人教版必修一第一章从实验学化学基础知识.docx

第一章 从实验学化学
一、常见物质的别离、提纯与鉴别
1．常用的物理方法——根据物质的物理性质上差异来别离。
混合物的物理别离方法

方法
适用范围
主要仪器
注意点
实例
固+液
蒸发
易溶固体及液体分开
酒精灯、蒸发皿、玻璃棒
①不断搅拌；②最后用余热加热；③液体不超过容积2/3
NaCl〔H2O〕
固+固
结晶
溶解度差异大的溶质分开
NaCl〔NaNO3〕
升华
能升华固体及不升华物分开
酒精灯

I2〔NaCl〕
固+液
过滤
易溶物及难溶物分开
漏斗、烧杯
①一角、二低、三碰；②沉淀要洗涤；③定量实验要“无损〞
NaCl〔CaCO3〕
液+液
萃取
溶质在互不相溶的溶剂里，溶解度的不同，把溶质别离出来
分液漏斗
①先查漏；②对萃取剂的要求；③使漏斗内外大气相通;④上层液体从上口倒出
从溴水中提取Br2
分液
别离互不相溶液体
分液漏斗
乙酸乙酯及饱与Na2CO3溶液
蒸馏
别离沸点不同混合溶液
蒸馏烧瓶、冷凝管、温度计、牛角管
①温度计水银球位于支管处；②冷凝水从下口通入；③加碎瓷片
乙醇与水、I2与CCl4
渗析
别离胶体及混在其中的分子、离子
半透膜
更换蒸馏水
淀粉及NaCl
盐析
参加某些盐，使溶质的溶解度降低而析出
烧杯
用固体盐或浓溶液
蛋白质溶液、硬脂酸钠与甘油
气+气
洗气
易溶气及难溶气分开
洗气瓶
长进短出
CO2〔HCl〕
液化
沸点不同气分开
U形管
常用冰水
NO2〔N2O4〕
i、蒸发与结晶 蒸发是将溶液浓缩、溶剂气化或溶质以晶体析出的方法。结晶是溶质从溶液中析出晶体的过程，可以用来别离与提纯几种可溶性固体的混合物。结晶的原理是根据混合物中各成分在某种溶剂里的溶解度的不同，通过蒸发减少溶剂或降低温度使溶解度变小，从而使晶体析出。加热蒸发皿使溶液蒸发时、要用玻璃棒不断搅动溶液，防止由于局部温度过高，造成液滴飞溅。当蒸发皿中出现较多的固体时，即停顿加热，例如用结晶的方法别离NaCl与KNO3混合物。
ii、蒸馏 蒸馏是提纯或别离沸点不同的液体混合物的方法。用蒸馏原理进展多种混合液体的别离，叫分馏。
操作时要注意：
①在蒸馏烧瓶中放少量碎瓷片，防止液体暴沸。
②温度计水银球的位置应及支管底口下缘位于同一水平线上。
③蒸馏烧瓶中所盛放液体不能超过其容积的2/3，也不能少于l/3。
④冷凝管中冷却水从下口进，从上口出。
⑤加热温度不能超过混合物中沸点最高物质的沸点，例如用分馏的方法进展石油的分馏。
iii、分液与萃取 分液是把两种互不相溶、密度也不一样的液体别离开的方法。萃取是利用溶质在互不相溶的溶剂里的溶解度不同，用一种溶剂把溶质从它及另一种溶剂所组成的溶液中提取出来的方法。选择的萃取剂应符合以下要求：与原溶液中的溶剂互不相溶；对溶质的溶解度要远大于原溶剂，并且溶剂易挥发。
在萃取过程中要注意：
①将要萃取的溶液与萃取溶剂依次从上口倒入分液漏斗，其量不能超过漏斗容积的2/3，塞好塞子进展振荡。
②振荡时右手捏住漏斗上口的颈部，并用食指根部压紧塞子，以左手握住旋塞，同时用手指控制活塞，将漏斗倒转过来用力振荡。
③然后将分液漏斗静置，待液体分层后进展分液，分液时下层液体从漏斗口放出，上层液体从上口倒出。例如用四氯化碳萃取溴水里的溴。
iv、升华 升华是指固态物质吸热后不经过液态直接变成气态的过程。利用某些物质具有升华的特性，将这种物质与其它受热不升华的物质别离开来，例如加热使碘升华，来别离I2与SiO2的混合物。
2、化学方法别离与提纯物质
对物质的别离可一般先用化学方法对物质进展处理，然后再根据混合物的特点用恰当的别离方法进展别离。
用化学方法别离与提纯物质时要注意：
①最好不引入新的杂质；
②不能损耗或减少被提纯物质的质量
③实验操作要简便，不能繁杂。用化学方法除去溶液中的杂质时，要使被别离的物质或离子尽可能除净，需要参加过量的别离试剂，在多步别离过程中，后加的试剂应能够把前面所参加的无关物质或离子除去。
对于无机物溶液常用以下方法进展别离与提纯：
〔1〕生成沉淀法 〔2〕生成气体法 〔3〕氧化复原法 〔4〕正盐与及酸式盐相互转化法 〔5〕利用物质的两性除去杂质 〔6〕离子交换法
常见物质除杂方法
序号
原物
所含杂质
除杂质试剂
主要操作方法
1
N2
O2
灼热的铜丝网
用固体转化气体
2
CO2
H2S
CuSO4溶液
洗气
3
CO
CO2
NaOH溶液
洗气
4
CO2
CO
灼热CuO
用固体转化气体
5
CO2
HCI
饱与的NaHCO3
洗气
6
H2S
HCI
饱与的NaHS
洗气
7
SO2
HCI
饱与的NaHSO3
洗气
8
CI2
HCI
饱与的食盐水
洗气
9
CO2
SO2
饱与的NaHCO3
洗气
10
炭粉
MnO2
浓盐酸〔需加热〕
过滤
11
MnO2
C
--------
加热灼烧
12
炭粉
CuO
稀酸〔如稀盐酸〕
过滤
13
AI2O3
Fe2O3
NaOH(过量)，CO2
过滤
14
Fe2O3
AI2O3
NaOH溶液
过滤
15
AI2O3
SiO2
盐酸`氨水
过滤
16
SiO2
ZnO
HCI溶液
过滤，

17
BaSO4
BaCO3
HCI或稀H2SO4
过滤
18
NaHCO3溶液
Na2CO3
CO2
加酸转化法
19
NaCI溶液
NaHCO3
HCI
加酸转化法
20
FeCI3溶液
FeCI2
CI2
加氧化剂转化法
21
FeCI3溶液
CuCI2
Fe 、CI2
过滤
22
FeCI2溶液
FeCI3
Fe
加复原剂转化法
23
CuO
Fe
(磁铁)
吸附
24
Fe(OH)3胶体
FeCI3
蒸馏水
渗析
25
CuS
FeS
稀盐酸
过滤
26
I2晶体
NaCI
--------
加热升华
27
NaCI晶体
NH4CL
--------
加热分解
28
KNO3晶体
NaCI
蒸馏水
重结晶.
3、物质的鉴别
物质的检验通常有鉴定、鉴别与推断三类，它们的共同点是：依据物质的特殊性质与特征反响，选择适当的试剂与方法，准确观察反响中的明显现象，如颜色的变化、沉淀的生成与溶解、气体的产生与气味、火焰的颜色等，进展判断、推理。
检验类型
鉴别
利用不同物质的性质差异，通过实验，将它们区别开来。
鉴定
根据物质的特性，通过实验，检验出该物质的成分，确定它是否是这种物质。
推断
根据实验及现象，分析判断，确定被检的是什么物质，并指出可能存在什么，不可能存在什么。
检验方法
①
假设是固体，一般应先用蒸馏水溶解
②
假设同时检验多种物质，应将试管编号
③
要取少量溶液放在试管中进展实验，绝不能在原试剂瓶中进展检验
④
表达顺序应是：实验〔操作〕→现象→结论→原理〔写方程式〕
① 常见气体的检验
常见气体
检验方法
氢气
纯洁的氢气在空气中燃烧呈淡蓝色火焰，混合空气点燃有爆鸣声，生成物只有水。不是只有氢气才产生爆鸣声；可点燃的气体不一定是氢气
氧气
可使带火星的木条复燃
氯气
黄绿色，能使湿润的碘化钾淀粉试纸变蓝〔O3、NO2也能使湿润的碘化钾淀粉试纸变蓝〕
氯化氢
无色有刺激性气味的气体。在潮湿的空气中形成白雾，能使湿润的蓝色石蓝试纸变红；用蘸有浓氨水的玻璃棒靠近时冒白烟；将气体通入AgNO3溶液时有白色沉淀生成。
二氧化硫
无色有刺激性气味的气体。能使品红溶液褪色，加热后又显红色。能使酸性高锰酸钾溶液褪色。
硫化氢
无色有具鸡蛋气味的气体。能使Pb(NO3)2或CuSO4溶液产生黑色沉淀，或使湿润的醋酸铅试纸变黑。
氨气
无色有刺激性气味，能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，用蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近时能生成白烟。
二氧化氮
红棕色气体，通入水中生成无色的溶液并产生无色气体，水溶液显酸性。
一氧化氮
无色气体，在空气中立即变成红棕色
二氧化碳
能使澄清石灰水变浑浊；能使燃着的木条熄灭。SO2气体也能使澄清的石灰水变混浊，N2等气体也能使燃着的木条熄灭。
一氧化碳
可燃烧，火焰呈淡蓝色，燃烧后只生成CO2；能使灼热的CuO由黑色变成红色。
② 几种重要阳离子的检验
〔l〕H+ 能使紫色石蕊试液或橙色的甲基橙试液变为红色。
〔2〕Na+、K+ 用焰色反响来检验时，它们的火焰分别呈黄色、浅紫色〔通过钴玻片〕。
〔3〕Ba2+ 能使稀硫酸或可溶性硫酸盐溶液产生白色BaSO4沉淀，且沉淀不溶于稀硝酸。
〔4〕Mg2+ 能及NaOH溶液反响生成白色Mg(OH)2沉淀，该沉淀能溶于NH4Cl溶液。
〔5〕Al3+ 能及适量的NaOH溶液反响生成白色Al(OH)3絮状沉淀，该沉淀能溶于盐酸或过量的NaOH溶液。
〔6〕Ag+能及稀盐酸或可溶性盐酸盐反响，生成白色AgCl沉淀，不溶于稀HNO3，但溶于氨水，生成[Ag(NH3)2]+
〔7〕NH4+ 铵盐〔或浓溶液〕及NaOH浓溶液反响，并加热，放出使湿润的红色石蓝试纸变蓝的有刺激性气味NH3气体。
〔8〕Fe2+ 能及少量NaOH溶液反响，先生成白色Fe(OH)2沉淀，迅速变成灰绿色，最后变成红褐色Fe(OH)3沉淀。或向亚铁盐的溶液里参加KSCN溶液，不显红色，参加少量新制的氯水后，立即显红色。2Fe2++Cl2＝2Fe3++2Cl－
〔9〕Fe3+ 能及 KSCN溶液反响，变成血红色 Fe(SCN)3溶液，能及 NaOH溶液反响，生成红褐色Fe(OH)3沉淀。
〔10〕Cu2+ 蓝色水溶液〔浓的CuCl2溶液显绿色〕，能及NaOH溶液反响，生成蓝色的Cu(OH)2沉淀，加热后可转变为黑色的 CuO沉淀。含Cu2+溶液能及Fe、Zn片等反响，在金属片上有红色的铜生成。
③ 几种重要的阴离子的检验
〔1〕OH－ 能使无色酚酞、紫色石蕊、橙色的甲基橙等指示剂分别变为红色、蓝色、黄色。
〔2〕Cl－ 能及硝酸银反响，生成白色的AgCl沉淀，沉淀不溶于稀硝酸，能溶于氨水，生成[Ag(NH3)2]+。
〔3〕Br－ 能及硝酸银反响，生成淡黄色AgBr沉淀，不溶于稀硝酸。
〔4〕I－ 能及硝酸银反响，生成黄色AgI沉淀，不溶于稀硝酸；也能及氯水反响，生成I2，使淀粉溶液变蓝。
〔5〕SO42－ 能及含Ba2+溶液反响，生成白色BaSO4沉淀，不溶于硝酸。
〔6〕SO32－ 浓溶液能及强酸反响，产生无色有刺激性气味的SO2气体，该气体能使品红溶液褪色。能及BaCl2溶液反响，生成白色BaSO3沉淀，该沉淀溶于盐酸，生成无色有刺激性气味的SO2气体。
〔7〕S2－ 能及Pb(NO3)2溶液反响，生成黑色的PbS沉淀。
〔8〕CO32－ 能及BaCl2溶液反响，生成白色的BaCO3沉淀，该沉淀溶于硝酸〔或盐酸〕，生成无色无味、能使澄清石灰水变浑浊的CO2气体。
〔9〕HCO3－ 取含HCO3－盐溶液煮沸，放出无色无味CO2气体，气体能使澄清石灰水变浑浊或向HCO3－盐酸溶液里参加稀MgSO4溶液，无现象，加热煮沸，有白色沉淀 MgCO3生成，同时放出 CO2气体。
〔10〕PO43－ 含磷酸根的中性溶液，能及AgNO3反响，生成黄色Ag3PO4沉淀，该沉淀溶于硝酸。
〔11〕NO3－ 浓溶液或晶体中参加铜片、浓硫酸加热，放出红棕色气体。
二、常见事故的处理
事故
处理方法
酒精及其它易燃有机物小面积失火
立即用湿布扑盖
钠、磷等失火
迅速用砂覆盖
少量酸〔或碱〕滴到桌上
立即用湿布擦净，再用水冲洗
较多量酸〔或碱〕流到桌上
立即用适量NaHCO3溶液〔或稀HAC〕作用，后用水冲洗
酸沾到皮肤或衣物上
先用抹布擦试，后用水冲洗，再用NaHCO3稀溶液冲洗
碱液沾到皮肤上
先用较多水冲洗，再用硼酸溶液洗
酸、碱溅在眼中
立即用水反复冲洗，并不断眨眼
苯酚沾到皮肤上
用酒精擦洗后用水冲洗
白磷沾到皮肤上
用CuSO4溶液洗伤口，后用稀KMnO4溶液湿敷
溴滴到皮肤上
应立即擦去，再用稀酒精等无毒有机溶济洗去，后涂硼酸、凡士林
误食重金属盐
应立即口服蛋清或生牛奶
汞滴落在桌上或地上
应立即撒上硫粉
三、 化学计量
1、物质的量〔n〕是国际单位制中7个根本物理量之一。
2、五个新的化学符号：
概念、符号
定义
注 意 事 项
物质的量：
n

衡量一定数目粒子集体的物理量
①摩尔(mol)是物质的量的单位，只能用来衡量微观粒子：原子、分子、离子、原子团、电子、质子、中子等。
②用物质的量表示微粒时，要指明粒子的种类。
阿伏加德罗常数：NA
1mol任何物质所含粒子数。
NA有单位：mol－1或 /mol，读作每摩尔，NA≈6.02×1023mol-1。
摩尔质量：M
单位物质的量物质所具有的质量
①一种物质的摩尔质量以g/mol为单位时，在数值上及其相对原子或相对分子质量相等。
②一种物质的摩尔质量不随其物质的量变化而变
气体摩尔体积：Vm

单位物质的量气体所具有的体积
①影响气体摩尔体积因素有温度与压强。
②在标准状况下〔0℃，101KPa〕1mol任何气体
物质的量浓度：C
单位体积溶液所含某溶质B物质的量。
①公式中的V必须是溶液的体积；将1L水溶解溶质或者气体，溶液体积肯定不是1L。
②某溶质的物质的量浓度不随所取溶液体积多少而变
3、各个量之间的关系：
4、阿伏伽德罗定律及其推论
〔1〕定律：同T、P下，一样体积的任何气体会有一样数目的粒子。
〔2〕推论：(依据：PV=nRT，n=m/M，ρ=m/V)
①同T、P下，V1/V2=n1/n2=N1/N2 ②同T、P下，ρ1/ρ2=M1/M2
③同T、V下，P1/P2= n1/n2 ④同T、P、V下，m1/m2= M1/M2
⑤同T、P、m下，V1/V2= M2/M1
5、有关物质的量浓度的相关计算
求稀释或浓缩溶液的物质的量浓度
对同一溶液的稀释或浓缩都存在着稀释或浓缩前后，溶质的物质的量或溶质的质量相等这一关系。
即：C1V1=C2V2或V1ρ1ω1％=V2ρ2ω2％ 式中C为物质的量浓度，V为体积，ρ为溶液密度。ω为质量分数。
6、求混合溶液的物质的量浓度
C1V1+ C2V2=C总V总 即：混合前后溶质物质的量或质量不变。
质量分数W及物质的量浓度C的关系：C=1000ρW/M〔其中ρ单位为g/cm3〕
W= S /(100+S) C=[1000ρ S /(100+S)]/ M
7、一定物质的量浓度溶液的配制
〔l〕配制溶质质量分数一定的溶液
计算：算出所需溶质与水的质量。把水的质量换算成体积。如溶质是液体时，要算出液体的体积。
称量：用天平称取固体溶质的质量；用量简量取所需液体、水的体积。
溶解：将固体或液体溶质倒入烧杯里,参加所需的水,用玻璃棒搅拌使溶质完全溶解.
〔2〕配制一定物质的量浓度的溶液 〔配制前要检查容量瓶是否漏水〕
计算：算出固体溶质的质量或液体溶质的体积。
称量：用托盘天平称取固体溶质质量，用量简量取所需液体溶质的体积。
溶解：将固体或液体溶质倒入烧杯中，参加适量的蒸馏水〔约为所配溶液体积的1/6〕，用玻璃棒搅拌使之溶解，冷却到室温后，将溶液引流注入容量瓶里。
洗涤〔转移〕：用适量蒸馏水将烧杯及玻璃棒洗涤2－3次，将洗涤液注入容量瓶。振荡，使溶液混合均匀。
定容：继续往容量瓶中小心地加水，直到液面接近刻度2－3mm处，改用胶头滴管加水，使溶液凹面恰好及刻度相切。把容量瓶盖紧，再振荡摇匀。
胶头滴管加蒸馏水到溶液的凹液面正好及刻度线相切，这个操作叫做定容。
注意：〔1〕溶液注入容量瓶前需恢复到室温，这是因为容量瓶受热易炸裂，同时溶液温度过高会使容量瓶膨胀影响溶液配制的准确度。
〔2〕用胶头滴管定容后再振荡，出现液面底于刻度线时不要再加水，这是因为振荡时有少量溶液粘在瓶颈上还没完全回流，故液面暂时低于刻度线，假设此时又加水会使所配制溶液的浓度偏低。
〔3〕如果加水定容时超出了刻度线，不能将超出局部再吸走，须应重新配制。
〔4〕如果摇匀时不小心洒出几滴，不能再加水至刻度，必须重新配制，这是因为所洒出的几滴溶液中含有溶质，会使所配制溶液的浓度偏低。
〔5〕溶质溶解后转移至容量瓶时，必须用少量蒸馏水将烧杯及玻璃棒洗涤2—3次，并将洗涤液一并倒入容量瓶，这是因为烧杯及玻璃棒会粘有少量溶质，只有这样才能尽可能地把溶质全部转移到容量瓶中。
〔6〕误差分析：
可能仪器误差的操作
过程分析
对溶液浓度的影响
m
V
称量NaOH时间过长或用纸片称取
减小
——
偏低
移液前容量瓶内有少量的水
不变
不变
不变
向容量瓶转移液体时少量流出
减小
——
偏低
未洗涤烧杯、玻璃棒或未将洗液转移至容量瓶
减小
——
偏低
未冷却至室温就移液
——
减小
偏高
定容时，水加多后用滴管吸出
减小
——
偏低
定容摇匀时液面下降再加水
——
增大
偏低
定容时俯视读数
——
减小
偏高
定容时仰视读数
——
增大
偏低
5、过滤 过滤是除去溶液里混有不溶于溶剂的杂质的方法。
过滤时应注意：①一贴：将滤纸折叠好放入漏斗，加少量蒸馏水润湿，使滤纸紧贴漏斗内壁。
②二低：滤纸边缘应略低于漏斗边缘，参加漏斗中液体的液面应略低于滤纸的边缘。
③三靠：向漏斗中倾倒液体时，烧杯的夹嘴应及玻璃棒接触；玻璃棒的底端应与过滤器有三层滤纸处轻轻接触；漏斗颈的末端应及承受器的内壁相接触，例如用过滤法除去粗食盐中少量的泥沙。
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