【优化方案】2014秋人教化学必修1讲义:第一章 从实验学化学

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名称 【优化方案】2014秋人教化学必修1讲义:第一章 从实验学化学
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资源类型 教案
版本资源 人教版(新课程标准)
科目 化学
更新时间 2014-10-15 16:40:12

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文档简介

[课程标准]
1.树立安全意识,能识别化学品安全使用标志,初步形成良好的实验工作习惯。
2.初步学会物质的检验、分离、提纯和溶液配制等实验技能。
3.认识摩尔是物质的量的基本单位,能用于进行简单的化学计算,体会定量研究的方法及对研究和学习化学的重要作用。
第一节 化学实验基本方法
第1课时 化学实验安全 过滤和蒸发
1.了解有关化学实验的安全常识。
2.掌握过滤、蒸发两种分离提纯混合物的方法。
3.掌握SO检验的原理和方法。
1.在氢气还原氧化铜的实验中,必须先检验氢气的纯度,以防止因氢气不纯而引起爆炸。
2.初中学习过滤操作时,老师强调要做到“一贴、二低、三靠”。
3.稀释浓H2SO4时,应将浓H2SO4慢慢流入水中并不断搅拌。
       化学实验安全
遵守实验室规则
了解安全措施
(1)危险化学药品的存放
①易燃、易爆试剂应密封保存并远离电源和火源。
②剧毒药品应单独专柜保存。
③常用危险化学品的标志
标志
意义 爆炸品 易燃品 氧化剂 剧毒品 腐蚀品
(2)意外事故的紧急处理
意外事故 处理方法
不慎酒精着火 迅速用湿布或沙子盖灭
浓H2SO4沾到皮肤上 少量浓H2SO4沾到皮肤上,立即用大量水冲洗,较多的浓H2SO4沾到皮肤上,先用布拭去,再用大量水冲洗,然后涂上适量3%~5%的NaHCO3溶液
浓碱沾到皮肤上 立即用大量水冲洗,然后涂上适量稀的硼酸溶液
浓酸洒到桌子上 应用Na2CO3溶液冲洗,再用水冲洗
浓碱洒到桌子上 应用稀醋酸冲洗,再用水冲洗
酸或碱溅到眼中 立即用水冲洗,边洗边眨眼睛
掌握正确的操作方法
(1)药品的取用
(2)物质的加热
(3)收集气体的方法:排水法和排空气法(包括向上排空气法和向下排空气法)。
重视并逐步熟悉污染物和废弃物的处理方法
(1)实验用剩的试剂一般不放回原试剂瓶,以防止污染试剂。
(2)实验后的废液用废液缸收集,集中处理。
[自我诊断]
判断正误:
(1)可燃性气体点燃前必须验纯。(  )
(2)点燃打火机,可以检验液化气钢瓶口是否漏气。(  )
答案:(1)√ (2)×
要做好化学实验,必须具备化学实验操作的基本技能,下图所示的实验操作不正确的是(  )
解析:选A。胶头滴管不能伸入试管内,以免碰到试管内壁,产生污染。
下列实验事故的处理方法正确的是(双选)(  )
A.实验桌上的酒精灯倾翻燃烧,马上用湿布扑灭
B.不慎将酸或碱溶液溅入眼内,应立即闭上眼睛,用手揉擦
C.皮肤上溅有浓硫酸,立即用水冲洗,再涂上3%~5%的NaHCO3溶液
D.稀释浓硫酸时,可在搅拌下向浓硫酸中加入一定体积的水
解析:选AC。A正确,酒精灯倾翻燃烧,可用湿布扑灭,这样可起到降温隔氧的作用,从而灭火。B错误,由于酸或碱溶液有较强的腐蚀性,所以如不慎将酸或碱溅入眼内,应该立即用大量水冲洗并边洗边眨眼睛。C正确,皮肤上溅有浓硫酸时,立即用大量水冲洗,然后涂上3%~5%的NaHCO3溶液。D错误,稀释浓硫酸时,应向水中加入浓硫酸,并边加边搅拌,因为浓硫酸稀释时会放出大量的热。如果向浓硫酸中加密度较小的水,易使水浮于浓硫酸的表面,受热沸腾而溅出,引起安全事故。
[探究释疑]
试剂的安全存放
(1)一般试剂的存放
①均应密封保存在低温干燥处。
②固态试剂存放在广口瓶中,液态试剂存放在细口瓶中,少量常用液态试剂可存放在滴瓶中。
(2)特殊试剂的存放
①易吸水、易潮解、易被氧化的物质应密封存放,防止与水、空气接触。
②受热或见光易分解的物质应选用棕色试剂瓶存放,并置于冷暗处。
③易燃的试剂应密封保存,放置在冷暗并远离电源和火源的地方。
④金属钾、钠易与O2、H2O反应,常密封保存在煤油中。
实验安全操作的“六防”
内容 可能引起事故的操作 采取的措施
防爆炸 点燃可燃性气体(如CO、H2等) 点燃前先检验气体纯度;为防止火焰进入装置,还要加装防回火装置
用CO、H2还原Fe2O3、CuO等 应先通CO或H2,排净装置内空气后,再对装置进行加热
防暴沸 加热液体 在待加热液体中加入沸石(或碎瓷片)
浓硫酸的稀释 将浓硫酸沿器壁慢慢加入水中,同时用玻璃棒搅拌
防失火 可燃性物质遇到明火 可燃性物质一定要远离火源
防中毒 制取有毒气体;误食重金属盐类等 加装尾气吸收装置或在通风橱中制备有毒气体;误食重金属盐后,立即服用大量的鲜牛奶或生鸡蛋清
防污染 制取对环境有污染的物质 加装吸收装置,有毒物质应处理后排放
防倒吸 利用加热法制取并用排水法收集气体或吸收溶解度较大的气体等 实验完毕后,先将导管从水中取出,再熄灭酒精灯;有多个加热装置的复杂装置中,要注意熄灭酒精灯的顺序,必要时要加装安全防倒吸装置
1.浓硫酸与其他液体的混合方法:浓硫酸与浓硝酸(或酒精等)的混合同浓硫酸的稀释一样,将浓硫酸沿器壁慢慢加入到浓硝酸(或酒精等)中,边加边搅拌冷却。
2.加热固体物质时试管口要略低于试管底,以防水珠倒流入试管底部,炸裂试管。 
[互动讲练]
进行化学实验必须注意安全,下列操作及原理中正确的组合是(  )
①点燃氢气前要检验氢气的纯度,以免发生爆炸
②CO气体有毒,处理CO气体时可将其点燃,转化为无毒的CO2
③在盛O2的集气瓶中进行铁丝燃烧实验时,事先在集气瓶底部铺上一层沙子
④用氢气还原氧化铜时,先加热再通入氢气,以免浪费氢气
A.①②③④       B.①②③
C.①②④ D.①③④
[解析] ①正确,氢气易燃易爆,点燃前必须检验其纯度。②正确,CO有毒但具有可燃性,点燃时生成的CO2无毒。③正确,铁燃烧生成的Fe3O4温度很高,直接落到集气瓶底部,会导致集气瓶炸裂。④错误,氢气易燃易爆,故应先通入氢气,赶走装置中的空气,待排出的氢气纯净后,才能加热氧化铜。
[答案] B
下列实验能达到实验目的且符合安全要求的是(  )
解析:选B。A错误,使用胶头滴管滴加液体时,一般要垂直悬空于试管上方,不能伸入试管中。B正确,实验室收集O2可用排水法。C错误,产生的H2立即点燃,此时H2不纯,易爆炸。D错误,稀释浓硫酸时,应将浓硫酸沿器壁缓缓倒入水中,否则易暴沸。
【规律·方法】
安全操作“顺口溜”
化学实验很重要,安全操作要确保;
药品不能用手摸,尤其不能尝味道;
若闻物质什么味,轻轻扇动把手摇;
药品用量按规定,实验方便效果好;
点灯必须用火柴,熄灯切记用灯帽;
加热需要用外焰,外焰安全温度高;
不慎弄倒酒精灯,湿布盖灭莫心焦;
加热试管有讲究,外壁无水并干燥;
开始移灯做预热,试管放置有倾角;
加热固体制气体,管口下斜防水倒;
       混合物的分离和提纯
1.过滤
分离固体和液体。写出下图仪器的名称。
2.蒸发
将可溶性固体溶质从溶剂中分离出来。写出下图仪器的名称。
3.粗盐的提纯
(1)粗盐中不溶性杂质的除去
——粗盐因逐渐溶解而减少,食盐水呈现浑浊
——液体透过滤纸,上有不溶物,滤液较澄清
——水分不断蒸发,逐渐有固体析出
(2)可溶性杂质的除去
杂质 加入的试剂 反应的化学方程式
硫酸盐(Na2SO4) BaCl2 Na2SO4+BaCl2=== BaSO4↓+2NaCl
MgCl2 NaOH MgCl2+2NaOH=== Mg(OH)2↓+2NaCl
CaCl2 Na2CO3 CaCl2+Na2CO3=== CaCO3↓+2NaCl
4.SO的检验
[自我诊断]
1.判断正误:
(1)过滤时,用玻璃棒搅拌漏斗内的液体以加速过滤。(  )
(2)将蒸发皿放置在铁架台的铁圈上直接用酒精灯外焰加热。(  )
答案:(1)× (2)√
2.问题思考
(1)除去氯化钠中的碳酸钠能否用稀硝酸?
(2)某溶液中加入BaCl2溶液产生白色沉淀,原溶液中一定含SO吗?
提示:(1)不能,若用稀硝酸,会引入新的杂质离子NO。
(2)不一定。原溶液中也可能含有Ag+、CO等。
3.下列做法中不正确的是(  )
A.给蒸发皿内所盛液体加热时,液体不超过容积的
B.蒸发的过程,用酒精灯一直加热到全部固体析出,没有水分
C.过滤时漏斗下端管口应紧靠烧杯内壁
D.倒入漏斗的过滤液的液面应低于滤纸边缘
解析:选B。给蒸发皿内所盛液体加热时,液体不超过容积的,加热到有较多量固体析出时停止加热,利用余热蒸干,A正确,B错误;过滤时漏斗下端管口应紧靠烧杯内壁,倒入漏斗的过滤液的液面应低于滤纸边缘,C、D正确。
[探究释疑]
分离和提纯的比较
分离 提纯
含义 把混合物的各成分分开 把混合物中含有的杂质除去
区别 分开后的各物质要恢复原来的状态 杂质不必恢复原状态
物理方法 过滤、结晶、升华、蒸馏、萃取、分液、溶解等
化学方法 沉淀、置换、加热等
分离和提纯的四原则——“两不两易”
(1)不增:不增加新的杂质。
(2)不减:不减少被提纯的物质。
(3)易分离:被提纯物质与杂质易分离。
(4)易复原:被提纯物质要容易复原。
物质分离提纯的重要方法——过滤和蒸发
过滤的注意事项——“一贴”、“二低”、“三靠”
一贴:
滤纸紧贴漏斗内壁;
二低:①滤纸边缘低于漏斗边缘;
②液面低于滤纸边缘;
三靠:①烧杯紧靠玻璃棒;
②玻璃棒紧靠三层滤纸处;
③漏斗下端紧靠烧杯内壁。
(2)蒸发的注意事项
①液体体积不得超过蒸发皿容积的2/3;
②加热过程中要用玻璃棒不断搅拌液体以防止局部过热,造成液体飞溅;
③当蒸发皿中出现较多固体时,停止加热,利用余热将液体蒸干。
混合物的分离和提纯的重要案例——粗盐的提纯
(1)除杂所用试剂
①NaOH——除去Mg2+;
②BaCl2——除去SO;
③Na2CO3——除去Ca2+。
(2)过量试剂的除去
①过量BaCl2用Na2CO3除去,故Na2CO3在BaCl2溶液加入之后;
②过量NaOH和Na2CO3溶液用盐酸除去,故盐酸必须在最后且加入之前需过滤。
(3)加入试剂顺序的三种方案
①BaCl2―→NaOH―→Na2CO3―→盐酸;
②NaOH―→BaCl2―→Na2CO3―→盐酸;
③BaCl2―→Na2CO3―→NaOH―→盐酸。
(4)原理
[互动讲练]
为了除去KCl溶液中少量的MgCl2、MgSO4,可选用Ba(OH)2溶液、HCl溶液和K2CO3溶液三种试剂,按下图步骤操作:
(1)三种试剂分别是A____________,B______________,C____________。
(2)加过量A的原因是
________________________________________________________________________,
有关反应的化学方程式为
________________________________________________________________________。
(3)加过量B的原因是
________________________________________________________________________,
有关反应的化学方程式为
________________________________________________________________________。
[解析] 当有多种杂质共存时,要使杂质一一除去,必须考虑到所加试剂是过量的,而且过量的试剂在后续操作中必须除去。要除去Mg2+,可用含OH-的试剂,除SO可用含Ba2+的试剂,故选用Ba(OH)2溶液。加入过量Ba(OH)2溶液中的Ba2+可用K2CO3溶液除去,过量Ba(OH)2溶液中的OH-,以及过量K2CO3溶液中的CO,可用HCl溶液除去。
[答案] (1)Ba(OH)2溶液 K2CO3溶液 HCl溶液
(2)为了除尽Mg2+和SO MgCl2+Ba(OH)2===BaCl2+Mg(OH)2↓、MgSO4+Ba(OH)2===BaSO4↓+Mg(OH)2↓
(3)为了除尽过量的Ba2+ Ba(OH)2+K2CO3===BaCO3↓+2KOH
2.为除去粗盐中的MgCl2、CaCl2、Na2SO4以及泥沙等杂质,某同学设计了一种制备精盐的实验方案,步骤如下(用于沉淀的试剂稍过量):
称取粗盐 滤液
精盐
(1)第①步操作的名称是________,第②步加入试剂的化学式为________。
(2)第④步加入试剂的化学式为________,相关的化学方程式是________________________________________________________________________。
(3)第⑤步操作所需玻璃仪器是烧杯、玻璃棒和________(填名称)。
解析:为除去粗盐中的MgCl2、CaCl2、Na2SO4以及泥沙等杂质,实验方案可设计如下:
称取粗盐 滤液 精盐
各步骤分析如下:
①先将粗盐溶解;
②加入过量的BaCl2溶液除去SO,化学方程式为Na2SO4+BaCl2===BaSO4↓+2NaCl;
③加入NaOH溶液除去Mg2+,化学方程式为MgCl2+2NaOH===Mg(OH)2↓+2NaCl;
④加入Na2CO3除去CaCl2和过量的BaCl2,化学方程式为Na2CO3+CaCl2===CaCO3↓+2NaCl、Na2CO3+BaCl2===BaCO3↓+2NaCl;
⑤过滤除去沉淀和泥沙,所需玻璃仪器为漏斗、玻璃棒、烧杯;
⑥加适量盐酸除去过量的Na2CO3和NaOH;
⑦将溶液蒸发、结晶、烘干即得精盐。
答案:(1)溶解 BaCl2
(2)Na2CO3
Na2CO3+CaCl2===CaCO3↓+2NaCl、
Na2CO3+BaCl2===BaCO3↓+2NaCl
(3)漏斗
[借题发挥] 常用提纯物质的化学方法
(1)将杂质转化为沉淀过滤除去。
(2)将杂质转化为气体逸出溶液。
(3)将杂质转化为所要提纯的物质,变废为宝。
加热固体物质时试管口要略向下倾斜、加热液体物质时要放碎瓷片、点燃可燃性气体前要验纯等在操作中容易遗忘。
稀释浓硫酸时的顺序易颠倒。
3.过滤操作中,两次用到玻璃棒,但玻璃棒的作用是不同的。
(2014·北京海淀区高一检测)一些装有化学物质的容器上常贴有危险化学品的标志。盛装浓硫酸的运输槽应贴有的安全标志是(  )
解析:选A。浓硫酸具有强腐蚀性,属于腐蚀品。
下列对事故的处理方法不正确的是(  )
A.如遇到电线着火,应该先关掉电闸
B.发现实验室中有大量的可燃性气体泄漏时,应立即开窗通风
C.不慎将稀盐酸溅到眼睛里,应立即用大量水冲洗,边洗边眨眼睛
D.不慎将少量浓硫酸溅到皮肤上,应立即用水冲洗,然后涂抹10%的NaOH溶液
解析:选D。D项,NaOH与浓硫酸反应放出大量热,且NaOH溶液具有腐蚀性,故不正确。
3.实验室制取氧气的反应为2KClO32KCl+3O2↑,反应后从剩余物中回收纯净的二氧化锰的操作顺序正确的是(已知MnO2为黑色难溶于水的固体)(  )
A.溶解、过滤、蒸发、洗涤
B.溶解、过滤、洗涤、干燥
C.溶解、蒸发、洗涤、过滤
D.溶解、洗涤、过滤、加热
解析:选B。实验室制取O2反应后固体剩余物为KCl(易溶于水)和MnO2(难溶于水),因此可将混合物溶于水并过滤即可分离二者,而要求回收纯净的MnO2,所以对MnO2还需洗涤、干燥,故选B。
下列关于过滤操作的说法中,错误的是(  )
A.玻璃棒下端要靠在三层滤纸处
B.滤纸边缘低于漏斗边缘,多余部分要剪去,并用水润湿贴紧,不留气泡
C.过滤时将液体沿玻璃棒注入过滤器,并使液面高于滤纸边缘
D.漏斗下端紧靠烧杯内壁
解析:选C。A项,玻璃棒紧靠三层滤纸处,不易使滤纸被捅破,正确;B项,可以保证液体不从漏斗与滤纸之间流过,正确;C项,部分液体会从漏斗与滤纸之间流过,错误;D项,使液体沿烧杯内壁流下,正确。
粗盐中除有钙离子、镁离子、硫酸根离子等可溶性杂质外,还含有泥沙等不溶性杂质。精盐是用粗盐提纯而得到的。通过教材中“粗盐的提纯”及你做过的该实验完成下列问题:
(1)实验室进行NaCl溶液蒸发时,一般有以下操作过程:
①放置酒精灯;②固定铁圈位置;③放上蒸发皿(蒸发皿中盛有NaCl溶液);④加热搅拌;⑤停止加热。其正确的操作顺序为________。
(2)如何运用最简单的方法检验溶液中有SO:
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
如果有,应该如何除去SO:
________________________________________________________________________。
(3)在粗盐经过溶解、过滤、除SO后的溶液中滴加饱和Na2CO3溶液,直至不再产生沉淀为止。请问这步操作的目的是
________________________________________________________________________。
解析:(1)实验室在组装仪器时所遵循的原则是自下而上,从左到右,故正确的操作顺序为①②③④⑤。
(2)由于SO可与Ba2+结合生成BaSO4白色沉淀,故可向溶液中加入可溶性钡盐,但要遵循不引入新杂质的原则。
(3)为了使杂质离子除净,所用试剂均应稍过量,加Na2CO3的目的是为了除去Ca2+、少量的Mg2+和过量的Ba2+。
答案:(1)①②③④⑤
(2)先加盐酸酸化,再加BaCl2溶液,有白色沉淀产生,则说明含有SO 加适量BaCl2溶液,过滤
(3)除去Ca2+、少量的Mg2+及过量的Ba2+
[基础达标]
下列物质与常用危险化学品的类别不对应的是(  )
A.H2SO4、NaOH——腐蚀品
B.CH4——易燃液体
C.Na——遇湿易燃物品
D.KMnO4、K2Cr2O7——氧化剂
解析:选B。B项中,CH4应为易燃气体。
进行化学实验时必须注意安全。下列说法中正确的是(  )
A.剩余的药品倒入水池
B.不用手直接接触药品
C.尝一下实验室酒精的味道
D.直接靠近容器口去闻气体的气味
解析:选B。剩余的药品倒入水池会发生危险,污染环境,应放入指定的容器中,A错误;实验室中的药品不能用手直接接触,不能品尝其味道,不能直接靠近容器口去闻气体的气味,否则易中毒,故B正确,C、D错误。
3.要除去NaCl溶液中含有的MgCl2,应选用的试剂和操作方法是(  )
A.加入适量Na2SO4后
B.加入适量NaOH溶液后过滤
C.加入过量NaOH溶液后蒸发
D.加入过量Na2CO3后过滤
解析:选B。除去MgCl2,应加入适量NaOH溶液,发生反应为MgCl2+2NaOH===Mg(OH)2↓+2NaCl,然后过滤除去Mg(OH)2沉淀,即得到纯净的NaCl溶液。
4.下列离子检验的方法正确的是(  )
A.某溶液中加硝酸银溶液生成白色沉淀,说明原溶液中有Cl-
B.某溶液中加BaCl2溶液生成白色沉淀,说明原溶液中有SO
C.某溶液中加NaOH溶液生成蓝色沉淀,说明原溶液中有Cu2+
D.某溶液中加稀硫酸产生无色气体,将气体通入澄清石灰水中生成白色沉淀,说明原溶液中有CO
解析:选C。与硝酸银溶液生成白色沉淀的离子有Cl-、SO等,与BaCl2溶液生成白色沉淀的有SO、Ag+等,与NaOH溶液生成蓝色沉淀的只有Cu2+,与稀硫酸反应产生CO2的还有HCO。
5.欲除去下列物质中的杂质(括号内物质为杂质),所用试剂不正确的是(  )
A.KNO3溶液(K2SO4):适量Ba(NO3)2溶液
B.CaCO3粉末(CaCl2):过量盐酸
C.Cu粉(Zn粉):过量盐酸
D.CO2(O2):灼热的铜网
解析:选B。CaCO3中的CaCl2杂质易溶于水,而CaCO3不溶于水,把样品溶于水过滤即可除CaCO3中的CaCl2。不能用盐酸,因盐酸可与CaCO3反应而生成CaCl2。
(2014·焦作高一检测)下列实验操作中:①过滤 ②蒸发 ③溶解 ④取液体试剂 ⑤取固体试剂
一定要用到玻璃棒的是(  )
A.①②③       B.④⑤
C.①④ D.①③⑤
解析:选A。过滤过程中需要使用玻璃棒引流;蒸发过程中需要使用玻璃棒搅拌;溶解过程中需要使用玻璃棒搅拌;取液体试剂和固体试剂时不需使用玻璃棒。
为了除去粗盐中的Ca2+、Mg2+、SO及泥沙,可将粗盐溶于水,然后进行下列5项操作:①过滤;②加过量NaOH溶液;③加适量盐酸;④加过量Na2CO3溶液;⑤加过量BaCl2溶液。正确的操作顺序可以是(  )
A.⑤②④③①      B.④①②⑤③
C.②⑤④①③ D.①④②⑤③
解析:选C。
实验小组的同学对一粗盐样品进行初步提纯。所用实验仪器或用品如下:
(1)D的名称是________。
(2)提纯的步骤是溶解、过滤、________。
(3)“过滤”操作的要点可概括为“一贴、二低、三靠”,其中“二低”的含义是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)该实验中多次利用仪器B________(填名称)和仪器________(填字母序号),且该仪器使用了________次。
解析:粗盐提纯的步骤是溶解、过滤、蒸发。过滤操作中的“二低”是滤纸边缘低于漏斗边缘,液面低于滤纸边缘。在溶解、过滤、蒸发过程中使用次数较多的是烧杯和玻璃棒,其中三种操作中均使用了玻璃棒。
答案:(1)蒸发皿 (2)蒸发
(3)滤纸边缘低于漏斗边缘;液面低于滤纸边缘
(4)烧杯 F 三
[能力提升]
9.如下图所示,下列操作中正确的是(  )
解析:选C。试管中液体加热时,试管应倾斜45°,A错误;不能用燃着的酒精灯引燃另一盏酒精灯,容易失火,B错误;读取量简内液体体积时,视线要与凹液面最低处相平,D错误。
10.对于易燃、易爆、有毒的化学物质,往往会在其包装上贴上危险警告标签。下面所列物质,贴错了包装标签的是(  )
A B C D
物质的化学式 H2SO4(浓) CCl4 P4(白磷) KClO3
危险警告标签
解析:选B。CCl4不易燃烧,属于有毒物质。
下列实验中有关说法正确的是(  )
A.用过滤法将硫酸钠溶液与氯化钡溶液混合后生成的硫酸钡分离出来
B.用蒸发的方法可以除去酒精中的水分
C.用过滤的方法可以除去NaOH溶液中的Ba(OH)2
D.用蒸发的方法从含有少量氯化钠的硝酸钾样品中得到硝酸钾晶体
解析:选A。溶液中硫酸钠与氯化钡反应生成硫酸钡和氯化钠,硫酸钡为难溶物,因此应该用过滤的方法将其与氯化钠溶液分离,A项正确;蒸发分离的是固体溶质和液体溶剂,而酒精和水都是液体,故不适合用蒸发的方法,B项错误;过滤是将难溶物与液体分开,而Ba(OH)2与NaOH溶液能混溶,过滤无法除去,故C项错误;硝酸钾和氯化钠都属于易溶物,且硝酸钾的溶解度受温度的影响较大,而氯化钠的溶解度受温度的影响较小,所以应该先将混合物溶于适量热水中,然后将其冷却使硝酸钾结晶出来,再用过滤的方法将硝酸钾晶体分离出来,故D项错误。
12.下列操作中,完全正确的一组是(  )
①用试管夹夹持试管时,试管夹从试管底部往上套,夹在试管的中上部
②给盛有液体的体积超过容积的试管加热
③把鼻孔靠近容器口去闻气体的气味
④将试管平放,用纸槽往试管里送入固体粉末,然后竖立试管
⑤倾倒盛放在细口瓶中的液体时,瓶上的标签对着地面
⑥将烧瓶放在桌上,用力塞紧塞子
⑦用坩埚钳夹取加热后的蒸发皿
⑧将滴管垂直伸进试管内滴加液体
⑨稀释浓硫酸时,把水迅速倒入盛有浓硫酸的量筒中
⑩检验装置的气密性时,把导管的一端浸入水中,用手捂住容器的外壁或用酒精灯微热
A.①④⑦⑩
B.①④⑤⑦⑩
C.①④⑤⑦⑧⑩
D.④⑤⑦⑧⑩
解析:选A。②不正确,试管液体过多,受热时易溅出;③不正确,这样操作会吸入较多的气体,容易发生意外,应用手轻轻地在瓶口扇动,使极少量的气体飘进鼻孔;⑤不正确,倾倒盛放在细口瓶中的液体时,瓶子的标签应向着手心,以免液体腐蚀标签;⑥不正确,这样操作易使烧瓶破裂,应将烧瓶拿在手里塞紧塞子;⑧不正确,滴管不能伸入试管内,否则会污染试剂;⑨不正确,稀释浓硫酸时,应将浓硫酸缓缓注入盛有水的烧杯中,并不断搅拌。
有四位学生分别设计了以下实验方案,并都认为如果观察到的现象和自己设计的方案一致,即可得出相应结论,你认为合理且正确的是(  )
A.试液白色沉淀沉淀不溶解
结论:试液中含SO
B.试液无气体、无沉淀白色沉淀
结论:试液中含SO
C.试液无色无味气体变浑浊
结论:试液中含CO
D.试液白色沉淀沉淀消失并产生无色无味气体变浑浊
结论:试液中含CO
解析:选B。A项,加BaCl2溶液,再加足量稀盐酸,得到的白色沉淀除BaSO4外,还可能是AgCl,故A项不合理;B项,先加足量稀盐酸,无气体、无沉淀,排除了SO、CO、Ag+等的干扰,再加BaCl2有白色沉淀生成,只能是BaSO4,故B项合理;C项,试液中加足量稀盐酸产生无色无味使澄清石灰水变浑浊的气体,则试液中可能有CO,也可能有HCO,故C项不合理;D项,试液中加Ba(OH)2产生白色沉淀,再加足量稀硝酸产生CO2,则沉淀为BaCO3,若溶液中有HCO时,也会产生BaCO3沉淀,故D项不合理。
14.(1)如下图所示A、B、C三种仪器:请选择下列仪器名称的序号,填入相应的空格内:
①烧杯 ②普通漏斗 ③圆底烧瓶 ④锥形瓶 ⑤分液漏斗
A.________,B.________,C.________。
(2)某同学用托盘天平称量烧杯的质量,天平平衡后的状态如下图所示,由图可以看出,该同学在操作时的错误是________,烧杯的实际质量为________g。
(3)指出下图所示实验中各存在的一个错误:
A______________,B____________,
C______________。
解析:本题是对实验基本仪器的认识及使用的考查。
(1)中,A为圆底烧瓶,B为分液漏斗,C为锥形瓶。(2)中,托盘天平使用时,必须做到“左物右码”,称量的基本原理是“杠杆原理”,故有“m(烧杯)+m(游码)=m(磕码)”,即可计算出烧杯的实际质量为27.4 g。(3)用胶头滴管向试管中滴加液体时,胶头滴管不能插入试管中,应悬于试管正上方,防止滴管黏附其他物质,污染试剂;对固体物质加热,试管口应稍低于试管底,否则,产生的水回流到底部,试管因骤然冷却而炸裂;除去CO中的CO2,进气导管应插入液面以下,出气导管刚刚露出橡皮塞即可。
答案:(1)③ ⑤ ④ (2)砝码放在了左盘,烧杯放在了右盘(或砝码与物品位置放反了) 27.4 (3)A.滴管伸入试管口中了 B.试管口向上 C.混合气体从短导管进入洗气瓶
15.(能力挑战题)将含有少量氯化钾的硝酸钾固体提纯,某学生进行如图所示实验操作。回答下列问题:
(1)将样品置于烧杯中,加入适量的水溶解,同时用玻璃棒搅拌,搅拌的作用是________________________________________________________________________。
(2)向溶液中加入适量的________溶液,使氯化钾转化为沉淀。
(3)将混合液进行过滤,过滤装置和操作如题图,指出图中的两处错误:
①________________________________________________________________________;
②________________________________________________________________________。
(4)为了从滤液中得到硝酸钾晶体,可选用的两种结晶方法是:
①________________________________________________________________________;
②________________________________________________________________________。
解析:(1)溶解时搅拌的目的是加快溶解;(2)可向溶液中加入适量的硝酸银,使氯化钾转化为氯化银沉淀;(3)该装置的两处错误:①液体没有沿玻璃棒流下;②漏斗下端管口没有紧靠烧杯内壁;(4)结晶的方法有两种:①蒸发溶剂法:适用于所有的固态溶质从溶液中结晶析出;②冷却热饱和溶液法:适用于溶解度受温度变化影响相当大的固态溶质从溶液中结晶析出。由于硝酸钾的溶解度受温度的变化影响较大,所以上述两种方法对于硝酸钾晶体从溶液中析出都适用。
答案:(1)加速固体溶解
(2)硝酸银
(3)①液体没有用玻璃棒引流
②漏斗下端管口没有紧靠烧杯内壁
(4)①冷却热饱和溶液 ②蒸发溶剂
第2课时 蒸馏和萃取
1.掌握蒸馏和萃取操作的基本方法。
2.掌握蒸馏和萃取操作所适用的范围。
3.通过蒸馏和萃取操作进一步掌握分离提纯的基本方法,建立提出问题、分析问题以及通过实验解决问题的科学思想。
烧瓶的正确使用:常见的烧瓶有圆底烧瓶、平底烧瓶和蒸馏烧瓶,圆底烧瓶可承受的温度较高。烧瓶常用于需较大量试剂的反应容器,也可用于组装气体发生装置和洗气装置,蒸馏烧瓶通常用于蒸馏。加热前外壁应该擦干,保持干燥。加热烧瓶时须垫石棉网并用铁架台固定。
       蒸馏
1.原理
利用液态混合物中各组分的沸点不同,除去液态混合物中易挥发、难挥发或不挥发的杂质的方法。
2.装置及主要仪器
3.蒸馏水的制取
在100 mL烧瓶中加入约1/3体积的自来水,再加入几粒沸石,按上图所示连接好装置,向冷凝管中通入冷却水,加热烧瓶,弃去开始馏出的部分液体。
4.Cl-的检验
(1)自来水白色沉淀,说明自来水中含Cl-。
(2)蒸馏水无白色沉淀,说明蒸馏水中不含Cl-。
[自我诊断]
判断正误:
(1)进行蒸馏实验时,温度计的位置应该是插到蒸馏烧瓶的底部。(  )
(2)用蒸馏的方法将自来水制成蒸馏水。(  )
(3)在蒸馏实验中用到的主要玻璃仪器有蒸馏烧瓶、冷凝器(管)、温度计、牛角管、锥形瓶、酒精灯。(  )
答案:(1)× (2)√ (3)√
2.
如图所示是用自来水制取少量蒸馏水的简易装置(加热及固定装置略),其原理与教材中的实验完全相同。回答下列问题:
(1)左边大试管中需加入几片碎瓷片,其作用是
________________________________________________________________________。
(2)该装置中使用的玻璃导管较长,其作用是
________________________________________________________________________。
(3)烧杯中还需盛有的物质是
________________________________________________________________________。
解析:(1)碎瓷片可起到防止暴沸的作用。
(2)由于该装置为制取蒸馏水的简易装置,无冷凝器,故长导管除导出水蒸气外,还兼起冷凝器的作用。
(3)长导管的冷凝效果不如冷凝器,故烧杯中应放冰水,进一步将水蒸气冷凝为蒸馏水,收集于试管中。
答案:(1)防止暴沸 (2)导气兼起冷凝器的作用
(3)冰水
[探究释疑])
1.
实验装置及仪器
仪器主要有:铁架台、酒精灯、石棉网、蒸馏烧瓶、温度计、冷凝管、牛角管、锥形瓶等。
2.仪器安装顺序
由下到上,由左到右。
3.蒸馏时应注意的几个问题
(1)加热蒸馏烧瓶,要垫上石棉网。
(2)蒸馏时在烧瓶中放少量沸石或碎瓷片,防止液体暴沸。
(3)蒸馏烧瓶中所盛液体体积一般应介于1/3~2/3之间,不可将溶液蒸干。
(4)温度计水银球的位置:与蒸馏烧瓶支管口的下沿相平,因为它测定的是蒸气温度。
(5)冷凝管的冷却水从下口进,从上口出;先通冷凝水,后加热蒸馏瓶。
[互动讲练]
在蒸馏实验中,下列叙述不正确的是(  )
A.在蒸馏烧瓶中盛约1/3体积的自来水,并放入几粒沸石
B.将温度计水银球插入自来水中
C.冷却水从冷凝管下口入,上口出
D.收集蒸馏水时,应弃去开始馏出的部分
[解析] 蒸馏烧瓶中盛约1/3体积的自来水,不能太少,也不能超过蒸馏烧瓶的2/3,加沸石(或碎瓷片)的作用是防暴沸,A正确;温度计水银球的位置与蒸馏烧瓶支管口的下沿相平,因为它测定的是蒸气温度,B错误;冷凝管中水流的方向应与蒸气流向相反,C正确;因容器中可能有杂质,故开始馏出的部分应弃去,D正确。
[答案] B
[易误警示] 有关蒸馏实验的常见错误
(1)实验安全意识不强,未加入沸石或碎瓷片防暴沸;
(2)由于对实验中温度计的作用不明确,而误认为温度计应插入溶液中;
(3)冷凝管的进出水方向颠倒;
(4)圆底烧瓶与蒸馏烧瓶易混淆。
1.从含碘的有机溶液中提取碘和回收有机溶剂,需要经过蒸馏,观察下图实验装置:
(1)指出其错误之处,并指出正确操作:
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)进行上述蒸馏操作时,使用水浴加热的原因是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析:实验装置的正误,要按实验进程逐一检查,通常按其安装顺序,从左到右,自下而上;利用水浴加热可使被加热物质受热均匀且温度不会超过100 ℃,最后在蒸馏烧瓶中得到晶体碘.
答案:(1)①缺石棉网;②温度计的水银球不应插入液体中,而应位于蒸馏烧瓶支管口处;③冷凝管进出水的方向错误,应下口进水,上口出水. (2)使蒸馏烧瓶受热均匀、控制温度不超过100℃;
       萃取和分液
1.萃取和分液
分液:将两种互不相溶的液体分开的操作。
操作(萃取碘水中的碘)
方法:用量筒量取10 mL碘的饱和水溶液,倒入分液漏斗中,然后注入4 mL CCl4,盖好玻璃塞。
现象:液体分层,有色层在上层。
方法:用右手压住分液漏斗口部,左手握住活塞部分,把分液漏斗倒转过来振荡,使两种液体充分混合。
方法:将分液漏斗放在铁架台上静置。
现象:液体分层,上层:无色,下层:紫红色。
方法:将分液漏斗颈上的玻璃塞打开(或使塞上的凹槽或小孔对准漏斗上的小孔),再将分液漏斗下面的活塞拧开,使下层液体沿烧杯内壁流下;上层液体从分液漏斗上口倒出。
[自我诊断]
1.判断正误:
(1)分液时应先将分液漏斗上端的塞子打开。(  )
(2)分液操作时,先使分液漏斗中的下层液体流出,然后再将上层液体流出。(  )
答案:(1)√ (2)×
2.问题思考
(1)分液时,将分液漏斗上口的玻璃塞打开的目的是什么?
(2)某溶液中加入AgNO3溶液产生白色沉淀,原溶液中一定含Cl-吗?
提示:(1)为了平衡分液漏斗内外的气压,便于液体顺利流下。
(2)不一定。原溶液中也可能含有CO等杂质离子。
[探究释疑]
1.萃取剂的选择
(1)萃取剂选择的“三原则”:
①萃取剂和原溶剂互不相溶。
②萃取剂和溶质不发生反应。
③溶质在萃取剂中的溶解度远大于在原溶剂中的溶解度。
(2)常见的3种萃取剂:
2.萃取、分液的主要仪器——分液漏斗
分液漏斗使用前必须检查是否漏水,方法是:在分液漏斗中注入少量的水,塞上瓶塞,倒置看是否漏水,若不漏水,正立后把瓶塞旋转180°,再倒置看是否漏水。
3.萃取、分液的操作注意事项(三防两保证)
操 作 目 的
振荡过程中要不时旋开活塞放气 “防止”分液漏斗内部压强过大发生危险
分液时要使分液漏斗的下端管壁紧贴烧杯内壁 “防止”液体飞溅
待下层液体恰好流尽时及时关闭活塞 “防止”上层液体流出
分液时要先打开分液漏斗上口的玻璃塞 “保证”分液漏斗内部气压与外界相同,使液体顺利流下
上层液体从上口倒出 “保证”上层液体尽量少地沾附下层液体
[互动讲练]
实验室用含有Ca2+、Mg2+、Cl-、SO、Br-等离子的溶液进行有关实验,已知Cl2+2Br-===Br2+2Cl-。
(1)操作Ⅰ使用的试剂是________,此时是________(填操作名称),将两层液体分开的操作是________,所用主要仪器是________。
(2)若Br2是从上层液体获得的,则使用的试剂可能是________,________(填“能”或“不能”)使用酒精。
[解析] 观察流程图可以得知,通入Cl2的目的是获得Br2,经操作后溶液分成两层,可知操作Ⅰ是萃取分液的方法,从溴水中提取Br2是萃取,将两层液体分开是分液,且Br2在下层,使用的试剂应是密度大于水的试剂,可以用四氯化碳(CCl4),所用主要仪器为分液漏斗;若Br2是从上层液体获得的,则萃取剂可能是苯,因酒精与水互溶,不能作萃取剂。
[答案] (1)四氯化碳 萃取 分液 分液漏斗
(2)苯 不能
[规律方法] 分离提纯实验方法和仪器的选择依据
物质的性质决定了实验方法和仪器的选择。
(1)溶解度相差较大的两种固体分离用过滤,如碳酸钙和氯化钠,主要仪器是漏斗。
(2)互不溶解的两种液体分离采用分液,如汽油和水,主要仪器是分液漏斗。
(3)沸点相差较大的两种液体分离用蒸馏,如从碘的四氯化碳中分离出四氯化碳,主要仪器是蒸馏烧瓶。
2.用四氯化碳萃取碘的饱和水溶液中的碘,下列说法中不正确的是(  )
A.实验使用的主要仪器是分液漏斗
B.碘在四氯化碳中的溶解度比在水中的溶解度大
C.碘的四氯化碳溶液呈紫红色
D.分液时,水从分液漏斗下口流出,碘的四氯化碳溶液从漏斗上口倒出
解析:选D。因四氯化碳的密度比水的密度大,所以萃取静止分层后上层为水层,下层为四氯化碳层,分液时,碘的四氯化碳溶液从下口流出,水从分液漏斗上口倒出。
蒸馏时温度计的水银球位置要放在蒸馏烧瓶的支管口处,冷却水的水流方向与蒸气的流出方向相反,易记忆混淆。
分液时旋开活塞用烧杯接收下层液体时,要注意待下层液体恰好流出时及时关闭分液漏斗的活塞,不能让上层液体流出,上层液体应从上口倒出。
在萃取和分液实验里,下列玻璃仪器中肯定不需要的是(  )
A.分液漏斗       B.玻璃棒
C.烧杯 D.温度计
解析:选D。在萃取和分液实验里,主要仪器是分液漏斗、烧杯,这都是必需的仪器。但有的分液漏斗上口较小,为了不使液体流出,需要用玻璃棒引流。温度计是肯定不需要的。
下列实验操作正确的是(  )
A.蒸馏时,应将温度计水银球浸入液体中
B.用酒精萃取碘水中的碘
C.用蒸馏法使白酒中的酒精与水分离开
D.用分液漏斗分离汽油和水,水和汽油分别用两个烧杯在下口接
解析:选C。蒸馏时,应将温度计水银球放在蒸馏烧瓶的支管口处,A错误;酒精与水互溶,不能用作萃取剂,B错误;酒精与水互溶,只能利用蒸馏法分离,C正确;汽油比水的密度小,应从分液漏斗的上口倒出,D错误。
下列每组中的两种物质,能用分液漏斗分离且油层由分液漏斗下口倒出的是(  )
A.四氯化碳和水 B.苯和水
C.芝麻油和水 D.酒精和水
解析:选A。A项中四氯化碳比水的密度大,分液时油层从下口流出;B项苯比水的密度小,分液时油层从上口倒出;C项芝麻油比水的密度小,分液时油层从上口倒出;D项二者互溶,不能用分液的方法分离。
(2014·包头高一测试)下列实验操作中错误的是(  )
A.蒸发操作时,待蒸发皿中有少量固体形成时,才能用玻璃棒搅拌
B.蒸馏操作时,应使温度计水银球靠近蒸馏烧瓶的支管口处
C.分液操作时,分液漏斗中下层液体从下口放出,上层液体从上口倒出
D.萃取操作时,一般选择有机萃取剂,且溶质在萃取剂中的溶解度大
解析:选A。进行蒸发操作时,一开始就要用玻璃棒不断搅拌,以防止液体溅出,故A不正确。
(2014·黄冈高一检测)选择下列实验方法分离物质,将分离方法的字母序号填在横线上。
A.过滤法 B.分液法
C.蒸馏法 D.结晶法
(1)________分离水和豆油的混合物;
(2)________从含有硝酸钾和少量氯化钾的混合溶液中获得硝酸钾;
(3)________分离饱和食盐水和沙子的混合物;
(4)________分离四氯化碳(沸点为76.75 ℃)和甲苯(沸点为110.6 ℃),已知四氯化碳和甲苯互溶。
解析:水和豆油互不相溶,利用分液法分离;硝酸钾的溶解度受温度影响较显著,可以用结晶法分离;沙子难溶于水,可用过滤法除去;四氯化碳和甲苯互溶且沸点相差较大,可用蒸馏法分离。
答案:(1)B (2)D (3)A (4)C
[基础达标]
1.已知甲和乙的某些性质如下表所示:
物质 熔点(℃) 沸点(℃) 密度(g·mL-1) 溶解性
甲 -98 37.5 0.93 可溶
乙 -48 95 0.90 可溶
现有甲和乙的混合物,进行分离时,可采用的方法是(  )
A.蒸馏 B.蒸发
C.过滤 D.萃取
解析:选C。根据表中提供的数据很容易分析得出分离二者混合物的最佳方法是蒸馏法。
2.完成下列实验所需选择的装置或仪器都正确的是(  )
A B C D
实验 分离植物油和氯化钠溶液 除去氯化钠晶体中混有的氯化铵晶体 分离CCl4中的Br2 除去CO2气体中的HCl气体
装置或仪器
解析:选A。B项,蒸馏的方法是分离互溶的液体,故错误;C项,过滤的方法是分离固体和液体,故错误;D项,二氧化碳和氯化氢都能和氢氧化钠反应,故错误。
3.能够用来鉴别BaCl2、NaCl、Na2CO3三种物质的试剂是(  )
A.AgNO3溶液 B.稀硫酸
C.稀盐酸 D.稀硝酸
解析:选B。用AgNO3溶液、稀盐酸、稀硝酸均无法鉴别氯化钡和氯化钠,滴加稀硫酸时,产生白色沉淀的是氯化钡,产生无色气体的是碳酸钠,无明显现象的是氯化钠。
4.下列实验操作中错误的是(  )
A.蒸发操作时,应使混合物中的水分完全蒸干后,才能停止加热
B.蒸馏操作时,应使温度计水银球靠近蒸馏烧瓶的支管口处
C.分液操作时,分液漏斗中下层液体从下口放出,上层液体从上口倒出
D.萃取操作时,萃取剂与原溶剂要互不相溶
解析:选A。蒸发操作时,应使混合物中的水分剩余较少时,停止加热,利用余热蒸干,A错误;蒸馏操作时,应使温度计水银球靠近蒸馏烧瓶的支管口处,B正确;分液操作时,分液漏斗中下层液体从下口放出,上层液体从上口倒出,C正确;萃取操作时,萃取剂与原溶剂要互不相溶,D正确。
5.下列说法中,正确的是(双选)(  )
A.使用分液漏斗前必须检查是否漏水
B.向溶液中滴加硝酸银产生白色沉淀,原溶液一定含有Cl-
C.分离苯和CCl4的混合物,可用分液法
D.分离NaCl和AgCl的混合物,可用过滤法
解析:选AD。使用分液漏斗前必须检查是否漏水,A项正确;原溶液中也可能含有CO,B项错误;分离苯和CCl4的混合物,可采用蒸馏法,C项错误;NaCl易溶于水,AgCl不溶于水,应采用过滤法分离,D项正确。
6.现有三组溶液:①汽油和氯化钠溶液、②39%的乙醇溶液、③碘水溶液,分离以上各混合液的正确方法依次是(  )
A.分液、萃取、蒸馏
B.萃取、蒸馏、分液
C.分液、蒸馏、萃取
D.蒸馏、萃取、分液
解析:选C。汽油不溶于水采用分液法分离;乙醇和水互溶只能采用蒸馏法分离;单质碘易溶在有机溶剂中,采用萃取法分离。
7.如图是中学化学中常用于混合物的分离和提纯的装置,请根据装置回答问题:
(1)从氯化钾溶液中得到氯化钾固体,选择装置________(填代表装置图的字母,下同);除去自来水中的Cl-等杂质,选择装置________。
(2)从碘水中分离出I2,选择装置________,该分离方法的名称为________________。
(3)装置A中①的名称是________,水的进出方向是________________。装置B在分液时为使液体顺利下滴,应进行的具体操作是
________________________________________________________________________。
解析:(1)从氯化钾溶液中得到氯化钾固体的过程是蒸发,选D;除去自来水中的Cl-等杂质是蒸馏,应选A。(2)从碘水中分离出I2的过程是萃取和分液,选B;(3)装置A中①的名称是冷凝管(或冷凝器);进出水的方向是下进上出;装置B在分液时为使液体顺利下滴,应进行的具体操作是先将分液漏斗活塞拿下后,再打开旋塞放出液体或者使分液漏斗活塞上的凹槽对准分液漏斗上的小孔后再打开旋塞放出液体。
答案:(1)D A (2)B 萃取和分液
(3)冷凝管(或冷凝器) 下进上出 先将分液漏斗上的活塞拿下后再打开旋塞放出液体(或使分液漏斗活塞上的凹槽对准分液漏斗口上的小孔后再打开旋塞放出液体)
8.海水中海带、紫菜等富集了大量的碘元素。某化学兴趣小组以海带为原料制取少量碘水,现用CCl4从碘水中萃取碘并用分液漏斗分离两种溶液。其实验可分解为如下各步:
A.把盛有溶液的分液漏斗放在铁架台的铁圈中
B.把50 mL碘水和15 mL CCl4加入分液漏斗中,并盖好玻璃塞
C.检验分液漏斗活塞和上口的玻璃塞是否漏液
D.倒转漏斗振荡,并不时旋开活塞放气,最后关闭活塞,把分液液漏斗放正
E.旋开活塞,用烧杯接收下层溶液
F.从分液漏斗上口倒出上层溶液
G.将分液漏斗上口的玻璃塞打开或使塞上的凹槽或小孔对准分液漏斗口上的小孔
H.静置、分层
就此实验完成下列填空:
(1)正确操作步骤的顺序是(用上述各操作的编号字母填写):
________―→________―→________―→A―→B―→________―→E―→F。
(1)上述E步骤的操作中应注意
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)上述G步骤操作的目的是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)上述G步骤操作的目的是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)能选用CCl4从碘水中萃取碘的原因是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析:(1)题中给出了八个步骤,后五个步骤的顺序也给出了其中四个,即A―→H―→(  )―→E―→F,只要考虑到静置、分层后才能分液,操作顺序应为A―→H―→(G)―→E―→F。前三个步骤应为漏―→装液―→振荡,即C―→B―→D。
(2)操作时要注意使漏斗下端管口紧靠烧杯内壁;及时关闭活塞,防止上层液体流入烧杯中。
(3)为保证分流漏斗内液体顺利流下,在进行分液操作时应注意使漏斗内部一外界大气相连通。
(4)萃取剂的选择应是两种溶剂不互溶,且要提取的物质在萃取剂中的溶解度应远大于在原溶液剂中的溶解度。
[答案](1)C B D G
(2)使分液漏斗下端漏斗劲紧靠烧杯内壁;及时关闭活塞,不让上层液体流出
(3)使分液漏斗内外空气相通,以保证进行E操作时漏斗里的液体顺利流出
(4)CCl4与水既不反应也不互溶,且碘在CCl4中的溶解度比在水中大得多
[能力提升]
9.丙酮是一种常用的有机溶剂,可与水以任意体积比互溶,密度小于1 g·mL-1,沸点约为55 ℃,分离水和丙酮时最合理的方法是(  )
A.蒸发 B.分液
C.过滤 D.蒸馏
解析:选D。分离互溶的沸点差别较大的两种液体混合物时可用蒸馏的方法。
10.某同学根据苯和四氯化碳互溶、苯的密度比水小、四氯化碳的密度比水大的性质制作了如图所示的“液体积木”。在试管中注入CCl4,再加少量水,再小心加入少量苯,溶液可出现分三层的现象,然后再用漏斗向水层中加入少量胆矾溶液及少量碘水(如图所示)。下列说法正确的是(  )
A.上中下三层的颜色分别为无色、蓝色、紫色
B.上中下三层的颜色分别为紫色、蓝色、紫色
C.振荡再静置后溶液分为两层,水在下层
D.振荡再静置后溶液仍分为三层
解析:选B。碘在苯与四氧化碳中的溶解度较大,它们都能从碘水中萃取碘,故上、中、下三层的颜色分别为紫色、蓝色、紫色。苯和四氯化碳互溶,故振荡后分为两层,有机层的密度大小取决于苯和四氯化碳的相对多少,故无法判断有机层是否在水的上面。
11.下列说法中,正确的是(双选)(  )
A.从I2的CCl4溶液中得到CCl4,可用蒸馏法
B.从Na2CO3溶液中得到Na2CO3,可用过滤法
C.分离酒精和CCl4的混合物,可用蒸馏法
D.分离NaCl和KNO3的混合物,可用萃取法
解析:选AC。从液体混合物中获得液体常用蒸馏法,获得固体常用蒸发法。从一种溶剂中将溶质转移到另一种溶剂中常用萃取法。I2溶于CCl4,利用它们的沸点不同,可用蒸馏法分离,A项正确;将Na2CO3溶液蒸发可得到Na2CO3,不能采用过滤法,B项错误;酒精的沸点为78 ℃,而CCl4的沸点很高,可采用蒸馏法,C项正确;NaCl的溶解度受温度的影响小,KNO3的溶液度受温度的影响较显著应采用结晶法分离,D项错误。
12.(2014·哈师大附中月考)不用任何试剂鉴别下列五种物质的溶液:①NaOH ②MgSO4 ③Ba(NO3)2 ④Cu(NO3)2 ⑤KNO3被鉴别出来的正确顺序是(  )
A.⑤④③②① B.④③①②⑤
C.④①②③⑤ D.②③①④⑤
解析:选C。各取五种溶液少量,观察颜色,蓝色溶液为Cu(NO3)2溶液,然后分别将其他四种无色溶液与之混合,产生蓝色沉淀的为NaOH溶液,再用NaOH溶液检出MgSO4溶液,用MgSO4溶液检出Ba(NO3)2溶液和KNO3溶液。
13.工业酒精是含水约4%的液态乙醇。向工业酒精中加入生石灰,会发生化学反应CaO+H2O===Ca(OH)2,且生成物不溶于乙醇。
(1)要在实验室中将工业酒精转化为无水乙醇,下列做法中不可取的是(填写代号)________。
A.加入过量的生石灰后过滤
B.加入过量的生石灰后蒸馏
C.加入过量的生石灰分液
(2)在你选择需要加热的实验方法中,需用的玻璃仪器除酒精灯以外,还有____________________;在该方法的实验步骤里,加热之前的操作是________________________,并且对此要注意的问题是________________。
(3)用酒精灯作热源,在加热过程中要适当调整酒精灯的上下或左右位置,目的是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析:(1)CaO、Ca(OH)2是不溶于酒精、难挥发的固体,酒精是易挥发的液体。因此,可知采用蒸馏最佳。
(2)蒸馏操作中的玻璃仪器,不要答铁架台。在蒸馏操作中,为了确保馏出的蒸气及时得到冷却,要先向冷凝管内通冷却水,然后才能进行加热。为了提高冷却效果,冷却水应从冷凝管下口流入,上口流出。
(3)进行蒸馏操作时,要根据组分沸点,使蒸馏烧瓶内的支管口保持恒温。温度的显示靠温度计,温度的调节可通过控制热源的强弱来实现。
答案:(1)B
(2)蒸馏烧瓶、温度计、冷凝管、牛角管、锥形瓶 向冷凝管内加冷却水 使水从冷凝管的下口进,上口出
(3)使蒸馏烧瓶内的支管口处保持某一恒温
为了分离一氧化碳、二氧化碳,并分别得到干燥的气体,某学生设计了一个实验装置(如图)。其中甲、乙、丙容器里分别是浓硫酸、稀硫酸、氢氧化钠溶液中的一种;a是玻璃活塞,b是分液漏斗的玻璃活塞。
请按要求填空:
(1)甲容器中盛________溶液;乙容器中盛________。
(2)实验时关闭________(填“a”或“b”),打开________(填“a”或“b”),发生反应的化学方程式是________________________,这样得到的气体是________。
(3)当分离完一种气体后,关闭________(填“a”或“b”),打开____________(填“a”或“b”),发生反应的化学方程式是
________________________________________________________________________,
这样得到的气体是________。
解析:要分离一氧化碳和二氧化碳,并分别得到干燥的气体,由图中盛放液体试剂及CO、CO2的性质可知甲容器应盛放NaOH溶液,乙容器应盛放浓硫酸,丙容器应盛放稀硫酸。关闭b、打开a时,CO2与NaOH溶液反应生成碳酸钠,而CO与NaOH溶液不反应,再经过乙瓶中的浓硫酸干燥即得干燥的CO;关闭a、打开b时,丙中的稀硫酸与甲中的碳酸钠反应生成CO2。
答案:(1)氢氧化钠 浓硫酸 (2)b a CO2+2NaOH===Na2CO3+H2O 一氧化碳 (3)a b Na2CO3+H2SO4===Na2SO4+H2O+CO2↑ 二氧化碳
eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(\a\vs4\al(化学,实验,安全)\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(遵守实验室规则,了解安全措施\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(药品的安全存放,意外事故的处理)),\a\vs4\al(掌握正确,的操作方法)\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(药品的取用原则和方法,物质的加热,仪器的连接与装配)),重视并逐步熟悉污染物和废弃物的处理方法)),\a\vs4\al(化学,实验,基本,方法)\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(\a\vs4\al(混合,物的,分离,和提,纯)\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(\a\vs4\al(过滤)\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(原理:溶解性的不同,方法:从液体中分离出不溶的固体物质,举例:除去粗盐中的泥沙)),\a\vs4\al(蒸发)\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(原理:挥发性的差异,方法:从溶液中分离出溶质,举例:从NaCl溶液中分离出NaCl)),\a\vs4\al(蒸馏)\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(原理:沸点的差异,方法:用蒸馏烧瓶,通过加热的方法, 分离出沸点不同的液体,举例:用自来水制取蒸馏水,从石油, 中分离出汽油、煤油等)),\a\vs4\al(萃取)\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(原理:溶质在互不相溶的溶剂中溶, 解度的差异,方法:用分液漏斗进行分离,举例:用四氯化碳提取碘水中的碘)),\a\vs4\al(分液)\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(原理:两种液体互不相溶,有明显分层现象,方法:用分液漏斗进行分离,举例:分离四氯化碳和水)))),\a\vs4\al(常见离子,的检验)\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(SO:BaCl2溶液和稀盐酸,Cl-:AgNO3溶液和稀HNO3,CO:CaCl2(或BaCl2)溶液、稀盐, 酸和澄清的石灰水)),\a\vs4\al(一定物质,的量浓度,溶液的配,制)\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(容量瓶的使用,配制步骤:计算、称量(或量取)、溶, 解、转移、洗涤、定容、摇匀、装, 瓶贴签,误差分析)))),常用的化学计量\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(物质的量(n),摩尔质量(M),气体摩尔体积(Vm),物质的量浓度(c)))))
专题一 物质的分离与提纯
1.物质的分离:是把混合物中的各种物质分开的过程,分开以后的各物质应该尽量减少损失,而且是比较纯净的。经常采用的分离方法有:过滤、蒸发、结晶、分馏、萃取、分液、渗析、洗气等。
2.物质的提纯:是指将某物质中的杂质采用物理或化学方法除掉的过程。它和分离的主要区别在于除掉后的杂质可以不进行恢复。
(1)物质提纯的原则:不增、不变、易分。
所谓不增,是指在提纯过程中不增加新物质,不变指被提纯的物质性质不能改变,易分指使杂质与被提纯物质容易分开。
(2)提纯的方法可归纳为:“杂转纯,杂变沉,化为气,溶剂分。”
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。如除去Na2CO3中混有的NaHCO3,即可将混合物加热,使NaHCO3全部转化为Na2CO3。
杂变沉:加入一种试剂,将要除去的杂质变成沉淀,最后用过滤的方法除去沉淀。
化为气:加热或加入一种试剂,使杂质变为气体逸出。如食盐水中混有Na2CO3,则可加盐酸,使CO变成CO2逸出。
溶剂分:加入一种试剂,将杂质或被提纯物质萃取出来。如用CCl4可将碘从水中萃取出来。
3.常用的分离提纯方法:
不同的分离方法适用于不同混合物的类型,常见分离方法与混合物的类型如下图所示:
固-固分离型 固-液分离型 液-液分离型 .气-气分离型
燃烧 过滤 萃取  分液 洗气
加热升华 蒸发 蒸馏
1.下列混合物可用溶解、过滤、蒸发的操作分离的是(  )
A.混有泥沙的食盐   B.混有水的酒精
C.白糖与食盐的混合物 D.铁粉和泥沙的混合物
解析:选A。用溶解、过滤、蒸发的操作分离的典型例子是粗盐提纯,选项A正确;过滤是分离固体和液体的混合物时最常用的方法之一,主要是除去液体中的不溶性固体,选项B中无固体;选项C中无不溶性固体;选项D中铁粉和泥沙都是不溶性固体。选项B、C、D均无法用过滤的方法分离。
2.实验室需要制备纯净的氯化钾。现有含少量KBr和K2SO4的氯化钾样品,按照下图所示的实验方案进行提纯。(已知:Cl2+2KBr===2KCl+Br2,Br2易挥发)
(1)过滤时需要用到的玻璃仪器是
________________________________________________________________________。
(2)检验加入BaCl2溶液后SO是否沉淀完全的操作为
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)若用硝酸钡来代替氯化钡,请判断是否可行并说明理由
________________________________________________________________________。
(4)某同学认为该实验方案中加适量氯化钡溶液不容易控制,应加入过量氯化钡溶液。他的思路如图所示:
沉淀A的化学式是______________,溶液③中的溶质是________________。
解析:(1)过滤时用到的玻璃仪器是:漏斗、玻璃棒、烧杯。
(2)如果SO没有沉淀完全,向反应后的溶液中再次滴加BaCl2溶液时会有BaSO4沉淀生成;否则没有沉淀生成。
(3)加入BaCl2溶液的目的是除去SO,且目标化合物是KCl,加入BaCl2既可除去杂质离子SO,又不引入其他杂质阴离子;选择Ba(NO3)2会引入杂质离子NO。
(4)根据物质的除杂原则,要想完全除去某种离子,加入的除杂试剂应该过量或适量,由于不知道杂质离子的量,故适量很难控制,所以常采用加入过量除杂试剂的方法,而加入过量除杂试剂就会引入新的杂质离子,所以应该在后续操作中将杂质离子除去。在上述实验过程中,加入过量K2CO3的目的是除去过量的Ba2+,故沉淀A是BaCO3;滤液②中存在K2CO3,故需加入盐酸将K2CO3转化为KCl、CO2和H2O,将CO除去。
答案:(1)漏斗、玻璃棒、烧杯
(2)静置一段时间后,取少量上层清液再滴加BaCl2溶液,若无沉淀生成,说明SO沉淀完全;反之未沉淀完全
(3)不可行,会引入NO
(4)BaCO3 HCl
专题二 以物质的量为核心的有关物理量的
相互关系
(1)物质的量与微粒数目、物质的质量、物质的量浓度、气体体积之间的关系
(2)计算公式
①n= ②n= ③n= ④cB=
(3)注意事项
①突出物质的量这一核心,它是其他物理量之间换算的纽带和桥梁,通常模式是:一个物理量物质的量另一个物理量。
②换算过程中各物理量的单位要对应准确。
③n、Vm、V(g)之间换算时,气体摩尔体积务必明确是何种状况下的,不可一律取22.4 L·mol-1(除非标准状况)。
④不同状况下,同种物质状态可能不同。
3.(双选)设NA表示阿伏加德罗常数的值,下列关于0.2 mol·L-1的Ba(NO3)2溶液的说法中不正确的是(  )
A.2 L溶液中的阴、阳两种离子总数为0.8NA
B.500 mL,溶液中NO的浓度为0.2 mol·L-1
C.500 mL溶液中Ba2+的浓度为0.2 mol·L-1
D.500 mL溶液中NO的数目为0.2NA
解析:选AB。由Ba(NO3)2===Ba2++2NO知:n[Ba(NO3)2]∶n(Ba2+)∶n(NO)=1∶1∶2。因此,c(Ba2+)=0.2 mol·L-1,c(NO)=0.4 mol·L-1,所以A中:n(Ba2++n(NO)=(0.2 mol·L-1×2 L+0.4 mol·L-1×2 L)=1.2 mol,即离子总数为1.2NA;B项:c(NO)=0.2 mol·L-1×2=0.4 mol·L-1;C项:c(Ba2+)=c[Ba(NO3)2]=0.2 mol·L-1;D项:N(NO)=c(NO)×V×NA=0.4 mol·L-1×0.5 L×NA=0.2 NA。
4.在a L Al2(SO4)3和(NH4)2SO4的混合溶液中加入b mol BaCl2,恰好使溶液中的SO完全沉淀;如加入足量强碱并加热可得到c mol NH3,则原溶液中的Al3+浓度(mol·L-1)为(  )
A. B.
C. D.
解析:选C。由于产生c mol NH3,则必定有NH c mol,使SO完全沉淀需Ba2+b mol,因此SO有b mol。根据电荷守恒:
2c(SO)=c(NH)+3c(Al3+),则:
3c(Al3+)=mol·L-1
c(Al3+)= mol·L-1。
(时间:90分钟,分数:100分)
一、选择题(本题包括15个小题,每小题4分,共60分)
1.下列操作或发生事故时的处理方法正确的是(  )
A.过滤时,用玻璃棒搅动漏斗内液体,使之过滤完全
B.燃着的酒精灯打翻失火,应立即用水浇灭
C.配制一定浓度的NaCl溶液时,定容振荡摇匀后,发现液面低于刻度线,再加水到刻度线
D.浓硫酸不慎溅到皮肤上,应立即用大量水冲洗,最后再涂上3%~5%的小苏打溶液
解析:选D。过滤时,漏斗内液体不能搅动;燃着的酒精灯打翻失火,应用湿抹布盖灭;配制一定浓度的NaCl溶液时,定容振荡摇匀后,发现液面低于刻度线是因为瓶壁上沾了少许溶液,不能再加水,否则浓度减小。
(2014·惠阳高一联考)下列说法中正确的是(  )
A.KOH的摩尔质量是56 g
B.1 mol H2O的质量是18 g/mol
C.Cl2的摩尔质量是35.5 g/mol
D.1 mol N2的质量是28 g
解析:选D。A中应为56 g/mol,B中,1 mol H2O的质量应为18 g,C中应为71 g/mol。
(2014·荆州高一检测)绿色植物是空气天然的“净化器”,研究发现,1万平方米柳杉每月可以吸收160 kg SO2,则1万平方米柳杉每月吸收的SO2的物质的量为(  )
A.164 kg B.2.5 mol
C.2 500 mol D.2 500 g/mol
解析:选C。160 kg SO2的物质的量为160 000 g ÷64 g/mol=2 500 mol。
4.下列实验操作正确的是(  )
解析:选A。给试管内液体加热时,试管口不准对着自己或别人,且加热时试管内液体的体积不能超过试管容积的,B错误;NaOH有腐蚀性,应放在小烧杯中称量,C错误;过滤时,漏斗下端应紧贴烧杯内壁,D错误。
下列各组物质中分子数相同的是(  )
A.2 L CO和2 L CO2
B.9 g H2O和标准状况下11.2 L CO2
C.标准状况下1 mol O2和22.4 L H2O
D.0.2 mol H2和4.48 L HCl气体
解析:选B。A项,没指明是相同条件,错误;B项,9 g H2O的物质的量是9 g÷18 g/mol=0.5 mol,标准状况下11.2 L CO2的物质的量是11.2 L÷22.4 L/mol=0.5 mol,正确;C项,标准状况下22.4 L H2O不是1 mol,错误;D项,没指明是标准状况,故4.48 L HCl不一定是0.2 mol。
下列叙述中,正确的是(  )
A.1 mol H2的质量只有在标准状况下才约为2 g
B.在标准状况下某气体的体积约为22.4 L,则可认为该气体的物质的量约是1 mol
C.在20 ℃时,1 mol任何气体的体积总比22.4 L大
D.1 mol H2和O2的混合气体,在标准状况下的体积不一定是22.4 L
解析:选B。A项中1 mol H2质量与其状态无关,即在任何状况下,1 mol H2的质量均为2 g,故A不正确;在标准状况时Vm=22.4 L·mol-1,故此状况下22.4 L气体的物质的量为1 mol,故B正确;气体体积除与温度有关外还与压强有关,故C不正确;气体摩尔体积对混合气体也同样适用,故1 mol H2和O2的混合气体,在标准状况下也是22.4 L,故D不正确。
(2014·南昌高一检测)用NA代表阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是(  )
A.0.5 mol锌粒与足量盐酸反应产生11.2 L H2
B.标准状况下,11.2 L CCl4所含分子数为0.5NA
C.0.1 mol CH4所含氢原子数为0.4NA
D.常温常压下,28 g N2中所含原子个数为NA
解析:选C。A项H2所处的条件不确定,体积不一定为11.2 L;B项标准状况下CCl4为液体;D项28 g N2中所含原子个数为2NA。
8.为除去某物质中所含的杂质,所选用的试剂或操作方法正确的是(  )
序号 物质 杂质 除杂试剂或操作方法
① NaCl溶液 Na2CO3 加入盐酸,蒸发
② FeSO4溶液 CuSO4 加入过量铁粉并过滤
③ H2 CO2 依次通过盛有NaOH溶液和浓硫酸的洗气瓶
④ NaNO3 Na2CO3 加稀硫酸溶解、过滤、蒸发、结晶
A.①②③ B.②③④
C.①③④ D.①②④
解析:选A。除杂的原则是除去杂质且不引入新杂质,更不能使被提纯的物质减少。题中①②③都符合这个原则,④中加入硫酸,引入了SO,不符合题意,故选A。
9.下列关于物质的量浓度表述正确的是(双选)(  )
A.0.3 mol·L-1的Na2SO4溶液中含有Na+和SO的总物质的量为0.9 mol·L-1
B.当1 L水吸收22.4 L氨气时所得氨水的浓度不是1 mol·L-1,只有当22.4 L(标准状况)氨气溶于水制得1 L氨水时,其浓度才是1 mol·L-1
C.在K2SO4和NaCl的中性混合水溶液中,如果Na+和SO的物质的量相等,则K+和Cl-的物质的量浓度一定相同
D.10 ℃时,100 mL 0.35 mol·L-1的KCl饱和溶液蒸发掉5 g水,冷却到10 ℃时,其体积小于100 mL,它的物质的量浓度仍为0.35 mol·L-1
解析:选BD。物质的量的单位是mol不是mol·L-1,故A错误;气体摩尔体积22.4 L·mol-1只有在标准状况下才能使用;c=n/V中,V指溶液的体积不是溶剂的体积,故B正确;如果Na+和SO的物质的量相等,硫酸根离子所带电荷大于钠离子所带电荷,根据溶液中阴阳离子所带电荷相等,所以K+的物质的量浓度大于Cl-的物质的量浓度,故C错误;温度相同时,同一物质的饱和溶液中溶液的物质的量浓度一定相同,与溶液的体积无关,故D正确。
(2014·吉林一中高一测试)现要配制0.01 mol/L的KMnO4溶液,下列操作导致所配溶液浓度偏高的是(  )
A.称量时,左盘高,右盘低
B.定容时俯视容量瓶刻度线
C.原容量瓶洗净后没有干燥
D.摇匀后见液面下降,再加水至刻度线
解析:选B。A项称量时,左盘高,右盘低,溶质的质量偏小,溶液浓度偏低;B项定容时俯视容量瓶刻度线,溶液体积偏小,溶液浓度偏高;C项对所配溶液的浓度无影响;D项溶液浓度偏低。
11.在标准状况下,将V L气体(摩尔质量是M g·mol-1)溶于0.1 L水中,所得溶液的密度为d g·mL-1,则此溶液的物质的量浓度为(  )
A.mol·L-1
B.mol·L-1
C.mol·L-1
D.mol·L-1
解析:选B。由题意知气体的物质的量为mol,溶剂是0.1 L(100 g H2O),溶液的质量是(100+·M)g,已知溶液密度为d g·mL-1,溶液的体积应是mL,整理后得到体积为()mL。因此溶液的物质的量浓度为mol·L-1=mol·L-1。
在相同的温度和压强下,4个容器中分别装有4种气体。已知各容器中的气体和容器的容积分别是a.CO2,100 mL;b.O2,200 mL;c.N2,400 mL;d.CH4,600 mL,则4个容器中气体的质量由大到小的顺序是(  )
A.a>b>c>d B.b>a>d>c
C.c>d>b>a D.d>c>a>b
解析:选C。由阿伏加德罗定律的推论可知,同温同压下,气体的物质的量之比等于气体的体积比,气体的质量可以由物质的量乘以摩尔质量求得。由阿伏加德罗定律可知,四种气体的物质的量之比为n(CO2)∶n(O2)∶n(N2)∶n(CH4)=V(CO2)∶V(O2)∶V(N2)∶V(CH4)=1∶2∶4∶6,又由m=n·M知,气体的质量之比为m(CO2)∶m(O2)∶m(N2)∶m(CH4)=(1×44)∶(2×32)∶(4×28)∶(6×16)=11∶16∶28∶24。
(2014·浙江余姚中学高一质检)为了除去氯化钾中含有的少量硫酸镁和氯化钙杂质,需进行下列六项操作,先后顺序正确的是(  )
①加水溶解 ②加热蒸发得到晶体 ③加入过量的氯化钡溶液 ④加入适量的盐酸 ⑤加入过量碳酸钾和氢氧化钾溶液 ⑥过滤
A.①④③⑤⑥② B.①⑤③④⑥②
C.①③④⑥⑤② D.①③⑤⑥④②
解析:选D。正确的操作应为溶解后先除SO(用过量BaCl2溶液),再除Ca2+、Mg2+和过量Ba2+(用过量K2CO3和KOH溶液),然后过滤,用盐酸除去过量的OH-和CO,最后蒸发。
14.提纯含有少量Ba(NO3)2杂质的KNO3溶液,可使用的方法为(  )
A.加入过量的Na2CO3溶液,过滤,除去沉淀,溶液中补加适量HNO3
B.加入过量K2SO4溶液,过滤,除去沉淀,溶液中补加适量HNO3
C.加入过量Na2SO4溶液,过滤,除去沉淀,溶液中补加适量HNO3
D.加入过量K2CO3溶液,过滤,除去沉淀,溶液中补加适量HNO3
解析:选D。对于物质的提纯,除去杂质时一般加入稍过量的试剂,以便将杂质完全除去,这样就不免带入了一定量的新杂质,因此,在选用试剂时,应考虑到最后能将之除去,但不能再引入新杂质。A项会引入新杂质Na+,B项会引入新杂质SO,C项会引入新杂质Na+、SO。
15.溶质质量分数分别为a%和5a%的H2SO4溶液等体积混合均匀后,混合溶液中H2SO4的质量分数(  )
A.等于3a% B.等于6a%
C.大于3a% D.小于3a%
解析:选C。设a%、5a%的溶液的密度分别为ρ1、ρ2,各取V mL,混合溶液里H2SO4的质量分数为x%。根据溶液稀释定律,得:ρ1Va%+ρ2V5a%=(ρ1V+ρ2V)·x%,x=·a,即x=·a。因为H2SO4溶液的密度大于1 g·mL-1,H2SO4浓度越大,溶液的密度越大,即ρ2>ρ1,所以ρ1+ρ2<2ρ2,x=·a>·a=3a。故选C。
二、非选择题(本题包括3小题,共40分)
16.(14分)现有NaCl、Na2SO4,和NaNO3的混合溶液,选择适当的试剂将其转化为相应的沉淀或固体,从而实现Cl-、SO和NO的分离,实验过程如图所示:
请回答下列问题:
(1)写出上述实验过程中所用试剂的名称:
试剂1________,试剂2________,试剂4________。
(2)加入过量试剂3的目的是
________________________________________________________________________。
(3)在加入试剂4后,获得晶体D的实验操作④是__________________。
解析:沉淀SO选用Ba2+,沉淀Cl-用Ag+。由于A g+与Cl-、SO都可生成沉淀,所以应先用BaCl2或Ba(NO3)2沉淀SO,所以试剂1为BaCl2或Ba(NO3)2;试剂2则为沉淀Cl-所用的AgNO3溶液;因加入的Ba2+和Ag+是过量的,所以应用试剂3,即Na2CO3来除去过量的Ba2+和Ag+;而过量的CO则用试剂4(稀硝酸)来除去。
答案:(1)BaCl2溶液[或Ba(NO3)2溶液] AgNO3溶液 稀硝酸
(2)除去过量的Ba2+和Ag+
(3)蒸发结晶
17.(13分)某化学课外活动小组从实验室取出硫酸试剂,试剂瓶上标签的部分内容如图所示。该小组欲配制450 mL 0.2 mol·L-1的稀硫酸溶液:
硫酸:
化学纯(CP)(500 mL)
品名:硫酸
化学式:H2SO4
相对分子质量:98
密度:1.84 g·cm-3
质量分数:98%
(1)所需试剂瓶内硫酸溶液的体积为________mL。
(2)所用量筒和容量瓶的规格为________和________。
(3)浓硫酸稀释时的操作是
________________________________________________________________________。
(4)下列为该小组的操作,可能导致配制溶液浓度偏高的是________。
A.移液前未冷却至室温
B.定容时加水多了,用滴管吸出
C.定容时俯视刻度线
(5)下图是该小组转移溶液的示意图,图中的错误是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析:(1)配制450 mL溶液应选用500 mL容量瓶,根据溶液稀释时溶质的物质的量不变,设需要试剂瓶内硫酸体积为V,则有:
0.5 L×0.2 mol·L-1=
解得V≈5.4 mL,
即需要浓硫酸5.4 mL。
(2)应选取10 mL量筒。
(4)A项,移液前未冷却至室温,则液体体积大,需加入的水少,即冷却至室温后,溶液体积偏小,导致浓度偏高;B项,定容时加水多了,吸出时会带出一部分溶质,导致浓度偏低;C项定容时俯视刻度线,溶液实际体积未达到刻度线,导致浓度偏高。
(5)①移液时应用玻璃棒引流;②容量瓶规格不正确。
答案:(1)5.4 (2)10 mL量筒 500 mL容量瓶
(3)向烧杯中加入一定量的水,再将浓硫酸沿烧杯内壁慢慢倒入,并用玻璃棒不断搅拌 (4)AC
(5)①未用玻璃棒引流;②未采用500 mL容量瓶
(13分)(2014·厦门高一检测)(1)0.5 mol CH4的质量为________g,在标准状况下的体积为______L;含______个氢原子。
(2)将标准状况下22.4 L的HCl溶于水配成200 mL的溶液,所得溶液的物质的量浓度为________;配制300 mL 0.5 mol/L氯化钠溶液,需要1.5 mol/L的氯化钠溶液的体积为________mL。
解析:(1)0.5 mol CH4的质量为0.5 mol×16 g/mol=8 g,在标准状况下的体积为0.5 mol×22.4 L/mol=11.2 L,氢原子数为0.5 mol×4×6.02×1023=1.204×1024。
(2)标准状况下22.4 L的HCl是22.4 L÷22.4 L/mol=1 mol,物质的量浓度为1 mol÷0.2 L=5 mol/L;由稀释规律知,所需氯化钠溶液的体积为(300 mL×0.5 mol/L)÷1.5 mol/L=100 mL。
答案:(1)8 11.2 1.204×1024 (2)5 mol/L 100