态烃都在水溶液的上层。

（3）溶液反应问题：溴水、KMnO4(酸化)两种物质与烷烃、苯与这两种物质都不反应；烯烃、炔烃与这两种物质都要反应；苯的同系物则与溴水不反应，与酸性高锰酸钾溶液要反应。

（4）溶液萃取问题：萃取就是用一种溶剂将一种溶液中的溶质从其原来的溶剂中分离出来的过程。所用到的该溶剂成为萃取剂，一般要有以下几个条件：一是被萃取的溶液与其互不相溶，二是与被萃取的溶液不发生任何反应，三是溶质在萃取剂中的溶解度要远远大于原来溶剂中的溶解度，四是萃取剂一般是易挥发的物质。

烃要与溴水发生萃取过程，但与高锰酸钾溶液不发生萃取，理由是：溴水中的溶质溴单质易溶于有机溶解剂，其在有机溶剂中的溶解度远远大于在水中的溶解度。而高锰酸钾溶液的溶质高锰酸钾是离子化合物，其不溶于有机溶剂，所以也就没有萃取过程的发生。

解有机推断题的两个重要突破口

1．反应条件与反应类型      中学化学应掌握的有机反应条件极其对应反应类型有：

 

反应条件	反应类型
NaOH水溶液、加热	卤代烃或酯类的水解反应
NaOH醇溶液、加热	卤代烃的消去反应
稀H2SO4、加热	酯的可逆水解或蔗糖、麦牙糖、淀粉、纤维素的水解反应
浓H2SO4、加热	酯化反应、苯环上的硝化反应
浓H2SO4、170℃或加热	醇的消去反应
浓H2SO4、140℃	醇生成醚的取代反应
溴水或Br2的CCI4溶液	不饱和有机物的加成反应
浓溴水	苯酚的取代反应
Br2、Fe粉	苯环上的取代反应
X2、光照	烷烃或芳香烃的烷基上的卤代
O2、Cu、加热	醇的催化氧化反应
O2或Ag(NH3)2OH或新制Cu(OH)2	醛的氧化反应
酸性KMnO4溶液	不饱和有机物或苯的同系物支链上的氧化反应
H2、催化剂	不饱和有机物的加成反应

 

     2．官能团与化学性质     中学化学应掌握的化学性质及其对应的官能团有：

 

化学性质	官能团
与Na或K反应放出H2	醇羟基、酚羟基、羧基
与NaOH溶液反应	酚羟基、羧基、酯基、C-X键
与 Na2CO3 溶液反应	酚羟基（不产生CO2）、羧基（产生CO2）
与NaHCO3溶液反应	羧基
与H2发生加成反应（即能被还原）	碳碳双键、碳碳叁键、醛基、酮羰基、苯环
不易与 H2 发生加成反应	羧基、酯基
能与H2O、HX、X2 发生加成反应	碳碳双键、碳碳叁键
能发生银镜反应或能与新制Cu(OH)2反应生成砖红色沉淀	醛基
使酸性KMnO4溶液褪色或使溴水因反应而褪色	碳碳双键、碳碳叁键、醛基
能被氧化	醛基、醇羟基、酚羟基、碳碳双键 碳碳叁键
发生水解反应	酯基、C-X键、酰胺键
发生加聚反应	碳碳双键
与新制Cu(OH)2 悬浊液混合产生降蓝色生成物	多羟基
能使指示剂变色	羧基
使溴水褪色且有白色沉淀	酚羟基
遇FeCI3溶液显紫色	酚羟基
使酸性KMnO4溶液褪色但不能使溴水褪色	苯的同系物
使I2变蓝	淀粉
使浓硝酸变黄	蛋白质

 

 

 

1、“酒是陈的香”，就是因为酒在储存过程中生成了有香味的乙酸乙酯，在实验室我们也可以用如下图所示的装置制取乙酸乙酯。回答下列问题：

（1）写出制取乙酸乙酯的化学反应方程式              　　　　　                 　　　　　　　

（2）在大试管中配制一定比例的乙醇、乙酸和浓硫酸的混合液的方法是：                                                                   

（3）浓硫酸的作用是：①                 ；②                 。

（4）饱和碳酸钠溶液的主要作用是                                                         

（5）装置中通蒸气的导管要插在饱和碳酸钠溶液的液面上，不能插入溶液中，目的是防止       　。

（6）若要把制得的乙酸乙酯分离出来，应采用的实验操作的名称是　　　    。所需主要仪器有         。

（7）做此实验时，有时还向盛乙酸和乙醇的试管里加入几块碎瓷片，其目的是　       　　。

（8）实验生成乙酸乙酯，其密度比水        ，有        气味。

(9)、有甲、乙、丙三位同学，分别将乙酸与乙醇反应得到的酯（未用饱和Na₂CO₃溶液承接）提纯，在未用指示剂的情况下，他们都是先加NaOH中和过量的酸，然后用蒸馏法将酯分离出来。但他们的结果却不同：①甲得到了不溶于水的中性酯； ②乙得到显酸性的酯的混合物；③丙得到大量水溶性物质。

试分析产生上述各种现象的原因。

(10)、下图是某同学探究“分离乙醇乙酯、乙醇、乙酸混合物”实验操作步骤流程图。

请在图中圆括号内填入适当的试剂，在方括号内填入适当的分离方法，在方框内填入所分离的有关物质的名称。

（11）反应开始时用酒精灯对大试管小火加热的原因是：                ；（已知乙酸乙酯的沸点为77 ℃；乙醇的沸点为78.5 ℃；乙酸的沸点为117.9 ℃）后改用大火加热的目的是：                  。

（12）、设计实验，探究浓硫酸在生成乙酸乙酯反应中的作用

　　问题提出：①有浓硫酸存在条件下酯化反应是否进行得更快。②在不同的稀酸存在条件下酯化反应的快慢如何。（1）某同学根据上述问题进行两组比较实验，请完成下表实验报告：

 

两组比较实验	观察到的实验现象	结论
①比较
②比较

 

（13）、分别为1mol的乙酸和乙醇充分反应后，制得的乙酸乙酯        1mol，原因是     

（14）、要想提高乙酸的转化率，可采取那些措施？                                

（15）、反应一段时间后，就达到了该反应的限度，也即达到化学平衡状态。下列描述能说明乙醇与乙酸的酯化反应已达到化学平衡状态的有(填序号)　　　　　　　　。

①单位时间里，生成1mol乙酸乙酯，同时生成1mol水

②单位时间里，生成1mol乙酸乙酯，同时生成1mol乙酸

③单位时间里，消耗1mol乙醇，同时消耗1mol乙酸

④正反应的速率与逆反应的速率相等

⑤混合物中各物质的浓度不再变化

（16）、拓展实验：探究乙酸乙酯水解的最佳条件 (提示：比较酸性、中性、碱性条件下的水解。)。写出实验步骤、现象、结论并做出解释。

答：1、（1）

 

（2）先在试管中加入一定量的乙醇，然后边加边振荡试管将浓硫酸慢慢加入试管，最后再加入乙酸。

（3）催化作用；         吸水作用

（4）中和挥发出来的乙酸，使之转化为乙酸钠溶于水中，便于闻乙酸乙酯的香味，溶解挥发出来的乙醇，降低乙酸乙酯在水中的溶解度，便于分层得到酯。

（5）倒吸。

（6）分液，分液漏斗

（7）防止大试管中液体暴沸而冲出导管。

（8）小  芳香

(9) ①甲同学加入的碱正好将过量的酸中和，所以蒸馏后得到中性酯；②乙同学加入碱量不足，所以蒸馏出来的有过量的酸，得到显酸性的酯的混合物；③丙同学加入的碱过量使生成的酯已经水解为可溶性的醇和钠盐。                                                         （10）、

 

（11）加快反应速率，同时又防止了反应物未来得及反应而挥发损失 ； 蒸出生成的乙酸乙酯，使可逆反应向右进行                                                      （12）、

 

两组比较实验	观察到的实验现象	结论及解释
①比较有、无浓硫酸存在条件下酯化反应进行的快慢	有浓硫酸存在时反应较快，无浓硫酸存在时几乎不反应	酯化反应是可逆反应，浓硫酸既起到催化作用又起到吸水作用，有利于向酯化的方向进行
②比较在氢离子浓度相同的稀硫酸、稀盐酸作用下，酯化反应的快慢	反应速率几乎相等且都较慢

 

（13）、小于。酯化反应是可逆反应，反应物无法全部转化成生成物。

（14）。加入足量的浓硫酸和过量的乙醇。

（15）、②④⑤

（16）、取三支试管各加入几滴乙酸乙酯，再分别加入等体积的蒸馏水、稀硫酸、氢氧化钠溶液，在70－80℃的水浴中加热几分钟，然后闻三支试管的气味。现象是：加蒸馏水的试管气味基本不变，加稀硫酸的试管还有一点气味，加氢氧化钠溶液的试管的气味几乎完全消失。结论：酯在酸或碱存在下能发生水解，在氢氧化钠存在时水解更彻底。分析：酯的水解反应是可逆过程，当加入碱时，水解生成的羧酸被碱中和，使反应彻底进行。      

 

 

1．(2007年高考广东化学卷，衍生物)(10分)已知苯甲醛在一定条件下可以通过Perkin反应生成肉桂酸(产率45%～50%)，另一个产物A也呈酸性，反应方程式如下： C₆H₅CHO＋(CH₃CO)₂O →C₆H₅CH=CHCOOH＋A

                                                苯甲醛                    肉桂酸

(1)Perkin反应合成肉桂酸的反应式中，反应物的物质的量之比为1:1，产物A的名称是__________________________。

(2)一定条件下，肉桂酸与乙醇反应生成香料肉桂酸乙酯，其反应方程式为_______________________________________(不要求标出反应条件)。

(3)取代苯甲醛也能发生Perkin反应，相应产物的产率如下：

                       可见，取代基对Perkin反应的影响有(写出3条即可)：

①__________________________________________________________

②___________________________________________________________

③___________________________________________________________

(4)溴苯(C₆H₅Br)与丙烯酸乙酯(CH₂=CHCOOC₂H₅)在氯化钯催化下可直接合成肉桂酸乙酯，该反应属于Beck反应，是芳香环上的一种取代反应，其反应方程式为_________________________________(不要求标出反应条件)。

(5)Beck反应中，为了促进反应的进行，通常可加入一种显__________(填字母)的物质。

(A)弱酸性    (B)弱碱性    (C)中性    (D)强酸性

2．(2007年高考江苏卷，衍生物)(8分)肉桂醛是一种食用香精，它广泛用于牙膏、洗涤剂、糖果以及调味品中。工业上可通过下列反应制备：

 

(1)请推测B侧链上可能发生反应的类型：__________________________________。(任填两种)

(2)请写出两分子乙醛在上述条件下反应的化学方程式：___________________________________。

(3)请写出同时满足括号内条件下B的所有同分异构体的结构简式：______________________。

(①分子中不含羰基和羟基；②是苯的对二取代物；③除苯环外，不含其他环状结构。）

3．(2007年高考上海化学卷，衍生物)以石油裂解气为原料，通过一系列化学反应可得到重要的化工产品增塑剂G。

                     请完成：(1)写出反应类型：反应①                反应④                  。

(2)写出反应条件：反应③                反应⑥                  。

(3)反应②③的目的是：                                           。

(4)写出反应⑤的化学方程式：                                     。

(5)B被氧化成C的过程中会有中间产物生成，该中间产物可能是__________________(写出一种物质的结构简式)，检验该物质存在的试剂是                            。

(6)写出G的结构简式                                 。

4. (2007年高考理综山东卷)(8分)乙基香草醛( )是食品添加剂的增香原料，其香味比香草醛更加浓郁 21世纪教育网(1)写出乙基香草醛分子中两种含氧官能团的名称_______________________。

(2)乙基香草醛的同分异构体A是一种有机酸，A可发生以下变化：

 

提示：①RCH₂OH RCHO；

②与苯环直接相连的碳原子上有氢时，此碳原子才可被酸性KMnO₄溶液氧化为羧基。

(a)由A→C的反应属于_______________(填反应类型)。

(b)写出A的结构简式________________________。

(3)乙基香草醛的另一种同分异构体D( )是一种医药中间体。请设计合理方案用茴香醛( )合成D(其他原料自选，用反应流程图表示，并注明必要的反应条件)。

例如：

5．(2007年高考理综四川卷)(12分)有机化合物A的分子式是C₁₃H₂₀O₈(相对分子质量为304)，1 mol A在酸性条件下水解得到4 mol CH₃COOH和1 mol B。B分子结构中每一个连有羟基的碳原子上还连有两个氢原子 2请回答下列问题：

(1)A和B的相对分子质量之差是_______。

(2)B的结构简式是____________________。

(3)B不能发生的反应是_________(填写序号)。

①氧化反应    ②取代反应    ③消去反应    ④加聚反应

(4)已知：

 

以两种一元醛(其物质的量之比为1:4)和必要的无机试剂为原料合成B，写出合成B的各步反应的化学方程式。

 

 

例  现有铁和铜的合金共amol，其中铜的物质的量分数为x。将此合金研成粉末后全部投入含bmolHNO₃的稀硝酸中，微热，使其充分反应，HNO₃的还原产物只有NO。

（1）用微粒符号表示残留固体及溶液中的离子可能的几种全部情况。

（2）当溶液中只有Fe²⁺、Cu²⁺时，b的取值范围。

（3）当x=0.5溶液中Fe³⁺、Fe²⁺的物质的量相等时，在标准状况下共产生672mLNO，求a、b值。

解析：如果转换角度处理为“铁和铜的合金中逐滴加入稀硝酸”，那么讨论即可顺利展开。根据原理Fe＞Cu＞Fe²⁺，可以分6步进行讨论：

①滴加稀硝酸,铁部分反应，铜不参加反应，溶液中的离子为Fe²⁺；

②继续滴加，铁刚好反应完，铜仍然不反应，溶液中的离子为Fe²⁺；

③继续滴加，铜部分参加反应，溶液中的离子为Fe²⁺和Cu²⁺；

④继续滴加，铜刚好反应完，溶液中的离子为Fe²⁺和Cu²⁺；

⑤继续滴加，Fe²⁺部分转化为Fe³⁺，溶液中的离子为Fe²⁺、Fe³⁺和Cu²⁺；

⑥继续滴加，Fe²⁺全部转化为Fe³⁺，溶液中的离子为Fe³⁺和Cu²⁺。

    “在合金当中逐滴加入稀HNO₃，直至反应完毕。”图示如下

 

 

所以有以下情况：

        

有机物重要的物理性质

1．有机物的溶解性

（1）难溶于水的有：各类烃、卤代烃、硝基化合物、酯、绝大多数高聚物、高级的（指分子中碳原子数目较多的，下同）醇、醛、羧酸等。

（2）易溶于水的有：低级的[一般指N(C)≤4]醇、（醚）、醛、（酮）、羧酸及盐、氨基酸及盐、单糖、二糖。（它们都能与水形成氢键）。

（3）具有特殊溶解性的：

① 乙醇是一种很好的溶剂，既能溶解许多无机物，又能溶解许多有机物，所以常用乙醇来溶解植物色素或其中的药用成分，也常用乙醇作为反应的溶剂，使参加反应的有机物和无机物均能溶解，增大接触面积，提高反应速率。例如，在油脂的皂化反应中，加入乙醇既能溶解NaOH，又能溶解油脂，让它们在均相（同一溶剂的溶液）中充分接触，加快反应速率，提高反应限度。

② 苯酚：室温下，在水中的溶解度是9.3g（属可溶），易溶于乙醇等有机溶剂，当温度高于65℃时，能与水混溶，冷却后分层，上层为苯酚的水溶液，下层为水的苯酚溶液，振荡后形成乳浊液。苯酚易溶于碱溶液和纯碱溶液，这是因为生成了易溶性的钠盐。

③ 乙酸乙酯在饱和碳酸钠溶液中更加难溶，同时饱和碳酸钠溶液还能通过反应吸收挥发出的乙酸，溶解吸收挥发出的乙醇，便于闻到乙酸乙酯的香味。

④ 有的淀粉、蛋白质可溶于水形成胶体。蛋白质在浓轻金属盐（包括铵盐）溶液中溶解度减小，会析出（即盐析，皂化反应中也有此操作）。但在稀轻金属盐（包括铵盐）溶液中，蛋白质的溶解度反而增大。

⑤ 线型和部分支链型高聚物可溶于某些有机溶剂，而体型则难溶于有机溶剂。

⑥ 氢氧化铜悬浊液可溶于多羟基化合物的溶液中，如甘油、葡萄糖溶液等，形成绛蓝色溶液。

2．有机物的密度

（1）小于水的密度，且与水（溶液）分层的有：各类烃、一氯代烃、酯（包括油脂）

（2）大于水的密度，且与水（溶液）分层的有：多氯代烃、溴代烃（溴苯等）、碘代烃、

硝基苯

3．有机物的状态[常温常压（1个大气压、20℃左右）]

（1）气态：

① 烃类：一般N(C)≤4的各类烃                         注意：新戊烷[C(CH₃)₄]亦为气态

② 衍生物类：

一氯甲烷（CH₃Cl，沸点为-24.2℃）               氟里昂（CCl₂F₂，沸点为-29.8℃）

氯乙烯（CH₂==CHCl，沸点为-13.9℃）          甲醛（HCHO，沸点为-21℃）

氯乙烷（CH₃CH₂Cl，沸点为12.3℃）              一溴甲烷（CH₃Br，沸点为3.6℃）  

四氟乙烯（CF₂==CF₂，沸点为-76.3℃）          甲醚（CH₃OCH₃，沸点为-23℃）

甲乙醚（CH₃OC₂H₅，沸点为10.8℃）             环氧乙烷（        ，沸点为13.5℃）

（2）液态：一般N(C)在5～16的烃及绝大多数低级衍生物。如，

己烷CH₃(CH₂)₄CH₃                                          环己烷    

甲醇CH₃OH                                                    甲酸HCOOH

溴乙烷C₂H₅Br                                                 乙醛CH₃CHO

溴苯C₆H₅Br                                                     硝基苯C₆H₅NO₂  

★特殊：

不饱和程度高的高级脂肪酸甘油酯，如植物油脂等在常温下也为液态

（3）固态：一般N(C)在17或17以上的链烃及高级衍生物。如，

石蜡                                                             C₁₂以上的烃

饱和程度高的高级脂肪酸甘油酯，如动物油脂在常温下为固态

★特殊：苯酚（C₆H₅OH）、苯甲酸（C₆H₅COOH）、氨基酸等在常温下亦为固态

4．有机物的颜色

   绝大多数有机物为无色气体或无色液体或无色晶体，少数有特殊颜色，常见的如下所示：

三硝基甲苯（            俗称梯恩梯TNT）为淡黄色晶体；

部分被空气中氧气所氧化变质的苯酚为粉红色；

2，4，6—三溴苯酚         为白色、难溶于水的固体（但易溶于苯等有机溶剂）；

苯酚溶液与Fe³⁺(aq)作用形成紫色[H₃Fe(OC₆H₅)₆]溶液；

多羟基有机物如甘油、葡萄糖等能使新制的氢氧化铜悬浊液溶解生成绛蓝色溶液；

淀粉溶液（胶）遇碘（I₂）变蓝色溶液；

含有苯环的蛋白质溶胶遇浓硝酸会有白色沉淀产生，加热或较长时间后，沉淀变

黄色。

5．有机物的气味

    许多有机物具有特殊的气味，但在中学阶段只需要了解下列有机物的气味：

    甲烷                            无味

    乙烯                            稍有甜味(植物生长的调节剂)

液态烯烃                        汽油的气味

    乙炔                            无味

    苯及其同系物                    芳香气味，有一定的毒性，尽量少吸入。

    一卤代烷                        不愉快的气味，有毒，应尽量避免吸入。

    二氟二氯甲烷（氟里昂）          无味气体，不燃烧。

C₄以下的一元醇                               有酒味的流动液体

C₅～C₁₁的一元醇                              不愉快气味的油状液体

C₁₂以上的一元醇                              无嗅无味的蜡状固体

乙醇                                                 特殊香味

乙二醇                                              甜味（无色黏稠液体）

丙三醇（甘油）                                甜味（无色黏稠液体）

苯酚                                                 特殊气味

乙醛                                                 刺激性气味

☆ 乙酸                                                   强烈刺激性气味（酸味）

☆ 低级酯                                               芳香气味

☆ 丙酮                                                   令人愉快的气味

 

 

如何判断有机物熔、沸点的高低?

有机物的晶体大多是分子晶体，它们的熔、沸点取决于有机物分子间作用力的大小，而分子间作用力与分子的结构(有无支键、有无极性基团、饱和程度)、分子量等有关。主要分为下面四个情况：

 

1.组成和结构相似的物质，分子量越大，其分子间作用力就越大。所以有机物中的同系物随分子中碳原子个数增加，熔、沸点升高。在通常状况下分子中含四个碳原子以下的烷烃、烯烃、炔烃是气体，含四个碳原子以上的是液体，含更多碳原子的是固体。

2.分子式相同时，直键分子间的作用力要比带支链分子间的作用力大，支链越多，排列越不规则，分子间作用力越小。如：

分子间作用力：正戊烷>异戊烷>新戊烷。

    沸点：    30.07℃>27.9℃>9.5℃

3.分子中元素种类和碳原子个数相同时，分子中有不饱和键的物质熔、沸点要低些。

如：    C₂H₆        C₂H₄    硬脂酸  油酸

熔点：-88.63℃>-103.7℃  69.5℃>14.0℃

4.分子量相近时，极性分子间作用力大于非极性分子间的作用力。分子中极性基团越多，分子间作用力越大。如：

分子间作用力：C₂H₅OH>CH₃OCH₃  C₂H₅Cl>CH₃CH₂CH₃

沸        点：  78.5℃>34.51℃  12.27℃>0.5℃

另外，分子间形成氢键，分子内形成氢键的物质的熔、沸点也有一定的规律。

 

用十种方法来证明CH3COOH是弱电解质
Ⅰ、证明CH3COOH电离不完全的方法有
①比较同浓度的CH3COOH和HCl和pH。(后者小)
②测同浓度的CH3COOH和HCl的导电性强弱。(后者导电性强)
③测等休积等pH的HCl与CH3COOH与同浓度的NaOH反应，消耗NaOH溶的体积。（后这消耗多）
④25℃时，相同稀HCl与Mg反应加与不加CH3COONa时看二者反应速率变化以及生成气体体积之区别。（变慢，但生成的气体体积不变）（启发学生得出③④）
Ⅱ、证明弱电解质溶液中存在电离平衡
①25℃时测得0.01mol/L的CH3COOH溶液的pH，然后升温至50℃再测其pH，比较前后的数值。（pH减小）
②25℃时将pH=2的CH3COOH溶液加水稀释体积扩大100倍后测其pH<4。
③25℃时测CH3COOH溶液的pH，加入CH3COONH4后再测，比较前后pH的变化。（pH变大）
④比较Zn与相同pH值的HCl与CH3COOH反应产生H2的速率和体积的大小。（开始一样快，后来后者快）或25℃时测pH=3的CH3COOH与pH=11的NaOH溶液等体积混合后的pH（pH＜７）.
⑤测CH3COOH与NaOH的反应热（中和热）并与HCl与NaOH的中和热比较（后者放热多）。（启发学生得出③④⑤）
Ⅲ、证明弱电解质的相关离子可以水解，25℃测得0.1mol/LCH3COONa溶液的pH>7。

高中化学实验诗---中和滴定（摘自张梅钦）

水液洗器切分明，查漏赶气再调零。

待测液中加试剂，左手控制右手动。

瓶下垫纸眼观色，读数要与切面平，

酚酞示剂常相识，强酸弱碱甲基橙。

使用酸式滴定管，不盛碱液切记清。

解释：

1、水液洗器切分明：'水'在此有两种含义，既表示自来水，又表示蒸馏水；'液'在此也有两种含义，既表示标准溶液，又表示待测液。这句的意思是说在做中和滴定实验时，必须先对各种仪器进行清洗，而何时用自来水，何时用蒸馏水，何时用标准液，何时用待测液一定要分清分明[联想：滴定管依次用自来水、蒸馏水、标准溶液洗涤；移液管依次用自来水、蒸馏水、待测液洗涤；锥形瓶先用自来水，然后用蒸馏水洗涤即可，切不可用待测液洗涤！]。

2、查漏赶气再调零：意思是说滴定前应首先检查滴定管是否漏液，然后检查滴定管下端是否有气泡，若有应赶掉它，最后调节液面至'0'位[联想：（1）查漏的方法是在洗净的滴定管中加少量标准溶液。若漏液，对于酸式滴定管应在活塞上涂适量的凡士林，对于碱式滴定管应更换一下玻璃球；（2）必须赶掉气泡，是因为如果滴定管尖嘴部分有气泡没有赶掉，滴定后气泡消失，则使测定结果偏高；（3）每次滴定最好都从零位开始，这样可以减少误差。]。

3、待测液中加试剂：'示剂'指指示剂。意思是说在滴定之前要向盛待测液的锥形瓶中加2-3滴指示剂（其作用是借它的颜色的变化，来指示反应的终点。）。

4、左手控制右手动：意思是说在滴定时，必须左手控制滴定管，右手持锥形瓶不断摇动。

5、瓶下垫纸眼观色：'瓶下垫纸'的意思是说为了清楚地观察颜色的变化，可以在锥形瓶底下垫一张白纸；'眼观色'的意思是说在滴定过程中要目不转睛地注视着溶液颜色的变化，不要看滴定管的刻度。

6、读数要与切面平：视线要与溶液的凹液面相切。

7、酚酞示剂常相识，强酸弱碱甲基橙：这句的意思是说中和滴定常用酚酞做指示剂，只有强酸滴定弱碱（如盐酸滴定氨水）时，才能用甲基橙。

8、使用酸式滴定管，不盛碱液切记清：这句的意思是说不能用酸式滴定管盛放碱溶液（因为碱液和玻璃中的SiO2反应生成Na2SiO3而使活塞和滴定管粘在一起）。

 

 

化学平衡疑难解答

   有甲、乙两个容积相等的恒容密闭容器，向甲中通入6mol A和2mol B，向乙中通入1.5mol A、0.5mol B和3mol C，将两容器的温度恒定，使反应3A(g)+B(g) xC(g)达到平衡，此时测得甲、乙两容器中C的体积分数都为0.2，试回答下列有关问题：

(1)若平衡时，甲、乙两容器中A的物质的量相等，则x=_________；若平衡时，甲、乙两容器中A的物质的量不相等，则x=_________。

  (2)平衡时甲、乙两容器中A、B的物质的量之比是否相等____________（填“相等”或“不相等”），平衡时甲中A的体积分数为____________。

  (3)若平衡时两容器中的压强不相等，则两容器中压强之比为_____________。

答案是:2,4,相等，0.6，8：5

 

 

(1)当A的物质的量相等时，“一边倒”起点相同，即把3mol C“一边倒”全变成A和B,而且要使A等于6mol,B等于2mol.

以A或B算都可以.比如以A算: 1:X = 4.5:3(A还差4.5mol变成6mol),得X=2

当A的物质的量不相等时,又要两平衡等效,说明反应是一个体积不变的过程,即3+1=X,所以X=4

 

(2)平衡时甲/乙两容器中A.B的物质的量之比肯定相等,因为不管是以:

6mol A和2mol B放入,还是以

1.5mol A、0.5mol B和3mol C放入,

A与B的物质的量的比都是一样的,都是3:1,两平衡又是等效的,所以两容器中平衡时,A与B的物质的量的比必相等,必等于3:1。因为C占0.2,与以A与B共占0.8,其中A:B=3:1,所以A占0.8*3/4=0.6

 

(3)若平衡时两容器的压强不相等,说明,此时的X=4(若X=2,平衡时两容器中各物质的物质的量都相等,压强是相等的,所以X不能等于2)即:

3A(g) + B(g) = 4C(g)

因为反应是物质的量不变的过程,所以在甲中,

物质的总物质的量= 6mol + 2mol = 8mol

乙中:物质的总物质的量 = 1.5 mol + 0.5mol + 3mol =  5mol

所以两容器中的压强之比等于物质的量的比 = 8mol:5mol = 8:5

                                      弱电解质的电离平衡

    在弱电解质的溶液中，一方面：弱电解质的分子电离成阳离子和阴离子；另一方面：阳离子和阴离子由于互相碰撞以重新结合成弱电解质分子。当这两个相反的过程速度相等时，分子和离子间达到了动态平衡。

１． 由于电解质在电离过程中建立起来的动态平衡称为电离平衡。

２． 电离平衡常数：对于一元弱酸或一元弱碱，电离生成的各种离子浓度的乘积和溶液中未电离分子的浓度的比值是一个常数，这个常数叫电离平衡常数，简称电离常数。

弱酸的电离常数用Ka表示，弱碱的电离常数用Kb表示。

(1) 电离常数表示弱电解质电离趋势的大小。K电值越大，表示电离程度越大。
(2) 同类型的弱酸、弱碱．可用Ka 、Kb值比较它们的强弱。
(3) 电离常数与温度有关，与浓度无关。

３． 多元弱酸是分步电离的，它每一步电离都有电离常数通常用K1 K2……加以区别。例如：课本H2CO3

电离度

为了定量表示弱电解质在溶液中电离程度的大小，还常用电离度这个概念。

1． 电离度（α）就是当弱电解质在溶液中达到电离平衡时已经电离的分子数占原有分子总数的百分数。

 

２、电离度的大小，和电解质的本性有关，还和溶液的浓度、温度有关。同一弱电解质在一定范围内，溶液越稀，电离度越大。

（１） 电离度α和它的浓度C之间的关系式：

电离度与浓度的平方根成反比。浓度越大、电离度越小。

 

 

                                   化学电源
第一类.一次电池
（1）锌锰电池—干电池  该电池的负极材料是锌，正极材料是碳棒，电解质是MnO2、NH4Cl、ZnCl₂组成的糊状物。其电极反应式为：
负极：Zn-2e- == Zn²⁺           正极：2 NH₄⁺+2e-=2NH₃↑+H₂↑

产生的NH₃和Zn²⁺作用：Zn²⁺+4NH₃ = [ Zn(NH₃)₄]²⁺

产生的H₂和MnO₂作用：H₂+2MnO₂ = Mn₂O₃+H₂O

总反应式为：2Zn+4MnO₂+4NH₄Cl== [Zn(NH₃)₄]Cl₂+ ZnCl₂+2Mn₂O₃+2H₂O
或Zn+2MnO₂+2 NH₄Cl== Zn(NH₃)₂Cl₂+ 2MnO(OH)

或Zn+2 NH₄⁺= Zn²⁺+2NH₃↑+H₂↑
电池中MnO₂的作用是将正极上NH₄⁺还原生成的H₂氧化成为水，以免产生H₂附在石墨表面而增加电池内阻。由于反应中锌筒不断消耗变薄，且有液态水生成，故电池用久后会变软。
（2）银锌电池—钮扣电池  该电池使用寿命较长，广泛用于电子表和电子计算机。其电极分别为Ag₂O和Zn，电解质为KOH溶液。其电极反应式为：
负极：Zn+2OH^--2e- == ZnO+H₂O          正极：Ag₂O+H₂O+2e-==2Ag+2OH^-
总反应式为：Zn+ Ag₂O== ZnO+2Ag
（3）高能电池—锂电池  该电池是20世纪70年代研制出的一种高能电池。由于锂的相对原子质量很小，所以比容量（单位质量电极材料所能转换的电量）特别大，使用寿命长，适用于动物体内（如心脏起搏器）。因锂的化学性质很活泼，所以其电解质溶液应为非水溶剂。如作心脏起搏器的锂—碘电池的电极反应式为：
负极：2Li-2e- ==2Li⁺          正极：I₂+2e-==2I^-
总反应式为：2Li+I₂==2LiI    锂电池还有其他形式。
（4）海水铝电池  该电池是1991年我国首创以“铝-空气-海水”电池为能源的新型航海标志灯。这种灯以海水为电解质溶液，靠空气中氧气使铝不断氧化而产生电流，只要把灯放入海水中就能发出耀眼的闪光，其能量比干电池高20—50倍。其电极反应式为：
负极：4Al-12e- ==4Al³⁺          正极：3O₂+6H₂O+12e-==12OH^-
总反应式为：4Al+3O₂+6H₂O==4Al(OH)₃

 

第二类：蓄电池：可以多次反复使用，放电后可以充电复原，又称二次电池。
（1）铅蓄电池  铅蓄电池是一种常见的可充电池，在工农业生产和日常生活中有广泛的应用。该电池以Pb和PbO₂作电极材料，H₂SO₄作电解质溶液。其电极反应式为：
负极：Pb+SO₄^2--2e- = PbSO₄         正极：PbO₂ +4H⁺+ SO₄^2-+2e- = PbSO₄+2H₂O
总反应式为：
（2）碱性镍—镉电池  该电池以Cd和NiO(OH) 作电极材料，NaOH作电解质溶液。其电极反应式为：
负极：Cd+2OH^--2e- ==Cd(OH)₂        正极：2NiO(OH)+2H₂O +2e-==2Ni(OH)₂+2OH^-
总反应式为：
从上述两种蓄电池的总反应式可看出，铅蓄电池在放电时除消耗电极材料外，同时还消耗电解质硫酸，使溶液中的自由移动的离子浓度减小，内阻增大，导电能力降低。而镍—镉电池在放电时只消耗水，电解质溶液中自由移动的离子浓度不会有明显变化，内阻几乎不变，导电能力几乎没有变化。
（3）氢镍可充电池  该电池是近年来开发出来的一种新型可充电池，可连续充、放电500次，可以取代会产生镉污染的镍—镉电池。其电极反应式为：
负极：H₂+2OH^--2e- ==2H₂O        正极：2NiO(OH)+2H₂O +2e-==2Ni(OH)₂+2OH^-
总反应式为： 或：
第三类：燃料电池：又称连续电池，一般以天然燃料或其它可燃物质如H₂、CH₄等作为负极反应物质，以O₂作为正极反应物质而形成的。燃料电池体积小、质量轻、功率大，是正在研究的新型电池之一。
（1）氢氧燃料电池  主要用于航天领域，是一种高效低污染的新型电池，一般用金属铂（是一种惰性电极，并具有催化活性）或活性炭作电极，用40%的KOH溶液作电解质溶液。其电极反应式为：
负极：2H₂ + 4OH^--4e- = 4H₂O         正极：O₂ + 2H₂O +4e- = 4OH^-
总反应式为：2H₂ + O₂ = 2H₂O  如果用硫酸做电解质呢？质子膜？融熔金属氧化物呢？融熔碳酸盐？
（2）甲烷燃料电池 用金属铂作电极，用KOH溶液作电解质溶液。其电极反应式为：
负极：CH₄ + 10 OH^- -8e-==CO₃^2-+7H₂O      正极：2O₂ + 4H₂O +8e- == 8OH^-
总反应式为：CH₄ + 2O₂ +2KOH==K₂CO₃+ 3H₂O    电解质用融熔碳酸盐？融熔金属氧化物呢？空气与CO₂的混合气为阴极助燃气。此处阴极是正极。以下3、4、5都可用融熔碳酸盐或融熔金属氧化物作电解质。
（3）甲醇燃料电池 是最近摩托罗拉公司发明的一种由甲醇和氧气以及强碱作为电解质溶液的新型手机电池，电量是现有镍氢电池或锂电池的10倍。其电极反应式为：
负极：2CH₄O + 16OH^- -12e-==2CO₃^2-+12H₂O     正极：3O₂ + 6H₂O +12e- == 12OH^-
总反应式为：2CH₄O + 3O₂ +4OH^-==2CO₃^2-+ 6H₂O
（4）固体氧化物燃料电池  该电池是美国西屋公司研制开发的，它以固体氧化锆—氧化钇为电解质，这种固体电解质在高温下允许O^2-在其间通过（其工作原理如右图所示）。其电极反应式为：
负极：2H₂ + 2O^2--4e- = 2H₂O     正极：O₂ +4e- = 2O^2-
总反应式为：2H₂ + O₂ = 2H₂O
（5）熔融盐燃料电池  该电池用Li₂CO₃和的Na₂CO₃熔融盐混合物作电解质，CO为阳极燃气，空气与CO₂的混合气为阴极助燃气，制得在650⁰C下工作的燃料电池。熔融盐燃料电池具有高的发电效率，因而受到重视。其电极反应式为：
负极：2CO+2CO₃^2--4e-==4CO₂        正极：O₂ + 2CO₂+4e- ==2CO₃^2-
总反应式为：2CO +O₂ ==2CO₂