研究物质的实验方法(一)

第二单元：研究物质的实验方法一、物质的分离1、过滤：①目的：分离固态物质与液态物质的混合物。②仪器：普通漏斗、玻璃棒、烧杯、铁架台（带铁圈）、滤纸（实验用品）③操作及注意事项：“三靠”、“二低”三靠：烧杯尖嘴部分紧靠玻璃棒玻璃棒紧靠滤纸三折叠处漏斗管口尖嘴部分紧靠烧杯内壁二低：滤纸边沿低于漏斗边沿漏斗内液面低于滤纸边沿2、沉淀的洗涤：①目的：除去附于沉淀表面的可溶性杂质离子②操作方法：往过滤后的漏斗内加入蒸馏水直至浸没沉淀物，重复实验2~3次。[例题1]：某氯化钠固体样品10.00g(含有硫酸钠杂质)，将样品溶于水后加入足量BaCl2溶液，经一系列操作后得到沉淀物2.33g。回答相关问题。分析：①上述的“一系列操作”指的是过滤、洗涤、烘干、称量。②如何判断沉淀已经完全：取少量沉淀后上层清液，滴入BaCl2溶液，无沉淀产生表明沉淀已经完全。③如何判断沉淀是否洗涤干净？取少量最后一次洗涤液，滴入AgNO3溶液，无沉淀产生表明沉淀已经洗涤干净。④请通过计算求出氯化钠的纯度。解：∵Na2SO4＋BaCl2＝BaSO4↓＋2NaCl142g233g2.33gm(Na2SO4)∴ggg23333.2142m(Na2SO4)＝＝1.42g则样品中：ω(NaCl)＝ggg00.1042.100.10×100％＝85.8％3、蒸发从单一纯溶液中获取晶体或固态物质。停止加热的现象判断：加热至溶液中出现大量晶体时，停止加热，让余温蒸干。4、结晶与重结晶：①目的：除去可溶性固体中混有的少量可溶性固体杂质②原理：利用不同物质在水中的溶解度受温度的影响程度差别较大。③操作：溶解(过滤）→→加热浓缩→→冷却结晶过滤、洗涤重复实验2~3次。具体操作方法：溶解：往混合物加入适量的蒸馏水，搅拌溶解。过滤：如果没有难溶性物质则无需过滤。思考：加热浓缩时，根据何现象必须停止加热？蒸发皿中有少量晶体析出或液面出现晶膜。加热浓缩：将溶液转移入蒸发皿，用酒精灯加热，并用玻璃棒搅拌。如右图装置冷却结晶：加热至溶液中出现少量晶体（或液面出现晶膜），停止加热，冷却至室温。过滤、洗涤：思考：溶解→过滤→加热浓缩→过滤都用到的仪器是；边加热边搅拌的目的是。玻璃棒防止液体受热不均而溅出[例题3]（教材：交流与讨论1）∵2KClO32KCl＋3O2↑MnO2△∴充分反应后的残余固体为KCl与MnO2的混合物加热蒸发洗涤、烘干过滤加水混合物浊液固体溶液MnO2KCl实验方案：思考：加热蒸发时，根据何现象必须停止加热？蒸发皿中有大量晶体析出，让余温将溶液蒸干[例题2]（教材：交流与讨论2）现有混有少量氯化钾的硝酸钾晶体，根据溶解性表的溶解度曲线，设计实验方案提纯硝酸钾。实验方案：→→→→加水溶解加热浓缩冷却结晶过滤、洗涤、烘干重复实验2~3次。[问题交流]：如何判断沉淀是否已经洗涤干净取少量最后一次洗涤液，滴入AgNO3溶液，无沉淀产生表明沉淀已经洗涤干净。[思考与联系]：要除去氯化钠晶体中少量的碳酸钠，有人设计如下实验方案，请回答相关问题。无水氯化钠晶体①写出步骤①发生反应的化学方程式③步骤②涉及到的操作是。②如何判断步骤①是否已经完全？取少量溶液，滴入稀盐酸，无气泡产生表明步骤①已经完全。蒸发结晶Na2CO3＋2HCl＝2NaCl＋CO2↑＋H2O①适量稀盐酸溶液混合固体步骤②5、萃取与分液①萃取：将物质从一种溶剂转移到另一种溶剂中的分离方法。②萃取的目的：富集浓度（或含量）较小的物质。③萃取应满足的条件：⑵溶质在两种溶剂中的溶解度差别较大；⑴两种溶剂互不相溶。④萃取的过程：⑤常见溶剂：无机溶剂：水有机溶剂：CCl4：无色油状液体、不溶于水，密度比水大。酒精：无色液体、与水互溶。苯（C6H6）：无色油状液体、不溶于水，密度比水小。⑥分液：将互不相溶的两种液体分离。⑦几种常见漏斗：普通漏斗球形分液漏斗梨形分液漏斗长劲漏斗注意：分液时，分液漏斗内下层液体从下端管口放出，上层液体从漏斗上口倒出。6、蒸馏或分馏：①原理：将液态物质加热至沸点，使之汽化，后将蒸汽冷凝为液态物质的过程。②蒸馏装置及其操作要点：主要仪器的名称：水银温度计直形冷凝管接液管蒸馏烧瓶沸石冷凝剂入口冷凝剂出口温度计水银球的正确位置：蒸馏烧瓶侧管口处（支管口处）沸石（或碎瓷片）的作用：防止暴沸液体溅出冷凝剂的流向：自下而上BAadcb蒸馏的几种常见应用：⑴分离沸点相差较大的液体混合物⑵制取少量蒸馏水⑶工业上制取无水酒精[思考]请设计一个实验方案分离乙酸与乙醇的混合物。7、洗气：利用此装置可除去下列气体中的杂质（括号内）除去气体中的气体杂质。进气出气广口瓶注意；气流方向是长进短出，气体不溶于广口瓶中的液体、也不与该液体反应。除杂试剂①CO(CO2)——NaOH溶液等②HCl(水蒸气)——浓H2SO4③H2(CO2)——NaOH溶液等[例]：防倒吸装置例如：下图装置可用于测定NaHCO3与Na2CO3混合物中某种物质的含量。请你分析：实验设计的原理及各个装置所装试剂、作用、实验可以测得的数据。空气FEDCBA二、常见物质的检验——常见离子的鉴别1、铵根离子(NH4+)的检验——[教材实验1]现象：红色石蕊试纸变蓝色原理：NH4Cl＋NaOH△NaCl＋NH3↑＋H2O生成的NH3溶于水后溶液呈碱性方法归纳：②加热①加入NaOH溶液固体样品或样液产生遇湿润红色石蕊试纸变蓝色的气体操作及现象：结论：固体样品或样液中含有NH4+问题：写出(NH4)2SO4与NaOH溶液共热的化学方程式：(NH4)2SO4＋2NaOH△Na2SO4＋2NH3↑＋2H2O2、氯离子(Cl—)的检验——[实验2]现象：有白色沉淀生成原理：NH4Cl＋AgNO3＝AgCl↓＋NH4NO3生成的AgCl白色固体难溶于水，不溶于稀HNO3。方法归纳：加水②滴入AgNO3溶液①加入稀HNO3产生白色沉淀操作及现象：结论：固体样品或样液中含有Cl—样液固体样品有白色沉淀生成原理：3、硫酸根离子(SO42—)的检验——[实验3]现象：BaCl2＋K2SO4＝BaSO4↓＋2KCl生成的BaSO4白色固体难溶于水，不溶于酸。方法归纳：加水②滴入BaCl2溶液①加入稀盐酸产生白色沉淀操作及现象：结论：固体样品或样液中含有SO42—样液固体样品无沉淀生成4、焰色反应——[实验4]——Na+、K+的检验操作过程：①取一根铂丝（或细铁丝）蘸取稀盐酸后置于酒精灯火焰上灼烧至焰色与原酒精灯焰色相同（除去表面的杂质）②用灼烧后的铂丝蘸取样品置于酒精灯火焰灼烧——观察焰色注意：观察钾的焰色须透过蓝色钴玻璃观察原因：蓝色钴玻璃可滤去黄光，避免黄光的干扰。焰色反应的本质：原子在受热时吸收能量，冷却时以特定频率的光线释放出能量。故焰色反应是元素的特有性质。常见金属的焰色：钠——黄色钾——紫色