内容正文:
专题 2 研究物质的基本方法
(
研究物质的实验方法
能结合现象进行分析,并运用化学原理进行解释和推断。学习
本单元知识需要注意以下几个要点:
1
.
初步学会过滤、结晶、萃取和分液、蒸馏等分离物质的实验技能。
2.
学会
Cl
-
、SO
2
4
-
、CO
2
3
-
、
NH
学会用焰色反应法、离子检验法设计简
单实验鉴别离子。
3
.
学会利用化学实验探究某些常见物质的组成成分。
第一
单元
)
实验安全与基本规范
1 . 遵守实验室规则
走进实验室,首先要认真阅读并牢记实验室 的① 。
2 . 明确安全措施
常见危险化学品的分类标识
标志
意义
②
易燃 气体
③
剧毒品
④
蒸发与结晶
1 . 过滤
2 . 蒸发结晶
(1) 适用范围及注意事项
(2) KCl 和 MnO2 的分离与回收
(3) 除去粗盐中的杂质氯化镁和泥沙
3 . 冷却结晶
名师点拨 除杂操作“ 四注意 ”
(1) 除杂试剂要过量;
(2) 过量试剂需除去;
(3) 选择的方法要最佳;
(4) 除去多种杂质时要考虑加入试剂的先后 顺序。
高中化学 必修 · 第一册( 苏教版)
蒸馏、萃取和分液
1 . 蒸馏
2 . 萃取与分液
物质的检验
1 . 常见离子的检验
(1) 铵根离子的检验
(2) 氯离子的检验
(3) 硫酸根离子的检验
2 . 焰色反应
物质性质和变化的探究
1 . 铝的性质实验
(1) 铝与氧气常温下的反应:铝在常温下能 很快被9 ,形成O40 。打磨后的铝片 有金属光泽。
(2) 铝与氧气加热条件下的反应
实验 操作
用坩埚钳夹住一片铝 箔在酒精灯火焰上加 热至熔化,轻轻晃动
再 取 一 片 铝 箔,用 砂 纸 仔 细 打 磨,除 去 表 面 的 氧 化 膜,再 加 热 至熔化
实验 现象
两片铝箔都O4l 化的铝不滴落
, 失去O42
, 熔
2 . 铝与盐酸、NaOH 溶液的反应
实验操作
专题 2 研究物质的基本方法
续表
实验现象
试管中有气泡产生, 铝片溶解;点燃的木 条放 在 试 管 口 时 发 出爆鸣声
试管中有气泡产 生,铝 片 溶 解;点 燃的木条放在试 管 口 时 发 出 爆 鸣声
3 . 影响双氧水分解快慢的因素
(1) 探究催化剂对化学反应速率的影响
实验 操作
实验 现象
加入 MnO2 前有少量气泡出现,加入 MnO2 后 产生大量气泡
实验 结论
MnO2 可以使 H2 O2 分解的速率O43
(2) 探究温度对化学反应速率的影响
实验 操作
试管中均为 3 mL 浓度约为 15%的 H2 O2 溶液
实验 现象
常温下产生气泡慢,热水浴中产生气泡快
实验 结论
对于反应 2H2 O2 ==2H2 O+ O2 ↑ 来说,其他
条件相同,温度越高,H2 O2 的分解速率越快
判断正误,正确的画“√”, 错误的画“ ×”。
1 . 食盐作为生活必需品,事关民生,除去 NaCl 溶 液中的 CaCO3 , 可采用过滤的方法 ( )
2 . 水与乙醇的混合物,可用分液漏斗分离 ( )
3 . 家里的食用花生油不小心混入了大量的水,最
简便的分离方法是过滤 ( )
4. 过滤、蒸发、溶解都要用到玻璃棒,其作用相同
( ) 5 . 分液操作时,先将分液漏斗中下层液体从下 口 放出,再将上层液体从下口放出 ( ) 6. 用洁净的铂丝蘸取待测液在酒精灯火焰上灼 烧,若火焰呈黄色,则表明待测液中肯定含有 K+ ( ) 7 . 在蒸馏操作中,冷凝管中的水应从上口进下口出 ( )
8 . 向溶液中加入硫酸酸化的 NaCl 溶液,产生白色
沉淀,证明原溶液中一定含 Ag+ ( )
(
①安全规则
②爆炸品
③氧化剂
④腐蚀品
⑤溶解性 ⑥漏斗内壁 ⑦玻璃棒
⑧三层滤纸
⑨搅拌
⑩加热
O1l洗涤、干燥
O12蒸发结晶
O13Mg(OH)
2
沉淀
O14过滤
O15泥沙
O16Mg(OH)
2
沉淀
O17盐酸
O18加热蒸发
O19较高
O20温度计
O2l蒸馏烧瓶 O22沸点 O23
互不相溶 O24溶解度
O25分液漏斗 O26上 口 O27下
口 O28强碱溶液
O29强碱溶液
0加热
l刺激性气味气体
2蓝
3白色沉淀
4稀盐酸
5BaCl
2
溶液
6白
色
沉淀
7黄
8紫
9氧化
O40致密的氧化膜
O4l熔化 O42金属光泽
O43加快
)
疑难 物质的分离与提纯
牛油是重庆火锅的灵魂,牛油底料的制作过 程是向大口铁锅中加入牛油,加热到一定温度,再 放入豆瓣豆豉、生姜末、花椒、辣椒等翻炒,香味物 质渗入油中,再经过烹煮,香味进一步释放 。重庆 火锅好吃的原因之一就是它里面的牛油底料,牛 油可以很好的吸附在食物上,当我们吃到在牛油 底料锅里涮熟的菜时,能感觉到它的油脂香味,而
另一个更重要的原因是牛油是被反复利用 的,就 像老汤一样,在不断地熬煮过程中,涮品里边的肉 类油脂会融入牛油底料之中 ,而底料里的花椒、 海椒等香味也不断融入锅底,让牛油可以散发出 醇厚迷人的味道。
提示见 P208
1 . 从化学角度考虑,重庆火锅中牛油的作用 是什么? 与化学实验中的哪个操作类似?
2 . 萃取和分液通常同时进行,有人说这其实
高中化学 必修 · 第一册( 苏教版)
是一种分离方法,你认为对吗?
3.液体 A 和液体 B 混合后,若两液体互溶,可 选用的分离方法是什么? 若两液体互不相溶,可 选用的分离方法是什么?
混合物分离与提纯的方法
(1)物理方法
分离与提 纯的方法
适用范围
实例
过滤
组分 在 水 中 溶 解 性 不同
除去 NaCl 溶液中 的 CaCO3
结晶
物质 溶 解 度 受 温 度 变化影响的大小,包 括蒸 发 结 晶 和 冷 却 结晶
海水晒盐
蒸馏 ( 分馏)
①难 挥 发 或 不 挥 发 的杂 质 在 液 体 中 形 成的混合物;②沸点 相差 较 大 的 液 体 混 合物
蒸馏水的制备、无 水乙醇的制备、石 油的分馏、CCl4(沸 点 76.75 ℃ )和 甲 苯(沸点 110.6 ℃ ) 混合物的分离
分液
两种 互 不 相 溶 的 液 体混合物
CCl4 和水的分离
萃取
溶质 在 互 不 相 溶 的 溶剂里溶解度不同
利用 CCl4 从溴水 中萃取溴单质
(2)化学方法
可以归纳为 “ 杂转纯,杂变沉,化为气 ” 。
a.“ 杂转纯 ”:将要除去的杂质变为提纯物,这 是提纯物质的最佳方案。
b.“ 杂变沉 ”:加入一种试剂,将要除去的杂质 变为沉淀,再用过滤的方法除去沉淀。
c.“ 化为气 ”:加热或加入一种试剂使杂质变 为气体逸出 。如 NaCl 中混有 Na2 CO3 ,则可加盐
酸使 CO3 (2)- 转变为 CO2 逸出。
疑难 物质的检验方法
(
~
)世界卫生组织的事故调查显示,大约50%
60%的交通事故与酒后驾驶有关,所以酒驾会有 相应的处罚,交警用经硫酸酸化处理的三氧化铬 ( CrO3 )硅胶检查司机呼出的气体,根据硅胶颜色 的变化( 硅胶中的+6 价铬能被酒精蒸气还原为+3 价,颜色发生变化),可以判断司机是否酒后驾车。
提示见 P208
1.从材料可知,交警是如何检测出司机是否 酒后驾车的?化学实验中一般从哪些角度进行物 质的检验?
2.检验 SO4 (2)- 时,先加 BaCl2 溶液后加稀盐酸, 能否说明一定有 SO4 (2)- 存在? 怎样检验溶液中一 定含有 SO4 (2)-?
3.若观察到某溶液焰色反应的火焰颜色呈黄 色,能不能说该溶液含钠盐? 能不能说溶液中有 钠元素没有钾元素?
离子的检验
离子
试剂
现象
注意
沉 淀 法
Cl-
AgNO3 溶液 和稀 HNO3
白色沉淀
SO4 (2)-
稀盐酸和 BaCl2 溶液
白色沉淀
先用稀盐酸酸 化,无现象,再 加 BaCl2 溶液
气 体 法
NH
NaOH 溶 液和湿润 的红色石 蕊试纸
产生有刺激 性气味的气 体,且气体 能使湿润的 红色石蕊试 纸变蓝
要加热
CO3 (2)-
稀盐酸和 澄清石灰水
澄清石灰 水变浑浊
SO3 (2)-、HSO 、 HCO 有干扰
显 色 法
I-
氯水( 少 量),CCl4
下层为紫色
Na+ K+
、
Pt( Fe)丝 和稀盐酸
火焰分别呈 黄色、紫色
K 的焰色要 透过蓝色钴 玻璃观察
专题 2 研究物质的基本方法
(
溶液组成的定量研究
认识物质的量在化学定量研究中的重要作用,能运用化学计量关系和物质
的量概念研究溶液
的组成
。学习本单元知识需要注意以下几个要点:
1
. 了解物质的量浓度的含义和应用,体会定量研究对化学科学的重要作用。
2.
能运用物质的量浓度进行简单计算。
3
. 学会配制一定物质的量浓度的溶液。
第二
单元
)
物质的量浓度
一 定 物 质 的 量 浓 度 溶 液 的 配 制 m
以配制 100 mL 0. 100 mol · L- 1 的 Na2 CO3 溶 液为例:
化学反应的计算
借助化学反应确定未知浓度溶液的物质的量 浓度的步骤:
设—设 所 求 物 质 的 物 质 的 量、质 量 或 体
积等。
写— 写出相关反应的化学方程式。
标—在方程式中有关物质的化学式下面标 出已知物质和所求物质有关物理量的关系,并代 入已知量和未知量。
列—列出比例式。
解—根据比例式求解。 答— 简明地写出答案。
判断正误,正确的画“√”, 错误的画“ ×”。
1 . 1 mol ·L- 1 NaCl 溶液表示 1 L 水中含有 NaCl 的
质量为 58 . 5 g ( )
2 .0. 1 mol · L- 1 硫酸溶液含有 SO4 (2)- 的物质的量为
0. 1 mol ( )
3 . 100 mL 0. 5 mol · L- 1 的 NaCl 溶 液 与 300 mL 0. 25 mol ·L- 1 的 CaCl2 溶液中 Cl- 的物质的量浓
度之比为 2 ∶ 1 ( )
4. 使用容量瓶之前必须检查是否漏水 ( ) 5 . 配制 NaCl 溶液时,可把 NaCl 固体放在容量瓶中
溶解 ( )
6. 所配溶液的体积与容量瓶的规格应相同 ( ) 7 . 在常温下将浓硫酸稀释后立即转入容量瓶中
( ) 8 . 在移液时不小心将溶液溅到外面,则所配溶液
浓度会偏小 ( )
(
①c
B
=
n
B
②
mol
·L
-
1
③1
.
06
④1
. 1
⑤冷却
V
至室温
⑥玻璃棒
⑦100
mL 容量瓶
⑧烧杯
⑨1 ~
2
cm ⑩胶头滴管 O1l相切
)
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疑难关于物质的量浓度的计算 …… (2)气体溶质物质的量浓度的计算
(
…
…
标准状况下
,1
L
水中溶解某气体
V
L,
所得
溶
)…… 液的密度为 ρ g cm-3 ,气体的摩尔质量为 M g
…
… (3)溶液中溶质的质量分数与物质的量浓度 …
… 之间的换算 …
(
…
1
000
ρ
ω
)… c= ( c 为溶质的物质的量浓度,单位
… M
…… 为 mol · L-1 ,ρ 为溶液的密度,单位为 g · cm-3 ,ω
(
…
)… 为溶质的质量分数,M 为溶质的摩尔质量,单位为 …… g · mol-1 )。
…
…… 溶液的稀释或混合的有关计算
图中为体检表中的数据,其中单位均表示浓 ……… (1)将浓溶液加水稀释,稀释前后溶质的物
度的单位 。在科学实验和工农业生产中,人们在 … 质的量和质量都保持不变。
(
量其质量
。此外,物质在发生化学反应时,反应物
…
…
m(
浓)
ω
(
浓
)=
m(
稀)
ω
(
稀)
)使用溶液时,一般都量取溶液的体积,而很少去称 c( 浓)··V( 浓)=c( 稀)· V( 稀)
(
…
c
1
V
1
+c
2
V
2
=c(
混
)
V(
混)
)的物质的量之间有一定的比例关系,比质量关系 …… (2)溶质相同,浓度不同的两溶液相混合,混 要简单得多 。所以我们学习另外一种表示浓度的 …… 合后,溶质的总物质的量( 或总质量)等于混合前 物理量— 物质的量浓度 。 …… 两溶液中溶质的物质的量之和( 或质量之和)。
(
…
m
1
ω
1
+m
2
ω
2
=m(
混)
ω
(
混)
)提示见 P208 … · · ·
(
1.
将
58.5
g
NaCl
固体溶于
1
L
水中,所形成
…
) (
…
考虑溶液体积的改变,可认为是原溶液的体积之
)… (3)混合后溶液的体积:① 若题目中指出不 的溶液中 NaCl 的物质的量浓度是 1 mol/L 吗? 为 …
(
什么?
…
) (
1
mol/L,
则
Cl
-
的物质的量浓度是多少?
来计算。
)… 和;②若题目中给出混合后溶液的密度,应根据 2.已知在 AlCl3 溶液中 Al3+ 的物质的量浓度为 …
(
…
溶液中离子浓
度的有关计算
)3.将 200 mL 0.1 mol/L 的 H 2 SO4 溶液加水稀 …
释成 500 mL,则所得溶液中溶质的物质的量浓度 ……
为多少? … (1)单一溶质溶液
溶液中溶质物质的量浓度的计算 …… 根据溶质组成求算:在溶液中,阴离子与阳离
…… 子浓度之比等于化学组成中阴、阳离子个数之比。
(
…
(2)
混合溶液
)溶质的(1物)质 (已)的 (知)浓度的方法 (定体积的溶)液中溶质的量,计算 …… 如 K2 SO4 溶液中:c( K+)= 2c( SO4 (2)-)= 2c( K2 SO4 )。
(
a.
若已知溶质质量
…
…
)… 根据电荷守恒,溶液中所有阳离子所带正电 …… 荷总 数 与 阴 离 子 所 带 负 电 荷 总 数 相 等 。如 在
b.若已知溶液中某粒子的个数 …… Na2 SO4 、NaCl 混 合 溶 液 中 , c ( Na+ )=
…… 2c( SO4 (2)-)+c( Cl-)。
…
…
专题 2 研究物质的基本方法
疑难 溶液的配制及误差分析
AgI 可用于人工降雨,它是由 AgNO3 溶液与
KI 溶液反应得到的:AgNO3 +KI ==AgI↓+ KNO3 。
某生产碘化银降雨弹的工厂购进了一批硝酸银, 工厂技术人员需要检验硝酸银的含量是否达到产 品标 准 ( ≥ 99 . 5%) , 可 以 用 NaCl 溶 液 来 检 测
(
AgNO
3
的含量
。根据
AgNO
3
+
NaCl
==
AgCl
↓
+
)NaNO3 可知:n( AgNO3 ) = c ( NaCl) V( NaCl) 。 因 此,AgNO3 含量的定量分析,首先需要精确配制 一 定物质的量浓度的 NaCl 溶液。
提示见 P208
1 . 精确配制 100 mL 0. 100 mol ·L- 1 的 NaCl 溶 液可以用量筒和烧杯直接配制吗?
2 . 是否有一种既有一定的容量,又有精确刻 度的实 验 仪 器 来 配 制 一 定 物 质 的 量 浓 度 的 溶 液呢?
3 . 在使用容量瓶配制溶液时,为什么必须要 等溶液的温度恢复到室温后再将溶液转移到容量 瓶中?
配制一定物质的量浓度的溶液
(1) 实验步骤及所用仪器
(2) 容量瓶的使用注意事项 a. 使用前用蒸馏水洗净。
b . 用玻璃棒引流时,玻璃棒与容量瓶的接触 点应在刻度线以下。
c . 定容时要平视刻度线,使溶液的凹液面最 低点与刻度线相切。
d . 在容量瓶上标有一个刻度线,两个数据( 温 度和规格)。在选择容量瓶时,应选用与所配溶液 体积相等或稍大规格的容量瓶。
e . 使用容量瓶的“五不”:不能进行加热;不能 进行溶解;不能进行稀释;不能作为反应容器;不 能长时间贮存溶液。
(3) 误差分析
根据 判断。
能引起误差的一些操作
影响因素
对 c 的 影响
m
V
砝码沾有其他物质或已生锈
增大
不变
偏高
溶液未冷却至室温就 注入容量瓶定容
不变
减小
定容时俯视读数
不变
减小
砝码与物品颠倒放置
( 使用游码)
减小
不变
偏低
NaOH 称量时间过长
减小
不变
NaOH 放在滤纸上称量
减小
不变
向容量瓶移液时有少量溅出
减小
不变
未洗涤烧杯和玻璃棒
减小
不变
定容时,水多,用滴管吸出
减小
不变
定容摇匀后液面下降再加水
不变
增大
定容时仰视读数
不变
增大
配制前容量瓶内有水
不变
不变
不变
定容后经振 荡、摇 匀、静 置,液面下降
不变
不变
易错提醒 仰视或俯视刻度线的图示
(1) 仰视刻度线( 如图甲),由于操作时以刻 度线为基准加水,从下向上看,最先看见的是刻度 线,此时刻度线低于液面的实际刻度,故加水量偏 多,导致溶液体积偏大,结果偏低。
(2) 俯视刻度线( 如图乙),恰好相反,刻度线 高于液面,使得加水量偏少,结果偏高。
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(
人类对原子结构的认识
通过对原子结构和核外电子排布规律的学习,
提高学生宏观辨识与微观辨析的素养水平
。学
习本单元知识需要注意以下几个要点:
1
.
知道常见的原子核外电子排布。
2.
会画
1 ~ 18
号元素的原子结构示意图。
3
.
记住元素化合价与原子核外电子排布的关系。
第三
单元
)
原子结构模型的演变
原子核的构成
1 . 原子的构成和微粒之间的关系
2 . 核素、同位素和元素之间的关系
特别提醒
1 . 元素的种类是由质子数决定的。
2 . 核素的种类是由质子数和中子数决定的 。 3 . 元素的种类数小于核素( 原子)的种类数。
原子核外电子排布
1 . 核外电子的分层排布
2 . 元素性质与原子结构的关系
金属元素原子
非金属元素原子
最外层电子数( 一般)
O18 4
O19 4
形成稳定结构方式
O20 电子
O2l 电子
表现化合价
正化合价
负化合价( 一般)
判断正误,正确的画“√”, 错误的画“ ×”。
1 . 汤姆生根据 α 粒子散射现象发现了电子,提出
原子结构模型 ( )
2 . 原子是微小的实心球体 ( )
3 . 参加化学反应时原子通过适当的方式都使最外
层达到 8 电子稳定结构 ( )
4. 所有的原子核均由质子和中子组成 ( ) 5 . 金属元素原子一定易失去电子,非金属元素原
子一定易得到电子 ( )
6. 1 (1)H、1 (2)H、1 (3)H 互为同位素,其物理性质和化学性质
均不同 ( )
(
①道尔顿
②汤姆生
③玻尔
④量子力学
⑤原子核
⑥正
⑦不带
⑧负
⑨质量数
⑩质子数 O1l质子数 O
12中子数 O13原子核
O14质子数 O15中子数
O16原子核
O17质子数
O18<
O19≥
O20失去
O2l得到
)
专题 2 研究物质的基本方法
疑难 原子结构
α 粒子散射实验
1911 年,卢 瑟福用 α 粒子轰击一张极薄的金 箔( 散射实验),并据此提出了原子结构的“ 行星 模型”,使人类对原子结构的认识迈出了 坚实的一 步 。卢瑟福的学生玻尔将量子论观点引入“ 行星 模型”中,解决了经典电磁力学无法解释的难题, 使人类 对 原 子 结 构的 认 识 进 入 了 一 个 崭 新 的 时代。
提示见 P208
1 . 在原子结构中,决定元素化学性质的主要 因素是什么?
2 . 所 有 的 原 子 核 都 是 由 质 子 和 中 子 构 成 的吗?
3 . 16 O2 和18 O2 互为同位素吗?
元素、核素、同位素的比较
元素
同位素
核素
概 念
具有相同核 电荷数( 质子 数)的同一类 原子的总称
质子 数 相 同 而 中 子数不同的核素
具有一定 质子数和 中子数的 一种原子
范 围
宏观概念,对 同一类原子 而言,既有游 离态又有化 合态
微观概念,对某种 元素的原子而言, 因同位素的存在, 所以 原 子 种 类 多 于元素种类
指具体的 原子
特 性
主要通过形 成的单质或 化 合 物 来 体现
同位 素 的 质 量 数 不同,化学性质相 同;天然存在的各 种同 位 素 所 占 原 子百 分 比 一 般 不 变;同位素物理性 质不同,化学性质 几乎相同
元素不同, 核素不同, 且核素之 间当质子 数相同而 中子数不 同时,互称 为同位素
疑难 原子核外电子排布
电子的质量很小(9 . 1× 10- 31 kg) , 带负电荷,运
动速度极快( 如在 1 000 V 电压下加速的电子的 速度可高达 1 . 9× 107 m · s - 1 ) 。 因此,原子核外电 子的运动与宏观物体的运动有着极大的不同,它 没有确定的轨道 。为了更好地学习和研究核外电 子排布情况,我们沿用了玻尔的原子结构模型,我 们学习的原子结构示意图就是通过该模型演变而 来的。
提示见 P208
1 . 将 Na 原子的结构示意图写成对
吗? 为什么?
2 . 分别画出 Na+ 、Cl- 的结构示意图,它们与哪 种原子核外电子排布相同?
3 . 原子形成阳离子或阴离子后,其电子层结 构发生了哪些变化?
核外电子排布规律
(1)原子核外各电子层最多能容纳的电子数 是一定的,而且电子在原子核外排布时,总是尽量 先排在能量最低的电子层,即最先排 K 层,当 K 层排满后,再排 L 层等。
(2)原子核外各电子层最多能容纳的电子数 为 2n2 , 最外电子层最多只能容纳 8 个电子( K 层 为最外层时,最多只能容纳 2 个电子)。
(3)次外层电子数不能超过 18 个。
元素性质与原子核外电子排布的关系
(1)当原子最外层电子数达到 8( 只有一个电 子层时为 2) 时,该原子处于稳定结构,化学性质 较稳定。
(2) 元素的化合价与原子 的 电 子 层 结 构 有 关 。例如:①钠原子最外层只有 1 个电子,容易失 去这个电子而达到稳定结构,因此钠元素在化合 物中通常显+ 1 价 。②氯原子最外层有 7 个电子,
只需得到 1 个电子便可达到稳定结构,因此氯元
素在化合物中常显- 1 价。
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$$