高中化学必修一讲义

第一章从实验学化学第一节化学实验基本方法知识概要：一、初中化学实验基本操作要点回顾：1.药品取用的原则：（1）安全性原则：“三不”：不能摸、不能闻、不能尝。（2）节约性原则：严格按照实验规定的用量取用试剂。如果没有说明用量，一般应按最少量取用，液体1~2mL，固体只需盖满试管底部。（3）保纯性原则：实验用剩的试剂一般不能放回原试剂瓶，以防瓶中试剂被污染。特殊例子，使用过的纳或者钾可以再放回保存的煤油中去。2.药品的取用方法：（1）固体药品的取用①粉末状或细小颗粒药品用药匙或纸槽，操作要领：“一斜、二送、三直立”②块状固体用镊子，操作要领：“一横、二放、三慢竖”（2）液体药品的取用①取用较多量时，可直接倾倒。操作要领：先取下瓶塞倒放在桌上，一手握瓶，标签向手心；一手斜握容器，使瓶口与容器口紧靠，缓缓倒入。②取用少量时，可用胶头滴管。注意事项：不能将滴管伸入接收器内，否则易碰到接收器壁，粘附其他物质，污染试剂。③定量取用液体，用量筒。（与实际相比，读数“仰小俯大”）。3.物质的加热：可直接加热的仪器：试管、坩埚、蒸发皿、燃烧匙；隔石棉网可加热的仪器：烧杯、烧瓶、锥形瓶。使用酒精灯的注意事项：（1）酒精量≤酒精灯容积的2/3；（2）用火柴点燃（不能用一只酒精灯去引燃另一只酒精灯）；（3）用灯帽盖灭（不能用嘴去吹）。4.托盘天平的使用：（1）“左物右码”：m（物）=m（砝码）+m（游码）；若放反则：m（物）=m（砝码）—m（游码）。（2）托盘天平的精确度为0.1g，只能粗略称量物质的质量。（3）用镊子夹取砝码，先加质量大的砝码，再加质量小的砝码，必要时最后用镊子移动游码。二、化学实验安全1.药品的安全存放：（1）易吸水、易潮解、易被氧化的物质应密封存放；（2）受热或见光易分解的物质应选用棕色瓶存放在冷暗处；（3）金属钾、钠易与氧气、水反应，所以封存在煤油中；（4）固体药品存放在广口瓶中，液体药品存放在细口瓶中。2．实验意外事故处理方法：（1）如不慎将酸液沾到皮肤或衣物上，立即用水冲洗，再用3%~5%的NaHCO3溶液清洗。如果是碱液沾到皮肤上，用水冲洗，再涂上硼酸溶液。（2）如果酸（或碱）流到实验桌上，立即用NaHCO3溶液（或稀醋酸）中和，然后用水冲洗。如果是少量酸或碱，立即用湿抹布擦净。（3）眼睛的化学药品灼伤，立即用大量水冲洗，边洗边眨眼睛。若为碱灼伤，再用20%的硼酸溶液淋洗；若为酸灼伤，再用3%NaHCO3溶液淋洗。例1．下列实验操作中，主要不是从安全因素考虑的是（C）A．点燃氢气前一定要检验氢气的纯度B．未使用完的白磷要随时收集起来，并与空气隔绝C．酒精灯不用时，必须盖上灯帽D．用氢气还原氧化铜时，要先通一会儿氢气，再加热氧化铜例2．实验时，不慎把浓硫酸洒在皮肤上，正确的处理方法是（D）A．用水冲洗，再涂上硼酸溶液B．用氢氧化钠溶液中和，再用水冲洗C．用布擦去硫酸后，用稀氢氧化钠溶液冲洗D．用布擦去硫酸后，用大量水冲洗，再用3%～5%的碳酸氢钠溶液冲洗例3．下列事故处理不正确的是（D）A．不慎碰倒酒精灯，洒出的酒精在桌上燃烧时，应立即用湿抹布扑盖B．将一氧化碳中毒者移到通风处抢救C．眼睛里不慎溅进了药液，应立即用水冲洗，边洗边眨眼睛，不可用手揉眼睛D．不慎将浓硫酸溅到皮肤上，应立即用水冲洗三、混合物的分离和提纯（1）物质的分离：把混合物中各物质通过物理或化学方法彼此分开的过程。（2）物质的提纯：把混合物中的杂质除去，以得到纯净物质的过程。1.过滤：（1）目的：分离固体不溶物和液体。（2）注意事项：“一贴二低三靠”：“一贴”：滤纸紧贴漏斗内壁（中间不留气泡）；“二低”：滤纸的边缘要低于漏斗的边缘；液面要低于滤纸的边缘；“三靠”：倾倒液体时，烧杯靠在玻璃棒上；玻璃棒要靠在三层滤纸处；漏斗下口要靠在烧杯内壁上。玻璃棒的作用：引流，防止液体溅出漏斗。2.蒸发：（1）目的：使稀溶液浓缩或从溶液中得到溶质的晶体。（2）注意事项：①浓缩溶液时，溶液的体积不要超过蒸发皿容积的2/3；②蒸发加热液体时，一定要用玻璃棒不断搅拌，防止局部温度过高，液体飞溅；③蒸发结晶时，即出现了大量晶体，停止加热利用余热蒸干，也要继续搅拌；④蒸发皿应用坩埚钳夹持，不能用手拿，蒸发皿可以直接加热，但不能骤冷；⑤不要把加热后的蒸发皿直接放在实验台上，以免烫坏实验台。【粗盐的提纯实验】（1）粗盐的成分：不溶性泥沙，可溶性CaCl2,MgCl2及一些硫酸盐。（2）步骤：溶解→过滤→蒸发结晶→除杂玻璃棒的作用：①溶解：加速溶解；②过滤：引流；③蒸发：搅拌，防止液滴飞溅。除杂所用试剂的顺序：NaOH→BaCl2→Na2CO3→HCl加入试剂必须过量的原因：为了使杂质离子反应完全，其过量部分由后续加入的试剂除去。3.蒸馏：（1）原理：利用液态混合物中各成分的沸点不同，通过加热到一定温度使沸点低的成分先汽化，再冷凝，从而与沸点高的物质分离开来。（2）注意事项：①在蒸馏烧瓶中放少量碎瓷片或沸石，防止液体暴沸。②温度计的水银球位置应与支管口下沿位于同一水平线上，用于测馏分的沸点。③冷凝管中冷却水从下口进，上口出（“下进上出”）。④给蒸馏烧瓶加热时，要垫石棉网。4.萃取：（1）原理：利用物质在互不相溶的溶剂里的溶解度不同，用一种溶剂把物质从它与另一种溶剂所组成的溶液里提取出来，这种方法叫做萃取。（2）操作过程：①检验是否漏液：在分液漏斗中注入少量的水，塞上活塞，倒置看是否漏水，若不漏水；把活塞旋转180°，再倒置看是否漏水。③混合振荡：用左手握住分液漏斗活塞，右手压住分液漏斗口部，把分液漏斗倒转过来振荡，使两种液体充分接触，振荡后打开活塞，使漏斗内气体放出。③静置：利用密度差且互不相溶的原理使液体分层，以便分液。④分液：打开下口活塞放出下层液体，从上口倒出上层液体。（3）萃取剂选择的三个必备条件：①萃取剂与原溶液中的溶剂互不相溶；②萃取剂与原溶液中的溶质互不反应；③溶质在萃取剂中的溶解度远大于在原溶剂中的溶解度。例4.下列各组液体混合物，能用分液漏斗分离的是(C)A．乙酸和水B．液溴和苯C．苯和水D．乙醇和水例5．实验室进行过滤和蒸发时，都要用到的仪器是(B)A．烧杯B．玻璃棒C．蒸发皿D．酒精灯8．有下列仪器：①漏斗；②容量瓶；③蒸馏烧瓶；④天平；⑤分液漏斗；⑥量筒；⑦燃烧匙。其中常用于分离物质的仪器是（C）A．①③④B．①②⑥C．①③⑤D．③④⑦例6．下列关于混合物分离的方法中，能够分离KNO3、NaCl和MnO2的混合物一一分离，加水溶解后，其正确的分离方法是（B）A．先结晶后过滤B．先过滤后结晶C．只过滤D．先蒸发后过滤例7．下列实验操作错误的是（D）A．蒸馏时，应使温度计水银球靠近蒸馏烧瓶支管口B．分液时，分液漏斗中下层液体从下口放出，上层液体从上口倒出C．配制浓H2SO4和浓HNO3的混酸时，应将H2SO4慢慢加到浓HNO3中，并及时搅拌和冷却D．用酒精萃取碘水中的碘四、常见离子的检验方法：离子操作H+向待测试液中加入紫色石蕊试液，溶液变红OH—向待测试液中加入酚酞试液，溶液变红CO32--向待测液中加入盐酸，产生无色无味的气体通入澄清的石灰水产生白色沉淀SO42--向待测液中加入稀盐酸，然后加入几滴BaCl2溶液，有白色沉淀产生Cl--向待测液中加入几滴稀硝酸，然后加入几滴AgNO3,有白色沉淀产生NH4+向待测液中加入NaOH溶液，加热，有能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体产生第二节化学计量在实验中的应用知识概要：一、物质的量的单位——摩尔1.物质的量：物质的量是一个基本物理量，表示含有一定数目粒子的集合体，符号为n。2.摩尔：物质的量的单位，作为计量原子、分子、离子、电子等微观粒子的物质的量的单位，可简称摩，用mol表示。3.阿伏伽德罗常数：国际上规定，1mol粒子集体所含有的粒子数与0.012kg12C中所含的碳原子数相同，约为6.02×1023，把6.02×1023mol叫做阿伏伽德罗常数，符号位NA。4.摩尔质量：（1）概念：单位物质的量的物质所具有的质量叫做摩尔质量，符号为M，单位为g/mol。（2）定义式：摩尔质量（M）==，即M==。（3）摩尔质量与物质相对分子质量的关系：任何粒子的摩尔质量，以g/mol为单位，数值上等于其化学式的相对分子质量。二、气体摩尔体积1.物质体积的大小取决于构成这种物质的粒子数目、粒子的大小和粒子之间的距离这三个因素。（1）1mol固态物质或液态物质含有的粒子数相同，粒子之间距离非常小，体积主要决定于粒子的大小。（2）气体，粒子之间的距离远远大于粒子本身的直径，当粒子数相同时，气体的体积主要决定于气体粒子之间的距离。而在相同的温度和压强下，任何气体粒子之间的距离都是相等的。2.阿伏伽德罗定律及推论（1）阿伏伽德罗定律：同温同压下，相同体积的气体都含有相同数目的分子。（“三同推一同”）（2）阿伏伽德罗定律推论：推论公式同温同压下，气体的体积之比等于其物质的量之比2121nnVV同温同体积下，气体的压强之比等于其物质的量之比2121nnPP同温同压下，相同体积的任何气体的质量之比，等于其摩尔质量之比2121MMmm同温同压下，任何气体的密度之比等于其摩尔质量之比2121MM同温同物质的量的气体，压强之比等于体积的反比1221VVPP3.气体摩尔体积）物质的量（物质的质量（nm)nm（1）定义：单位物质的量的气体所占的体积叫做气体摩尔体积，符号为Vm，单位为L/mol。（2）定义式：Vm=nV几点说明：（1）在0．°C．和．101KPa(．．．．．．．标准状况．．．．)的条件下，气体摩尔体积为22.4L/mol。（2）气体摩尔体积针对气体而言，可以是单一气体，也可以是混合气体。（3）利用气体摩尔体积进行计算时，只适用于气态物质，不适用于固态或液态物质。4.标准状况下气体摩尔体积的计算（1）摩尔质量与气体摩尔体积的关系：M=Vm·ρg/L=22.4ρg/mol（2）物质的量与气体摩尔体积的关系：n==molVmolLVLVmVL4.22/4.22（3）气体质量与气体摩尔体积的关系：m=n·M=VmV·M（4）气体分子数与气体摩尔体积的关系：N=n·NA=VmV·NA三、物质的量在化学实验中的应用1.物质的量浓度:表示单位体积溶液里所含溶质的物质的量，符号位c。物质的量浓度可表示为：C==Vn。2.一定物质的量浓度的溶液的配制（1）容量瓶使用的注意事项容量瓶上标有温度、容积、刻度线。表示在所指温度下，液体的凹液面与容量瓶颈部的刻度线相切时，溶液体积与瓶上标注的体积相等，容量瓶的常用规格有100mL、250mL、500mL及1000mL。容量瓶使用前也检查是否漏液，方法与检查分液漏斗是否漏液相似，容量瓶不能作为反应容器，也不能长期贮存溶液。（2）操作步骤（以配制100mL的NaCl溶液为例）计算→称量→溶解→移液→洗涤→摇匀→定容→振荡→装瓶3.溶液的稀释或混合的计算溶液稀释或混合前后，溶质的质量不变，物质的量浓度不变。（1）c（浓）·V（浓）=c（稀）·V（稀）m（浓）·w（浓）=m（稀）·w（稀）（2）c1V1+c2V2==c(混)·V（混）m1w1+m2w2=m(混)·w（混）（3）V（混）=)(((2211混混）混）VVm4.物质的量浓度和溶质的质量分数的换算设溶液体积为1L，溶液的密度为ρg/mL，溶质的质量分数为。（1）溶质的质量m==1000mL×ρg/mL×w==1000ρg（2）溶质的物质的量n==MMm1000mol（3）溶质的物质的量浓度：c==MLMVn100011000mol/L得关系式：c==MMm1000mol/L例8．下列关于物质的量的叙述中，错误的是（A）A．1mol任何物质都含有6．02×1023个分子B．1molH2O中含有2mol氢和1mol氧C．0．012Kg12C中含有6．02×1023个碳原子D．1molH2O中含有3mol原子例9．相同质量的下列物质，所含分子数目最多的是（A）A．CH4B．N