2.1 研究物质的实验方法（图文版知识清单，不可编辑）化学苏教版必修第一册

高中化学第一单元 研究物质的实验方法 考点1实验安全和基本规范 实验安全与基本规范 自 1.遵守实验室规则 (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。 【特别提醒】实验中产生的 (3)实验后 废液不能直接倒入水槽中， 应分类收集在废液缸中，由 实验后应将药品和所用仪器收拾干净， 学校统一处理。 保持实验室整洁卫生。 二、常见危险化学品的分类标识 爆炸品 易燃气体 易燃液体 3 第1类：爆炸品 第2类：压缩气体和液化气体 第3类：易燃液体 第4类：易燃固体、 自燃物品和遇湿易燃物品 氧化剂 剧毒品 三级放射性物品 腐蚀品 5 6 8 第5类：氧化剂和有机过氧化物 第6类：有毒品 第7类：放射性物品 第8类：腐蚀品 考点2物质的分离提纯 1.物质的分离和提纯 (1)分离和提纯的区别 【特别提示】 分离 提纯 分离：把混合物中的 将混合物中的各组分分 除去混合物中的杂质， 几种物质分开，每一组分都 开，得到纯净的物质； 保留主要物质。 要保留下来，恢复到原状 态，得到比较纯的物质。 888 提纯：又叫物质的净 化或除杂，指保留某一组 分，把杂质除去。 (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 【特别提示】 态、沸点、水溶性等)的差异。日◇伞盈 混合物分离提纯的依据是 混合物中各组分性质的差 异，这也是选择分离提纯方 分离和提纯过程中，应尽量减少所需物质的损失。 法的依据。 2.过滤 (1)过滤适用于固液混合物的分离。 (2)主要仪器 :7 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： 一贴、二低、三靠 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。 结晶法分离与提纯-知识清单 3.结晶 (1)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： 【特别提示】蒸发结晶 a.在加热蒸发过程中，应用玻璃棒不断搅拌， 蒸发溶剂，如海水“晒盐”。 防止由于局部过热造成液滴飞溅； 蒸发时要注意：蒸发皿可 b.加热到蒸发皿中剩余少量液体时（出现较多 直接受热；加热时用玻璃 晶体时)应停止加热，用余热蒸干； 棒不断地搅动防止热液溅 c.热的蒸发皿应用坩埚钳取下，不能直接放在 出)，发现溶液出现较多固 实验台上，以免烫坏实验台或引起蒸发皿破 体时撤火，利用余热将溶 裂要垫在石棉网上。 液蒸干。 (2)冷却结晶 【特别提示】降温结晶 ①原理：在较高温度下蒸发溶剂，形成饱和 降低饱和溶液温度，如硝酸 溶液，降低温度，溶质溶解度降低，析出 钾的结晶提纯法。先蒸发浓 晶体的过程叫冷却结晶。 缩，形成较高温度下的饱和 溶液，再冷却即有晶体析出， ②冷却结晶主要适用于分离溶解度随温度变化 最后过滤得硝酸钾晶体。 有较大差异的物质。 (3)结晶的应用 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Mn02的混合 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。 混合物 溶解、过滤、 滤渣 滤液 蒸发 (KCl+Mno, +水 (Mn02)(KCl溶液) KC固体 提示将混合物加适量水，使KC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。 ②参照溶解度曲线，设计实验方案提纯混有少量KCl的KNO3。 3l00 提示将固体混合物用90℃以上的热水溶解，形成热的浓溶液， 80 KNO 60 冷却至室温，过滤，将晶体洗涤、干燥，得到KNO3晶体。 KCI 20 0 20406080温度（℃） 高中化学知识清单：蒸馏的原理与操作 4.蒸馏 (1)原理和应用 ①原理：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应用：运用蒸馏，可以分离沸点相差较大的液体混合物，也可以除去水 等液体中难挥发或不挥发的杂质。 (2)实验装置 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 (3)操作要点 【特别提示】 1.蒸馏操作的实验步骤 ①温度计的水银球在蒸馏烧瓶的支管口处。 连接装置→检查装置的气密性一 ●( ②蒸馏烧瓶中所盛放液体不能超过其容积的 向蒸馏烧瓶中加入所要分离的液 2/3,也不能少于1/3。 体和碎瓷片一接通冷却水一加热 一→收集馏分→停止对蒸馏烧瓶加 ●( ③冷凝管中冷却水从下口进，上口出。 热并整理仪器。 ●④先接通冷凝水，再加热。 2.蒸馏操作的注意事项 (1)温度计水银球的位置：蒸馏 烧瓶的支管口处。 ● ⑤蒸馏烧瓶中放少量碎瓷片 防液体暴沸。 (2)冷却水的流向：由下往上 ⑥剩余少量溶液时即可停止加热，溶液不可蒸 (与内管的冷凝液形成逆流)。 干。 (3)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。 (4)为防止暴沸可在蒸馏烧瓶 中加入适量碎瓷片 高中化学知识清单：物质的分离与提纯 —一分液与萃取 5.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： 装液 振荡 静置 分液 ①将要分离的液体倒入分液漏斗 ②将分液漏斗放在铁 ③打开分液漏斗顶部塞 ④另取一只烧杯， 中，塞上分液漏斗顶部的塞子， 铁架台上，分液漏斗 子，再打开活塞，将下 将上层液体倒入 将分液漏斗倒转过来，充分振荡， 下端尖嘴紧贴烧杯壁 层液体恰好放出到烧杯 烧杯中。 打开活塞放气，再关闭活塞。 ,静置。 中，关闭活塞。 (4)分液操作注意事项： A①分液漏斗使用前要洗涤并检漏。 个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。 个③分液时，要将漏斗下端管口尖嘴紧贴烧杯内壁，使液体顺利流下，防止液体飞溅。 A④下层液体要从下口放出，怡好流尽时及时关闭活塞，防止上层液体流出。 A⑤上层液体要从上口倒出，保证上层液体尽量少地沾附下层液体。 6.萃取 (1) 【实验探究】从溴水中富集溴 取一只分液漏斗，向其中加入5mL四氯化碳，再加入约 15L溴水，塞上分液漏斗顶部塞子，倒转过来充分振荡， (特别提示】3.萃取操作及现象描述： 置于铁架台上静置。 以用四氯化碳从溴水中萃取溴为例： 实验操作：向溴水中加入适量四氯 化碳，振荡，静置。 实验现象：液体分为两层，上层颜色 较浅，下层呈橙红色。 实验现象：液体分为两层，上层是水层，颜色较浅，下层 四氯化碳变成了橙红色。 (2)原理： 【特别提示】1.萃取剂的选择： 萃取是利用物质在互不相溶的溶剂里 溶剂A (1)与原溶液中的溶剂互不相溶， 溶解度的不同，将物质从一种溶剂中 互不反应。 转移到另一溶剂（即萃取剂）中，从而 溶剂A 溶剂B (2)溶质在萃取剂中的溶解度要远 实现分离的方法。 大于在原溶剂中的溶解度。 (3)萃取的条件： (3)与溶质不发生化学反应。 ①两种溶剂互不相溶； ②溶质在两种溶剂中的溶解度相差较大。 【特别提示】2.常用的萃取剂： 常见的萃取剂有四氯化碳、苯、汽油等。 与水的密度比较：p(CCl4)>p(H2O)>p(汽油)或p(苯)。 分层判断：密度大的溶剂在下层、密度小的溶剂在上层。 高中化学考点3：物质的检验 1.常见离子的检验 (1)NH的检验 (2)C的检验 (3)S0的检验 取少量待测液，加入NaOH溶 取少量待测液，加入AgNO3溶 取少量待测液，先加入过量稀 液，并加热，若产生使湿润的 液，产生白色沉淀，加入稀硝 盐酸，无现象后再滴加BaCL) 红色石蕊试纸变蓝的气体，则 酸，沉淀不溶解，则原溶液中 溶液，若产生白色沉淀，则原 原溶液中含有NH。 含有C。 溶液中含有$0}。 AgNO3 BaCl2 反应式：NHH+OHAH20 反应式：C+Ag→AgCl 反应式：S0+Ba2+→BaS04↓ +NH3↑ (白色沉淀) (白色沉淀) 【归纳小结】常见离子的检验方法 离子 检验方法 H+ ①用紫色石蕊试液检验，溶液呈红色。 ②用pH试纸检验，pH<7。 pH<7 ①用紫色石蕊试液检验，溶液呈蓝色。 OH- ②用酚酞实验检验，溶液变红色。 ③用pH试纸检验，pH>7。 pH>7 ①加入稀盐酸，用燃烧的木条检验产生的气体，火焰熄灭。 ②加入稀盐酸，将生成的气体通入澄清石灰水中，石灰水 C032- 变浑浊。 反应式：C032-+2H+→H20+C02↑； C02+Ca(OH)2→CaC03↓+H20 NH4* 加入NaOH溶液，加热，用湿润的红色石蕊试纸检 。提示 验，试纸变蓝色。 【特别提示】 (1)检验C时加入稀HNO3的 CI 加入少量AgNO3溶液，再加入稀硝酸。有白色沉淀 生成，且沉淀不溶解。 目的是为了排除C032-等离子 的干扰，因为Ag2C03是不溶 S042 加入少量BaC2溶液，再加入稀盐酸。有白色沉淀 于水的白色沉淀，但可溶于 生成，且沉淀不溶解。 稀HNO30 【特别提示】 Na+ 焰色反应，火焰呈黄色。 (2)检验$042时加入稀盐酸的 目的是为了排除C032等离子 的干扰，因为BaC03是不溶于 焰色反应，通过蓝色钴玻璃观察， 水的白色沉淀，但可溶于稀盐 K 火焰呈紫色。 酸。 焰色反应-知识清单 2.焰色反应 (1)定义： 【特别提示】 很多金属或它们的化合物在灼烧 (1)焰色反应是物理 时的火焰都会呈现特殊颜色，这 变化，不是化学变 这叫做焰色反应。根据灼烧时火 化，在灼烧时，被检 验物质可能发生化 焰呈现的特殊颜色，可以检验金 学变化，但与火焰的 金属或金属离子的存在。 颜色无关。 【实验探究】 Na、K元素的检验 实验1(K元素) 实验2(Na元素) 取一根铂丝（或细铁丝），放在 再用稀盐酸洗净铂丝，并在火 酒精灯火焰上灼烧至无色。用铂 焰上灼烧至无色，蘸取少量 丝蘸取少量KC溶液，置于火焰 NaCl溶液，置于火焰上灼烧， 上灼烧，透过蓝色轱玻璃观察火 观察火焰颜色。 焰颜色。 实验现象：火焰呈黄色。 实验现象：火焰呈紫色。 观察钾的焰色时，要透过蓝色钴玻璃去 观察，这样可以滤去黄光，避免其中含 钠杂质所造成的干扰。 (2)不是所有的金属都可 呈现焰色反应，金属单质 与它的化合物中保持一致。 ● 蓝色钴玻璃 透过蓝色钴玻璃观察 直接观察 →火焰呈紫色 →火焰呈黄色 物质的分析与检验方法·知识清单 3.仪器分析法 (1)元素分析仪 (2)红外光谱仪 3)原子吸收光谱仪 确定物质中是否含有 确定物质中是否存在 确定物质中含有哪些 C、H、O、N、S、Cl、 某些有机原子团。 金属元素。 Br等元素。 ®@ Zn Na NS C-H O-H (2800-3000 X (3200-3600 cm) (CL,Br) cm) C=0 (1650-1750cm) 4.物质检验的方法 (1)物质检验的思想方法 00 特殊现象 人们常依据某物质参加化学反应时产生的特殊现象 ⊙ 及某些物理特征进行物质的检验。 物理特征 (2)物质的特征反应法 C02 ①产生气体或沉淀，如：C0好与盐酸反应产 生能使澄清石灰水变浑浊的气体，NH与 碱溶液在加热时生成有刺激性气味的气体 ;S0}与稀盐酸、BaC2溶液反应生成 白色沉淀。 C02 NH3 BaSOa ②产生特殊气味，如：蛋白质灼烧产生烧焦羽毛 的气味。 烧焦羽毛味 ③呈现特殊颜色。如：淀粉溶液遇碘单质变蓝色。 考点4物质性质和变化的探究·铝的性质-知识清单 1.实验探究铝的性质 实验操作 主要现象 结论 打磨铝片， 打磨后的铝片 铝是银白色金属，铝 观察 呈银白色 在空气中易被氧化， 形成一层氧化膜 Al203 加热未打磨的 铝片内部熔融 表层有一层Al203) 铝片 但不下滴 且熔点高于AI单质 分别向两支试管 中加入铝片，然 铝片均溶解， Al既能与盐酸反应 分别加入稀盐酸 且均有气泡产 又能与NaOH溶液 和NaOH溶液 生 反应 Al+HCI Al+NaOH 【归纳小结】金属铝的性质 (1)物理性质：铝是银白色金属，熔点比氧化铝低。 保护层 (2)化学性质： Al203 ①被0，氧化：常温下，铝与空气中的氧气反应形成一层致密的 氧化物薄膜，因此铝制品具有良好的抗腐蚀性。反应的化学方 防腐蚀 程式为4Al+302==2Al2030 ②与盐酸反应：现象为铝片溶解，生成无色无味气体。反应的化 学方程式为2Al+6HCl==2 AICI3+3H2↑。 ③与氢氧化钠溶液反应：现象为铝片溶解，生成无色无味气体。 H202分解因素&化学查询许-知识卡 2.实验探究影响双氧水分解速率的因素 实验序号 实验方案 现象 结论 25℃ 【特别提示】探究影 3mL15% 气泡产生 响双氧水分解速率因 ①浓度越大， 的双氧水 较慢 素的实验方案设计思 H202分解速率 路 越快 (1)比较相同温度下， 25℃ 3mL6% 气泡产生 不同浓度的过氧化氢 ② ②温度越高， 溶液放出气体的快慢； 的双氧水 非常慢 H202分解速率 (2)比较在不同温度 越快 下，相同浓度的过氧 3mL15% 化氢溶液放出气体的 气泡产生 ③ 的双氧水 ③加催化剂， 快慢 较快 H202分解速率 (3)比较在少量二氧化 75℃热水浴 锰催化下放出气体的 加快 25℃ 快慢。 3mL15% 气泡产生 ④ 的双氧水 非常快 MnO,粉末 3.探究化学问题的一般思路 物质变化往往受到多个 (1)确定要研究的化学问题 因素的影响，在研究化 学反应与外界因素之间 (2)提出假设：依据已有的知识和一定的 的关系时，对影响物质 化学原理提出假设 变化规律的因素或条件 加以人为控制，使其他 (3)设计化学实验方案：控制某些因素， 几个因素不变，集中研 选择适宜的条件、试剂和仪器。 究其中一个因素的变化 (4)实施实验：观察、记录化学反应的现 所产生的影响，有利于 象、数据。 在研究过程中，迅速寻 找到物质变化的规律。 (5)得出结论：整理分析有关资料，基于 实验证据推理判断，检验所作的假设或解 释是否合理。