化学人教版必修1第一章节学案.docx
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化学人教版必修1第一章节学案
第一章从实验学化学
第一节化学实验的基本方法
【知识构建】
一、实验安全常识:
二、常见物质及离子的检验:
H2、O2、CO、CO2、NH3;H+、Ag+、Ba2+;OH—、SO42—、CO32—等
三、混合物的分离与提纯:
1、过滤:
(1)过滤的原理:
(2)过滤的基本操作
2、蒸发结晶:
(1)蒸发的原理:
(2)蒸发的基本操作:
3、冷却结晶、重结晶
(1)冷却结晶原理:
(2)冷却结晶的基本操作
4、蒸馏:
(1)蒸馏的原理:
(2)蒸馏的基本操作:
5、萃取、分液
(1)萃取的原理:
(2)萃取剂的选择
(3)萃取分液的基本操作:
【交流提升】
一、粗盐的提纯及精制
【例题】
食盐是日常生活的必需品,也是重要的化工原料。
粗食盐常含有少量K+、Ca2+、Mg2+、Fe3+、SO42-等杂质离子,实验室提纯NaCl的流程如下:
提供的试剂:
饱和Na2CO3溶液 饱和K2CO3溶液 NaOH溶液 BaCl2溶液 Ba(NO3)2溶液 75%乙醇 四氯化碳
(1)欲除去溶液Ⅰ中的Ca2+、Mg2+、Fe3+、SO42-离子,选出a所代表的试剂,按滴加顺序依次为 (只填化学式)。
(2)饱和Na2CO3溶液的作用。
(3)过滤所得沉淀中含哪些成分。
(4)写出滤液中加入盐酸发生的反应方程式
(5)洗涤除去NaCl晶体表面附带的少量KCl,选用的试剂为 。
二、海水中碘的提取:
【例题】:
海洋植物如海带、海藻中含有丰富的碘元素,碘元素以碘离子的形式存在。
实验室里从海藻中提取碘的流程如下:
(1)指出提取碘的过程中有关的实验操作名称:
①__________,③__________;
*写出过程②中有关反应的离子方程式:
______________________________。
(2)提取碘的过程中,可供选择的有机试剂是_______。
A.甲苯、酒精B.四氯化碳、苯C.汽油、乙酸D.汽油、甘油
(3)为使海藻灰中碘离子转化为碘的有机溶液,实验室里有烧杯、玻棒、集气瓶、酒精灯、导管、圆底烧瓶、石棉网以及必要的夹持仪器、物品,尚缺少的玻璃仪器是__________。
(4)从含碘的有机溶液中提取碘和回收有机溶剂,还需经过蒸馏。
指出右图所示实验装置中的错误之处:
①____________,
②___________,
③____________。
(5)进行上述蒸馏实验操作时,使用水浴
的原因是_________________________,
最后静态碘在_________里聚集。
【随堂反馈】
1、下列物质分离的方法中,根据粒子大小运进行分离的是
A.萃取 B.蒸馏 C.过滤 D.重结晶
2、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.酒精和汽油C.氯化铵和硝酸铵晶体D.碘和高锰酸钾固体
3、下列分离方法不正确的是
A.用过滤的方法除去食盐水中的泥沙 B.用蒸馏的方法将自来水制成蒸馏水
C.用四氯化碳萃取碘水中的碘 D.用分液漏斗分离汽油和植物油
4、在盛有碘水的试管中,加入少量四氯化碳后振荡,静置片刻后
A.整个溶液变紫色 B.整个溶液变棕色
C.上层无色,下层紫红色 D.下层无色,上层紫红色
5、为实现中国2000年消除碘缺乏病的目标,卫生部规定食盐必须加碘,其中的碘以碘酸钾(KIO3)形式存在.已知在溶液中IO3-可和I-发生反应:
IO3-+5I-+6H+=3I2+3H2O根据此反应,可用试纸和一些生活中常见的物质进行实验,证明在食盐中存在IO3-.可供选用的物质有:
①自来水,②蓝色石蕊试纸,③碘化钾淀粉试纸,④淀粉,⑤食糖,⑥食醋,⑦白酒.进行上述实验时必须使用的物质是
A.①③ B.③⑥ C.②④⑥ D.①②④⑤⑦
6、现有一瓶由两种液态有机物乙二醇和丙三醇(甘油)组成的混合液,根据下表性质判定,要将乙二醇和丙三醇相互分离的最佳方法是
物质
分子式
熔点(℃)
沸点(℃)
密度(g/cm)
溶解性
乙二醇
C2H6O2
-11.5
198
1.11
易溶于水和乙醇
丙三醇
C3H8O3
17.9
290
1.26
能跟水、酒精以任意比例互溶
A.分液法 B.结晶法 C.蒸馏法 D.过滤法
7、某同学拟用氯化钙固体、碳酸钠溶液和稀硝酸等试剂,先制得碳酸钙,最终制得纯净的硝酸钙晶体。
(1)写出制取过程中反应的方程式:
__________________________
(2)请帮助该同学完成下列实验操作步骤(不要求回答使用的仪器)
①用蒸馏水完全溶解CaCl2后,加____________________
②将反应后的混合物过滤,并用适量蒸馏水洗涤沉淀至无Cl-.
③加入____________________,使沉淀完全溶解。
④____________________,得到纯净的硝酸钙晶体。
第一章从实验学化学
第二节化学计量在实验中的应用
(1)
【知识构建】
一、物质的量(amountofsubstance)
1、概念:
2、符号:
n
3、单位:
中文为,简称,英文为
4、国际规定:
12g12C中所含的碳原子数为阿伏加德罗常数,符号NA
NA≈6.02×1023mol-1
二、物质的量与微粒数之间的关系
1、n=N÷NA
2、n1:
n2=N1:
N2
三、物质的量与物质的质量
1、1mol任何物质的质量,以g为单位,在数值上物质的相对质量
2、摩尔质量:
单位物质的量的物质所具有的质量,代号M,单位为g·mol-1
任何物质的摩尔质量,以g·mol-1为单位,在数值上物质的相对质量
四、物质的量与物质的质量之间的关系
1、n=m÷M
2、M=m÷n
五、注意事项:
1、已知1个12C原子的质量约为1.993×10ˉ26kg,则12g12C固体所含有的碳原子数约为。
2、相对原子质量:
符号Mr单位为1(通常省略不写)
3、电子的质量极小,通常忽略不计,所以离子的摩尔质量≈相应原子的摩尔质量
4、使用mol时,必须指明粒子的具体名称(除非该物质的构成是不言自明的),如:
1mol氧()、1mol水()、1mol铁()、1mol硫酸()
【交流提升】
一、使用物质的量的概念,必须考虑物质的微观构成
1、金刚石、金属等物质是由原子直接构成的:
(1)1mol金刚石含有约6.02×1023个C原子;
(2)1mol铁含有约6.02×1023个Fe原子;
2、稀有气体是由单原子分子直接构成的:
(1)1mol氖含有约6.02×1023个Ne原子或分子;
(2)1mol氩含有约6.02×1023个Ar原子或分子;
3、不含有金属元素或NH4+的单质、化合物,一般是由分子直接构成的:
(1)1mol氧气含有约6.02×1023个O2分子;
(2)1mol二氧化碳含有约6.02×1023个CO2分子;
(3)1mol甲烷含有约6.02×1023个CH4分子;
(4)1mol硫酸含有约6.02×1023个H2SO4分子;
4、含有金属元素或NH4+的化合物,一般是由离子直接构成的:
(1)1mol氯化钙含有约6.02×1023个Ca2+、2×6.02×1023个Cl-;
(2)1mol硫酸铵含有约2×6.02×1023个NH4+、6.02×1023个SO42-。
二、使用物质的量的概念,必须能正确理解“内含”关系
1molO内含NA个O、8NA个质子、8NA个中子、8NA个电子、6NA个最外层电子、2NA个内层电子;
1molO2内含2NA个O、16NA个质子、16NA个中子、16NA个电子;
1molO3内含3NA个O、24NA个质子、24NA个中子、24NA个电子;
1molO2-内含NA个O2-、8NA个质子、8NA个中子、10NA个电子、2NA个内层电子、8NA个最外层电子。
1molH2SO4内含2NA个H、1NA个S、4NA个O;
1mol(NH4)3PO4能电离出3NA个NH4+和1NA个PO43-
【例题分析】:
1、在0.5molNa2SO4中含有Na+的数目是
A.3.01×1023B.6.02×1023C.0.5D.1
2、28%的KOH溶液中,平均多少个水分子溶有一个K+
A.6个B.8个C.10个D.28个
3、下列两种物质中含有的氧原子数不同的是
A.质量比为2∶1的SO2和O2B.9g水和22gCO2
C.12gNO和9.8gH2SO4D.物质的量相同的H2SO4和H3PO4
4、0.8molCO2和0.8molCO中含有碳原子的物质的量之比为,含有氧元素的质量之比为,两物质中含有电子的物质的量之比为。
5、等质量的SO2与SO3的物质的量之比,其中含有的氧原子数之比
硫原子数之比
【随堂反馈】
1、下列物质中所含氢原子数最多的是
A.2molCH4B.3molNH3C.4molH2OD.6molHCl
2、能电离出的Cl-数目与2molNaCl电离出的Cl-数目相同的物质是
A.1molMgCl2B.2molKClO3C.1molAlCl3D.1.5molCaCl2
3、由纯H2SO4和纯H3PO4组成的混合酸共98g,其中含氧元素64g,则混合酸中H2SO4和H3PO4的物质的量之比为
A.1∶1B.2∶3C.3∶2D.任意比
4、由FeO、Fe2O3、Fe3O4组成的混合物,测得铁元素氧元素的质量比为21∶8,则这种混合物中FeO、Fe2O3、Fe3O4的物质的量之比可能是
A.1∶2∶1B.2∶1∶1C.1∶1∶1D.1∶2∶3
5、2.16gX2O5中含有0.1mol氧原子,则X的相对原子质量为
A.21.6B.28C.31D.14
6、下列说法中正确的是
A.2molCH4的质量和氧气的摩尔质量都是32g
B.1mol任何气体中都含有相同的原子数
C.1molC2H5OH中含有6.02×1023个分子
D.H3PO4的摩尔质量是98.0g/mol
7、与22gCO2所含分子数相等的水的质量为
A.44gB.22gC.18gD.9g
8、下列说法中正确的是
A.摩尔是表示原子、分子、离子的个数的单位
B.摩尔既表示物质中所含的离子数,又是物质质量的单位
C.摩尔是物质的量的单位,用“mol”表示
D.摩尔质量的单位是克/摩,用“g/mol”表示
9、O2、SO2、SO3三者的质量之比为2∶4∶5,它们的物质的量之比为
A.2∶4∶5B.1∶2∶3C.1∶1∶1D.2∶2∶3
10、NA表示阿伏加德罗常数,下列说法正确的是
A.NA个氢气分子与NA个氧气分子的质量比为1∶1
B.NA个水分子的质量与水的摩尔质量在数值上相等
C.16g氧气中含有的氧气分子数为NA
D.44gCO2与28gCO所含有的分子数均为NA
11、24.5gH2SO4的物质的量是;1.50molNa2CO3的质量是。
12、24.5gH2SO4的物质的量为,其中含mol硫原子,含g氢原子,含个氧原子。
当它溶于水完全电离时,可产生____molH+和molSO42-。
13、成人每天从食物中摄取的几种元素的质量分别为:
0.8gCa、0.3gMg、0.2gCu和0.01gFe,试求这4种元素的物质的量之比。
14、如果mg氨气由a个原子构成,则2mg硫化氢中含有的分子数为(用含a的代数式表示)。
15、现有0.270kg质量分数为10%的CuCl2溶液。
计算:
(1)溶液中CuCl2的物质的量;
(2)溶液中Cu2+和Cl-的物质的量。
第一章从实验学化学
第二节化学计量在实验中的应用
(2)
【知识构建】
一、决定物质体积的因素
微粒数
粒子的大小
粒子之间的距离
压强
温度
固体
液体
气体
1、
(1)下列实验中生成的H2和O2的体积比大约是;
(2)假设有1.8g水发生了电解,请填写下表:
质量
物质的量
H2和O2的物质的量之比
H2
O2
规律:
同温同压下,气体的体积之比气体的物质的量之比
2、请填写下表:
条件是0℃、101kPa(即标准状况)
物质
密度/g·L-1
物质的量
气体的质量
气体的体积
H2
0.0899
1mol
O2
1.429
1mol
3、请填写下表:
条件是20℃、101kPa(即通常状况)
物质
密度/g·cm-3
物质的量
物质的质量
物质的体积
Fe
7.86
1mol
Al
2.70
1mol
H2O
0.998
1mol
H2SO4
1.83
1mol
总结:
1、同温同压下,1mol不同固体、液体的体积;
2、同温同压下,1mol不同气体的体积,在标准状况下,大约;
3、同温同压下,1mol气体的体积1mol固体、液体的体积。
二、气体摩尔体积
1、概念:
2、符号:
Vm
3、单位:
L·mol-1
4、在0℃、101kPa(即标准状况)下的取值:
Vm≈22.4L·mol-1
标准篮球的直径d=24.6cm
5、注意事项
(1)其它条件下,Vm不一定≈22.4L·mol-1但也有可能!
(2)通常状况下(20℃、101kPa),Vm>22.4L·mol-1
【交流提升】
一、阿伏加德罗定律:
同温同压下,相同体积的气体,物质的量相同、分子数也相同
例1:
两个体积相同的容器,一个盛有NO气体,另一个盛有N2和O2组成的混合气体,在同温同压下两容器内的气体一定具有相同的
A.原子总数B.质子总数C.分子总数D.质量
二、阿伏加德罗定律的推论
1、同温同压下的任何气体:
V1:
V2=n1:
n2=N1:
N2
(推导的依据p×V=n×R×T=
×R×T
p×M=ρ×R×T)
2、同温同压下的气体:
=
=
=
3、同温同体积下的气体:
=
=
【例题分析】
1、标准状况下,两种气体的体积相等,则
A.所含原子数一定相等B.物质的量一定相等
C.质量一定相等D.密度一定相等
2、同温同压下,甲、乙两容器分别盛有甲烷气体和氨气,已知它们所含原子个数相同,则甲、乙两容器的体积比为
A.4∶3 B.5∶4 C.4∶5 D.1∶1
3、现有CO2和N2两种气体
(1)当二者的质量相等时,在相同状况下,体积比为 ,密度之比为 ,分子数之比为
(2)在相同状况下,当二者的体积相同时,质量比为 ,密度之比为 ,分子数之比为
4、在三个密闭容器中分别充入Ne、H2、O2三种气体,当它们的温度和密度都相同时,这三种气体的压强(p)从大到小的顺序是
A.p(Ne)>p(H2)>p(O2) B.p(O2)>p(Ne)>p(H2)
C.p(H2)>p(O2)>p(Ne) D.p(H2)>p(Ne)>p(O2)
5、在一定条件下,1体积气体A2和3体积气体B2完全反应生成了2体积气体X(体积在相同条件下测定),则X的化学式是
A.AB B.A2B3 C.AB2 D.AB3
【随堂反馈】
1、NA表示阿伏加德罗常数的值,下列说法中正确的是
A.常温常压下,0.05NA个CO2分子所占的体积是1.12L
B.氨气的摩尔质量和NA个氨分子的质量在数值上相等
C.常温常压下,32g氧气和34gH2S分子个数比为1∶1
D.标准状况下,NA个水分子所占的体积为22.4L
2、标准状况下,32g某气体的分子数目与22gCO2的分子数目相同,则该气体的摩尔质量为
A.32B.32g/molC.64g/molD.64
3、科学家刚刚发现了某种元素的原子,其质量是ag,已知一个12C原子的质量是bg,NA是阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A.该原子的摩尔质量是aNAB.Wg该原子的物质的量一定是
C.Wg该原子中含有
个该原子D.由已知信息可得:
5、有一真空瓶质量为m1,该瓶充入空气后质量为m2。
在相同状况下,若改为充入某气体A时,总质量为m3。
则A的相对分子质量是
A.
×29B.
×29C.
×29D.
×29
6、下列条件下,两瓶气体所含原子数一定相等的是
A.同质量、不同密度的N2和COB.同温度、同体积的H2和N2
C.同体积、同密度的C2H4和C3H6D.同压强、同体积的N2O和CO2
7、同温同压下,已知O2的密度为ρg•L-1,则NH3的密度为
A.
g•L-1B.
g•L-1C.
g•L-1D.
g•L-1
8、关于同温同压下等体积的CO2和CO,下列叙述:
(1)质量相等;
(2)密度相等;(3)所含分子数相等;(4)所含碳原子数相等;其中正确的是
A.
(1)
(2)(3)(4)B.
(2)(3)(4)C.(3)(4)D.(3)
9、2、如果ag某气体中所含有的分子数为b,则cg该气体在标准状况下的体积是(式中NA为阿伏加德罗常数)
A.22.4bc/aNALB.22.4ab/cNALC.22.4ac/bNALD.22.4b/acNAL
10、若50滴水正好是
mL,则1滴水所含的分子数是
A.
×50×18×6.02×1023 B.
×6.02×1023
C.
×6.02×1023 D.
11、下列叙述正确的是
A.同温同压下,相同体积的物质,其物质的量一定相等
B.任何条件下,等物质的量的甲烷和一氧化碳所含的分子数一定相等
C.1L一氧化碳气体一定比1L氧气的质量小
D.相同条件下的一氧化碳气体和氮气,若体积相等,则质量一定相等
12、下列数量的各物质:
(1)0.5mol氨气;
(2)标准状况下22.4L氦;(3)4℃时9ml水;(4)0.2mol磷酸钠,所含原子个数由大到小的排列顺序是_____________________。
第一章从实验学化学
第二节化学计量在实验中的应用(3)
【知识构建】
一、溶液的浓度表示方法与特点
例:
现有一种质量分数为98%的浓硫酸、密度为1.84g·cm-3。
取100mL这样的溶液,则:
(1)溶液的总质量为g,溶液中所含纯硫酸的质量为g;
(2)从其中取出10mL溶液,则其中硫酸的质量分数为
(3)取用溶液时,是称其质量方便、还是量取其体积方便?
。
总结:
二、物质的量浓度:
1、概念:
2、表达式:
3、单位:
4、物质的量浓度、溶液体积与溶质的物质的量之间的换算关系:
三、配制一定物质的量浓度溶液的方法:
1、主要仪器与工具:
天平*、量筒、烧杯、玻璃棒、容量瓶*、胶头滴管、试剂瓶
2、操作流程:
计算→称量→溶解→转移→洗涤→定容→摇匀→装瓶→贴签
3、实例:
配制100mL0.1mol·L-1NaCl溶液
(1)经计算需要氯化钠固体g
(2)用称取gNaCl倒入烧杯中。
(3)在盛NaCl的烧杯中注入适量的蒸馏水,并用玻璃棒搅拌,使其混合均匀
(4)冷却后,沿注入mL的中。
(5)用适量蒸馏水洗涤烧杯及玻璃棒2~3次,将溶液一并注入容量瓶中。
(6)往容量瓶中小心加蒸馏水,至液面接近刻度线处,改用加蒸馏水,使溶液的 与瓶颈刻度相切。
(7)采用标准的操作方法摇匀,并转移入试剂瓶中贴上标签。
【变式】配制500mL1.0mol/LCuSO4溶液,需要CuSO4·5H2O晶体的质量是。
【交流提升】
一、溶液中微粒的浓度:
1、0.1mol/LAl2(SO4)3溶液中c(Al3+)c(SO42-)
溶液中的电荷守恒(用浓度表示):
2、从100mL0.1mol/LAl2(SO4)3溶液中取出10mL溶液,则其中c(Al3+)
3、下列溶液中c(Cl-)与50mL1mol/L的氯化铝溶液中的c(Cl-)相等的是
A.150mL1mol/L的氯化钠溶液B.75mL2mol/L的氯化铵溶液
C.150mL1mol/L的氯化钾溶液D.75mL1mol/L的氯化铁溶液
二、溶液的稀释与混合:
1、c(浓溶液)×V(浓溶液)=c(稀溶液)×V(稀溶液)
例:
配制250mL1.0mol/LH2SO4溶液,需要18mol/LH2SO4溶液的体积是。
2、c(溶液A)×V(溶液A)+c(溶液B)×V(溶液B)=c(混合溶液)×V(混合溶液)
例:
100mL0.3mol/LNa2SO4溶液和50mL0.2mol/LAl2(SO4)3溶液混合后,溶液中SO42-的物质的量浓度为
A.0.2mol/LB.0.25mol/LC.0.40mol/LD.0.50mol/L
三、与溶液的质量分数之间的换算公式:
c=1000×ρ×w÷M
例:
市售硫酸溶质的质量分数为98%硫酸(密度为1.84g/cm3),则其物质的量浓度为
四、气体溶于水形成溶液的物质的量浓度:
例:
在标准状况下,560体积氨气溶于1体积水中,所得氨水的密度为0.89g/cm3,则该氨水中溶质的质量分数为物质的量浓度为(提示:
溶质以NH3计算)
五、物质的量浓度的溶液进行化学反应的计算:
例:
2.8g铁与100mL的稀盐酸恰好反应,求:
(1)放出的H2在标准状况下的体积?
(2)反应中所用稀HCl的物质的量浓度?
五、实验误差分析:
方法:
紧扣原始公式:
c(B)=n/V分析
配制步骤
错误操作
n
V
c(B)(mol/L)
①计算
计算结果m=2.65,称2.7g
②称量
砝码沾有固态物质
NaOH放在滤纸上称量
量浓硫酸时仰视
将量筒的洗涤液注入烧杯
③溶解
用玻璃棒搅拌时有溶液溅出
④转移
溶液未冷
玻璃棒在刻度线上引流
⑤洗涤
未洗涤或洗涤液未注入容量瓶
⑥定容
仰视
超过刻度线,吸出一部分水
⑦摇匀
摇匀后液面下降,补充水
⑧装瓶
试剂瓶刚用蒸馏水洗过
例:
有下列化学仪器:
①托盘天平;②玻璃棒;③药匙;④烧杯;⑤量筒;⑥容量
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