2018年秋高中化學(xué) 主題4 物質(zhì)的制備 4.1 實(shí)驗(yàn)室制備日用化學(xué)品課件 魯科版選修6.ppt

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課題1實(shí)驗(yàn)室制備日用化學(xué)品,學(xué)習(xí)目標(biāo)1.了解肥皂的制備原理及實(shí)驗(yàn)操作。2.熟悉純堿的制備方案和實(shí)驗(yàn)實(shí)施過程。3.了解肥皂、純堿等去污原理。,一、肥皂的制備肥皂制備的活動(dòng)原理肥皂的主要成分是高級(jí)脂肪酸鈉，可由動(dòng)物脂肪或植物油與NaOH溶液發(fā)生皂化反應(yīng)制取。反應(yīng)的化學(xué)方程式為：,課前自主學(xué)案,自主學(xué)習(xí),反應(yīng)完成后，生成的_______________、_______和水形成了混合物。為了將高級(jí)脂肪酸鈉從混合物中分離出來，需要向其中加入飽和____________________以降低高級(jí)脂肪酸鈉的溶解度，使其從混合物中析出，浮到液面上。這個(gè)過程叫做_______。最后，將分離出的高級(jí)脂肪酸鈉與_________(如松香、硅酸鈉等)混合，再_______、_______，便可制得肥皂成品。,高級(jí)脂肪酸鈉,甘油,食鹽水(或食鹽細(xì)粒),鹽析,填充劑,成型,干燥,思考感悟1．簡(jiǎn)述肥皂去污原理。【提示】在洗滌過程中，污垢中的油脂與肥皂接觸后，高級(jí)脂肪酸根離子的烴基插入油污內(nèi)，而易溶于水的羧基部分伸在油污外面插入水中，這樣油污就被包圍起來，再經(jīng)摩擦、振動(dòng)，大的油污便分散成小油珠，最后脫離纖維織品分散到水中形成乳濁液，從而達(dá)到洗滌的目的。,二、純堿的制備1．純堿的制備活動(dòng)原理(1)碳酸鈉俗稱______、______，是一種常用的日用化學(xué)品。碳酸鈉易溶于水，水溶液呈堿性。在日常生活中常用它去掉做面食時(shí)發(fā)酵產(chǎn)生的酸味，也可用它洗滌餐具及沾有油污的衣物等。此外，碳酸鈉還是重要的化工原料，用于玻璃、造紙、紡織、石油精煉等工業(yè)生產(chǎn)。(2)工業(yè)上將二氧化碳和氨氣通入飽和食鹽水中制得___________，再煅燒___________使其轉(zhuǎn)化為碳酸鈉。反應(yīng)的化學(xué)方程式為：,純堿,蘇打,碳酸氫鈉,碳酸氫鈉,碳酸氫鈉,2．制備步驟(1)配制含氨的飽和食鹽水在100mL的錐形瓶中加入20mL______(體積比為1∶1)，再加入8g______,塞緊橡膠塞，振蕩幾分鐘，過濾除去不溶物，得到含氨的飽和食鹽水。(2)制備碳酸氫鈉按下圖組裝實(shí)驗(yàn)裝置，先檢查裝置的________，再向各儀器中加入相應(yīng)試劑，打開啟普發(fā)生器的活塞，開始制備碳酸氫鈉。實(shí)驗(yàn)過程中，要注意控制水浴溫度(30～35℃)和二氧化碳的通入速度(以出現(xiàn)能數(shù)得清的連續(xù)氣泡為宜)。,氨水,食鹽,氣密性,反應(yīng)結(jié)束后，把錐形瓶浸在_______中，使較多的碳酸氫鈉晶體析出，過濾，洗滌。,冷水,(3)制備碳酸鈉將制得的碳酸氫鈉轉(zhuǎn)移至________中，加熱至沒有水蒸氣逸出為止。(4)稱量產(chǎn)品質(zhì)量。,蒸發(fā)皿,思考感悟2．純堿去污(油脂)的反應(yīng)原理如何？,自主體驗(yàn),1．利用廚房用過的廢食用油，加入強(qiáng)堿共煮后可制得下列物質(zhì)中的()A．蠟燭B．機(jī)油C．肥皂D．面霜解析：選C。油脂的堿性水解反應(yīng)叫做皂化反應(yīng)，可以用于制造肥皂。,2．關(guān)于肥皂與合成洗滌劑的比較，下列說法正確的是(雙選)()A．肥皂可以在硬水中使用，而合成洗滌劑不行B．合成洗滌劑去污能力比肥皂強(qiáng)，適合洗衣機(jī)使用C．制造合成洗滌劑的原料便宜D．制造肥皂的原料便宜,解析：選BC。肥皂的有效成分為硬脂酸鈉，而C17H35COO－能與硬水中的Ca2＋、Mg2＋結(jié)合形成沉淀，而使C17H35COO－失去除污能力，降低了洗滌效果；合成洗滌劑為十二烷基苯磺酸鈉，其中所含的表面活性劑擁有更強(qiáng)的親水和親油基團(tuán)，去污能力更強(qiáng)；合成洗滌劑的原料主要是石油化工的副產(chǎn)品，比較便宜，而肥皂的原料為油脂，成本相對(duì)高一些。,3．在制小蘇打(NaCl＋CO2＋NH3＋H2O===NaHCO3↓＋NH4Cl)的操作中，應(yīng)在飽和食鹽水中()A．先通入CO2，達(dá)到飽和后再通入NH3B．先通入NH3，達(dá)到飽和后再通入CO2C．CO2和NH3同時(shí)通入D．以上三種方法都行解析：選B。CO2在NaCl溶液中溶解度小，先通NH3后溶液呈堿性，能溶解大量的CO2，生成大量的HCO，從而析出大量的NaHCO3晶體。,課堂互動(dòng)講練,1．在制備肥皂的實(shí)驗(yàn)中為什么要加入乙醇？答：在制備肥皂時(shí)加入乙醇，是因?yàn)榫凭饶苋芙鈮A，又能溶解油脂，是油脂和NaOH的共同溶劑，能使反應(yīng)物融為均一的液體，使皂化反應(yīng)在均勻的系統(tǒng)中進(jìn)行并且速率加快。,2．在制備肥皂的實(shí)驗(yàn)步驟1中，加入NaOH溶液的作用是什么？答：油脂在適量堿溶液中水解即生成高級(jí)脂肪酸鈉(肥皂)和甘油。加入NaOH溶液的作用，就是使油脂在堿性條件下水解，以制取肥皂。,3．在制備肥皂的實(shí)驗(yàn)步驟1中，加入飽和NaCl溶液的作用是什么？答：加入飽和NaCl溶液的作用，使高級(jí)脂肪酸鈉(肥皂)發(fā)生凝聚而從混合液中析出，并浮在表面，而皂化反應(yīng)的另一副產(chǎn)物甘油、未作用的堿和酒精能在NaCl溶液中溶解，得到質(zhì)地較好的肥皂。,4．如何檢驗(yàn)皂化是否完全？答：可以用玻璃棒蘸取幾滴樣品放在試管中，加入4～5mL水，將試管浸在熱水中或在火焰上加熱，并不斷振蕩。若混合物完全溶解，無油滴出現(xiàn)，表示皂化完全，否則說明皂化不完全。,5．如何鑒別礦物油和植物油？答：(1)在兩支試管中分別取兩種液體少許，然后向這兩支試管中分別滴加少許溴水，能使溴水退色的是植物油；不能使溴水退色，且分層的是礦物油。(2)在兩支試管中分別取兩種液體少許，然后加入NaOH溶液，共熱，如逐漸溶解且不分層的是植物油；如仍分為兩層的是礦物油。,可以判斷油脂皂化反應(yīng)基本完成的現(xiàn)象是()A．反應(yīng)液使紅色石蕊試紙變藍(lán)色B．反應(yīng)液使藍(lán)色石蕊試紙變紅色C．反應(yīng)后靜置，反應(yīng)液分為兩層D．反應(yīng)后靜置，反應(yīng)液不分層,【解析】由于油脂在發(fā)生皂化反應(yīng)時(shí)，向油脂中加入了NaOH溶液，反應(yīng)液始終呈堿性，所以A不能說明油脂是否水解完全；B是錯(cuò)誤的；反應(yīng)完全后，生成物為高級(jí)脂肪酸鈉、甘油、水的混合物，三者互溶為一體，不分層，故D正確?！敬鸢浮緿,【誤區(qū)警示】油脂是不溶于水的，反應(yīng)前油脂和NaOH溶液是分層的，反應(yīng)完成后，生成的高級(jí)脂肪酸鈉、甘油和水形成了混合物。加入食鹽鹽析后，才分層。,變式訓(xùn)練1(2011年泰安高二檢測(cè))油脂完全皂化后得到甘油和高級(jí)脂肪酸鈉的混合溶液，若要使高級(jí)脂肪酸鈉和甘油分離，可以采用的方法是()A．滲析B．分液C．蒸餾D．鹽析解析：選D。向混合溶液中加入食鹽粒，攪拌、靜置,高級(jí)脂肪酸鈉就會(huì)從混合物中以固體形式析出，浮在液面。,1．在實(shí)驗(yàn)室中，你將如何獲得二氧化碳？請(qǐng)確定所需要的試劑和儀器。答：獲得二氧化碳：利用化學(xué)反應(yīng)：CaCO3＋2HCl===CaCl2＋CO2↑＋H2O。所需試劑為：大理石、稀鹽酸；所需儀器為啟普發(fā)生器或其簡(jiǎn)易裝置。,2．在制得的二氧化碳中可能含有哪些雜質(zhì)？應(yīng)該怎樣除去？答：制得的二氧化碳中混有氯化氫氣體；使氣體通過水或飽和NaHCO3溶液，除去氯化氫。3．在實(shí)驗(yàn)過程中是否需要對(duì)尾氣進(jìn)行吸收？如需要，請(qǐng)你選擇合適的試劑并設(shè)計(jì)尾氣吸收裝置。答：需要對(duì)尾氣進(jìn)行吸收，因?yàn)橐莩龅陌睔饩哂写碳ば詺馕丁Ｓ孟×蛩嵛瘴矚?，為防止氨氣因溶解而倒吸，吸收裝置需使用倒扣的漏斗。,4．在加熱碳酸氫鈉制備碳酸鈉時(shí)，你將如何判斷分解反應(yīng)是否進(jìn)行完全？答：將加熱碳酸氫鈉裝置中的出氣導(dǎo)管置于石灰水中，導(dǎo)管口不再產(chǎn)生氣泡，則證明分解反應(yīng)進(jìn)行完全。,5．在制備碳酸氫鈉時(shí)，有的同學(xué)提供了下列三種實(shí)驗(yàn)方案，你認(rèn)為哪種方案最好？說明理由。方案1：分別將二氧化碳和氨氣通入飽和食鹽水中；方案2：將二氧化碳通入含氨的NaCl飽和溶液中；方案3：將氨氣通入含二氧化碳的NaCl飽和溶液中。,6．如何分離出碳酸氫鈉母液中含有的氯化銨和食鹽？答：可以向其中再加些食鹽，然后升溫蒸發(fā)水，再降溫，利用氯化銨的溶解度隨溫度變化較大的特性，同時(shí)并用結(jié)晶和鹽析兩種方法，達(dá)到析出氯化銨而氯化鈉留在溶液中的目的,使兩者分離。,某課外興趣小組同學(xué)，按照“侯氏制堿法”原理，設(shè)計(jì)了如下一套實(shí)驗(yàn)裝置：,實(shí)驗(yàn)室可供選用的藥品有：濃氨水、純堿、大理石、稀鹽酸、稀硫酸、熟石灰、氯化銨、氯化鈉。(1)A、D中最合適的試劑(填名稱)為：A____________；D__________。(2)本實(shí)驗(yàn)具體操作過程中，應(yīng)先通________氣體，再通________氣體，原因是___________________。(3)指出該裝置中的錯(cuò)誤(至少兩處)________________________________________。,(4)在改進(jìn)裝置后，該同學(xué)進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)所用的飽和NaCl溶液中含溶質(zhì)58.5g，實(shí)驗(yàn)最后得到無水碳酸鈉26.0g，則其產(chǎn)率為________；該同學(xué)針對(duì)其實(shí)驗(yàn)結(jié)果，認(rèn)真分析了造成損失的原因，發(fā)現(xiàn)其操作步驟并沒有錯(cuò)誤，則主要原因是_______________________________。(5)在“侯氏制堿法”工業(yè)生產(chǎn)中，原料的利用率高，大大降低了成本。請(qǐng)問本實(shí)驗(yàn)中哪些物質(zhì)可重復(fù)利用？______________。,【思路點(diǎn)撥】解答本題應(yīng)注意以下兩點(diǎn)：①侯氏制堿法的反應(yīng)原理；②裝置的連接和實(shí)驗(yàn)基本操作?！窘馕觥勘绢}借助侯氏制堿法，考查化學(xué)實(shí)驗(yàn)的一些基礎(chǔ)知識(shí)與基本技能：藥品的選用、操作過程分析、實(shí)驗(yàn)裝置評(píng)價(jià)等。由于CO2在水中溶解度小，所以實(shí)驗(yàn)中先制得NH3(左邊裝置)通入飽和食鹽水，右側(cè)再制得CO2通入被氨和食鹽飽和的水溶液中，可得碳酸氫鈉晶體，析出的碳酸氫鈉晶體加熱分解可得到純堿。,【答案】(1)氯化銨和熟石灰稀鹽酸(2)NH3CO2CO2在水中溶解度小，先通NH3至飽和，有利于NaHCO3析出(3)B、C之間缺少止水夾；B裝置應(yīng)與大氣相通，不能為密閉裝置；通NH3的導(dǎo)管不應(yīng)伸入液面以下(任填兩種即可)(4)49.0%NaHCO3在水中有較大的溶解度，未能全部沉淀出來(5)CO2、NaCl,變式訓(xùn)練2閱讀下列短文：我國(guó)化工專家侯德榜先生發(fā)明的“侯氏制堿法”的基本原理是：在濃氨水中通入足量的二氧化碳生成一種鹽，然后在此鹽溶液中加入細(xì)的食鹽粉末，由于碳酸氫鈉在該狀態(tài)下溶解度很小，呈晶體析出。同時(shí)由于大部分酸式碳酸鹽不穩(wěn)定，加熱后容易轉(zhuǎn)變?yōu)檎}、水和二氧化碳，所以將析出的碳酸氫鈉加熱分解即可制得純堿。根據(jù)以上敘述，簡(jiǎn)要地回答下列問題。,(1)用上述方法進(jìn)行時(shí)，所用的起始原料是哪些物質(zhì)？它們的化學(xué)式分別是_________________。(2)最終產(chǎn)品是哪些物質(zhì)？它們的化學(xué)式分別是__________________________。(3)有人認(rèn)為侯氏制堿法的優(yōu)點(diǎn)有四：①生產(chǎn)過程中部分產(chǎn)品可作為起始原料使用；②副產(chǎn)品是一種可利用的氮肥；③反應(yīng)不需要加熱，可以節(jié)約能源；④副產(chǎn)品不會(huì)造成環(huán)境污染。你認(rèn)為其中正確的是________。,解析：此題中主要給出三個(gè)信息：(1)第二個(gè)反應(yīng)產(chǎn)物是碳酸氫鈉；(2)在此狀態(tài)下碳酸氫鈉溶解度很小，可以以晶體形式析出；(3)碳酸氫鈉加熱時(shí)不穩(wěn)定，易分解。該題的解題難點(diǎn)：一是二氧化碳既是原料又是產(chǎn)品；二是根據(jù)第二個(gè)反應(yīng)產(chǎn)物是碳酸氫鈉,推斷第一個(gè)反應(yīng)的產(chǎn)物是碳酸氫銨；三是碳酸氫銨與食鹽可以發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)。如何利用信息處理問題？難點(diǎn)①答題時(shí)只要前后聯(lián)想,則不易造成失誤；難點(diǎn)②掌握復(fù)分解反應(yīng)的概念，其實(shí)質(zhì)是互換成分，依信息則可推出反應(yīng)物之一是碳酸氫銨；難點(diǎn)③學(xué)生一般認(rèn)為鈉鹽易溶于水，難將碳酸氫鈉可以以晶體形式析出聯(lián)系在一起。答案：(1)NH3、H2O、CO2、NaCl(2)Na2CO3、NH4Cl(3)①②④,化學(xué)實(shí)驗(yàn)的“綠色化”1．綠色化學(xué)的含義：綠色化學(xué)又稱環(huán)境友好化學(xué)或清潔化學(xué)，是從源頭上防止污染產(chǎn)生或把化學(xué)過程對(duì)環(huán)境的負(fù)面影響降低到最低程度的化學(xué)。2．綠色化學(xué)的要求：①原料和產(chǎn)品無害；②在化學(xué)過程中不產(chǎn)生“三廢”或使“三廢”降低到最低程度。,探究整合應(yīng)用,3．化學(xué)實(shí)驗(yàn)綠色化的五條途徑(1)開發(fā)綠色實(shí)驗(yàn)。如實(shí)驗(yàn)室用H2O2分解制O2代替KClO3分解法，實(shí)現(xiàn)了原料和反應(yīng)過程的綠色化。(2)防止實(shí)驗(yàn)過程中尾氣、廢物等對(duì)環(huán)境的污染，實(shí)驗(yàn)中有危害性氣體產(chǎn)生時(shí)要加強(qiáng)尾氣吸收，對(duì)實(shí)驗(yàn)產(chǎn)物盡可能再利用等。(3)在保證實(shí)驗(yàn)效果的前提下，盡量減少實(shí)驗(yàn)試劑的用量，使實(shí)驗(yàn)小型化、微型化。,(4)對(duì)于危險(xiǎn)或反應(yīng)條件苛刻，污染嚴(yán)重或儀器、試劑價(jià)格昂貴的實(shí)驗(yàn)，可采用計(jì)算機(jī)模擬化學(xué)實(shí)驗(yàn)或觀看實(shí)驗(yàn)錄像等辦法。(5)妥善處置實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生的廢物，防止污染環(huán)境。4．原子經(jīng)濟(jì)性：最理想的“原子經(jīng)濟(jì)”是指反應(yīng)物的原子全部轉(zhuǎn)化到期望的最終目標(biāo)產(chǎn)物中，達(dá)到原子利用率為100%。5．符合“綠色化學(xué)”要求的化學(xué)反應(yīng)：化合反應(yīng)、加成反應(yīng)、加聚反應(yīng)。,