必修1-1从实验学化学

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1、从实验学化学化学是一门一实验为基础的自然科学。人们对科学规律的发现是通过对自然现象的反复观察，探究和验证逐步完成的。化学研究主要用的是实验方法，所以，学习化学也离不开实验。，掌握实验方法以及完成化学实验所必需的技能，是学好化学的关键。1化学实验基本方法做好化学实验并保证实验的顺利进行和实验者的安全，要掌握一些基本的实验方法和操作技能。我们在初中曾经学习过一些基本的化学实验操作，如固体和液体药品的取用、物质的加热以及一些基本仪器的使用等。为了完成更多的实验，我们需要在原有的基础上进一步提高，还要进一步学习一些新的实验方法和基本操作。常用危险化学品的分类第1类 爆炸品第2类 压缩气体和 液化气体第

2、3类 易燃液体第4类 易燃固体、自燃物品和遇湿易燃物品第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 腐蚀品一、化学实验安全学习和研究化学经常要进行实验。无论是在化学实验室还是在家中进行实验或探究活动，安全是顺利进行实验及避免伤害和事故的保障。为此，应注意以下问题：1遵守实验室规则。当你走进化学实验室时首先要认真阅读并牢记实验室的安全规则。2了解安全措施。了解危险化学药品在存放和使用时的注意事项，着火和烫伤的处理、化学灼伤的处理、如何防止中毒、意外事故的紧急处理方法，以及灭火器材煤气、电闸等的位置和使用方法、报警电话等。3掌握正确的操作方法。包括仪器和药品的使用、加热、气体

3、收集等。4重视并逐步熟悉污染物和废弃物的处理方法。包括有害气体、废液、固体废弃物（如破损玻璃、反应后剩余的金属等）的处理。图1-1 些常用危险化学品的标志思考与交流根据你做化学实验和探究活动的经验，想一想在进行化学实验和探究时应注意哪些安全问题。将注意事项写在不同的卡片上，与小组同学讨论，并归类总结，在班上交流。选择使你留下深刻印象的事故作为例子，分析引发安全事故的主要原因。你认为主要的教训是什么？二、混合物的分离和提纯思考与交流你知道沙里淘金吗？淘金者是利用什么性质和方法将金子从沙里分出来的？如果有铁屑和沙的混合物，你能用哪些方法将铁屑分离出来？自然界中的物质绝人多数以混合物的形式仔。单纯的

4、混合虽然不会改变其中某组分的性质，但对于研究其中某物质的性质或将其应用于生产和生活中时，就会受到影响。例如，由于猝然中含有泥土和一些其他化学物质，使我们不但无法观察到食盐晶莹剔透的外观，而且也不能将其作为调味品来使用。又如，饮用水中混入有异味的杂质后不仪影响口感，也不能达到卫生标准。在生产中，某些技术的实现也要求使用纯净的材料，如计算机芯片就要求使用高纯度的单晶硅等。所以，从化学学科本身以及社会生活和生产的需要考虑，混合物的分离和提纯是非常必要的。为此，研究出了许多分离和提纯物质的方法，用于实验研究和生产。在化工生产中已形成了多种有效的分离技术，并发展成为专用的过程和设备。学与问分离和提纯物质

5、就是要除掉杂质。化学上所指的杂质都是有害和无价值的吗？你怎样看待这个问题？能举出一些例子吗？I过滤和蒸发实验1-1粗盐的提纯（1）用海水、盐井水，盐湖水直接制盐，只能得到租盐其中含有较多的杂质，如不溶性的泥沙，可溶性的氯化钙、氯化镁以及一些硫酸盐等。下面我们先利用初中学过的方法来提纯组盐。（2）操作步骤（请写出具体操作方法及现象）：步 骤现 象1溶解：（称取约4g粗盐加到约12 ml水中）2过滤：3蒸发： （3）思考：你认为通过上述操作得到的是比较纯的氯化钠吗？可能还有什么杂质没有除去？用什么方法可以检验出它们呢？一些可溶性物质住水溶液中以离子的形式存在，如NaCl在水溶液中以Na+和Cl-的

6、形式存在。我们可以通过检验溶液中的离于来确定某些物质的成分。下面我们利用化学办法来检验实验1-1得到的盐中是否含有SO42-。实验1-2取实验1-1得到的盐约0.5g放入试管中，向试管中加入约2 m水配成溶液先滴入几滴稀盐酸使溶液酸化，然后向试管中滴入几滴BaCl2（氯化钡）溶液。观察现象。在溶液中解离能产生SO42-的化合物与BaCl2溶液反应，生成不溶于稀盐酸白色BaSO4（硫酸钡）沉淀。利用这一反应可以检验硫酸和可溶性硫酸盐。例如，Na2SO4溶液与BaCl2溶液反应的化学方程式为：Na2SO4+BaCl2=BaSO4+2NaCl在检验试样溶液中是否含有某种物质时，每次应取少量进行检验，

7、不能将检验试剂一次加入全部待检验试祥或配好的试样溶液中。想一想。为什么？实验1-2表明，经过溶解、过滤和蒸发操作得到的盐中仍然含有可溶性杂质硫酸盐。实际上，除硫酸盐外，还含有氯化钙、氯化镁等其他可溶性杂质所以，实验1-1除去的只是不溶下水的杂质，并没有得到较纯的食盐。对于可溶性杂质中的盐类，可以利用化学方法检验出，而且可以用化学方法除去。实际的粗盐提纯过程，就是将不溶性杂质过滤后再进一步除去可性杂质。思考与交流（1）如果要除去粗盐中含有的可溶性杂质CaCl2、MgCl2及一些硫酸盐，按下表所示顺序，应加入什么试剂？可参考资料卡片中相应物质的溶解性。杂 质加入的试剂化学方程式硫酸盐CaCl2Mg

8、Cl2（2）加入你选择的试刺除掉杂质后，有没有引入其他离子？想一想可用什么方法再把它们除去？在实际进行方案设计时，除要考虑所加试剂外，还要考虑加入试剂的先后顺序，试剂用量，以及试剂过量后如何处理等。2蒸馏和萃取从混合物中分离和提纯某些物质，除了可用过滤，蒸发等方法外对于液态混合物，还可以利用混合物中各组分的沸点不同，用蒸馏的办法除去易挥发、难挥发或不挥发的杂质。例如，实验室通过蒸馏的方法除去自来水中含有的Cl-等杂质制取蒸馏水。实验室制取蒸馏水常用的装置如图1-4所示。实验1-3实验现象1.在试管中加入少量自来水，滴入几滴AgNO3溶液和几滴稀硝酸。2.在烧杯中加入约1/3体积的自来水，再加入

9、几粒沸石（或碎瓷片）,按图14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，用锥形瓶收集约10ml液体，停止加热。3.取少量蒸馏出的液体加入试管中，然后加入几滴AgNO3溶液和几滴稀硝酸。（得到的液体中有Cl-吗？）有些能源比较丰富而淡水短缺的国家，常利川蒸馏法大规模地将海水淡化为引用水，但这种办法的成本很高。寻找淡化海水的其他办法是化学研究和应用中的重要课题之一。此外还可以利用物质在互不相溶的溶剂里溶解度的不同，用一中溶剂把物质从它与另一种溶剂所组成的溶液里提取出来，这种方法叫做荤取。将萃取后的两种互不相溶的液体分开的操作，叫做分液。分液常要使用分液漏斗（如图1-6）。

10、萃取在天然香料、药物的提取及核燃料的处理等技术中得到了广泛的应用。实验1-4（l）用量筒量取10 mL碘的饱和水溶液倒入分液漏斗，然后再注入4 mL四氯化碳（一种有机溶剂，与水互不相溶，密度比水大），盖好玻璃塞。（2）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，使两种液体充分接触（如图1-7）；振荡后打开活塞，使漏斗内气体放出。（3）将分液漏斗放在铁架台上，静置（如图1-8）。（4）侍液体分层后，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，使下层液体慢慢沿烧杯壁流下（如图1-9）。图1-7 倒转分液漏斗时，应关闭玻璃塞

11、和活塞我们学习了混合物的分离和提纯，如过滤、蒸发、蒸馏和萃取，以及离子（如SO42-）检验的化学方法。在化学实验及科学研究中，还有许多分离和提纯的办法，如分馏等。此外，利用物质的特殊性质来分离和检验物质的方法也很多，如用试纸对血糖和尿糖的监测、农产品残余农药的快速检测、大气中污染物的测定，以及法医常用的DNA测序等，应用已十分广泛。化学疗法和技术的应用是我们在探索物质世界奥秘时有力的助手，并能给我们带来无穷的乐趣。习题1下列各组混合物中，能用分液漏斗进行分离的是（ ）A、酒精和水B、碘和四氯化碳C、水和四氯化碳D、汽油和植物油2在汽车加油站见到的油罐车上，所贴的危险化学品标志是（ ）3下列操作

12、中不正确的是（ ）A、过滤时，玻璃棒与三层滤纸的一边接触B、过滤时，漏斗下端紧贴烧杯内壁C、加热试管内物质时，试管底部与酒精灯灯芯接触D、向试管中滴加液体时，胶头滴管紧贴试管内壁4列举生活中混合物分离和提纯的例子5如果不慎将油汤洒倒衣服上，可以用什么方法除去？说明你依据的原理6碳酸盐能与盐酸反应生成二氧化碳，利用这一性质可以检验CO32-。设计实验检验家中的纯碱（或碎大理石）中是否含有CO32-；找一些碎的陶瓷片或玻璃片，洗净并晾干后，检验它们中是否含有CO32-。7某混合物中可能含有可溶性硫酸盐、碳酸盐及硝酸盐，为了检验其中是否含有硫酸盐，某同学取少量混合物溶于水后，向其中加入氯化钡溶液，发

13、现有白色沉淀生成。并由此得出该混合物中含有硫酸盐的结论。你认为这一结论可靠吗？为什么？应该怎样检验？（提示：碳酸盐能溶于稀硝酸和稀盐酸。）2化学计量在实验中的应用在化学实验室做实验时，取用的药品无论是单质还是化合物都是可以用器具称量的。而物质间发生的化学反应是原子、离子或分子之间按一定的数目关系行的，对此，不仅我们用肉眼直接观察不到，也难以称量。那么，可称量物质与原子、质子或分子之间有了解呢？能否用一定数目的粒子集合体来计量他们之间的关系呢？为此，国际科学界建议采用“物质的量”将一定数目的原子、离子或分子等微观粒子与可称量物质了解起来。一、物质的量的单位摩尔在日常生活、生产和科学研究中，人们常

14、常根据不同需要使用不同的计量单位。例如，用米、厘米等来计量长度；用千克、毫克等来计量质量；等等。同样，人们用摩尔作为计量原子、离子或分子等微观粒子的“物质的量”的单位。物质的量是一个物理量，它表示含有一定数目粒子的集合体，符号为n。物质的量的单位为摩尔，简称摩，符号为mol。国际上规定I mol粒子集体所含的粒子数与0.012 kg12C中所含的碳原子数相同，约为6. 021023。把l mol任何粒子的粒子数叫做阿伏加德罗常数，符号为NA，通常用6. 021023mol-1表示。物质的量、阿伏加德罗常数与粒子数（N）之间存在着下述关系：N=N/NA作为物质的量的单位，mol 可以计量所有的微

15、观粒子（包括原子、分子、离子、原子团、电子、质子、中子等），如1molFe、lmolO2、lmolNa+、lmolSO42-等。l mol不同物质中所含粒子数是相同的，但由于不同粒子的质量不同，1mol不同物质的质量也不同。例如，ImolH2O和lmolAl所含的粒子数都是6. 021023，但他们的质量不同（如图1-11）1molH2O的质量是18g，约含有6. 021023个水分子； 0.5molH2O的质量是18g，约含有3.011023个水分子； 1molAl的质量是27g，约含有6. 021023个铝分子； 2molH2O的质量是54g，约含有1.2041024个铝分子；1mol任何

16、粒子集合体都含有个粒子；而1mol任何粒子或物质的质量以克为单位时，其数值都与该粒子的相对原子质量或相对分子质量相等。单位物质的量的物质所具有的质量叫做摩尔质量。摩尔质量的符号为M，常用单位为g/mol（或gmol-1）。例如：Mg的摩尔质量为24g/mol；KCl的摩尔质量为74.5g/mol；SO2的摩尔质量为64g/mol；CO32-的摩尔质量为60g/mol；物质的量（n）、质量（m）和摩尔质量（M）之间存在着下述关系n=m/M学与问24.5gH2SO4的物质的量是多少？1.50molNa2CO3的质量是多少？二、气体摩尔体积在科学研究或实际生产中，涉及到气体物质时，测量体积往往比称量

17、质量更方便。所以，一般都是计量体积，而不是称量质量。那么，气体体积与物质的量、物质的质量之间有什么关系呢？科学探究1. （1）根据图1-14所示的电解水原理进行实验，观察不同时间试管内气体体积的变化。生成的O2和H2的体积比各约为多少？（2） 假设电解了1.8gH2O，根据电解水的化学方程式计算生成O2和H2的质量。根据O2和H2的摩尔质量，计算物质的量，并通过下表进行比较。质量物质的量O2和H2的物质的量之比O2H2根据实验现象和推算能否初步得出下列结论：在相同温度和压强下，1molO2和H2的体积相同。2.下表列出了0、101kPa（标准状况）时O2和H2的密度，请计算出1molO2和H2

18、的体积。密度/gL-1l mol物质的体积O21. 429H20.089 9下表列出了20时集中固体和液体的密度，请计算出1mol这几种物质的体积。密度/gcm-3l mol物质的体积Fe7.86Al2.70H2O0.998H2SO41.83根据上面两表数据及计算结果讨论，在相同条件下，1molO2和H2的体积是否相同？1mol固体和液体的体积是否相同？你还能得出什么结论？我们知道，物质体积的大小取决于构成这种物质的粒子数目、粒子的大小和粒子之间的距离这三个因素。Lmol任何物质的粒子数目都是相同的，即为6. 021023。因此，在粒子数目相同的情况下，物质体积的大小就主要取决于构成物质的粒子

19、的大小和粒子之间的距离。1mol不用的固态物质或液态物质含有的粒子数相同，而粒子之间的距离是非常小的，这就使得固态物质或液态物质的体积主要决定于粒子的大小。但因为粒子大小是不相同的，所以，1mol不同德固态物质或液态物质的体积是不相同的。对于气体来说，粒子之间的距离远远大于粒子本身的直径，所以，当粒子数相同时，气体体积主要决定于气体粒子之间的距离。而在相同的温度和压强下，任何气体粒子之间的距离都可以看成是相等的，因此，粒子束相同的任何气体都具有相同的体积。这一规律在19世纪就已经被发现了。我们也可以说，在相同的温度和压强下，相同体积的人和气体都含有相同数目的粒子。单位物质的量的气体所占的体积叫

20、做气体摩尔体积，符号为Vm，常用的单位有L/mol（或Lmol-1）和m3/mol（或m3mol-1）。Vm=V/n气体摩尔体积的数值不是固定不变的，它决定于气体所处的温度和压强。例如，0、101kPa（标准状况）的条件下，气体摩尔体积约为224L/mol；在25、101kPa（标准状况）的条件下，气体摩尔体积约为24.5L/mol.三、物质的量在化学实验中的应用在化学实验中经常要用到溶液, 我们有时用溶质的质量分数来表示 溶液的组成,为了操作方便,一般 取用溶液时并不是称量它的质量, 而是量取它的体积。在化学反应中，反应物与生成物之间的比例关系是由化学 方程式中的化学计量数所决定的。如果知道

21、一定体积的溶液中溶质的物质的量，对于计算化学反应中各物质之间量的关系是非常便利的，对于生产和科学研究也有重要意义。我们使用物质的量浓度这个物理量，来表示单位体积溶液所含溶质B的物质的量，也成为B的物质的量浓度，符号为cB。物质的量浓度可表示为：cB=nB/V物质的量浓度常用的单位为mol/L（或molL-1）。如果1L溶液中含有1mol溶质，这种溶液中溶质的物质的量浓度就是1mol/L。我们知道了物质的量与质量的关系，以及用物质的量和溶液体积来表示溶液的组成，就可以在实验室配制一定物质的量浓度的溶液了。例配制500mL0.1mol/LNaOH溶液需要NaOH的质量是多少？n（NaOH）=c（N

22、aOH）VNaOH（aq） =0.1mol/L0.5L =0.05mol0.05molNaOH的质量为：m（NaOH）=n（NaOH）M（NaOH） =0.05mol40g/mol =2g在实验室，我们可以直接用固体和液体试剂来配置一定物质的量浓度的溶液。如果要求比较精确，就需要使用溶积精确的一起，如容量瓶。容量瓶有不同的规格，常用的有100mL、250mL、500mL和1000mL。实验1-5配制100mL1.00mol/LNaCl溶液。（1） 计算需要NaCl固体的质量: g；（2）根据计算结果，称量NaCl固体；（3）将称好的NaCl固体放入烧杯中，用适量蒸馏水溶解。（4）将烧杯中的溶液

23、注入容量瓶（如图1-18），并用少量蒸馏水洗涤烧杯内壁23次，洗涤液也都注入容量瓶。轻轻晃动容量瓶，使溶液混合均匀。（5）将蒸馏水注入容量瓶，液面离容量瓶颈刻度线下12cm时，改用胶头滴管滴加蒸馏水至液面与刻度线相切。盖好瓶塞，反复上下颠倒，摇匀。学与问1为什么要用蒸馏水洗涤烧杯并将洗涤液也注入容量瓶？2如果将烧杯中的溶液转移到容量瓶时不慎洒到容量瓶外，最后配成的溶液中溶质的实际浓度比所要求的大了还是小了？3你是用什么仪器称量NaCl固体的？如果是托盘天平，你称量的质量是多少？与计算量一致吗？为什么？不同的物质具有不同的性质，同一物质的溶液浓度不同时，有时在某些性质上也会表现出差异。我们在实验

24、事做化学实验或进行科学研究时，需要根据不同的情况选择不同浓度的溶液进行实验。所以，在实验室不仅用固体物质来配制溶液，还经常要将浓溶液稀释成不同浓度的稀溶液。思考与交流1以硫酸为例，讨论不同浓度的溶液在性质上可能会出现什么差异。2如果将5 mL浓硫酸稀释为20 mL的稀硫酸，得到的稀硫酸与原浓硫酸中所含H2SO4的物质的量相等吗？能说出你的理由吗？在用浓溶液配制稀溶液时，常用下面的式子计算有关的量：c（浓溶液）V（浓溶液）=c（稀溶液）V（稀溶液）在稀释浓溶液时，溶液的体积发生了变化，但溶液中溶质的物质的量不变，即在溶液稀释前后，溶液中溶质的物质的量相等。习题1在图1-16所示的体检指标中，表示

25、总胆红素指标的物理量是（ ）A、质量分数B、溶解度C、摩尔质量D、物质的量浓度2在0.5 molNa2SO4中含有Na+的数目是（ ）个A、3.011023B、6. 021023 C、0.5D、13瓦斯中甲烷与氧气的质量比为1:4时极易爆炸，此时甲烷与氧气的体积比为（ ）A、1:4B、1:2C、1:1D、2：14将30 mL0.5mol/LNaOH溶液加水稀释到500 mL，稀释后溶液中NaOH的物质的量浓度为（ ）A、0.3mol/L B、0.03mol/LC、0.05mol/LD、0.04mol/L5检测人的血液中葡萄糖（简称血糖，相对分子质量为180）的含量，参考指标常以两种计量单位表示

26、即“mmol/L”和“mg/dL”（1L=10dL）。以“mmol/L”表示时，人的血糖正常值在3.61-6.11mmol/L之间。如果以“mg/dL”表示，血糖正常值范围是多少？若某人的血糖监测结果是92mg/dL，他的血糖正常吗？6某同学用容量瓶配制溶液，加水时不慎超过了刻度线，他（她）把水倒出一些，重新加水至刻度线。这样做会造成什么结果？7配制250 mL10mol/LH2SO4溶液，需要18 mol/LH2SO4溶液的体积是多少？8成人每天从食物中摄取的几种元素的质量分别为：0.8 gCa、0.3gMg、0.2g Cu和0. 01 g Fe，试求这4种元素的物质的量之比9现有0. 27

27、0 kg质量分数为10%的CuCl2溶液计算：（1）溶液中CuCl2的物质的量；（2）溶液中Cu2+和Cl-的物质的量10在标准状况下，100 mL某气体的质量为0.179g。试计算这种气体的相对分子质量归纳与整理一、混合物的分离和提纯分离和提纯的方法分离的物质应用举例过滤 从液体中分离出不溶的固体物质蒸发蒸馏萃取二、离子的检验离子检验试剂实验现象化学方程式（以两种物质为例）CO32-SO42-三、物质的量及物质的量浓度物质的量表示含有一定数目粒子的集合体。物质的量的单位是摩尔。物质的量（n）、质量（m）和摩尔质量（M）之间存在着下述关系：n=m/M物质的量（n）、气体体积（V）和气体摩尔体积

28、（Vm）之间存在着下述关系：n=V/Vm物质的量浓度是以单位体积溶液所含溶质的物质的量来表示溶液组成的物理量：cB=nB/V在实验室中，配制一定物质的量浓度的溶液，可以用固体物质来配制溶液，还经常要将浓溶液稀释成稀溶液。将浓溶液配制成稀溶液时，常用下面的关系式计算有关的量：c（浓溶液）V（浓溶液）=c（稀溶液）V（稀溶液）复习题1下列仪器中不能用于加热的是（ ）A、试管B、烧杯C、量筒D、坩埚2下列行为中符合安全要求的是（ ）A、进入爆矿井时，用火把照明B、节日期间，在开阔的广场燃放烟花爆竹C、用点燃的火柴在液化气钢瓶口检验是否漏气D、实验时，将水倒入浓硫酸配制稀硫酸3下列实验方案设计中，可行

29、的是（ ）A、加稀盐酸后过滤除去混在铜粉中的少量镁粉和铝粉B、用萃取的方法分离汽油和煤油C、用溶解、过滤的方法分离KNO3和NaCl固体的混合物D、将O2和H2的混合气体通过灼热的氧化铜，以除去其中的H24下列各组物质中，所含分子数相同的是（ ）A、10gO2和10gH2B、5.6LN2（标准状况）和11gCO2C、9gH2O和0.5molBr2D、224mLH2（标准状况）和0.1molN2D、将O2和H2的混合气体通过灼热的氧化铜，以除去其中的H25某无土栽培用的营养液，要求KCl、K2SO4和NH4Cl3种固体原料的物质的量之比为l ：4：8。若配制该营养液，取428gNH4Cl，则需K

30、Cl、K2SO4的质量分别为（ ）A、53.5 g和214 gB、74.5 g和348 gC、74.5g和696 gD、149 g和696 g6下列说法是否正确。如不正确，请你说出原因。（1）22.4LO2中一定含有6. 02l023个氧分子（2）将80 g NaOH溶于l L水中，所得溶液中NaOH的物质的量浓度为2 mol/L（3）18 gH2O在标准状况下的体积是22.4 L。（4）在标准状况时，20 mLNH,与60 mLO2所含的分子个数比为l：3。7病人输液用的葡萄糖注射液是葡萄糖（化学式为C6H12O6）的水溶液，其标签上的部分内容如右图所示。利用标签所提供的信息，回答下列问题：（1）该注射液中葡萄糖的质量分数为_；（2）该注射液中葡萄糖的物质的量浓度为_8 某工厂的工业废水中含有大量的FeSO4、较多的Cu2+和少量的Na+，为了减少污染并变废为宝，工厂计划从该废水中回收硫酸亚铁和金属铜。请根据流程图，在方框和括号内填写物质名称（或主要成分的化学式）或操作方法。完成回收硫酸亚铁和铜的简单实验方案。9配制0.2mol/LNa2SO4溶液50 mL，需要称取固体Na2SO4的质量是多少？简述操作步骤。友情提示：部分文档来自网络整理，供您参考！文档可复制、编制，期待您的好评与关注！15 / 15