第08讲-研究物质的实验方法(教师版)期末必考题专练高一化学必修第一册同步讲义.docx

第08讲 研究物质的实验方法

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知识精讲

一、实验安全与基本规范
1. 实验前
做好预习和实验准备，熟悉实验所需的药品，掌握仪器、药品安全使用的要领，理解、掌握实验原理，熟悉实验步骤和操作要求。
2. 实验中
①集中注意力，实验操作要规范。
②取用药品前须仔细核对所需药品与试剂瓶上的标签是否一致，仔细阅读使用说明，正确取用。
③仔细观察实验现象，如实记录，认真处理实验数据，分析实验结果，写好实验报告。
④同组实验的同学之间要分工协作，共同完成实验任务。
⑤遇到突发状况时，应沉着冷静，采取正确的处理方法，并及时报告老师。
⑥在实验中应注意环境保护，减少实验排出的废气、废液和固体废物对环境的影响。
3. 实验后
将药品和所用仪器收拾干净，保持实验室整洁卫生。

二、危险化学品的分类标识

三、物质分离提纯的依据和原则
1. 依据：混合物中各组分性质（如状态、沸点、水溶性等）的差异。
2. 原则：不增加新的杂质；不减少被提纯的物质；杂质易分离；被提纯物质易复原。

四、物质分离提纯的常用方法
1. 过滤
（1）适用范围：不溶性固体和液体分离。
（2）主要仪器：漏斗、烧杯、玻璃棒、铁架台
（3）注意事项：“一贴二低三靠”
2. 蒸发结晶
（1）适用范围：分离溶于溶剂中的溶质。
（2）主要仪器：蒸发皿、酒精灯、玻璃棒、铁架台
（3）注意事项：
①用玻璃棒不断搅拌，防止受热不均导致液滴飞溅；
②有大量固体析出时，用余热蒸干；
3. 冷却结晶
（1）适用范围：分离溶于溶剂中的溶质，且溶解度随温度变化有较大差异。
（2）主要仪器：蒸发皿、酒精灯、玻璃棒、铁架台
4. 蒸馏
（1）适用范围：分离互溶且沸点不同的混合物。
（2）主要仪器： 蒸馏烧瓶、冷凝管、酒精灯、石棉网、温度计、尾接管、锥形瓶、铁架台
（3）注意事项：
①加少量沸石或碎瓷片，防止液体暴沸；
②温度计水银球应与蒸馏烧瓶的支管口相平；
③冷凝管中水流方向是下口进上口出，以充分冷凝。
5. 分液
（1）适用范围：分离两种互不相溶的液体。
（2）实验仪器：分液漏斗、烧杯、铁架台
6. 萃取
（1）定义：利用物质在互不相溶的溶剂中溶解度的不同，将物质从一种溶剂转移到另一种溶剂中，从而实现分离的效果。
（2）实验仪器：分液漏斗、烧杯、铁架台

五、物质的检验
1. 常见离子的检验
离子
试剂与操作
现象
NH
浓NaOH溶液，加热，湿润的红色石蕊试纸
产生有刺激性气味的气体，且气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝
Cl-
AgNO3溶液和稀HNO3
白色沉淀（AgCl）
SO42-
先加足量的稀盐酸，再加BaCl2溶液
白色沉淀

2. 焰色反应
（1）定义：很多金属或它们的化合物在灼烧时都会使火焰呈现特殊的颜色，这在化学上称为焰色反应。
（2）操作步骤

（3）一些金属元素的焰色
金属元素
钠
钾
锂
铷
钙
铜
锶
钡
焰色
黄色
紫色
紫红色
紫色
砖红色
绿色
洋红色
黄绿色
（4）应用
① 检验金属元素的存在，如：鉴别NaCl和KCl溶液。
② 利用焰色反应制节日烟花。

六、铝的化学性质
1．铝与氧气的反应
（1）铝与空气中的氧气反应，化学方程式为___________________________。表面生成一层______的氧化铝薄膜，对内部金属起着_________作用，所以铝在空气中稳定存在，具有很强的抗腐蚀性能。
（2）加热时，铝表面生成的氧化膜(Al2O3)的熔点高于铝的熔点，包在铝的外面，所以熔化的液态铝不滴落。
【答案】（1）4Al＋3O2===2Al2O3 致密 保护

2. 铝与酸、碱的反应方程式
（1）与盐酸：___________________________。
（2）与烧碱：___________________________。
【答案】2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑ 2Al＋2H2O＋2NaOH===2NaAlO2＋3H2↑

七、双氧水的分解实验（化学反应速率的影响因素）
①浓度越大，H2O2分解速率越快；
②温度越高，H2O2分解速率越快；
③加催化剂，H2O2分解速率大幅加快。

八、探究化学问题的一般思路
1. 确定要研究的化学问题
2. 提出假设
3. 设计化学实验方案
4. 实施实验
5. 得出结论

对点训练

1．下列化学实验基本操作或注意事项中，正确的是
A．点燃可燃性气体前要进行验纯 B．实验剩余的药品都要放回原试剂瓶
C．给玻璃仪器加热都要垫石棉网 D．过滤时用玻璃棒搅拌漏斗内液体
【答案】A
【详解】
A．点燃可燃性气体和空气的混合物有爆炸的可能，则点燃可燃性气体前要进行验纯，A正确；
B． 为了防止药品被污染，通常实验剩余的药品不需要放回原试剂瓶，B错误；
C． 给底面积大、器壁薄的玻璃仪器例如烧杯、圆底烧瓶等加热要垫石棉网，给试管加热不需要石棉网，C错误；
D． 过滤时用玻璃棒搅拌漏斗内液体，会捅破滤纸、实验失败，D错误；
答案选A。
2．下列实验基本操作正确的是

A．图甲测定溶液pH B．图乙铁丝在氧气中燃烧
C．图丙稀释浓硫酸 D．图丁往试管里送入固体粉末
【答案】D
【详解】
A．用pH试纸测定溶液的pH时，正确的操作方法为取一片pH试纸放在玻璃片或白瓷板上，用玻璃棒蘸取少量待测液滴在干燥的pH试纸上，把试纸显示的颜色与标准比色卡对比来确定pH，不能将pH试纸伸入待测液中，以免污染待测液，图中所示操作错误，A错误；
B．铁丝在氧气中燃烧时，为防止生成物熔化溅落下来使瓶底炸裂，集气瓶的底部应放少量的水或铺一层细沙，图中集气瓶的底部没有放少量的水或铺一层细沙，所示装置错误，B错误；
C．稀释浓硫酸时，要把浓硫酸缓缓地沿器壁注入水中，同时用玻璃棒不断搅拌，以使热量及时的扩散，一定不能把水注入浓硫酸中，图中所示操作错误，A错误；
D．取用粉末状药品，试管横放，用药匙或纸槽把药品送到试管底部，图中所示操作正确，D正确；
故选D。
3．油罐车上所贴的危险化学品的标志是
A
B
C
D

易燃液体
氧化剂
剧毒品
三级放射性物品

A．A B．B C．C D．D
【答案】A
【详解】
汽油、柴油等属于易燃液体，故油罐车上应该张贴易燃液体标志，故答案选A。
4．关于下列仪器使用的说法错误的是

A．②⑤可用于量取一定体积的液体
B．①②使用前需检漏
C．①③④可用于物质分离
D．③④均可用酒精灯直接加热
【答案】D
【详解】
A．滴定管、量筒可用于量取一定体积的溶液，故A正确；
B．凡是带瓶塞或者旋塞的仪器，为防止使用过程中漏水，使用前需要查漏，滴定管带有旋塞、分液漏斗带有瓶塞和旋塞，使用前均需检查是否漏水，故B正确；
C．分液漏斗可分离有机层和水层，蒸馏烧瓶用于蒸馏操作可分离不同沸点的液体，蒸发皿可根据溶解度受温度影响不同分离不同溶质，故C正确；
D．蒸馏烧瓶不能直接加热，加热时应垫石棉网，蒸发皿可以直接加热，故D错误；
故选：D。
5．KNO3和NaCl的溶解度曲线如图所示。下列叙述正确的是

A．0℃时，100g水中最多能溶解40gNaCl
B．0℃时，KNO3和NaCl两种饱和溶液中，所含溶质的质量：NaCl大于KNO3
C．将30℃的KNO3溶液降温到20℃时一定有晶体析出
D．30℃时，将等质量的KNO3和NaCl分别配成饱和溶液，所得溶液的质量：NaCl大于KNO3
【答案】D
【详解】
A．0℃时，NaCl的溶解度小于40g，所以100g水中溶解不了40g NaCl，A错误；
B．0℃时，KNO3和NaCl两种饱和溶液的质量，不能判断含有溶质质量大小，B错误；
C．将30℃的KNO3饱和溶液降温到20℃时一定有晶体析出，硝酸钾溶液没说是否饱和，降温后不一定析出晶体，C错误；
D．30℃时，KNO3的溶解度大于NaCl的溶解度，即30℃时等质量的KNO3和NaCl分别配成饱和溶液，KNO3需要的水少，所得溶液质量就小，D正确；
故选D。
6．下列固体物质中的杂质(括号内为杂质)能用加热法直接除去的是
A．Fe粉(硫粉) B．Na2CO3粉末(NaHCO3)
C．Al (OH)3(Al2O3) D．KMnO4(MnO2)
【答案】B
【详解】
A．硫粉加热生成二氧化硫气体，但Fe粉也被氧化，不符合除杂原则，A不符合题意；
B．NaHCO3粉末受热分解生成Na2CO3粉末和脱离体系的水蒸气和二氧化碳气体，可以除杂，B符合题意；
C．Al2O3受热不反应，Al (OH)3受热分解，不符合除杂原则，C不符合题意；
D．MnO2受热不反应，KMnO4受热分解，不符合除杂原则，D不符合题意；
故选B。
7．实验方案中的各步骤所对应的实验操作原理与方法错误的是

A
B
C
D

步骤①

步骤②

步骤③

步骤④

A．A B．B C．C D．D
【答案】D
【分析】
样品粉末加入苯和乙醇后过滤，得到滤液和不溶性物质，滤液中加入NaNO3溶液，分液后可得水层和有机层，水层经过结晶得到固体，有机层经过蒸馏得到苯。
【详解】
A．步骤①为分离固体与液体混合物的操作，应使用过滤装置，A正确；
B．步骤②是将互不相溶的有机层与水溶液层分离，应使用分液操作，B正确；
C．步骤③是从水溶液中提取溶质，应使用蒸发操作，C正确；
D．步骤④是从有机溶液中分离出溶剂，应使用蒸馏操作，但图中冷却水的流向、温度计水银球的位置都不正确， D错误；
故选D。
8．豆浆营养丰富，是大众喜爱的传统饮品。下列制作豆浆的主要步骤中，属于过滤的是
A．泡豆 B．磨豆
C．沥浆 D．煮浆
【答案】C
【详解】
过滤是把不溶于液体的固体与液体分离的操作，沥浆是将豆渣和豆浆分离的操作，属于过滤，故答案为C
9．科学实验中，实验装置需根据实验目的来选择。下列实验装置选择正确的是

A．利用装置1从海水中提取NaCl B．利用装置2分离酒精和
C．利用装置3提纯胶体 D．利用装置4从KCl溶液中获得溶质
【答案】D
【详解】
A．海水中提取NaCl应用装置4，A错；
B．苯和互溶，分离应用装置1，B错；
C．提纯胶体应用渗析法，C错；
D．KCl溶液中获得溶质应用装置4，D对；
故选D。
10．与物质溶解度有关的分离方法是
A．萃取 B．升华 C．蒸馏 D．蒸发
【答案】A
【详解】
A．萃取是利用物质在两种互不相容的溶剂中溶解度的不同，用一种溶剂把溶质从与其他溶剂形成的溶液中提取出来的过程，故与溶解度有关，A符合题意；
B．升华是物质能够直接由固体变为气体的特性，与溶解度无关，B不合题意；
C．蒸馏是将互溶的沸点相差较大的两种或几种液体物质分开的操作，与沸点有关，与溶解度无关，C不合题意；
D．蒸发是将溶液中的水分蒸发，让固体溶质析出的操作，与溶解度无关，D不合题意；
故答案为：A。
11．溶解度曲线代表的物质适合用降温结晶的方法进行提纯的是
A． B．
C． D．
【答案】D
【详解】
适合用降温结晶的方法进行提纯的应该是溶解度随着温度的升高明显增大的物质。若降低温度，其溶解度大幅度减小，会析出晶体。A溶解度随温度升高而减小，B溶解度受温度影响不大，C溶解度受温度影响不大，D溶解度随着温度的升高明显增大，故选D。
12．下列分离混合物的实验方法中不正确的是
A．分离乙酸(沸点77.1 ℃)与某种液态有机物(沸点120 ℃)的混合物-蒸馏
B．从含有少量NaCl的KNO3溶液中提取KNO3-热水溶解、降温结晶、过滤
C．用CCl4萃取碘水中的碘，液体分层后-下层液体从下口放出，上层液体从上口倒出
D．将溴水中的溴转移到有机溶剂中-加入乙醇萃取
【答案】D
【详解】
A．两种有机物互溶且沸点相差较大，则选择蒸馏法分离，A正确；
B．NaCl和KNO3的溶解度受温度影响变化程度不同，则从含有少量NaCl的KNO3溶液中提取KNO3可采取热水溶解、降温结晶、过滤的方法，B正确；
C．分液时，下层液体从下口放出，上层液体从上口倒出，C正确；
D．乙醇与水互溶，则乙醇不能萃取溴水中的溴，D错误；
故选：D。
13．《本草纲目》记载了烧酒的制造工艺：“凡酸坏之酒，皆可蒸烧”，“以烧酒复烧二次……价值数倍也”.请你分析：此方法与分离下列物质的实验方法在原理上相同的是
A．甲苯和水 B．硝酸钾和氯化钠 C．食盐水和泥沙 D．碘和四氯化碳
【答案】D
【分析】
由题意，烧酒的制造工艺利用了蒸馏的方法，蒸馏是分离沸点不同的液体混合物的方法。
【详解】
A．甲苯和水互不相溶，可用分液的方法分离，A不符合题意；
B．硝酸钾和氯化钠的溶解度不同，硝酸钾溶解度受温度影响变化大，氯化钠溶解度受温度影响变化不大，可用降温结晶和重结晶的方法分离，B不符合题意；
C．泥沙不溶于水，可用过滤的方法分离食盐水和泥沙，C不符合题意；
D．碘和CCl4互溶，但沸点不同，可用蒸馏的方法分离，D符合题意；
故答案选D。
14．一同学设计了两种由CuO→Cu的实验方案：
方案一： 、
方案二： 、
大家认为方案二优于方案一，理由是：①节约能源 ； ②Cu产率高 ；③产品纯净 ； ④操作安全。其中，评价正确的是
A．①②③ B．①②④ C．①③④ D．②③④
【答案】B
【详解】
方案一：Zn+H2SO4═ZnSO4+H2↑，H2+CuO =Cu+H2O，反应需加热，且H2还原CuO时需先通H2排出空气，否则易爆炸，反应结束后还需通入H2至生成的Cu冷却，否则Cu又易被氧化；
方案二：CuO +H2SO4= CuSO4+H2O，Zn+ CuSO4=ZnSO4+Cu；耗原料少，操作安全，产率高，但Cu中易混有Zn，则方案二优于方案一，理由是：①节约能源、②Cu产率高、④操作安全；
故选：B。
15．按以下方案可从海洋动物柄海鞘中提取具有抗肿瘤活性的天然产物。已知甲苯和甲醇均为有机溶剂，有机物大多能互溶。步骤(1)(2)(3)(4)依次对应的装置

A．①②③④ B．②③④① C．②③①④ D．④①②③
【答案】B
【详解】
步骤(1)甲苯和甲醇浸取样品粉末除去不溶性物质，分离出可溶性目标产物，要用过滤操作，选②装置；步骤(2)用硝酸钠溶液萃取溶解在有几层中的目标产物，要用萃取分液操作，选③装置；步骤(3)从水溶液中结晶析出目标产物，要用结晶操作，选④装置；步骤(4)从有几层溶液中获取回收甲苯，分离互溶的两种液体，要用蒸馏操作，选①装置；故答案选B。
16．现有四组分散系：①汽油和水形成的乳浊液②含有泥沙的食盐水③溶有碘(I2)的氯化钾溶液④乙二醇和丙三醇混合溶液(乙二醇和丙三醇的部分物理性质见下表)。
物质
熔点/℃
沸点/℃
密度/
溶解性
乙二醇
-11.5
198
1.11
易溶于水和乙醇
丙三醇
17.9
290
1.26
能跟水、酒精以任意比互溶
请用下图所示的仪器分离以上各混合液，仪器和方法不能对应的是
(1) (2) (3) (4)
A．①—(3)—分液 B．②—(1)—过滤
C．③—(1)—萃取 D．④—(2)—蒸馏
【答案】C
【详解】
A．分液是分离互不相溶的两种液体的方法，汽油和水不相溶，故可用分液的方法分离，分液时用分液漏斗，故A正确；
B．过滤是把不溶于液体的固体物质跟液体分离开来的一种方法，泥沙和食盐水不相溶，故可用过滤的方法分离，过滤时用漏斗，故B正确；
C．萃取利用溶质在不同溶剂中溶解度不同，用一种溶剂把溶质从它与另一溶剂所组成的溶液中提取出来，碘（I2）微溶于碘化钾溶液，故可用萃取的方法分离，萃取时用分液漏斗，不能用漏斗，故C错误；
D．蒸馏是分离相溶的两种液体的方法，乙二醇和丙三醇互溶，故可用蒸馏的方法分离，蒸馏时用蒸馏烧瓶，故D正确；
所以答案为C。
17．下列除杂所选用的试剂及操作方法均正确的一组是(括号内为杂质)
选项
待提纯的物质
选用的试剂
操作方法
A
NaCl(Na2CO3)
盐酸
蒸发结晶
B
KCl(MgCl2)
NaOH
过滤
C
NaCl(I2)
乙醇
萃取分液
D
KNO3(KCl)
水
溶解、过滤、蒸发结晶

A．A B．B C．C D．D
【答案】A
【详解】
A．除去NaCl中少量的Na2CO3先加入稀盐酸，反应为Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑，然后蒸发结晶，A正确；
B．除去KCl中少量的MgCl2应该加入适量的KOH，而不能是NaOH，否则引入新的杂质，B错误；
C．乙醇与水能以任意比互溶，不能作为萃取剂，C错误；
D．KNO3的溶解度随温度变化很明显，故应该采用降温结晶而不是蒸发结晶的方法来除去KNO3中少量的KCl，D错误；
故答案为：A。

18．某校化学活动小组查阅资料发现，粗盐中除NaCl外，还含有MgCl2、CaCl2、Na2SO4以及泥沙等杂质，他们要除去杂质得到精盐，设计了下列实验流程图(序号①〜⑧表示实验操作，用于沉淀的试剂稍过量)

根据上述流程，回答下列问题：
（1）操作①中玻璃棒的作用是___。
（2）第⑤步操作的名称是___。
（3）“蒸发结晶”用到的器材有：铁架台(铁圈)、坩埚钳、石棉网、火柴、玻璃棒、酒精灯和___。
（4）实验中加入Na2CO3溶液的目的是___。
（5）利用提供的沉淀试剂，再写出一种添加上述4种试剂的操作顺序___(填序号)。
（6）分别写出步骤④中发生反应的化学方程式___。
【答案】
（1）搅拌
（2）过滤
（3）蒸发皿
（4）除去CaCl2、BaCl2
（5）③②④⑥
（6）CaCl2+Na2CO3=CaCO3↓+2NaCl；BaCl2+Na2CO3=BaCO3↓+2NaCl
【解析】
（1）
操作①中玻璃棒的作用是搅拌，加速溶解；
（2）
第⑤步操作的名称是过滤；
（3）
“蒸发结晶” 用到的器材有：铁架台(铁圈)、坩埚钳、石棉网、火柴、玻璃棒、酒精灯和蒸发皿；
（4）
实验中加入Na2CO3溶液的目的是除尽CaCl2和过量的BaCl2；
（5）
再写出一种添加上述4种试剂的操作顺序为③②④⑥或②④③⑥，碳酸钠一定在氯化钡之后；
（6）
步骤④中发生反应的化学方程式分别为：CaCl2+Na2CO3=CaCO3↓+2NaCl，BaCl2+Na2CO3=BaCO3↓+2NaCl。