高中化学必修1之知识讲解-《从实验学化学》全章复习与巩固-提高

《从实验学化学》全章复习与巩固

【学习目标】

1.混合物的分离原理和分离方法。

2.混合物分离方法的操作。

3.离子的检验及检验试剂的选择。

4.物质分离与提纯过程的简单设计。

5.物质的量及其单位——摩尔。

6.阿伏加德罗常数、摩尔质量、气体摩尔体积、物质的量浓度等概念。

7.有关物质的量、微观粒子数、质量、体积、物质的量浓度等之间转化的计算。

8.一定物质的量浓度溶液的配制

【知识网络】

本章包括化学实验基本方法、化学计量在实验中的应用两节内容，其知识框架可整理如

下：

粗

盐

提

纯

实验安全

从

实

验化学实验

字基本方法

化

学

主要仪器

化学计量在主要步骤

实验中的应用

物质的量有关计算

【要点梳理】

要点一、化学实验基本方法

1.实验安全

严格按照实验操作规程进行操作，是避免或减少实验事故的前提，然后在实验中要注意

五防，即防止火灾、防止爆炸、防止倒吸引起爆裂、防止有害气体污染空气、防止暴沸。

2.实验中意外事故的处理方法

(1)创伤急救

用药棉或纱布把伤口清理干净，若有碎玻璃片要小心除去，用双氧水擦洗或涂红汞水，

也可涂碘酒（红汞与碘酒不可同时使用），再用创可贴外敷。

（2）烫伤和烧伤的急救

可用药棉浸75%—95%的酒精轻涂伤处，也可用3%—5%的KMnC）4溶液轻擦伤处到皮

肤变棕色，再涂烫伤药膏。

（3）眼睛的化学灼伤

应立即用大量流水冲洗，边洗边眨眼睛。如为碱灼伤，再用20%的硼酸溶液淋洗；若

为酸灼伤，则用3%的NaHCC）3溶液淋洗。

（4）浓酸和浓碱等强腐蚀性药品

使用时应特别小心，防止皮肤或衣物被腐蚀。如果酸（或碱）流在实验桌上，立即用

NaHCCh溶液（或稀醋酸）中和，然后用水冲洗，再用抹布擦干。如果只有少量酸或碱滴到

实验桌上，立即用湿抹布擦净，再用水冲洗抹布。

如果不慎将酸沾到皮肤或衣物上，立即用较多的水冲洗，再用3%—5%的NaHCO3溶液

冲洗。如果碱性溶液沾到皮肤上，要用较多的水冲洗，再涂上硼酸溶液。

（5）扑灭化学火灾注意事项

①与水发生剧烈反应的化学药品不能用水扑救。如钾、钠、钙粉、镁粉、铝粉、电石、

PC13、PC15、过氧化钠、过氧化锹等着火。

②比水密度小的有机溶剂，如苯、石油等烧类、醇、酸、酮、酯类等着火，不能用水扑

灭，否则会扩大燃烧面积；比水密度大且不溶于水的有机溶剂，如CS2着火，可用水扑灭，

也可用泡沫灭火器、二氧化碳灭火器扑灭。

③反应器内的燃烧，如是敞口器皿可用石棉布盖灭。蒸储加热时，如因冷凝效果不好，

易燃蒸气在冷凝器顶端燃着，绝对不可用塞子或其他物件堵塞冷凝管口，应先停止加热，再

行扑救，以防爆炸。

要点二、混合物分离和提纯的常用方法

分离和

提纯的分离的物质应用举例

方法

过滤从液体中分离出不溶的固体物质除去粗盐中的泥沙

蒸发获得溶液中的溶质（分离溶剂和溶质）蒸发NaCl溶液，获得NaCl晶

体

分离沸点不同而又相溶的液态混合物（或分分离乙醇和水的混合物（加生

蒸储

离固、液混合物）石灰）

分离在不同溶剂中溶解度相差较大的液态

萃取用CCL,萃取碘水中的12

混合物

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）

2-

so4加稀盐酸，再加产生不溶于酸的Na2so4+BaCk二二BaSC)41+2NaCl

BaCb溶液沉淀

2-

CO3加稀盐酸，将产生的产生的无色无味Na2co3+2HCl==2NaCl+H2O+CO2T

气体通入澄清石灰的气体使澄清石CO2+Ca(OH)2==CaCO31+H2O

水中灰水变浑浊

要点三、物质的量——化学计算的桥梁

1.主要概念

物质的量：以阿伏加德罗常数为计数单位计量物质的构成粒子多少的物理量。常用单位:

mol。

摩尔质量：单位物质的量的物质所具有的质量叫做摩尔质量，常用单位：g-mol—（或

g/mol）和kg-mol।（或kg/mol）。

气体摩尔体积：单位物质的量的气体所占有的体积叫做气体摩尔体积。常用单位：L.mol

t（或L/moI）和nAmoL（或rrP/mol）。

物质的量浓度：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。

常用单位：moUT（或mol/L）molm3（或mol/m'）。

2.以物质的量为中心的各量之间的关系

上述关系网的形成，即相关公式如下:

m&=JL=cv。

n=——

M

要点四、阿伏加德罗定律及其应用

1.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，这就是阿伏

加德罗定律。

注意：（1）使用范围：气体。

（2）使用条件：同温、同压、同体积。

（3）特例：气体摩尔体积（匕=工，标准状况下/u22.4L-moL）。

n

2.阿伏加德罗定律的应用。

（1）求气体的密度和相对密度

Mg-mol_1M

①标准状况下:Q（气体）——-----------=-------g,L

22.4L/mol22.4

②A气体对B气体的相对密度d=已型=也ao

p（B）M（B）

（2）求摩尔质量M（或平均摩尔质量M）

①标准状况下：M=22AL-mol-1xp„

M---------------------------------

〃(A)+〃(5)

③荷=A/(A>0(A)+A/(6)9(8)(*为体积分数)。

(3)确定分子的组成

一般思路是：由体积比导出分子个数比，再根据质量守恒定律确定化学式。

要点五、物质的量浓度在化学实验中的应用

1.物质的量浓度

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

质的量浓度。符号CB，单位mol/L,数学表达式CB=£。

2.一定物质的量浓度的溶液的配制

(1)仪器：托盘天平或量筒、烧杯、玻璃棒、指定规格的容量瓶、胶头滴管，其他辅

助用品。

(2)步骤：①计算；②称量；③溶解；④转移；⑤洗涤；⑥定容；⑦摇匀。

(3)注意事项

①容量瓶在使用前必须检查是否漏水，其程序为加水一倒立、观察一正立一瓶塞旋转

180。—倒立、观察。

②定容时，视线、液体凹面最低点、刻度线处于同一水平线。

(4)误差分析

根据c=Nn=旦m，判断：

VMV

①若没有洗涤烧杯内壁，使n减小，使浓度偏低；

②若容量瓶中原有少量蒸储水或定容后反复摇匀，发现液面低于刻度，则对结果无影响;

③转移或搅拌溶液时有部分液体溅出，致使溶液浓度偏低；

④容量瓶内溶液的温度高于20℃,造成所量取的溶液的体积小于容量瓶上所标注的液

体的体积，致使溶液浓度偏高；

⑤在给容量瓶定容时，仰视读数会使溶液的体积偏大，致使溶液浓度偏低；俯视读数会

使溶液的体积偏小，致使溶液浓度偏高。

要点诠释：作为高中阶段为数不多的定量实验，“一定物质的量浓度溶液的配制”仍是需

要重视的内容，在配制一定物质的量浓度的溶液时，要特别注意，不能直接将溶质放入容量

瓶中进行溶解，而要在烧杯中溶解，待烧杯中溶液的温度恢复到室温时，才能将溶液转移到

容量瓶中。这是因为容量瓶的容积是在20℃时标定的，而绝大多数物质溶解时都会伴随着

吸热或放热过程的发生，引起温度的升降，从而影响到溶液的体积，使所配制的溶液的物质

的量浓度不准确。

要点六、有关物质的量浓度的计算

1.常见几种计算形式

Nm⑶“二上」面准状况)

(1)n(2)n=一

1

瓦MVm22.4Lmor

(4)“(B)=c(B)W(aq)

2.常见题型解读

(1)利用一进行计算(有时可先用〃=色或"=上或〃=也)。

V(aq)MVmNA

(2)质量分数与物质的量浓度的换算

lOOOmLU1xp(叫)xw(B)

换算依据.

M(B)

CB的单位为mol1—',p的单位为g-crrT%M的单位为g-mol，

推导：1000mL即1L溶液的质量为lOOOmLx0(aq),

1L溶液中所含溶质B的质量为1000mLxp(aq)xw(B)

1000mLxp(叫)xvr(B)

1L溶液中所含溶质B的物质的量为

M(B)

正i1000mLxn(aq)xvv(B)

所以该溶液中溶质的物质的量浓度为----------———,

M(B)xlL

即于条干％,lOOOmLL-'x°(aq)x以B)

即可表Z5为CB=-------------------------------------------°

BM(B)

(3)溶解度与物质的量浓度的换算

依据饱和溶液的溶解度S,可求算出饱和溶液中溶质的质量分数(卬)为

历含《X100%；然后由溶液的物质的量浓度与溶质的质量分数的换算公式c=1000pw/M,

即可推得。

(4)一定物质的量浓度溶液的稀释

①溶液稀释定律

a.对于已知质量分数溶液的稀释：溶质的质量稀释前后不变，即加1阴=粗2卬2。

b.对于已知物质的量浓度溶液的稀释：溶质的物质的量稀释前后不变，即。|%=，2丫2。

②相同溶质的溶液混合后溶液浓度的计算

a.等质量混合：混合后溶液质量分数为原溶液质量分数和的一半(。％=生妇乌％),

2

与溶液密度无关。

b.等体积混合：.%=43、％上%+%&%。

t/1V+d^V4+%

(5)已知溶液中某种粒子的物质的量浓度，求其他粒子的物质的量浓度

解答此类题目时要依据两个规律：

①定组成规律

电解质溶液中，阴离子与阳离子浓度之比等于化学组成中离子个数之比，据此可求已知

一种离子浓度的溶液中的另一种离子浓度。

+2

如Na2SO4溶液中，c(Na)=2c(SO4^)=2c(Na2SO4)«

②电荷守恒规律：因为任何溶液都呈电中性，故溶液中阳离子所带的正电荷总数应等于

阴离子所带的负电荷总数，这个规律称为电荷守恒规律0

+2-+

例如，在Na2sCU溶液中，c(Na)=2c(SO4);在K2so4、MgS04的混合溶液中，c(K)+2c

(Mg2+)=2c(SC)42-)(假定溶液中H\0H-的浓度相等)。

【典型例题】

类型一、化学实验基本方法

例1.下列实验能达到目的的是()。

A.在容量瓶中加一定体积的水，再加入浓硫酸配制准确浓度的稀硫酸

B.用稀硫酸和锌粒反应制氢气

C.用玻璃棒搅拌漏斗中的液体以加快过滤的速度

D.加入盐酸以除去硫酸钠中的少量碳酸钠杂质

【思路点拨】运用化学实验的基本方法逐项分析各选项的说法是否正确，特别是要注意

对实验操作的描述是否准确。

【答案】B

【解析】一定浓度溶液的配制不能直接在容量瓶中进行溶解和稀释，A错；过滤时不可

搅拌漏斗中液体，以免划破滤纸，C错：用盐酸除去硫酸钠中的少量碳酸钠杂质时引入了新

的杂质NaCl,D错。

【总结升华】此类题型宜采用逐项分析法。

举一反三：

【变式1】下列实验操作与安全事故处理错误的是(

A.使用温度计测量烧杯中的水浴温度时，不慎打破水银球，用滴管将水银吸出放入水

封的小瓶，残破的温度计插入装有硫粉的广口瓶中

B.用试管夹从试管底由下往上夹住距离管口约1处，手持试管夹长柄末端，进行加热

3

C.将浓硫酸放入容量瓶中，然后加水稀释制取稀硫酸

D.把玻管插入橡胶塞孔时，用厚布护手，紧握用水湿润的玻管插入端，缓慢旋进塞孔

中

【答案】C

类型二、混合物分离和提纯的常用方法

例2.电解法制碱的原料是饱和食盐水，由于粗盐中含有泥沙和Ca2+、Mg2\Fe3\SO42一杂

质，不符合电解要求，因此必须经过精制。某校实验小组精制粗盐水的实验过程如下：

请回答以下问题：

(1)操作a的名称是,所用玻璃仪器是

(2)在I［步中，加入过量试剂甲后，生成了两种大量的沉淀，则试剂甲为溶

液。

(3)在第V步中，加入试剂丁直到溶液无明显变化时，写出此过程的化学方程式

【思路点拨】先看问题再分析实验过程，问题对于实验过程的分析有一定的提示作用，比

如(2)中加入过量试剂甲后生成了两种大量的沉淀，经分析，能让Ca2+、Mg*2\Fe3\SO?"

中有两种离子沉淀的只有OH，由此判断试剂甲是-一种碱，除去了Mg?+、Fe3+,还有Ca2+、

S(V一有待除去。除去Ca2+用CCh〉，除去S(V一用Ba?*,同时为了除去引入的过量的Ba?+,

确定了除去Ca2+、S(V一的顺序为先用Ba?+除去SCV一,再用CCV滁去Ba?*、Ca2\因此,

可以知道液体H的主要成分为NaOH、Na2cO3和NaCl。

【答案】(1)过滤玻璃棒、漏斗、烧杯

(2)NaOH

(3)HCl+NaOH==NaCl+H2ONa2CO3+2HCl==2NaCl+H2O+CO2t

【解析】(1)把泥沙等不溶性杂质与溶液分离的操作是过滤，过滤操作中所需玻璃仪器

是玻璃棒、漏斗和烧杯。

(2)过入试剂甲后生成两种沉淀，分析杂质离子必然是Mg(OH%和Fe(OH)3,所以甲

为NaOHo

(3)液体H中有过量的NaOH和Na2co3,应加入盐酸可将其除去。

【总结升华】看似比较大的实验题，往往问题都设在一些小的基本操作，所以做好此类题

要注意两点：其一要从宏观把握整个实验方案，其二是准确规范地表述基本操作。

举一反三：

【变式1】关于粗盐提纯的下列说法正确的是()。

A.溶解粗盐时，应尽量使溶液稀些，防止食盐不完全溶解

B.滤去不溶性杂质后，将滤液移至用烟内加热浓缩

C.当蒸发到剩有少量液体时，停止加热利用余热将液体蒸干

D.将制得的晶体转移到新制过滤器中用大量水进行洗涤

【答案】C

【变式2】(1)除去NaNO3固体中混有的少量KNO3,所进行的实验操作依次为

、蒸发、结晶、。

2

(2)除去KC1溶液中的SO4",依次加入的溶液为(填溶质的化学式)

【答案】

(1)溶解过滤

(2)BaCk［或Ba(0H)2］、K2CO3、HCI

类型三、物质的量一化学计算的桥梁

例3.((2016江苏省向水中学期中考)下列说法中正确的是(以表示阿伏加德罗常数的值)

()。

A.标准状况下，22.4L氨气所含的原子数目为2NA

B.常温常压下，3.36L氯气所含分子数为1.5NA

C.标准状况下，2.24L水中含有0.2NA个氢原子

D.2.3Na与氧气完全反应，失去电子的数目为0.1心

【思路点拨】逐选项分析该选项中涉及到的物理量之间的关系，计算时要留心有关细节的说

法是否正确。

【答案】D

【解析】A项，氨气为单原子分子，故标况下22.4L氧气即1mol氯气中含1mol氢原子即

以个，故A错误；B项，常温常压下，气体摩尔体积大于22.4L/mol,故3.36L氯气的物质

的量小于1.5mol,则分子数小于1.6NA个，故B错误；C项，标况下水为液态，故不能根

据气体摩尔体积来计算其物质的量，故C错误；D项，2.3g钠的物质的量为0.1mol,而反

应后钠元素为+1价，故0.1mol钠失去0.1mol电子即0.1NA个，故D正确。

【总结升华】本题考查了阿伏伽德罗常数的有关计算，掌握公式的使用和物质的结构、状态

是解题关键。

举一反三：

【变式1】下列叙述错误的是（）。

A.0.012kg的12c所含的原子数为6.02x1（）23

B.1molH2O中含有2molH和1molO

C.2molNaOH溶于1L水中配成溶液的浓度为2mol-L-1

D.1L2mol-L_1NaOH溶液中含有NaOH2mol

【答案】：C

类型四、阿伏加德罗定律及其应用

例4.在两个密闭容器中，分别充有质量相等的甲、乙两种气体，若两容器的温度和压强均相

同，且甲的密度大于乙的密度，则下列说法正确的是（）。

A.甲的分子数比乙的分子数多

B.甲的物质的量比乙的物质的量少

C.甲的摩尔体积比乙的摩尔体积小

D.甲的相对分子质量比乙的相对分子质量小

【思路点拨】两容器的温度和压强均相同，且气体质量相等，而甲的密度大于乙的密度,

由0=—可知V甲＜Vz。

V

【答案】B

【解析】同温、同压下，气体的物质的量与体积成正比，V甲VVs故n巾VnsB项

正确；气体的分子数与物质的量成正比，甲的分子数比乙的少，A错误；因为气体的摩尔体

积在相同温度和压强下相等,C错误;根据M=一可知M（甲）＞M（乙），则⑼（甲）＞M,0）,

n

D错误。

【总结升华】在解答关于阿伏加德罗常数的问题时，应正确理解相关概念的内涵和外延,

缜密细致地分析每一个问题。

举一反三：

【变式1】（2015湖北恩施期中考）同温同压下，等质量的。2和C5相比较，下列叙述正

确的是（）»

A.体积比为8：1B.分子个数之比为11：12

C.物质的量之比为11：8D.原子个数之比为11：12

【答案】CD

【解析】由n=m/M可知，等质量的。2和CC）2的物质的量之比=44g/mol：32g/mol=l1：8,

A.同温同压下，气体体积之比等于其物质的量之比，故等质量的02和CO2的体积之比="：

8,故A错误；

B.分子数目之比等于物质的量之比，故等质量的02和CO2含有分子数目之比=11：8,故

B错误；

C.由n=m/M可知，等质量的。2和CC>2的物质的量之比=44g/mol：32g/mol=ll：8,故C

正确；

D.等质量的。2和C02的含有原子数目之比=11x2：8x3=11：12,故D正确。

类型五、物质的量浓度在化学实验中的应用

例5.标准状况下，1L水可溶解70GL氨气，所得氨水密度为0.9g/mL,求氨水的物质的量

浓度。

【思路点拨】求氨水的物质的量浓度需要知道氨气的物质的量和溶液的体积，氨气的

物质的量可由标准状况下氨气的体积求得，溶液的体积可由溶液的质量和密度求得，溶液的

质量为溶剂的质量和溶质的质量之和，这样来逐步分析，解析过程就变得非常明了。

【答案】18.4mol-L-1

阀(­)，(⑷=

n(NH3)=—="标准状况，C(NH3)=

%22.4L.