用实验的手段研究物质世界

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,#,四、用实验的手段研究物质世界,1,、物质的分离和提纯,固体物质常用的分离方法有：,过滤、蒸发结晶、冷却饱和溶液结晶,。,液体物质常用的分离方法有：,蒸溜、萃取、分液,。,气体物质常用的分离方法有：,洗气,。,混合物分离和提纯的方法,注意：,不同的分离方法都有一定的适用范围，要根据不同混合物的性质选择合适的方法进行分离，且有时需要多种方法配合使用。,练习：,下图所示装置有多种用途，请回答下列问题：,（,1,）洗气：除去,CO,中的水蒸气，装置内应盛放,；,（,2,）检验：证明,CO,中混有,CO,2,，装置内应盛放,；,（,3,）集气：若用排空气法收集比,空气轻的气体时，气体应从装置的,端通入（填“,A”,或“,B”,，下同）；,若收集比空气重的气体，则气体从,端通入。若用排水法收集,O,2,时，,瓶内应先装满水，气体从,端通入。,(4),贮气：若要用水将装置中的氧气排出进行实验时，水应从,端通入。,（,5),量气：若要测定实验室制得的少量,O,2,的体积，则应在瓶内先装满水，再将,O,2,从,端通入。,http:/www.e-,物质（离子,）,方法及现象,CO,3,2,与含,Ba,2+,的溶液反应，生成白色沉淀，该沉淀溶于硝酸（或盐酸），生成无色无气味、能使澄清石灰水变浑浊的气体（,CO,2,）。,SO,4,2,与含,Ba,2+,的溶液反应，生成白色沉淀，不溶于稀盐酸。,Cl,与硝酸银溶液反应，生成不溶于稀硝酸的白色沉淀。,NH,4,+,与,NaOH,浓溶液反应，微热，放出使湿润的红色石蕊试纸变蓝的刺激性气味气体（,NH,3,）。,Na,+,焰色反应呈黄色,K,+,焰色反应呈紫色（透过蓝色钴玻璃）,I,2,遇淀粉显蓝色,蛋白质,灼烧 有烧焦羽毛气味,2,、常见离子和物质的检验,3,、,溶液的配制及分析,主要仪器：,烧杯、容量瓶、玻璃棒、胶头滴管、托盘天平、药匙（固体溶质使用）、量筒（液体溶质使用）,注意事项：,容量瓶不能配制任意体积的溶液；不能用作反应容器；不能直接在其中进行溶解和稀释；不可作为贮存溶液的试剂瓶。,容量瓶在使用前需检查是否漏水。,称量,NaOH,等易潮解或有腐蚀性的固体必须在干燥洁净的小烧杯中进行且要快速称量。,溶解或稀释过程有明显温度变化的，需等溶液温度恢复至室温才能转移到容量瓶中。,往容量瓶中转移溶液时，需要用玻璃棒引流；烧杯及玻璃棒应用蒸馏水洗涤,2,3,次，洗涤液也要注入容量瓶中。,定容时，当液面接近瓶颈刻度线,1,2cm,处，应改用胶头滴管滴加。,http:/www.e-,1,、为什么不能将溶质直接加入,(,或倒入,),容量瓶中进行溶解（或稀释）？,因为在容量瓶上标有温度和体积，这说明容量瓶的体积受温度影响。而物质的溶解往往伴随着一定的热效应，如果用容量瓶进行此项操作，会因热胀冷缩使它的体积不准确，严重时还可能导致容量瓶炸裂。,问题与讨论,3,、为什么在,“,洗涤,”,之后，,“,定容,”,之前要轻轻振荡容量瓶，使容量瓶中的溶液充分混合？,可以防止因溶液混合不均而造成的体积偏差，从而减小溶液浓度的误差。,还有残留在烧杯壁和玻璃棒上的溶质未被转移。因此要用蒸馏水洗涤用过的烧杯和玻璃棒。并将洗涤液也要转移入容量瓶中，否则使配制的溶液浓度偏低。,2,、为什么要用蒸馏水洗涤烧杯和玻璃棒,2-3,次，且洗涤液也要转移入容量瓶中？,4,、为什么在定容时不能俯视或仰视刻度线？,仰视读数,俯视读数,（,（,溶液体积增大,，,浓度偏低,溶液体积减小，,浓度偏高,5,、为什么要冷却到室温再定容？,定容时未冷却到室温，由于液体的膨胀系数大于玻璃的膨胀系数，冷却后液面必低于刻度线，使配制的溶液浓度偏大。,6,、为什么最后阶段要改用胶头滴管滴入蒸馏水，进行定容？若定容时不小心液面超过了刻度线，怎么办？能用胶头滴管把多余的液体取出吗？,主要是为了便于控制加水的量。,必须重新配制,（,1,）称量固体溶质时，砝码生锈；,（,2,）物质和砝码位置放反了，使用游码；,（,3,）未洗涤烧杯和玻璃棒；,（,4,）转移前容量瓶内有水；,（,5,）定容时仰视刻度线；,（,6,）定容时俯视刻度线；,（,7,）把溶液向容量瓶中转移，溶液洒了；,（,8,）定容时水加多了，然后用胶头滴管吸出；,（,9,）摇匀后，液面下降，再加水至刻度线；,(10),未冷却即转移、定容；,溶质增多，,c,偏小高,溶质减少，,c,偏低,溶质减少，,c,偏低,无影响,溶液体积增大、,c,偏低,溶液体积减少、,c,偏高,溶质减少，,c,偏小低,溶液体积增大、,c,偏低,溶液体积减少、,c,偏高,7,、下列操作对配制的溶液浓度产生什么影响？,溶质减少，,c,偏小低,巩固练习：,1,现有酚酞试液，能否鉴别出相同浓度的食盐水、稀盐酸和氢氧化钠三种溶液，若能，,请写出实验步骤及实验现象。若不能，说明理由。,答案：能。取三支洁净的试管，分别取三种待测液，再分别滴加,1,2,滴酚酞试液，出现红色的原取试液是氢氧化钠溶液；另取另两种试液，分别滴加到显红色的试管中，若红色褪去，则,所滴加的试液是稀盐酸，没有明显现象的试液是食盐水。,2,某粗食盐中有,Na,2,SO,4,、,MgCl,2,、泥沙等杂质，请设计方案提纯食盐。写出实验步骤及相应的离子方程式。,方案：,将粗食盐用水溶解，过滤。,向,的滤液，加过量的氯化钡溶液，过滤。,向的滤液中加过量的氢氧化钠溶液，过滤。,向的滤液中加过量碳酸钠溶液，过滤。,向的滤液中加过量的稀盐酸，充分反应。,将反应后的溶液加热蒸发结晶，得到的固体,为纯的食盐。,3,有,100,克,KCl,和,KNO,3,的混合物，其中含,KCl,的质量分数为,10,，请通过计算设计,方案提纯,KNO,3,.,已知有下列溶解度：,根据溶解度的数据可计算得到：在,100,时用,39.5,克水就可以制成,KNO,3,的饱和溶液，而,KCl,是未饱和的。在,10,时溶液中只有,7.5,克,KNO,3,留下，而,KCl,还是未达到饱和。因此可根据这些来设计方案。方案略。,4,、某溶液含有较多的,Na,2,SO,4,和少量的,Fe,2,(SO,4,),3,。若用该溶液制取芒硝（,Na,2,SO,4,10H,2,O,),，可选择的操作有（,1,）加适量,H,2,SO,4,溶液,;,（,2,）加金属钠,;,（,3,）结晶,;,（,4,）加过量,NaOH,溶液,;,（,5,）加强热脱结晶水；（,6,）过滤。正确的操作步骤是,（,）,A,(2)(6)(3)B,(4)(6)(1)(3),C,(4)(6)(3)(5)D,(2)(6)(1)(3)(5),【,解析,】,在日常生活和工业生产中需要分离许多物质，要用到化学反应。选择化学试剂时注意（,1,）不引入新的杂质；（,2,）所加试剂一般过量，以保证将杂质全部除去，同时后续试剂须将过量的前一试剂除去；（,3,）过程简便、安全；（,4,）若存在多种杂质，注意所加除杂试剂顺序。根据题目要求，主要是除去,Fe,3,，加过量的,NaOH,溶液将,Fe,3,沉淀。将沉淀过滤后，过量的,NaOH,溶液用适量的,H,2,SO,4,溶液除去。再结晶得,Na,2,SO,4,10H,2,O,，即芒硝。,A,、,D,选项用金属钠与水反应，实验不经济、不安全，且,A,未考虑加入过量试剂的问题，,C,中最后一步加强热脱去结晶水，得不到芒硝，只能得到,Na,2,SO,4,固体。选,B,。,5,、配制,100mL,、,1.0mol,L,-1,的,NaOH,溶液，下列情况会导致溶液浓度偏高的是（,）,A,容量瓶使用前经蒸馏水清洗后没有干燥,B,配制过程中，未用蒸馏水洗涤烧杯和玻璃棒,C,俯视确定凹液面与刻度线相切,D,用敞口容器称量,NaOH,且时间过长,【,解析,】,除了称量和试剂因素外，以下操作将引起误差：,1,不洗涤烧杯、玻璃棒，造成所配制的溶液浓度偏低。,2,在烧杯中溶解固体或稀释浓溶液时，不放置至室温，而趁热转入容量瓶进行定容，所得溶液的浓度偏高。,3,定容后上下倒置摇匀，发现液面低于刻度线时，再加水至刻度线，则所配制溶液的浓度偏低。,4,定容时加水超出刻度线，又用滴管把多余的溶液取去，此时所得溶液浓度偏低。,5,定容时俯视，所配溶液浓度偏高；定容时仰视，配制溶液浓度偏低。,6,在溶解、转移和洗涤过程中，把溶液溅到容器外，则所配制的溶液浓度偏低。,题中,A,项，容量瓶配制溶液最后须加蒸馏水定容，无需干燥，只要洁净即可，故不会对配制溶液的浓度产生影响；,B,项操作造成溶质未全部转移至容量瓶中，所配溶液浓度减小；,C,项，俯视定容，所加蒸馏水的量不足，溶剂量减少，浓度偏高；,D,项，称量过程中，,NaOH,固体已经部分吸收,H,2,O,及,CO,2,，溶质减少，浓度偏低。选,C,。,6,实验室配制,500ml 0.2mol,L,1,的,FeSO,4,溶液，实际操作有：,在天平上称量一定量的,绿矾（,FeSO,4,7H,2,O,），放入烧杯，加水溶解；,把制得的溶液小心地注入,500ml,容量瓶中；,继续向容量瓶中加水离刻度线,1,2cm,处，改用胶头滴管加水至刻度线；,将烧杯和玻,璃棒洗涤,2,3,次，并将每次洗涤液也转入容量瓶；,将容量瓶的塞子塞紧，摇匀。填下列空白：,（,1,）称量绿矾的质量是,；,（,2,）正确的操作顺序是,；,（,3,）定容时，若俯视液面，会使溶液浓度,；,（,4,）本实验用到的基本仪器有,；,（,5,）若没有操作,，结果会使溶液浓度,；,（,6,）在进行操作,时，不慎将液体溅出，则处理的方法是,。,答案：（,1,）,27.8g,；（,2,）；（,3,）偏高；（,4,）略；（,5,）偏低；（,6,）重新做实验。,7,、,在配制一定物质的量浓度溶液的实验中，下列操作对所配得溶液无影响的是（写序号）,；会使所配溶液的浓度偏高的是,；会使所配溶液的浓度偏低的是,。,（,1,）在烧杯中溶解溶质，搅拌时不慎溅出少量溶液；,（,2,）未将洗涤烧杯内壁的溶液转移入容量瓶；,（,3,）容量瓶中所配的溶液液面未到刻度线便停止加水；,（,4,）将配得的溶液从容量瓶转移到干燥、洁净的试剂,瓶中时，有少量溅出；,（,5,）将烧杯中溶液转移到容量瓶之前，容量瓶中有少量,蒸馏水；,（,6,）将容量瓶中液面将达到刻度线时，俯视刻度线和液面。,答：（,4,）（,5,）；（,3,）（,6,）；（,1,）（,2,）,练习,8,、下列实验操作错误的是,_,A,测定溶液,pH,的操作是：将湿润的,pH,试纸置于表面皿上，用玻璃棒蘸取溶液，点在,pH,试纸的中部，与标准比色卡进行比较。,B,容量瓶检漏的操作是：在容量瓶中注入适量的水，塞上玻璃瓶塞，左手五指托住瓶底，右手食指顶住瓶塞，反复倒置，观察是否漏水。,C,配制一定物质的量浓度的硫酸溶液时，先往容量瓶中加水，然后按计算结果将一定体积浓硫酸沿玻璃棒慢慢倒入容量瓶，最后加水至刻度，摇匀。,D,观察钾元素焰色反应的操作是：将铂丝放在稀盐酸中洗涤，然后蘸取固体氯化钾，置于煤气灯的火焰上进行灼烧，透过蓝色钴玻璃进行观察。,【,解析,】,该题考察的是一些化学实验的基本操作。用,pH,试纸测定溶液,pH,值时，不能预先用水润湿，否则会引起待测液浓度减小，,pH,值改变；容量瓶使用之前必须要检查是否漏水，方法为：在容量瓶中注入适量水，塞上瓶塞，食指顶住瓶塞，另一只手托住瓶底，倒立过来，观察是否漏水，若不漏水，将瓶正立并将瓶塞旋转,180,后，再次检验；容量瓶只能用于配制溶液，不能在其中直接溶解或稀释；焰色反应的关键是用于蘸取待测物的铂丝必须洁净，所以每次检测前后需蘸取盐酸清洗，清洗后放在火焰上灼烧，直至与原来火焰焰色相同为止，再蘸取待测物进行检验，以排除杂质的干扰。,答案为,A,、,B,、,C,、,D,。,再见,