第一章从实验学化学改.docx
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第一章从实验学化学改
第一章从实验学化学----化学实验基本方法
注意:
化学实验安全
1.遵守实验室规则
2.了解安全措施
3.掌握正确的操作方法
4.重视并逐步熟悉污染物和废弃物的处理方法。
混合物的分离与提纯
物质的分离是把混合物中各物质经过物理(或化学)变化,将其彼此分开的过程,分开后各物质要恢复到原来的状态。
物质的提纯是把混合物中的杂质除去,以得到纯物质的过程。
实验——粗盐的提纯
【思考与讨论】粗盐中有哪些杂质呢?
粗盐提纯的步骤:
溶解、过滤、可溶性杂质的除去、蒸发、烘干。
过滤操作方法及注意事项,如图:
①“一贴”:
②“二低”:
③“三接触”:
注意:
如果滤液对滤纸有腐蚀作用,一般可用代替滤纸。
如果过滤是为了得到洁净的沉淀物,则需对沉淀物进行,
方法是:
过滤后如果溶液仍然浑浊,应。
可溶性杂质的除去:
硫酸盐(以Na2SO4为例)
镁离子(以MgCl2为例)
钙离子(以CaCl2为例)
归纳:
除杂的“四原则”和“三必须”
(1)“四原则”:
一不增(提纯过程中不增加新的杂质);
二不减(不减少欲被提纯的物质);
三易分离(被提纯物与杂质容易分离);
四易复原(被提纯物质要复原)。
(2)“三必须”是:
一除杂试剂必须过量;
二过量试剂必须除尽(因为过量试剂带入新的杂质);
三除杂途径选最佳。
【随堂练习】
1、下列有关实验室一般事故的预防和处理方法正确的是()
A.燃着的酒精灯打翻失火,应立即用水浇灭
B.少量酸或碱滴到实验台上,立即用湿抹布擦净,再用水冲洗抹布
C.蒸发食盐溶液时,发生液滴飞溅现象,应立即加水冷却
D.皮肤上沾有少量浓硫酸,可立即用大量水冲洗
2、下列实验操作中,正确的是()
A.为了使过滤速率加快,可用玻棒在过滤器中轻轻搅拌,加速液体流动
B.用酒精灯给试管加热时,要将被加热的试管放在酒精灯火焰的外焰上
C.为加速固体物质的溶解可采用粉碎、振荡、搅拌、加热等方法
D.为增大气体物质的溶解度,常采取搅拌、加热等措施
3、某学生发现滴瓶中溶液里有悬浊物,拟用右图所示操作进行过滤,错误的操作有()
A.4处 B.3处 C.2处 D.1处
4、提纯含有少量硝酸钡杂质的硝酸钾溶液,可以使用的方法是()
A.加入过量的碳酸钠溶液,过滤,除去沉淀,溶液中补加适量硝酸
B.加入过量的碳酸钾溶液,过滤,除去沉淀,溶液中补加适量硝酸
C.加入过量的硫酸钠溶液,过滤,除去沉淀,溶液中补加适量硝酸
D.加入过量的硫酸钾溶液,过滤,除去沉淀,溶液中补加适量硝酸
课后检测
姓名:
1、要从硝酸钾和食盐(少量)的混合物中,分离出较纯净的硝酸钾,应把它们( )
A.溶解、过滤
B.制成饱和溶液,降温后再过滤
C.加热、冷却后结晶
D.溶解、过滤后结晶
2、下列实验中,①pH试纸的使用 ②过滤 ③蒸发④配制一定物质的量浓度溶液,均用到的仪器是( )
A.蒸发皿 B.玻璃棒
C.试管D.分液漏斗
3、除去下列物质中的杂质,所用试剂和方法不正确的是( )
物质杂质除杂所用试剂和方法
A.H2SO4HClAgNO3溶液、过滤
B.KNO3K2SO4Ba(NO3)2溶液、过滤
C.CuCuO盐酸、过滤
D.CaCO3CaOH2O、CO2、加热、过滤
4、某同学用托盘天平称量锌粒24.4g(1g以下用游码),他把锌粒放在右盘,当天平平衡时,所称取的锌粒的实际质量应是( )
A.24.4gB.25.5gC.23.6gD.24g
5、在实验室从自来水制取蒸馏水的实验中,下列说法错误的是( )
A.烧瓶中要放入碎瓷片防止爆沸
B.温度计的水银球与蒸馏烧瓶地支管口平齐,不能插入液面
C.冷凝水应该是下进上出,与蒸汽的流向相反
D.开始蒸馏时,应该先加热,再开冷凝水;蒸馏完毕,应该先关冷凝水再撤酒精灯
蒸馏
1、蒸馏:
利用混合液体或液-固体系中各组分沸点不同,使低沸点组分蒸发,再冷凝以分离整个组分的单元操作过程。
2、蒸馏操作注意事项,如图:
①蒸馏烧瓶中所盛液体不能超过其容积的2/3,也不能少于1/3;
②温度计水银球部分应置于蒸馏烧瓶支管口下方约0.5cm处;
③冷凝管中冷却水从下口进,上口出;
④为防止爆沸可在蒸馏烧瓶中加入适量碎瓷片;
⑤蒸馏烧瓶的支管和伸入接液管的冷凝管必须穿过橡皮塞,以防止馏出液混入杂质;
⑥加热温度不能超过混合物中沸点最高物质的沸点。
【思考与讨论】蒸馏与蒸发的区别
蒸发:
蒸馏:
【补充】蒸发操作应注意的事项:
①注意蒸发皿的溶液不超过蒸发皿容积的;
②加热过程中要不断,以免;
③如果蒸干,当析出大量晶体时就应,利用余热。
分液
1、分液:
是把两种互不混溶的液体分离开的操作方法。
2、分液操作方法及注意事项,如图:
①用普通漏斗把要分离的液体注入分液漏斗内,盖好玻璃塞;
②将分液漏斗置于铁架台的铁圈上,静置,分层;
③将玻璃塞打开,使塞上的凹槽对准漏牛口上的小孔再盖好,使漏斗内外空气相通,以保证漏斗里的液体能够流出;
④打开活塞,使下层液体慢慢流出,放入烧杯,待下层液体流完立即关闭活塞,注意不可使上层液体流出;
⑤从漏斗上端口倒出上层液体。
萃取
1、萃取:
指利用化合物在两种互不相溶(或微溶)的溶剂中溶解度或分配系数的不同,使化合物从一种溶剂内转移到另外一种溶剂中。
经过反复多次萃取,将绝大部分的化合物提取出来的方法。
2、萃取操作方法及注意事项:
①用普通漏斗把待萃取的溶液注入分液漏斗,再注入足量萃取液;
②随即振荡,使溶质充分转移到萃取剂中。
振荡的方法是用右手压住上口玻璃塞,左手握住活塞部分,反复倒转漏斗并用力振荡;
③然后将分液漏斗置于铁架台的铁环上静置,待分层后进行分液;
④蒸发萃取剂即可得到纯净的溶质。
为把溶质分离干净,一般需多次萃取。
【思考与讨论】
1.列举我们生活中混合物分离与提纯的例子
2.如果不慎把油污弄在衣服上,可以用什么方法,其中是什么原理?
【随堂练习】
1.根据右图所示的溶解度曲线,
回答下列问题.
(1)氯化钠和纯碱晶体均属于
_____物质(填“易溶”、
“可溶”、“微溶”或“难溶”).
(2)我国某些盐湖里出产天然碱
(主要成分为纯碱晶体,并含少量
氯化钠杂质).在实验室里从天然碱
中分离出较纯的纯碱晶体,应采用______的方法(杂质仅考虑氯化钠).
(3)具体的实验操作步骤:
①加热溶解,②_________,③_________,
④洗涤晾干.
(4)完成①~③必备的实验仪器有铁架台(附铁圈、石棉网等)、烧杯、玻璃棒和_________、____________等.
2.如下图为实验室制取自来水的装置示意图,根据图示回答下列问题。
(1)图中的两处明显的错误____________,
_____________________________________。
(2)A仪器的名称是______________,B仪器的名称是_______________。
(3)实验时A中除加入少量自来水外,还需加入少量__________________,其作用是_________________________________。
课后检测
姓名:
1.下面是4种盐在不同温度下的溶解度(g/100gH2O):
温度
NaNO3
KNO3
NaCl
KCl
10℃
80.5
20.9
35.7
31.0
100℃
175
246
39.1
56.6
(假设:
①盐类共存时,不影响各自的溶解度;②分离晶体时,溶剂的损耗忽略不计)
某同学设计用物质的量比为1∶1的硝酸钠和氯化钾为原料,加入一定量的水制取硝酸钾的实验,其实验流程如下所示:
(1)在①和③的实验过程中,关键的实验条件是。
(2)分离出晶体②和④的操作是__________(填“倾倒”、“蒸发”、“结晶”或“过滤”)。
硝酸钾是晶体(填“A”或“C”)。
(3)粗产品中可能含有的杂质离子是________________________,检验其中阴离子的方法是。
(4)欲将粗产品提纯,可采取的方法是
___________________________________________________________________。
2.实验室用氯化钠固体配制20%的NaCl溶液500mL,回答下列问题:
(1)请简要叙述该实验的实验步骤:
①____________________;②____________________;
③____________________;④____________________;
⑤____________________;⑥____________________。
(2)所需仪器为:
容量瓶(规格:
________)、托盘天平,还需要哪些实验仪器才能完成该实验,请写出:
。
(3)下列操作对所配溶液的浓度有何影响?
(填写字母)
偏大的有_______________________________________________;
偏小的有_______________________________________________;
无影响的有_____________________________________________。
A.称量时使用了生锈的砝码
B.将NaOH放在纸张上称量
C.NaOH在烧杯中溶解后,未冷却就立即转移到容量瓶中
D.往容量瓶中移液时,有少量液体溅出
E.未洗涤溶解NaOH的烧杯
F.定容时仰视刻度线
G.容量瓶未干燥即用来配制溶液
H.定容后盖上瓶塞反复摇匀,静置后,发现液面不到刻度线,再加水至刻度线
第一章从实验学化学----化学计量在实验中的应用
【思考与讨论】
如何通过实验方法粗略测知一张白纸的厚度?
2、如何通过实验方法粗略测知一个原子或分子的质量?
现有一杯水,如何知晓其中含多少水分子?
物质的量的单位-----摩尔
物质的量是一个物理量,它表示含有一定数目粒子的集合体,符号为n.物质的量的单位是摩尔,简称摩,符号为mol.国际上规定,1mol粒子集体所含的粒子数与0.012kg12C中所含的碳原子数相同,约6.02×1023.把1mol任何粒子的粒子数叫做阿伏伽德罗常数,符号为NA。
通常用6.02×1023mol-1表示。
这里的粒子集体可以是原子、分子、离子或原子团,也可以是电子、质子、中子等,但不可以是宏观物体。
如:
1molFe、1molO2、1molNa+、1molSO42—、2molH2O
注意:
使用摩尔作为单位时,所指粒子必须十分明确,且粒子的种类要用化学式表示。
物质的量、阿伏伽德罗常数NA与粒子数N之间存在着下述关系:
【例1】5molH2SO4中含有的分子个数是多少?
原子总数是多少?
氧原子个数是多少?
1mol任何粒子所含粒子数为6.02×1023个,而1mol任何粒子或物质的质量都是以克为单位,数值上等于该粒子的相对原子质量或相对分子质量。
化学上把单位物质的量的物质所具有的质量叫做摩尔质量,符号为M,常用单位为g/mol。
得出公式:
m=n•M
【例2】5gH2SO4的物质的量是多少?
1.5molNaCO3的质量是多少?
【随堂练习】
1、设NA表示阿伏加德罗常数,下列说法正确的是( )
A.1mol氦气中有2NA个氦原子
B.14g氮气中含NA个氮原子(氮的相对原子质量为14)
C.2L0.3mol·L-1Na2SO4溶液中含0.6NA个Na+
D.18g水中所含的电子数为8NA
2、已知气体的密度与它的摩尔质量成正比。
一只气球若放在空气(空气的平均摩尔质量是29g·mol-1)中可静止不动,那么在相同条件下该气球放在下列气体中会下沉的是( )
A.O2B.Cl2
C.CO2D.CH4
3、铅笔芯的主要成分是石墨和黏土,这些物质按照不同的比例加以混合、压制,就可以制成铅笔芯。
如果铅笔芯质量的一半是石墨,且用铅笔写一个字消耗铅笔芯的质量约为1mg,那么一个铅笔字含有的碳原子数约为( )
A.2.5×1019个B.2.5×1022个
C.5×1019个D.5×1022个
4、用NA表示阿伏加德罗常数的值,下列叙述正确的是( )
A.含有NA个氦原子的氦气在标准状况下的体积约为11.2L
B.在常温常压下,11.2LCl2含有的分子数为0.5NA
C.25℃,1.01×105Pa,64gSO2中含有的原子数为3NA
D.标准状况下,11.2LH2O含有的分子数为0.5NA
课后检测
姓名:
1、下列各物质中,含氧原子个数最多的是()
A、1molKClO3B、0.5molH3PO4
C、32gO2D、3.01×1023个CO2
2、Cl2、HCl、O2、CO2各5g,按其所含分子数目由多到少的顺序排列是:
____________________________________________________
3、2.71gNa2SO4•10H2O中含有Na+和SO42—的物质的量是多少?
含H2O的数目为多少?
4、质量相等的SO2和SO3,物质的量之比为(),硫原子的原子个数之比为(),氧原子的原子个数之比为()。
5、4.9g磷酸中含有多少个H原子、O原子和P原子?
以及与多少克P2O5中所含P原子相等?
6、下列说法是否正确,若不正确,请加以改正。
(1)水的摩尔质量是18g
(2)1分子硫酸的质量是98g
(3)1mol氮的质量为28g
(4)摩尔是7个基本物理量之一
(5)1mol物质中含有6.02×1023个微粒。
气体摩尔质量
【思考与讨论】通过学习我们已经知道,1mol任何粒子的集合体所含的粒子数目都相同,1mol粒子的质量往往不同。
那么1mol物质的体积是否相同呢?
下面通过计算来证明。
下表列出了20℃几种固体液体的密度,计算。
物质
物质的量mol
质量g
密度
g·cm-3
体积
cm3
Fe(固)
1
7.8
Al(固)
1
2.7
H2O(液)
1
1.0
H2SO4(液)
1
1.83
下表列出了温度0°C、压强101kPa时几种气体的密度,计算。
物质
物质的量mol
质量g
密度
g·L-1
体积
L
N2(气)
1
1.2505
H2(气)
1
0.0899
O2(气)
1
1.429
空气(气)
1
1.29
【思考与讨论】根据计算结果,分析讨论决定影响物质体积大小的主要因素。
【总结】
物质在固态或液态时,粒子间的平均距离比气态小得多,决定固体、液体的体积的主要因素是粒子的大小,由于粒子的大小是不同的,所以,1mol不同的固态或液态物质的体积是不相同的。
而气体物质分子之间的距离很大,故气体物质的体积主要决定于粒子间的距离。
决定粒子间距离的主要因素是温度和压强,不同气体在相同的温度和压强下,分子之间的距离可以看作是相同的,所以,粒子数相同的气体在相同条件下有着近似相同的体积。
反之,在相同温度和压强下,相同体积的任何气体应含有相同数目的粒子,这就是著名的阿伏加德罗定律。
注意:
气体的体积受温度、压强的影响很大,因此,说到气体的体积时,必须指明外界条件,否则就没有意义。
气体摩尔体积:
将单位物质的量的气体所占的体积称为气体摩尔体积,用Vm表示,单位为L/mol。
那么在一定温度和压强下,Vm是个常数,如果条件变化了,则Vm亦随之改变。
如在0℃、101kPa(标准状况)时,Vm=22.4L/mol;在25℃、101kPa时,Vm=24.5L/mol。
归纳得出公式:
气体摩尔体积
标准状况下,1mol任何气体所占的体积都为22.4L,即Vm=22.4L/mol
说明:
条件:
标准状况
对象:
任何气体(包括混合气体)
物质的量:
1mol
【随堂练习】
1、标准状况下,2.2g CO2的体积是多少?
2、标准状况下10g氢气的体积是多少升?
6.72L二氧化碳气体的质量为多少克?
3、现有3.4g H2S和0.1molHBr气体。
(1)不同条件下,哪个分子数较多?
(2)相同条件下,哪个该用较大的容器装?
(3)不同条件下,哪个质量大?
大多少?
(4)哪个所含H原子的物质的量多?
多多少?
(5)其中含S和Br各多少克?
4、N2、CO2、SO2三种气体的质量比为7:
11:
16时,它们的分子个数比为___________;物质的量之比为___________;同温同压下体积比为___________。
课后检测
姓名:
1、同温、同压下等质量的SO2气体和CO2气体,下列有关比较的叙述中,正确的是( )
①密度比为16∶11 ②密度比为11∶16
③体积比为16∶11 ④体积比为11∶16
A.①③B.①④
C.②③D.②④
2、标准状况下有
(1)6.72LCH4
(2)3.01×1023个HCl分子(3)13.6gH2S,下列对这三种气体的关系从小到大的排列顺序是:
A、物质的量______________B、体积___________________
C、质量__________________D、氢原子数_______________
3、N2、CO2、SO2三种气体的质量比为7:
11:
16时,它们的分子个数比为___________;物质的量之比为___________;同温同压下体积比为___________。
4、由CO2、H2和CO组成的混合气体在同温同压下与氮气的密度相同,则该混合气体中CO2、H2和CO的体积比为( )
A.13:
8:
29B.22:
1:
14
C.29:
8:
13D.26:
16:
57
5、同温同压下,等质量的下列气体所占有的体积最大的是( )
A.O2B.CH4C.CO2D.SO2
6、0.5L1mol/LFeCl3溶液与0.2L1mol/LKCl溶液中的Cl-的数目之比( )
A.5:
2B.3:
1C.15:
2D.1:
3
物质的量在化学实验中的应用
【思考与讨论】如何配制100g20%的NaCl溶液?
如何从该溶液中取出含0.1molNaCl的溶液?
【思考与讨论】根据溶质与溶液的相关物理量,你认为还用哪些溶液浓度来表示?
为了达到上述取液目的,我们只要知道一定体积的溶液里含有多少摩溶质即可,这在化学上叫做物质的量浓度。
物质的量浓度:
单位体积溶液里所含溶质B的物质的量,符号为cB.物质的量浓度可表示为:
,其单位为mol/L.
【例1】1、1mol/LNaOH溶液的含义是什么?
2、将0.5molNaOH配成2L溶液,该溶液的物质的量浓度是多少?
3、100mL1mol/LNaOH溶液中,NaOH的物质的量是多少?
从该溶液中倾倒出20mL,此20mLNaOH溶液的物质的量浓度还是1mol/L吗?
为什么?
4、将10gNaOH溶解在250mL水中,所得溶液的物质的量浓度是1mol/L吗?
【思考与讨论】
1、下列哪些操作会产生误差?
对实验结果产生怎样的影响?
为什么?
引流时有少许液体溅出容量瓶外
定容后摇匀,发现液面低于刻度线,不施加措施
定容时加水高于刻度线,将多余液体吸出
用于溶解的小烧杯未洗涤
2、如果将NaCl固体换为2.00mol/LNaCl溶液,则配制时有何不同?
【随堂练习】
1、配制200mL0.1mol/L的NaCl溶液,需NaCl的质量为多少克?
2、欲配制1mol/L的氢氧化钠溶液250mL,完成下列步骤:
①用天平称取氢氧化钠固体___g。
②将称好氢氧化钠固体放入___中加___蒸馏水将其溶解,待___后,将溶液沿___移入___mL的容量瓶中。
③用少量蒸馏水冲洗___次,将冲洗液移入___中,在操作过程中不能损失点滴液体,否则会使溶液的浓度偏___(低或高)。
④向容量瓶内加水至刻度线___时,改用___小心加水至溶液凹液面与刻度线相切,若加水超过刻度线,会造成溶液浓度偏___,应该___。
⑤最后盖好瓶盖___,将配好的溶液移入___中并贴好标签
3、计算1mol/L氯化钡溶液中各离子的浓度。
4、用CuSO4·5H2O配制0.1mol/L的水溶液,下列方法正确的是()
取25gCuSO4·5H2O溶于1L水中
将CuSO4·5H2O干燥去掉结晶水,取16g溶于水制成1L溶液
将25gCuSO4·5H2O溶于水制成1L溶液
将12.5gCuSO4·5H2O溶于500mL水中
课后检测
姓名:
1、下列物质中,物质的量最大的是________,含分子个数最多的是________,含原子个数最多的是________,质量最大的是________。
A.6gH2;
B.0.5molCO2;
C.1.20×1024个HCl分子;
D.148gH2SO4;
E.92g乙醇(C2H5OH);
F.4℃时10mL水
2、设计实验:
如何在实验室配制100mL2.0mol/LH2SO4溶液?
(1)提供仪器:
100mL烧杯、10mL量筒、玻璃棒、胶头滴管、100mL容量瓶
(2)提供药品:
98%的浓硫酸(密度为1.84g/cm3)、蒸馏水
(3)要求:
设计出实验操作方法,以及减小误差的措施。
3、1L水吸收448LHCl气体(体积已折算为标准状况下)可得密度为1.19g/cm3的浓盐酸,求此盐酸的物质的量浓度。
4、常温下,将20.0g质量分数为14.0%的KNO3溶液与30.0g质量分数为24.0%的KNO3溶液混合,得到密度为1.15g·cm-3的混合溶液。
计算:
(1)混合后溶液的质量分数。
(2)混合后溶液的物质的量浓度。
(3)在1000g水中需溶解多少摩尔KNO3才能使其浓度恰好与上述混合后溶液的浓度相等?
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