第一章从实验学化学 第一节化学实验基本方法资料.docx

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第一章从实验学化学第一节化学实验基本方法资料

第一章从实验学化学第一节化学实验基本方法

一．化学实验安全

1．遵守实验室规则。

2.了解安全措施。

（1）做有毒气体的实验时，应在通风厨中进行，并注意对尾气进行适当处理（吸收或点燃等）。

进行易燃易爆气体的实验时应注意验纯，尾气应燃烧掉或作适当处理。

（2）烫伤宜找医生处理。

 （3）浓酸沾在皮肤上，用水冲净然后用稀NaHCO3溶液淋洗，然后请医生处理。

 （4）浓碱撒在实验台上，先用稀醋酸中和，然后用水冲擦干净。

浓碱沾在皮肤上，宜先用大量水冲洗，再涂上硼酸溶液。

浓碱溅在眼中，用水洗净后再用硼酸溶液淋洗。

 （5）钠、磷等失火宜用沙土扑盖。

 （6）酒精及其他易燃有机物小面积失火，应迅速用湿抹布扑盖。

3．掌握正确的操作方法。

例如，掌握仪器和药品的使用、加热方法、气体收集方法等。

二．混合物的分离和提纯

1． 过滤和蒸发

实验1—1 粗盐的提纯

仪器：

天平，烧杯，玻璃棒，漏斗，铁架台，铁圈步骤：

            步骤

 现象

1．溶解：

称取4克粗盐加到盛有12mL水的小烧杯中，用玻璃棒搅拌使氯化钠充分溶解

粗盐逐渐溶解，溶液浑浊。

2．过滤：

组装好仪器，将1中所得到的混合物进行过滤。

若滤液浑浊，要再次过滤，直到滤液澄清为止。

滤纸上有不溶物残留，溶液澄清。

3．蒸发：

将过滤后的澄清溶液转入蒸发皿，加热，并用玻璃棒搅拌，防止液滴飞溅。

当出现较多固体时停止加热，余热蒸干。

蒸发皿中产生了白色固体。

注意事项：

（1）一贴，二低，三靠。

（2）蒸馏过程中用玻璃棒搅拌，防止液滴飞溅。

2． 蒸馏和萃取

（1）蒸馏

 原理：

利用沸点的不同，处去难挥发或不挥发的杂质。

实验1---3从自来水制取蒸馏水

  仪器：

温度计，蒸馏烧瓶，石棉网，铁架台，酒精灯，冷凝管，牛角管，锥形瓶。

  操作：

连接好装置，通入冷凝水，开始加热。

弃去开始蒸馏出的部分液体,用锥形瓶收集约10mL液体,停止加热。

  现象：

随着加热,烧瓶中水温升高至100度后沸腾,锥形瓶中收集到蒸馏水。

  注意事项：

①温度计的水银球在蒸馏烧瓶的支管口处。

②蒸馏烧瓶中放少量碎瓷片-----防液体暴沸。

③冷凝管中冷却水从下口进，上口出。

④先打开冷凝水，再加热。

⑤溶液不可蒸干。

（2）萃取

原理：

用一种溶把溶质从它与另一溶剂所组成的溶液里提取出来。

仪器：

分液漏斗,烧杯

步骤：

①检验分液漏斗是否漏水。

 ②量取10mL碘的饱和溶液倒入分液漏斗,注入4mLCCl4,盖好瓶塞。

 ③用右手压住分液漏斗口部,左手握住活塞部分,把分液漏斗倒转过来用力振荡。

 ④将分液漏斗放在铁架台上,静置。

 ⑤待液体分层后,将分液漏斗上的玻璃塞打开,从下端口放出下层溶液,从上端口倒出上层溶液.

注意事项：

A．检验分液漏斗是否漏水。

 B．萃取剂：

互不相溶,不能反应。

 C．上层溶液从上口倒出,下层溶液从下口放出。

三．离子检验

离子

所加试剂

现象

离子方程式

Cl－

AgNO3,稀HNO3

产生白色沉淀

Cl－＋Ag+＝AgCl↓

SO42-

Ba（NO3）2稀HNO3

白色沉淀

SO42-+Ba2+=BaSO4↓

 四．除杂

 1．原则：

杂转纯、杂变沉、化为气、溶剂分。

 2．注意：

为了使杂质除尽，加入的试剂不能是“适量”，而应是“过量”；但过量的试剂必须在后续操作中便于除去。

     第二节 化学计量在实验中的应用

一．物质的量的单位――摩尔

 1．物质的量（n）是表示含有一定数目粒子的集体的物理量。

 2．摩尔（mol）：

把含有6.02×1023个粒子的任何粒子集体计量为1摩尔。

 3．阿伏加德罗常数

   把6.02X1023mol-1叫作阿伏加德罗常数。

 4．物质的量＝物质所含微粒数目/阿伏加德罗常数  n=N/NA

 5．摩尔质量（M）

（1）定义：

单位物质的量的物质所具有的质量叫摩尔质量。

（2）单位：

g/mol 或 g..mol-1

 （3）数值：

等于该粒子的相对原子质量或相对分子质量。

6．物质的量=物质的质量/摩尔质量（n=m/M）

二．气体摩尔体积

 1．气体摩尔体积（Vm）

（1）定义：

单位物质的量的气体所占的体积叫做气体摩尔体积。

（2）单位：

L/mol或m3/mol

 2．物质的量=气体的体积/气体摩尔体积n=V/Vm

 3．

（1）0℃101KPa,Vm=22.4L/mol

（2）25℃101KPa,Vm=24.8L/mol

三．物质的量在化学实验中的应用

 1．物质的量浓度

（1）定义：

以单位体积溶液里所含溶质B的物质的量来表示溶液组成的物理量，叫做溶质B的物质的浓度。

（2）单位：

mol/L,mol/m3

  （3）物质的量浓度＝溶质的物质的量/溶液的体积   CB=nB/V

 2．一定物质的量浓度的配制

（1）基本原理：

根据欲配制溶液的体积和溶质的物质的量浓度，用物质的量浓度计算的方法，求出所需溶质的质量或体积，在烧杯中溶解并在容器内用溶剂稀释为规定的体积，就得欲配制的溶液。

（2）主要操作

A．检验是否漏水；B．配制溶液   1计算；2称量；3溶解；4转移；5洗涤；6定容；7摇匀；8贮存溶液。

   注意事项：

A．选用与欲配制溶液体积相同的容量瓶。

B．使用前必须检查是否漏水。

C．不能在容量瓶内直接溶解。

 D．溶解完的溶液等冷却至室温时再转移。

 E．定容时，当液面离刻度线1―2cm时改用滴管，以平视法观察加水至液面最低处与刻度相切为止。

3．溶液稀释

 C（浓溶液）·V（浓溶液）=C（稀溶液）·V（稀溶液）

第二章 化学物质及其变化

一．物质的分类

  1．分类是学习和研究化学物质及其变化的一种常用的基本方法，它不仅可以使有关化学物质及其变化的知识系统化，还可以通过分门别类的研究，了解物质及其变化的规律。

分类要有一定的标准，根据不同的标准可以对化学物质及其变化进行不同的分类。

交叉分类和树状分类是常用的分类方法。

  2．分散系及其分类

  把一种（或多种）物质分散在另一种（或多种）物质中所得到的体系，叫分散系。

被分散的物质称作分散质（可以是气体、液体、固体），起容纳分散质作用的物质称作分散剂（可以是气体、液体、固体）。

溶液、胶体、浊液三种分散系的比较

分散质粒子大小/nm

外观特征

能否通过滤纸

有否丁达尔效应

实例

溶液

小于1

均匀、透明、稳定

能

没有

NaCl、蔗糖溶液

胶体

在1—100之间

均匀、有的透明、较稳定

能

有

Fe（OH）3胶体

浊液

大于100

不均匀、不透明、不稳定

不能

没有

泥水

二．物质的化学变化

1．物质之间可以发生各种各样的化学变化，依据一定的标准可以对化学变化进行分类。

⑴根据反应物和生成物的类别以及反应前后物质种类的多少可以分为：

A．化合反应（A+B=AB）B．分解反应（AB=A+B）C．置换反应（A+BC=AC+B）D．复分解反应（AB+CD=AD+CB）。

⑵根据反应中是否有离子参加可将反应分为：

A．离子反应：

有离子参加的一类反应。

主要包括复分解反应和有离子参加的氧化还原反应。

B．分子反应（非离子反应）。

⑶根据反应中是否有电子转移可将反应分为：

A．氧化还原反应：

反应中有电子转移（得失或偏移）的反应。

实质：

有电子转移（得失或偏移）

特征：

反应前后元素的化合价有变化

B．非氧化还原反应

2．离子反应

⑴电解质：

在水溶液中或熔化状态下能导电的化合物,叫电解质。

酸、碱、盐都是电解质。

酸:

电离时生成的阳离子全部是氢离子的化合物

碱：

电离时生成的阴离子全部是氢氧根离子的化合物。

盐：

电离时生成金属离子（或铵根离子）和酸根离子的化合物。

在水溶液中或熔化状态下都不能导电的化合物，叫非电解质。

注意：

①电解质、非电解质都是化合物，不同之处是在水溶液中或融化状态下能否导电。

②电解质的导电是有条件的：

电解质必须在水溶液中或熔化状态下才能导电。

③能导电的物质并不全部是电解质：

如铜、铝、石墨等。

④非金属氧化物（SO2、SO3、CO2）、大部分的有机物为非电解质。

⑵离子方程式：

用实际参加反应的离子符号来表示反应的式子。

它不仅表示一个具体的化学反应，而且表示同一类型的离子反应。

复分解反应这类离子反应发生的条件是：

生成沉淀、气体或水。

书写方法：

写：

写出反应的化学方程式

拆：

把易溶于水、易电离的物质拆写成离子形式

删：

将不参加反应的离子从方程式两端删去

查：

查方程式两端原子个数和电荷数是否相等

⑶离子共存问题

所谓离子在同一溶液中能大量共存，就是指离子之间不发生任何反应；若离子之间能发生反应，则不能大量共存。

A．结合生成难溶物质的离子不能大量共存:

如Ba2+和SO42-、Ag+和Cl-、Ca2+和CO32-、Mg2+和OH-等。

B．结合生成气体或易挥发性物质的离子不能大量共存：

如H+和C32-O,HCO3-,SO32-，OH-和NH4+等。

C．结合生成难电离物质（水）的离子不能大量共存：

如H+和OH-、CH3COO-，OH-和HCO3-等。

D．发生氧化还原反应、水解反应的离子不能大量共存（待学）。

注意：

题干中的条件：

如无色溶液应排除有色离子：

Fe2+、Fe3+、Cu2+、MnO4-等离子，酸性（或碱性）则应考虑所给离子组外，还有大量的H+（或OH-）。

⑷离子方程式正误判断（六看）

一看反应是否符合事实：

主要看反应能否进行或反应产物是否正确。

二看能否写出离子方程式：

纯固体之间的反应不能写离子方程式。

三看化学用语是否正确：

化学式、离子符号、沉淀、气体符号、等号等的书写是否符合事实。

四看离子配比是否正确。

五看原子个数、电荷数是否守恒。

六看与量有关的反应表达式是否正确（过量、适量）。

3．氧化还原反应

氧化还原反应概念的发展比较

得氧失氧的观点（狭义）

化合价升降观点（广义）

电子转移观点（本质）

氧化反应

得氧的反应

化合价升高的反应

失去（或偏离）电子的反应

还原反应

失氧的反应

化合价降低的反应

得到（或偏向）电子的反应

氧化还原反应

有氧得失的反应

有化合价升降的反应

有电子转移（得失或偏移）的反应

氧化还原反应中概念及其相互关系如下：

化合价升高——失去电子——被氧化（发生氧化反应）——是还原剂（有还原性）。

化合价降低——得到电子——被还原（发生还原反应）——是氧化剂（有氧化性）。

第三章金属及其化合物

1．元素的存在形式有两种：

游离态和化合态。

（1）钠镁铝只以化合态形式存在：

钠元素的主要存在形式是氯化钠，镁元素的存在形式有菱镁矿，铝元素的存在形式有铝土矿。

（2）铁元素有两种存在形式：

游离态的陨铁和化合态的铁矿石。

2．金属单质的用途：

（1）利用钠元素的特征焰色（黄色）制高压钠灯，高压钠灯的透雾力强，可以做航标灯；利用钠单质的熔点低，钠钾合金常温下呈液态，做原子反应堆的导热剂；利用钠单质制备过氧化钠，利用钠单质还原熔融态的四氯化钛制备金属钛。

（2）镁条燃烧发出耀眼的白光，用来做照明弹。

（3）利用铝的良好导电性，做导线。

利用铝块和铝粉的颜色都是银白色，铝粉制成银粉（白色涂料）。

3．金属化合物的用途：

（1）过氧化钠做漂白剂，过氧化钠做水下作业、坑道下作业的供氧剂；氯化钠、碳酸钠、碳酸氢钠做食品添加剂；氯化钠做为制备单质钠和氯气的原料，氯化钠做为制备氢氧化钠、氢气、氯气的原料。

（2）氧化镁的熔点高，做耐高温的材料：

耐火管、耐火坩埚、耐高温的实验仪器。

（3）明矾做净水剂。

4．金属的分类：

（1）根据冶金工业标准分类：

铁（铬、锰）为黑色金属，其余金属（钠镁铝等）为有色金属。

（2）根据密度分类：

密度大于4.5g/cm3的金属是重金属：

如铁、铜、铅、钡，密度小于4.5g/cm3的金属是轻金属：

如钠、镁、铝。

5．氧化物的分类：

二元化合物，其中一种元素是氧元素，并且氧元素呈负二价的化合物是氧化物。

（1）氧化物（根据氧化物中非氧元素的种类）分为金属氧化物和非金属氧化物。

（2）金属氧化物分为酸性氧化物、碱性氧化物、两性氧化物。

（3）非金属氧化物分为酸性氧化物、不成盐氧化物。

（4）氧化物（根据氧化物是否与碱或酸反应生成盐）分为成盐氧化物和不成盐氧化物（CO、NO）。

（5）成盐氧化物分为酸性氧化物、碱性氧化物、两性氧化物。

（6）酸性氧化物分为高价态的金属氧化物（Mn2O7）和非金属氧化物（CO2）。

（7）碱性氧化物只能是金属氧化物（CaO）。

（8）两性氧化物只能是金属氧化物（Al2O3、ZnO）。

6．金属氢氧化物的分类：

碱性氢氧化物和两性氢氧化物。

7．含金属阳离子的物质分为金属单质、金属氧化物、金属氢氧化物、金属无氧酸盐、金属含氧酸盐。

8．酸根离子分为三类：

（1）含金属元素的含氧酸根离子（AlO2- 、MnO4-）。

（2）含非金属元素的含氧酸根离子（NO3-）。

（3）含非金属元素的无氧酸根离子（Cl-）等。

9．阳离子分类：

（1）金属阳离子（Na+）和非金属阳离子（H+、NH4+）。

（2）阳离子分单一价态阳离子（Na+）和变价态阳离子（Fe2+、Fe3+），单一价态的阳离子和最高价态的阳离子只有氧化性，氧化性顺序：

Ag+>Fe3+>Cu2+>H+；较低价态的金属离子既有氧化性又有还原性，遇到强氧化剂呈还原性，遇到强还原剂呈氧化性。

10．温度不同产物不同的化学方程式：

4Na+O2=2Na2O；                                                       2Na+O2=Na2O2

11．量不同产物不同的化学方程式：

CO2+NaOH=NaHCO3                                                CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O

Na2CO3+HCl=NaHCO3+NaCl                                        Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑

NaHCO3+Ca（OH）2=CaCO3+NaOH+H2O                          2NaHCO3+Ca（OH）2=CaCO3↓+Na2CO3+2H2O

Al2（SO4）3+6NaOH=2Al（OH）3↓+3Na2SO4                         Al2（SO4）3+8NaOH=2NaAlO2+3Na2SO4+4H2O

2KAl（SO4）2+3Ba（OH）2=2Al（OH）3↓+3BaSO4↓+K2SO4      KAl（SO4）2+2Ba（OH）2=2H2O+2BaSO4↓+KAlO2

12．物质既能跟强酸反应又能跟强碱反应的的化学方程式：

2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑                                2Al+6HCl=2AlCl3+3H2↑

Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O                                       Al2O3+6HCl=2AlCl3+3H2O

Al（OH）3+NaOH=NaAlO2+2H2O                                      Al（OH）3+3HCl=AlCl3+3H2O

NaHCO3+NaOH=Na2CO3 +H2O                                 NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑

13．相互转化的化学方程式

氧化还原反应实例：

除去氯化铁中的氯化亚铁：

          2FeCl2+Cl2=2FeCl3

氧化还原反应实例：

除去氯化亚铁中的氯化铁：

          2FeCl3+Fe=3FeCl2

酸碱性实例：

除去碳酸氢钠中的碳酸钠：

                    Na2CO3+CO2+H2O=2NaHCO3

酸碱性实例：

除去碳酸钠中的碳酸氢钠：

                    NaHCO3+NaOH=Na2CO3 +H2O

2NaHCO3=Na2CO3+CO2↑+H2O

14．酸碱性强弱区别的化学方程式

硫酸铝溶液中滴入过量的强碱溶液不再有沉淀：

          Al2（SO4）3+8NaOH=2NaAlO2+3Na2SO4+4H2O

离子方程式：

Al3++4OH-=AlO2-+2H2O

硫酸铝溶液中滴入过量的弱碱氨水溶液始终有沉淀：

   Al2（SO4）3+6NH3·H2O=2Al（OH）3↓+3（NH4）2SO4

离子方程式：

Al3++3NH3·H2O=Al（OH）3↓+3NH4+

15．互滴法鉴别无色试剂的实验组：

碳酸钠溶液和盐酸，硫酸铝溶液和强碱，偏酸盐溶液和强酸

16．Fe2+的检验：

①取少量待测液于试管中，在试管中滴入可溶性碱溶液，先产生白色沉淀，过一会沉淀变成灰绿色，最终变成红褐色，说明溶液中有Fe2+。

②取少量待测液于试管中，在试管中先滴入KSCN溶液，无现象，再滴入氯水，溶液马上变成血红色，说明溶液中有Fe2+。

17．Fe3+的检验：

①取少量待测液于试管中，在试管中滴入可溶性碱溶液，产生红褐色沉淀，说明溶液中有Fe3+。

②取少量待测液于试管中，在试管中先滴入KSCN溶液，溶液马上变成血红色，说明溶液中有Fe3+。

18．指示剂颜色变化：

①在盛有水的试管里，加入过氧化钠，然后滴入指示剂：

酚酞先变红后褪色（紫色石蕊先变蓝后褪色）。

②在盛有水的试管里，加入碳酸钠，然后滴入指示剂：

酚酞变红（紫色石蕊变蓝）。

③在盛有水的试管里，加入碳酸氢钠，然后滴入指示剂：

酚酞变红（紫色石蕊变蓝）。

19．氯化铁溶液可以止血，氯化铁溶液可以用来腐蚀电路板，饱和氯化铁溶液滴入沸水中可以制备氢氧化铁胶体，铝化铁溶液蒸干得到氢氧化铁，灼烧得到氧化铁。

20．与Fe3+不能共存的离子有：

①发生复分解反应的离子：

OH-。

②发生络合反应的离子：

SCN-。

③发生双水解反应的离子：

CO32-、HCO3-。

④发生氧化还原反应的离子：

S2-、I-。

21．与Al3+不能共存的离子有：

①发生复分解反应的离子：

OH-。

②发生络合反应的离子：

F-。

③发生双水解反应的离子：

CO32-、HCO3-、S2-、AlO2-。

22．与H+不能共存的离子有：

①发生复分解反应产生气体的离子：

CO32-、HCO3-、（S2-、HS-、S2O32-）。

②发生复分解反应产生沉淀的离子：

AlO2-、[SiO32-、C6H5O-（石炭酸根）]。

③发生复分解反应没有任何现象的离子：

OH-、F-、ClO-、（PO43-、HPO42-、H2PO4-、CH3COO- 、HC2O4-、C2O42-）。

23．与OH-不能共存的离子有：

①发生复分解反应产生气体的离子：

NH4+。

②发生复分解反应产生沉淀的离子：

金属活动顺序表中镁以后的离子：

Mg2+、Al3+ 、Fe3+  、Fe2+ 、Cu2+ 、Ag+ 。

③发生复分解反应没有任何现象的离子：

H+、HCO3-、（HS-、HSO3- 、HPO42-、H2PO4-、HC2O4-）。

24．易失电子的物质除了金属外，还含有强还原性的物质：

H2S、K2S、HI、KI。

25．原子的最外层只有1个电子的元素有：

（1）H。

（2）Na、K、Rb、Cs。

（3）Cu、Ag、Au。

第四章非金属及其化合物

+14

2

8

4

+6

2

4

一．硅元素：

无机非金属材料中的主角，在地壳中含量26.3％，次于氧。

是一种亲氧元素，以熔点很高的氧化物及硅酸盐形式存在于岩石、沙子和土壤中，占地壳质量90％以上。

位于第3周期，第ⅣA族碳的下方。

Si            对比   C          

最外层有4个电子，主要形成四价的化合物。

二．二氧化硅（SiO2）

天然存在的二氧化硅称为硅石，包括结晶形和无定形。

石英是常见的结晶形二氧化硅，其中无色透明的就是水晶，具有彩色环带状或层状的是玛瑙。

二氧化硅晶体为立体网状结构，基本单元是[SiO4]，因此有良好的物理和化学性质被广泛应用。

（玛瑙饰物，石英坩埚，光导纤维）

物理：

熔点高、硬度大、不溶于水、洁净的SiO2无色透光性好。

化学：

化学稳定性好、除HF外一般不与其他酸反应，可以与强碱（NaOH）反应，酸性氧化物，在一定的条件下能与碱性氧化物反应。

SiO2＋4HF==SiF4↑＋2H2O   

SiO2＋CaO

CaSiO3    

SiO2＋2NaOH==Na2SiO3＋H2O

不能用玻璃瓶装HF装碱性溶液的试剂瓶应用木塞或胶塞。

三．硅酸（H2SiO3）

酸性很弱（弱于碳酸）溶解度很小，由于SiO2不溶于水，硅酸应用可溶性硅酸盐和其他酸性比硅酸强的酸反应制得。

Na2SiO3＋2HCl==H2SiO3＋2NaCl

硅胶多孔疏松，可作干燥剂，催化剂的载体。

四．硅酸盐

硅酸盐是由硅、氧、金属元素组成的化合物的总称，分布广，结构复杂化学性质稳定。

一般不溶于水。

（Na2SiO3、K2SiO3除外）最典型的代表是硅酸钠Na2SiO3：

可溶，其水溶液称作水玻璃和泡花碱，可作肥皂填料、木材防火剂和黏胶剂。

常用硅酸盐产品：

玻璃、陶瓷、水泥。

四．硅单质

与碳相似，有晶体和无定形两种。

晶体硅结构类似于金刚石，有金属光泽的灰黑色固体，熔点高（1410℃），硬度大，较脆，常温下化学性质不活泼。

是良好的半导体，应用：

半导体晶体管及芯片、光电池。

+17

2

8

7

五．氯元素：

位于第三周期第ⅦA族，原子结构：

            容易得到一个电子形成氯离子Cl－,为典型的非金属元素，在自然界中以化合态存在。

六．氯气

物理性质：

黄绿色气体，有刺激性气味、可溶于水、加压和降温条件下可变为液态（液氯）和固态。

制法：

MnO2＋4HCl（浓）

MnCl2＋2H2O＋Cl2

闻法用手在瓶口轻轻扇动,使少量氯气进入鼻孔

化学性质：

很活泼，有毒，有氧化性，能与大多数金属化合生成金属氯化物（盐）。

也能与非金属反应：

2Na＋Cl2

 2NaCl  现象：

大量白烟

2Fe＋3Cl2

 2FeCl3  现象：

棕黄色的烟

Cu＋Cl2

 CuCl2      现象：

棕黄色的烟

Cl2＋H2

2HCl  现象：

发出苍白色火焰，生成大量白雾。

燃烧：

燃烧不一定有氧气参加，物质并不是只有在氧气中才