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目录
第一讲 物质的量的应用及计算
第二讲 物质的分类
第三讲 化学实验基础
第四讲 离子反应
第五讲 氧化还原反应
重点知识回顾
天之骄子第一学期期中考试高一年级化学试卷(基础卷)
天之骄子第一学期期中考试高一年级化学试卷(提升卷)
第一讲 物质的量的应用及计算
一、物质的量的单位——摩尔
1.物质的量的概念
2.物质的量的单位——摩尔
3.阿伏加德罗常数
(1)概念:1 mol任何粒子的粒子数。
(2)表示:符号为NA,通常用6.02×1023_mol-1表示。
4.物质的量、阿伏加德罗常数与粒子数之间的关系
n=。
二、摩尔质量
典例剖析
[例1] 下列说法正确的是( )
A.物质的量是一个基本物理量,表示物质所含粒子的多少
B.1 mol氢中含有2 mol氢原子和2 mol电子
C.1 mol H2O的质量等于NA个H2O分子质量的总和(NA表示阿伏加德罗常数的值)
D.SO的摩尔质量为96 g
[解析] A项,“物质的量是一个基本物理量”是对的,但物质的量不是表示物质所含“粒子的多少”,而是表示物质所含“一定数目粒子的集合体”的多少。B项,在用物质的量来表示物质多少时,必须指明粒子的种类,“1 mol氢”指代不明确。C项,1 mol H2O中含NA个水分子,1 mol H2O的质量就等于NA个H2O分子质量的总和,结论正确。SO的摩尔质量为96 g/mol,D项不正确。
[答案] C
举一反三
(1)判断有关概念要注意:指向性——粒子的具体化;恒久性——相对分子(原子)质量、摩尔质量不随粒子的增多而变化;一致性——物理单位与指代物质及概念要一致。
(2)物质的摩尔质量(M)与1 mol物质的质量(m)以及物质的相对分子(原子)质量(Mr)是不同的。如水的摩尔质量为18 g/mol,1 mol H2O的质量为18 g,H2O的相对分子质量为18,三者单位不同,分别是g/mol、g和1。
三、气体摩尔体积
1.概念
单位物质的量的气体所占有的体积,符号:Vm,单位:L/mol(或L·mol-1)。
2.计算公式
Vm=。
3.影响气体摩尔体积的因素
(1)标准状况下(即0℃和101 kPa),气体摩尔体积为22.4L/mol。
(2)气体摩尔体积的数值取决于气体所处的温度和压强,温度越高,体积越大,压强越大,体积越小。
(3)理想气体方程:PV=nRT,P代表压强,V代表气体体积,n代表物质的量,R为常数,T代表温度。该公式在高中仅需掌握几个常数的比例关系,无需具体计算。
典例剖析
[例2] 下列说法正确的是( )
A.在标准状况下,1 mol水的体积是22.4 L
B.1 mol氢气所占的体积一定是22.4 L
C.标准状况下,6.02×1023个Cu原子所占有的体积约是22.4 L
D.标准状况下,28 g N2与CO的混合气体,体积为22.4 L
[解析] A项中的水、C项中的Cu均不是气体,而气体摩尔体积只适用于气体;B项未指明温度、压强;D项中N2和CO的摩尔质量均为28 g/mol,则其体积V=n·Vm=·Vm=×22.4 L/mol=22.4 L,D正确。
[答案] D
举一反三
进行有关计算或判断时常出现的错误
(1)忽视物质在标准状况下的状态是否是气态,如水在标准状况下不是气态,计算该条件下的体积时就不能应用22.4 L/mol。
(2)忽视气体所处的状态是否是标准状况,如计算25℃,101 kPa下氢气的体积时不能应用22.4 L/mol。
[例3] 下列说法正确的是(NA为阿伏加德罗常数的值)( )
A.28 g氮气含有的原子数为NA
B.4 g金属钙变成钙离子时失去的电子数为0.1NA
C.1 mol O2分子的质量等于1 mol氧原子的质量
D.24 g O2分子和24 g O3分子所含的氧原子数目相等
[解析] A选项,28 g氮气的物质的量为1 mol,含有2 mol氮原子。B选项,4 g金属钙为=0.1 mol,Ca-2e-===Ca2+,故4 g金属钙变成钙离子时失去的电子数为0.2NA;C选项,1 mol O2分子的质量是32 g,1 mol氧原子的质量是16 g。
[答案] D
举一反三
(1)对于阿伏加德罗常数的有关题目,在进行计算时通常使用近似值6.02×1023 mol-1,当进行概念表达或判断时,只能用NA来表示粒子数目,否则不正确。
(2)计算M时,M、n、m必须对同一种粒子而言,如已知m(MgCl2)、n(Cl-),求MgCl2的M,要先根据n(Cl-)求出n(MgCl2), 再求M(MgCl2)。
四、物质的量浓度
1.概念
用来表示单位体积溶液里所含溶质B的物质的量的物理量。
2.符号及单位
符号为cB,常用单位为mol/L(或mol·L-1)。
3.计算公式
cB=。
典例剖析
[例4] 密度为d g/cm3的溶液V mL含有摩尔质量为M的溶质m g,其物质的量浓度为c mol/L,质量分数为W%,下列表示式不正确的是( )
A.c=1 000m/(VM) B.m=d·V·W/100
C.d=cM/(10W) D.W%=(cM/1 000d)%
[解析] 用定义式检验A项:c=n/V,其中n=m/M,V的单位需要调整,即c=1 000m/(VM),A项正确;用定义式检验B项:m质=wm液,其中m液=V·ρ,得m=dV×W%,B项正确;用公式c=1 000ρw/M检验C项和D项:即c=(1 000d·W%)/M,d=cM/10W,C项正确;W%=cM/(1 000d),D项不正确。
[答案] D
举一反三
(1)进行物质的量浓度的有关计算时,各种情况下最终落脚点是物质的量浓度的定义式c=,要充分利用有关物质的量的各种计算公式,发挥物质的量的桥梁作用。
(2)用公式c=进行换算时,要注意ρ的单位为g/L,c的单位为mol/L。
课后练习
1.下列说法正确的是( )
A.摩尔是表示物质的数量单位
B.1 mol氢的质量是2 g
C.O2的摩尔质量是32 g
D.每摩尔物质都含有阿伏加德罗常数个指定粒子
2.下列有关阿伏加德罗常数(NA)的说法错误的是( )
A.32 g O2所含的原子数目为NA
B.0.5 mol H2O含有的原子数目为1.5NA
C.1 mol H2O含有的H2O分子数目为NA
D.0.5NA个氯气分子的物质的量是0.5 mol
3. 1.28 g某气体含有的分子数目为1.204×1022,则该气体的摩尔质量为( )
A.64 g B.64
C.64 g/mol D.32 g/mol
4.下列叙述正确的是( )
A.1 mol任何气体的体积都为22.4 L
B.1 mol任何物质在标准状况下所占的体积都为22.4 L
C.标准状况下,1 mol四氯化碳所占的体积是22.4 L
D.标准状况下,22.4 L的任何气体的物质的量都是1 mol
5.在标准状况下,与12 g H2的体积相等的N2的( )
A.质量为12 g B.物质的量为6 mol
C.体积为 22.4 L D.物质的量为 12 mol
6.(对应考点二)同温同压下,相同体积的H2和CO2气体,具有相同的( )
A.分子数 B.原子数
C.质量 D.摩尔质量
7.下列示意图中,白球代表氢原子,黑球代表氦原子,方框代表容器,容器中间有一个可以上下滑动的隔板(其质量可忽略不计)。其中能表示等质量的氢气与氦气的是( )
8..将4 g NaOH溶于水配成50 mL溶液,取出5 mL,这5 mL溶液的物质的量浓度是( )
A.2 mol/L B.1 mol/L
C.0.1 mol/L D.0.05 mol/L
9.(探究题)对一定量气体体积的探究。
(1)已知1 mol不同气体在不同条件下的体积:
化学式
条件
1 mol气体体积/L
H2
0℃,101 kPa
22.4
O2
0℃,101 kPa
22.4
CO
0℃,101 kPa
22.4
H2
0℃,202 kPa
11.2
CO2
0℃,202 kPa
11.2
N2
273℃,202 kPa
22.4
NH3
273℃,202 kPa
22.4
(2)从上表分析得出的结论:①1 mol任何气体,在标准状况下的体积都约为________。
②1 mol不同的气体,在不同的条件下,体积________(填“一定”、“一定不”或“不一定”)相等。
(3)理论依据:相同条件下,1 mol任何气体的体积几乎相等,原因是:
①________________________________________________________________________,
②________________________________________________________________________。
(4)应用:在标准状况下,4 g O2的体积为多少升?(写出计算过程)
1.解析:物质的量是7个基本物理量之一,它不是物质的质量,也不是物质的数量,摩尔是物质的量的单位,故A项错误;B项中“氢”指代不明确,无法确定其粒子种类,B项错误;摩尔质量的单位是g/mol, C错误;把1 mol任何粒子的粒子数叫做阿伏加德罗常数,所以每摩尔物质都含有阿伏加德罗常数个指定微粒,D正确。
答案:D
2.解析:32 g O2的物质的量是1 mol,1 mol O2含有2 mol O,氧原子数目为2NA,A错误;每个水分子中含有3个原子,0.5 mol H2O中含有的原子数目为1.5NA,B正确;1 mol H2O中含有的水分子数目为NA,C正确;0.5NA Cl2的物质的量为0.5 mol,D正确。
答案:A
3.解析:1.28 g该气体的物质的量n===0.02 mol,则该气体的摩尔质量M===64 g/mol,C正确。
答案:C
4.解析:A项,没有指明物质所处的状况,错误;B项,没有指明物质所处的状态,错误;C项,四氯化碳在标准状况下不是气体,错误;D项,是对气体摩尔体积概念的应用,正确。
答案:D
5.解析:12 g H2的物质的量为6 mol,因二者体积相等,所以N2的物质的量也为6 mol,B正确,N2的质量为:28 g/mol×6 mol=168 g,A错误;体积为 22.4 L/mol×6 mol=134.4 L,C错误。
答案:B
6.解析:同温同压下,相同体积的气体,具有相同的分子数,A正确;每个H2分子中有2个原子,CO2分子中有3个原子,原子数目不相等,B不正确;H2和CO2的摩尔质量分别为2 g/mol、44 g/mol,其对应质量也不同,C、D不正确。
答案:A
7.解析:等质量的H2与He的物质的量的关系为n(H2)∶n(He)=2∶1,相同条件下气体的物质的量与体积成正比,所以其体积关系为V(H2)∶V(He)=2∶1,C、D均不正确;B中氦气应为单原子分子。
答案:A
8.解析:c(NaOH)===2 mol/L,溶液具有均一性,取出5 mL,其物质的量浓度仍然是2 mol/L。
答案:A
9. 解析:(2)从(1)的数据可以看出:1 mol任何气体在标准状况下,体积都约为22.4 L;1 mol不同的气体,在不同的条件下,体积不一定相同。(3)因为在相同的温度和压强下,任何气体分子间距离几乎相同,所以1 mol任何气体的体积几乎相等。(4)4 g O2的物质的量n(O2)==0.125 mol。在标准状况下的体积为0.125 mol×22.4 L/mol=2.8 L。
答案:(2)①22.4 L ②不一定
(3)①气体分子数目相等 ②相同条件下,气体分子间距离几乎相等
(4)V(O2)=n·Vm=·Vm=×22.4 L/mol=2.8
第二讲 物质的分类
一、分散系及其分类
1.概念
把一种(或多种)物质分散到另一种(或多种)物质中所得到的体系叫分散系。
2.组成
3.分类
(1)分散质和分散剂各有固、液、气三种状态,以其状态为分类标准共分为9种分散系:
(2)按照分散质粒子大小分类:
二、胶体的制备和性质
1.制备[以Fe(OH)3胶体为例]
向沸水中逐滴加入1~2 mL FeCl3饱和溶液,继续煮沸至溶液呈红褐色,停止加热,得到的分散系即为Fe(OH)3胶体。
2.性质
[例1] 下列说法中正确的是( )
A.胶体区别于其他分散系的本质特征是具有丁达尔效应
B.利用半透膜可除去淀粉溶液中的少量NaCl
C.Fe(OH)3胶体带正电荷
D.纳米材料粒子直径一般在10-9~10-7 m之间,因此纳米材料属于胶体
[解析] 胶体与其他分散系的本质区别是分散质粒子的直径不同,丁达尔效应是胶体的一种性质,A项错误;半透膜能允许直径在1 nm以下的小分子或离子透过,1 nm以上的胶体粒子不透过,因此可以用半透膜除去淀粉溶液中的NaCl,B项正确;Fe(OH)3胶体中的胶粒带正电荷,但整个胶体不带电,呈电中性,C项错误;胶体是分散系,属于混合物,直径在1~100 nm之间的纳米材料不一定是分散系,若是纯净物,则不属于胶体,D项错误。
[答案] B
第三讲 化学实验基础
一、混合物的分离和提纯
1.过滤
2.蒸发
(1)适用范围:分离可溶性固体和液体。
(2)主要仪器名称:铁架台(带铁圈)、玻璃棒、蒸发皿、酒精灯。
3.粗盐的提纯
(1)除去难溶性杂质:
(2)除去可溶性杂质:
杂质
加入的试剂
反应的化学方程式
硫酸盐(Na2SO4)
BaCl2
Na2SO4+BaCl2===BaSO4↓+2NaCl
MgCl2
NaOH
2NaOH+MgCl2===Mg(OH)2↓+2NaCl
CaCl2
Na2CO3
CaCl2+Na2CO3===CaCO3↓+2NaCl
(3)试剂加入的先后顺序:
根据原理可知,Na2CO3溶液既可除去CaCl2,又可除去过量的BaCl2,故Na2CO3溶液必须在加BaCl2溶液之后加入,盐酸要除去过量的Na2CO3和NaOH,故应最后加入,因此各试剂的加入顺序可以为:
①BaCl2→NaOH→Na2CO3→盐酸
②NaOH→BaCl2→Na2CO3→盐酸
③BaCl2→Na2CO3→NaOH→盐酸
典例剖析
[例1] 过滤与蒸发是常用的物质分离与提纯的方法,试用你掌握的有关知识完成下列问题:
(1)关于过滤操作的说法中,错误的是________。
A.玻璃棒下端要靠在三层滤纸处
B.滤纸边缘低于漏斗边缘,多余部分要剪去,并用水润湿贴紧,不留气泡
C.过滤时将液体沿玻璃棒注入过滤器,并使液面高于滤纸边缘
D.漏斗下端紧靠烧杯内壁
(2)实验室将NaCl溶液蒸发时,一般有以下操作过程,其正确的操作顺序为________。
①放置酒精灯 ②固定铁圈位置 ③放上蒸发皿 ④加热搅拌 ⑤停止加热,用余热蒸干
A.②③④⑤① B.①②③④⑤
C.②③①④⑤ D.②①③④⑤
[解析] (1)玻璃棒下端要靠在三层滤纸处,目的是防止玻璃棒捅破滤纸,故A项正确;滤纸边缘低于漏斗边缘,并用水润湿,且不留气泡的原因是防止液体从漏斗与滤纸之间流下,达不到过滤的目的,B项正确,C项错误;漏斗下端紧靠烧杯内壁其目的是防止液体溅出,D项正确。
(2)在将NaCl溶液蒸发时,根据题意应先放置酒精灯,然后根据酒精灯的高度来调整铁圈的位置,接下来放上蒸发皿,加入NaCl溶液并加热,不断搅拌,当剩余少量液体时,停止加热,用余热蒸干。
[答案] (1)C (2)B
及一反三
(1)蒸发是为了获得溶液中的溶质,一般蒸发都有结晶过程。
(2)过滤和蒸发中均用到玻璃棒,过滤中玻璃棒的作用主要是引流,蒸发中主要是搅拌。
[例2] 为了除去粗盐中的Ca2+、Mg2+、SO及泥沙,可将粗盐溶于水,然后进行下列5项操作:①过滤;②加过量NaOH溶液;③加适量盐酸;④加过量Na2CO3溶液;⑤加过量BaCl2溶液。正确的操作顺序是( )
A.⑤②④③① B.④①②⑤③
C.②⑤④①③ D.①④②⑤③
[解析] Ca2+、Mg2+、SO均可转化为不同的沉淀物质而除去。这里需要考虑两个问题,一是选用哪种试剂可使某离子沉淀最完全。如除去Mg2+,可选CO,也可选OH-作沉淀剂,两者比较,选OH-较好。二是要保证杂质离子除尽,所加试剂应过量。在后续操作中还必须考虑除去前面操作中由于加入了过量试剂留下的杂质。如除去SO带入的Ba2+将和Ca2+一起用Na2CO3溶液除去,这样就可确定操作顺序为②⑤④①③。
[答案] C
举一反三
(1)为保证杂质离子完全被除去,加入的除杂试剂一般是过量的。
(2)除杂试剂的加入是有一定顺序的,前面加入的过量试剂在后面的步骤中应能够被除去。
二、一定物质的量浓度溶液的配制
1.配制100 mL 1.00 mol/L NaCl溶液。
典例剖析
[例3] 实验室欲用NaOH固体配制1.0 mol/L的NaOH溶液240 mL:
(1)配制溶液时,一般可以分为以下几个步骤:
①称量 ②计算 ③溶解 ④摇匀 ⑤转移 ⑥洗涤
⑦定容 ⑧冷却 ⑨摇动
其正确的操作顺序为______________。本实验必须用到的仪器有天平、药匙、玻璃棒、烧杯、____________。
(2)某同学欲称量NaOH的质量,他先用托盘天平称量烧杯的质量,天平平衡后的状态如图所示。烧杯的实际质量为______g,要完成本实验该同学应称出______g NaOH。
(3)使用容量瓶前必须进行的一步操作是______。
(4)在配制过程中,其他操作都是正确的,下列操作会引起误差偏高的是______。
A.转移溶液时不慎有少量洒到容量瓶外面
B.定容时俯视刻度线
C.未冷却到室温就将溶液转移到容量瓶并定容
D.定容后塞上瓶塞反复摇匀,静置后,液面低于刻度线,再加水至刻度线
[解析] (1)配制1.0 mol/L NaOH溶液的步骤为:计算所需NaOH固体的质量→用托盘天平称量→在烧杯中溶解→冷却至室温→向容量瓶中转移溶液→洗涤烧杯及玻璃棒→摇动容量瓶→向容量瓶中加水定容→上下颠倒摇动容量瓶。根据实验步骤即判断出所用仪器还有250 mL容量瓶和胶头滴管。
(2)该同学将砝码与烧杯放反了,所以称得烧杯的质量为(20 g+10 g)-2.6 g=27.4 g,应称NaOH质量为1.0 mol/L×0.25 L×40 g/mol=10.0 g。
(3)使用容量瓶的第一步操作为查漏。
(4)A使溶质物质的量减小,浓度偏低;B、C使体积减小,浓度偏高;D多加了水,体积偏大,浓度偏低。
[答案] (1)②①③⑧⑤⑥⑨⑦④ 250 mL容量瓶、胶头滴管 (2)27.4 10.0 (3)查漏 (4)B、C
举一反三
(1)选择容量瓶遵循“大而近”的原则:所配溶液的体积等于或小于容量瓶的容积。因为容量瓶的规格是固定的,配制溶液时要根据溶液的体积选择匹配的容量瓶。
(2)转移溶液时若有液体遗失,要重新配制;定容时加蒸馏水,一旦超过刻度线,要重新配制。
(3)定容后必须反复摇匀,静置后液面下降是由于一部分溶液附在了管壁和塞子上而浓度是固定的,不需要再加入蒸馏水,否则浓度偏低。
2.溶液的稀释或混合计算
(1)将浓溶液加水稀释,稀释前后溶质的物质的量和质量都保持不变。存在等式:
c(浓)·V(浓)=c(稀)·V(稀),
m(浓)·w(浓)=m(稀)·w(稀)。
(2)同一溶质不同浓度的两溶液相混合,混合后,溶质的总物质的量(或总质量)等于混合前两溶液中溶质的物质的量之和(或质量之和)。存在等式:
c1·V1+c2·V2=c(混)·V(混),
m1·w1+m2·w2=m(混)·w(混)。
典例剖析
[例4] 密度为d g/cm3的溶液V mL含有摩尔质量为M的溶质m g,其物质的量浓度为c mol/L,质量分数为W%,下列表示式不正确的是( )
A.c=1 000m/(VM) B.m=d·V·W/100
C.d=cM/(10W) D.W%=(cM/1 000d)%
[解析] 用定义式检验A项:c=n/V,其中n=m/M,V的单位需要调整,即c=1 000m/(VM),A项正确;用定义式检验B项:m质=wm液,其中m液=V·ρ,得m=dV×W%,B项正确;用公式c=1 000ρw/M检验C项和D项:即c=(1 000d·W%)/M,d=cM/10W,C项正确;W%=cM/(1 000d),D项不正确。
[答案] D
举一反三
(1)进行物质的量浓度的有关计算时,各种情况下最终落脚点是物质的量浓度的定义式c=,要充分利用有关物质的量的各种计算公式,发挥物质的量的桥梁作用。
(2)用公式c=进行换算时,要注意ρ的单位为g/L,c的单位为mol/L。
三、蒸馏
1.依据
混合物中各组分的沸点不同。
2.作用
除去易挥发、难挥发或不挥发的杂质。
3.装置(制取蒸馏水)
(1)写出A、B所代表仪器的名称:A:圆底烧瓶、B:冷凝器。
(2)说明冷却水流动方向:下口进水,上口出水。
4.改进装置
当用蒸馏的方法分别获取几种沸点不同的液体时,应该用温度计控制收集沸点不同的馏分,装置改进如下:
5.注意事项
(1)装置的安装:
由下到上,由左到右。
(2)气密性的检验:
连接好装置,在冷凝器的出口处接一橡胶管,并将橡胶管插入水中,将烧瓶微热,水中有气泡产生,冷却到室温,橡胶管中有水柱生成,则气密性良好。
(3)冷凝器的使用:
冷凝器中冷却水从下口进,上口出。先通冷凝水,再加热,蒸馏结束时先熄灭酒精灯,再停止通冷凝水。
(4)在使用蒸馏烧瓶进行蒸馏实验时,应在蒸馏烧瓶中加入少许碎瓷片或沸石,以防止瓶内液体暴沸,产生危险。
典例剖析
[例5] 将所列仪器组装为一套实验室蒸馏石油的装置,并进行蒸馏,可以得到汽油和煤油。
(1)写出A、B、C所代表仪器的名称:A:__________;B:__________;C:__________。
(2)写出A仪器的进水口:______,出水口:________。
(3)用字母表示装置的连接顺序:____________________________________________。
(4)在B中注入原油后,加入几片碎瓷片的目的是______________________________
________________________________________________________________________。
[解析] (1)仪器的名称A为冷凝器;B为蒸馏烧瓶;C为锥形瓶。
(2)冷凝器的进出水方向一般是下进上出,所以冷却水应该从c进入,从d流出。
(3)装置的连接顺序应是从下到上,从左到右。
(4)在蒸馏过程中,向蒸馏烧瓶中加入少许碎瓷片的目的是防止液体暴沸。
[答案] (1)冷凝器 蒸馏烧瓶 锥形瓶
(2)c d (3)e—i—h—a—b—w
(4)防止液体受热时暴沸
举一反三
解答本题要注意以下两个方面的失误
(1)冷凝器进出水的流向易错答为d进水,c出水。
(2)蒸馏烧瓶易错答为支管烧瓶。
四、萃取和分液
1.概念
(1)萃取:利用物质在互不相溶的溶剂里溶解度的不同,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方法。
(2)分液:将萃取后两种互不相溶的液体分开的操作。
2.主要仪器
分液漏斗和烧杯。
3.操作(萃取碘水中的碘)
装液方法:用量筒量取10 mL碘的饱和水溶液,倒入分液漏斗中,然后注入4 mL CCl4,盖好玻璃塞。
现象:液体分层,有色层在上层。
振荡方法: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
来振荡,使两种液体充分混合。
静置方法:将分液漏斗放在铁架台上静置。
现象:液体分层,上层:无色,下层:紫红色。
分液方法:将分液漏斗颈上的玻璃塞打开(或使塞上的凹槽或小孔对准漏斗上的
小孔),再将分液漏斗下面的活塞拧开,使下层液体沿烧杯壁流下;
上层液体从分液漏斗上口倒出。
4.萃取剂的选择
(1)与另一种溶剂互不相溶;
(2)与被萃取的物质不发生反应;
(3)溶质在萃取剂中的溶解度远大于它在原溶剂中的溶解度。
5.分液操作的注意事项
(1)振荡:要不时旋开活塞放气,以防止分液漏斗内部压强过大引起危险。
(2)分液:
①分液漏斗下端要紧靠烧杯内壁,有利于液体流出,同时防止液体溅出。
②分液时要打开玻璃塞(或使塞上的凹槽或小孔对准漏斗上的小孔),保证内外大气压强相等,有利于液体流出。
③旋开下端活塞,用烧杯接收下层液体时,要注意待下层液体恰好流完时及时关闭活塞,不能让上层液体流出,上层液体应从上口倒出。
典例剖析
[例6] 海水中的海带、紫菜等富集了大量的碘元素,某化学兴趣小组以海带为原料制取少量碘水,现用CCl4从碘水中萃取碘并用分液漏斗分离两种溶液。其实验可分为如下各步:
A.把盛有溶液的分液漏斗放在铁架台的铁圈中;
B.把50 mL碘水和15 mL CCl4加入分液漏斗中,并盖好玻璃塞;
C.检验分液漏斗活塞和上口的玻璃塞是否漏液;
D.倒转漏斗振荡,并不时旋开活塞放气,最后关闭活塞,把分液漏斗放正;
E.旋开活塞,用烧杯接收下层溶液;
F.从分液漏斗上口倒出上层溶液;
G.将分液漏斗上口的玻璃塞打开或使塞上的凹槽或小孔对准分液漏斗口上的小孔;
H.静置、分层
就此实验完成下列填空:
(1)正确操作步骤的顺序是(用上述各操作的编号字母填写):
______―→______―→______―→A―→H―→______―→E―→F
(2)上述E步骤的操作中应注意________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)上述G步骤操作的目的是_____________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)能选用CCl4从碘水中萃取碘的原因是____________________________________
________________________________________________________________________。
[解析] (1)题中给出了八个步骤,后五个步骤的顺序也已给出了其中四个:A―→H―→( )―→E―→F,只要考虑到静置、分层后才能分液,操作顺序应为A―→H―→(G)―→E―→F。前三个步骤应为:查漏―→装液―→振荡,即C―→B―→D。
(2)操作时要注意使漏斗下端管口紧靠烧杯内壁;及时关闭活塞,防止上层液体流入烧杯中。
(3)为保证分液漏斗内液体顺利流下,在进行分液操作时应注意使漏斗内部与外界大气相连通。
(4)萃取剂的选择应是两种溶剂不互溶,且要提取的物质在萃取剂中的溶解度应远大于在原溶剂中的溶解度。
[答案] (1)C B D G
(2)使分液漏斗下端漏斗颈紧靠烧杯内壁;及时关闭活塞,不让上层液体流出
(3)使分液漏斗内外空气相通,以保证进行E操作时漏斗里的液体顺利流出
(4)CCl4与水既不反应也不互溶,且碘在CCl4中的溶解度比在水中大得多
举一反三
(1)从水溶液中萃取时常用的萃取剂:①苯、汽油(或煤油):难溶于水,密度比水小;②CCl4:难溶于水,密度比水大。由于酒精与水互溶,故酒精一般不作从水溶液中萃取物质的萃取剂。
(2)萃取和分液往往结合起来操作,打开活塞前属于萃取,打开活塞后属于分液。
课后练习
1.下列有关过滤实验的操作中不正确的是( )
A.过滤操作中,玻璃棒与三层滤纸相互接触
B.过滤操作中,漏斗颈与烧杯内壁相互接触
C.过滤操作中,玻璃棒与烧杯口相互接触
D.为加快过滤,使用玻璃棒搅拌漏斗里的液体
2.在“粗盐提纯”的实验中,蒸发时的正确操作是( )
A.把浑浊的液体倒入蒸发皿内加热
B.开始析出晶体后,用玻璃棒搅拌
C.等水分完全蒸干后停止加热
D.蒸发皿中出现较多固体时即停止加热
3.如图表示配制一定物质的量浓度的NaCl溶液的部分操作示意图,其中有错误的是( )
4.下列配制的溶液浓度偏高的是( )
A.配制盐酸用量筒量取盐酸时俯视刻度线
B.配制盐酸定容时,仰视容量瓶刻度线
C.称量4 g NaOH配制0.1 mol/L NaOH溶液1 000 mL时,砝码错放左盘
D.NaOH溶解后未经冷却即注入容量瓶至刻度线
5.以下实验装置一般能用于分离物质的是( )
A.只有①② B.只有②③
C.只有①③ D.①②③
6.在自来水蒸馏实验中,下列操作叙述正确的是( )
A.在蒸馏烧瓶中盛满自来水,并放入几粒沸石
B.将温度计水银球插到蒸馏烧瓶自来水中
C.冷水从冷凝器上口入,下口出
D.收集到的液体取少量滴入硝酸银和稀硝酸,无明显现象
7.(对应考点二)选择萃取剂将碘从碘水中萃取出来,这种萃取剂应具备的性质是( )
A.不溶于水,且必须易与碘发生化学反应
B.不溶于水,且比水更容易使碘溶解
C.不溶于水,且必须比水的密度大
D.不溶于水,且必须比水的密度小
8.(对应考点二)在使用分液漏斗进行分液时,正确的操作是( )
A.上层液体经漏斗下口放出
B.分离液体时,将漏斗拿在手上进行分离
C.分离液体时,分液漏斗口上的小孔与大气相通时打开活塞
D.分液漏斗中盛装的是液体,振荡后不必扭开活塞把气体放出
9.(对应考点三)为了除去KCl固体中少量的MgCl2、MgSO4,可选用Ba(OH)2、盐酸和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________。
10.(实验题)下图为配制250 mL 0.2 mol/L Na2CO3溶液的示意图。
回答下列问题:
(1)①中称得Na2CO3________g。
(2)玻璃棒在②③两步中的作用分别是______________、______________。
(3)若出现如下情况,对所配溶液浓度有何影响?(填“偏高”“偏低”或“无影响”)
A.某同学在第⑧步观察液面时俯视________;
B.没有进行操作步骤④和⑤________;
C.在第⑤步不慎有少量液体流到容量瓶外________。
11. (1)现有一瓶A和B的混合液,已知它们的性质如下表。
物质
熔点/℃
沸点/℃
密度/g·cm-3
溶解性
A
-11.5
198
1.11
A、B互溶,且均易溶于水
B
17.9
290
1.26
据此分析,将A和B相互分离的常用方法是________(填“过滤”、“蒸发”、“萃取”、“分液”或“蒸馏”等)。
(2)除去NaNO3固体中混有的少量KNO3,所进行的实验操作依次为:________、蒸发、结晶、________。
(3)除去KCl溶液中的K2SO4,依次加入的溶液为(填溶质的化学式):________________________________________________________________________。
1.解析:A、B、C三个选项是过滤操作中“三靠”的基本内容,所以必须互相接触;D项用玻璃棒搅动漏斗里的液体会使滤纸破裂而造成漏液。
答案:D
2.解析:为达到提纯的目的,要过滤后使滤液澄清,然后再蒸发,而加热至蒸发皿中出现较多固体时,停止加热,利用蒸发皿的余热使滤液蒸干。
答案:D
3. 解析:定容时,视线应与凹液面的最低点在同一水平线上。
答案:C
4.解析:A项俯视刻度线,将会使量得盐酸的体积小于计算值,导致浓度偏低;B项定容时仰视容量瓶刻度线,将会导致加水量增多,使溶液浓度偏小;C项由于所称NaOH固体的质量为整数,不需移动游码,故称得固体NaOH的质量是准确的,不会影响到配制溶液的浓度;D项因热胀冷缩之故,会使容量瓶中的溶液在冷却后液面低于刻度线,导致所配溶液浓度偏高。
答案:D
5.解析:①是蒸馏,用于分离互溶而沸点不同的液体混合物;②为蒸发,是从溶液中得到固体的方法;③为过滤,用于固体与液体的分离。D项正确。
答案:D
6.解析:蒸馏烧瓶中不可盛满自来水,A不正确;温度计水银球应在蒸馏烧瓶的支管口处,B不正确;冷凝器中冷却水的流向应为下口进水,上口出水,C不正确。
答案:D
7.解析:假设要用溶剂A将溶质X从溶剂B中萃取出来,A应具备的基本性质是:①与B互不相溶;②X在A中的溶解度远大于在B中的溶解度;③X与A不发生化学反应。
答案:B
8.解析:为确保分离效果,下层液体由漏斗下口放出,上层液体要经漏斗上口倒出;分离液体时,分液漏斗要固定在铁架台的铁圈上;分液时,磨口塞上的凹槽与漏斗口上的小孔要对准,这时漏斗内外的空气相通,压强相等,漏斗内的液体自然流下;振荡后由于溶液体积要发生变化,需旋开活塞放气。
答案:C
9.解析:要使杂质一一除去,必须考虑到所加试剂是过量的,而且过量的试剂在后面步骤中必须除去,要除去Mg2+,可用含OH-的试剂,除SO可用含Ba2+的试剂,故先加入Ba(OH)2。加入的过量Ba(OH)2中的Ba2+可用K2CO3除去,过量Ba(OH)2中的OH-,以及过量K2CO3中的CO,可用稀盐酸除去,最后加热煮沸可除去HCl。
答案:(1)Ba(OH)2 K2CO3 HCl
(2)①除尽Mg2+和SO
②除尽过量的Ba2+ ③使HCl挥发
(3)过滤 蒸发
10.解析: (1)n(Na2CO3)=c(Na2CO3)×V(Na2CO3)=0.2 mol/L×0.25 L=0.05 mol,m(Na2CO3)=n(Na2CO3)×M(Na2CO3)=0.05 mol×106 g/mol=5.3 g。
(2)在第②步中,用玻璃棒搅拌,可加速Na2CO3固体的溶解; 在第③步中,用玻璃棒引流,可防止Na2CO3溶液流到容量瓶外。
(3)在误差分析中,一定要紧扣物质的量浓度的定义式,即c=n/V。如果在第⑧步观察液面时俯视,V偏小,结果偏高;如果没有进行操作步骤④和⑤,n偏小
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