1、苏教版高中化学必修一研究物质的实验方法同步讲义研究物质的实验方法_1掌握物质分离提纯的方法；2了解常见物质（离子）的检验及物质检验方案的设计、学会检验Cl、SO42、CO32、NH4+ 等离子的方法和技能，以及能用焰色反应、离子检验方法设计简单的实验方案，探究某些常见物质的组成成分；3会计算物质的量浓度以及掌握溶液的配制操作和误差分析； 知识点一 . 物质的分离和提纯方法。物质的分离、提纯仅仅靠物理方法是远远不够的，常常要利用物质之间的化学性质的差异，用化学方法来进行物质的分离、提纯。目前主要有：酸、碱处理法，沉淀法，氧化还原法，热分解法,离子交换法，电解法。现简单介绍如下： 1生成沉淀法:例
2、如NaCl溶液里混有少量的MgCl2杂质,可加入过量的NaOH溶液,使Mg2+转化为Mg(OH)2沉淀(但引入了新的杂质OH),过滤除去Mg(OH)2,然后加入适量盐酸,调节pH至中性。 2生成气体法:例如Na2SO4溶液中混有少量Na2CO3,为了不引入新的杂质并增加S,可加入适量的稀硫酸,将C转化为CO2气体而除去。 3氧化还原法:例如在FeCl3溶液里含有少量FeCl2杂质,可通入适量的Cl2将FeCl2氧化为FeCl3。若在FeCl2溶液里含有少量FeCl3杂质,可加入适量的铁粉将FeCl3还原为FeCl2。4正盐与酸式盐相互转化法:例如在Na2CO3固体中含有少量NaHCO3杂质,可
3、将固体加热,使NaHCO3分解生成Na2CO3而除去杂质。若在NaHCO3溶液中混有少量Na2CO3杂质,可向溶液里通入足量CO2,使Na2CO3转化为NaHCO3。 注意： 分离提纯中一般先考虑物理方法后考虑化学方法。当分离多种物质的混合物时,往往物理方法和化学方法要同时使用。用化学方法除去溶液中的杂质时,要使被分离的物质或离子尽可能除净,需要加入过量的分离试剂,在多步分离过程中,后加的试剂应能够把前面所加入的无关物质或离子除去。知识点二 . 常见物质的检验。 1原则。(1)充分利用物质的特征反应 (2)确定检验操作顺序要“先简后繁”。 2步骤。(1)取试样 (2)加试剂 (3)说操作 (4
4、)表现象 (5)定结论。 3物质的检验。 (1)气体物质的检验。 氢气（H2）：收集一小试管气体，用拇指堵住试管口，靠近酒精灯火焰，松开拇指，听到轻微的爆鸣声。 氧气（O2）：使带火星的木条复燃。 氯气（Cl2）：黄绿色有刺激性气味的气体，能使湿润的碘化钾淀粉试纸变蓝（O2、NO2也能使湿润的碘化钾淀粉试纸变蓝）。 氯化氢（HCl）：无色有刺激性气味的气体。在潮湿的空气中形成白雾，能使湿润的蓝色石蕊试纸变红；用蘸有浓氨水的玻璃棒靠近时冒白烟；将气体通入AgNO3溶液时有白色沉淀生成。 氨气（NH3）：无色有刺激性气味，能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，用蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近时能生成白烟。 二氧化碳
5、（CO2）：能使澄清石灰水变浑浊；能使燃着的木条熄灭。（SO2气体也能使澄清的石灰水变混浊，N2等气体也能使燃着的木条熄灭）。 一氧化碳（CO）：可燃烧，火焰呈淡蓝色，燃烧后只生成CO2；能使灼热的CuO由黑色变成红色。 甲烷（CH4）：无色气体，可燃，淡蓝色火焰，生成水和CO2；不能使高锰酸钾溶液、溴水褪色。 (2)几种重要阳离子的检验。 H：紫色石蕊变红、pH试纸、某些盐等。 Na、K：用焰色反应来检验时，它们的火焰分别呈黄色、浅紫色（通过钴玻片）。 Ba：能使稀硫酸或可溶性硫酸盐溶液产生白色BaSO4沉淀，且沉淀不溶于稀硝酸。 Mg：能与NaOH溶液反应生成白色沉淀，沉淀不溶于过量的Na
6、OH溶液 Ag：能与稀盐酸或可溶性盐酸盐反应，生成白色AgCl沉淀，不溶于稀 HNO3 NH4：铵盐（或浓溶液）与NaOH浓溶液反应，并加热，放出使湿润的红色石蕊试纸变蓝的有刺激性气味的NH3气体。 Fe：能与 KSCN溶液反应，变成血红色 Fe（SCN）3溶液，能与 NaOH溶液反应，生成红褐色Fe（OH）3沉淀。 Cu：蓝色溶液（浓的CuCl2溶液显绿色），能与NaOH溶液反应，生成蓝色Cu（OH）2沉淀，加热后可转变为黑色的 CuO沉淀。 (3)几种重要的阴离子的检验。 OH：能使无色酚酞变红、紫色石蕊变蓝。 Cl：能与硝酸银反应，生成白色的AgCl沉淀，沉淀不溶于稀硝酸， Br：能与硝
7、酸银反应，生成淡黄色AgBr沉淀，不溶于稀硝酸。 ：能与硝酸银反应，生成黄色AgI沉淀，不溶于稀硝酸；也能与氯水反应，生成I2，使淀粉溶液变蓝。 SO42：加稀HCl无现象，再加BaCl2溶液，生成白色沉淀。 SO32：浓溶液能与强酸反应，产生无色有刺激性气味SO2气体，该气体能使品红溶液褪色。能与BaCl2溶液反应，生成白色BaSO3沉淀，该沉淀溶于盐酸，生成无色有刺激性气味的SO2气体。 CO32：能与BaCl2溶液反应，生成白色的BaCO3沉淀，该沉淀溶于硝酸（或盐酸），生成无色无味、能使澄清石灰水变浑浊的CO2气体。 HCO3：加CaCl2溶液无沉淀，加盐酸放出无色无味CO2气体，气体
8、能使澄清石灰水变浑浊。 NO3：浓溶液或晶体中加入铜片、浓硫酸加热，放出红棕色气体。 知识点三 . 物质的量浓度溶液的配制及分析。1物质的量浓度。定义：以单位体积溶液里所含溶质B的物质的量来表示溶液的组成的物理量，叫做溶质B的物质的量浓度。符号：CB 单位：molL1 表达式： cB=nB/V2溶液的配制及分析。 (1)配制溶液的实验仪器：托盘天平、烧杯、玻璃棒、容量瓶、胶头滴管。(2)配制溶液的步骤： 计算。 称量（托盘天平）。 溶解（烧杯、玻璃棒）：将溶质倒入小烧杯，加入适量的水搅拌溶解，冷却至室温。 转移和洗涤( 容量瓶、玻璃棒）：将上述冷却后的溶液 转入指定容积的容量瓶，并用蒸馏水洗涤
9、小烧杯和玻璃棒23次，将洗涤液一并注入容量瓶。如何将烧杯中的液体转移到容量瓶中？注意：玻璃棒不能与容量瓶口接触，防止溶液外流。为什么要洗涤玻璃棒和烧杯？（确保溶质全部转移到容量瓶中，减少实验误差） 定容（胶头滴管）：在容量瓶中继续加水至距刻度线12cm处，改用胶头滴管滴加至刻度（液体凹液面最低处与刻度线相切）。若定容时不小心液面超过了刻度线，能用胶头滴管把多余的液体取出吗？若不能那又该怎么办？ 摇匀：把定容好的容量瓶瓶塞塞紧，用食指顶住瓶塞，用另一只手的手指托住瓶底，把容量瓶倒转和摇动几次，混合均匀。注意：摇匀后发现液面低于刻线，不能再加水补充至刻度线。否则将使溶液体积变大，使浓度变小。 装瓶
10、贴签(容量瓶不能保存溶液)：将配好的溶液倒入试剂瓶中，盖上瓶塞，贴上标签，注明溶液浓度和名称。类型一：物质的分离提纯。例1. 如果你家里的食用花生油不小心混入了大量的水，利用你所学的知识，最简便的分离方法是() 解析：水与植物油互不相溶，故可以采取分液的方法进行分离。答案：B类型二：物质的检验。 例2. 有一包白色固体，可能含有Na2CO3、CuSO4、CaCl2、Na2SO4、NaCl等物质中的一种或几种，现取部分该固体溶于水，可得到澄清的无色溶液，再向其中加入BaCl2产生白色沉淀，再加入足量HNO3沉淀部分消失，回答： (1)该固体一定含有 、一定不含 、可能含 ；(2)写出其中两个反应
11、的化学方程式。解析：物质的推断应该看成离子的推断。由第一步得到澄清的无色溶液，推断无CuSO4，因为它电离的Cu2+在溶液中为蓝色，加BaCl2产生白色沉淀且加硝酸后部分溶解，则必有两种以上沉淀，不溶的部分必为BaSO4，溶的部分为BaCO3，所以Na2CO3、Na2SO4一定有，又因为Na2CO3和CaCl2不能共存，所以CaCl2一定没有，剩下NaCl可能有。这样后面的两个反应也很明显了。 答案：(1)Na2CO3 、Na2SO4；CuSO4、CaCl2；NaCl (2) 例3. 某无色混合气体可能含有CO2、CO、H2O（水蒸气）、H2中的一种或几种，依次进行如下连续处理（假定每步处理均
12、反应完全）：通过碱石灰时，气体体积变小；通过赤热的氧化铜时，固体变为红色；通过白色硫酸铜粉末时，粉末变为蓝色；通过澄清的石灰水时，溶液变得浑浊。由此可以确定混合气体中A一定含有CO2、H2O，至少含有H2、CO中的一种B一定含有H2O、CO，至少含有CO2、H2中的一种C一定含有CO、CO2，至少含有H2O、H2、中的一种D一定含有CO、H2，至少含有H2O、CO2中的一种解析：由可知，碱石灰吸收的是CO2或H2O，或二者的混合物；中CuO被还原为Cu，还原剂为CO或H2，或二者的混合物；但由可知，反应生成了H2O，故原混合气体中一定有H2；由反应可知，反应又生成了CO2，故原混合气体中一定有
13、CO。答案：D类型三：物质的量浓度及配制。 例4.实验室需用480 mL0.1 mol/L 的硫酸铜溶液，现选取500 mL容量瓶进行配制，以下操作正确的是（ ） A称取7.68 g硫酸铜，加入500 mL水 B称取12.0 g胆矾配成500 mL溶液 C称取8.0 g硫酸铜，加入500 mL水 D称取12.5 g胆矾配成500 mL溶液 解析： 配制 500 mL 0.1mol/L 的硫酸铜溶液，需8.0 g硫酸铜或12.5 g胆矾，加水至标线即可，而不是加500 mL水答案是D 答案： D 基础演练一 选择题1下列分离混合物的操作中，必须加热的是 （ ） A. 过滤 B分液 C结晶 D蒸馏
14、2用天然水制取纯度较高的水通常采用的方法是 ( ) A 煮沸并加入石灰纯碱 B. 加明矾搅拌 C. 进行多次过滤 D 蒸馏3某校学生用化学知识解决生活中的问题，下列家庭小实验不合理的是 （ ） A用食醋除去暖水瓶中的薄层水垢 B用米汤检验含碘盐中的碘酸钾（KIO3）C用食用碱（Na2CO3）溶液洗涤餐具上的油污D用灼烧并闻气味的方法区别纯棉织物和纯毛织物4某物质灼烧时，焰色反应为黄色，下列判断中正确的是 （ ）A该物质一定是钠的化合物 B该物质一定含钠元素C能确定该物质中是否含钾元素 D该物质一定是金属钠 5下列有关判断中，正确的是 （ ） A可用澄清石灰水来区分二氧化碳和二氧化硫B可用无水硫
15、酸铜检验酒精中是否含少量水C通过灼热的CuO，能使固体由黑变红的气体一定是H2D用pH试纸来鉴别盐酸和醋酸6在40g密度为dg/cm3的硫酸铁溶液中，含有1.4gFe3+离子，则此溶液中Fe3+的物质的量浓度为（ ）A d B d C d D d7已知某饱和溶液的以下条件：溶液的质量 溶剂的质量 溶液的体积 溶质的摩尔质量 溶质的溶解度 溶液的密度。其中不能用来计算该饱和溶液物质的量浓度的组合是 （ ） A B C D8下列溶液中溶质的物质的量浓度为1molL-1的是 （ ）A将40g NaOH溶解于1L水中配成的NaOH溶液 B常温常压下将22.4L HCl 气体溶于水配成1L的盐酸溶液 C
16、将1L 10mol/L的浓盐酸与水混合配成100L溶液D从1000mL 1mol/L NaCl溶液中取出100mL的溶液9不外加任何试剂，鉴别下列5种物质的先后顺序是 （ ） NaOH溶液 MgSO4溶液 BaCl2溶液 KNO3溶液 FeCl3溶液 A B C D二填空题10现用质量分数为98%、密度为1.84 gcm3的浓H2SO4来配制500 mL0.2 mol/L的稀H2SO4。可供选择的仪器有：玻璃棒 烧瓶 烧杯 胶头滴管 量筒容量瓶 托盘天平 药匙。请回答下列问题： (1)上述仪器中，在配制稀H2SO4时用不到的有 (填代号)。 (2)经计算，需浓H2SO4的体积为 。现有10 m
17、L 50 mL 100 mL三种规格的量筒，应选用的量筒是 (填代号)。 (3)将浓H2SO4加适量蒸馏水稀释，冷却片刻，随后全部转移到 mL的容量瓶中，转移时应用玻璃棒 。转移完毕，用少量蒸馏水洗涤 23次，并将洗涤液全部转移到容量瓶中，再加适量蒸馏水，振荡容量瓶，使溶液混合均匀。然后缓缓地把蒸馏水直接注入容量瓶直到液面接近刻度 处。改用 加蒸馏水到瓶颈刻度的地方，使溶液的 。振荡、摇匀后，装瓶、贴签。 (4)在配制过程中，其他操作都准确，下列操作中：错误的是 ，能引起误差偏高的有 (填代号)。 洗涤量取浓H2SO4后的量筒，并将洗涤液转移到容量瓶中 未等稀释后的H2SO4溶液冷却至室温就转
18、移到容量瓶中 将浓H2SO4直接倒入烧杯，再向烧杯中注入蒸馏水稀释浓H2SO4 定容时，加蒸馏水超过标线，又用胶头滴管吸出 转移前，容量瓶中含有少量蒸馏水 定容摇匀后，发现液面低于标线，又用胶头滴管加蒸馏水至标线 定容时，俯视标线巩固提高一选择题1进行焰色反应实验时，通常用来洗涤铂丝的是 （ ）A硫酸 B烧碱溶液 C稀盐酸 D蒸馏水2可用来鉴别氯化铁溶液和氢氧化铁溶胶的简便方法是 （ ） A过滤 B渗析 C电泳 D丁达尔效应3能把Na2SO4、NH4NO3、KCl、(NH4)2SO4四瓶无色溶液加以区别的一种试剂是（必要时可以加热） （ ）ABaCl2 BNaOH CBa(OH)2 DAgNO
19、3 4下列各组物质仅用蒸馏水不能鉴别的是 （ ）A汽油、酒精、硝基苯（不溶于水的液体，1gcm-3 ）B食盐、烧碱、硝酸铵C蔗糖、硫酸铜粉末、碳酸钙粉末 D氧化铜、二氧化锰、活性炭5下列各组仪器：漏斗；容量瓶；滴定管；分液漏斗；天平；量筒；胶头滴管；蒸馏烧瓶。常用于物质分离的是 （ ）A B C D6下列实验操作：过滤 分液 萃取 蒸馏 分馏。不能用于分离相互混溶的溶液的是 （ ） A 和 B. 和 C 、和 D. 、和7用已准确称量过的氯化钠固体配制1.00mol/L的NaCl溶液0.5L，需要用的仪器是 （ ） 坩埚分液漏斗容量瓶烧杯胶头滴管烧瓶玻璃棒托盘天平药匙 A B C D8等物质的
20、量浓度的KCl、MgCl2、AlCl3三种溶液。现欲完全沉淀其中的Cl，消耗相同物质的量浓度的AgNO3溶液的体积比为3:2:1，则上述三种溶液的体积比为 （ ）A1:1:1 B6:3:2 C3:2:1 D9:3:19某同学想用实验证明硫酸铜溶液显蓝色与SO42-无关，进行下列实验无意义的是 （ ）A观察硫酸钠溶液没有颜色 B向硫酸铜溶液中滴加适量的氯化钡溶液，振荡后静置，溶液蓝色未消失C向硫酸铜溶液中滴加适量的氢氧化钠溶液，振荡后静置，溶液蓝色消失D加水稀释硫酸铜溶液，溶液蓝色变浅二填空题10某水样中要检验出H、SO42、Cl离子，三位学生进行了如下不同的实验： 甲同学：取少量溶液先滴加石蕊
21、溶液，再加入BaCl2溶液，充分振荡后静置，取上层清液加入AgNO3溶液。 乙同学：取少量溶液先加先加入足量Ba(NO3)2溶液，充分振荡后静置，取上层清液加入AgNO3溶液，再加入少量NaHCO3粉末。 (1)评价二位同学实验的合理性。甲_ 乙_（填“合理”或“不合理”）。如不合理，请说明原因_（如合理，此空不填） (2)丙同学认为以下做法也能达到实验目的，但要控制试剂的用量：取少量溶液先滴加紫色石蕊试液，再加入Ba(OH)2溶液，充分振荡后静置，取上层清液加入AgNO3溶液。请说明丙同学如何控制试剂量 。一.选择题1下列除杂质的方法不可行的是 （ ） A用NaOH溶液除去CO2中混有的SO
22、2B将混合气体通过灼热的铜网除去N2中的少量O2C用新制的生石灰，通过加热蒸馏，以除去乙醇中的少量水D用盐酸除去AgCl中少量的Ag2CO32欲将NaCl中混有的少量碳铵和砂子SiO2除去，所进行的必要分离方法是 （ ）A溶解、过滤、萃取 B加热、溶解、过滤C 升华、萃取、分液 D盐析、渗析、纸上层析3为了除去KCl固体中少量MgSO4和CaCl2杂质，须进行下列六项操作，正确的次序是加水溶解；加热蒸发得到晶体；加入过量BaCl2溶液；加入过量盐酸；加入过量K2CO3； 过滤。 （ ）A BC D4下列除去杂质的方法正确的是 （ ） A除去N2中的少量O2：通过灼热的CuO粉末 B除去CO2中
23、的少量HCl：通入Na2CO3溶液 C除去KCl溶液中的少量K2CO3：加入适量的盐酸 D除去KCl溶液中的少量MgCl2：加入适量NaOH溶液，过滤5. 某气体可能含有CO、CO2、NH3、HCl、H2和水蒸气中的一种或几种，依次通过澄清石灰水（无浑浊现象）、氢氧化钡溶液（有浑浊现象）、浓硫酸、灼热的氧化铜（变红）和无水CuSO4（变蓝），判断该气体中一定有 （ ）AHCl、CO2、H2 BCO、H2、H2O CCO、H2、NH3 DHCl、CO、H2O6. 将钠、镁、铝各0.3mol 分别放入100mL 1 mol/L 的盐酸中，同温同压下产生的气体体积比是（ ）A1:2:3 B6:3:2
24、 C3:1:1 D1:1:17用0.2mol/L某金属阳离子Rn+的盐溶液40mL，恰好将20mL0.4mol/L的硫酸盐中的硫酸根完全沉淀，则n值为 （ ） A1 B2 C3 D48配制250mL 0.5mol/L NaOH溶液，下列仪器中：托盘天平量筒烧杯玻璃棒漏斗 500mL容量瓶药匙250mL容量瓶胶头滴管坩埚，需要用到的仪器有 ( ) A B C D9要除去氢气中混有的二氧化碳、氯化氢和水蒸气，操作步骤最简便的是下列的 （ ）通过盛有浓硫酸的洗气瓶 通过盛有水的洗气瓶 通过盛有氢氧化钠溶液的洗气瓶 通过装有灼热氧化铜的玻璃管 通过装有P2O5的玻璃管 通过装有碱石灰的干燥管 A B
25、C D二填空题10若从H2SO4、Na2SO4、Na2CO3、NaCl、NaOH、Cu(NO3)2、HNO3 7种溶液中取出其中的2种，进行混合及有关实验，所观察到的现象已记录在下表中。试据各步实验及其现象先进行分步推断(即实验进行到该步所能作出的某物质肯定存在、否定存在或可能存在的判断)，再综合推断所取出的2种溶液的可能组合。步骤实验操作实验现象分步推断将取出的2种溶液进行混合混合溶液无色、澄清无其他明显现象混合溶液中肯定不含Cu(NO3)2混合溶液肯定不是下列组合： 用pH试纸测定混合溶液的pH测定结果：pH2向混合溶液中滴入足量Ba(NO3)2溶液有白色沉淀出现向上述溶液过滤所得的滤液中
26、滴加AgNO3无明显现象 混合溶液的可能组合（写出溶质的化学式，有几组写几组，不一定填满，）： 和 ； 和 ； 和 ； 和 ； 和 ； 和 ；_一选择题1. 下列仪器中，通常不能用作反应容器的是 （ ） A烧瓶 B烧杯 C锥形瓶 D量筒2. 容量瓶上需标有温度、浓度、容量、压强、刻度线、酸或碱式中的 （ ） A B C D3. 某工厂排出的废液中含有Ba2、Ag、Cu2，用Na2CO3溶液，NaOH溶液，盐酸三种试剂将它们逐一沉淀并加以分离，加入试剂的正确顺序是 （ ）A B C D4. 下列各组物质中不易用物理性质区别的是 （ ） A苯和四氯化碳 B氯化铵和硝酸铵晶体 C酒精和汽油 D碘和高
27、锰酸钾固体5. 下列分离提纯物质的操作中，错误的是 ( )A用过滤的方法除去食盐中的泥沙 B用渗析的方法除去淀粉中的氯离子C用结晶的方法分离氯化钠和硝酸钾 D用加热的方法除去碳铵中混有的碘 6. 欲除去KNO3溶液中混有的少量Cu2+、Mg2+、SO42，下列加入试剂的顺序中正确的是 （ ） A BaNO32、KOH、HNO3、K2CO3 B. K2CO3、BaNO32、KOH、HNO3C KOH、K2CO3、BaNO32、HNO3 D. BaNO32、K2CO3、KOH、HNO37. 向一定量的饱和Ca(OH)2溶液中加入少量CaO固体，恢复到原来温度时，下列说法中正确的是 （ ）A溶液中的Ca2总数不变 B溶液中的OH总数不变C溶质的物质的量浓度不变 D溶液的质量不变8某溶液中仅含有Na+、Mg2+、SO42-、Cl四种离子，其物质的量浓度比为Na+Mg2+Cl=355，若Na+的浓度为3mol/L，则SO42-的浓度为 （ ）A2mol/L B3 mol/L C4 mol/L
