02专题1 化学家眼中的物质世界 第二单元 研究物质的实验方法

第一节物质的分离与提纯专题1化学家眼中的物质世界第二单元研究物质的实验方法一、物质的分离和提纯：1、定义：【分离】将混合物中的各组分通过物理或化学方法一一分开，获得纯净的各组分的过程。【提纯】将混合物中的杂质通过物理或化学方法除掉而得到所需物质过程。【注意】分离、提纯三原则：①不引入新杂质。②尽量不减少被提纯和被分离的物质。③操作要简单易行，所选试剂要尽量容易获得且价格低廉。【想一想】分离和提纯的目的有什么差异？二、常用的分离提纯方法：1、过滤：【原理】利用物质的溶解性差异，将液体和不溶于液体的固体分离开。如除去食盐水中含有的泥沙。【实验仪器】漏斗、滤纸、烧杯、玻璃棒、铁架台(铁圈)。【操作要领】要做到“一贴、二低、三靠”。【想一想】1、过滤操作中有几次用到玻璃棒，起什么作用？2、如果溶液经多次过滤后仍然浑浊，则考虑是哪方面出现问题，应如何补足？三靠2、蒸发结晶：【原理】利用加热的方法，使溶液中溶剂不断蒸发而析出溶质的过程。如蒸发食盐水以获取NaCl晶体。【实验仪器】蒸发皿、酒精灯、玻璃棒、坩埚钳、铁架台(铁圈)。【操作要领】a、蒸发皿中液体的量不能超过其容积的2/3。b、蒸发过程中必须用玻璃棒不断搅拌，防止局部温度过高而使液体飞溅。c、当加热至出现大量固体时应停止加热，利用余热蒸干。【想一想】蒸发操作中有几次用到玻璃棒，起什么作用？3、冷却结晶：【原理】冷却结晶适用于溶解度随温度变化较大的溶质，以通过降低温度使溶解度变小，从而使晶体析出。如KNO3和NaCl的分离。冷却结晶后往往需要过滤。【实验仪器】烧杯、玻璃棒、酒精灯、铁架台(铁圈)。【想一想】你能复述分离KNO3和NaCl的过程吗？【重结晶】让晶体重新溶解，再进行蒸发结晶或冷却结晶等方法，让晶体重复结晶、过滤，以达到更进一步分离或提纯的目的。4、分液和萃取：①分液：【原理】把两种互不相溶的液体分开的操作。如分离油水混合物。【实验仪器】分液漏斗、铁架台(铁圈)、烧杯。【操作要领】a、实验前应检査分液漏斗是否漏水。b、分液时打开玻璃塞，使漏斗内外气压相等，有利于液体顺利流下。c、下层液体下口放出，上层液体上口倒出。d、分液漏斗中液体不超过容积的1/2。玻璃塞旋塞【想一想】为什么要“下层液体下口放出，上层液体上口倒出”？②萃取：【原理】利用某溶质在互不相溶的溶剂中溶解度的不同，将该溶质从一种溶剂转移到另一种溶剂中，从而实现分离的方法。如用有机溶剂CCl4萃取溴水中的Br2。萃取后往往需要分液。【实验仪器】与分液相同。萃取分液【萃取剂选择】①溶质在萃取剂中的溶解度远远大于在原溶剂中的溶解度；②萃取剂与原溶剂互不混溶；③互不反应。【想一想】酒精能萃取溴水中的Br2吗？【常用萃取剂】CCl4(密度比水大)、苯、汽油(密度比水小)。【想一想】如何从溴的四氯化碳溶液中分离出Br2？震荡摇晃静置分层【卤素单质在各种溶剂中的颜色】颜色纯净水有机溶剂(CCl4、苯)Br2深红棕色液体橙色橙红色I2紫黑色固体浅褐色紫红色Cl2黄绿色气体浅黄绿色黄绿色5、蒸馏【原理】利用互溶液体混合物中各组分的沸点不同，用蒸馏的手段进行多种液体混合物的分离的方法。如酒精和水混合物的分离。(沸点：100°C与78.4°C)【实验仪器】蒸馏烧瓶、石棉网、温度计、酒精灯、冷凝管、牛角管、锥形瓶、铁架台(铁圈、铁夹)等。【操作要领】a、温度计水银球应放在蒸馏烧瓶支管口处；b、烧瓶中应放入碎瓷片(或沸石)，以防止暴沸。c、冷凝管的水流方向应下口进上口出；d、注人烧瓶中的液体量不超过容积的2/3。【想一想】该实验如何控制蒸馏温度，先蒸出哪个组分？牛角管三、分离与提纯的化学方法：【实例】粗食盐中除含有Ca2+、Mg2+、SO42—等可溶性杂质外，还含有泥沙等不溶性杂质。请设计方案提纯粗盐。粗食盐类型组分特点方法实例固体混合物在某一溶剂中一种组分易溶，而另一种组分难溶溶解、过滤、蒸发结晶NaCl与CaCO3各组分均溶于某一溶剂，但溶解度随温度变化差异大溶解、加热、冷却结晶KNO3与NaCl一种组分易升华，而另一种组分不易升华加热升华I2与NaCl各组分化学性质不同加热分解NaCl与NH4Cl加化学试剂Cu粉与CaCO3【混合物分离与提纯的类型】类型组分特点方法实例液体混合物各组分在不同溶剂中的溶解度不同萃取提取溴水中的溴两种互不相溶的液体分液分离水和CCl4各组分互溶，但沸点差别较大蒸馏石油的分馏气体混合物各组分沸点不同液化从空气中分离N2和O2各组分化学性质不同吸收除去O2中CO2化学反应除去CO2中O2固液混合物固体不溶于液体过滤除去NaCl溶液中的BaSO4课堂习题1．进行过滤操作应选用的一组仪器是()A．滤纸、烧杯、试管夹、漏斗、玻璃棒B．烧杯、酒精灯、试管、漏斗C．漏斗、玻璃棒、烧杯、铁架台、滤纸D．玻璃棒、滤纸、烧瓶、漏斗、铁架台2．下列混合物能用过滤法分离的是()A．汽油和水B．食盐和蔗糖C．泥沙和食盐D．铜粉和铝粉3．某学生发现滴瓶中的溶液有悬浮物，拟用如图所示操作进行过滤，操作上错误的地方有()A．4处B．3处C．2处D．1处4．下列混合物的分离和提纯方法中，主要是从溶解性的角度考虑的是()A．蒸发B．蒸馏C．过滤D．萃取5．在使用分液漏斗进行分液时，正确的操作是()A．上层液体经漏斗下方活塞放出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6．将体积比为1∶2的四氯化碳和碘水在试管中充分混合后静置。下列图示现象正确的是()7．已知丙酮(C3H6O)通常是无色液体，可溶于水，密度小于1g·mL－1，沸点约为56℃。要从水与丙酮的混合物里将丙酮分离出来，下列方法中，最合理的是()A．蒸馏B．升华C．过滤D．蒸发8．下列制取蒸馏水的实验装置与操作的说法中，不正确的是()A．温度计的水银球应插入蒸馏烧瓶中的自来水中B．冷凝管中的水流方向是从下口进入，上口排出C．实验中需要在蒸馏烧瓶中加入几粒碎瓷片，防止出现暴沸现象D．蒸馏烧瓶必须垫石棉网谢谢大家！第二节常见物质的检验专题1化学家眼中的物质世界第二单元研究物质的实验方法一、常见物质的检验：1、NH4+【检验试剂】NaOH溶液、红色石蕊试纸。【实验现象】加热，产生特殊的有刺激性气味气体，它能使湿润的红色石蕊试纸变蓝。【反应方程式】NH4Cl+NaOHNaCl+NH3↑+H2O。2、Cl—【检验试剂】AgNO3溶液、稀HNO3。【实验现象】生成白色沉淀，且沉淀不溶于稀HNO3。【反应方程式】NaCl+AgNO3===AgCl↓+NaNO3。【想一想】解答实验题时，完整答题应注意答到哪三点？以检验NH4+为例说说检验过程。【想一想】加入稀HNO3酸化，是为了排除CO32—、SO42—、SO32—的干扰，试解释原因。实验题三要点：操作、现象、结论。3、SO42—【检验试剂】BaCl2溶液、稀盐酸。【实验现象】生成白色沉淀，且沉淀不溶于稀盐酸。【反应方程式】Na2SO4+BaCl2===BaSO4↓+2NaCl。4、CO32—【检验试剂】盐酸、澄清石灰水。【实验现象】产生无色无味气体(CO2)，通入澄清的石灰水后，石灰水变浑浊。【反应方程式】Na2CO3+2HCl===2NaCl+CO2↑+H2OCa(OH)2+CO2===CaCO3↓+H2O【想一想】1、加入稀盐酸酸化，是为了排除CO32—、SO32—的干扰，试解释原因。2、能改为稀硝酸吗？【想一想】事实上HCO3—也会产生相同的现象，你能通过添加实验步骤来排除HCO3—吗？5、淀粉【检验试剂】碘(I2)、水。【实验现象】碘水与淀粉反应生成蓝色物质。【注意】淀粉只有遇到碘单质(I2)才会反应显蓝色，遇到I—、IO3—等均不显蓝色。6、蛋白质纤维(羽毛、羊毛等)【实验现象】在火焰上灼烧时有烧焦羽毛的气味。7、某些活泼金属及它们的化合物(钠、钾)【检验方法】焰色反应。【检验原理】许多金属或它们的化合物在灼烧时都会使火焰呈现特殊颜色，这在化学上叫做焰色反应。【注意】①常见元素的焰色：钠为黄色，钾为紫色(须透过蓝色钴玻璃观察，排除钠的干扰)；②焰色反应是元素的性质，譬如Na和NaCl的焰色反应均为“黄色”；③焰色反应为物理变化。绚丽的烟花，实际上是在火药中添加了各种活泼金属的盐，通过它们焰色反应来设计的。常见有色离子8、现代化学分析测试元素【元素分析仪】确定物质中是否含有C、H、O、N、S、Cl、Br等元素。【红外光谱仪】确定物质中是否含有某些有机基团。元素分析仪红外光谱仪课堂习题1．下列说法正确的是()A．某溶液与NaOH溶液共热，产生使湿润的蓝色石蕊试纸变红色的气体，说明原溶液中存在NH4+B．某溶液中加入AgNO3溶液时，产生白色沉淀，说明原溶液中含有Cl－C．某溶液中滴加稀硝酸无明显现象，再滴加Ba(NO3)2溶液出现白色沉淀，说明原溶源中有SO42—D．某溶液中滴加BaCl2溶液时，产生白色沉淀，说明原溶液中可能存在Ag＋或SO42—或CO32—或SO32—2．下列对气体或溶液中离子的鉴定方案正确的是()A．向溶液中加入硫酸酸化的NaCl溶液，生成白色沉淀，说明原溶液中含Ag＋B．向溶液中加入盐酸，生成能使澄清石灰水变浑浊的无色无味气体，证明原溶液中含CO32—C．向溶液中加入硝酸酸化的BaCl2的溶液，生成白色沉淀，证明原溶液中含SO42—D．向溶液中加入浓NaOH溶液，加热后产生能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体，证明原溶液中含NH4+3．某物质的焰色反应呈黄色，下列判断正确的是()A．该物质一定是金属钠B．该物质一定是钠盐C．该物质中必定含钠元素D．该物质中必定含钾元素4．鉴别下列物质，只能用焰色反应的是()A．K2CO3和KClB．NaCl和Na2CO3C．NaCl和MgCl2D．NaCl和KCl【常见有色离子】【阳离子】Fe2+(浅绿色)、Fe3+(棕黄色)、Cu2+(蓝色)等。【阴离子】MnO4—(紫色)等。返回谢谢大家！第三节溶液的配制及分析专题1化学家眼中的物质世界第二单元研究物质的实验方法一、物质的量浓度1、定义：单位体积溶液中所含溶质B的物质的量，叫做该溶质B的物质的量浓度。其符号为cB，常用单位为mol·L—1。2、公式④：公式变式有：nB=cB·VVncBBBBcnV【注意】①要用溶液的体积，而不是溶剂的体积。②同一种溶液，无论取出多大体积，其浓度均不变。二、容量瓶的使用1、容量瓶是配制准确物质的量浓度溶液的仪器。容量瓶的颈部有标线，瓶上标有温度和容量。【注意】①一种规格的容量瓶只能配所标体积的溶液。②使用前要检查容量瓶是否漏水。③容量瓶不能作溶解或稀释的器皿，不能作反应器，不能长期贮存溶液。各种规格的容量瓶【天平、量筒的使用】【使用方法】“左物右码”。【读数】m(物体)=m(砝码)+m(游码)m(物体)m(砝码)m(游码)【注意】天平读数精确到0.1g；量筒读数精确到0.1mL。①无“零刻度”；②最小刻度1mL。二、一定物质的量浓度溶液的配制1、使用仪器：容量瓶、烧杯、玻璃棒、胶头滴管、天平或量筒。2、操作步骤：①计算：配制100mL0.100mol·L—1Na2CO3溶液所需碳酸钠固体的质量为g。②称量：用天平准确称取碳酸钠固体。③溶解：在小烧杯中溶解固体，冷却至室温。④转移：将烧杯中溶液用玻璃棒小心引流到100mL的容量瓶中，用蒸馏水洗涤烧杯内壁及玻璃棒2~3次，并将每次洗涤的溶液都注入容量瓶中。轻轻振荡容量瓶，使溶液混合均匀。⑤定容：向容量瓶中加水至离刻度线1~2cm处，改用胶头滴管滴加蒸馏水至溶液的凹液面正好与刻度线相切，再将容量瓶塞盖好。反复上下颠倒，摇匀。装瓶并贴标签。三、配制一定物质的量浓度溶液的误差分析【误差分析根据】操作nVc转移1、未等溶液冷却就转移、洗涤、定容不变偏小偏大2、未洗涤溶解用的小烧杯和玻璃棒，并将洗涤液转移到容量瓶中偏小不变偏低定容3、定容时仰视刻度线不变偏小偏大4、定容时俯视刻度线不变偏大偏小5、定容后颠倒摇匀容量瓶，发现液面最低点低于刻度线