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本章整合专题1专题2专题3专题4专题1物质分离和提纯的一般方法1.物质分离和提纯的原则与注意事项基本原则不增(不引入新杂质)不减(不减少被提纯物)易分离(被提纯物易分离)易复原(被提纯物易复原)除杂试剂需过量过量试剂需除尽去除多种杂质时要考虑加入试剂的顺序选择最佳的除杂途径专题1专题2专题3专题4(1)常用的物理方法。根据物质物理性质上的差异选择分离与提纯的方法。过滤、蒸发结晶、降温结晶、蒸馏、分馏、萃取、分液、渗析、升华等方法。分离、提纯的方法适用范围实例过滤不溶性固体和液体分离粗盐中的泥沙蒸发、结晶(重结晶)①可溶性固体和液体分离;②固体和固体分离(均溶,但溶解度受温度变化影响不同)①食盐溶液的蒸发、结晶;②从草木灰浸出液中提取钾盐;③KNO3和NaCl的结晶分离专题1专题2专题3专题4分离、提纯的方法适用范围实例萃取、分液某物质在互不相溶的溶剂里溶解度不同,可用萃取法分离;互不相溶的液体因密度不同而分层,可用分液法分离用四氯化碳将碘从碘水中萃取出来,再分液专题1专题2专题3专题4(2)常用的化学方法。①吸收法:常用于气体的净化和干燥,可根据被提纯气体中所含杂质气体的性质,选择适当的固体或溶液作为吸收剂。如Cl2中混有HCl气体,可通过饱和食盐水除去等。常用装置是洗气瓶或干燥管(或U形管)。②沉淀法:在被提纯的物质中加入适量试剂,让其与杂质反应生成沉淀,过滤除去。如硝酸钾溶液中含有少量硝酸钡,可用适量的硫酸钾溶液除去。③气化法:根据物质中所含杂质的性质加入合适的试剂,让杂质转化为气体除去。如KCl中混有少量K2CO3,可加适量的盐酸除去。专题1专题2专题3专题4④转化法:利用化学反应,加入适当的试剂或采用某种条件(如加热),使物质中的杂质转化为被提纯物质。如NaHCO3⑤溶解法:对于固体试剂可选择适当的物质将杂质溶解,然后过滤除去。Na2CO3。专题1专题2专题3专题4【例题1】为了将混有K2SO4、MgSO4的KNO3固体提纯,并制得纯净的KNO3溶液,某同学设计了如下实验方案:(1)操作①为。(2)操作②~④加入的试剂依次为:。(4)实验过程中产生的多次沉淀(填“需要”或“不需要”)多次过滤,其理由是。(5)该同学的实验设计方案是否严密?请说明理由:。KNO3K2SO4MgSO4悬浊液滤液KNO3溶液(3)如何判断SO42-已除尽?___________________。专题1专题2专题3专题4解析:沉淀反应必须在溶液中进行,以便充分反应,并使杂质完全沉淀,所以首先应当将固体配制成溶液。除Mg2+的方法一般是使它们分别形成BaSO4沉淀和Mg(OH)2沉淀,所以需要加入稍过量的Ba(NO3)2溶液和KOH溶液,过量的Ba2+可用K2CO3溶液除去,因此实验时必须先加入Ba(NO3)2溶液,后加入K2CO3溶液,同时要注意不可加入BaCl2、Na2CO3和NaOH溶液进行除杂,也不可加入稀盐酸,否则会引进Na+和Cl-杂质。去SO42-、专题1专题2专题3专题4答案:(1)加水溶解(2)Ba(NO3)2、K2CO3、KOH[或KOH、Ba(NO3)2、K2CO3或Ba(NO3)2、KOH、K2CO3](3)静置,取上层澄清溶液少量,加入少量Ba(NO3)2溶液,若不变浑浊,表明已除尽(4)不需要因为几个沉淀反应互不干扰,可以最后只过滤一次,可减少操作程序(5)不严密,因为加入盐酸后会引进Cl-SO42-专题1专题2专题3专题4专题2以物质的量为中心的计算1.转化关系专题1专题2专题3专题4处理各物理量间关系的有关计算时应注意:(1)若题目中给出物质的体积。①看是否处于标准状况,若不是标准状况,则1mol气体体积一般不为22.4L;②看该物质在标准状况下是否为气体,若不是气体,则无法求算该物质的物质的量或分子数目,如标准状况下的H2O。若是标准状况下的气体,则可用n=𝑉22.4L·mol-1或𝑁=𝑉·𝑁A22.4L·mol-1,求算出𝑛或𝑁,这与是混合气体还是单一气体无关。专题1专题2专题3专题4(2)若题目中给出气体物质的质量或物质的量,该物质的粒子数目与外界条件(是否处于标准状况下)无关。(3)若题目要求计算物质分子中的原子个数,需注意物质的组成。例如稀有气体为单原子分子、臭氧(O3)为三原子分子、甲烷(CH4)为五原子分子等。(4)若题目要求计算分子、原子、离子中的质子或电子数目,需正确运用原子中质子数等于电子数,离子中质子数、电子数、电荷数之间的关系进行求解。专题1专题2专题3专题4(1)四个基本公式:n=𝑁𝑁A=𝑚𝑀=𝑉(气)𝑉m=𝑐·V(液)(2)关于物质的量浓度的计算:①基本公式:cB=𝑛B𝑉;②与溶质质量的关系:m=M·c·V;③与溶质质量分数的关系:c=1000𝜌𝑤𝑀(密度的单位是g·cm-3);④关于稀释的计算:c1·V1=c2·V2;⑤关于混合的计算:c(总)·V(总)=c1V1+c2V2。专题1专题2专题3专题4【例题2】标准状况下容积为VmL的烧瓶收集满HCl气体。(1)烧瓶内盛装的气体的物质的量为。(2)烧瓶中气体的原子总数是。(3)若集满空气该烧瓶为ag,集满HCl时的质量为g。(4)将烧瓶中HCl做喷泉实验,水充满烧瓶,假设HCl没有损失,该溶液中HCl的质量分数为,物质的量浓度为mol·L-1。专题1专题2专题3专题4解析:(1)n(HCl)=𝑉(HCl)𝑉m=𝑉mL1000mL·L-122.4L·mol-1=𝑉22400mol。(2)N=n·NA=2×𝑉22400×𝑁A=𝑉·𝑁A11200。(3)设烧瓶质量为xg,装满空气时的空气质量为m(空气)=n·M(空气)=𝑉22400mol×29g·mol-1=29𝑉22400g,则xg=ag−29𝑉22400g装满HCl时HCl的质量为m(HCl)=n(HCl)·M(HCl)=𝑉22400mol×36.5g·mol-1=36.5𝑉22400g则装满HCl时烧瓶质量为m=m(HCl)+m(烧瓶)=36.5𝑉22400g+ag−29𝑉22400g=(a+7.5𝑉22400)g专题1专题2专题3专题4(4)w=𝑚(HCl)𝑚(HCl)+𝑚(H2𝑂)×100%=36.5𝑉22400g36.5𝑉22400g+1g·mL-1×𝑉mL×100%=36.5𝑉36.5𝑉+22400𝑉≈0.16%c(HCl)=𝑛(HCl)𝑉(液)=𝑉22400mol𝑉mL1000mL·L-1=122.4mol·L-1答案:(1)𝑉22400mol(2)𝑉·𝑁A11200(3)(a+7.5𝑉22400)(4)0.16%122.4专题1专题2专题3专题4专题3一定物质的量浓度溶液的配制及误差分析1.容量瓶的选用容量瓶常有100mL、250mL、500mL、1000mL等规格,瓶颈处只有一个刻度,因此只能配制溶液体积与容量瓶容积相匹配的溶液。如果所需溶液体积与容量瓶容积不匹配,应选容积稍大于所需溶液体积的容量瓶。如需要80mL某浓度的溶液可选用规格为100mL的容量瓶进行配制,然后取用80mL。2.误差分析的几个问题(1)配制一定物质的量浓度的溶液,转移溶液时若有液体溅出,要重新配制;定容时加蒸馏水若超过刻度线,也要重新配制。(2)配制时需要用蒸馏水溶解和定容,因此容量瓶不必是干燥的,有少量蒸馏水不影响配制。(3)定容后必须反复颠倒摇匀,静置后液面下降是由于一部分溶液附着在容量瓶壁和塞子上,不需要再加蒸馏水,否则浓度偏低。专题1专题2专题3专题4【例题3】用经过准确称量的NaOH固体配制250mL0.2mol·L-1NaOH溶液。(1)下列实验仪器中,不必使用的是(填代号)。A.托盘天平B.500mL试剂瓶C.500mL容量瓶D.250mL烧杯E.胶头滴管(2)除上述可使用的仪器外,还缺少的仪器是。(3)使用容量瓶前必须进行的一步操作是。专题1专题2专题3专题4(4)配制过程中,以下操作步骤的正确顺序是。A.用适量的蒸馏水加入盛NaOH的烧杯中完全溶解,冷却至室温B.将烧杯中的溶液小心转移到容量瓶中C.继续向容量瓶中加蒸馏水至液面距刻度线1~2cm处,改用胶头滴管小心滴加蒸馏水至凹液面底部与刻度线相切D.用少量蒸馏水洗涤烧杯和玻璃棒2~3次,每次洗涤液都小心注入容量瓶,并轻轻振荡E.将容量瓶塞塞紧,反复颠倒摇匀(5)下列情况会使所配溶液浓度偏高的是。a.没有进行上述操作步骤Db.加蒸馏水不慎超过刻度线c.定容时俯视刻度线专题1专题2专题3专题4解析:(1)配制一定物质的量浓度的溶液,所用仪器根据实验步骤选择,因为NaOH固体是经过准确称量的,故不再需要用托盘天平进行称量,固体需溶解,故需用250mL烧杯。因是配制250mL的溶液,故不需要500mL容量瓶,而应使用250mL容量瓶。因容量瓶不能用来长期保存试剂,故需500mL试剂瓶来盛装溶液。(2)除了上述仪器中可使用的以外,还需玻璃棒和250mL容量瓶。(3)使用容量瓶前必须检查容量瓶是否漏水。(4)配制一定物质的量浓度溶液的步骤为:计算、称量、溶解、转移、洗涤、定容、摇匀。专题1专题2专题3专题4(5)误差分析:根据c=𝑛𝑉=𝑚𝑀·𝑉中m、n、V的变化分析。选项影响因素结果a未洗涤,使m减小c偏低b使V增大c偏低c使m增大c偏高答案:(1)A、C(2)玻璃棒、250mL容量瓶(3)检查容量瓶是否漏水(4)ABDCE(5)c专题1专题2专题3专题4专题4溶液等体积或等质量混合时溶质质量分数的变化规律1.浓度与密度的变化关系(1)若溶液的密度大于1g·cm-3,则溶质的质量分数越大,其密度就越大。常见溶液有NaCl溶液、稀硫酸等。(2)若溶液的密度小于1g·cm-3,则溶质的质量分数越大,其密度就越小。常见溶液有氨水、酒精溶液等。专题1专题2专题3专题42.溶液等质量混合时溶质质量分数的变化规律以30%H2SO4溶液与50%H2SO4溶液等质量相混合为例,混合后H2SO4的质量分数为:即混合后H2SO4的质量分数等于两者的算术平均值。由以上推导过程可知,溶液等质量混合时,所得混合溶液中溶质的质量分数与溶液密度无关,即无论溶液的密度大于1g·cm-3,还是小于1g·cm-3,等质量混合时,得混合溶液中溶质的质量分数都等于原溶液中溶质质量分数和的一半。w(H2SO4)=30%×𝑚+50%×𝑚𝑚+𝑚×100%=40%专题1专题2专题3专题43.溶液等体积混合时溶质质量分数的变化规律仍以30%H2SO4溶液(ρ1)与50%H2SO4溶液(ρ2)等体积相混合为例,混合后H2SO4的质量分数为:w(H2SO4)=30%𝜌1𝑉+50%𝜌2𝑉𝜌1𝑉+𝜌2𝑉×100%=30%𝜌1+50%𝜌2𝜌1+𝜌2×100%=40%𝜌1+40%𝜌2+10%𝜌2-10%𝜌1𝜌1+𝜌2×100%=40%+𝜌2-𝜌1𝜌1+𝜌2×10%因为H2SO4溶液的密度比水的大,硫酸越浓,密度越大,即ρ2ρ1,故w(H2SO4)=40%+𝜌2-𝜌1𝜌2+𝜌1×10%40%。专题1专题2专题3专题4即混合后H2SO4的质量分数大于二者的算术平均值。同理,可以推知,若30%的氨水与50%的氨水等体积相混合,混合后氨水中溶质的质量分数将小于40%。即:根据以上推论知两种不同质量分数的溶液等体积相混合,若溶液的密度大于1g·cm-3,则混合溶液中溶质的质量分数大于原溶液中溶质质量分数和的一半;若溶液的密度小于1g·cm-3,则混合溶液中溶质的质量分数小于原溶液中溶质质量分数和的一半。若加等体积的水稀释,求算稀释后溶质的质量分数,可以把水视作0%的溶液,按上述规则处理。专题1专题2专题3专题4【例题4】已知溶质质量分数为98%的浓硫酸(密度为1.84g·mL-1),H2SO4的物质的量浓度为18.4mol·L-1,取10mL该硫酸与amL水混合(溶液体积变化忽略不计),配制成溶质质量分数为49%的硫酸,