1. 如何除掉酯中异辛醇的气味很难用加水抽真空减压蒸馏把异辛醇洗干净,气味很难闻,活性炭等物理吸附效果
高级脂肪酸异辛酯中还含有少量异辛醇,依你所述应是液体状态、对水也相对内稳定,要除去干净,有两种试验容方法:
(1)选择合适型号的分子筛吸附除去,因为两者的分子大小不同,分子筛可以加热再生使用;
(2)酯在水中溶解度通常低于醇,因为醇有氢键作用,多次水洗,会获得一定的效果,或者适当提高水温,洗后的水可以用活性炭吸附处理,重复使用。
2. 初中化学实验总结和实验的操作步骤 要全初中的
(一)实验知识点提要
1、常用化学仪器的名称、用途及使用时的注意事项
针对考核的基本要求,可根据仪器的用途及功能进行分类,在分类中进行比较,在比较中加深印象.
能加热的仪器:试管、蒸发皿、烧杯(间接加热).
用于计量的仪器:托盘天平、量简.
用于夹持的仪器:铁架台、试管夹.
用于加热的仪器:酒精灯.
用于滴加少量液体的仪器:胶头滴像
用于收集和贮存少量气体的仪器:集气瓶,
用于分离少量物质的仪器:漏斗.
用于搅拌和引流的仪器:玻璃棒.
2.八项重要的基本操作
八项重要的基本操作是:药品的取用、物质的加热、仪器装置的连接、装置气密性的检查、过滤、蒸发、玻璃仪器的洗涤、溶液的配制等.复习时,应重点掌握每项操作的方法、涉及到的仪器及操作的注意事项,特别要注意对操作失败原因的分析.
3.实验室规则和安全常识
安全意识是公民科学素质的重要组成部分.实验室所用的药品,很多是易燃、易爆、有腐蚀性或有毒的,因此在使用时一定要严格遵照有关规定和操作规则,保证安全.为此,要注意以下三类.
严格遵守实验室“三不准”原则;
注意药品的用量;
对可燃气体(H2、CO、CH4)的性质实验,一定要注意可燃气体的纯度,以防发生爆炸;有毒气体(CO)的实验应在通风橱中进行,尾气应用适当的方法处理,以防污染空气.
4.气体的制备
实验室制取气体及其性质实验,是属于基本操作的简单综合实验.复习时,可从所需药品、反应原理、选用的仪器装上、收集方法、验满或验纯以及注意事项等方面进行归纳总结.通过对比制气装置和收集装置,突出气体的个性及几种气体的共性,提高记忆效果.
有关气体制备.
(1)气体的发生装置
根据所用反应物的状态和反应条件,可分为两类:
(2)气体的收集装置
根据气体的溶解性及密度,选择用排水法(气体难溶于水)或向上排空气法(气体密度比空气大)、向下排空气法(气体密度比空气小)进行收集.
(说明:排空气集气法中的“向上”或“向下”不是指瓶口的取向,而是指空气从瓶中被排出的流向)
(3)集气瓶的多种用途
①集气瓶:收集密度比空气大的气体,气体流向是。长进短出。
比空气轻的气体气体流向为“短进长出”.若瓶中盛满水,则由短管进气排出水,收集难溶于水的气体.
②量气瓶:定量收集量取气体体积的实验装置,气体“短进长出”.
③储气瓶:先排水集气后,使用气体时,用高位水(或接水龙头)将瓶内气体压出,水从长管进,气体从短管出.
④洗气瓶:瓶内放适量液体试剂(约l/3)用于气体的干燥(除去水蒸气)、净化(吸收杂质)或性质实验(检验某气体存在或验证某气体性质),则应“长进短出”.
(4)装置气密性的检查
不论是何种气体的制备,都要先检查装置的气密性.
(5)防倒吸
用排水集气法将气体集满后,应先从水槽中取出导管,再熄灭酒精灯.
(6)棉花团的作用
用 KMnO4分解制取O2时,应将棉花团置于大试管口处,以防止 KMnO4粉末从导管口喷出。
5、物质的检验
物质的检验涉及对物质的鉴定、鉴别和推断等多个方面.其主要内容包括:几种气体(O2、H2、CO2、CO、CH4)的检验;碳酸盐(或CO32-)的检验,盐酸、硫酸、氢氧化钠、氢氧化钙的鉴别等.复习时一定要熟悉有关物质的性质,尤其对一些有色特征溶液、特征沉淀及有关反应产生的特征现象要有清楚的认识,这是解答这类问题的基础和关键.
6.物质的分离和提纯
物质的分离和提纯方法,可分为物理方法和化学方法两大类.物理方法主要包括:过滤、蒸发、结晶等.化学方法主要有:直接加热法(如除去KCl中混有的少量K2CO3),碱化法(如用NaOH溶液除去CO中混有的少量CO2),酸化法(如用稀盐酸除去NaCl中混有的少量Na2CO3),置换法(如用铁粉除去FeSO4中混有的少量CuSO4),沉淀法(如用BaCl2除去盐酸中混有的少量硫酸)等.
对于物质的提纯和分离,不论用何种方法都应遵循以下原则:除去杂质的过程中不能引人新的杂质;
所选试剂一般只能跟杂质起反应;反应后的生成物必须容易分离(最好是转化为沉淀或气体).
(二)典型的题解析
〔例1〕(1)实验室要制取并收集得到较纯净的氧气和氢气,有两项操作是完全相同的两项操作是 和
(2)甲、乙两同学在实验室分别制取氨气和硫化氢气体.甲同学用加热氯化控和熟石灰的固体混合物制取氨气,乙同学用固体硫化亚铁和稀硫酸反应制取硫化氢气体.又知:氨气极易溶于水,密度比空气小;硫化氢气体可溶于水,密度比空气大.请回答:
①甲、乙两同学选取的气体发生装置 (填“相同”或“不同”),理由是
②氨气用 法收集,硫化氢用 法收集.
【解析】(1)制取任何气体时,首先要检查装置的气密性.要收集得较纯净的气体,根据O2和H2在溶解性上的相似性,都能用排水集气法收集.
(2)气体发生装置的选取,需根据反应物的状态和反应条件来考虑,制取氨气的反应物都是固体,且需加热;而制取硫化氢气体所用的硫化亚铁是固体,稀硫酸是液体,且反应在常温下即可进行.所以,甲、乙两同学选取的气体发生装置不同.由于氨气易溶于水,硫化氢可溶于水,故两种气体都不能用排水集气法收集,只能用排空气集气法收集.
答案:(1)检查装置气密性和排水集气法收集气体.(2);①不同.理由是,所用反应物的状态及反应条件不同;②向下排空气。向上排空气.
[例2]有一瓶气体,它由H2、CO2、CO、CH4中的一种或几种组成.用它进行以下实验:
将气体通过足量澄清石灰水,未见出现沉淀.在导管口将气体点燃,气体安静燃烧;用一个冷而干燥的烧杯罩在火焰上,烧杯壁上出现水珠;把烧杯迅速翻转,注人少量澄清石灰水,石灰水变浑浊.用化学式填空回答:
(1)气体中一定没有
(2)气体的组成可能是
[例3]要除去下列物质中混有的少量杂质(括号内物质为杂质),选择适当的试剂和方法填人横线内.
(1)KOH(K2CO3)_;
(2)BaCl2(CuCl2)_;
(3)CuO(KNO3)_;
(4)MnO2(C粉)
【解析】混合物的分离必须遵循:除杂中不能引人新的杂质,所造试剂一般只和杂质起反应,且反应后最好转化为易分离的沉淀或气体.试剂的选择:以杂质为出发点,结合杂质物质与主要成分物质在组成、性质上的差异即可筛选出所用试剂.要顺利完成混合物的分离,往往是物理、化学方法等多种方法并用.
[例4] 现有稀硫酸、稀盐酸、氢氧化钡、碳酸钠四瓶失去标签的溶液.分别编号为A、B、C、D.为了鉴别它们.分别取样两两混合.实验结果如图所示.“一” 表示无明显现象;“↓” 表示有沉淀生成,“↑”表示有气体生成,推断:
(1)B、D溶液中的溶质(写化学式)B .D
(2)写出下列物质反应的化学方程式:
A十B ,
C十D
[解析]这是一道物质性质型的实验推断题.熟悉并记某些有色特征溶液,特征沉淀及有关反应产生的特征现象是解答此类问题的基础和关键.只要以这些特征现象或特征物质为突破口,各个击破,就能迅速、准确地解决此类问题.本题以图表给出信息,为便于分析可结合图表内容写出以下6个简要反应式:①A+B——↑,②A+C——↓,③A+D——无现象(无现象不等于不反应),④B+C——↓,⑤B+D——↑。③C+D——无现象.分析6个反应并结合四种溶液的组成可知:①、⑤两个反应必是盐酸与NaCO3溶液、稀硫酸与NaCO3溶液反应产生CO2方气体,共同的反应物是B所以B应是NaCO3溶液.从④可推出能与NaCO3溶液反应生成沉淀的只能是Ba(OH)2溶液,C是Ba(OH)2溶液.再从②推出A应是稀硫酸,余下的③、③能证明D是稀盐酸.
[例5]实验室用铁、氧化钢、硫酸为原料制取铜,某同学设计了两个实验方案:
A:Fe H2SO4—→ H2CuO—→Cu
B:CuO H2SO4—→ CuSO4 Fe—→ Cu
两个实验方案中,最好的是,理由是 .
[解析]这是一道实验方案的评价性试题.方案的评价主要从三方面考虑:①方案的可行性:主要指理论上是否科学合理,操作是否简便易行.经济角度:主要看是否节约试剂.环保角度:主要看是否有利于环保.此题中的A、B两种方案从原理上看都是可行的.但A方案中用Fe和H2SO4反制H2消耗的Fe、H2SO4等原料较多,其次H2还原CuO 需加热,装置和操作较复杂,而B方案中的反应都是在常温下即可进行的,操作要容易得多
【例7】设计一个简单的家庭小实验,证明鸡蛋壳的主要成分是碳酸盐.
[解析]这是一道解决实际问题的简单实验设计题,源于教材第五章的一个家庭小实验.设计实验首先要弄清化学原理,然后根据条件选择药品和实验装置,拟定操作步骤,最后动手进行实验.证明鸡蛋壳含碳酸盐比较容易,只要用鸡蛋壳与酸作用,有二氧化碳放出(用澄清石灰水检验)便能证明.但要证明鸡蛋壳的主要成分是碳酸盐,便有一个量的问题.因此,在实验中蛋壳取量不能多,加人的酸则必须足量,直至反应不再有气体产生,反应完全后,若残留的固体量很少,才能充分证明.其次要考虑家里不易找到规范实验仪器,要选择代用品,用玻璃杯代替试管作反应器,用蘸有澄清石灰水的玻璃片作检验二氧化碳的装五,并注意操作程序,确保安全.
答案:(1)取少量洁净的碎鸡蛋壳放人小玻璃杯中,然后加人一些盐酸,立即用蘸有澄清石灰水的玻璃片盖住,可以看到鸡蛋壳上有大量气泡生成,玻璃片上的澄清石灰水变浑浊,可见生成的气体是二氧化碳,证明鸡蛋壳中合碳酸盐.(2)取下玻璃片,继续加人盐酸,直至不再有气体产生,此时看到玻璃杯中残留固体很少,可以证明鸡蛋壳的主要成分是碳酸盐.
[例7]访完成鉴别稀硫酸、稀盐酸、氯化钠三种溶液的实验报告.
供选试剂有:紫色石蕊试液、无色酚酞试液、硝酸银溶液、氯化钡溶液、碳酸钠溶液
实验内容与步骤
观察到的现象
结论、化学方程式
(1)用三支试管分别取适量的三种溶液,各
滴入几滴紫色石蕊试液,振荡,观察现象
(2)
【解析】这是一道考查学生对物质鉴别和实验报告的书写能力的综合试题.实验报告的填写,叙述要简练,所用试剂要明确,操作步骤尽可能简捷,结论应与实验现象相对应.本题待鉴别物质中:硫酸和盐酸的鉴别要以硫酸的鉴别为出发点选择试剂.(如先考虑用AgNO3鉴别盐酸将会出现干扰现象,从而影响硫酸的鉴别).
实验内容与步骤
观察到的现象
结论、化学方程式
1.(略)
一支试管中溶液呈紫色另两支试管中溶液呈红色
溶液呈紫色的试管中原溶液是NaCl溶液
2.另取二交试管分别取余下两
种溶液适量,各滴入少量BaCl2
溶液,振荡
一支试管中出现白色沉淀,另一支试管中无明显现象
有白色沉淀生成的原溶液是稀硫酸
H2SO4+BaCl2==BaSO4↓+2HCl
无明显现象的原溶液是稀盐酸
[例10]某校化学课外兴趣小组的同学,用废墨水瓶、单孔胶塞、T型玻璃管、医用一次性输液管(带针头及控液问)、小气球等用品制作了一个“多功能”气体发生器.如图所示.该装置不但能进行某些气体的制取,而且还能进行气体的某些性质实验.根据以上所述,请思考并回答:如何用该装置完成N重要性质的实验阿燃性、还原性、密度),写出操作步骤及现象.
[解析]这是一道以实验原理为依托,代用品实验装置为载体考查学生思维能力、实验动手能力、灵活应用知识能力的实验题.解答这类问题的关键是掌握实验原理(反应原理、装置原理、操作原理),并结合现有实验环境及条件去考虑,即可顺利解答.
答案:(1)检查装置气密性后,往T型玻璃管右端放人少量CuO粉末 (CuO粉末两端可放少许耐热的玻璃丝或石棉,以防CtlO被氢气流吹走),墨水瓶中放人适量的锌粒和稀硫酸并用胶塞塞紧.
(2)打开控气阀通氢气一段时间后,在针头处点燃氢气 并可看到产生淡蓝色火焰(金属针头无干扰成分又能防止回 火,避免H2不纯而引起爆炸).
(3)将针头火焰移至玻璃管下方CuO粉处加热,一段时后玻璃管内黑色的 CuO粉末逐渐变为光亮的红色(实验操作装置图如图30).
(4)关闭控制阀,气体进人小气球并逐渐膨胀变大,取 下气球用线系住放飞,即可顺利完成H2可燃性、还原性、密度等性质的验证.
(4学实验)
1.选择题(每小题只有一个答案符合题意)
(1)下列仪器中,可与烧瓶、试管、蒸发皿归为一类的是()
A、漏斗 B、量筒 C、集气瓶 D、烧杯 2、有四瓶无色气体,分别是空气、氢气、氧气和二氧化碳,一次就能鉴别出它们的物质是
A、带有火星的木条 B、澄清的石灰水
C、燃烧着的木条 D、紫色石蕊试液
3、描述锌和盐酸反应的现象较贴切的是()
A、有大量氢气生成 B、溶液剧烈沸腾
C、锌表面放出大量气泡,锌逐渐溶解
D、有大量气泡从溶液里逸出后变成氢气
4、氢气还原氧化钢的实验步骤有:①向氢气发生装置装人药品;②往盛有CuO的试管中通 入H2;③停止通H2;④停止加热;⑤加热试管;⑥检查装置的气密性;⑦检验N的纯度.下列表示操作顺序正确的一组是()
(A)⑥①⑦②⑤④③ (B)①⑥⑦②③④⑤
(C)⑥①⑤⑦②③④ (D)①⑥⑦⑤②③④
5、用托盘天平称量药品,右盘上的硅码为5克,游码在0.4克的位置上,指针指向最右端,所称药品质量是()
A、5.4克 B、不足5.4克 C、超过5.4克 D、4.6克
6、玻璃仪器内壁附着的下列物质,不能用稀盐酸浸泡除去的是()
A、盛石灰水后留下的白膜 B、试管内壁上附着的铁锈
C、用氢气还原氧化钢后留下的红色固体
D、氯化铁与氢氧化钠溶液反应后留下的红褐色固体
7、某学生的实验报告册中有以下实验数据,其中正确的是()
A、用 10mL量筒量取 6.25mL稀硫酸
B、用广泛pH试纸测得溶液的pH为3.5
C、用托盘天平称取7.9g氧化铜粉
D、温度计上显示的室温读数为25.68℃
8、在实验室做化学实验,发生下列事故时,处理方法正确的是()
A、衣服沾上大量浓氢氧化钠溶液,需将此衣服浸没在盛有水的面盆中
B、皮肤上溅上浓硫酸,用水冲洗
C、不慎将酸液溅到眼中,应立即闭住眼睛,流出眼泪将酸液带出
D、实验桌上酒精灯倾翻,酒精流在桌面上并着火,立即用湿抹布扑灭
9、食醋是醋酸的稀溶液.某同学准备在家中进行验证食醋具有酸的某一条通性的实验,他选择了下列物质,其中不能达到目的的是()
A、木炭 B、大理石 C、铁钉 D、铁锈
二、填空题
(1)实验室里所用的药品很多是有腐蚀性或有毒的.在使用药品时为了保证安全,必须注意做到“三不准”,不准 , 不准 ,不准 .
(2)液体药品通常存放在、瓶里,取用时先把瓶塞拿下、在桌面上;倾到药液时,瓶子的标签应,其原因是 .
(3)某同学用托盘天平称取干燥的固体药品2.3g,称量完后才发现,药品和破码的位置放颠倒了,此时,所称药品的实际质量是
(6)实验室欲配制 50g质量分数为 5%的 NaCl溶液,请回答下列问题
①该实验的操作步骤为
②甲同学在用托盘天平称量食盐时,食盐和祛码的位置放颠倒,这将导致所配制溶液的质量分数.(填“偏大”、“偏小”、“不变”,下同);乙同学用量筒量取水的体积时仰视读数,这将导致所配制溶液的质量分数
三.筒答题
(1)如果用滴管取1/3mL的液体于试管中,应如何操作?
(2)“氧气的制取和性质”实验课里,某学生取一根纱窗细铁丝在自己收集到的氧气中做铁丝在氧气里燃烧的实验,结果没有观察到“火星四射”等实验现象.此实验失败的原因之一可能是 .
3. 急求:高中生物选修课本《生物技术实践》的知识梳理(考点梳理),山东用的,谢谢了。
课题1 果酒和果醋的制作
一、实验原理
1.酵母菌的细胞呼吸
酵母菌进行有氧呼吸大量繁殖,表达式为:C6H12O6+O2→CO2+H2O+能量
酵母菌进行无氧呼吸产生酒精和二氧化碳,表达式为:C6H12O6→C2H5OH+CO2+能量
2.酵母菌发酵的最佳环境
酵母菌在有氧和无氧的条件下都能生活:在有氧时,酵母菌大量繁殖,但是不起到发酵效果;在无氧时,繁殖速度减慢,但是此时可以进行发酵。在利用酵母菌发酵时最好是先通入足够的无菌空气在有氧环境下一段时间使其繁殖,再隔绝氧气进行发酵。20℃左右最适合酵母菌繁殖,酒精发酵的最佳温度是在18℃~25℃,pH最好是弱酸性。
3.醋酸菌好氧性细菌,当缺少糖源时和有氧条件下,可将乙醇(酒精)氧化成醋酸。表达式为:C2H5OH→CH3COOH+H2O;当氧气、糖源都充足时,醋酸菌将葡萄汁中的糖分解成醋酸。
醋酸菌生长的最佳温度是在30℃~35℃
二、实验步骤
1.对发酵瓶、纱布、榨汁机、盛葡萄汁的器皿等实验用具进行清洗并消毒。先用温水反复冲洗几次,再用体积分数为75%的酒精擦拭消毒,晾干待用。
2. 取葡萄500 g,去除枝梗和腐烂的子粒。
3. 用清水冲洗葡萄1~2遍除去污物,注意不要反复多次冲洗。
4. 用榨汁机榨取葡萄汁后,将其装入发酵瓶中或将葡萄打成浆后,用洁净的纱布过滤至发酵瓶中,盖好瓶盖。如果没有合适的发酵装置,可以用500 mL的塑料瓶替代,但注入的果汁量不要超过塑料瓶总体积的2/3。
5. 将发酵瓶置于适宜的温度下发酵。
6. 由于发酵旺盛期CO2的产量非常大,因此需要及时排气,防止发酵瓶爆裂。如果使用简易的发酵装置,如瓶子(最好选用塑料瓶),每天要拧松瓶盖2~4次,进行排气。
7. 10 d以后,可以开始进行取样检验工作。例如,可以检验酒味、酒精的含量、进行酵母菌的镜检等工作。
8. 当果酒制成以后,可以在发酵液中加入醋酸菌或醋曲,然后将装置转移至30~35 ℃的条件下发酵,适时向发酵液中充气。如果找不到醋酸菌菌种或醋曲,可尝试自然接种,但效果不是很好。如果没有充气装置,可以将瓶盖打开,在瓶口盖上纱布,以减少空气中尘土等的污染。
三、注意事项
请分析此装置中的充气口、排气口和出料口分别有哪些作用。为什么排气口要通过一个长而弯曲的胶管与瓶身连接?结合果酒、果醋的制作原理,你认为应该如何使用这个发酵装置?
充气口 排气口
出料口
答:充气口是在醋酸发酵时连接充气泵进行充气用的;排气口是在酒精发酵时用来排出CO2的;出料口是用来取样的。排气口要通过一个长而弯曲的胶管与瓶身连接,其目的是防止空气中微生物的污染。使用该装置制酒时,应该关闭充气口;制醋时,应将充气口连接气泵,输入氧气。
课题2 腐乳的制作
一、 实验原理
1.参与豆腐发酵的微生物有青霉、酵母、曲霉、毛霉等多种,其中起主要作用的是毛霉。
2.毛霉是一种丝状真菌,常见于土壤、水果、蔬菜、谷物上,具有发达的白色菌丝。
3.毛酶等微生物产生的蛋白酶能将豆腐中的蛋白质分解成小分子的肽和氨基酸;脂肪酶可将脂肪分解成甘油和脂肪酸。
二、实验步骤
1.将豆腐切成3cm×3cm×1cm的若干块。所用豆腐的含水量为70%左右,水分过多则腐乳不易成形。
2.将豆腐块平放在铺有干粽叶的盘内,粽叶可以提供菌种,并能起到保温的作用。每块豆腐等距离排放,周围留有一定的空隙。豆腐上面再铺上干净的粽叶。气候干燥时,将平盘用保鲜膜包裹,但不要封严,以免湿度太高,不利于毛霉的生长。
3.将平盘放入温度保持在15~18 ℃的地方。毛霉逐渐生长,大约5 d后豆腐表面丛生着直立菌丝。
4.当毛霉生长旺盛,并呈淡黄色时,去除包裹平盘的保鲜膜以及铺在上面的粽叶,使豆腐块的热量和水分能够迅速散失,同时散去霉味。这一过程一般持续36 h以上。
5.当豆腐凉透后,将豆腐间连接在一起的菌丝拉断,并整齐排列在容器内,准备腌制。
6.长满毛霉的豆腐块(以下称毛坯)与盐的质量分数比为5∶1。将培养毛坯时靠近平盘没长直立菌丝的一面统一朝向玻璃瓶边,将毛坯分层盘立摆放在容器中。分层加盐,并随层加高而增加盐量,在瓶口表面铺盐厚些,以防止杂菌从瓶口进入。约腌制8 d。
〔注〕用盐腌制时,注意盐都用量。盐的浓度过低,不足以抑制微生物生长,可能导致豆腐腐败变质;盐的浓度过高,会影响腐乳的口味。
7.将黄酒、米酒和糖,按口味不同而配以各种香辛料(如胡椒、花椒、八角茴香、桂皮、姜、辣椒等)混合制成卤汤。卤汤酒精含量控制在12%左右为宜。
〔注〕酒精含量的高低与腐乳后期发酵时间的长短有很大关系。酒精含量越高,对蛋白酶的抑制作用也越大,使腐乳成熟期延长;酒精含量过低,蛋白酶的活性高,加快蛋白质的水解,杂菌繁殖快,豆腐易腐败,难以成块。
8.将广口玻璃瓶刷干净后,用高压锅在100 ℃蒸汽灭菌30 min。将腐乳咸坯摆入瓶中,加入卤汤和辅料后,将瓶口用酒精灯加热灭菌,用胶条密封。在常温情况下,一般六个月可以成熟。
三、注意事项
1.酿造腐乳的主要生产工序是将豆腐进行前期发酵和后期发酵。前期发酵所发生的主要变化是毛霉在豆腐(白坯)上的生长。发酵的温度为15~18 ℃,此温度不适于细菌、酵母菌和曲霉的生长,而适于毛霉慢慢生长。毛霉生长大约5 d后使白坯变成毛坯。前期发酵的作用,一是使豆腐表面有一层菌膜包住,形成腐乳的“体”;二是毛霉分泌以蛋白酶为主的各种酶,有利于豆腐所含有的蛋白质水解为各种氨基酸。后期发酵主要是酶与微生物协同参与生化反应的过程。通过腌制并配入各种辅料(红曲、面曲、酒酿),使蛋白酶作用缓慢,促进其他生化反应,生成腐乳的香气。
2.毛霉是一种低等丝状真菌,有多个细胞核,进行无性繁殖。毛霉是食品加工业中的重要微生物,它可以产生能够分解大豆蛋白的蛋白酶,常用于制作腐乳和豆豉。
课题3 探讨加酶洗衣粉的洗剂效果
一、实验原理
1.加酶洗衣粉是指含有酶制剂的洗衣粉,目前常用的酶制剂有四类:蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶和纤维素酶,其中,应用最广泛、效果最明显的是碱性蛋白酶和碱性脂肪酶。
2.碱性蛋白酶能将血渍、奶渍等含有的大分子蛋白质水解成可溶性的氨基酸或小分子的肽,使污迹从衣物上脱落。脂肪酶、淀粉酶和纤维素酶也能分别将大分子的脂肪、淀粉和纤维素水解为小分子物质,使洗衣粉具有更好的去污能力。
3.在本课题中,我们主要探究有关加酶洗衣粉的三个问题:一是普通洗衣粉和加酶洗衣粉对衣物污渍的洗涤效果有什么不同;二是在什么温度下使用加酶洗衣粉效果最好,三是添加不同种类的酶的的洗衣粉,其洗剂效果有哪些区别。
二、实验步骤
1探究用加酶洗衣粉与普通洗衣粉洗涤的效果的不同
①在2个编号的烧杯里,分别注入500mL清水。
②取2块大小相等的白棉布,用滴管在每块白布上分别滴上等量的墨水,分别放入烧杯里,用玻璃棒搅拌。
③将2个烧杯分别放入同等温度的温水中,保温5分钟。
④称取5克加酶洗衣粉和5克普通洗衣粉2份,分别放入2个烧杯中,用玻璃棒均匀搅拌。保温10分钟。
⑤观察并记录2个烧杯中的洗涤效果
2探究用加酶洗衣粉洗涤的最佳温度条件
①在3个编号的烧杯里,分别注入500mL清水。
②取3块大小相等的白棉布,用滴管在每块白布上分别滴上一滴食用油、鸡血、牛奶,分别放入烧杯里,用玻璃棒搅拌。
③将3个烧杯分别放入50摄氏度的热水、沸水和冰块中,保温5分钟。
④称取5克加酶洗衣粉3份,分别放入3个烧杯中,用玻璃棒均匀搅拌。保温10分钟。
⑤观察并记录3个烧杯中的洗涤效果。
3探究不同种类的加酶洗衣粉洗涤的效果
污染物 蛋白酶洗衣粉 脂肪酶洗衣粉 复合酶洗衣粉 普通洗衣粉
油渍
汗渍
血渍
观察并记录四种洗衣粉分别洗涤三种污染的洗涤效果。
三、注意事项
1.变量的分析和控制
影响加酶洗衣粉洗涤效果的因素有水温、水量、水质、洗衣粉的用量,衣物的质料、大小及浸泡时间和洗涤的时间等。在这些因素中,水温是我们要研究的对象,而其他因素应在实验中保持不变。选择什么样的水温进行实验需要实验者根据当地一年中的实际气温变化来确定水温,通常情况下,冬季、春季、秋季和夏季可分别选取5 ℃、15 ℃、25 ℃和35 ℃的水温,因为这4个水温是比较符合实际情况的,对现实也有指导意义。
2.洗涤方式和材料的选择。
在洗涤方式中有机洗和手洗两种方式,应考虑其中哪一种比较科学?哪一种更有利于控制变量?再有,洗衣机又可以分为半自动和全自动两种,相比之下,采用全自动洗衣机比较好,并且应该尽量使用同一型号小容量的洗衣机,其机械搅拌作用相同。关于洗涤材料的选择也有一些讲究。用衣物作实验材料并不理想,这是因为作为实验材料的衣物,其大小、颜色、洁净程度等应该完全一致,而这并不容易做到;此外,人为地在衣物上增加污物,如血渍、油渍等,也令人难以接受。因此,选用布料作为实验材料比较可行。在作对照实验时,可以控制布料的大小、颜色以及污物的量,使其相同;同时,也便于洗涤效果的比较。
3.水量、水质和洗衣粉用量的问题。
水的用量和布料的大小是成正比的。做实验用的布料不易过大,水量不易过多,但应该让布料充分浸泡在水中。水量和洗衣粉的用量可以参考下表。实验时可根据表中的数据换算出实际用量。如果在实验中使用手洗的方法,如课本中图4-4所示,使用1 000 mL的烧杯作为容器,可以用500 mL的水,洗衣粉的用量可以用1 g或1.5 g。
洗涤方式 机洗 手洗
水量 0.5 L 0.5 L
洗衣粉量 0.5 g 1 g或1.5 g
其他相关问题简述如下。实验中可以用滴管控制污物的量,待污物干燥后再进行实验;布料应放在洗衣粉溶液中浸泡相同的时间;采用玻璃棒或筷子搅拌的方式模拟洗衣过程;模拟搅拌的时间、次数和力量应基本相同。
课题4 酵母细胞的固定化
一、实验原理
1.使用固定化酶技术,将这种酶固定在一种颗粒状的载体上,再将这些酶颗粒装到一个反应柱内,柱子底端装上分布着许多小孔的筛板。酶颗粒无法通过筛板的小孔,而反应溶液却可以自由出入。生产过程中,将葡萄糖溶液从反应柱的上端注入,使葡萄糖溶液流过反应柱,与固定化葡萄糖异构酶接触,转化成果糖,从反应柱的下端流出。反应柱能连续使用半年,大大降低了生产成本,提高了果糖的产量和质量。
2.固定化酶和固定化细胞是利用物理或化学方法将酶或细胞固定在一定空间内的技术,包括包埋法、化学结合法和物理吸附法。一般来说,酶更适合采用化学结合法和物理吸附法固定,而细胞多采用包埋法固定化。这是因为细胞个大,而酶分子很小;个大的难以被吸附或结合,而个小的酶容易从包埋材料中漏出。
固定化酶优点:使酶既能与反应物接触,又能与产物分离,还可以被反复利用。
固定化细胞优点:成本更低,操作更容易,可以催化一系列的化学反应。
二、实验步骤
1。细胞的活化
称取lg干酵母,放入50 mL的小烧杯中,加人蒸馏水10 mL,用玻璃棒搅拌,使酵母细胞混合均匀,成糊状,放置1h左右,使其活化。
【注】活化:让处于休眠状态的微生物重新恢复正常的生活状态
2。配制物质的量浓度为0.05mo1/L的CaCl2溶液
称取无水CaCl2 0.83g。放人200mL的烧杯中,加入150mL的蒸馏水,使其充分溶解,待用。
3。配制海藻酸钠溶液
称取0.7g海藻酸钠,放入50mL小烧杯中。加人10mL水,用酒精灯加热,边加热边搅拌,将海藻酸钠调成糊状,直至完全溶化,用蒸馏水定容至10 mL。注意,加热时要用小火,或者间断加热,反复几次,直到海藻酸钠溶化为止。
4。海藻酸钠溶液与酵母细胞混合
将溶化好的海藻酸钠溶液冷却至室温,加人已活化的醉母细胞,进行充分搅拌,使其混合均匀,再转移至注射器中。
【注】冷却至室温的目的:防止杀死酵母菌
5。固定化酵母细胞
以恒定的速度缓慢地将注射器中的溶液滴加到配制好的CaCl2溶液中,观察液滴在CaCl2溶液中形成凝胶珠的情形。将这些凝胶珠在CaCl2溶液中浸泡30 min左右。
【注】CaCl2溶液的作用:使胶体聚沉
6 使用固定化酵母细胞发酵
a) 将固定好的酵母细胞(凝胶珠)用蒸馏水冲洗2-3次。
b) 将150mL质量分数为10%的葡萄糖溶液转移到200mL的锥形瓶中,再加入固定好的
酵母细胞,置于25℃下发酵24h。
三、注意事项
1.配制海藻酸钠溶液:小火、间断加热、定容,如果加热太快,海藻酸钠会发生焦糊。
2.海藻酸钠溶液与酶母细胞混合:冷却后再混合,注意混合均匀,不要进入气泡
3.制备固定化酵母细胞:高度适宜,并匀速滴入
4.刚形成的凝胶珠应在CaCL2溶液中浸泡一段时间,以便Ca2+与Na+充分交换,形成的凝胶珠稳定。检验凝胶珠是否形成,可用下列方法:用镊子夹起一个凝胶珠放在实验桌上用手挤压,如果不容易破裂,没有液体流出就表明成功地制成了凝胶珠,还可以用手将凝胶珠在实验桌上用力摔打,如果凝胶珠很容易弹起,也表明制备的凝胶珠是成功的。
5.凝胶珠的颜色和形状
如果制作的凝胶珠颜色过浅、呈白色,说明海藻酸钠的浓度偏低,固定的酵母细胞数目较少;如果形成的凝胶珠不是圆形或椭圆形,则说明海藻酸钠的浓度偏高,制作失败,需要再作尝试。
课题5 DNA的粗提取与鉴定
一、实验原理
提取生物大分子的基本思路是选用一定的物理或化学方法分离具有不同物理或化学性质的生物大分子。对于DNA的粗提取而言,就是要利用DNA与RNA、蛋白质和脂质等在物理和化学性质方面的差异,提取DNA,去除其他成分。
1.DNA的溶解性
DNA和蛋白质等其他成分在不同浓度的NaCl溶液中溶解度不同,利用这一特点,选择适当的盐浓度就能使DNA充分溶解,而使杂质沉淀,或者相反,以达到分离目的。
此外,DNA不溶于酒精溶液,但是细胞中的某些蛋白质则溶于酒精。利用这一原理,可以将DNA与蛋白质进一步的分离。
2.DNA对酶、高温和洗涤剂的耐受性
蛋白酶能水解蛋白质,但是对DNA没有影响。大多数蛋白质不能忍受60—80oC的高温,而DNA在80oC以上才会变性。洗涤剂能够瓦解细胞膜,但对DNA没有影响。
3.DNA的鉴定
在沸水浴条件下,DNA遇二苯胺会被染成蓝色,因此二苯胺可以作为鉴定DNA的试剂。
二、实验设计
1. 实验材料的选取
凡是含有DNA的生物材料都可以考虑,但是使用DNA含量相对较高的生物组织,成功的可能性更大。
2. 破碎细胞,获取含DNA的滤液
动物细胞的破碎比较容易,以鸡血细胞为例,在鸡血细胞液中加入一定量的蒸馏水,同时用玻璃棒搅拌,过滤后收集滤液即可。如果实验材料是植物细胞,需要先用洗涤剂溶解细胞膜。例如,提取洋葱的DNA时,在切碎的洋葱中加入一定的洗涤剂和食盐,进行充分的搅拌和研磨,过滤后收集研磨液。
注意:
①为什么加入蒸馏水能使鸡血细胞破裂?
蒸馏水对于鸡血细胞来说是一种低渗液体,水分可以大量进入血细胞内,使血细胞胀裂,再加上搅拌的机械作用,就加速了鸡血细胞的破裂(细胞膜和核膜的破裂),从而释放出DNA。
②加入洗涤剂和食盐的作用分别是什么?
洗涤剂是一些离子去污剂,能溶解细胞膜,有利于DNA的释放;食盐的主要成分是NaCl,有利于DNA的溶解。
③如果研磨不充分,会对实验结果产生怎样的影响?
研磨不充分会使细胞核内的DNA释放不完全,提取的DNA量变少,影响实验结果,导致看不到丝状沉淀物、用二苯胺鉴定不显示蓝色等。
④此步骤获得的滤液中可能含有哪些细胞成分?
可能含有核蛋白、多糖和RNA等杂质。
3. 去除滤液中的杂质
方案一的原理是DNA在不同浓度NaCl溶液中溶解度不同;方案二的原理是蛋白酶分解蛋白质,不分解DNA;方案三的原理是蛋白质和DNA的变性温度不同。
注意:
①为什么反复地溶解与析出DNA,能够去除杂质?
用高盐浓度的溶液溶解DNA,能除去在高盐中不能溶解的杂质;用低盐浓度使DNA析出,能除去溶解在低盐溶液中的杂质。因此,通过反复溶解与析出DNA,就能够除去与DNA溶解度不同的多种杂质。
②方案二与方案三的原理有什么不同?
方案二是利用蛋白酶分解杂质蛋白,从而使提取的DNA与蛋白质分开;方案三利用的是DNA和蛋白质对高温耐受性的不同,从而使蛋白质变性,与DNA分离。
4. DNA的析出与鉴定
将处理后的溶液过滤,加入与滤液体积相等、冷却的酒精溶液,静置2~3min,溶液中会出现白色丝状物,这就是粗提取的DNA。用玻璃棒沿一个方向搅拌,卷起丝状物,并用滤纸吸取上面的水分。
取两支20ml的试管,各加入物质的量浓度为2mol/L的NaCl溶液5ml,将丝状物放入其中一支试管中,用玻璃棒搅拌,使丝状物溶解。然后,向两支试管中各加入4ml的二苯胺试剂。混合均匀后,将试管置于沸水中加热5min,待试管冷却后,比较两支试管溶液颜色的变化,看看溶解有DNA的溶液是否变蓝。
三、实验步骤—以洋葱为实验材料
1.称取30克已切碎的洋葱,放入研钵中,加入少量石英砂助研,倒入10mL 2mol/L的氯化钠溶液,充分研磨。
洋葱含有挥发性刺激物,有效减少刺激,才能使实验顺利进行。上课前,教师可先将洋葱放入冰箱冷冻一会儿,使其凉透但又不能结冰;或将洋葱切成几大块,放入清水泡一会儿,让其挥发性刺激物溶于水,可以减轻刺激。然后将洋葱切碎备用。研磨的目的主要是使洋葱细胞破裂,使DNA溶于2mol/L的氯化钠溶液,没必要将洋葱研成粥糊状,后者既浪费时间又影响实验效果。研磨时,切忌使用搅拌器(榨汁机)。使用搅拌器虽可以提高研磨效率,但搅拌器将洋葱切成极细小的颗粒,无法通过过滤将洋葱颗粒剔除。只能将酒精直接倒入滤液中,许多洋葱小颗粒因为轻会漂浮起来,DNA藏在其中,无法分辨。学生看不到白色纤维状粘稠物的DNA。
2.研磨后,用漏斗和纱布将汁液过滤到小烧杯中,得到滤液。
3.向滤液中加入95%的酒精溶液20mL,沿烧杯壁缓缓倒入,不要震动或搅拌。
此时,烧杯中的液体分为上、下两层,下层较浑浊,上层澄清,很快上层溶液中就会有白色纤维状粘稠物析出,用玻璃棒可将其轻轻卷起。这就是记录生命遗传信息的重要物质——DNA。DNA析出的过程中,切忌震动和搅拌(不震动易于分层,我们就能很容易观察到上清液中的丝状物;搅拌会使非常柔软的DNA断裂成小段,不易取出)。如果用玻璃棒DNA不易卷起,可改用表面打毛的牙签,DNA提取物就缠绕在牙签上了。
4.鉴定:取两支试管,编为1、2号,各加入2mol/L的氯化钠溶液2mL,向1号试管中加入一些白色纤维状物,振荡使其溶解,然后向两支试管中各加入2mL二苯胺试剂,沸水浴加热5分钟。
四、注意事项
1.以血液为实验材料时,每100ml血液中需要加入3g柠檬酸钠防止血液凝固。
2.加入洗涤剂后,动作要轻缓、柔和,否则容易产生大量的泡沫,不利于后续步骤地操作。加入酒精和用玻璃棒搅拌时,动作要轻缓,以免DNA分子的断裂,导致DNA分子不能形成絮状沉淀。
3.二苯胺试剂要现配现用,否则会影响鉴定的效果。
4.DNA的溶解度与NaCl溶液浓度的关系:
当NaCl溶液浓度低于0.14mol/L时,随浓度的升高,DNA的溶解度降低;当NaCl溶液浓度高于0.14mol/L时,随浓度升高,DNA的溶解度升高。
5.盛放鸡血细胞液的容器,最好是塑料容器。
鸡血细胞破碎以后释放出的DNA,容易被玻璃容器吸附,由于细胞内DNA的含量本来就比较少,再被玻璃容器吸附去一部分,提取到的DNA就会更少。因此,实验过程中最好使用塑料的烧杯和试管,这样可以减少提取过程的DNA的损失。
课题6 血红蛋白的提取和分离
一、实验原理
蛋白质的物化理性质:形状、大小、电荷性质和多少、溶解度、吸附性质、亲和力等千差万别,由此提取和分离各种蛋白质。
1.凝胶色谱法(分配色谱法):
(1)原理:分子量大的分子通过多孔凝胶颗粒的间隙,路程短,流动快;分子量小的分子穿过多孔凝胶颗粒内部,路程长,流动慢。
(2)凝胶材料:多孔性,多糖类化合物,如葡聚糖、琼脂糖。
(3)分离过程:
混合物上柱→洗脱→大分子流动快、小分子流动慢→收集大分子→收集小分子
* 洗脱:从色谱柱上端不断注入缓冲液,促使蛋白质分子的差速流动。
(4)作用: 分离蛋白质,测定生物大分子分子量,蛋白质的脱盐等。
2.缓冲溶液
(1)原理:由弱酸和相应的强碱弱酸盐组成(如H2CO3-NaHCO3, NaH2PO4/Na2HPO4等),调节酸和盐的用量,可配制不同pH的缓冲液。
(2)缓冲液作用:抵制外界酸、碱对溶液pH的干扰而保持pH稳定。
3.凝胶电泳法:
(1)原理:不同蛋白质的带电性质、电量、形状和大小不同,在电场中受到的作用力大小、方向、阻力不同,导致不同蛋白质在电场中的运动方向和运动速度不同。
(2)分离方法:琼脂糖凝胶电泳、聚丙烯酰胺凝胶电泳等。
(3)分离过程:在一定pH下,使蛋白质基团带上正电或负电;加入带负电荷多的SDS,形成“蛋白质-SDS复合物”,使蛋白质迁移速率仅取决于分子大小。
二、实验步骤
1.样品处理
① 红细胞的洗涤
洗涤红细胞的目的是去除杂蛋白,采集的血样要及时采用低速短时间离心分离红细胞,然后用胶头吸管吸出上层透明的黄色血浆,将下层暗红色的红细胞液体倒入烧杯,再加入五倍体积的生理盐水,缓慢搅拌10min,低速短时间离心,如此重复洗涤三次,直至上清液中没有黄色,表明红细胞已洗涤干净。
②血红蛋白的释放
在蒸馏水和甲苯作用下,红细胞破裂释放出血红蛋白。
注:加入蒸馏水后红细胞液体积与原血液体积要相同。加入甲苯的目的是溶解细胞膜,有利于血红蛋白的释放和分离。
2.粗分离
①分离血红蛋白溶液
将搅拌好的混合溶液离心后,试管中的溶液分为4层。第一层为无色透明的甲苯层,第2层为白色薄层固体,是脂溶性物质的沉淀层,第3层是红色透明液体,这是血红蛋白的水溶液,第4层是其他杂质的暗红色沉淀物。将试管中的液体用滤纸过滤,除去之溶性沉淀层,于分液漏斗中静置片刻后,分出下层的红色透明液体。
②透析
取1mL的血红蛋白溶液装入透析袋中,将透析袋放入盛有300mL的物质的量的浓度为20mmol/L的磷酸缓冲液中,透析12h。透析可以去除样品中分子量较小的杂质,或用于更换样品的缓冲液。
3.纯化
调节缓冲液面:打开色谱柱下端的流出口,使柱内凝胶面上的缓冲液缓慢下降到与凝
↓ 胶面平齐,关闭出口。
加入蛋白质样品:用吸管将透析后的样品沿管壁环绕移动加到色谱柱的顶端。加样后,
∣ 打开下端出口,使样品渗入凝胶床内,等样品完全渗入凝胶层后,
↓ 关闭出口。
调节缓冲液面:加入20mmol/L的磷酸缓冲液到适当高度
↓
洗脱:连接缓冲液洗脱瓶,打开下端出口,进行洗脱。
↓
收集分装蛋白质:待红色的蛋白质接近色谱柱底端时,用试管收集。
4.纯度鉴定------SDS聚丙烯酰胺凝胶电泳(选做)
三、注意事项
1. 电泳技术
电泳技术就是在电场的作用下,利用待分离样品中各种分子带电性质以及分子本身大小、形状等性质的差异,使带电分子产生不同的迁移速度,从而达到对样品进行分离、鉴定或提纯的目的。
2. 红细胞的洗涤
如果分层不明显,可能是洗涤次数少、未能除去血浆蛋白的原因。此外,离心速度过高和时间过长,会使白细胞和淋巴细胞一同沉淀,也得不到纯净的红细胞,影响后续血红蛋白的提取纯度。
3.如何检测凝胶色谱柱的装填是否成功
由于凝胶是一种半透明的介质,因此可以在凝胶柱旁放一支与凝胶柱垂直的日光灯,检查凝胶是否装填得均匀。
此外,还可以加入大分子的有色物质,观察色带移动的情况。如果色带均匀、狭窄、平整,说明凝胶色谱柱的性能良好。如果色谱柱出现纹路或是气泡,轻轻敲打柱体以消除气泡,消除不了时要重新装柱。
4.为什么凝胶的装填要紧密、均匀?
如果凝胶装填得不够紧密、均匀,就会在色谱柱内形成无效的空隙,使本该进入凝胶内部的样品分子从这些空隙中通过,搅乱洗脱液的流动次序,影响分离的效果。
5.沸水浴处理加入洗脱液的湿凝胶的目的
不但节约时间,还能除去凝胶中可能带有的微生物和排除凝胶内的空气。
6.G-75
“G”代表凝胶的交联程度,膨胀程度及分离范围,75表示凝胶得水值,即每克凝胶膨胀时吸水7.5g。
7.装填完后,立即用洗脱液洗脱的目的:使凝胶装填紧密
8.加入柠檬酸钠有何目的?为什么要低速、短时离心?为什么要缓慢搅拌?
防止血液凝固;防止白细胞沉淀;防止红细胞破裂释放出血红蛋白。
9.与其他真核细胞相比,红细胞的特点及这一特点对进行蛋白质的分离的意义
哺乳动物及人的成熟的红细胞是双面凹圆饼状,没有细胞核和细胞器。其含有的血红蛋白是有色蛋白,因此在凝胶色谱分离时可以通过观察颜色来判断什么时候应该收集脱液。这使血红蛋白的分离过程非常直观,大大简化了实验操作。
10.如何检测血红蛋白的分离是否成功
如果凝胶色谱柱装填得很成功、分离操作也正确的话,能清楚地看到血红蛋白的红色区带均匀、狭窄、平整,随着洗脱液缓慢流出;如果红色区带歪曲、散乱、变宽,说明分离的效果不好,这与凝胶色谱柱的装填有关
4. 初中生物论文 1200字
通过资料的查阅、收集了解植物精油的实用价值与功效。搜集工业化及实验室提取精油的有效方法,选择最适合的实验方法订立实验方案并加以实施。根据实验结果调整实验方案,总结经验,加以改进,进行第二次实验。最终分析两次实验的结果,得出关于精油提取最佳方案的结论。 关键词:精油 玫瑰 水蒸气 蒸馏 萃取 植物精油为花朵芳香味的来源,具有医疗功效,同时也十分昂贵。 我组组员经过讨论后认为通过对植物精油提取资料的收集,了解可以加深我们对这门提取工业的认识。通过亲自选择,拟定实验方案,可以提高我们的科学探究水平。实验带来的种种不可预测的变化又能够使我们亲身感受到科学实验成功的来之不易。最终决定,把题目定为:植物精油的提取方法的选择与实验探究。 订立研究性学习的题目后,我们首先收集了关于植物精油提取方法的有关资料。 主要提取方法有:水蒸气蒸馏法,化学溶剂萃取法,油脂分离法(脂吸法),冷冻压缩法(压榨法),二氧化碳萃取法。此五种方法各有特色:水蒸气蒸馏法:操作最简单,成本较低,是最常用的萃取方法。化学溶剂(有机物)萃取法:是花类精油的常用萃取方法。油脂分离法(脂吸法):是花朵精油的昂贵和银的萃取方法。冷冻压缩法(压榨法):专门用来萃取贮藏在果皮部分的精油,如柑橘类的果实。二氧化碳萃取法:是一种十分昂贵的方法,所萃取的精油品质近乎完美,价格也非常昂贵。 我们经过对实验成本与实验难度等多方面的考虑并结合学校现有实验条件后最终决定选用了水蒸气蒸馏法与有机物萃取法提取精油。 第二步,我们选取了实验材料(植物的品种):在众多的植物中(柠檬香茅,薰衣草,迷迭香,天竺葵,茶树,檀香,佛手柑,尤加利,松树,玫瑰,月季,薄荷等)最终从实验材料的价格,运输难易程度,与对实验效果的预测出发,选择了玫瑰花瓣作为我们的实验材料。实验的准备工作就绪以后,我们着手开始实验: 经过讨论,我们决定按照课本拟定了第一次实验的方案: 材料及用具: 提取物,蒸馏水,酒精,苯酚,NaCl, 导管,锥形瓶,蒸馏设备,烧杯,胶塞,细玻璃管,温度计,铁架台,研钵,酒精灯,玻璃棒等 实验步骤: 如图组装好提取设备后,将玫瑰花瓣均等的分成两组(α,γ)。 将α组花瓣放入烧瓶,加入蒸馏水致1/2处后点燃酒精灯。 水沸腾后,蒸发出来的气体会在冷凝管处凝集,从牛角管流出进入锥形瓶。收集 提取液。待收集约20ml提取液后停止收集。熄灭酒精灯。将提取液分为4组: a1,a2,a3,a4,装入试管。将a1组内放入一小勺NaCl, a2组内放入苯酚,a3组内 放入NaCl与苯酚,a4为对照组。将烧瓶中沸腾以后的溶液(黄色)过滤后收集, 分为相等的4组b1,b2,b3,b4,实验步骤与前者对应相同。将γ组花瓣研碎放入烧 杯中,加入乙醇,用玻璃棒将花瓣在乙醇溶液中搅匀,静置,待乙醇溶被被染成 玫瑰色后将所得溶液分成4组r1, ,r4,实验步骤与a组相同。全部试管盖上橡皮 塞后封存。 理论根据: 精油提取出来之后会形成 混浊液,因为密度与溶液 密度相近所以不易沉淀。 加入NaCl的目的为增加 溶液密度,使精油漂浮于 液体上层从而利用分液漏 斗加以分离,得到精油。 加入苯酚与酒精的目的为 利用精油易溶于有机溶剂 的性质达到提纯目的。 实验说明: a,b组互为对照精油在实验装置中的含量的高低,判断从实验装置的那部分提取 精油更高。横向为比较装置相同位置的液体应选用何种提取方法更加理想。 a2,b2,r4可以对照酒精与苯酚溶液对不同装精油的萃取效果。 实验结果:静置1周之后 ,a组与1周前状态相同,未出现任何现象。通过对b组的认真观察发现b3组底部存有极少量絮状沉淀,其他组内郑困为初始的淡黄色,但都具有淡淡的植物香味。r1,r4试管上层漂浮着薄膜似的不明物质。打开试管口后有嗅有喊棚念浓重的酒精气味。也许是冲淡了精油的芳香,我们没有闻到芳香气味。 第一次实验结果大大出乎我们的意料。这几乎宣布了实验的失败。我们立即着手 检查问题, 认真分析了每一步骤可能存在的缺陷。主要有如下4点: 1, 加入烧瓶的花瓣未经研碎,或许对精油的萃取产生影响。导致效果不明显。 2, 精油未溶于蒸馏水中,导致蒸馏后所得溶液近乎于蒸馏水。 3, 酒精气味过于浓烈,导致精油物质的芳香气味无法闻到。 4, 无法提取与测定“可疑物质”是否确实是玫瑰精油。 我们针对第一次实验产生的问题,自行设计了实验方案2: 材料及用具: 提取物,酒精,NaCl, 导管,锥形瓶,蒸馏设备,胶塞,温度计,铁架台,水浴锅,研钵等 实验步骤: 如图组装好提取设备后,将研磨好的花瓣放入烧瓶中,加入酒精致1/2处。点燃 酒精灯,控制酒精温度于摄氏78度左右。持续收集10ml蒸馏液。将其分为2 组:D1,D2组。D1组放入NaCl溶液,D2 组为对照组。分别装入锥形瓶中用 保鲜膜覆盖瓶口,扎上小孔,使酒精能够挥发出来,而尘土不易进入。 实验说明:在本次试验中,我们将花瓣研碎避免了问题1的出现。由于上一实验已经证实精油确实溶于酒精(酒精颜色发生改变,有薄膜状物质产生),我们决定用酒精对玫瑰花瓣进行有机溶剂萃取的同时进行蒸馏,让酒精蒸汽带出精油。精油溶于酒精从而避免了问题2的出现。由于酒精的沸点为摄氏78度,为避免由于瓶内液体温度过高(高于精油沸点)导致精油自行逸出而无法收集的后果,我们决定将液体温度控制在酒精的沸点。从而使精油与酒精“协同”蒸馏而出。针对最后的酒精气味浓烈与精油成分判定的问题,我们决定用酒精易挥发的性质使酒精自行挥发完成最终的提纯工作。 实验结果与备注:从锥形瓶液体中能够闻到明显的植物香味。这说明蒸馏液中已经含有了精油成分(重大突破)。静置一周后发现D,E组无明显差异,液体透明,无色。有淡淡的植物香味。截止至今日为止,D,E组的酒精尚未挥发完成。未发现有明显的精油迹象(絮状沉淀)。 两次实验的总结:第一次实验我们按照书本所叙述的设计了实验方案。第一次存在的问题在第二次自主设计的实验中得到了较好的解决。直接效果便是提取出了(与第一次实验比)拥有较浓芳香气味的液体。虽然至今无法尝试使用我们自己提取出来的精油,我们的收获却远远不止那10支试管与2瓶具有芳香气味的液体。 在研究性学习的两次试验的准备,计划与实施中,我们对真正的探究性实验有了清晰的认识。主要收获有如下3点: 切身感受到了书本的非万能性:书本仅仅局限于叙述实验的大体步骤,许多关系到实验成功与否的重要细节却欠详细。而这些细节的发现者却往往是那些亲身体验到实验失败的人们。我们得到的经验便是不能盲目相信课本教授的知识。实践才是检验真理的唯一标准。 拥有了科学实验的实践经验:通过对课本实验的再现与改进,我们自行设计并执行了实验方案。而实验的结果直到最后一刻才展现在我们面前。这如同是在进行一次真正的科学发现实验。如此从始至终自主的探究性实验是在原来从未经历过的。我们从中体会到来作为一个真正的科研工作者的艰辛历程。我们从中体验到的远远不止精油宜人的香味…… 懂得了成功的实验成果的来之不易:2次实验的设计,实施与分析,组员们无一不投入了大量的时间与精力。但实验成果却不那么尽如人意。在失望的同时,冷静下来想想,世界上又有哪个重大的科技成果凭借仅仅凭借2次实验就能够获得成功呢?科学的发展就是一个不断发现与完善的过程,失败的泪水始终伴随着成功的微笑。我们要想获得实验的成功只有不断总结经验教训,不断完善方案,经过多次的失败后成功才可垂青于我们。而对实验始终执著的精神是万不可动摇的。 结论:我们达到了了解精油提取业的预期目标,完成了两次实验,从中收获了书本中无法获得的实践经验;从中体验了自主性探究的发现过程;从中懂得了科学成果的来之不易……达到了课程目的,圆满地完成了高一学年的研究性学习课题。
C4植物或碳四植物。 CO2同化的最初产物不是光合碳循环中的三碳化合物3-磷酸甘油酸,而是四碳化合物苹果酸或天门冬氨酸的植物。又称C4植物。如玉米、甘蔗等。而最初产物是3-磷酸甘油酸的植物则称为三碳植物(C3植物)。许多四碳植物在解剖上有一种特殊结构,即在维管束周围有两种不同类型的细胞:靠近维管束的内层细胞称为鞘细胞,围绕着鞘细胞的外层细胞是叶肉细胞。叶肉细胞里的磷酸烯醇式丙酮酸(PEP)经PEP羧化酶的作用,与CO2结合,形成苹果酸或天门冬氨酸。这些四碳双羧酸转移到鞘细胞里,通过脱羧酶的作用释放CO2,后者在鞘细胞叶绿体内经核酮糖二磷酸(RuBP)羧化酶作用,进入光合碳循环。这种由PEP形成四碳双羧酸,然后又脱羧释放CO2的代谢途径称为四碳途径。已经发现的四碳植物约有800种 ,广泛分布在开花植物的18个不同的科中。它们大都起源于热带。 因为四碳植物能利用强日光下产生的ATP推动PEP与CO2的结合,提高强光、高温下的光合速率,在干旱时可以部分地收缩气孔孔径,减少蒸腾失水,而光合速率降低的程度就相对较小,从而提高了水分在四碳植物中的利用率。这些特性在干热地区有明显的选择上的优势。 C4植物与C3植物的一个重要区别是C4植物的CO2补偿点很低,而C3植物的补偿点很高,所以C4植物在CO2含量低的情况下存活率更高。 C4类植物 在20世纪60年代,澳大利亚科学家哈奇和斯莱克发现玉米、甘蔗等热带绿色植物,除了和其他绿色植物一样具有卡尔文循环外,CO2首先通过一条特别的途径被固定。这条途径也被称为哈奇-斯莱克途径。 C4植物主要是那些生活在干旱热带地区的植物。在这种环境中,植物若长时间开放气孔吸收二氧化碳,会导致水分通过蒸腾作用过快的流失。所以,植物只能短时间开放气孔,二氧化碳的摄入量必然少。植物必须利用这少量的二氧化碳进行光合作用,合成自身生长所需的物质。 在C4植物叶片维管束的周围,有维管束鞘围绕,这些维管束鞘案由叶绿体,但里面并无基粒或发育不良。在这里,主要进行卡尔文循环。 其叶肉细胞中,含有独特的酶,即磷酸烯醇式丙酮酸碳氧化酶,使得二氧化碳先被一种三碳化合物--磷酸烯醇式丙酮酸同化,形成四碳化合物草酰乙酸盐,这也是该暗反应类型名称的由来。这草酰乙酸盐在转变为苹果酸盐后,进入维管束鞘,就会分解释放二氧化碳和一分子甘油。二氧化碳进入卡尔文循环,后同C3进程。而甘油则会被再次合成磷酸烯醇式丙酮酸,此过程消耗ATP。 该类型的优点是,二氧化碳固定效率比C3高很多,有利于植物在干旱环境生长。C3植物行光合作用所得的淀粉会贮存在叶肉细胞中,因为这是卡尔文循环的场所,而维管束鞘细胞则不含叶绿体。而C4植物的淀粉将会贮存于维管束鞘细胞内,因为C4植物的卡尔文循环是在此发生的。 C4型植物有:玉米、茼蒿、白苋菜、小白菜、空心菜
5. MBBA是一种液晶材料,化学式为C18H21NO,问1摩尔MBBA含有几个分子1摩尔MBBA含有多少摩尔原子
1.(3分)写出下列物质的化学式: (1)金 ,(2)甲烷 ,(3)烧碱 .
2写出下列反应的化学方程式 (1)点燃氢气: (2)湿法冶金炼铜的原理:
3.(4分)目前,一些发达国家已基本采用新一代饮用水消毒剂ClO2,有的国家还颁布了强制使用ClO2的法律和法规.请回答下列有关ClO2的问题: (1) ClO2读作 ,它是由 (几种)种元素组成的; (2) ClO2中氯元素的化合价为 ,氧元素的质量分数为 .
4.(3分)为预防"非典"等传染病,可用过氧乙酸消毒液对公共场所进行消毒.过氧乙酸是一种杀菌能力强的高效消毒剂,具有酸的性质,腐蚀性强,易挥发,易分解.因此,过氧乙酸应放在 处保存,用过氧乙酸消毒时,必须按比例稀释后使用.稀释过氧乙酸时,—般 (用或不用)金属容器配制;若不慎将药液沾到皮肤上,要立即 .
5.(2分)现有A,B两个塑料软瓶,A瓶内装有CO和O2的混合气体,B瓶内装有CO2气体.某同学从野外捉来了两只活蝗虫,分别放人两个塑料软瓶中,拧紧瓶盖.结果,两只蝗虫很快都死了.请根据下面所给选项回答,造成蝗虫死亡的主要原因是: A瓶 ,B瓶
①没有食物 ②气体不能供给呼吸 ③气体有毒 ④活动空间太小
6.(2分)某氯化钾溶液中含有少量杂质硫酸钾,可用一种试剂 除去杂质;
还可用两种试剂除去杂质,若先加一种试剂有沉淀生成,则后加的一种试剂是 .
7.(3分)某学习小组的同学,欲在不使用酸碱指示剂的条件下,通过添加试剂的方法将含有硝酸的硝酸钙溶液变为中性.甲同学提出选用石灰石粉末,乙同学提出选用澄清的石灰水.比较甲,乙两同学所选试剂,你认为 同学的选择不可行;理由是:该试剂虽然能除去原混合液中的 ,但
8.(3分)2003年,武汉市政府坚决取缔正三轮摩托车(俗称"电麻木"),原因之一是正三轮摩托车产生的大量尾气严重污染城市生态环境.据有关专家介绍,每辆正三轮摩托车产生的尾气远远超过小汽车的排放量.某同学通过查阅资料,发现机动车尾气是由汽油等燃料燃烧或不完全燃烧产生的,含有CO2,CO,SO2,氮氧化物,挥发性有机物,固体颗粒等物质.由此,该同学推测:汽油中含有碳以及少量的氮,硫等物质,汽油在燃烧过程中发生了如下化学反应: 2C+ O2=点燃=2CO(不完全燃烧) C + O2=点燃=CO2(完全燃烧) S + O2=点燃=SO2
(1)该同学的推测 (正确或不正确).理由是: .
(2)请提出一条用化学手段治理汽车尾气的合理化建议:
9.用符号和数字表示:(1)2个铜离子 (2)3个二氧化氮分子
10.液晶是一类新型材料,广泛用于电子,仪表产品等.MBBA是一种研究较多的液晶材料,其化学式为C18H21NO.(1)MBBA的相对分子质量为 .
(2)MBBA中含有 种元素;1个MBBA分子中含有 个原子.
11.在C,O2,H2,CO,Ca(OH)2五种物质中:可用作高能燃料,且燃烧产物不污染环境的是 ;能使带火星的木条复燃的是 ;既有可燃性又有还原性的固态单质是 ;具有毒性的是 ;农业上用于降低土壤酸性的是 .(填化学式)
12.根据下列要求,选择H,O,C,S,Na五种元素中的两种或多种组成相应的物质,用化学式填空:(1)打开汽水瓶时,大量逸出的气体 (2)一种常用的强碱
(3)含氧50%的氧化物 (4)一种最简单的有机化合物
13.按要求完成化学方程式:(1)除去KNO3溶液中混有的少量K2SO4 .
(2)热水瓶胆壁上沉积的水垢(主要成分是碳酸钙和氢氧化镁),可加入适量的盐酸把它除掉.发生的化学反应方程式
14厨房中的食醋,也可除水垢,这主要是利用食醋中含有的乙酸(CH3COOH)具有酸性,CH3COOH可用HAc表示,如:与氢氧化镁的反应可表示为2HAc+Mg(OH)2==Mg(Ac)2+2H2O.则醋酸与水垢中CaCO3反应的化学方程式
(3)已知含-1价的氢的化合物[如氢化钠(NaH)]与水接触生成相应的碱和氢气.则氢化钙与Na2CO3水溶液反应的方程式 .
14,我市某中学的同学自制成一种黄色的花汁,加入到不同试剂中,观察到的现象如下:
试剂
稀盐酸
食盐水
蒸馏水
草木灰水
石灰水
颜色
红
黄
黄
绿
绿
小强同学依据上表信息进行如下实验:
(1)用该花汁去检验附近小化工厂排放废水的酸碱性,显浅红色,则此废水显 性.
(2)用该花汁测知家中花盆土壤显酸性,打算加入上表中的 来改良.
16,"万众一心,众志成城,科学预防,战胜非典".为此,我市中小学校每天用过氧乙酸(化学式为CH3COOOH)稀溶液给校园消毒.(1)过氧乙酸中含有 元素.
(2)过氧乙酸和双氧水一样不稳定,能分解生成乙酸(CH3COOH)和一种单质气体.这个反应的化学方程式为 15 .(3)配制600 g质量分数为0.5%的过氧乙酸消毒液,需用20%的过氧乙酸溶液 16 g.
20,小新用在空气中燃烧镁带的实验来探究质量守恒定律:(1)镁带燃烧的化学方程式为 28 .(2)完全燃烧后,称量留下固体的质量比反应前镁带的质量还轻,联系实验过程分析,其原因可能有: ; ;……
23.用数字和化学符号表示:氮气 5个铁离子 碳酸钠晶体 地壳中含量最多的元素
24.将下列加点元素的化合价写在题后的括号 : MnO42— NH4NO3 ( )
25.现有① 胆矾 ② 纯碱 ③ 食盐 ④ 过氧乙酸 ⑤ 无水硫酸铜 ⑥ 熟石灰 6种物质,试选择相关物质的序号填空: ⑴ 家庭中用作调味品和防腐剂的是 ⑵ 抗非碘消灭SARS病毒的消毒剂是 ⑶ 用来改良酸性土壤的是 ⑷ 用来检验无水酒精中是否含水的是 .
26.为测定空气中氧气所占的体积分数,某同学设计了如右图实验,在一个耐热活塞的底部放一小块(足量)白磷,然后迅速将活塞下压,可以观察到的现象 ;冷却至原来温度时,慢慢松开手,活塞最终将回到刻度 处,试回答白磷燃烧的原因
27.固体氢氧化钠必须密封保存,是因为它在空气中不仅易 ,而且还能跟 发生反应,该反应的化学方程式为 ;检验该固体是否变质可选用的试剂化学式为 ;除去该杂质的化学方程式为
28.右图为A,B,C,三种物质的溶解度曲线图,试回答下列问题:
(1)温度为t1℃时,A,B,C 三种物质溶解度由大到小的顺序为 ;(2)t2℃时A 和B 两物质的 相等 ;(3)若A中混有少量的B,欲从此混合物中分离出A可采取的方法是 .
29.有一包白色固体A,可能含有FeCl3 ,CaCO3 ,NaOH ,Ba(OH)2 ,BaCl2 ,Na2SO4 中的几种,取少量A做如下实验,现象如图所示.试用化学式填空 :
(1)白色沉淀B是
D是 ;
(2)白色固体A中一定不存在的
物质为 ;
(3)若白色固体A中只含二种物质,它们是 (4)白色固体A还有哪些可能的组成: ① ②
③ ④ .(答对3种得3分,答对4种加1分)
30.某课外化学学习兴趣小组发现向盛有澄清石灰水的试管中,不断吹入CO2先生成白色沉淀,再不断吹入CO2沉淀溶解,将变澄清的溶液用酒精灯加热又出现白色沉淀 .沉淀溶解生成物是什么 具有什么化学性质 请你提出假设并设计实验加以验证.(老师提供给学生的信息为:生活中蒸馒头所用的小苏打(NaHCO3)是由纯碱,水和CO2反应制得的).可供使用的试剂和仪器为:CaCl2溶液 ,NaHCO3溶液 ,澄清石灰水,稀HCl,酒精灯,试管,烧杯,导管,玻璃棒.(4分)
对新物质化学式,化学性质的假设
验证假设的实验方案和实验现象
31,(3分)三瓶试剂瓶分别盛有稀盐酸,澄清石灰水,食盐水,为了鉴别它们,可各取少量于试管,向三支试管中滴加紫色的石蕊试液,显蓝色的是________,显红色的是_________,仍显紫色的是
32,(6分)在我们的生活中,许多现象与化学有着密切的联系,请用CO2,SO2,CO,CH3OH(甲醇),CaCO3等物质填空:(1)饮用假酒引起中毒失明,原因是假酒中含有____________;
(2)用煤炉取暖时易发生中毒,主要是由于室内_______排放不畅而引起的.
(3)煤中含有硫元素,燃烧时会产生污染空气的____________;
(4)久未开启的菜窖中因含有大量的_______,故进入前必须要做灯火实验;
(5)用做建筑材料的大理石,其主要成分是___,它同时也是实验室中_____气体的制取原料之33,(4分)某同学在一次家庭小实验中发现,在放有鸡蛋的水中加入生石灰后,过了一会儿,鸡蛋就熟了.试解释鸡蛋熟了的原因______________,该过程中发生反应的化学方程式为_.
34,(8分)烧烤是一种风味独特的小吃.但是,烧烤过程中如果肉被烧焦,人吃后会引发疾病.这是因为在烧焦的肉类中含有一种叫3,4—苯并芘的物质,其化学式为C20H12,该物质是由_____种元素组成,每个分子中有____个原子,其相对分子质量是____,其中碳元素的质量分数为
35,(2分) 在运送飞船的火箭推进器中盛有液态肼(N2H4)和液态双氧水(H2O2),当它们混合反应时即产生氮气和水蒸气.该反应的化学方程式为: 6,(9分)有A,B,C三种物质,已知A为钾盐,B为钠盐,C是碱.经下列实验操作,其结果分别是: a,A和B的溶液混合后无沉淀或气体产生; b,B和C的溶液混合后出现白色沉淀,加入硝酸沉淀不溶解; c,A和C的溶液混合后也出现白色沉淀,加入硝酸沉淀溶解,并放出无色无气味的气体.由此可知:A为___,B为___,C为___写出上述过程中发生反应的化学方程式①___②______③______
36,按要求完成下列各题(1)用相应的化学符号表示:氖气 ,两个氮分子 ,三个硝酸根离子 .(2)最新科技报导,夏威夷联合天文中心的科学家在宇宙中发现了氢元素的一种新粒子,它的组成可用H3+表示.1个H3+粒子中含有 个质子, 个电子.(3)露天烧烤不仅产生大量有客气体污染环境,而且烧焦的肉类中还含有强烈的致癌物质;3,4一苯并芘,其化学式为C20H12,该物质中碳元素与氢元素的质量比为 ,该物质的一个分子里共含有 个原子.
37,生活中的许多现象与化学有着密切的联系;在CO,CO2,NaOH,Na2CO3,甲醇,乙醇,活性炭等物质中.选择正确的填入空格内:(1)饮用假酒引起中毒导致眼睛失明,是由于假酒中含有 的原因.(2)用煤火取暖或使用燃气热水器时,如果排气不良,易发生煤气中毒事件,即 中毒.(3)人们在进入干涸深井前必须做灯火实验,这是因为深井中可能积存有大量的
(4)做馒头时,面团经过发酵后形成一些酸,此时可加入一些 ,用力揉和.
(5)可用于除去冰箱中异味的是
38,硒元素具有抗衰老,抑制癌细胞生长的功能,它的元素符号为Se,相对原子质量为79,它的一种化合物的化学式为H2SeO4,由它的化学式(H2SeO4),你可以知道哪些信息(即化学式的涵义)(任写三项均可) , , .
39,人体血液中缺乏亚铁离子,就会造成缺铁性贫血,这里的"铁"是指 (填"铁单质"或"铁元素").常见的补铁剂里含有精制的铁粉,写出补铁剂在人体胃液(胃液中含盐酸)的作用下发生转化的化学方程 ,其反应类型是 .
40,某气体由SO2,H2,CO2中的一咱或几种组成.现测知该气体中氧元素的质量分数为50%,则该气体组成可能为
41,A,B,C,D,E是初中化学中常见的五种无色气体,其中两种是单质,另三种是化合物,它们之间右图所示的转化关系(图中未注明反应条件,X在常温下不是气体).
①写出C,D气体的化学式: C D
②写出A和E反应的化学方程式:
42,已知某混合液由HCl,Na2CO3,H2SO4,CuCl2中的两种混合而成,向该混合液中加Ba(OH)2溶液,产生沉淀量与加的Ba(OH)2体积关系如图:
(1)该混合液是由 和 组成.(2)不含 ,理由是 (3)不含 ,理由是
43.(6分)按下列要求写化学式: (1)在4Fe(OH)2+O2+2X=4Fe(OH)3↓化学反应中,反应物X的化学式是 . (2)写出五个分别代表酸,碱,盐,单质,氧化物的化学式(顺序不限,要求含有氧原子且个数不同): ; ; ; ; .
44.(8分)用化学方程式解释下列问题: (1)点燃氢气和氧气的混合气体发生爆炸 (2)用盐酸除去水壶中的水垢[主要含CaCO3和Mg(OH)2]
(3)氯化钠溶液中滴加硝酸银溶液有白色沉淀生成
45.(1分)俗语说,酒香不怕巷子深.这句话体现了分子的哪一点性质
46.(5分)今年我市决定开工建设红庙岭垃圾焚烧发电厂,以改善目前填埋方式处理垃圾对环境产生的不良影响.其建成后既能利用垃圾,也能利用前期填埋垃圾产生的沼气,做为焚烧的原料. (1)你认为这样做的好处是 .(至少答两点)
(2)前期填埋的垃圾中易腐败的有机物在一定条件下被细菌分解为沼气,沼气的成分是 (填名称).写出沼气燃烧的化学方程式:
47.(3分)某碳酸氢铵化肥的外包装袋上部分说明如图所示,请仔细阅读并回答下列问题:
(1)保存该化肥时应注意 (2)这袋化肥中氮元素的质量为 ㎏.
48,实验室常用加热氯酸钾和二氧化锰的混合物制取氧气,如果在氯酸钾混有某些杂质,加热时就可能发生爆炸.近年来,有些学校改用双氧水制取氧气,其反应方程式为:
该实验具有安全,简便,环保的特点.不同质量分数的双氧水反应现象如下表.请问:
(l)实验室用 H2O2分解制取氧气的装置应选用右图中的 (选填"甲"或"乙")
(2)用H2O2制取氧气时,H2O2溶液的质量分数最好在 范围.
49.美国PPG公司生产的"自净玻璃"的神奇之处全在于它穿上40纳米厚的二氧化钛(TiO2)"纳米膜外套".其"纳米膜外套"可与太阳光线中的紫外线作用,分解落在玻璃上的有机物,使有机物化为乌有;还能使玻璃表面的雨点或雾气变成一个薄层而使玻璃表面湿润,并洗掉表面的脏物.工业上二氧化钛可用下列方法制得:2FeTiO3+7Cl2+3C=2X+2FeCl3+3CO2,X+O2=TiO2+2Cl2,则X的化学式为 ▲ .
50.痕检是公安机关提取犯罪嫌疑人指纹的一种重要方法,硝酸银显现法就是其中的一种:人的手上有汗迹,用手动用白纸后,手指纹线就留在纸上.如果将硝酸银溶液小心地涂到纸上,硝酸银溶液就跟汗迹中的氯化钠作用,生成氯化银,其反应的化学方程式是 ▲ .氯化银在光照条件下分解生成银粒和另一种单质,其反应的化学方程式是 ▲ .银粒呈灰褐色,随着反应的进行,银粒逐渐增多,由灰褐色逐渐变成黑色,从而显现出黑色的指纹线.
51.课题式学习是研究性学习的一种方式,其基本学习模式为:
提出问题 → 确定研究方案 → 解决问题 → 总结和评价
某校研究性学习小组的同学在"一氧化碳的化学性质"的学习中,设计了证明CO具有还原性的实验装置(如图甲),根据其研究过程请你回答下列问题:
(1)实验过程中,洗气瓶A中的实验现象 ▲ .
(2)小余同学认为此装置有待优化,如尾气可先储存在瓶内,然后再处理.如图乙是他设计的贮气瓶,尾气应从 ▲ (选a,b填空)口通入.
(3)小徐同学质疑:CO能否使澄清石灰水变浑浊 因此进行设计:在CO通入CuO之前先通过澄清石灰水(即在盛CuO的硬质玻璃管的左端再接入一个盛澄清石灰水的洗气 瓶),来确定CO能否使澄清石灰水变浑浊.请判断小徐的设计是否有必要,并说明理由
52.下图甲是一氧化碳还原氧化铜的实验装置.
(1)反应过程中,观察到的实验现象是 ,
(2)写出二氧化碳使澄清石灰水变浑浊的化学反应方程式 .
(3)从保护环境角度看,下图甲存在的缺陷是尾气中的一氧化碳未进行处理.为此,某同学设计了许多解决方法.你认为不可取的是__________(只有一个选项)
(A)将尾气烧掉 (B)将尾气通过浓氢氧化钠溶液
(C)通过图乙装置将尾气收集于广口瓶中(D)排净装置内氧气后,将尾气与原CO入口连通循环利用
53,目前,人类对煤和石油的过度使用,使空气中二氧化碳含量增大,温室效应增强.科学家们对二氧化碳增多带来的负面影响较为担忧,于是积极寻求解决良策.如提高能源利用率,减少煤和石油的用量,深埋二氧化碳,开发风能和太阳能等可再生能源.请回答下列问题:
(1)请举一例说明温室效应的增强对环境和人类生活造成的影响.
( 例:海平面的升高,将会对沿岸低洼地区及海岛造成严重的经济损害.)
(2)煤与天然气都是常用的能源.它们的主要成份分别是C和CH4.12克碳充分燃烧放出44克二氧化碳.请通过化学反应方程式计算,比较相同质量的C和CH4充分燃烧后产生二氧化碳的量.判断哪种燃料对环境造成的负面影响较小
(3)有人设想将二氧化碳通过管道泵入到足够深度的海底(约1000米以下),以减缓大气中二氧化碳的增加.以下观点你认为错误的是__________
(A)海底压强很大,二氧化碳通入后,可能呈液态或固态
(B)二氧化碳会缓慢反应生成碳酸,使海水底部的酸性增加,从而影响海洋生态环境
(C)在足够深度的海底,由于二氧化碳含量增大,有利于海底生物的光合作用
(D)海底已溶解的二氧化碳,回到海洋表面需数百年时间,也许那时人类已有了处理二氧化碳的更好办法
54.右图是甲,乙,丙三种物质(均不含结晶水)的溶解度曲线.现有t2℃时甲,乙,丙三种物质的饱和溶液(无固体存在),请根据右图回答:
(1)t2℃时,将三种饱和溶液分别恒温蒸发相同
质量的水,析出晶体最多的是 ;
(2)将三种饱和溶液分别从t2℃降温到t1℃时,
所得溶液中溶质的质量分数由大到小的顺序
为 .
55.在化工生产中,原料往往不能全部转化为产品.工业上常用电解纯净的饱和食盐水的方法来制得烧碱溶液,再经过浓缩,蒸发等步骤,最后得到固体烧碱.请推测在空气中放置一段时间的烧碱样品中,可能含有的杂质是: .
56.某同学发现他家菜园中的蔬菜生长迟缓,便施用了一种氮肥,右图是氮肥包装标签的部分文字.这种氮肥的相对分子质量是 ,其纯度(即化肥中硝酸铵的质量分数)是 .
57.(3分)请用学过的化学知识,解释下列生活中的现象.
要求:从(1)(2)中任选一题回答;若都答,以(1)题得分计入总分.
(1)槐花开了,漫步槐树林中能闻到浓郁的花香.
(2)盛水的铁锅与水面接触的位置有明显的锈渍.
58.(4分)在牙膏和一些药品中,常用轻质碳酸钙粉末作为填充剂或载体.工业上通常将石灰石煅烧制得氧化钙,再将氧化钙加水制成石灰乳[主要成分是Ca(OH)2],然后将净化后的石灰乳与二氧化碳作用得到纯净的碳酸钙粉末.请用化学方程式表示上述反应的原理.
59.(3分)通常情况下,氨气(NH3)是一种无色,有刺激性气味的气体,密度比空气
小,极易溶于水,形成的溶液是氨水.实验室用加热氯化氨和消石灰的固体混合物制取氨气.下图是实验室常用的装置.请回答:
(1)实验室制取氨气的发生装置,可选用 (填装置编号);(2)收集氨气,应采用的装置为 (填装置编号);(3)实验室制取氨气时,为防止多余的氨气逸散到空气中,可用 吸收.
22.(4分)某纯净气体通过下图装置时,可观察到:A中紫色石蕊试液不变色,C中澄清石灰水变浑浊.据此判断:气体和黑色粉末可能的组合是什么
23.(7分)现有盐酸,氢氧化钙,碳酸钠三种溶液,请你从中选择两种溶液,用化学方
法进行鉴别.要求:①选择试剂时,同类物质在鉴别中只能使用一次;②每次鉴别一步完成;③有微溶物生成的,不按沉淀处理.请回答:
(1)你认为鉴别方法最多的两种溶液是
(2)鉴别上述两种溶液,你所选择的试剂分别是:
(3)填写用上述任意一种试剂鉴别这两种溶液的实验报告:
实验步骤
实验现象
实验结论
24.(3分)实验室常用石蕊试纸检验物质的酸碱性:酸性物质使蓝色的石蕊试纸变红,
碱性物质使红色的石蕊试纸变蓝.某学生欲探究碳酸具有酸性而二氧化碳不具有酸性,按下图进行实验.
请回答:(1)该学生通过上述实验能否得出满意的结论
(2)若能,请说明理由;若不能,请你设计还需进行的实验,以得出满意结论.
(用语言叙述或图示均可)
30.有一包白色固体A,可能含有FeCl3 ,CaCO3 ,NaOH ,Ba(OH)2 ,BaCl2 ,Na2SO4 中的几种,取少量A做如下实验,现象如图所示.试用化学式填空 :
(1)白色沉淀B是
D是 ;
(2)白色固体A中一定不存在的
物质为 ;
(3)若白色固体A中只含二种物质,它们是 ;
(4)白色固体A还有哪些可能的组成: ① ②
③ ④ .(答对3种得3分,答对4种加1分)
31.某课外化学学习兴趣小组发现向盛有澄清石灰水的试管中,不断吹入CO2先生成白色沉淀,再不断吹入CO2沉淀溶解,将变澄清的溶液用酒精灯加热又出现白色沉淀 .沉淀溶解生成物是什么 具有什么化学性质 请你提出假设并设计实验加以验证.(老师提供给学生的信息为:生活中蒸馒头所用的小苏打(NaHCO3)是由纯碱,水和CO2反应制得的).可供使用的试剂和仪器为:CaCl2溶液 ,NaHCO3溶液 ,澄清石灰水,稀HCl,酒精灯,试管,烧杯,导管,玻璃棒.(4分)
对新物质化学式,化学性质的假设
验证假设的实验方案和实验现象
31.(4分)请你在A.食盐,B.活性炭,C.浓硫酸,D.熟石灰,E.干冰,F.二氧化锰等物质中,按要求选填(填序号):
(1)_______用作氯酸钾分解的催化剂;(2)_________用作某些气体的干燥剂;
(3)_______用作冰箱除臭剂; (4)_________用作保藏食品的致冷剂.
32.(8分)严聪等同学以"串场河水污染情况调查"为研究性课题,请你参与他们的研究,回答以下(1)~(4)小题.
(1)为较准确地测定河水样品的酸碱度,你建议使用________(填序号).
A.紫色石蕊试液 B.蓝色石蕊试液
C.无色酚酞试液 D.pH试纸
(2)通过网上查询得知,用于测定磷含量的试剂是钼酸铵[化学式为],请问钼酸铵中钼(Mo)元素的化合价是_______.
(3)以下几种研究方案中,你认为不恰当的是________(填序号).
A.请教专家,老师后,进行氮,磷,钾等元素含量的测定
B.考虑到沿河建有硫酸厂,拟用氯化钡和稀硝酸检验河水中是否含有硫酸根离子
C.只到串场河上游取水样进行研究
D.调查沿河生活污水,工厂废水及化肥农药的使用情况
(4)研究报告里提出了以下设想,你认为不合理的是________(填序号).
A.禁止沿河工厂将未经处理的污水向河流中直接排放
B.城市生活污水要经净化处理达标后才能排放
C.指导农民科学合理地使用化肥,农药
D.在河流中投放化学试剂使氮,磷,钾转化为不溶物沉降
33.(7分)有一包粉末,可能由NaC1,,,,中的一种或几种组成.现做如下实验①取少量粉末,加水溶解,得无色透明溶液;②取①中所得溶液少许加入氢氧化钠溶液,无明显现象;③另取少量粉末,滴加稀盐酸,也无明显现象.请问:
(1)由实验①可知,原粉末中没有_____;实验②可证明原粉末中没有______;实验③证明原粉末中没有_______.
(2)根据上述实验,可得出原粉末中可能有的物质是___________.
(3)为进一步确定原粉末的成分,按下图所示进行实验:
(在,,中选择二种作为A,B试剂,且A,B的阳离子不同)
用化学式填写:粉末的成分______;试剂A______;试剂B______.
34,(4分)江西省第三届科技活动周于从今年5月17日正式撇开帷幕,大会的主题是"依靠科学,战胜非典".请回答下列问题:
佩戴五种含有活性炭的口罩可以预防"非典",这是利用了活性炭的__________作用;
预防"非典"的措施已总结出了很多,在下列各种措施中没有科学 道理的是(填序号)______________.
①户内经常通风换气,促进空气流通;②勤洗手,不随地吐痰,养成良好个人卫生;③加强体质锻炼,增强身体的抵抗力;④燃放鞭炮,烧香拜佛.
适量喷洒消毒剂是预防"非典"的一种有效措施.过氧乙酸(CH3COOOH) 是一种常用的消毒剂,其相对分子量为___________,其中碳,氢,氧元素的质量比为______________.
35,(2分)在使用体温计测量体温时,若不慎将体温计打破,散落出来的汞产生汞蒸气会对人体产生危害.此时可以撒一些硫粉在止面,使硫与汞发生化合反应生成固体硫化汞(HgS).写出硫和汞反应的方程式________________________________________;
用分子,原子的观点解释体温计测量体温时汞柱上升的现象____________.
36,(7分)现有下列实验仪器:
写出仪器名称:a______________;g_____________________;
(1)给仪器b中的液体加热时,液体的体积不能超过其容积的__________;
用所给仪器组成过滤装置时还缺少的玻璃仪器是(填名称)____________;
利用上述仪器制取氧气时:
①不需要的仪器是(填序号)________________________________;
②如何检查装置的气密性__________________________________;
③在用排水法收集氧气的过程中,判断集气瓶已集满的方法是_____
_______________________________.
37,(4分)我国四川,新疆等地的地下深处蕴藏着大量的天然气,天然气的主要成分是甲烷.试回答:
甲烷中碳元素的质量分数为________________;
甲烷燃烧的化学反应方程式是________________________________;
完全燃烧16g甲烷,最少需要氧气_________g,标准状态下________L空气可提供这些氧气.
38,(2分)铅笔为什么有软和硬的差别呢 这是由于石墨太软,光用石墨做笔芯,既易断又易磨损,因此,生产上常在石墨粉末中掺进一些粘土粉末以增加硬度.粘土掺得越多,铅笔就越硬.下表为部分普通铅笔的标号及笔芯原料的配比:
2H
H
HB
2B
石墨(质量分数)%
74.0%
75.2%
81.3%
85.5%
粘土(质量分数)%
26,0%
24,8%
18,7%
14,5%
试回答下列问题:
(1)上表中硬度最大的铅笔是(填标号) ;
(2)请列举石墨的另一种用途 .
39,(2分)右图为氯化钠和硝酸钾固体的溶解度曲线.根据该图可知:氯化钠的溶解度受温度影响变化不大.此外由该图你还能获得的信息有 (1) ;
(2) .
10,(3分)有A,B,C三种物质,已知A为一种氯化物,B为一种钠盐,C为一种碱.右图表示的是A,B,C的溶液两两反应的实验现象.
请根据有关实验现象回答:
(1)A的化学式 ;
(2)B与C反应的化学方程式 ;
(3)A溶液与洁净的铁钉反应的化学方程式: .
尾气
→
溶
解
度
/g
t1 t2
甲
乙
丙
温度/℃
0
硝酸铵
(NH4NO3)
净重:50kg
含氮量:34.3%
×××化学工业公司
A
B
C
D
E
C
B
A
澄清石灰水
黑色粉末(纯净物)
石蕊试液
气体
(纯净物)
注入水
通入CO2
干燥试管
不变色
变红色
干燥蓝色
石蕊试纸
(Ⅲ)
(Ⅱ)
(Ⅰ)
+CO2
白色沉淀D
无色溶液C
全部溶解
白色固体A
白色沉淀B
+H2O
+HNO3
标
号
原
料
配比
白磷
1
2
3
4
5
O
t1
t2
温度℃
A
B
C
溶
解
度
+CO2
白色沉淀D
无色溶液C
全部溶解
白色固体A
白色沉淀B
+H2O
+HNO3
6. 为什么提高温度才能使蒸气压增大(详细概述请见问题补充)
你好,甲醚
【中文名称】甲醚;二甲醚;氧代双甲烷
【英文名称】dimethyl ether;methoxymethane
【CAS 登录号】115-10-6
【结构或分子式】
CH3-O-CH3
所有C、O原子均以sp3杂化轨道形成σ键。
【相对分子量或原子量】46.07
【分子式】C2H6O
【密度】相对密度1.617(空气=1)
【熔点(℃)】-138.5
【沸点(℃)】-24.5
【闪点(℃)】-41.4
【蒸气压(Pa)】663(-101.53℃);8119(-70.7℃);21905(-55℃)
【性状】
无色可燃性气体或压缩液体,有乙醚气味。
【溶解情况】
溶于水和乙醇。
【用途】
用作溶剂、冷冻剂等。
【制备或来源】
由甲醇脱水而得,也可由原甲酸在三氯化铁的催化下分解而得。
【其他】
临界温度128.8℃。临界压力5.32兆帕。凝固点-138.5℃。液体密度0.661
第三部分:危险性概述 -
危险性类别:
侵入途径:
健康危害: 对中枢神经系统有抑制作用,麻醉作用弱。吸入后可引起麻醉、窒息感。对皮肤有刺激性。
环境危害:
燃爆危险: 本品易燃,具刺激性。
第四部分:急救措施 -
皮肤接触:
眼睛接触:
吸入: 迅速脱离现场至空气新鲜处。保持呼吸道通畅。如呼吸困难,给输氧。如呼吸停止,立即进行人工呼吸。就医。
食入:
第五部分:消防措施 -
危险特性: 易燃气体。与空气混合能形成爆炸性混合物。接触热、火星、火焰或氧化剂易燃烧爆炸。接触空气或在光照条件下可生成具有潜在爆炸危险性的过氧化物。气体比空气重,能在较低处扩散到相当远的地方,遇火源会着火回燃。若遇高热,容器内压增大,有开裂和爆炸的危险。
有害燃烧产物: 一氧化碳、二氧化碳。
灭火方法: 切断气源。若不能切断气源,则不允许熄灭泄漏处的火焰。喷水冷却容器,可能的话将容器从火场移至空旷处。灭火剂:雾状水、抗溶性泡沫、干粉、二氧化碳、砂土。
第六部分:泄漏应急处理 -
应急处理: 迅速撤离泄漏污染区人员至上风处,并进行隔离,严格限制出入。切断火源。建议应急处理人员戴自给正压式呼吸器,穿防静电工作服。尽可能切断泄漏源。用工业覆盖层或吸附/ 吸收剂盖住泄漏点附近的下水道等地方,防止气体进入。合理通风,加速扩散。喷雾状水稀释、溶解。构筑围堤或挖坑收容产生的大量废水。漏气容器要妥善处理,修复、检验后再用。
第七部分:操作处置与储存 -
操作注意事项: 密闭操作,全面通风。操作人员必须经过专门培训,严格遵守操作规程。建议操作人员佩戴自吸过滤式防毒面具(半面罩),戴化学安全防护眼镜,穿防静电工作服,戴防化学品手套。远离火种、热源,工作场所严禁吸烟。使用防爆型的通风系统和设备。防止气体泄漏到工作场所空气中。避免与氧化剂、酸类、卤素接触。在传送过程中,钢瓶和容器必须接地和跨接,防止产生静电。搬运时轻装轻卸,防止钢瓶及附件破损。配备相应品种和数量的消防器材及泄漏应急处理设备。
储存注意事项: 储存于阴凉、通风的库房。远离火种、热源。库温不宜超过30℃。应与氧化剂、酸类、卤素分开存放,切忌混储。采用防爆型照明、通风设施。禁止使用易产生火花的机械设备和工具。储区应备有泄漏应急处理设备。
第八部分:接触控制/个体防护 -
职业接触限值
中国MAC(mg/m3): 未制定标准
前苏联MAC(mg/m3): 未制定标准
TLVTN: 未制定标准
TLVWN: 未制定标准
监测方法:
工程控制: 生产过程密闭,全面通风。
呼吸系统防护: 空气中浓度超标时,建议佩戴自吸过滤式防毒面具(半面罩)。
眼睛防护: 戴化学安全防护眼镜。
身体防护: 穿防静电工作服。
手防护: 戴防化学品手套。
其他防护: 工作现场严禁吸烟。进入罐、限制性空间或其它高浓度区作业,须有人监护。
第九部分:理化特性 -
主要成分: 纯品
外观与性状: 无色气体,有醚类特有的气味。
pH:
熔点(℃): -141.5
沸点(℃): -23.7
相对密度(水=1): 0.66
相对蒸气密度(空气=1): 1.62
饱和蒸气压(kPa): 533.2(20℃)
燃烧热(kJ/mol): 1453
临界温度(℃): 127
临界压力(MPa): 5.33
辛醇/水分配系数的对数值: 无资料
闪点(℃): 无意义
引燃温度(℃): 350
爆炸上限%(V/V): 27.0
爆炸下限%(V/V): 3.4
溶解性: 溶于水、醇、乙醚。
主要用途: 用作致冷剂、溶剂、萃取剂、聚合物的催化剂和稳定剂。
其它理化性质:
第十部分:稳定性和反应活性 -
稳定性:
禁配物: 强氧化剂、强酸、卤素。
避免接触的条件:
聚合危害:
分解产物:
第十一部分:毒理学资料 -
急性毒性: LD50:无资料
LC50:308000 mg/m3(大鼠吸入)
亚急性和慢性毒性:
刺激性:
致敏性:
致突变性:
致畸性:
致癌性:
第十二部分:生态学资料 -
生态毒理毒性:
生物降解性:
非生物降解性:
生物富集或生物积累性:
其它有害作用: 无资料。
第十三部分:废弃处置 -
废弃物性质:
废弃处置方法: 处置前应参阅国家和地方有关法规。建议用焚烧法处置。
废弃注意事项:
第十四部分:运输信息 -
危险货物编号: 21040
UN编号: 1033
包装标志:
包装类别: O52
包装方法: 钢质气瓶;磨砂口玻璃瓶或螺纹口玻璃瓶外普通木箱;安瓿瓶外普通木箱。
运输注意事项: 采用刚瓶运输时必须戴好钢瓶上的安全帽。钢瓶一般平放,并应将瓶口朝同一方向,不可交叉;高度不得超过车辆的防护栏板,并用三角木垫卡牢,防止滚动。运输时运输车辆应配备相应品种和数量的消防器材。装运该物品的车辆排气管必须配备阻火装置,禁止使用易产生火花的机械设备和工具装卸。严禁与氧化剂、酸类、卤素、食用化学品等混装混运。夏季应早晚运输,防止日光曝晒。中途停留时应远离火种、热源。公路运输时要按规定路线行驶,禁止在居民区和人口稠密区停留。铁路运输时要禁止溜放。
第十五部分:法规信息 -
法规信息 化学危险物品安全管理条例 (1987年2月17日国务院发布),化学危险物品安全管理条例实施细则 (化劳发[1992] 677号),工作场所安全使用化学品规定 ([1996]劳部发423号)等法规,针对化学危险品的安全使用、生产、储存、运输、装卸等方面均作了相应规定;常用危险化学品的分类及标志 (GB 13690-92)将该物质划为第2.1 类易燃气体。
第十六部分:其他信息 -
参考文献:
填表部门:
数据审核单位:
修改说明:
其他信息:
【补充】
二甲醚又称甲醚,简称DME,在常压下是一种无色气体或压缩液体,具有轻微醚香味。相对密度(20℃)0.666,熔点-141.5℃,沸点-24.9℃,室温下蒸气压约为0.5MPa,与石油液化气(LPG)相似。溶于水及醇、乙醚、丙酮、氯仿等多种有机溶剂。易燃,在燃烧时火焰略带光亮,燃烧热(气态)为1455kJ/mol。常温下DME具有惰性,不易自动氧化,无腐蚀、无致癌性,但在辐射或加热条件下可分解成甲烷、乙烷、甲醛等。
二甲醚是醚的同系物,但与用作麻醉剂的乙醚不一样,毒性极低;能溶解各种化学物质;由于其具有易压缩、冷凝、气化及与许多极性或非极性溶剂互溶特性,广泛用于气雾制品喷射剂、氟利昂替代制冷剂、溶剂等,另外也可用于化学品合成,用途比较广泛。
二甲醚作为一种新兴的基本化工原料,由于其良好的易压缩、冷凝、汽化特性,使得二甲醚在制药、燃料、农药等化学工业中有许多独特的用途。如高纯度的二甲醚可代替氟里昂用作气溶胶喷射剂和致冷剂,减少对大气环境的污染和臭氧层的破坏。由于其良好的水溶性、油溶性,使得其应用范围大大优于丙烷、丁烷等石油化学品。代替甲醇用作甲醛生产的新原料,可以明显降低甲醛生产成本,在大型甲醛装置中更显示出其优越性。作为民用燃料气其储运、燃烧安全性,预混气热值和理论燃烧温度等性能指标均优于石油液化气,可作为城市管道煤气的调峰气、液化气掺混气。也是柴油发动机的理想燃料,与甲醇燃料汽车相比,不存在汽车冷启动问题。它还是未来制取低碳烯烃的主要原料之一。
二甲醚还可以替代柴油作为燃料,目前需要解决的问题主要有二甲醚对塑料物质的腐蚀和柴油发动机油路的改装。
目前二甲醚(DME)的主要用途是用作抛射剂、制冷剂和发泡剂。其次是用作化工原料,生产多种有机化学品。如硫酸二甲酯、烷基卤化物、N,N-二甲基苯胺、乙酸甲酯、醋酐、碳酸二甲酯、二甲基硫醚、乙二醇二甲醚系列醚化物等。
二甲醚易压缩、易贮存、燃烧效率高、污染低,可替代煤气、LPG作民用燃料。同时,二甲醚具有较高的十六烷值,可直接用作汽车燃料替代柴油。二甲醚作为清洁燃料方面的发展前景潜力巨大,已经得到了国内外的广泛关注。
1 国内外市场分析
1.1 国外市场分析
目前世界上二甲醚的生产主要集中在美、德、荷兰和日本等国,2002年世界(不包括中国,下同)总生产能力为20.8万吨/年,产量为15万吨,开工率为72%。国外二甲醚的主要生产厂家有美国Dopnt公司、荷兰AKZO公司、德国DEA公司和United Rhine Lignite Fuel公司等,其中德国DEA公司的生产能力最大,生产能力为6.5万吨/年。
世界二甲醚的主要生产厂家
序号 厂家名称 生产能力(万吨/年)
1 Dopnt (美国) 3.0
2 DEA (德国) 6.5
3 United Rhine Lignite Fuel (德国) 3.0
4 AKZO (荷兰) 3.0
5 Sumitomo (日本) 1.0
6 DEA(澳大利亚) 1.0
7 Mitsui toatsu (日本) 0.5
8 Kang Sheng (日本) 1.8
9 NKK (日本) 1.0
合计 20.8
由于二甲醚的市场需求潜力十分巨大,在世界范围内,二甲醚的建设已经成为热点,一些大型二甲醚装置已在筹建之中。
二甲醚开发公司(由道达尔菲纳埃尔夫公司和日本8家公司组成的财团)计划建设能力为2500吨/天的商业化二甲醚装置。日本东洋工程公司完成了在中东建设单系列250万吨/年二甲醚装置的可行性验证,预计该装置可望于2005-2006年建成。BP公司、印度天然气管理局、印度石油公司将投资6亿美元建设180万吨/年商业化二甲醚生产厂,用以替代石脑油、柴油和LPG,建设工作已于2002年开始,定于2004年投产。日本财团(三菱瓦斯化学公司、日挥公司、三菱重工公司和伊藤忠商事)组成的合资公司将在澳大利亚建设140-240万吨/年的大规模二甲醚装置,定于2006年投产。
目前二甲醚的主要消费领域是作溶剂和气雾剂的推动剂,其它方面的消费不多。2002年全世界二甲醚的消费量为15万吨/年,预计到2005年需求量在20万吨/年左右。
二甲醚是一种性能优良、安全清洁的化工产品,发展前景被普遍看好。更为重要的是,作为一种新型、清洁的民用和车用燃料,被看作是柴油或LPG/CNG的优秀替代品,其作为燃料的市场需求增长将会是非常惊人的。
2000年全世界有400万辆LPG汽车、400万辆乙醇汽车、1百万辆CNG汽车,还有部分甲醇汽车。以美国为例,2000年美国使用替代燃料的汽车为42万辆,预计,到2005年美国使用代用燃料(LPG和CNG)的汽车将达到110万辆,2010年为330万辆,2015年达到550万辆。
目前美国替代燃料的消费量折合为当量汽油的话大约为100万吨(352×106加仑当量汽油),约占当年全部燃料消费量的0.2%。如果美国代用燃料的比例提高到5%的话,其需求量将达到2500万吨,可见代用燃料的市场前景是相当可观的。
亚洲地区是世界上柴油消费增长最快的地区,据国外研究机构预测,二甲醚作为替代燃料,2005年亚洲地区的年需求量达3000万吨。可见,由于二甲醚具有其它代用燃料不可比拟的优势,将会成为柴油的主要替代燃料,具有难以估量的市场前景。
1.2 国内市场分析
近年来,我国二甲醚的生产发展迅速,目前共有十几家生产企业,2002年总生产能力为3.18万吨/年,产量约为2万吨左右,开工率较低,约为63%。
我国二甲醚主要生产厂家及能力(单位:吨/年)
序号 厂家名称 生产能力
1 江苏吴县合成化工厂 2000
2 广东中山凯达精细化工有限公司 5000
3 成都华阳威远天然气化工厂 2000
4 上海石油化工研究院 800
5 江苏昆山 1000
6 陕西新型燃料燃具公司 5000
7 安徽省蒙城县化肥厂 2500
8 浙江诸暨新亚化工公司 1000
9 广东江门氮肥厂 2500
10 浙江义乌光阳化工实业有限公司 2500
11 上海申威气雾公司 1000
12
山东久泰化工科技股份有限公司 5000
13 湖北田力实业股份有限公司 1500
合计 31800
近年来国内二甲醚的建设已经形成热潮,有数家公司拟通过合资合作等方式引进技术建设大型二甲醚生产装置。
主要在建或拟建项目如下:
2001年4月份陕西新型燃料燃具有限公司与美国兆运资源有限公司签订联合开发“煤基一步法合成20万吨/年二甲醚超洁净燃料”工程协议书,工程总投资20.3亿元,美方投资90%。
宁夏83万吨/年煤基二甲醚项目,计划投资47.8亿元,计划利用国外资金,已与加拿大麦耐特联合公司签订了合作协议书,并依托美国空气动力公司的技术。
四川泸州天然气股份有限公司采用两步法工艺已经建成1万吨/年二甲醚装置,第二套10万吨/年二甲醚装置,也已经开工建设。
山东临沂鲁明化工有限公司正在建设3万吨/年二甲醚装置,采用自主开发的液相两步法工艺技术。
山东华星集团年产3万吨/年二甲醚项目于2004年8月开始动工,该装置采用两步法工艺。
山东兖州矿业集团公司计划建设60万吨二甲醚装置,拟引进国外一步法二甲醚工艺技术。
另外,国内还有很多地方提出建设二甲醚装置,如:西南石油天然气管理局、新疆、黑龙江双鸭山、大庆油田、陕西、兰州、安徽等。
国内二甲醚的主要用途是作为气溶胶、气雾剂和喷雾涂料的推动剂,每年消耗二甲醚 1.8万吨。由于我国气雾剂行业的发展较快,预计到2005年需二甲醚约3万吨,2010年为4万吨左右。另外我国二甲醚用于合成硫酸二甲酯等多种化工产品的消费量约为1.1万吨。
由于二甲醚的性质与液化气相近,易贮存、易压缩,因而可替代天然气、煤气、LPG作民用燃料。2002年我国LPG的表观消费量为1620万吨,同时中国自1990年开始大量进口LPG,2002年LPG进口量为626万吨。如果二甲醚的价格合适,假设二甲醚替代进口的LPG,以目前的进口量计算,需要燃料级二甲醚约1000万吨。随着人民生活水平的不断提高,对民用燃料的需求量将会有较大的增长,特别是对天然气、二甲醚、LPG等清洁能源的需求一定会有很大的增长,因此,二甲醚作为民用燃料的发展前景十分光明。
由于二甲醚具有优良的燃料性能,方便、清洁、十六烷值高、动力性能好、污染少、稍加压即为液体易贮存,作为车用柴油的替代燃料,有液化汽、天然气、甲醇、乙醇等不可比拟的综合优势。
2002年我国柴油的消费量为7662万吨,柴油消费的增长很快,预计2005年消费量将达到8290万吨左右,2010年将达约10100万吨。二甲醚作为良好的柴油替代燃料,按其对柴油的替代率为5%计算,2005年约需二甲醚约553万吨左右,2010年需674万吨左右。
综上所述,预计2005年我国二甲醚作为气雾剂和化工等方面的需求量将达到的需求量约为5-6万吨。二甲醚作为代用燃料方面的消费主要取决于二甲醚的供应,如果二甲醚的价格降到能与柴油或LPG相竞争的水平,相信二甲醚作为燃料的消费增长速度会很快,市场规模也是相当惊人的。
2 工艺技术分析
二甲醚的生产方法有一步法和二步法。一步法是指由原料气一次合成二甲醚,二步法是由合成气合成甲醇,然后再脱水制取二甲醚。
● 一步法
该法是由天然气转化或煤气化生成合成气后,合成气进入合成反应器内,在反应器内同时完成甲醇合成与甲醇脱水两个反应过程和变换反应,产物为甲醇与二甲醚的混合物,混合物经蒸馏装置分离得二甲醚,未反应的甲醇返回合成反应器。
一步法多采用双功能催化剂,该催化剂一般由2类催化剂物理混合而成,其中一类为合成甲醇催化剂,如Cu-Zn-Al(O)基催化剂,BASFS3-85和ICI-512等;另一类为甲醇脱水催化剂,如氧化铝、多孔SiO2-Al2O3、Y型分子筛、ZSM-5分子筛、丝光沸石等。
● 二步法
该法是分两步进行的,即先由合成气合成甲醇,甲醇在固体催化剂下脱水制二甲醚。国内外多采用含γ-Al2O3/SiO2制成的ZSM-5分子筛作为脱水催化剂。反应温度控制在280~340℃,压力为0.5-0.8MPa。甲醇的单程转化率在70-85%之间,二甲醚的选择性大于98%。
一步法合成二甲醚没有甲醇合成的中间过程,与两步法相比,其工艺流程简单、设备少、投资小、操作费用低,从而使二甲醚生产成本得到降低,经济效益得到提高。因此,一步法合成二甲醚是国内外开发的热点。国外开发的有代表性的一步法工艺有:丹麦Topsφe工艺、美国Air Procts工艺和日本NKK工艺。
二步法合成二甲醚是目前国内外二甲醚生产的主要工艺,该法以精甲醇为原料,脱水反应副产物少,二甲醚纯度达99.9%,工艺成熟,装置适应性广,后处理简单,可直接建在甲醇生产厂,也可建在其它公用设施好的非甲醇生产厂。但该法要经过甲醇合成、甲醇精馏、甲醇脱水和二甲醚精馏等工艺,流程较长,因而设备投资较大。但目前国外公布的大型二甲醚建设项目绝大多数采用两步法工艺技术,说明两步法有较强的综合竞争力。
2.1 国外主要工艺技术
(1)Topsφe工艺
Topsφe的合成气一步法工艺是专门针对天然气原料开发的一项新技术。该工艺造气部分选用的是自热式转化器(ATR)。自热式转化器由加有耐火衬里的高压反应器、燃烧室和催化剂床层三部分组成。
二甲醚合成采用内置级间冷却的多级绝热反应器以获得高的CO和CO2转化率。催化剂用甲醇合成和脱水制二甲醚的混合双功能催化剂。
二甲醚的合成采用球形反应器,单套产能可达到7200吨/天二甲醚。Topsφe工艺选择的操作条件为4.2MPa和240~290℃。
目前,该工艺还未建商业装置。1995年,Topsφe在丹麦哥本哈根建了一套50kg/d的中试装置,用于对工艺性能进行测试。
(2)Air procts的液相二甲醚(LPDMETM)新工艺
在美国能源部的资助下,作为洁净煤和替代燃料技术开发计划的一部分,Air procts公司开发成功了液相二甲醚新工艺,简记作LPDMETM。
LPDMETM工艺的主要优势是放弃了传统的气相固定床反应器而使用了浆液鼓泡塔反应器。催化剂颗粒呈细粉状,用惰性矿物油与其形成浆液。高压合成气原料从塔底喷入、鼓泡,固体催化剂颗粒与气体进料达到充分混合。使用矿物油使混合更充分、等温操作、易于温度控制。
二甲醚合成反应器采用内置式冷却管取热,同时生产蒸汽。浆相反应器催化剂装卸容易,无须停工进行。而且,由于是等温操作,反应器不存在热点问题,催化剂失活速率大大降低了。
典型的反应器操作参数为:压力2.76~10.34MPa,推荐5.17MPa;温度200~350℃,推荐250℃。催化剂量为矿物油质量的5%~60%,最好在5%~25%之间。该工艺用富CO的煤基合成气比天然气合成气更具优势。但以天然气为原料也可获得较高收率。 Air procts公司已在15吨/天的中试工厂对该工艺进行了测试,结果令人满意,但还没有建设商业化规模的大型装置。
(3)日本NKK公司的液相一步法新工艺
除Air procts公司外,日本NKK公司也开发了用浆相反应器由合成气一步合成二甲醚的新工艺。
原料可选用天然气、煤、LPG等。工艺的第一步首先是造气,合成气经冷却、压缩到5~7MPa,进入CO2吸收塔脱除CO2。脱碳后的原料合成气用活性炭吸附塔脱除硫化物后换热至200℃进入反应器底部。合成气在反应器内的催化剂与矿物油组成的淤浆中鼓泡,生成二甲醚、甲醇和CO2。出反应器产物冷却、分馏,将其分割为二甲醚、甲醇和水。未反应的合成气循环回反应器。经分馏,从塔顶可得到高度纯净的二甲醚产品(95%~99%),从塔底则可得到甲醇、二甲醚和水组成的粗产品。采用NKK技术已在新潟建成1万吨/年合成气一步法生产二甲醚的半工业化装置。
2.2 国内工艺技术及科研情况
我国90年代前后开始气相甲醇法(两步法)生产二甲醚工艺技术及催化剂的开发,很快建立起了工业生产装置。近年来,随着二甲醚建设热潮的兴起,我国两步法二甲醚工艺技术有了进一步的发展,工艺技术已接近或达到国外先进水平。
山东久泰化工科技股份有限公司(原临沂鲁明化工有限公司)开发成功了具有自主知识产权的液相法复合酸脱水催化生产二甲醚工艺,已经建成了5000吨/年生产装置,经一年多的生产实践证明,该技术成熟可靠。该公司的第二套3万吨/年装置也将投产。
山东久泰二甲醚工艺技术已经通过了山东省科技厅组织的鉴定,被认定为已达国际水平。特别是液相法复合酸脱水催化剂的研制和冷凝分离技术,针对性地克服了一步法合成和气相脱水中提纯成本高、投资大的缺点,使反应和脱水能够连续进行,减少了设备腐蚀和设备投资,总回收率达到99.5%以上,产品纯度不小于99.9%,生产成本也较气相法有较大的降低。
2003年8月由泸天化与日本东洋工程公司合作开发的两步法二甲醚万吨级生产装置试车成功。该装置工艺流程合理,操作条件优化,具有产品纯度高、物耗低、能耗低的特点,在工艺水平、产品质量和设备硬件自动化操作等方面均处于国内先进水平。
近年来,我国在合成气一步法制二甲醚方面的技术开发也很积极,而且一些科研院所和大学都取得了较大进展。
兰化研究院、兰化化肥厂与兰州化物所共同开展了合成气法制二甲醚的5mL小试研究,重点进行工艺过程研究、催化剂制备及其活性、寿命的考察。试验取得良好结果:CO转化率>85%;选择性>99%。两次长周期(500h、1000h)试验表明:研制的催化剂在工业原料合成气中有良好的稳定性;二甲醚对有机物的选择性>97%;CO转化率>75%;二甲醚产品纯度>99.5%;二甲醚总收率为98.45%。
中科院大连化物所采用复合催化剂体系对合成气直接制二甲醚进行了系统研究,筛选出SD219-Ⅰ、SD219-Ⅱ及SD219-Ⅲ型催化剂,均表现出较佳的催化性能,CO转化率达到90%,生成的二甲醚在含氧有机物中的选择性接近100%。
清华大学也进行了一步法二甲醚研究,在浆态床反应器上,采用LP+Al2O3双功能催化剂,在260-290℃,4-6MPa的条件下,CO单程转化率达到55%~65%,二甲醚的选择性为90-94%。
目前,国内的浙江大学、山西煤化所、西南化工研究院、华东理工大学等单位也都致力于合成气一步法制二甲醚的研究工作。
杭州大学采用自制的二甲醚催化剂,利用合成氨厂现有的半水煤气,在一定反应温度、压力和空速下一步气相合成二甲醚。CO单程转化率达到60%~83%,选择性达95%。该技术现巳在湖北田力公司建成了年产1500吨二甲醚的工业化装置。该装置既可生产醇醚燃料,又可生产99.9%以上的高纯二甲醚,CO转化率70%-80%。这是国内第一套直接由合成气一步法生产高纯二甲醚的工业化生产装置。
对于两步法二甲醚工艺技术,无论是气相法还是液相法,国内技术均已经达到先进、成熟可靠的水平,完全有条件建设大型生产装置。
由国内开发的合成气一步气相法制二甲醚技术基本成熟,并已建成千吨级装置。但对于建设大型二甲醚装置,国内技术尚需实践验证。
3 结论及建议
二甲醚作为清洁的替代燃料已经得到国内外广泛的关注,特别是其替代煤气、LPG和柴油方面所具有的巨大的市场潜力,对我国能源结构的调整、环境保护等方面有着重要的现实意义。
二甲醚工艺技术是国内外工艺技术开发的热点之一,一步法工艺流程简单、设备少、投资小、操作费用和生产成本较低,但由于合成反应和分离过程复杂,目前尚未完全工业化。二步法工艺是目前国内外二甲醚生产的主要工艺,产品纯度高,工艺成熟,装置适应性广,综合竞争力强,但也有流程较长,设备投资较大的弱点。
目前推广和应用是二甲醚发展的关键,二甲醚作为清洁替代能源需要政府的大力扶持和帮助。建议国家应统筹规划,在没有油气资源而煤炭资源丰富的地区,建设大型二甲醚生产基地。以二甲醚替代煤气、LPG作为市场推广的先导,同时大力加强二甲醚替代柴油方面的研究,全面促进二甲醚的生产和使用,预计在不久的将来,二甲醚必将成为我国能源结构中重要的组成部分. 3905希望对你有帮助!
7. 怎样把海水变成淡水
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1985年1月16日,《人民日报》报道了我国第一个海水淡化工程——西沙海水淡化站在西沙群岛永兴岛建成投产的消息。这个工程是利用我国自行设计制造的海水淡化装置安装的,日产淡化水两百吨。那么,你知道海水是如何淡化成可以饮用的淡水的吗?
人类的生存离不开水,地球上虽然有大量的水,可惜能为人类所利用的淡水却少得可怜。当人类为缺水感到困惑时,毫无疑问会将目光投向总量远比淡水多得多的海水。海水中含有3.5%的盐类化合物,如何低成本地把这些化合物从水中除去,一直是化学家孜孜以求的目标。目前,常用的海水淡化方法有以下几种。
蒸馏法。将海水加热,使其中的水变成蒸汽,再让蒸汽冷凝下来。由于海水中所溶的盐类不会随着蒸汽出来,因此得到的水就是几近纯水的蒸馏水。然而,无论是加热还是冷凝,都需耗费能源。每蒸发1克水就需要2.3千焦的能量。所以这种方法救急可以,却不是一个长久之计。
离子交换法。溶解在水中的盐分,都是以阳离子和阴离子的形式存在。如果有一种东西可以把这些离子移走,那么水也就得到纯化了。离子交换树脂就具有这样的能力。离子交换树脂是一种具有网状结构的不溶于水的高分子材料。它犹如一棵大树,上面有很多树枝,每个树枝上都有一个口袋。当海水通过的时候,阳离子会把阳离子交换树脂“口袋”中的氢离子交换出来,阴离子会把阴离子交换树脂“口袋”里的氢氧根离子交换出来,而氢离子和氢氧根离子相遇就变成了水。不过,离子交换树脂在使用了一段时间后会达到饱和状态,怎样使离子交换树脂可以持续使用呢?由于离子交换是可逆的,因此可以分别用酸和碱进行反交换来更新,这样就能使离子交换树脂可以反复使用了。但离子交换法处理能力有限,并需要大量的酸和碱来使树脂“再生”,如果大量用于海水淡化,成本太高,因此目前这种技术主要应用在水的进一步纯化方面。
反渗透法。渗透是大自然中一个非常普遍的自然现象。例如,植物就是靠根部的渗透来吸取水分的,渗透平衡对人的生命活动也极为重要。渗透是依靠一种称为半透膜的材料来实现的。半透膜可以让水自由通过,而水中的其他化学物质是通不过的。如果半透膜的左边是纯水,右边是溶液的话,从纯水这边通过半透膜的水就会比溶液右边通过半透膜的水多得多。这是因为,纯水上方的饱和蒸汽压比溶液上方的饱和蒸汽压大。当纯水和溶液上方均处于1.01×105帕(1?个标准大气压)的压力下,驱动水分子运动的动力决定于饱和蒸汽压。于是,纯水这边液面下降,溶液那边液面上升,到一定的液位差就达到平衡,这就是渗透现象。植物根部的表皮就是这样一种半透膜。
如果在溶液上方加压,使溶液上方的总压大于纯水上方的大气压,情况就会发生逆转。此时驱动水分子通过半透膜的动力就决定于两边的压力差。压力差大,溶液中就会有更多的水通过半透膜流向纯水。
用反渗透法将海水制成淡水的方法又称为“膜技术”。它的关键在于半透膜。这层膜要有一定的强度,因为首先处理过程是要加压的;其次它必须具有百分之百的选择性,只能让水通过,而任何其他化学物质是不能通过的;最后它还应该有较大的通过量,以加快制备过程。目前半透膜所存在的问题是成本高、寿命短。处理的溶液浓度愈高,膜的寿命愈短。如果这两个问题能解决的话,膜技术将会成为海水淡化最有前途的一种方法。
8. 在四氢呋喃体系中点板需要萃取吗
专利摘要】本发明公开一种以四氢呋喃为萃取剂的水溶性聚合物的分离方法,即首先在20~30℃时,将聚合反应所得的含有水溶性聚合物的反应溶液的pH值调节到中性,再向其中加入硫酸盐,形成硫酸盐溶液;再向上述所得的硫酸盐溶液中加入四氢呋喃,按体积比计算,即硫酸盐溶液:四氢呋喃为1:0.25~2的比例;振荡后静置分层,上层为有机相四氢呋喃相,下层为水相硫酸盐水溶液,然后用分液漏斗中将上述所得的四氢呋喃相分离出来,得到富含水溶性聚合物的四氢呋喃溶液,再采用旋转蒸发仪在50~70℃水浴进行减压蒸馏,蒸干四氢呋喃溶剂后得到水溶性聚合物,即实现了以四氢呋喃为萃取剂的水溶性聚合物的分离。
【专利说明】
【技术领域】
[0001] 本发明属于水溶性聚合物的分离与提纯【技术领域】,特别涉及一种以四氢呋喃为萃 取剂的水溶性聚合物的分离方法。 一种以四氢映喃为萃取剂的水溶性聚合物的分离方法
【背景技术】
[0002] 水溶性聚合物在制备过程中通常以水为溶剂,反应过程中添加的引发剂、稳定剂、 分子量调节剂等小分子物质也多能溶于水。另外,在聚合前后调节pH值也将引入盐类等水 溶性小分子物质。因此在聚合反应结束后,反应溶液中除了存在大分子产物外还会存在小 分子杂质如引发剂或催化剂的残留物、表面活性剂、稳定剂以及未反应的单体等。
[0003] 大分子产物与小分子杂质均为水溶性物质,此类水溶性聚合物的分离提纯较为困 难。大分子产物从制备反应溶液中的分离通常采用沉淀分离法、制备色谱法或者膜分离法 等方法。这些方法存在成本较高,操作较复杂或效率低等问题。
[0004] 萃取技术是有机化学、药物化学中常见的一种分离提纯方法。它主要利用被提纯 物在两种互不相溶的溶剂中的溶解分配比例不同而完成分离提纯过程。随着萃取技术的发 展,在药物有效成分分离提取方面提出的双水相萃取技术也得到了大量应用。双水相萃取 技术主要利用水溶性高分子(常用聚乙二醇、葡聚糖等)与无机盐(硫酸钠、硫酸铵等)对水 的亲和能力不同,从而使得水溶性高分子的水溶液与无机盐水溶液在某浓度下可以出现相 分离的现象,以此作为两相来萃取药物中的有效成分,在一定程度上避免了药物在有机溶 剂中发生变性或失活等现象。在萃取分离之后水溶性高分子需要用超滤或透析的办法回收 以便循环利用。目前此方法的成本较高、且水溶性高分子与萃取目标物的分离也有一定难 度。
[0005] 采用双水相萃取技术来分离和提纯在水溶液中制备的水溶性高分子,具有一定的 可行性,但有时为了促进双水相的形成需要另外添加其他水溶性高分子(常用聚乙二醇、葡 聚糖等),造成制备所得水溶性高分子与后添加的水溶性高分子难以分离。因此本发明改进 了双水相萃取技术,将添加水溶性高分子变为添加四氢呋喃溶剂来分离和提纯水溶性高分 子产物。
【发明内容】
[0006] 本发明的目的为了解决上述的水溶性高分子产物的分离与提纯过程中存在的成 本高,操作复杂等技术问题而提出一种对水溶性聚合物进行萃取的分离提纯方法。
[0007] 本发明的技术原理 四氢呋喃对聚合物具有较好的溶解性能,同时与水可以任意比例互溶。当水溶液体系 中存在水溶性聚合物(例如聚羧酸等)、四氢呋喃以及硫酸盐(如硫酸钠、硫酸铵)等小分子 杂质时,调节硫酸盐达到一定浓度(通常为接近或达到饱和状态)、四氢呋喃与水达到一定 比例后,由于四氢呋喃对水溶性高分子具有一定的溶解性,四氢呋喃富集水溶性高分子形 成有机液相,而硫酸盐具有较好的亲水性,使水相形成硫酸盐溶液,从而使原溶液很快发生 相分离成为两相,上层为四氢呋喃相,下层为水相。分相后,分离出四氢呋喃相在旋转蒸发 仪上进行减压蒸发,其中四氢呋喃和少量水可以除去,即可使水溶性聚合物得到分离纯化。
[0008] 本发明的技术方案 一种以四氢呋喃为萃取剂的水溶性聚合物的分离方法,具体包括如下步骤: 首先,在2(T30°C时,将聚合反应所得的含有水溶性聚合物的反应溶液的pH值调节到 中性,再向其中加入硫酸盐,形成硫酸盐溶液,其中硫酸盐的质量百分比浓度为1(Γ 35%; 所述的硫酸盐为硫酸钠或硫酸铵; 所述的聚合反应所得的含有水溶性聚合物的反应溶液为柠檬酸聚合反应母液或含硫 酸的聚乙二醇水溶液; 所述的柠檬酸聚合反应母液中聚柠檬酸的分子量为10, 〇〇(Γ 1,〇〇〇, 〇〇〇 ; 含硫酸的聚乙二醇水溶液中聚乙二醇的分子量为3, 00(Γ20, 000 ; 然后,向上述所得的硫酸盐溶液中加入四氢呋喃,振荡后静置分层,上层为有机相四氢 呋喃相,下层为水相硫酸盐水溶液; 上述所加入的四氢呋喃的量,按体积比计算,即硫酸盐溶液:四氢呋喃为1 :〇. 25~ 2 ; 最后,用分液漏斗中将上述所得的四氢呋喃相分离出来,再采用旋转蒸发仪在5(T70°C 水浴中进行减压蒸馏,蒸干四氢呋喃溶剂后得到水溶性聚合物,即实现了以四氢呋喃为萃 取剂的水溶性聚合物的分离。
[0009] 上述的一种以四氢呋喃为萃取剂的水溶性聚合物的分离方法,水溶性聚合物收率 可达50?80%,纯度可达86?92%。
[0010] 本发明的有益技术效果 本发明的一种以四氢呋喃为萃取剂的水溶性聚合物的分离方法,由于水溶性聚合物的 四氢呋喃溶液与硫酸盐水溶液可以发生相分离,便于使用分液漏斗及相似装置进行分离。 [0011] 进一步,本发明的以四氢呋喃为萃取剂的水溶性聚合物的分离方法中,由于以常 用溶剂四氢呋喃作为萃取剂,其具有与水互溶,对水溶性聚合物溶解性好,容易除去等优 点。
[0012] 进一步,本发明的以四氢呋喃为萃取剂的水溶性聚合物的分离方法中,所使用的 硫酸盐为常见的硫酸钠和硫酸铵,且对于待分离母液而言适当选择硫酸钠或硫酸铵不会造 成引入的新杂质。
【具体实施方式】
[0013] 下面通过具体实施例对本发明进一步阐述,但并不限制本发明。
[0014] 实施例1 硫酸催化柠檬酸聚合反应母液中提取聚柠檬酸 在柠檬酸聚合反应母液中除含有聚柠檬酸外还含有四氢呋喃、柠檬酸、硫酸等小分子 杂质。
[0015] 在2(T30°C时,将10mL柠檬酸聚合反应母液用质量百分比为10%的氢氧化钠水溶 液45mL调节pH值为中性,再向溶液中添加5mL水及5克硫酸钠固体,形成硫酸钠溶液,其 中硫酸钠的质量百分比浓度为20% ; 然后,向上述所得的硫酸钠溶液中加入40mL四氢呋喃,振荡后静置5min,溶液分为两 层,上层为有机相一四氢呋喃相,下层为水相一硫酸钠水溶液; 上述所加入的四氢呋喃的量,按体积比计算,即硫酸钠溶液:四氢呋喃为1 :1 ; 最后,将上述所得的四氢呋喃相采用分液漏斗进行分液,再将分离出的四氢呋喃溶液 采用旋转蒸发仪在5(T70°C水浴进行减压蒸馏,蒸干四氢呋喃溶剂后得到黄色膏状物即为 聚柠檬酸,收率为70%,纯度为91%。
[0016] 经检测上述分离出来的聚柠檬酸的分子量为15, 000? 980,000。
[0017] 实施例2 硫酸催化柠檬酸聚合反应母液中提取聚柠檬酸 在2(T30°C时,将10mL柠檬酸聚合反应母液用质量百分比为10%的氢氧化钠水溶液 45mL调节pH值为中性,再向溶液中添加35mL水及1克硫酸钠,形成硫酸钠溶液,其中硫酸 钠的质量百分比浓度为10%。
[0018] 然后,向上述所得的硫酸钠溶液中加入10mL四氢呋喃,振荡后静置lOmin,溶液分 为两层,上层为有机相--四氢呋喃相,下层为水相--硫酸钠水溶液; 上述所加入的四氢呋喃的量,按体积比计算,即硫酸钠溶液:四氢呋喃为1 :〇. 25 ; 最后,将上述所得的四氢呋喃相采用分液漏斗进行分液,再将分离出的四氢呋喃溶液 用旋转蒸发仪在5(T70°C水浴进行减压蒸馏,蒸干四氢呋喃溶剂后得到黄色膏状物即聚柠 檬酸,其收率为50%,纯度为92%。
[0019] 经检测上述分离出来的聚柠檬酸的分子量10, 00(Tl,000, 000。
[0020] 实施例3 硫酸催化柠檬酸聚合反应母液中提取聚柠檬酸 在2(T30°C时,将10mL柠檬酸聚合反应母液用质量百分比为10%的氢氧化钠水溶液 45mL调节pH值为中性,再向溶液中添加16克硫酸钠,形成硫酸钠溶液,其中硫酸钠的质量 百分比浓度为35%。
[0021] 然后,向上述所得的硫酸钠溶液中加入80mL四氢呋喃,振荡后静置lOmin,溶液分 为两层,上层为有机相--四氢呋喃相,下层为水相--硫酸钠水溶液; 上述所加入的四氢呋喃的量,按体积比计算,即硫酸钠溶液:四氢呋喃为1 :2 ; 最后,将上述所得的四氢呋喃相采用分液漏斗进行分液,再将分离出的四氢呋喃溶液 用旋转蒸发仪在5(T70°C水浴进行减压蒸馏,蒸干四氢呋喃溶剂后得到黄色膏状物即聚柠 檬酸,其收率为80%,纯度为86%。
[0022] 经检测上述分离出来的聚柠檬酸的分子量10, 00(Tl,000, 000。
[0023] 实施例4 含硫酸的聚乙二醇水溶液中分离提纯聚乙二醇 在2(T30°C时,将30mL聚乙二醇的含硫酸水溶液用质量百分比浓度为10%的氨水溶液 调节pH值为中性,再添加硫酸铵固体,形成硫酸铵溶液,其中硫酸铵的质量百分比浓度为 35% ; 然后,向上述所得的硫酸铵溶液中加入30mL四氢呋喃,振荡后静置lOmin,溶液分为两 层,上层为有机相--四氢呋喃相,下层为水相--硫酸铵水溶液; 上述所加入的四氢呋喃的量,按体积比计算,即硫酸铵溶液:四氢呋喃为1 :1 ; 最后,将上述所得的四氢呋喃相采用分液漏斗进行分液,再将分离出上层四氢呋喃溶
【权利要求】
1. 一种以四氢呋喃为萃取剂的水溶性聚合物的分离方法,其特征在于具体包括如下步 骤: 首先,在2(T30°C时,将聚合反应所得的含有水溶性聚合物的反应溶液的pH值调节到 中性,再向其中加入硫酸盐,形成硫酸盐溶液; 所述的聚合反应所得的含有水溶性聚合物的反应溶液为柠檬酸聚合反应母液或含硫 酸的聚乙二醇水溶液; 然后,向上述所得的硫酸盐溶液中加入四氢呋喃,振荡后静置分层,上层为有机相四氢 呋喃相,下层为水相硫酸盐水溶液; 上述所加入的四氢呋喃的量,按体积比计算,即硫酸盐溶液:四氢呋喃为1 :〇. 25~2 ; 最后,用分液漏斗中将上述所得的四氢呋喃相分离出来,再将分离出的四氢呋喃溶液 采用旋转蒸发仪在5(T70°C水浴中进行减压蒸馏,蒸干四氢呋喃溶剂后得到水溶性聚合物, 即实现了以四氢呋喃为萃取剂的水溶性聚合物的分离。
2. 如权利要求1所述的一种以四氢呋喃为萃取剂的水溶性聚合物的分离方法,其特征 在于所形成的硫酸盐溶液中硫酸盐的质量百分比浓度为10-35%。
3. 如权利要求1所述的一种以四氢呋喃为萃取剂的水溶性聚合物的分离方法,其特征 在于所述的硫酸盐为硫酸钠或硫酸铵。
4. 如权利要求1所述的一种以四氢呋喃为萃取剂的水溶性聚合物的分离方法,其特征 在于所述的朽1檬酸聚合反应母液中聚朽 1檬酸的分子量为10, 〇〇〇~ 1,〇〇〇,〇〇〇; 所述的含硫酸的聚乙二醇水溶液中聚乙二醇的分子量为3, 00(Γ 20,000。
5. 如权利要求1所述的一种以四氢呋喃为萃取剂的水溶性聚合物的分离方法,其特征 在于所述的含有水溶性聚合物的反应溶液的pH值调节至中性所用的是质量百分比为10% 的氢氧化钠水溶液或质量百分比为10%的氨水溶液。
【文档编号】C08G63/06GK104056466SQ201410157242
【公开日】2014年9月24日 申请日期:2014年4月21日 优先权日:2014年4月21日
【发明者】赵玉增, 刘快迎, 马利纳, 葛红花, 朱雁萍, 胡信雅 申请人:上海电力学院
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