知识讲解_《从实验学化学》全章复习与巩固_基础

《从实验学化学》全章复习与巩固责编：宋杰审稿：曹玉婷【学习目标】1．混合物的分离原理和分离方法。2．混合物分离方法的操作。3．离子的检验及检验试剂的选择。4．物质分离与提纯过程的简单设计。5．物质的量及其单位——摩尔。6．阿伏加德罗常数、摩尔质量、气体摩尔体积、物质的量浓度等概念。7．有关物质的量、微观粒子数、质量、体积、物质的量浓度等之间转化的计算。8．一定物质的量浓度溶液的配制【知识网络】本章包括化学实验基本方法、化学计量在实验中的应用两节内容，其知识框架可整理如下：【要点梳理】要点一、化学实验基本方法1．实验安全严格按照实验操作规程进行操作，是避免或减少实验事故的前提，然后在实验中要注意五防，即防止火灾、防止爆炸、防止倒吸引起爆裂、防止有害气体污染空气、防止暴沸。2．实验中意外事故的处理方法（1）创伤急救用药棉或纱布把伤口清理干净，若有碎玻璃片要小心除去，用双氧水擦洗或涂红汞水，也可涂碘酒（红汞与碘酒不可同时使用），再用创可贴外敷。（2）烫伤和烧伤的急救可用药棉浸75%—95%的酒精轻涂伤处，也可用3%—5%的KMnO4溶液轻擦伤处到皮肤变棕色，再涂烫伤药膏。（3）眼睛的化学灼伤应立即用大量流水冲洗，边洗边眨眼睛。如为碱灼伤，再用20%的硼酸溶液淋洗；若为酸灼伤，则用3%的NaHCO3溶液淋洗。（4）浓酸和浓碱等强腐蚀性药品使用时应特别小心，防止皮肤或衣物被腐蚀。如果酸（或碱）流在实验桌上，立即用NaHCO3溶液（或稀醋酸）中和，然后用水冲洗，再用抹布擦干。如果只有少量酸或碱滴到实验桌上，立即用湿抹布擦净，再用水冲洗抹布。如果不慎将酸沾到皮肤或衣物上，立即用较多的水冲洗，再用3%—5%的NaHCO3溶液冲洗。如果碱性溶液沾到皮肤上，要用较多的水冲洗，再涂上硼酸溶液。（5）扑灭化学火灾注意事项①与水发生剧烈反应的化学药品不能用水扑救。如钾、钠、钙粉、镁粉、铝粉、电石、PCl3、PCl5、过氧化钠、过氧化钡等着火。②比水密度小的有机溶剂，如苯、石油等烃类、醇、醚、酮、酯类等着火，不能用水扑灭，否则会扩大燃烧面积；比水密度大且不溶于水的有机溶剂，如CS2着火，可用水扑灭，也可用泡沫灭火器、二氧化碳灭火器扑灭。③反应器内的燃烧，如是敞口器皿可用石棉布盖灭。蒸馏加热时，如因冷凝效果不好，易燃蒸气在冷凝器顶端燃着，绝对不可用塞子或其他物件堵塞冷凝管口，应先停止加热，再行扑救，以防爆炸。要点二、混合物分离和提纯的常用方法分离和提纯的方法分离的物质应用举例过滤从液体中分离出不溶的固体物质除去粗盐中的泥沙蒸发获得溶液中的溶质（分离溶剂和溶质）蒸发NaCl溶液，获得NaCl晶体蒸馏分离沸点不同而又相溶的液态混合物（或分离固、液混合物）分离乙醇和水的混合物（加生石灰）萃取分离在不同溶剂中溶解度相差较大的液态混合物用CCl4萃取碘水中的I2离子的检验离子检验试剂实验现象化学方程式（以两种物质为例）SO42－加稀盐酸，再加BaCl2溶液产生不溶于酸的沉淀Na2SO4+BaCl2==BaSO4↓+2NaClCO32－加稀盐酸，将产生的气体通入澄清石灰产生的无色无味的气体使澄清石Na2CO3+2HCl==2NaCl+H2O+CO2↑CO2+Ca(OH)2==CaCO3↓+H2O水中灰水变浑浊要点三、物质的量——化学计算的桥梁1．主要概念物质的量：以阿伏加德罗常数为计数单位计量物质的构成粒子多少的物理量。常用单位：mol。摩尔质量：单位物质的量的物质所具有的质量叫做摩尔质量，常用单位：g·mol－1（或g/mol）和kg·mol－1（或kg/mo1）。气体摩尔体积：单位物质的量的气体所占有的体积叫做气体摩尔体积。常用单位：L·mol－1（或L/mol）和m3·mol－1（或m3/mol）。物质的量浓度：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。常用单位：mol·L－1（或mol/L）和mol·m－3（或mol/m3）。2．以物质的量为中心的各量之间的关系上述关系网的形成，即相关公式如下：mAVmNncVMVN气液。要点四、阿伏加德罗定律及其应用1．在相同的温度和压强下，相同体积的任何气体都含有相同数目的分子，这就是阿伏加德罗定律。注意：（1）使用范围：气体。（2）使用条件：同温、同压、同体积。（3）特例：气体摩尔体积（mVVn，标准状况下Vm≈22.4L·mol－1）。2．阿伏加德罗定律的应用。（1）求气体的密度和相对密度①标准状况下：11gmol()gL22.4L/mol22.4MM气体。②A气体对B气体的相对密度()()()()AMAdBMB。（2）求摩尔质量M（或平均摩尔质量M）①标准状况下：M=22.4L·mol－1×。②()()()()()()nAMAnBMBMnAnB③()()()()MMAAMBB（为体积分数）。（3）确定分子的组成一般思路是：由体积比导出分子个数比，再根据质量守恒定律确定化学式。要点五、物质的量浓度在化学实验中的应用1．物质的量浓度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的物质的量浓度。符号cB，单位mol/L，数学表达式BBncV。2．一定物质的量浓度的溶液的配制（1）仪器：托盘天平或量筒、烧杯、玻璃棒、指定规格的容量瓶、胶头滴管，其他辅助用品。（2）步骤：①计算；②称量；③溶解；④转移；⑤洗涤；⑥定容；⑦摇匀。（3）注意事项①容量瓶在使用前必须检查是否漏水，其程序为加水→倒立、观察→正立→瓶塞旋转180°→倒立、观察。②定容时，视线、液体凹面最低点、刻度线处于同一水平线。（4）误差分析根据nmcVMV，判断：①若没有洗涤烧杯内壁，使n减小，使浓度偏低；②若容量瓶中原有少量蒸馏水或定容后反复摇匀，发现液面低于刻度，则对结果无影响；③转移或搅拌溶液时有部分液体溅出，致使溶液浓度偏低；④容量瓶内溶液的温度高于20℃，造成所量取的溶液的体积小于容量瓶上所标注的液体的体积，致使溶液浓度偏高；⑤在给容量瓶定容时，仰视读数会使溶液的体积偏大，致使溶液浓度偏低；俯视读数会使溶液的体积偏小，致使溶液浓度偏高。要点诠释：作为高中阶段为数不多的定量实验，“一定物质的量浓度溶液的配制”仍是需要重视的内容，在配制一定物质的量浓度的溶液时，要特别注意，不能直接将溶质放入容量瓶中进行溶解，而要在烧杯中溶解，待烧杯中溶液的温度恢复到室温时，才能将溶液转移到容量瓶中。这是因为容量瓶的容积是在20℃时标定的，而绝大多数物质溶解时都会伴随着吸热或放热过程的发生，引起温度的升降，从而影响到溶液的体积，使所配制的溶液的物质的量浓度不准确。要点六、有关物质的量浓度的计算1．常见几种计算形式（1）ANnN（2）mnM（3）1()22.4LmolmVVnV标准状况（4）n(B)=c(B)·V(aq)2．常见题型解读（1）利用BB(aq)ncV进行计算（有时可先用mnM或mVnV或ANnN）。（2）质量分数与物质的量浓度的换算换算依据1B1000mLL(aq)(B)(B)wcM，cB的单位为mol·L－1，的单位为g·cm－3，M的单位为g·mol－1。推导：1000mL即1L溶液的质量为1000mL×(aq)，1L溶液中所含溶质B的质量为1000mL×(aq)×w(B)1L溶液中所含溶质B的物质的量为1000mL(aq)(B)(B)wM所以该溶液中溶质的物质的量浓度为1000mL(aq)(B)(B)1LwM，即可表示为1B1000mLL(aq)(B)(B)wcM。（3）溶解度与物质的量浓度的换算依据饱和溶液的溶解度S，可求算出饱和溶液中溶质的质量分数（w）为100%100SS；然后由溶液的物质的量浓度与溶质的质量分数的换算公式c=1000w/M，即可推得。（4）一定物质的量浓度溶液的稀释①溶液稀释定律a．对于已知质量分数溶液的稀释：溶质的质量稀释前后不变，即m1w1=m2w2。b．对于已知物质的量浓度溶液的稀释：溶质的物质的量稀释前后不变，即c1V1=c2V2。②相同溶质的溶液混合后溶液浓度的计算a．等质量混合：混合后溶液质量分数为原溶液质量分数和的一半（12%%%2aaa），与溶液密度无关。b．等体积混合：112211221212%%%%%dVadVadadaadVdVdd。（5）已知溶液中某种粒子的物质的量浓度，求其他粒子的物质的量浓度解答此类题目时要依据两个规律：①定组成规律电解质溶液中，阴离子与阳离子浓度之比等于化学组成中离子个数之比，据此可求已知一种离子浓度的溶液中的另一种离子浓度。如Na2SO4溶液中，c(Na+)=2c(SO42－)=2c(Na2SO4)。②电荷守恒规律：因为任何溶液都呈电中性，故溶液中阳离子所带的正电荷总数应等于阴离子所带的负电荷总数，这个规律称为电荷守恒规律。例如，在Na2SO4溶液中，c(Na+)=2c(SO42－)；在K2SO4、MgSO4的混合溶液中，c(K+)+2c(Mg2+)=2c(SO42－)（假定溶液中H+、OH－的浓度相等）。【典型例题】类型一、化学实验基本方法例1．图标所警示的是（）。A．当心火灾——氧化物B．当心火灾——易燃物质C．当心爆炸——自燃物质D．当心爆炸——爆炸性物质【思路点拨】根据图中为火焰判断是为了防止火灾。【答案】B【解析】该图标为易燃物质的图标。【总结升华】要熟记一些常用危险化学品的标志。举一反三：【变式1】下列实验操作与安全事故处理错误的是（）A．使用温度计测量烧杯中的水浴温度时，不慎打破水银球，用滴管将水银吸出放入水封的小瓶，残破的温度计插入装有硫粉的广口瓶中B．用试管夹从试管底由下往上夹住距离管口约处，手持试管夹长柄末端，进行加热C．将浓硫酸放入容量瓶中，然后加水稀释制取稀硫酸D．把玻管插入橡胶塞孔时，用厚布护手，紧握用水湿润的玻管插入端，缓慢旋进塞孔中【答案】C类型二、混合物分离和提纯的常用方法例2.电解法制碱的原料是饱和食盐水，由于粗盐中含有泥沙和Ca2+、Mg2+、Fe3+、SO42―杂质，不符合电解要求，因此必须经过精制。某校实验小组精制粗盐水的实验过程如下：请回答以下问题：（1）操作a的名称是____________，所用玻璃仪器是______________________________。（2）在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_________________________________________________________________。【思路点拨】先看问题再分析实验过程，问题对于实验过程的分析有一定的提示作用，比如（2）中加入过量试剂甲后生成了两种大量的沉淀，经分析，能让Ca2+、Mg2+、Fe3+、SO42―中有两种离子沉淀的只有OH-，由此判断试剂甲是一种碱，除去了Mg2+、Fe3+，还有Ca2+、SO42―有待除去。除去Ca2+用CO32-，除去SO42―用Ba2+，同时为了除去引入的过量的Ba2+，确定了除去Ca2+、SO42―的顺序为先用Ba2+除去SO42―，再用CO32-除去Ba2+、Ca2+。因此，可以知道液体H的主要成分为NaOH、Na2CO3和NaCl。【答案】（1）过滤玻璃棒、漏斗、烧杯（2）NaOH（3）HCl+NaOH==NaCl+H2ONa2CO3+2HCl==2NaCl+H2O+CO2↑【解析】（1）把泥沙等不溶性杂质与溶液分离的操作是过滤，过滤操作中所需玻璃仪器是玻璃棒、漏斗和烧杯。（2）过入试剂甲后生成两种沉淀，分析杂质离子必然是Mg(OH)2和Fe(OH)3，所以甲为NaOH。（3）液体H中有过量的NaOH和Na2CO3，应加入盐酸可将其除去。【总结升华】看似比较大的实验题，往往问题都设在一些小的基本操作，所以做好此类题要注意两点：其一要从宏观把握整个实验方案，其二是准确规范地表述基