化學(xué)12研究物質(zhì)的實(shí)驗(yàn)方法學(xué)案蘇教版必修1

1、第二單元 研究物質(zhì)的實(shí)驗(yàn)方法學(xué)海導(dǎo)航一、 物質(zhì)的分離和提純根據(jù)混合物中各物質(zhì)溶解性、沸點(diǎn)、被吸附性能及在不同溶劑中溶解性的不同，可以選用過濾和結(jié)晶、蒸餾（或分餾）、紙上層析、萃取和分液等方法進(jìn)行分離和提純。分離提純方法適用范圍實(shí)例過濾固體與液體不互溶的混合物粗鹽的提純結(jié)晶與重結(jié)晶混合物中各成分在溶劑中溶解度不同，包括蒸發(fā)溶劑結(jié)晶和降溫結(jié)晶分離NaCl和KNO3的混合物蒸餾（分餾）難揮發(fā)的固體雜質(zhì)在液體中形成的混合物互溶液體沸點(diǎn)有明顯差異蒸餾水、無水乙醇的制備、石油的分餾CCl4(沸點(diǎn)76.75)和甲苯（沸點(diǎn)110.6）混合物的分離層析被吸附能力不同的物質(zhì)的分離紅、藍(lán)墨水混合物中的不同色的分離分

2、液兩種互不混溶的液體混合物CCl4和水的分離萃取溶質(zhì)在互不相溶的溶劑里溶解度不同利用CCl4從溴水中萃取溴注意：不同的分離方法都有一定的適用范圍，要根據(jù)不同混合物的性質(zhì)選擇合適的方法進(jìn)行分離，且有時需要多種方法配合使用。二、 常見物質(zhì)（離子）的檢驗(yàn)物質(zhì)（離子）方法及現(xiàn)象CO32與含Ba2+的溶液反應(yīng)，生成白色沉淀，該沉淀溶于硝酸（或鹽酸），生成無色無氣味、能使澄清石灰水變渾濁的氣體（CO2）。SO42與含Ba2+的溶液反應(yīng)，生成白色沉淀，不溶于稀鹽酸。Cl與硝酸銀溶液反應(yīng)，生成不溶于稀硝酸的白色沉淀。NH4+與NaOH濃溶液反應(yīng)，微熱，放出使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍(lán)的刺激性氣味氣體（NH3）。N

3、a+焰色反應(yīng)呈黃色K+焰色反應(yīng)呈紫色（透過藍(lán)色鈷玻璃）I2遇淀粉顯藍(lán)色蛋白質(zhì)灼燒 有燒焦羽毛氣味三、 溶液的配制及分析1 物質(zhì)的量濃度、溶液體積、溶質(zhì)的物質(zhì)的量相互關(guān)系 ， ， 2配制一定物質(zhì)的量濃度的溶液主要儀器：容量瓶、燒杯、玻棒、膠頭滴管、量筒、托盤天平及砝碼、藥匙操作步驟：計(jì)算稱量溶解移液定容注意事項(xiàng)：容量瓶不能配制任意體積的溶液；不能用作反應(yīng)容器；不能直接在其中進(jìn)行溶解和稀釋；不可作為貯存溶液的試劑瓶。容量瓶在使用前需檢查是否漏水。稱量NaOH等易潮解或有腐蝕性的固體必須在干燥潔凈的小燒杯中進(jìn)行且要快速稱量。溶解或稀釋過程有明顯溫度變化的，需等溶液溫度恢復(fù)至室溫才能轉(zhuǎn)移到容量瓶中。往

4、容量瓶中轉(zhuǎn)移溶液時，需要用玻璃棒引流；燒杯及玻璃棒應(yīng)用蒸餾水洗滌23次，洗滌液也要注入容量瓶中。定容時，當(dāng)液面接近瓶頸刻度線12cm處，應(yīng)改用膠頭滴管滴加。例題解析例1下列實(shí)驗(yàn)操作錯誤的是_A測定溶液pH的操作是：將濕潤的pH試紙置于表面皿上，用玻璃棒蘸取溶液，點(diǎn)在pH試紙的中部，與標(biāo)準(zhǔn)比色卡進(jìn)行比較。B容量瓶檢漏的操作是：在容量瓶中注入適量的水，塞上玻璃瓶塞，左手五指托住瓶底，右手食指頂住瓶塞，反復(fù)倒置，觀察是否漏水。C配制一定物質(zhì)的量濃度的硫酸溶液時，先往容量瓶中加水，然后按計(jì)算結(jié)果將一定體積濃硫酸沿玻璃棒慢慢倒入容量瓶，最后加水至刻度，搖勻。D觀察鉀元素焰色反應(yīng)的操作是：將鉑絲放在稀鹽酸

5、中洗滌，然后蘸取固體氯化鉀，置于煤氣燈的火焰上進(jìn)行灼燒，透過藍(lán)色鈷玻璃進(jìn)行觀察。【解析】該題考察的是一些化學(xué)實(shí)驗(yàn)的基本操作。用pH試紙測定溶液pH值時，不能預(yù)先用水潤濕，否則會引起待測液濃度減小，pH值改變；容量瓶使用之前必須要檢查是否漏水，方法為：在容量瓶中注入適量水，塞上瓶塞，食指頂住瓶塞，另一只手托住瓶底，倒立過來，觀察是否漏水，若不漏水，將瓶正立并將瓶塞旋轉(zhuǎn)180后，再次檢驗(yàn)；容量瓶只能用于配制溶液，不能在其中直接溶解或稀釋；焰色反應(yīng)的關(guān)鍵是用于蘸取待測物的鉑絲必須潔凈，所以每次檢測前后需蘸取鹽酸清洗，清洗后放在火焰上灼燒，直至與原來火焰焰色相同為止，再蘸取待測物進(jìn)行檢驗(yàn)，以排除雜質(zhì)的

6、干擾。答案為A、B、C、D。 例2某溶液含有較多的Na2SO4和少量的Fe2(SO4)3。若用該溶液制取芒硝（Na2SO4 10H2O)，可選擇的操作有（1）加適量H2SO4溶液;（2）加金屬鈉;（3）結(jié)晶;（4）加過量NaOH溶液;（5）加強(qiáng)熱脫結(jié)晶水；（6）過濾。正確的操作步驟是 （ ）A(2)(6)(3) B(4)(6)(1)(3) C(4)(6)(3)(5) D(2)(6)(1)(3)(5)【解析】在日常生活和工業(yè)生產(chǎn)中需要分離許多物質(zhì)，要用到化學(xué)反應(yīng)。選擇化學(xué)試劑時注意（1）不引入新的雜質(zhì)；（2）所加試劑一般過量，以保證將雜質(zhì)全部除去，同時后續(xù)試劑須將過量的前一試劑除去；（3）過程簡

7、便、安全；（4）若存在多種雜質(zhì)，注意所加除雜試劑順序。根據(jù)題目要求，主要是除去Fe3，加過量的NaOH溶液將Fe3沉淀。將沉淀過濾后，過量的NaOH溶液用適量的H2SO4溶液除去。再結(jié)晶得Na2SO410H2O，即芒硝。A、D選項(xiàng)用金屬鈉與水反應(yīng)，實(shí)驗(yàn)不經(jīng)濟(jì)、不安全，且A未考慮加入過量試劑的問題，C中最后一步加強(qiáng)熱脫去結(jié)晶水，得不到芒硝，只能得到Na2SO4固體。選B。 例3配制100mL、1.0molL-1的NaOH溶液，下列情況會導(dǎo)致溶液濃度偏高的是（ ） A容量瓶使用前經(jīng)蒸餾水清洗后沒有干燥 B配制過程中，未用蒸餾水洗滌燒杯和玻璃棒C俯視確定凹液面與刻度線相切 D用敞口容器稱量NaOH且

8、時間過長【解析】 除了稱量和試劑因素外，以下操作將引起誤差： (1) 不洗滌燒杯、玻璃棒，造成所配制的溶液濃度偏低。(2) 在燒杯中溶解固體或稀釋濃溶液時，不放置至室溫，而趁熱轉(zhuǎn)入容量瓶進(jìn)行定容，所得溶液的濃度偏高。(3)定容后上下倒置搖勻，發(fā)現(xiàn)液面低于刻度線時，再加水至刻度線，則所配制溶液的濃度偏低。(4) 定容時加水超出刻度線，又用滴管把多余的溶液取去，此時所得溶液濃度偏低。(5) 定容時俯視，所配溶液濃度偏高；定容時仰視，配制溶液濃度偏低。(6) 在溶解、轉(zhuǎn)移和洗滌過程中，把溶液濺到容器外，則所配制的溶液濃度偏低。題中A項(xiàng)，容量瓶配制溶液最后須加蒸餾水定容，無需干燥，只要潔凈即可，故不會

9、對配制溶液的濃度產(chǎn)生影響；B項(xiàng)操作造成溶質(zhì)未全部轉(zhuǎn)移至容量瓶中，所配溶液濃度減?。籆項(xiàng)，俯視定容，所加蒸餾水的量不足，溶劑量減少，濃度偏高；D項(xiàng)，稱量過程中，NaOH固體已經(jīng)部分吸收H2O及CO2，溶質(zhì)減少，濃度偏低。選C。 小實(shí)驗(yàn)層析法分離紙層析法層析是利用混和物中各組分在固定相和流動相中的溶解度不同而達(dá)到分離目的，常用濾紙作載體，稱為紙層析法。以紙上所吸附的水作固定相，用與水不相混溶或相混溶的溶劑作展開劑，是流動相，所用展開劑應(yīng)對被分離物質(zhì)有一定溶解度，通常為含一定比例水的有機(jī)溶劑。當(dāng)流動相沿紙條移動時，帶動著試樣中的各組分以不同的速率向前移動，在一定時間內(nèi)，不同組分被帶到紙上的不同部位，

10、出現(xiàn)層析現(xiàn)象，以達(dá)到分離的目的。（A）將6份水、3份酒精和1份氨水制成混合溶劑。在一支大試管中倒入適量溶劑，剪一條2 cm寬的長條濾紙，從試管口懸吊下去，使其底部恰好能夠浸入溶劑，且紙邊不要貼在試管壁上。用鉛筆在液面以上的濾紙?zhí)幃嬕坏谰€，點(diǎn)一滴紅、藍(lán)墨水的等量混合液（如圖），將濾紙條放入大試管中，塞上塞子，以防溶劑揮發(fā)。溶劑由于毛細(xì)作用爬上紙條，墨水中的各種成分隨溶劑擴(kuò)展逐漸分開，形成不同的色帶，紅色帶在上，藍(lán)色帶在下?？捎闷渌軇┖推渌M(jìn)行實(shí)驗(yàn)，將各種色素很好地分開。 （B）收集各種綠葉，撕碎，放在研缽中，加入適量酒精，研磨，直到溶液呈深綠色。用毛細(xì)玻璃管在濾紙的一端點(diǎn)一滴綠色溶液，晾干

11、，再在同一點(diǎn)上點(diǎn)一滴綠液制成一個小的濃縮點(diǎn)。將濾紙條懸掛在大試管中，使有濃縮點(diǎn)的一端浸入溶劑中，且濃縮點(diǎn)位于液面以上。色層顯示是：葉黃素的橙色帶在上，葉綠素的綠色帶在下。若用其它適當(dāng)溶劑，可使葉紅素（胡蘿卜素）的色層在二者之間顯現(xiàn)出來。習(xí)題精練1在容量瓶上無需有的標(biāo)記是 （ ）A刻度線 B溫度 C濃度 D規(guī)格（容量）2下列實(shí)驗(yàn)中用錯試劑的是（ ）A用稀鹽酸清洗做焰色反應(yīng)的鉑絲 B用酒精萃取碘水中的碘C用稀鹽酸洗去殘留在試管壁上的銅 D用堿石灰吸收氨氣中的水蒸氣3下列溶液與20mL 1 molL1 NaNO3溶液中NO3物質(zhì)的量濃度相等的是 （ ）A10 mL 1 molL1 Mg(NO3)2溶

12、液 B5 mL 0.8 molL1 Al(NO3)3溶液C10 mL 2 molL1 AgNO3溶液 D10 mL 0.5 molL1 Cu(NO3)2溶液40.5LAlCl3溶液中含Cl9.031023個，則溶液物質(zhì)的量濃度是 （ ）A0.1mol/L B1mol/L C3mol/L D1.5mol/L5用98%的濃硫酸（密度為1.84gcm-3）配制1molL-1的稀硫酸100 mL，現(xiàn)給出下列儀器(配制過程中可能用到)：100 mL量筒 10 mL量筒 50 mL燒杯 托盤天平 100 mL容量瓶 膠頭滴管 玻璃棒。按實(shí)驗(yàn)時使用儀器的先后順序，排列正確的是( ) A B C D6下列除雜

13、所選用的試劑及操作方法均正確的一組是（括號內(nèi)為雜質(zhì)）（ ）選項(xiàng)待提純的物質(zhì)選用的試劑操作方法ANaCl(Na2CO3)鹽酸BCO2(CO)O2點(diǎn)燃CFe (Zn)稀硫酸過濾DCO2(HCl)NaOH溶液洗氣7下列各組溶液，不用其他試劑，就可將它們區(qū)別開的是（ ）A鹽酸 氫氧化鈉 碳酸鈉 硫酸銅B鹽酸 硝酸銀 氯化鈉 硝酸鈉C氫氧化鈉 硫酸鎂 碳酸鈉 硫酸氫鈉D氯化鋇 硫酸鈉 氯化鈣 硝酸鈣8某氣體可能含有N2、HCl、CO中的一種或幾種，將其依次通入足量NaHCO3溶液和灼熱CuO，氣體的體積都沒有變化，再通過足量的堿石灰，氣體體積減小，但還有剩余氣體，以下對該氣體組分判斷正確的是 （ ）A一

14、定沒有N2，CO和HCl至少有1種 B一定有N2，HCl和COC一定有N2，CO和HCl至少有1種 D一定有N2和CO，沒有HCl9實(shí)驗(yàn)室用固態(tài)不純氯化鈉（含少量NH4HCO3和Na2SO4雜質(zhì)）制取純凈氯化鈉溶液。下列操作可供選用：逐滴加入稀鹽酸，調(diào)節(jié)pH值為5；煮沸；加蒸餾水溶解；加熱至不再產(chǎn)生氣體為止；加入稍過量的Na2CO3溶液；加入稍過量的BaCl2溶液；過濾。上述實(shí)驗(yàn)操作的正確順序應(yīng)是 （ ）A BC D10實(shí)驗(yàn)中需要2mol/L的Na2CO3溶液950L，配制時應(yīng)選用的容量瓶規(guī)格和Na2CO3的質(zhì)量分別為 （）A1000L，212g B950L，201.4gC500L，212g

15、D任意規(guī)格，572g11現(xiàn)有燒杯、漏斗、分液漏斗、酒精燈、玻璃棒、量筒、蒸發(fā)皿、圓底燒瓶、鐵架臺(帶鐵圈)、三腳架、石棉網(wǎng)、火柴。若所需試劑均有提供，在以下5個實(shí)驗(yàn)中： 沉淀的過濾， 含泥沙的碘中提純碘， 溴的萃取， 蒸餾， 硫酸銅溶液的蒸發(fā)濃縮。其中因缺乏某種實(shí)驗(yàn)用品而不能完成的實(shí)驗(yàn)是 ( )A B和 C和 D和12在K2SO4和Fe2(SO4)3的混合溶液中，已知Fe3的物質(zhì)的量濃度為0.1mol./L，而SO42的物質(zhì)的量濃度為0.3mol/L，則混合液中K的物質(zhì)的量濃度為 ( )A0.15mol/L B0.3mol/L C0.45mol/L D 0.6mol/L13下列各組混合物的分離

16、或提純方法正確的是（ ）A用過濾法分離Fe（OH）3膠體和FeCl3溶液的混合物B用結(jié)晶法提純NaCl和KNO3的混合物中的KNO3C用蒸餾法分離乙醇和苯酚（沸點(diǎn)為182）的混合物D用加熱法分離碘和氯化銨的混合物14某溶液中含有OH、CO32、SO42三種陰離子，要求只取一次待測液就能將陰離子都檢驗(yàn)出來，試設(shè)計(jì)一種簡便的檢驗(yàn)方法(不選用指示劑)。寫出簡要的實(shí)驗(yàn)步驟及現(xiàn)象。15配制2 mol / L NaOH溶液250 mL，在下列所敘述的操作中選擇必要的操作，用序號寫出操作順序 。 在燒杯中放入一定量的水（少于250 mL），溶解NaOH。 在托盤天平上放2張大小一樣的紙，稱取20 g NaO

17、H。 用滴管加蒸餾水，使溶液凹液面和刻度相切，搖勻。 在燒杯中放NaOH，用托盤天平稱出20 g NaOH。 把20 g NaOH溶于250 mL蒸餾水中。 NaOH溶液冷卻后，注入容量瓶(250 mL規(guī)格)。 向容量瓶加蒸餾水，直至液面接近瓶頸刻度線12 cm處。 容量瓶用NaOH溶液潤洗后使用。 用蒸餾水洗滌燒杯，并把洗滌液注入容量瓶，振蕩。16用于分離或提純物質(zhì)的方法有：A蒸餾(分餾) B鹽析C過濾 D重結(jié)晶 E升華 F滲析 G加熱分解。下列各組混合物的分離或提純應(yīng)選用上述哪一種方法最合適？（把選用的方法的標(biāo)號填入括號內(nèi)）（1）除去Ca(OH)2溶液中懸浮的CaCO3微粒（ ）（2）除去

18、Fe(OH)3膠體中混有的Cl離子（ ）（3）除去乙醇中的少量水（ ）（ ）（4）除去氧化鈣中的碳酸鈣（ ） （5）除去固體碘中混有的砂子 （ ）17右圖所示裝置有多種用途，請回答下列問題：（1）洗氣：除去CO中的水蒸氣，裝置內(nèi)應(yīng)盛放 ； （2）檢驗(yàn)：證明CO中混有CO2，裝置內(nèi)應(yīng)盛放 ； （3）集氣：若用排空氣法收集比空氣輕的氣體時，氣體應(yīng)從裝置的 端通入（填“A”或“B”，下同）；若收集比空氣重的氣體，則氣體從 端通入。若用排水法收集O2時，瓶內(nèi)應(yīng)先裝滿水，氣體從 端通人。(4)貯氣：若要用水將裝置中的氧氣排出進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時，水應(yīng)從 端通人。（5)量氣：若要測定實(shí)驗(yàn)室制得的少量O2的體積，則應(yīng)在瓶內(nèi)先裝滿水，再將O2從 端通入。18實(shí)驗(yàn)室用如圖所示方法制Fe(OH)2，但一般看不到白色的Fe(OH)2沉淀，原因是Fe(OH)2不穩(wěn)定，極易被O2氧化生成Fe(OH)3，而由灰綠色轉(zhuǎn)為紅褐色的沉淀。反應(yīng)的化學(xué)方程式： 4Fe(OH)2+O2+2H2O4Fe(OH)3 。請回答：（1）滴管下端插入液面下的原因是_。（2）此反應(yīng)中的O2可能來自于_。（3）現(xiàn)欲用同樣的裝置制得Fe(