专题02 研究物质的基本方法（期中复习课件）高一化学上学期苏教版

高一化学上学期期中复习 考点大串讲 专题02 研究物质的基本方法 苏教版 考点一 分离提纯与物质检验 考点二 溶液组成的定量研究 考点三 原子结构与同位素 题型一 实验方法的合理选择 题型二 溶液浓度与反应计算 题型三 微粒关系与实验证据 PART 01 期中考情透视 期中考情透视 本专题由实验方法、溶液配制和原子结构三部分组成。命题常以除杂试剂选择、卤水提溴、配制480 mL某浓度溶液、测定河水COD等实验情境为载体，考查分离方法的选择、硫酸根和氯离子等离子检验的操作顺序、容量瓶规格与误差分析；原子结构部分常考质子数、中子数、电子数的换算和同位素辨析。实验题文字表述多，要说清“操作—现象—结论”，计算题要注意容量瓶规格和取样后溶质的变化。 PART 02 复习目标锚定 复习目标锚定 能说出过滤、蒸发、蒸馏、萃取和分液的适用对象与操作要点，记住NH4+、Cl−、SO42−和Na+、K+的检验方法，熟记一定物质的量浓度溶液配制的步骤与仪器，能说出原子的构成 识记 理解 应用 理解SO42−检验中先加盐酸酸化的原因，能用c＝n/V分析俯视、仰视等操作带来的误差，说明α粒子散射实验与有核模型的关系，区分同位素与同素异形体 能根据组分性质差异设计分离提纯方案，完成浓硫酸稀释、取样后稀释等浓度计算，计算原子和离子中的质子、中子、电子数，写出常见原子和离子的核外电子排布 PART 03 知识体系构建 知识体系构建 过滤、结晶：固液分离，溶解度差异 蒸馏：分离沸点不同的互溶液体 分离提纯 萃取剂与原溶剂互不相溶 下层下口放出，上层上口倒出 萃取与分液 SO42−：先盐酸酸化，再加BaCl2 NH4+、Cl−；焰色反应看Na+、K+ 离子检验 实验方法 c＝n/V，V是溶液体积 物质的量浓度 按容量瓶规格计算 计算—称量—溶解—转移—洗涤—定容—摇匀 溶液配制 由c＝n/V判断误差 稀释：c1V1＝c2V2 误差与计算 溶液的定量研究 道尔顿→汤姆生→卢瑟福→玻尔 α粒子散射实验支持有核模型 原子模型 A＝Z＋N，质子数＝核外电子数 核素、同位素：看质子数与中子数 原子构成 分层排布：第n层最多2n2个 核外电子 原子结构 研究物质的 基本方法 PART 04 核心要点精讲 考点一 分离提纯与物质检验 考点二 溶液组成的定量研究 考点三 原子结构与同位素 核心要点精讲 考点一 分离提纯与物质检验 1.实验安全与基本规范 取用药品前核对名称、浓度和危险性；用剩的药品不放回原瓶，废液倒入指定容器。 闻气体用扇闻法：用手在瓶口轻轻扇动，使少量气体飘进鼻孔。 给试管里的液体加热，试管口不能对着自己或他人。 有毒气体的实验在通风处进行，并对尾气进行处理。 避坑指南 ❌ 稀释浓硫酸时把水倒入浓硫酸。应把浓硫酸沿器壁缓慢倒入水中，并用玻璃棒不断搅拌。 ❌ 酒精灯打翻着火，用水浇灭。应立即用湿抹布盖灭。 9 核心要点精讲 考点一 分离提纯与物质检验 2.分离提纯：根据性质差异选择 方法 主要依据 教材实例 过滤 固体与液体分离、溶解性不同 分离KCl与MnO2 结晶 溶解度及其随温度变化不同 提纯混有少量KCl的KNO3 蒸馏 沸点差异、挥发性差异 由自来水获得蒸馏水 分液 液体互不相溶 分离植物油和水 萃取 在互不相溶溶剂中溶解度不同 用CCl4提取溴水中的溴 避坑指南 ❌ 只要除去了杂质，提纯方法就合理。还要保留被提纯物质，不引入新杂质。 ❌ 除去KNO3中少量KCl用蒸发结晶。KNO3溶解度受温度影响大，应冷却结晶。 10 核心要点精讲 考点一 分离提纯与物质检验 3.过滤、蒸发与冷却结晶 过滤：分离不溶性固体和液体，操作要点是“一贴、二低、三靠”。 一贴：滤纸紧贴漏斗内壁；二低：滤纸边缘低于漏斗边缘，液面低于滤纸边缘；三靠：烧杯口靠玻璃棒，玻璃棒靠三层滤纸处，漏斗下端靠烧杯内壁。 蒸发结晶：用玻璃棒不断搅拌，出现较多晶体时停止加热，用余热蒸干。 冷却结晶：适用于溶解度随温度变化大的物质，如KNO3。 避坑指南 ❌ 蒸发时把水全部蒸干再停止加热。晶体会飞溅，应利用余热蒸干。 11 核心要点精讲 考点一 分离提纯与物质检验 4.KCl与MnO2的分离 例：从KCl和MnO2的混合物中分别回收两种物质。 溶解：加水溶解，KCl溶于水，MnO2不溶。 过滤：MnO2留在滤纸上，洗涤、干燥后得到MnO2。 蒸发：滤液蒸发结晶，得到KCl。 若是KNO3中混有少量KCl，则用热水溶解、冷却结晶、过滤的方法提纯KNO3。 避坑指南 ❌ 滤纸上的MnO2直接干燥就纯净了。它表面附着KCl溶液，要先洗涤。 12 核心要点精讲 考点一 分离提纯与物质检验 5.蒸馏、萃取与分液 蒸馏：利用沸点不同分离互溶的液体，如由自来水制蒸馏水。 温度计水银球位于蒸馏烧瓶支管口处；冷凝水下进上出；加碎瓷片防止暴沸。 萃取：利用溶质在互不相溶的两种溶剂中溶解度不同，把溶质提取出来。 分液：下层液体从下口放出，上层液体从上口倒出。 避坑指南 ❌ 蒸馏时温度计插入液体中。测的是蒸气温度，水银球应在支管口处。 ❌ 冷凝水上进下出。应下进上出，使冷凝管充满水。 13 核心要点精讲 考点一 分离提纯与物质检验 6.萃取剂选择与液层判断 萃取剂的三个条件：与原溶剂互不相溶；溶质在其中的溶解度更大；与溶质不反应。 用CCl4萃取溴水中的Br2：静置分层，下层CCl4层呈橙红色，上层颜色变浅。 酒精与水互溶，不能作为从溴水中萃取溴的萃取剂。 振荡时要及时放气；分液前打开分液漏斗上口的玻璃塞。 避坑指南 ❌ 酒精能溶解溴，可以从溴水中萃取溴。酒精与水互溶，不能分层。 ❌ 有机层一定在上层。CCl4密度比水大，在下层。 14 核心要点精讲 考点一 分离提纯与物质检验 7.常见离子的检验 待检离子 试剂与操作 现象 NH4+ 加NaOH溶液并加热 气体使湿润红色石蕊试纸变蓝 Cl− 加AgNO3溶液和稀HNO3 产生不溶于稀HNO3的白色AgCl沉淀 SO42− 先加稀HCl酸化，再加BaCl2 产生白色BaSO4沉淀 Na+、K+ 焰色反应；观察钾须用蓝色钴玻璃 钠呈黄色，钾呈紫色 避坑指南 ❌ 加AgNO3溶液产生白色沉淀，一定含Cl−。还要加稀HNO3，排除CO32−等干扰。 ❌ 焰色反应呈黄色，一定不含K+。要透过蓝色钴玻璃观察有无紫色。 15 核心要点精讲 考点一 分离提纯与物质检验 8.硫酸根检验中的干扰排除 第一步：取样，加足量稀盐酸酸化，无明显现象。 第二步：再加BaCl2溶液，产生白色沉淀，说明含SO42−。Ba2+＋SO42−＝BaSO4↓ 先加盐酸可以排除Ag+、CO32−等离子的干扰；酸化后若有沉淀，先过滤。 避坑指南 ❌ 先加BaCl2溶液，再加盐酸，沉淀不溶说明含SO42−。Ag+也会生成不溶于盐酸的AgCl。 ❌ 酸化时用稀硫酸。稀硫酸本身含有SO42−。 16 核心要点精讲 考点一 分离提纯与物质检验 9.实验探究与证据推理 科学探究的一般过程：提出问题 → 作出假设 → 设计实验 → 收集证据 → 得出结论。 控制变量：研究温度对H2O2分解快慢的影响时，只改变温度，其他条件都相同。 比较快慢的标准要统一，如都比较相同时间内收集到的气体体积。 “产生气泡较快”是现象，“反应较快”是结论，二者要分开写。 避坑指南 ❌ 同时改变温度和浓度，也能得出温度的影响。一次只能改变一个因素。 17 核心要点精讲 考点二 溶液组成的定量研究 1.物质的量浓度 物质的量浓度：c＝n/V，常用单位mol·L−1，V指溶液的体积。 求溶质：n＝cV，m＝nM＝cVM；体积以mL给出时先换算成L。 离子浓度：0.10 mol·L−1 Ba(OH)2溶液中，c(OH−)＝0.20 mol·L−1。 从一定浓度的溶液中取出任意体积，浓度不变，但溶质的物质的量随体积减少。 避坑指南 ❌ 把1 mol NaCl溶于1 L水，所得溶液浓度为1 mol·L−1。溶液体积不等于1 L。 ❌ 离子浓度与所取溶液的体积有关。离子浓度只由溶质浓度和化学式决定。 18 核心要点精讲 考点二 溶液组成的定量研究 2.一定浓度溶液的配制 步骤：计算 → 称量 → 溶解（冷却）→ 转移 → 洗涤 → 定容 → 摇匀。 容量瓶只有固定规格：配480 mL溶液选500 mL容量瓶，按500 mL计算。 洗涤烧杯和玻璃棒2～3次，洗涤液全部转入容量瓶。 加水至刻度线下1～2 cm处，改用胶头滴管滴加至凹液面最低处与刻度线相切。 避坑指南 ❌ 容量瓶洗净后未干燥，浓度偏低。定容时本来就要加水，对浓度无影响。 ❌ NaOH放在纸上称量。NaOH易潮解、有腐蚀性，应放在烧杯中称量。 ❌ 溶解后立即转移。应冷却至室温再转移。 19 核心要点精讲 考点二 溶液组成的定量研究 3.浓硫酸配制稀溶液的计算 例：用98%、密度1.84 g·cm−3的浓硫酸配制480 mL 1 mol·L−1稀硫酸。 第一步：选500 mL容量瓶，n(H2SO4)＝1 mol·L−1×0.500 L＝0.500 mol 第二步：c(浓)＝1000ρw/M＝1000×1.84×98%÷98＝18.4 mol·L−1 第三步：V(浓)＝0.500 mol÷18.4 mol·L−1≈0.0272 L＝27.2 mL，选50 mL量筒 避坑指南 ❌ 量筒量取浓硫酸后，把量筒的洗涤液也倒入烧杯。会使浓度偏高，量筒不用洗涤。 20 核心要点精讲 考点二 溶液组成的定量研究 4.配制误差的判断依据 操作或情况 影响 结果 未洗涤烧杯、玻璃棒 转入的溶质减少 浓度偏小 溶液洒到容量瓶外 溶质损失 浓度偏小 定容时俯视刻度线 实际体积偏小 浓度偏大 定容时仰视刻度线 实际体积偏大 浓度偏小 容量瓶内原有少量蒸馏水 最终仍按刻度线定容 无影响 避坑指南 ❌ 漏洗烧杯后多加一些水就能补回溶质。加水只改变体积，溶质已经损失。 ❌ 摇匀后液面低于刻度线，再加水至刻度线。这样会使浓度偏低。 21 核心要点精讲 考点二 溶液组成的定量研究 5.俯视、仰视定容的误差分析 分析误差都回到c＝n/V：看操作使n变了还是V变了。 定容时俯视刻度线：实际液面在刻度线以下，V偏小，c偏高。 定容时仰视刻度线：实际液面在刻度线以上，V偏大，c偏低。 用量筒量取液体时俯视读数，实际量取的体积偏小，与定容的情况要区分开。 避坑指南 ❌ 定容时仰视刻度线，浓度偏高。仰视使溶液体积偏大，浓度偏低。 22 核心要点精讲 考点二 溶液组成的定量研究 6.稀释与化学反应的定量关系 稀释前后溶质的物质的量不变：c1V1＝c2V2。 例：200 mL 0.6 mol·L−1 NaCl溶液取出一半，剩余部分加水稀释到300 mL。 剩余n(NaCl)＝0.6×0.200÷2＝0.06 mol，c＝0.06÷0.300＝0.2 mol·L−1 有反应时按化学计量数找关系，如HCl与NaOH按1∶1恰好反应。 避坑指南 ❌ 取出部分溶液后再稀释，仍按原溶液全部溶质计算。要先算出剩余溶质的量。 23 核心要点精讲 考点三 原子结构与同位素 1.原子结构模型与实验证据 科学家或模型 主要依据或认识 关键变化 道尔顿原子学说 化合物中元素的质量比例关系 物质由原子组成 汤姆生模型 发现电子 原子还含更小微粒 卢瑟福有核模型 α粒子散射实验 原子存在很小的带正电原子核 玻尔模型 氢原子光谱 电子具有一定能量的稳定轨道 避坑指南 ❌ 原子模型只是不断换名称。每一次修正都有新的实验证据支撑。 24 核心要点精讲 考点三 原子结构与同位素 2.散射实验与有核模型 绝大多数α粒子穿过金箔后仍沿原方向前进 → 原子内部绝大部分是“空”的。 少数α粒子发生较大偏转，极少数被反弹回来 → 原子中有体积很小、带正电、质量很大的核。 卢瑟福据此提出有核模型：原子核集中了全部正电荷和几乎全部质量，电子在核外空间运动。 避坑指南 ❌ 多数α粒子直接穿过金箔，说明原子没有原子核。少数大角度偏转正说明有核。 25 核心要点精讲 考点三 原子结构与同位素 3.质子、中子、电子与质量数 原子＝原子核（质子＋中子）＋核外电子；质子数决定元素种类。 原子中：核电荷数＝质子数＝核外电子数。 质量数A＝质子数Z＋中子数N，如23Na中N＝23－11＝12。 离子：阳离子电子数＝Z－电荷数，阴离子电子数＝Z＋电荷数，如Mg2+有10个电子，Cl−有18个电子。 避坑指南 ❌ Na失去1个电子变成了另一种元素。Na+与Na质子数相同，仍是钠元素。 ❌ 质量数就是相对原子质量。质量数是质子数与中子数之和，是整数。 26 核心要点精讲 考点三 原子结构与同位素 4.核素、同位素与同素异形体 核素：具有一定数目质子和一定数目中子的一种原子。 同位素：质子数相同、中子数不同的同一元素的不同原子，如氕、氘、氚。 同位素看原子，同素异形体看单质：12C与14C是同位素，金刚石与石墨是同素异形体。 避坑指南 ❌ H2和D2互为同位素。二者是单质分子，同位素指的是原子。 ❌ 14C和14N质量数相同，互为同位素。二者质子数不同，是不同元素。 27 核心要点精讲 考点三 原子结构与同位素 5.核素组成与中子数的计算 例：10 g由2H和16O组成的水中，含中子多少摩尔？ 第一步：每个2H含中子2－1＝1个，每个16O含中子16－8＝8个，每个水分子含中子2×1＋8＝10个。 第二步：M＝2×2＋16＝20 g·mol−1，n(水)＝10 g÷20 g·mol−1＝0.5 mol。 第三步：n(中子)＝0.5 mol×10＝5 mol。 避坑指南 ❌ 这种水的摩尔质量仍按18 g·mol−1计算。2H的质量数为2，摩尔质量应为20 g·mol−1。 28 核心要点精讲 考点三 原子结构与同位素 6.核外电子排布的基本规律 电子先排能量低的电子层，再排能量高的电子层。 第n层最多容纳2n2个电子；最外层不超过8个（第一层为最外层时不超过2个）。 例：Na 2、8、1；Mg 2、8、2；Cl 2、8、7。 Mg失去2个电子形成Mg2+（2、8）；Cl得到1个电子形成Cl−（2、8、8）。 避坑指南 ❌ 第三层最多容纳18个电子，所以钠原子第三层有18个电子。钠只有11个电子，第三层只有1个。 29 PART 05 重难题型突破 题型一 实验方法的合理选择 题型二 溶液浓度与反应计算 题型三 微粒关系与实验证据 重难题型突破 题型一 实验方法的合理选择 典例1 （26-27高一上·江苏扬州·阶段检测）除去下列物质中的杂质，所用试剂和方法不正确的是（　　） 参考答案：D。 破题要诀：I2在CCl4中比在水中更易溶解，且两溶剂不互溶，可萃取、分液，A正确；适量Ba(NO3)2将SO42−转化为BaSO4，B正确；CuO与盐酸反应而Cu不反应，经分离可得Cu，C正确。无水CuSO4通常用于检验水蒸气，不作为常规气体干燥剂，D错误。 选项 物质 杂质 试剂和方法 A KCl溶液 I2 CCl4；萃取、分液 B KNO3 K2SO4 适量Ba(NO3)2溶液；过滤 C Cu CuO 盐酸；过滤、洗涤、干燥 D H2 水蒸气 无水硫酸铜；干燥 31 重难题型突破 题型二 溶液浓度与反应计算 典例2 （20-21高一上·黑龙江哈尔滨·期末）下列溶液中Cl−的物质的量浓度最大的是（　　） A. 10 mL 0.2 mol·L−1 CuCl2溶液 B. 20 mL 0.1 mol·L−1 FeCl3溶液 C. 10 mL 0.8 mol·L−1 KClO3溶液 D. 10 mL 0.25 mol·L−1 MgCl2溶液 参考答案：D。 破题要诀：CuCl2、FeCl3、MgCl2完全电离时，Cl−浓度分别为溶质浓度的2倍、3倍、2倍；KClO3电离产生的是ClO3−，不是Cl−。故A、B、C、D的c(Cl−)依次为0.4、0.3、0、0.5 mol·L−1，D最大。比较的是浓度，不必再乘所给溶液体积。 32 重难题型突破 题型二 溶液浓度与反应计算 迁移应用1 （26-27高一上·江苏连云港·阶段检测，节选）用质量分数98%、密度1.84 g·cm−3的浓硫酸，配制480 mL 1 mol·L−1的稀H2SO4溶液。 （1）应选用____mL容量瓶，使用前必须进行的操作是____。 （2）需要____mL浓硫酸（保留一位小数），宜选用____量筒。 A. 5 mL　　B. 10 mL　　C. 25 mL　　D. 50 mL 参考答案：（1）500；检漏。（2）27.2；D。 破题要诀：应选500 mL容量瓶并在使用前检漏。浓硫酸c＝1000×1.84×0.98/98＝18.4 mol·L−1；按容量瓶规格计算，n(H2SO4)＝1×0.500＝0.500 mol，故浓硫酸V＝0.500/18.4 L≈27.2 mL。量筒量程应大于且尽量接近所量体积，因此选50 mL量筒，即D。 33 重难题型突破 题型二 溶液浓度与反应计算 迁移应用2 （26-27高一上·江苏宿迁·阶段检测）配制490 mL 1.00 mol·L−1 NaOH溶液，下列说法正确的是（　　） A. 转移溶液后，不用洗涤玻璃棒 B. 定容时俯视刻度线，所配溶液浓度会偏高 C. 用托盘天平称量19.6 g NaOH固体 D. 容量瓶洗涤后没干燥，所配溶液浓度偏低 参考答案：B。 破题要诀：490 mL溶液应用500 mL容量瓶配制，所需NaOH为1.00×0.500×40＝20.0 g，C错误。未洗玻璃棒会损失溶质，A错误；俯视定容使实际体积偏小，n不变而c＝n/V偏高，B正确。容量瓶原有少量水不会改变最终定容体积，D错误。 34 PART 06 即时反馈训练 基础固本练 1.（26-27高一上·北京海淀·阶段检测）数量相同的下列微粒，包含电子总数与其他微粒不同的是（　　） A. Na B. NH4+ C. Mg2+ D. H2O 参考答案：A。 破题要诀：Na为中性原子，电子数等于质子数，为11；NH4+的质子总数为7＋4＝11，带1个正电荷，所以电子数为10；Mg2+由Mg失去2个电子形成，电子数为12－2＝10；H2O电子数为8＋2＝10。数量相同时，只有Na的电子总数与其余三种不同，A符合题意。 36 基础固本练 2.（26-27高一上·江苏宿迁·阶段检测，节选）下列实验操作中： ①过滤　②取固体试剂　③蒸发　④取液体试剂 ⑤溶解　⑥配制一定物质的量浓度的溶液。 一定要用到玻璃棒的是（　　） A. ①③④⑥　 B. ①②③④　 C. ①③⑤⑥　 D. ②③④⑤ 参考答案：C。 破题要诀：①过滤用玻璃棒引流，③蒸发用玻璃棒搅拌以防局部过热、液体飞溅，⑤溶解用玻璃棒搅拌促进溶解，⑥配制溶液的溶解、转移过程也需使用玻璃棒。取固体试剂通常用药匙，取液体试剂可用滴管等，不一定使用玻璃棒。因此应选①③⑤⑥，即C。 37 综合进阶练 3.（25-26高一上·河北唐山·阶段检测）下列关于某些离子检验方法及结论的叙述一定正确的是（　　） A. 加入AgNO3溶液产生白色沉淀，原溶液一定含Cl− B. 加BaCl2溶液，再加盐酸，沉淀不消失，原溶液一定含SO42− C. 加稀NaOH溶液，未产生使湿润红色石蕊试纸变蓝的气体，原溶液一定不含NH4+ D. 焰色反应呈黄色，该溶液一定含Na+，可能含K+ 参考答案：D。 破题要诀：AgNO3还可与CO32−等生成白色沉淀，A不一定成立；先加BaCl2可能生成AgCl，再加盐酸也不消失，B不能排除Ag+干扰；NH4+检验通常需加NaOH并加热，未加热、无气体不能说明无NH4+，C错误。Na的黄色焰色可能掩盖K的紫色，故一定含Na+但可能有K+，D正确。 38 综合进阶练 4.（26-27高一上·江苏宿迁·阶段检测，节选）300 mL Al2(SO4)3溶液中含Al3+ 1.62 g。将溶液取出三分之二，剩余溶液稀释到300 mL。 稀释后溶液中SO42−的物质的量浓度为________。 参考答案：0.10 mol·L−1。 破题要诀：原n(Al3+)＝1.62/27＝0.060 mol，由Al2(SO4)3的组成可得n(SO42−)＝0.060×3/2＝0.090 mol。取出2/3后，余下SO42−为0.090×1/3＝0.030 mol；加水不改变这部分溶质的量，故c＝0.030/0.300＝0.10 mol·L−1。易错处是遗漏取出溶液后溶质量的变化。 39 综合进阶练 5.（26-27高一上·江苏宿迁·阶段检测，节选）实验室从卤水样（主要含NaCl，少量NaBr、Na2SO4）中提取溴单质并测定溴元素含量。 （2）检验卤水是否含SO42−，应如何操作？ （3）蒸馏含Br2的有机层以获得液溴：温度计水银球应位于________； 冷凝管中冷却水应________。 若蒸馏中部分溴单质挥发损失，测得卤水样中溴元素含量将____。 参考答案：（2）取样，先用稀盐酸酸化，再加BaCl2，产生白色沉淀。 （3）蒸馏烧瓶支管口处；下进上出；偏小。 破题要诀：检验SO42−应先用稀盐酸酸化，再加BaCl2，白色沉淀与酸化条件共同支持结论，不能颠倒加试剂的顺序。蒸馏测量的是馏分蒸气温度，温度计水银球应位于支管口处；冷却水下进上出，使冷凝管充满水。Br2挥发损失使收集量减少，按所得液溴反推的卤水样中溴元素含量偏小。 40 综合进阶练 6.（26-27高一上·上海浦东新·阶段检测，节选）由2H和16O组成的11 g水中，含有中子的物质的量为________mol。 （氢、氧的原子序数分别为1、8。） 参考答案：5.5。 破题要诀：2H的中子数为2－1＝1，16O的中子数为16－8＝8，所以每个该水分子含2×1＋8＝10个中子。其摩尔质量为2×2＋16＝20 g·mol−1，11 g水为0.55 mol，故含中子0.55×10＝5.5 mol。不能沿用普通水18 g·mol−1的摩尔质量，也不能把质量数当作中子数。 41 $