高中化学从实验到化学.docx
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高中化学从实验到化学
第一讲从实验学化学
第一节化学实验基本方法
【基础自测】
一、过滤和蒸发
过滤
蒸发
适用范围
用来分离和
将从溶液中分离出
实验装置
注意事项
一贴：
紧贴；
二低：
①滤纸低于边缘；
②液面低于上沿；
三靠：
①倾倒液体的烧杯口紧靠；
②玻璃棒紧靠处；
③漏斗紧靠烧杯内壁。
①液体体积不得超过蒸发皿容积的；
②加热过程中要用不断搅拌液体，以防止局部过热造成液体飞溅；
③当蒸发皿中出现较多固体时停止加热，利用将液体蒸干。
二、蒸馏
1．原理
利用液态混合物中各组分的__________不同，除去液态混合物中易挥发、难挥发或不挥发的杂质。
2．装置及主要仪器
3．制取蒸馏水的实验操作
（1）检验Cl−：
自来水
白色沉淀，说明自来水中_________________________。
（2）蒸馏：
在100mL烧瓶中加入约________体积的自来水，再加入几粒__________，按上图连接好装置，向冷凝器中通入冷水，加热烧瓶，弃去开始馏出的部分液体后，收集蒸馏水。
（3）蒸熘水中Cl−的检验：
蒸馏水
无白色沉淀，说明蒸馏水中_________________。
三、萃取和分液
1．原理
分离操作
萃取
分液
定义
利用物质在__________的溶剂里__________的不同，用一种溶剂把物质从它与另一种溶剂所组成的溶液里提取出来的方法
把两种__________的液体分开的操作
实例
用四氯化碳提取碘水中的碘
分离四氯化碳和水的混合物
四、粗盐的提纯
1．不溶性杂质的除去
粗盐中含有泥沙、氯化钙、氯化镁、硫酸盐等杂质，要通过________、________、________进行提纯。
以上操作都要用到玻璃棒，它们的作用依次是：
（1）________溶解。
（2）引流。
（3）________________________。
注：
若所得液体如仍浑浊则需再过滤一次。
2．可溶性杂质的除去
杂质
加入的试剂
反应的化学方程式
硫酸盐（Na2SO4）
_______
Na2SO4+BaCl2===__________________
MgCl2
_______
MgCl2+2NaOH===___________________
CaCl2
_______
CaCl2+Na2CO3===___________________
3．加试剂的先后顺序
①溶液
溶液
溶液
盐酸；
②溶液
溶液
溶液
盐酸；
③溶液
溶液
溶液
盐酸。
溶液中常见离子的检验：
阳离子：
Na+：
K+：
NH4+：
Fe2+：
Fe3+：
阴离子：
Cl-：
CO32-：
SO42-：
Br-/I-
【典例分析】
典例1为了保证实验工作的顺利开展，需要创造一个安全的实验环境，实验操作者都必须遵守安全操作规程。
下列实验操作正确的是
A．开启易挥发液体试剂前，应反复摇动后再开启
B．用食指顶住瓶塞，另一只手托住瓶底，把瓶倒立，检查容量瓶是否漏水
C．完成实验室制取氯气后的废液，可先倒入水槽中，再用水冲入下水道
D．在实验室中分离某些物质进行蒸馏操作时，温度应插入液面下
典例2实验小组的同学欲对一粗盐样品进行初步提纯。
所用实验仪器或用品如下：
（1）D的名称是________。
（2）提纯的步骤是：
溶解、过滤、________、计算产率。
（3）“过滤”操作的要点可概括为“一贴、二低、三靠”，其中“二低”的含义是________________________。
（4）实验小组通过正确的计算发现，所得实验结果与该粗盐的实际含量对比，实验测得的结果比实际偏低，请分析可能的原因：
________________________________________________。
典例3为了除去KCl固体中少量的MgCl2、MgSO4，可选用Ba（OH）2、HCl和K2CO3三种试剂，按下列步骤操作：
（1）写出三种试剂的化学式：
A____________，B____________，C__________。
（2）根据题意，回答下列问题：
①加入过量A的目的是___________________，②加入过量B的目的是___________________，③加热煮沸的目的是____________________________。
（3）操作Ⅰ是_________，操作Ⅱ是_________。
典例4在测定Na2SO4和NaCl的混合物中Na2SO4的质量分数时，可以在混合物中加入过量BaCl2溶液，沉淀SO42-，然后过滤、洗涤、烘干、称量得到BaSO4的质量，试问：
（1）怎样判断SO42-是否沉淀完全？
答：
。
（2）怎样判断沉淀是否洗净？
答：
。
典例5现有①MgSO4②Ba（NO3）2③NaOH④CuCl2四种溶液，不加其他试剂就可鉴别出来，鉴别的先后顺序是
A．④③①②B．③④①②C．②①③④D．③④②①
典例6在蒸馏实验中，下列叙述不正确的是
A．在蒸馏烧瓶中盛约
体积的自来水，并放入几粒沸石
B．将温度计水银球插入自来水中
C．冷水从冷凝管下口进入，上口流出
D．收集蒸馏水时，应弃去开始馏出的部分
典例6根据下表信息，将乙二醇和丙三醇分离的最佳方法是
物质
分子式
熔点/℃
沸点/℃
密度/g·cm–3
溶解性
乙二醇
C2H4O2
–11.5
198
1.11
易溶于水和乙醇
丙三醇
C3H8O3
17.9
290
1.26
能跟水、酒精以任意比互溶
A．分液B．蒸馏C．加水萃取D．冷却至0℃后过滤
典例7海洋植物如海带和海藻中含有丰富的碘元素，碘元素以碘离子的形式存在。
实验室里从海洋中提取碘的流程如下：
某化学兴趣小组将上述流程②③设计成如下图所示操作。
已知过程②发生反应的化学方程式为Cl2+2KI
2KCl+I2
回答下列问题：
（1）写出提取过程①③中实验操作的名称：
①________，③________。
（2）四氯化碳是________色、密度比水________的液体。
F中下层液体的颜色为________色，上层液体中溶质的主要成分为。
（3）从F中得到固态碘还需进行的操作是________。
（4）在灼烧过程中，使用到的实验仪器有（除泥三角外）________。
①试管 ②瓷坩埚 ③坩埚钳 ④蒸发皿 ⑤酒精灯
第2节化学计量在实验中的应用
【基础自测】
一、物质的量及其单位
1．物质的量
（1）概念：
表示___________________________的物理量。
（2）符号：
_________。
（3）单位:
_________。
2．摩尔——物质的量的单位
（1）标准：
1mol粒子集体所含的粒子数与0.012kg12C中所含的碳原子数相同，约为_______。
（2）符号：
_________。
（3）计量对象：
分子、原子、离子、原子团、电子、质子、中子等微观粒子。
3．阿伏加德罗常数
（1）概念:
任何粒子的粒子数。
（2）符号：
_________。
（3）数值及单位:
__________________。
4．物质的量、阿伏加德罗常数与粒子数间的关系：
____________________________________。
二、摩尔质量
（1）概念:
的物质所具有的质量。
常用的单位是g·mol－1。
公式：
M＝
。
（2）符号及单位：
符号为，常用单位为或。
（3）数值：
以g·mol－1为单位时，在数值上都等于该粒子的或。
（4）表达式：
。
三、气体摩尔体积
1．定义
单位_______的气体所占有的_______。
符号：
_______，单位L/mol（或L·mol−1）和m3/mol（或m3·mol−1）。
2．计算公式
Vm=________。
3．影响气体摩尔体积的因素
（1）气体摩尔体积的数值取决于气体所处的________和________。
（2）标准状况下（即____________），气体摩尔体积为________。
4．阿伏加德罗定律及其重要推论
同温、同压下，相同体积的任何气体都含有。
四、物质的量浓度
1．定义
（1）概念：
表示溶液里所含溶质B的。
（2）符号及表达式：
。
（3）单位：
。
2.一定物质的量浓度溶液的配制
1．主要仪器
（1）天平：
应使用分析天平或电子天平，也可以用天平。
（2）容量瓶
（3）其他仪器：
量筒、、、等。
2．配制过程
以配制100mL1.00mol·L−1NaCl溶液为例。
（1）计算、称量：
需要NaCl固体的质量为，实际用托盘天平称量的质量为。
（2）溶解：
溶解过程中玻璃棒的作用为。
（3）移液、震荡。
移液前需。
移液中玻璃棒的作用为。
（4）定容。
当液面离容量瓶颈刻度线下时改用滴加蒸馏水。
定容标准为：
溶液凹液面最低处与刻度线相切。
（5）摇匀：
方法为。
【典例分析】
典例1物质的量、粒子数，摩尔质量、气体摩尔体积等概念辨析易错易混
（1）2.24LCO2中含有的原子数为0.3NA（ ）
（2）标准状况下，22.4LSO3中含有SO3分子数为NA（ ）
（3）标准状况下，22.4L氧气、氮气和CO的混合气体中含有2NA个原子（ ）
（4）常温常压下，含NA个Cl2分子的气体体积约为22.4L（ ）
（5）标准状况下，18gH2O所含的氧原子数目为NA（ ）
（6）常温常压下，1molCO2与SO2的混合气体中含氧原子数为2NA（ ）
（7）常温常压下，14g由N2与CO组成的混合物气体含有的原子数目为NA（ ）
（8）常温常压下，32gO2和O3的混合气体中含有的原子数为2NA（ ）
（9）12g金刚石和石墨混合物中含有的碳原子数为NA（ ）
（10）0.1molZn与含0.1molHCl的盐酸充分反应，转移的电子数目为0.2NA（ ）
（11）1molNa2O2与足量CO2充分反应转移的电子数为2NA（ ）
（12）5NH4NO3
2HNO3＋4N2↑＋9H2O反应中，生成28gN2时，转移的电子数目为3.75NA（ ）
（13）0.1mol·L－1的NaHSO4溶液中，阳离子的数目之和为0.2NA（ ）
（14）50mL12mol·L－1盐酸与足量MnO2共热，转移的电子数为0.3NA（ ）
典例2已知：
①6.72LNH3（标准状况下） ②1.204×1023个H2S分子 ③5.6gCH4 ④0.5molHCl，下列关系正确的是（ ）
A.体积大小：
④＞③＞②＞①
B.原子数目：
③＞①＞④＞②
C.密度大小：
④＞②＞③＞①
D.质量大小：
④＞③＞②＞①
典例3设NA为阿伏加德罗常数，如果ag某气态双原子分子的分子数为p，则bg该气体在标准状况下的体积V（L）是（ ）
A.
B.
C.
D.
典例4一定温度和压强下，30L某种气态纯净物中含有6.02×1023个分子，这些分子由1.204×1024个原子组成，下列有关说法中不正确的是（ ）
A.该温度和压强可能是标准状况
B.标准状况下该纯净物若为气态，其体积约是22.4L
C.每个该气体分子含有2个原子
D.若O2在该条件下为气态，则1molO2在该条件下的体积也为30L
典例5
（1）已知标准状况下，气体A的密度为2.857g·L－1，则气体A的相对分子质量为________，可能是________气体。
（2）标准状况下，1.92g某气体的体积为672mL，则此气体的相对分子质量为________。
（3）在一定条件下，mgNH4HCO3完全分解生成NH3、CO2、H2O（g），按要求填空。
①若所得混合气体对H2的相对密度为d，则混合气体的物质的量为____________。
NH4HCO3的摩尔质量为________________（用含m、d的代数式表示）。
②若所得混合气体的密度折合成标准状况为ρg·L－1，则混合气体的平均摩尔质量为________________（用含ρ的代数式表示）。
③若在该条件下，所得NH3、CO2、H2O（g）的体积分数分别为a%、b%、c%，则混合气体的平均相对分子质量为________________________（用含a、b、c的代数式表示）。
典例6一定物质的量浓度的溶液配制中下列操作对所配溶液产生的影响（用“偏大”“偏小”，“无影响”填空）
（1）配制450mL0.1mol·L－1的NaOH溶液，用托盘天平称取NaOH固体1.8g：
________。
（2）配制500mL0.1mol·L－1的硫酸铜溶液，用托盘天平称取胆矾8.0g：
________。
（3）配制NaOH溶液时，托盘天平的两个托盘上放两张质量相等的纸片，其他操作均正确：
________。
（4）配制一定物质的量浓度的NaOH溶液，需称量溶质4.4g，称量时物码放置颠倒：
________。
（5）用量筒量取浓硫酸时，仰视读数：
________。
（6）定容时，加水超过刻度线，用胶头滴管吸取多余的液体至刻度线：
________。
（7）经洗涤烧杯及玻璃棒：
________。
（8）配制NaOH溶液时，将称量好的NaOH固体放入小烧杯中溶解，未经冷却立即转移到容量瓶中并定容：
________。
（9）定容摇匀后，发现液面下降，继续加水至刻度线：
________。
（10）定容时仰视刻度线：
________。
（11）定容摇匀后少量溶液外流：
________。
（12）容量瓶中原有少量蒸馏水：
________。
典例7VmLAl2（SO4）3溶液中含有Al3＋mg，取
mL该溶液用水稀释至4VmL，则SO
物质的量浓度为（ ）
A.
mol·L－1B.
mol·L－1
C.
mol·L－1D.
mol·L－1
典例8某氯化镁溶液的密度为1.18g·cm－3，其中镁离子的质量分数为5.1%,300mL该溶液中Cl－的物质的量浓度为____________。
典例9已知某饱和NaCl溶液的体积为VmL，密度为ρg·cm－3，质量分数为w，物质的量浓度为cmol·L－1，溶液中含NaCl的质量为mg。
（1）用m、V表示溶液的物质的量浓度：
________________________________________________________________________。
（2）用w、ρ表示溶液的物质的量浓度：
________________________________________________________________________。
（3）用c、ρ表示溶质的质量分数：
________________________________________________________________________。
（4）用w表示该温度下NaCl的溶解度：
________________________________________________________________________。
典例10
（1）在100g物质的量浓度为cmol·L－1，密度为ρg·cm－3的硫酸中加入一定量的水稀释成
mol·L－1的硫酸，则加入水的体积________（填“＝”“＞”或“＜”，下同）100mL。
（2）若把
（1）中的H2SO4改成氨水，应加入水的体积______100mL。
（3）若把
（1）
（2）中的物质的量的浓度均改为溶质的质量分数，则加入水的体积________100mL。
典例11实验室需要配制0.50mol·L－1NaCl溶液480mL。
按下列操作步骤填上适当的文字，以使整个操作完整。
（1）选择仪器。
完成本实验所必需的仪器有：
托盘天平（带砝码、最小砝码为5g）、药匙、烧杯、________、________、________以及等质量的两片同种纸片。
（2）计算。
配制该溶液需取NaCl晶体______g。
（3）称量。
①天平调平之后，应将天平的游码调至某个位置，请在下图中用一根竖线标出游码左边缘所处的位置：
②称量过程中NaCl晶体应放于天平的________（填“左盘”或“右盘”）。
③称量完毕，将药品倒入烧杯中。
（4）溶解、冷却。
该步实验中需要使用玻璃棒，目的是___________________________________。
（5）转移、洗涤。
在转移时应使用玻璃棒引流，需要洗涤烧杯和玻璃棒2～3次是为了________________________________________________________________________。
（6）定容。
向容量瓶中加水至液面接近刻度线________处，改用________加水，使溶液凹液面与刻度线相切。
（7）摇匀、装瓶。
【习题巩固】
1．下列装置可用于固体和液体分离的是
A．
B．
C．
D．
2．下列中草药煎制步骤中，属于过滤操作的是
A．冷水浸泡
B．加热煎制
C．箅渣取液
D．灌装保存
3．下列有关实验的操作正确的是
实验
操作
A
配制稀硫酸
先将浓硫酸加入烧杯中，后倒入蒸馏水
B
排水法收集KMnO4分解产生的O2
先熄灭酒精灯，后移出导管
C
浓盐酸与MnO2反应制备纯净Cl2
气体产物先通过浓硫酸，后通过饱和食盐水
D
CCl4萃取碘水中的I2
先从分液漏斗下口放出有机层，后从上口倒出水层
4．《本草衍义》中对精制砒霜过程有如下叙述：
“取砒之法，将生砒就置火上，以器覆之，令砒烟上飞着覆器，遂凝结累然下垂如乳，尖长者为胜，平短者次之。
”文中涉及的操作方法是
A．蒸馏B．升华C．干馏D．萃取
5．下列说法正确的是
A．CO和C2H4的摩尔质量均是28g
B．18g水中含有1mol水分子
C．O2的相对分子质量是32g·mol−1
D．lmolNO的质量是30g·mol−1
6．下列各种物质中所含原子个数最多的是
A．0.4mol氧气B．4℃时5.4mL水C．10gNeD．5.6gCO
7．用NA表示阿伏加德罗常数的值。
下列说法中正确的是
A．2.4g金属镁变成镁离子时失去的电子数为0.1NA
B．2g氢气中含有的原子数为NA
C．3.01×1023个氮分子中含有的原子数为2NA
D．17g氨气中含有的电子数为10NA
8．有二氧化碳与一氧化碳的混合气体共10.8g，其物质的量为0.3mol。
求：
（1）混合气体中二氧化碳的物质的量为________，一氧化碳的物质的量为________。
（2）混合气体缓慢通过足量的氢氧化钠溶液后，剩余气体的质量为________，所含分子数为________。
9．2克氧气含有x个氧分子，则阿伏加德罗常数为
A．16xB．32xC．x/16D．x
10．已知6.0g气体G在标准状况下的体积为4.48L，则气体G可能是
A．CH4B．O2C．NOD．NH3
11．利用太阳能分解水制氢，若光解0.02mol水，下列说法正确的是
A．可生成H2的质量为0.02g
B．可生成氢的原子数为2.408×1023个
C．可生成H2的体积为0.224L（标准情况）
D．生成H2的量理论上等于0.04molNa与水反应产生H2的量
12．以“物质的量”为中心的计算是化学计算的基础，下列与“物质的量”相关的计算正确的是
A．现有CO、CO2、O3三种气体，它们分别都含有1molO，则三种气体的物质的量之比为3∶2∶1
B．ngCl2中有m个Cl原子，则阿伏加德罗常数NA的数值可表示为
C．标准状况下，11.2LX气体分子的质量为16g，则X气体的摩尔质量是32
D．5.6gCO和22.4LCO2中含有的碳原子数一定相等
13．下列两瓶气体所含分子数一定相等的是
A．同质量的N2和CO2
B．同质量的H2和N2
C．同体积的O2和N2
D．相同物质的量的NO和CO2
14．实验室要用63%的浓硝酸（密度1.38g/cm3） 配制800mL0.8mol/L 的稀硝酸，下列说法正确的是
A．浓硝酸应用带磨口玻璃塞的棕色细口瓶保存
B．量取浓硝酸应选用的量筒规格是50mL
C．量筒量取的浓硝酸倒入烧杯后应洗涤量筒并将洗涤液也倒入烧杯
D．定容时仰视会导致配出溶液的浓度偏大
15．硫酸镁和硫酸铝溶液等体积混合后，铝离子浓度为0.1mol/L，硫酸根离子的浓度为0.3mol/L，则混合溶液中镁离子浓度为
A．0.15mol/LB．0.3mol/L
C．0.45mol/LD．0.2mol/L
16．将标准状况下，将VLA气体（摩尔质量为Mg/mol）溶于0.1L水中，所得溶液密度为ρg/cm3，则此溶液的物质的量浓度（mol/L）为
A．
B．
C．
D．
17．将24.4gNaOH固体溶于水配成100mL溶液，其密度为1.219g·mL−1。
（1）该溶液中NaOH的物质的量浓度为______。
（2）该溶液中NaOH的质量分数为______。
（3）从该溶液中取出10mL，其中NaOH的物质的量浓度为______，NaOH的质量分数为______，溶液的密度为______，含NaOH的质量为______，含NaOH的物质的量为______。
（4）将取出的10mL溶液加水稀释到100mL，稀释后溶液中NaOH的物质的量浓度为________。
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