第一章 从实验学化学
知识结构:
第一节化学实验基本方法
一、化学实验安全
1. 遵守实验室规则。2. 了解安全措施。
(1)做有毒气体的实验时,应在通风厨中进行,并注意对尾气进行适当处理(吸收或点燃等)。进行易燃易爆气体的实验时应注意验纯,尾气应燃烧掉或作适当处理。(2)烫伤宜找医生处理。
(3)浓酸撒在实验台上,先用Na2CO3 (或NaHCO3)中和,后用水冲擦干净。浓酸沾在皮肤上,宜先用干抹布拭去,再用水冲净。浓酸溅在眼中应先用稀NaHCO3溶液淋洗,然后请医生处理。
(4)浓碱撒在实验台上,先用稀醋酸中和,然后用水冲擦干净。浓碱沾在皮肤上,宜先用大量水冲洗,再涂上硼酸溶液。浓碱溅在眼中,用水洗净后再用硼酸溶液淋洗。(5)钠、磷等失火宜用沙土扑盖。
(6)酒精及其他易燃有机物小面积失火,应迅速用湿抹布扑盖。
3. 掌握正确的操作方法。例如,掌握仪器和药品的使用、加热方法、气体收集方法等。
二.混合物的分离和提纯
1.过滤和蒸发 实验1—1 粗盐的提纯
仪器 : 天平,烧杯,玻璃棒,漏斗,铁架台,铁圈步骤 :
步骤 | 现象 |
1.溶解:称取4克粗盐加到盛有12mL水的小烧杯中,用玻璃棒搅拌使氯化钠充分溶解 | 粗盐逐渐溶解,溶液浑浊。 |
2.过滤:组装好仪器,将1中所得到的混合物进行过滤。若滤液浑浊,要再次过滤,直到滤液澄清为止。 | 滤纸上有不溶物残留,溶液澄清。 |
3.蒸发:将过滤后的澄清溶液转入蒸发皿,加热,并用玻璃棒搅拌,防止液滴飞溅。当出现较多固体时停止加热,余热蒸干。 | 蒸发皿中产生了白色固体。 |
(2)蒸发结晶过程中用玻璃棒搅拌,防止液滴飞溅。
补充:沉淀的洗涤
沉淀完全的检验:
洗涤完全的检验:
粗盐提纯中杂质离子的除杂:
顺序:
方程式:
三.离子检验
离子 | 所加试剂 | 现象 | 离子方程式 |
Cl- | AgNO3,稀HNO3 | 产生白色沉淀 | Cl-+Ag+=AgCl↓ |
SO42- | Bacl2稀Hcl | 白色沉淀 | SO42-+Ba2+=BaSO4↓ |
2.注意:为了使杂质除尽,加入的试剂不能是“适量”,而应是“过量”;但过量的试剂必须在后续操作中便于除去。
练习
.蒸馏和萃取(1) 蒸馏
原理:利用沸点的不同,处去难挥发或不挥发的杂质。
实验1---3 从自来水制取蒸馏水
仪器:温度计,蒸馏烧瓶,石棉网,铁架台,酒精灯,冷凝管,牛角管,锥形瓶。
操作:连接好装置,通入冷凝水,开始加热。弃去开始镏出的部分液体,(沾了导管里面的杂质)用锥形瓶收集约10mL液体,停止加热.
现象: 随着加热,烧瓶中水温升高至100度后沸腾,锥形瓶中收集到蒸馏水.
注意事项蒸馏操作注意事项:
(1)蒸馏烧瓶中液体量不得超过容积的2/3。
(2)温度计的水银球应位于蒸馏烧瓶支管口处。
(3)为防止爆沸,应在蒸馏烧瓶中加几块沸石或碎瓷片。
(4)冷凝管中冷水从下口进入,上口出。先通冷凝水,再开始加热。
(5)按各组分的沸点控制蒸馏温度。
(6)停止加热后,应继续通冷凝水,以冷凝冷凝管中的蒸汽。
(7)刚开始的馏分不要(和冷凝器内壁接触有污染)
(8)溶液不可蒸干。
举例:蒸馏水:
无水乙醇:
乙醇和乙酸的分离:
(2)萃取: 对象
原理: 用一种溶剂把溶质从它与另一溶剂所组成的溶液里提取出来.
仪器: 分液漏斗, 烧杯
步骤: 检漏检验分液漏斗是否漏水.
装液量取10mL碘的饱和溶液倒入分液漏斗, 注入4mLCCl4,盖好瓶塞.
振荡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用力振荡.
静置将分液漏斗放在铁架台上,静置.
分液待液体分层后, 将分液漏斗上的玻璃塞打开,从下端口放出下层溶液,从上端口倒出上层溶液.
倒出
注意事项: A 检验分液漏斗是否漏水.
B 萃取剂: 互不相溶,不能反应.
C 上层溶液从上口倒出,下层溶液从下口放出.
分液时操作要点:
①分液前要检查漏斗旋塞和上口的玻璃塞是否漏水
②将漏斗上口的玻璃塞打开或使塞上的凹槽对准漏斗
口上的小孔以使漏斗内外空气相通
③漏斗下端管口紧靠烧杯内壁
④分液时上层液体从上口倒出,下层液体从下口流出
常用萃取剂:
典型萃取实验及现象:CCl4萃取碘水
现象 | 解释及结论 |
注入CCl4后(是/否)分层。水层在_____,CCl4层在_____。振荡后水层颜色变_____,CCl4层显 色。 | 碘从___层 进入_____层 |
注入水后(是/否)分层。水层在_____,CCl4层在_____。振荡后水层颜色_____,CCl4层显 色。 |
得到纯净的KNO3溶液,则加入试剂的正确顺序是:
A.Ba(NO3)2、K2CO3、AgNO3、HNO3
B.K2CO3、Ba(NO3)2、AgNO3、HNO3
C.Ba(NO3)2、AgNO3、K2CO3、HNO3
D.AgNO3、Ba(NO3)2、K2CO3、HNO3
第二节 化学计量在实验中的应用
一、物质的量的单位――摩尔
1.物质的量:符号 含义是表示含有一定数目粒子的集体的物理量。七个基本物理量之一。
使用时的注意事项:1
2
3
单位 : 符号: : 含义:把含有6.02 ×1023个粒子的任何粒子集体计量为1摩尔。
3.阿伏加德罗常数:含义1mol物质中所含的微粒数约为6.02 X1023”。符号:
单位:
1mol物质中所含的“微粒数”约为6.02 X1023
4.物质的量 = 物质所含微粒数目/阿伏加德罗常数 公式
5.摩尔质量:符号
(1) 定义:单位物质的量的物质所具有的质量叫摩尔质量.(2)单位: 或
(3) 数值:
6.物质的量=物质的质量/摩尔质量。公式:
公式推导:已知甲乙俩物质
推论:相同质量时:
相同物质的量时:
相同摩尔质量时:
二、气体摩尔体积
1.气体摩尔体积,符号
(1)定义:单位物质的量的气体所占的体积叫做气体摩尔体积.
(2)单位:
2.物质的量=气体的体积/气体摩尔体积,公式
3.(1)0℃ 101KPa , Vm = 22.4 L/mol
含义:
(2)25℃ 101KPa , Vm = 24.8 L/mol
注意:此公式只适用于气体
阿伏伽德罗定律:在相同的温度和压强下,相同体积的任何气体都含有相同数目的分子
推论:同温同压下:V1=V2 即 N1=N2 n1=n2
推论1同温同压下,任何气体的体积与物质的量、分子数成正比
即:V1∶V2 = n1 ∶ n2 = N1 : N2
练习:
1、在标准状况下,22.4LCO和17gNH3的体积之比为
所含分子数之比为 所含原子数之比为
2、在标准状况下:①2gH2 ②分子数为3.01x1023的CO2③0.8molHCl④1.12LCl2
体积由大到小的顺序是
推论2
同温同压下,同体积的任何气体的质量比等于它们的相对分子质量之比。
即:m1∶m2=M 1∶M 2
练习:标准状况下,等体积的氧气和某气体质量比为1:2.5,则该气体的摩尔质量是多少?
推论3
同温同压下,相同质量的任何气体的体积比等于它们的相对分子质量的反比。
即:V1∶V2=M 2∶M 1。
练习:同温同压下,等质量的下列气体的体积由大到小排列顺序①CO2②H2③Cl2④HCl⑤SO2
推论4
同温同压下,任何气体密度之比等于其式量之比, 等于摩尔质量比。
ρ1∶ρ2=M 1∶M 2
练习:在标准状况下,空气的平均式量为29,相同条件下的下列气体密度比空气密度大的是 ①CO2②H2③Cl2④HCl⑤N2
推论5
恒温恒容下,气体的压强比等于它们的物质的量之比。即:p1∶p2=n1∶n2
三、物质的量在化学实验中的应用
1.物质的量浓度.
(1)定义:以单位体积溶液里所含溶质B的物质的量来表示溶液组成的物理量,叫做溶质B的物质的浓度。
(2)单位:
(3)物质的量浓度 = 溶质的物质的量/溶液的体积 公式
2.一定物质的量浓度的配制
(1)基本原理:根据欲配制溶液的体积和溶质的物质的量浓度,用有关物质的量浓度计算的方法,求出所需溶质的质量或体积,在容器内将溶质用溶剂稀释为规定的体积,就得欲配制得溶液.
(2)主要操作
a.检验是否漏水.
b.配制溶液 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. .
注意事项:A 选用与欲配制溶液体积相同的容量瓶. B 使用前必须检查是否漏水.
C 不能在容量瓶内直接溶解. D 溶解完的溶液等冷却至室温时再转移. E 定容时,当液面离刻度线1―2cm时改用滴管,以平视法观察加水至液面最低处与刻度相切为止.
3.溶液稀释,公式
推论:(公式说明)
物质的量浓度和质量的关系
物质的量浓度和质量分数的关系