内容正文:
专题2 研究物质的基本方法
考点1 实验安全与基本规范
1.进入实验室之前的准备
在进入实验室之前,应做好预习和实验准备,熟悉实验所需的药品,掌握仪器、药品安全使用的要领,理解、掌握实验原理,熟悉实验步骤和操作要求。
2.实验过程中需注意的问题
在实验过程中应集中注意力,实验操作要规范。取用药品前须仔细核对所需药品与试剂瓶上的标签是否一致,仔细阅读使用说明,正确取用。仔细观察实验现象,如实记录,认真处理实验数据,分析实验结果,写好实验报告。同组实验的同学之间要分工协作,共同完成实验任务。遇到突发状况时,应沉着冷静,采取正确的处理方法,并及时报告老师。
在实验中应注意环境保护,减少实验排出的废气、废液和固体废物对环境的影响。
3.实验后
实验后应将药品和所用仪器收拾干净,保持实验室整洁卫生。
考点2 分离和提纯
1.分离和提纯的区别
分离:将混合物中的各组分分开,得到纯净的物质;
提纯:除去混合物中的杂质,保留主要物质。
2.混合物分离提纯的依据
混合物分离提纯的依据是混合物中各组分性质(如状态、沸点、水溶性等)的差异,这也是选择分离提纯方法的依据。
3.混合物分离提纯的区别
(1)分离:通过适当的方法,把混合物中的几种物质分开,每一组分都要保留下来,并恢复到原状态,得到比较纯的物质。
(2)提纯:只保留混合物中的某一组分,把其余杂质通过某些方法都除去,又叫物质的净化或除杂。
考点3 过滤和结晶
1.过滤
(1)过滤适用于固液混合物的分离。
(2)主要仪器:漏斗、烧杯、玻璃棒、铁架台、滤纸等。
(3)进行过滤操作时应注意的问题:
①一贴:滤纸紧贴漏斗内壁;
②二低:滤纸边缘略低于漏斗边缘;液体的液面略低于滤纸的边缘;
③三靠:向漏斗中倾倒液体时,烧杯的尖嘴应靠到玻璃棒上;玻璃棒的底端应轻靠到漏斗三层滤纸一侧;漏斗颈的末端尖嘴应靠到烧杯的内壁上。
2.蒸发结晶
(1)原理:
蒸发溶剂,使溶液由不饱和变为饱和,继续蒸发,过剩的溶质就会呈晶体析出,叫蒸发结晶,蒸发结晶适用于将可溶于溶剂的溶质分离出来。
(2)主要仪器:蒸发皿、三脚架或铁架台(带铁圈)、酒精灯、玻璃棒。
(3)在进行蒸发操作时要注意以下几个问题:
①在加热蒸发过程中,应用玻璃棒不断搅拌,防止由于局部过热造成液滴飞溅;
②加热到蒸发皿中剩余少量液体时(出现较多晶体时)应停止加热,用余热蒸干;
③热的蒸发皿应用坩埚钳取下,不能直接放在实验台上,以免烫坏实验台或引起蒸发皿破裂要垫在石棉网上。
3.冷却结晶
在较高温度下蒸发溶剂,形成饱和溶液,降低温度,溶质溶解度降低,析出晶体的过程叫冷却结晶。冷却结晶主要适用于溶解度随温度变化有较大差异的物质,如KNO3。
【实验探究1】实验室用KClO3在MnO2催化下受热分解制取氧气。现从反应剩下的KCl和MnO2的混合物中分离、回收这两种物质,需要使用哪些分离方法?请简述实验方案。
答案:将混合物加适量水,使KCl完全溶解,将混合物过滤,滤渣洗涤、干燥,得到MnO2,将滤液蒸发,得到KCl固体。
【实验探究2】参照溶解度曲线,设计实验方案提纯混有少量KCl的KNO3。
KCl和KNO3的溶解度曲线
答案:将固体混合物用90℃以上的热水溶解,形成热的浓溶液,冷却至室温,过滤,将晶体洗涤、干燥,得到KNO3晶体。
考点4 蒸馏
1.蒸馏
将液态物质加热至沸点,使之汽化,然后将蒸气重新冷凝为液体的操作过程称为蒸馏。
2.主要仪器及操作要点
(1)主要仪器:蒸馏烧瓶、冷凝管、温度计、接收管(牛角管)、锥形瓶、酒精灯。
(2) 实验步骤:
连接装置→检查装置的气密性→向蒸馏烧瓶中加入所要分离的液体和碎瓷片→接通冷却水→加热→收集馏分→停止对蒸馏烧瓶加热并整理仪器。
(3)注意事项:
①温度计的水银球应与蒸馏烧瓶的支管口相平。
②蒸馏时在蒸馏烧瓶中加入少量碎瓷片或沸石是为了防止暴沸。
③冷凝管中的冷却水从下口进,从上口出。
④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。
3.蒸馏的应用
(1)分离沸点相差较大的液体混合物。
(2)除去水等液体中难挥发或不挥发的杂质。
考点5 分液、萃取
1.分液
(1)原理:
如果两种液体互不相溶,就可以用分液的方法分离这两种液体。
(2)仪器:铁架台、分液漏斗、烧杯。
(3)操作过程:
①将要分离的液体倒入分液漏斗中,塞上分液漏斗顶部的塞子,将分液漏斗倒转过来,充分振荡,打开活塞放气,再关闭活塞。
②将分液漏斗放在铁架台上,分液漏斗下端尖嘴紧贴烧杯壁,静置。
③打开分液漏斗顶部塞子,再打开活塞,将下层液体恰好放出到烧杯中,关闭活塞。
④另取一只烧杯,将上层液体倒入烧杯中。
(4)分液操作注意事项:
①分液漏斗使用前要洗涤并检漏。
②振荡时,要不时旋开活塞放气,以防止分液漏斗内压强过大引起危险