高中化学必修一第一章讲义

第一章 从实验学化学

第一节 化学实验基本方法

知识概要：

一、初中化学实验基本操作要点回顾：

1. 药品取用的原则：

（1）安全性原则：“三不”：不能摸、不能闻、不能尝。

（2）节约性原则：严格按照实验规定的用量取用试剂。如果没有说明用量，一般应按最 少量取用，液体1~2mL，固体只需盖满试管底部。

（3）保纯性原则：实验用剩的试剂一般不能放回原试剂瓶，以防瓶中试剂被污染。 特殊例子，使用过的纳或者钾可以再放回保存的煤油中去。

2. 药品的取用方法：

（1） 固体药品的取用

① 粉末状或细小颗粒药品用药匙或纸槽，操作要领：“一斜、二送、三直立” ② 块状固体用镊子，操作要领：“一横、二放、三慢竖”

（2） 液体药品的取用

① 取用较多量时，可直接倾倒。操作要领：先取下瓶塞倒放在桌上，一手握瓶，标签向 手心；一手斜握容器，使瓶口与容器口紧靠，缓缓倒入。

② 取用少量时，可用胶头滴管。注意事项：不能将滴管伸入接收器内，否则易碰到接收 器壁，粘附其他物质，污染试剂。

③ 定量取用液体，用量筒。（与实际相比，读数“仰小俯大”）。

3. 物质的加热：

可直接加热的仪器：试管、坩埚、蒸发皿、燃烧匙；

隔石棉网可加热的仪器：烧杯、烧瓶、锥形瓶。

使用酒精灯的注意事项：

（1）酒精量≤酒精灯容积的2/3；

（2）用火柴点燃（不能用一只酒精灯去引燃另一只酒精灯）；

（3）用灯帽盖灭（不能用嘴去吹）。

4. 托盘天平的使用：

（1）“左物右码”：m （物）=m（砝码）+m（游码）；

若放反则：m （物）=m（砝码）—m （游码）。

（2）托盘天平的精确度为0.1g ，只能粗略称量物质的质量。

（3）用镊子夹取砝码，先加质量大的砝码，再加质量小的砝码，必要时最后用镊子移动游码。

二、化学实验安全

1. 药品的安全存放：

（1）易吸水、易潮解、易被氧化的物质应密封存放；

（2）受热或见光易分解的物质应选用棕色瓶存放在冷暗处；

（3）金属钾、钠易与氧气、水反应，所以封存在煤油中；

（4）固体药品存放在广口瓶中，液体药品存放在细口瓶中。

2．实验意外事故处理方法：

（1）如不慎将酸液沾到皮肤或衣物上，立即用水冲洗，再用3%~5%的NaHCO 3溶液清洗。 如果是碱液沾到皮肤上，用水冲洗，再涂上硼酸溶液。

（2）如果酸（或碱）流到实验桌上，立即用NaHCO 3溶液（或稀醋酸）中和，然后用水冲

洗。如果是少量酸或碱，立即用湿抹布擦净。

（3）眼睛的化学药品灼伤，立即用大量水冲洗，边洗边眨眼睛。若为碱灼伤，再用20% 的硼酸溶液淋洗；若为酸灼伤，再用3%NaHCO3溶液淋洗。

例1．下列实验操作中，主要不是从安全因素考虑的是（ C ）

A ．点燃氢气前一定要检验氢气的纯度

B ．未使用完的白磷要随时收集起来，并与空气隔绝

C ．酒精灯不用时，必须盖上灯帽

D ．用氢气还原氧化铜时，要先通一会儿氢气，再加热氧化铜

例2．实验时，不慎把浓硫酸洒在皮肤上，正确的处理方法是（ D ）

A ．用水冲洗，再涂上硼酸溶液 B ．用氢氧化钠溶液中和，再用水冲洗

C ．用布擦去硫酸后，用稀氢氧化钠溶液冲洗

D ．用布擦去硫酸后，用大量水冲洗，再用3%～5%的碳酸氢钠溶液冲洗

例3．下列事故处理不正确的是（ D ）

A ．不慎碰倒酒精灯，洒出的酒精在桌上燃烧时，应立即用湿抹布扑盖

B ．将一氧化碳中毒者移到通风处抢救

C ．眼睛里不慎溅进了药液，应立即用水冲洗，边洗边眨眼睛，不可用手揉眼睛

D ．不慎将浓硫酸溅到皮肤上，应立即用水冲洗

三、混合物的分离和提纯

（1）物质的分离：把混合物中各物质通过物理或化学方法彼此分开的过程。

（2）物质的提纯：把混合物中的杂质除去，以得到纯净物质的过程。

1. 过滤：

（1）目的：分离固体不溶物和液体。

（2）注意事项：“一贴二低三靠”：

“一贴”：滤纸紧贴漏斗内壁（中间不留气泡）；

“二低”：滤纸的边缘要低于漏斗的边缘；液面要低于滤纸的边缘；

“三靠”：倾倒液体时，烧杯靠在玻璃棒上；玻璃棒要靠在三层滤纸处；漏斗下口要靠 在烧杯内壁上。

玻璃棒的作用：引流，防止液体溅出漏斗。

2. 蒸发：

（1）目的：使稀溶液浓缩或从溶液中得到溶质的晶体。

（2）注意事项：

①浓缩溶液时，溶液的体积不要超过蒸发皿容积的2/3；

②蒸发加热液体时，一定要用玻璃棒不断搅拌，防止局部温度过高，液体飞溅； ③蒸发结晶时，即出现了大量晶体，停止加热利用余热蒸干，也要继续搅拌；

④蒸发皿应用坩埚钳夹持，不能用手拿，蒸发皿可以直接加热，但不能骤冷；

⑤不要把加热后的蒸发皿直接放在实验台上，以免烫坏实验台。

【粗盐的提纯实验】

（1）粗盐的成分：不溶性泥沙，可溶性CaCl 2,MgCl 2及一些硫酸盐。

（2）步骤：溶解→过滤→蒸发结晶→除杂

玻璃棒的作用：①溶解：加速溶解；②过滤：引流；③ 蒸发：搅拌，防止液滴飞溅。 除杂所用试剂的顺序：NaOH →BaCl 2→Na 2CO 3→HCl

加入试剂必须过量的原因：为了使杂质离子反应完全，其过量部分由后续加入的试剂除去。

3. 蒸馏：

（1）原理：利用液态混合物中各成分的沸点不同，通过加热到一定温度使沸点低的成分先

汽化，再冷凝，从而与沸点高的物质分离开来。

（2）注意事项：

①在蒸馏烧瓶中放少量碎瓷片或沸石，防止液体暴沸。

②温度计的水银球位置应与支管口下沿位于同一水平线上，用于测馏分的沸点。 ③冷凝管中冷却水从下口进，上口出（“下进上出”）。

④给蒸馏烧瓶加热时，要垫石棉网。

4. 萃取：

（1）原理：利用物质在互不相溶的溶剂里的溶解度不同，用一种溶剂把物质从它与另一种 溶剂所组成的溶液里提取出来，这种方法叫做萃取。

（2）操作过程：

①检验是否漏液：在分液漏斗中注入少量的水，塞上活塞，倒置看是否漏水，若不漏水；把 活塞旋转180°，再倒置看是否漏水。

③ 混合振荡：用左手握住分液漏斗活塞，右手压住分液漏斗口部，把分液漏斗倒转过来 振荡，使两种液体充分接触，振荡后打开活塞，使漏斗内气体放出。

③静置：利用密度差且互不相溶的原理使液体分层，以便分液。

④分液：打开下口活塞放出下层液体，从上口倒出上层液体。

（3）萃取剂选择的三个必备条件：①萃取剂与原溶液中的溶剂互不相溶；②萃取剂与原溶液中的溶质互不反应；③溶质在萃取剂中的溶解度远大于在原溶剂中的溶解度。 例4. 下列各组液体混合物，能用分液漏斗分离的是( C )

A ．乙酸和水 B ．液溴和苯 C ．苯和水 D ．乙醇和水 例5．实验室进行过滤和蒸发时，都要用到的仪器是( B )

A ．烧杯 B ．玻璃棒 C ．蒸发皿 D ．酒精灯

8．有下列仪器：①漏斗；②容量瓶；③蒸馏烧瓶；④天平；⑤分液漏斗；⑥量筒；⑦燃烧匙。其中常用于分离物质的仪器是（ C ）

A ．①③④ B ．①②⑥ C ．①③⑤ D ．③④⑦

例6．下列关于混合物分离的方法中，能够分离KNO 3、 NaCl 和MnO 2的混合物一一分离，加水溶解后，其正确的分离方法是（ B ）

A ．先结晶后过滤 B ．先过滤后结晶 C ．只过滤 D ．先蒸发后过滤 例7．下列实验操作错误的是（ D ）

A ．蒸馏时，应使温度计水银球靠近蒸馏烧瓶支管口

B ．分液时，分液漏斗中下层液体从下口放出，上层液体从上口倒出

C ．配制浓H 2SO 4和浓HNO 3的混酸时，应将H 2SO 4慢慢加到浓HNO 3中，并及时搅拌和 冷却

D ．用酒精萃取碘水中的碘

知识概要：

一、物质的量的单位——摩尔

1. 物质的量：物质的量是一个基本物理量，表示含有一定数目粒子的集合体，符号为n 。

2. 摩尔：物质的量的单位，作为计量原子、分子、离子、电子等微观粒子的物质的量的单位， 可简称摩，用mol 表示。

3. 阿伏伽德罗常数：国际上规定，1mol 粒子集体所含有的粒子数与0.012kg 12C中所含的碳 原子数相同，约为6.02×1023，把6.02×1023mol 叫做阿伏伽德罗常数，符号位N A 。

4. 摩尔质量：

（1）概念：单位物质的量的物质所具有的质量叫做摩尔质量，符号为M ，单位为g/mol。 m 物质的质量（m ) （2）定义式：摩尔质量（M ）== ，即M== 。 n 物质的量（n ）

（3）摩尔质量与物质相对分子质量的关系：任何粒子的摩尔质量，以g/mol为单位，数值 上等于其化学式的相对分子质量。

二、气体摩尔体积

1. 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。

（1）1mol 固态物质或液态物质含有的粒子数相同，粒子之间距离非常小，体积主要决定于粒子的大小。

（2）气体，粒子之间的距离远远大于粒子本身的直径，当粒子数相同时，气体的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是相等的。

2. 阿伏伽德罗定律及推论

（1）阿伏伽德罗定律：

同温同压下，相同体积的气体都含有相同数目的分子。（“三同推一同”）

（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，符号为Vm ，单位为L/mol。

（2）定义式：Vm=V n

几点说明：（1）在0°C 和标准状况) 的条件下，气体摩尔体积为22.4L/mol。．．．101KPa(．．．．．．．．．．．

（2）气体摩尔体积针对气体而言，可以是单一气体，也可以是混合气体。（3）利用气体摩尔体积进行计算时，只适用于气态物质，不适用于固态或液态物质。

4. 标准状况下气体摩尔体积的计算

（1）摩尔质量与气体摩尔体积的关系：M=Vm·ρg/L=22.4ρ g/mol

VL VL V ====mol Vm 22. 4L /mol 22. 4

V （3）气体质量与气体摩尔体积的关系：m=n·M= ·M Vm

V （4）气体分子数与气体摩尔体积的关系：N=n·N A =·N A Vm （2）物质的量与气体摩尔体积的关系：n==

三、物质的量在化学实验中的应用

1. 物质的量浓度: 表示单位体积溶液里所含溶质的物质的量，符号位c 。物质的量浓度可表 示为：C==n 。 V

2. 一定物质的量浓度的溶液的配制

（1）容量瓶使用的注意事项

容量瓶上标有温度、容积、刻度线。表示在所指温度下，液体的凹液面与容量瓶颈部的刻度线相切时，溶液体积与瓶上标注的体积相等，容量瓶的常用规格有100mL 、250mL 、500mL 及1000mL 。容量瓶使用前也检查是否漏液，方法与检查分液漏斗是否漏液相似，容量瓶不能作为反应容器，也不能长期贮存溶液。

（2）操作步骤（以配制100mL 的NaCl 溶液为例）

计算→称量→溶解→移液→洗涤→摇匀→定容→振荡→装瓶

3. 溶液的稀释或混合的计算 溶液稀释或混合前后，溶质的质量不变，物质的量浓度不变。

（1）c （浓）·V （浓）= c（稀）·V （稀） m （浓）·w （浓）= m（稀）·w （稀）

（2）c 1V 1+c2V 2==c(混) ·V （混） m 1w 1+m2w 2=m (混) ·w （混）

（3）V （混）=m (混）ρ1V 1+ρ2V 2 ==ρ(混）ρ(混)

4. 物质的量浓度和溶质的质量分数的换算

设溶液体积为1L ，溶液的密度为ρg/mL，溶质的质量分数为ω 。

（1）溶质的质量m==1000mL×ρg/mL×w==1000ρω g

m 1000ρω== mol M M

1000ρω

n 1000ρω（3）溶质的物质的量浓度：c==== mol/L ==V 1L M

m 1000ρω== 得关系式：c== mol/L M M （2）溶质的物质的量n==

例8．下列关于物质的量的叙述中，错误的是（ A ）

A ． 1mol 任何物质都含有6．02×1023个分子 B ．1molH 2O 中含有2 mol氢和1mol 氧

C ． 0．012Kg 12C 中含有6．02×1023个碳原子 D ． 1molH 2O 中含有3 mol原子 例9．相同质量的下列物质，所含分子数目最多的是（ A ）

A ．CH 4 B ．NH 3 C ．H 2O D ．HF 例10．比较1．0mol N2和1．0mol CO的下列物理量：①质量 ②分子总数 ③原子总数，其中相同的是（C ）

A ． ① B ． ①② C ． ①②③ D ． ②③ 例11．标准状况下，32g 某气体的分子数目与22 g CO 2的分子数目相同，则该气体的摩尔质量为（ C ）

A ．32 B ．32 g/ mol C ．64g/ mol D ．64

例12．同温同压下，某容器充满O 2重116 g，若充满CO 2重122 g，现充满某气体重114 g， 则某气体的相对分子质量为（ ）

A ．28 B ．60 C ．32 D ．4