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专题2 整 合 提 升
【知识整合】
主题一　实验安全与基本规范
例1　进行化学实验必须注意安全,下列说法不正确的是(　　)。
A.不慎将酸液溅到眼中,应立即用大量水冲洗,边洗边眨眼睛
B.不慎将碱液沾到皮肤上,要立即用大量水冲洗,然后涂上硼酸溶液
C.配制硫酸溶液时,可先在量筒中加入一定体积的水,再慢慢倒入浓硫酸,并搅拌
D.洒在桌面上的酒精燃烧,立即用湿抹布盖灭
【答案】C
【解析】A项,不慎将酸液溅到眼中,应立即用大量水冲洗,边洗边眨眼睛,正确;B项,不慎将碱液沾到皮肤上,要立即用大量水冲洗,然后涂上硼酸溶液,正确;C项,配制硫酸溶液不可在量筒中进行,错误;D项,洒在桌面上的酒精燃烧,立即用湿抹布盖灭,正确。
思维模型
实验室常见意外事故的处理方法
意外事故 处理方法
浓碱洒在皮肤上 用大量水冲洗,最后涂上稀硼酸溶液
浓硫酸洒在皮肤上 用大量水冲洗,最后涂上稀NaHCO3溶液或肥皂液
液溴洒在皮肤上 用酒精洗涤,然后用水冲洗
水银洒在桌面上 用硫粉覆盖
酸液溅到眼中 用大量水冲洗,边洗边眨眼睛,再请医生处理
酒精等有机物在实验台上着火 用湿抹布盖灭
烫伤或烧伤 先用水冲洗烫(烧)伤处,再涂上烫(烧)伤膏
趁热打铁1　下列实验操作中,主要不是从安全因素考虑的是(　　)。
A.用胶头滴管向试管中滴加试剂,滴管不能伸入试管内部
B.给试管里的固体加热时,试管口应略向下倾斜且外壁干燥后再预热
C.给试管里的液体加热时,试管口应略向上倾斜(约45°角)且外壁干燥后再预热
D.用氢气还原氧化铜时,应先通一会儿氢气,再加热氧化铜
【答案】A
【解析】A项,用胶头滴管向试管中滴加试剂,滴管不能伸入试管内部,主要是防止试剂相互污染;B项,给试管里的固体加热时,试管口应略向下倾斜且外壁干燥后再预热,防止试管炸裂,与安全因素有关系;C项,给试管里的液体加热时,试管口应略向上倾斜(约45°角)且外壁干燥后再预热,防止试管炸裂与液体溅出伤人,与安全因素有关系;D项,用氢气还原氧化铜时,应先通一会儿氢气,再加热氧化铜,防止可燃性气体爆炸。
主题二　物质的分离与提纯
例2　下列装置A、B、C、D是中学常见的混合物分离或提纯的基本装置。
请根据混合物分离或提纯的原理,回答在下列实验中需要使用哪种装置。将A、B、C、D填入适当的空格中。
(1)除去Ca(OH)2溶液中悬浮的CaCO3　　　　;
(2)从碘水中提取碘　　　　;
(3)用自来水制取蒸馏水　　　　;
(4)分离植物油和水　　　　;
(5)除去粗盐中的泥沙　　　　;
(6)与海水晒盐原理相符的是　　　　。
【答案】(1)B　(2)CA　(3)A　(4)C　(5)BD　(6)D
【解析】由装置图可知,A为蒸馏装置,B为过滤装置,C为萃取、分液装置,D为蒸发装置。(1)CaCO3不溶于水,则选择过滤法分离。(2)碘不易溶于水,易溶于有机溶剂,则选择萃取、分液装置分离。(3)水的沸点低,则选择蒸馏法制备蒸馏水。(4)植物油和水不互溶,会分层,选择分液法分离。(5)海水中水的沸点低,盐的沸点高,与蒸发原理相同。
思维模型
物质的分离与提纯
方法 适用范围 主要仪器 注意事项
过滤 分离难溶性固体与液体 烧杯、漏斗、玻璃棒 ①要“一贴二低三靠”;②必要时要洗涤沉淀物(在过滤器中进行)
蒸发 分离可溶性固体与液体 酒精灯、蒸发皿、玻璃棒 ①加热时要使用玻璃棒不断搅拌,防止局部受热造成液滴飞溅;②当蒸发皿中出现较多固体时应停止加热,利用余热蒸干
萃取 浓缩溶质 分液漏斗、烧杯 ①萃取后要再进行分液;②分液后得到的仍是溶液,要再通过蒸馏等方法分离
分液 分离分层的液体 分液漏斗、烧杯 ①分液时要先打开分液漏斗上口的玻璃塞;②下层液体从下口放出,上层液体从上口倒出
蒸馏 分离沸点不同的互溶液体 蒸馏烧瓶、冷凝管、温度计、酒精灯、锥形瓶、接液管等 ①加热蒸馏烧瓶时,要垫陶土网;②蒸馏烧瓶中放少量沸石或碎瓷片,防止液体暴沸;③温度计水银球应在蒸馏烧瓶支管口附近;④冷却水应从下口进,从上口出
　　趁热打铁2　青蒿素是烃的含氧衍生物,为无色针状晶体,易溶于丙酮、氯仿和苯中,在甲醇、乙醇、乙醚、石油醚中可溶解,在水中几乎不溶,熔点为156~157℃,热稳定性差,青蒿素是高效的抗疟药。已知:乙醚沸点为35℃,从青蒿中提取青蒿素的方法之一是以萃取原理为基础的,主要有乙醚浸取法和汽油浸取法。乙醚浸取法的主要工艺如图所示。
(1)青蒿干燥破碎后,加入乙醚的目的是　　　　　　　　　　　　　　。
(2)操作Ⅰ需要的玻璃仪器主要有烧杯、　　　　,操作Ⅱ的名称是　　　　。
(3)操作Ⅲ的主要过程可能是　　　　(填字母)。
A.加水溶解,蒸发浓缩、冷却结晶
B.加95%的乙醇,浓缩、结晶、过滤
C.加入乙醚进行萃取分液
(4)在用分液漏斗进行分液操作时,为使液体顺利滴下,应进行的具体操作是　　　　　　　　　,再将分液漏斗下面的活塞打开,使下层液体慢慢沿烧杯壁流下,分液后漏斗内剩余的液体从分液漏斗的　　　　(填“上口”或“下口”)倒入烧杯。
【答案】(1)溶解青蒿素
(2)漏斗、玻璃棒　蒸馏
(3)B
(4)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]　上口
主题三　物质的检验
例3　下列对某溶液中所含离子检验的叙述,正确的是(　　)。
A.滴入BaCl2溶液和稀硝酸,产生白色沉淀,则原溶液一定含有S
B.滴入盐酸酸化,再滴入硝酸银溶液,产生白色沉淀,则原溶液一定含有Cl-
C.加入NaOH溶液并加热,产生能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体,则原溶液一定含有N
D.加入盐酸,产生无色无味且能使澄清石灰水变浑浊的气体,则原溶液一定含有C
【答案】C
【解析】A项,滴入BaCl2溶液和稀硝酸,产生白色沉淀,说明此白色沉淀不溶于酸,可能是BaSO4或AgCl,故原溶液中可能含有Ag+或S或S等,错误;B项,滴入盐酸酸化,再滴入硝酸银溶液,产生白色沉淀,因为盐酸中含有Cl-,故无法判断原溶液中是否含有Cl-,错误;C项,能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体是NH3,可知原溶液一定含有N,正确;D项,加入盐酸,产生无色无味能使澄清石灰水变浑浊的气体,此气体为CO2,则原溶液可能含有C或HC,错误。
思维模型
常见离子的检验
离子 操作、现象及结论
H+ 向待测液中加入紫色石蕊试液,溶液变红,证明溶液显酸性,有H+
OH- 向待测液中加入酚酞试液,溶液变红,证明溶液显碱性,有OH-
S 向待测液中加入稀盐酸,无现象,然后加入几滴BaCl2溶液,有白色沉淀产生,证明有S
Cl- 向待测液中加入几滴稀硝酸,然后加入几滴AgNO3溶液,有白色沉淀产生,证明有Cl-
N 向待测液中加入NaOH溶液,加热,产生的气体使湿润的红色石蕊试纸变蓝,证明有N
Na+ 将洁净的铂丝在火焰上灼烧至无色,然后蘸取待测液在火焰上灼烧,若火焰颜色为黄色,则证明有Na+
K+ 将洁净的铂丝在火焰上灼烧至无色,然后蘸取待测液在火焰上灼烧,若透过蓝色钴玻璃观察,火焰颜色为紫色,则证明有K+
趁热打铁3　有一瓶溶液只含Cl-、C、S、Na+、N、K+、Mg2+七种离子中的某几种。某同学进行如下实验:
①原溶液白色沉淀
②将①所得溶液放出使红色石蕊试液变蓝的气体
③原溶液中加入BaCl2溶液不产生沉淀
④原溶液中加入AgNO3溶液产生白色沉淀,再加稀硝酸白色沉淀不溶解
回答下列问题:
(1)原溶液中一定含有的离子是　　　　,一定不含的离子是　　　　,可能含有的离子是　　　　。
(2)有同学认为实验④可以省略,你认为呢 　　　　(填“可以”或“不可以”),说明理由　 　。
(3)可能含有的离子如何加以确定 　　　　(不需要叙述操作过程)。
【答案】(1)Cl-、N、Mg2+　C、S　Na+、K+
(2)可以　因为已经排除S、C,则一定有阴离子Cl-
(3)通过焰色反应确定
【解析】由①可知,原溶液中含有Mg2+;由②可知,原溶液中含有N;由③可知,原溶液中无C、S;由④可知,原溶液中含有Cl-。
(1)由上述分析可知,原溶液中一定含有的离子是Cl-、N、Mg2+,一定不含的离子是C、S,可能含有的离子是Na+、K+。
(2)根据③已经确定溶液中不存在C、S,而溶液是呈电中性的,故一定存在阴离子,即一定有Cl-。
(3)Na+、K+可以通过焰色反应而确定。
　　主题四　物质的量浓度
例4　下列关于物质的量浓度的表述正确的是(　　)。
A.0.2mol·L-1的Na2SO4溶液中含有Na+和S总物质的量为0.6mol
B.50mL 2mol·L-1NaCl溶液和100mL 0.5mol·L-1 MgCl2溶液中,Cl-的物质的量浓度相等
C.用1L水吸收22.4L(标准状况下)氯化氢,所得盐酸的浓度是1mol·L-1
D.10g 98%的硫酸(密度为1.84g·cm-3)与10mL 18.4mol·L-1硫酸的浓度是相同的
【答案】D
【解析】A项,由n=cV可知,溶液体积未知,不能计算微粒的物质的量,错误;B项,2mol·L-1NaCl溶液中Cl-浓度为 2mol·L-1,0.5mol·L-1 MgCl2溶液中Cl-浓度为0.5mol·L-1×2=1mol·L-1,Cl-的浓度不相等,错误;C项,1L水吸收氯化氢气体后的溶液体积不是1L,所得盐酸的浓度不是1mol·L-1,错误;D项,98%的硫酸的浓度为mol·L-1=18.4mol·L-1,正确。
思维模型
物质的量浓度的计算
1.溶质的质量、溶液的体积和物质的量浓度之间的计算
运用公式:n=,c=(V为溶液的体积)。
2.已知气体溶质的体积(标准状况下)、水的体积和溶液的密度,计算溶液的物质的量浓度
先运用n=求出溶质的物质的量,再运用V=求出溶液的体积,最后根据c=计算。
3.物质的量浓度与质量分数(w)的换算公式
c=,w=。
4.溶液稀释和同种溶质的溶液混合的计算
稀释或混合前后,溶质总量不变:c1·V1=c2·V2、c1V1+c2V2=c混V混。
趁热打铁4　A、B、C、D四种物质均易溶于水,分别按下列条件配成溶液,其中物质的量浓度最大的是(　　)。
A.10mL 5mol·L-1A溶液加水稀释成 100mL溶液
B.9.2g B物质(相对分子质量为46)溶于水配成100mL溶液
C.1.806×1023个C的分子溶于水配成100mL溶液
D.0.1mol D物质溶于100mL 2.5mol·L-1D溶液
【答案】D
【解析】A项,稀释前后溶质的物质的量不变,则10mL×5mol·L-1=100mL×c(A),解得c(A)=0.5mol·L-1;B项,n(B)==0.2mol,则c(B)==2mol·L-1;C项,n(C)==0.3mol,则c(C)==3mol·L-1;D项,n(D)=0.1mol+2.5mol·L-1×0.1L=0.35mol,忽略溶液体积变化,则c(D)==3.5mol·L-1;所以物质的量浓度最大的是D。
　　主题五　配制一定物质的量浓度的溶液
例5　实验室有化学纯浓硫酸,其试剂瓶标签上的部分内容如下图:
硫酸　化学纯(CP)
(500mL)
品名:硫酸
化学式:H2SO4
相对分子质量:98
密度:1.84g·cm-3
质量分数:98%
请回答下列问题:
(1)配制溶液时,一般可以分为以下几个主要步骤:
①量取;②计算;③稀释;④定容;⑤转移;⑥洗涤;⑦装瓶。其正确的操作顺序为　　　　(填序号)。
(2)某次实验需要用到480mL 0.50mol·L-1稀硫酸,配制溶液时需取该浓硫酸　　　　mL。
(3)实验室只有100mL、250mL、500mL三种规格的容量瓶,接下来完成此实验将用到的仪器有20mL 量筒、烧杯、玻璃棒、　 。
(4)要从所配溶液中取出50mL盛装于试剂瓶中,给它贴上标签,则标签的内容是　　　　　　　　;若再从中取出10mL溶液稀释至20mL,则稀释后溶液的物质的量浓度为　　　　。
(5)下列操作会使所配溶液浓度偏低的是
(填字母)。
A.用量筒量取浓硫酸,读数时仰视刻度线
B.转移溶液时未洗涤烧杯
C.容量瓶用蒸馏水洗净后仍残留有蒸馏水
D.定容时俯视容量瓶的刻度线
E.定容摇匀后,发现液面低于刻度线,再加水至刻度线
【答案】(1)②①③⑤⑥④⑦　(2)13.6
(3)500mL容量瓶、胶头滴管　(4)H2SO4溶液0.50mol·L-1　0.25mol·L-1　(5)BE
【解析】(1)配制溶液时的顺序为计算、量取、溶解、转移、洗涤、定容,最后装瓶。因此正确的操作顺序为②①③⑤⑥④⑦。(2)实验室没有480mL的容量瓶,因此需要用500mL容量瓶来配制。利用图中数据可求出浓硫酸的物质的量浓度c2=mol·L-1=18.4mol·L-1。依据稀释前后硫酸的物质的量不变,即c1V1=c2V2,可解得V2=13.6mL。(3)溶液的稀释需要用到的实验仪器有量筒、烧杯、玻璃棒、500mL容量瓶和胶头滴管。(4)从所配溶液中取出50mL溶液,标签应写上溶液名称和物质的量浓度。由c1V1=c2V2,将c1=0.50mol·L-1,V1=0.01mL,V2=0.02mL代入可求得c2=0.25mol·L-1。(5)A项,用量筒量取浓硫酸,读数时仰视刻度线导致量取的浓硫酸物质的量偏大,所配溶液的浓度偏高;B项,转移溶液时未洗涤烧杯,烧杯中有残余的硫酸,导致所配溶液浓度偏低;C项,容量瓶用蒸馏水洗净后仍残留有蒸馏水,对所配溶液浓度没有影响;D项,定容时俯视容量瓶的刻度线,导致所配溶液体积偏小,浓度偏高;E项,定容摇匀后,发现液面低于刻度线,再加水至刻度线,导致所配溶液体积偏大,浓度偏低。
思维模型
一定物质的量浓度溶液的配制
(1)想步骤:①算(计算)→量(称量或量取)→溶(溶解或稀释)→冷(冷却)→移(移液)→洗(洗涤)→振(振荡)→定(定容)→摇(摇匀)→贴(装瓶贴签)。
(2)定方法:用固体配制的计算:m=n·M=cV(aq)·M;用溶液配制的计算:V浓=。
(3)选仪器:托盘天平(固体配制)或量筒(液体配制)、烧杯、玻璃棒、一定规格的容量瓶、胶头滴管。
(4)析误差:根据c=确定,n增大或V减小,则使c偏大;反之,c偏小。
趁热打铁5　实验室需要用到240mL 1.00mol·L-1 NaOH溶液,现用NaOH固体进行配制,请回答下列问题:
(1)配制该NaOH溶液,应称取NaOH的质量　　　　g,需要的仪器为　　　　　　　　、量筒、烧杯、玻璃棒、托盘天平、砝码。
(2)容量瓶上需标有以下五项中的　　　　(填序号)。
①温度　②浓度　③容量　④压强　⑤刻度线
(3)补充完整所缺步骤,配制时,其正确的操作顺序是　　　　(用字母表示,每个字母只能用一次)。
A.用30mL水洗涤烧杯2~3次,洗涤液均注入容量瓶,振荡
B.用天平准确称量所需质量的NaOH,加入少量水(约30mL),用玻璃棒慢慢搅动,使其充分溶解
C.将已冷却的NaOH溶液沿玻璃棒注入250mL的容量瓶中
D.将容量瓶盖紧,颠倒摇匀
E.继续往容量瓶内小心加水,直到液面接近刻度线1~2cm处
F.　　　　　　　　　　　　　　　
(4)下列会使所配溶液浓度偏低的是　　　(填字母)。
A.称量NaOH时,将NaOH放在纸上称重
B.配制前,容量瓶中有少量蒸馏水
C.配制时,NaOH溶液未冷却直接定容
D.向容量瓶中转移溶液时(实验步骤②)不慎有液滴洒在容量瓶外面
E.定容时俯视刻度线
F.加蒸馏水时不慎超过了刻度线
【答案】(1)10.0　250mL容量瓶、胶头滴管
(2)①③⑤　(3)BCAEFD　用胶头滴管加水至溶液凹液面与刻度线相切　(4)ADF
主题六　化学反应的计算
例6　将标准状况下56.0L的HCl气体溶于水配成500mL溶液,再取其中的50.0mL溶液与2.55g镁铝合金(已去除表面的氧化膜)恰好能完全反应。计算:
(1)盐酸的物质的量浓度;
(2)合金中镁铝的物质的量之比;
(3)产生的气体在标准状况下的体积。
【答案】(1)5.0mol·L-1　(2)1∶1　(3)2.80L
【解析】(1)n(HCl)=2.5mol,则c(HCl)=5.0mol·L-1。
(2)500mL溶液中取出50mL,则HCl的物质的量为mol=0.25mol,设金属镁、铝的物质的量分别为x、y,则:
Mg　+　2HClMgCl2　+　H2↑
x 2x x
2Al　+　6HCl2AlCl3　+　3H2↑
y 3y y
解得x=0.05mol,y=0.05mol
即镁与铝的物质的量之比为1∶1。
(3)n(H2)=x+y=0.05mol+0.05mol×=0.125mol,则V(H2)=0.125mol×22.4L·mol-1=2.80L。
思维模型
用化学方程式计算的模型
参与反应的各物质的物理量之间列比例
　　　　 　　　aA(g)+bB(g)cC(g)+dD(g)
质量比 aMA ∶ bMB　∶ cMC ∶ dMD
物理的量比 a ∶ b　 ∶ c ∶ d
同温同压下体积比 a ∶ b　 ∶ c ∶ d
由已知条件和未知量列比例,求解。
趁热打铁6　在200mL稀硫酸和稀盐酸的混合溶液中,逐滴加入1mol·L-1的Ba(OH)2溶液,当加入0.8L Ba(OH)2溶液时,溶液恰好呈中性,共得到沉淀46.6g。试求:
(1)S刚好沉淀完全时滴加的Ba(OH)2溶液的体积是多少
(2)混合酸溶液中硫酸和盐酸的物质的量浓度各是多少
【答案】(1)0.2L　(2)c(H2SO4)=1mol·L-1、c(HCl)=6mol·L-1
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