第一章 从实验学化学复习课
学习目标
1.掌握规范的基本实验操作,会判断基本实验操作是否正确。
2.学会选择适当的分离和提纯方法(物理方法有过滤、蒸发、蒸馏、萃取),主要根据各种方法的应用条件来选择。
3.注意基本仪器(如过滤器、冷凝管、分液漏斗、容量瓶)使用时的注意事项。 4.能根据除杂原理和要求,正确选择试剂和设计试剂的顺序以及实验步骤。
5.学会有关物质的量、摩尔质量、气体摩尔体积及相关概念的判断以及一些简单的计算。 6.学会一定物质的量浓度溶液的配制(仪器、步骤和误差分析)。 7.能进行有关物理量之间转换的简单计算。
学习过程
一、化学实验基本操作
1.过滤:除去溶液中的 。如除去粗盐中的泥沙。 (1)操作要点:
①“一贴”:将折叠后的滤纸放入漏斗后,用食指按住,加入少量蒸馏水润湿,使 紧贴 ,滤纸和漏斗内壁之间不留空隙。
②“二低”:滤纸边缘应略低于 ;加入漏斗中液体的液面应略低于 ,以防止未过滤的液体外溢。
③“三靠”:漏斗颈末端紧靠 ,使滤液沿烧杯内壁流下;向漏斗中倾倒液体时,玻璃棒要抵住 ,使液体充分过滤;倾倒液体的烧杯嘴紧靠 ,使欲过滤的液体在玻璃棒的引流下流入漏斗。
(2)注意:若过滤后要得到洁净的不溶物,则需对沉淀物进行洗涤,方法是:向过滤器里加入适量 ,使水面 ,待水滤去后,再加水洗涤,连续操作2~3次,直至沉淀物洗净为止。
2.蒸发原理:加热使溶剂蒸发而析出晶体,以得到溶质。
注意事项:(1)进行蒸发时,液体放置在蒸发皿中的量不要太多,以免加热时溶液溅出。 (2)在加热过程中,要用玻璃棒不断搅拌液体,以免 。
(3)加热时,不能把水蒸干后再停止加热,待 时停止加热,用余热把剩余的水蒸干。
3.蒸馏原理:蒸馏一般用于分离沸点较低的液体混合物。使液体组分变成蒸气,再冷凝成液体,从而达到分离提纯的目的。
(1)仪器:铁架台、酒精灯、石棉网、 、 、温度计、胶塞、牛角管(尾接管、接受器)、 、胶管。
(2)操作步骤:加热蒸发,冷凝收集。 (3)蒸馏时的注意事项:
①蒸馏烧瓶要垫上石棉网加热,烧瓶中还要加入 防止暴沸。 ②温度计下端水银泡应置于 ,测量逸出气体的温度。 ③冷凝水 进 出。
④实验开始时,先开 ,后 。实验结束时,先 ,后 。溶液不可蒸干。
4.萃取与分液
- 1 -
(1)萃取:利用溶质在互不相溶的溶剂里 的不同,用一种溶剂把溶质从它与另一种溶剂所组成的溶液里提取出来的操作。主要仪器—— 。
萃取剂要求:
①原溶液中的溶剂互不相溶;②溶质在萃取剂中的溶解度要远大于原溶剂;③要易于挥发。
(2)分液:下层的液体从 放出,上层的液体从 倒出。
(3)分液漏斗的组成:分液漏斗的活塞、塞子及漏斗。分液漏斗上面的塞子同漏斗本身是配套的。使用分液漏斗前要检查 。
(4)萃取与分液的步骤:① ;②先加入溶液,再加入萃取剂,振荡;③静置分层;④分液。
5.写出玻璃仪器的名称
6.粗盐的提纯(填写空白)
粗盐的提纯实验中涉及的离子方程式有 。 二、化学计量在实验中的应用 1.物质的量——摩尔 概念 符号 单位 物质的量 摩尔 适用对象 分子、原子、离子、电子、质子、中子等微观粒子或它们特定的组合 表示物质所含微粒数目多少的物理量 是物理量“物质的量”的单位 n 23计量方法 1 mol物质含有阿伏加德罗常数(约6.02×10)个微粒 2.阿伏加德罗常数:NA= (近似值)。 ★有关“物质的量”的认识:
①1 mol“微粒集体”都含有阿伏加德罗常数个微粒,即近似为 个微粒。
- 2 -
②对于由分子或直接由原子构成的物质,物质的量相同,所含分子数或原子数相同。 ③化学方程式中,各物质的化学计量数之比既是 之比,也是 之比。 ④求物质的量的方法:n==
??????????=
?? ????n为 ,单位为 ;m为 ,单位为 ;M为 ,单位为 ;Vm为标准状况下气体体积,单位为L,Vm= ,为标准状况下气体摩尔体
-1
积;NA为阿伏加德罗常数,单位为mol,NA= 。
3.摩尔质量:单位物质的量的物质的质量。
-1
即:1 mol物质具有的质量,符号:M,单位:g·mol。物质的质量以“ ”作单位,物质的摩尔质量以“ ”作单位时,两者的数值 。
★有关“摩尔质量”的认识:
①1 mol任何物质的质量,以克作单位,数值上等于该物质的相对分子质量(或相对原子质量)。
②1 mol分子(或原子)的质量是1个分子(或原子)质量的 倍。
③不同元素的相对原子质量之比等于其摩尔质量之比;不同分子的相对分子质量之比等于其摩尔质量之比。
4.气体摩尔体积 概念 表达式 气体摩尔体积 在一定的温度和压强下,单位物质的量的气体所占有的体积 -122.4 标准状况下,气体的摩尔体积 L 单位 L·mol 关系 任何温度和压强下,气体都有摩尔体积,特定温度和压强(0 ℃、101 kPa)即标准状况下,-1气体的摩尔体积约为22.4 L·mol ★(1)有关“气体摩尔体积”的认识:
①标准状况下,1 mol任何气体(纯净气体、不反应的混合气体)所占有的体积都约为 。
②标准状况下,气体的摩尔体积为 。
-1
非标准状况下,气体的摩尔体积也可能是22.4 L·mol。 ★(2)有关阿伏加德罗定律的认识:
①阿伏加德罗定律——同温同压下,同体积的气体具有同数目的分子。
②气体反应定律——在有气体存在的化学方程式中,气体物质的化学计量数之比,既是 之比、 之比,也是相同状态下气体的 。
5.溶质的质量分数与物质的量浓度 表达式 特点 溶质的质量分数/(w%) 溶液质量和溶质的质量分数都相同的任何溶液里,含有溶质的质量一定相同,但是溶质的物质的量不一定相同 物质的量浓度/(c) 溶液体积和物质的量浓度都相同的任何溶液里,含有溶质的物质的量一定相同,但是溶质的质量不一定相同 ★有关“物质的量浓度”的认识
- 3 -
①从一溶液中取出任一体积的溶液,其溶质的 和 不变,但溶质的物质的量和质量都减少。
②稀释规则——溶质守恒:稀释前后 不变。
③混合规则: 有加和性, 无加和性,但是一般忽略体积变化。
课堂探究
探究一 混合物的分离与提纯 1.混合物的分离与提纯的原则
进行分离与提纯时,所选用的试剂一般只能与 反应,提纯过程中不能引入 。试剂与杂质反应的生成物要易于与被提纯的物质 。被提纯的物质要复原,尽量不 。所选用试剂应尽可能易得到。即符合“多得”“不增”“不减”“易 ”“易 ”的原则。
2.几种常见的混合物的分离和提纯方法 分离和提纯方法 过滤 分离的物质 从液体中分离不溶的固体 分离两种固体,一种能溶于某溶剂,另一种则不溶 、铁架台(带铁圈)、 、
续表
分离和提纯方法 主要仪器 装置图 应用举例 溶解和过滤 分离的物质 主要仪器 装置图 应用举例 结晶法 从溶液中 、 、 铁架台 (带铁分离已溶圈)、 酒精灯 解的溶质 分液 分离两种不互溶的液体 加入适当溶剂把混合物中某成分溶解 、铁架台(带铁圈)、 萃取
- 4 -
及分离 蒸馏 从溶液中分离溶剂和非挥发性溶质 分馏 、 、 、酒精灯、分离两种石棉网、铁架台、牛角管、温度计 (或多种)互溶且沸点差别较大的液体 石油的 分离 【例1】 氯碱工业是最基本的化学工业之一,它的产品除应用于化学工业本身外,还广泛应用于轻工业、纺织工业、冶金工业、石油化学工业以及公用事业。氯碱工业中制碱的原料是
-饱和食盐水,由于粗盐中含有泥沙和Ca、Mg、Fe、SO24等杂质,不符合电解要求,因此必须经过精制。学校实验小组精制粗盐水的实验过程如下:
2+
2+
3+
请回答以下问题:
(1)操作a的名称是 ,所用玻璃仪器是 。
(2)在第Ⅱ步中,加入过量试剂甲后,生成了两种大量的沉淀,则试剂甲为 溶液。
(3)在第Ⅴ步中,加入试剂丁直到溶液无明显变化时,写出此过程的化学方程式 。
探究二 离子的检验
待检离子 选用试剂 反应现象 Ca Cl -SO24 -CO23 -2+ 【例2】 化学实验探究小组在学期末接受了一项新的任务,实验室中有A、B、C、D四种
无色溶液,它们分别是Na2CO3、Na2SO4、H2SO4、BaCl2中的某一种,为确定各是何种溶液,他们分别进行了以下实验:(1)A+B→溶液+气体;(2)C+D→溶液+沉淀;(3)B+D→溶液+沉淀(X);(4)A+D→溶液(Y)+沉淀;(5)沉淀(X)+溶液(Y)→溶液+气体。
由以上实验可知A为 ,B为 ,C为 ,D为 。 请写出有关的化学方程式:
- 5 -
(1) ; (2) ; (3) ; (4) ; (5) 。 探究三 以物质的量为“桥梁”的各物理量间的转换
【例3】 下列关于气体和溶液的叙述正确的是( )
23
A.48 g O3气体含有6.02×10个O3分子
23
B.标准状况下,2.24 L CO2气体含有1.81×10个氧原子
-1232+
C.0.5 mol·L CuCl2溶液中含有3.01×10个Cu D.标准状况下,33.6 L H2O含有1.5NA个H2O分子 探究四 有关物质的量浓度的计算
1.从定义式 入手,欲求cB,先求 和V。 2.从换算式入手
-1
(1)溶质的质量分数(w)与物质的量浓度的关系:cB= (ρ的单位g·mL);
-1
(2)饱和溶液中物质的量浓度与溶解度(S)的关系:cB= (ρ的单位g·mL)。 3.从守恒观点入手
(1)稀释或混合:溶质的“ 、 守恒”; (2)溶液中的“离子电荷守恒”。
【例4】 (1)30%的硫酸溶液和50%的硫酸溶液等质量混合后,所得溶液的质量分数 (填“大于”“小于”或“等于”)40%,如果等体积混合,混合后溶液的质量分数 (填“大于”“小于”或“等于”)40%。
-1
(2)已知98%的浓硫酸的物质的量浓度为18.4 mol·L,试判断49%的H2SO4的物质的量浓
-1
度 (填“大于”“小于”或“等于”)9.2 mol·L。
探究五 一定物质的量浓度溶液的配制及误差分析
1.容量瓶是配制一定物质的量浓度溶液的仪器,其常用规格有100 mL、250 mL、500 mL、1 000 mL等,使用时一定要注意其 ,如500 mL的容量瓶。并且使用前一定要 。
2.配制步骤、所用仪器及注意事项
配制步骤 计算 使用仪器 — 注意事项 固体求溶质质量,液体求其体积 - 6 -
称量/量取 托盘天平或滴定管(量筒)、小烧杯 溶解/稀释 烧杯、玻璃棒 冷却 转移
— 一定规格的容量瓶 洗涤 振荡 定容 摇匀 — — 胶头滴管 — 两手握住容量瓶,上下颠倒,摇匀 具体要做到:称量要精确,溶解要安全,冷却要充分,洗涤要洁净,定容要准确,混合要均匀。
3.误差分析
由公式c=??知,凡是溶质的物质的量减少或使溶液体积增大的操作,都会使c ,反之 。
-1-1
【例5】 实验课上老师要求用18 mol·L的硫酸溶液配制500 mL 1 mol·L的硫酸溶液,有下列操作步骤:
①将溶解后的硫酸溶液立即沿玻璃棒转入容量瓶中;
②将量取的浓硫酸倒入烧杯中,加水溶解,然后用蒸馏水洗涤量筒2~3次倒入烧杯中; ③盖上瓶塞,轻轻摇匀即配制完毕;
④洗涤烧杯和玻璃棒2~3次,将洗涤液全部转入容量瓶中,加水至离刻度线1~2 cm处,改用胶头滴管加水至刻度线;
⑤用量筒量取27.78 mL的浓硫酸。
将以上步骤按实际操作的先后顺序排列: ,并指出操作中所有的错误和不妥之处。 参考答案 自主学习 一、1.不溶物质 (1)①滤纸 漏斗内壁 ②漏斗边缘 滤纸的边缘 ③承接滤液的烧杯内壁 三层滤纸处 玻璃棒 (2)蒸馏水 浸没沉淀物
2.(2)液体局部过热而致使液滴飞溅 (3)出现较多固体
3.(1)蒸馏烧瓶 冷凝管 锥形瓶 (3)①沸石(或碎瓷片) ②烧瓶支管口处 ③下口 上口 ④冷凝水 加热 停止加热 关冷凝水
4.(1)溶解度 分液漏斗 (2)下口 上口 (3)分液漏斗是否漏水 (4)①检验分液漏斗是否漏水
5.
??
- 7 -
6.
Ba2+-Mg+2OH
2+
2+
-+SO24
BaSO4↓
Mg(OH)2↓
-Ca+CO2CaCO3↓ 32+-Ba+CO2BaCO3↓ 3-+
OH+HH2O
-CO2H2O+CO2↑ 3+2H
二、1.mol mol
23-123
2.6.02×10 mol ①6.02×10 ③粒子数 物质的量 ④物质的量 mol 物质质量
23-1
g 摩尔质量 g/mol 22.4 L/mol 6.02×10 mol
-123
3.g g·mol 相等 ②6.02×10
-1
4.Vm=V/n (1)①22.4 L ②22.4 L·mol (2)②分子数 物质的量 体积之比
+
5.w=
??(溶质)
×100% ??(溶液)
c=?? ①物质的量浓度 密度 ②溶质的质量和物质的量 ③质量
??体积 课堂探究 探究一、1.杂质 其他杂质 分离 浪费 分离 提纯 2.略
例1 (1)过滤 玻璃棒、漏斗、烧杯 (2)NaOH (3)NaOH+HClNaCl+H2O,Na2CO3+2HCl2NaCl+H2O+CO2↑ 探究二 待检离子 Ca Cl -SO24 -CO23 -2+选用试剂 Na2CO3和稀盐酸 AgNO3和稀硝酸 BaCl2和稀盐酸 CaCl2或BaCl2或稀盐酸 反应现象 产生白色沉淀,加稀盐酸后产生无色无味气体 产生白色沉淀,加稀硝酸后沉淀不溶解 产生白色沉淀,加稀盐酸后沉淀不溶解 产生白色沉淀或产生无色无味能使澄清石灰水变浑浊的气体 例2 H2SO4 Na2CO3 Na2SO4 BaCl2 H2SO4+Na2CO3Na2SO4+H2O+CO2↑ Na2SO4+BaCl2BaSO4↓+2NaCl
- 8 -
Na2CO3+BaCl2BaCO3↓+2NaCl H2SO4+BaCl2BaSO4↓+2HCl BaCO3+2HClBaCl2+H2O+CO2↑
-1
探究三 溶液体积 溶液体积 摩尔质量 摩尔质量 NA NA 22.4 L·mol
-1
22.4 L·mol
例3 A 探究四
1.cB=??B nB 2.(1)
1 000???????? (2)??(100+??) 1 000????3.(1)质量 物质的量
例4 (1)等于 大于 (2)小于 探究五
1.规格 验漏 2.略 3.偏低 偏高
例5 ⑤②①④③ ①中应将溶解后的硫酸冷却到室温再转入容量瓶中;②中应将浓硫酸沿烧杯内壁慢慢注入预先加有适量水的烧杯中,并边加边用玻璃棒搅拌,并且量筒不需要洗涤;③中要反复摇匀容量瓶,使溶液混合均匀;⑤中量筒准确度为0.1 mL,量取27.78 mL浓硫酸是不可能的。
- 9 -
高中化学第一章从实验学化学复习课学案含解析新人教版必修1
