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学案4　化学计量在实验中的应用(一)
——物质的量　气体摩尔体积
[考纲要求]　1.准确理解物质的量、摩尔质量、气体摩尔体积、阿伏加德罗常数的含义，并且掌握上述几种量之间的有关计算。2.了解阿伏加德罗定律，并能简单计算。3.掌握物质的量、气体摩尔体积在化学反应和计算中的应用。
知识点一　物质的量及其单位
1．物质的量
物质的量表示一定数目的微粒集体。物质的量的符号为n，其单位是摩尔，简称摩，符号为mol。1 mol任何粒子的粒子数与0.012_kg_12C中所含的原子数相同。这里的粒子指分子、原子、质子、中子、电子、离子或它们的特定组合等。与可称量的物质联系起来。
问题思考
1．1 mol NaCl和1 mol HCl所含的粒子数相同吗？
答案　不相同，因为NaCl是离子化合物，组成微粒是Na＋和Cl－，而HCl是共价化合物，组成微粒是HCl分子。
2．阿伏加德罗常数
(1)规定：0.012 kg12C所含的原子数为阿伏加德罗常数。把含有6.02×1023个粒子的任何粒子集体的物质的量计量为1 mol,6.02×1023_mol－1叫做阿伏加德罗常数。其符号是NA，单位是mol－1。
(2)物质的量(n)、阿伏加德罗常数(NA)与微粒数(N)之间的关系为：n＝。
问题思考
2．阿伏加德罗常数(NA)与6.02×1023完全相同吗？
答案　不相同；原因是NA是指1 mol 任何粒子的粒子数，即12 g 12C中含有的原子数，是一个真实值，而6.02×1023是一个实验值，是阿伏加德罗常数的近似值。
3．摩尔质量
(1)概念：单位物质的量的物质所具有的质量。
(2)单位：g·mol－1，符号是M。
(3)当摩尔质量以g·mol－1为单位时，在数值上与该物质的相对分子质量相等。
(4)物质的量、物质的质量和摩尔质量之间的关系为：n＝。
问题思考
3．摩尔质量、相对分子质量、1 mol 物质的质量三者的区别和联系。
答案　1 mol物质的质量在数值上和摩尔质量相同，二者的区别在于单位不一样，质量的单位是克或千克，而摩尔质量的单位是g·mol－1或kg·mol－1。相对分子质量与摩尔质量单位不同，相对分子质量为一比值，摩尔质量单位为g·mol－1，但在数值上二者相等。
知识点二　气体摩尔体积
1．气体摩尔体积
(1)定义：在一定条件下，单位物质的量的气体所占的体积。
(2)符号Vm，单位L·mol－1。
(3)气体摩尔体积概念的要点：
①物质的聚集状态必须是气态，不适用于固态或液态。②物质的量必须为1_mol。
③必须指明气体所处的外界条件，即温度和压强。
问题思考
4．标准状况下，1 mol气体的体积是22.4 L，如果当1 mol气体的体积是22.4 L时，一定是标准状况吗？
答案　不一定；因气体的体积与温度、压强和气体的分子数有关，标准状况下，22.4 L气体的物质的量为1 mol。
2．影响气体摩尔体积大小的因素
决定气体摩尔体积大小的主要因素是：气体分子间的平均距离。
其影响因素主要有：温度、压强。
标准状况下气体摩尔体积概念剖析：
(1)四条件
(2)结论：1_mol任何气体在标准状况下的体积都约是22.4_L。
(3)单位：L·mol－1。
3．阿伏加德罗定律
当温度和压强一定时，不同气体分子间平均距离一定且相等，一定物质的量的气体的体积一定，所以在相同温度和压强下，相同体积的任何气体含有相同数目的分子，这就是阿伏加德罗定律。可总结为“三同定一同”，适用对象是气体。
一、气体摩尔质量的求解方法
(1)标况密度法：M＝22.4(L·mol－1)×ρ(g·L－1)。
(2)相对密度法：A气体对B气体的相对密度D(B)＝＝，如对空气：M＝D(对空气)×29。
(3)体积分数法：＝M1×V1%＋M2×V2%＋……(V1%、V2%……表示各组分的体积分数，也等于物质的量分数)。
典例导悟1 在150℃时，将一定质量的NH4HCO3放在密闭容器中分解完全。保持温度不变，求生成气体的平均相对分子质量。
解析　设NH4HCO3为79 g，由方程式
NH4HCO3NH3↑＋H2O↑＋CO2↑
79 g 1 mol 1 mol 1 mol
则＝＝26.33 g·mol－1
故生成气体的平均相对分子质量为26.33。
答案　26.33
变式演练 某校化学小组学生进行“气体相对分子质量的测定”的实验，操作如下：用质量和容积都相等的烧瓶收集气体，称量收集满气体的烧瓶质量。数据见下表(已换算成标准状况下的数值)。
气体 烧瓶和气体的总质量(g)
A 48.408 2
B 48.408 2
C 48.408 2
D 48.382 2
E 48.434 2
F 48.876 2
已知标准状况下，烧瓶的容积为0.293 L，烧瓶和空气的总质量为48.4212 g，空气的平均相对分子质量为29。A、B、C、D、E、F是中学常见的气体。
(1)上述六种气体中，能够使品红溶液褪色的是(写化学式)____________________。
(2)E的相对分子质量是
________________________________________________________________________。
(3)实验室制取少量D的化学方程式是
________________________________________________________________________。
(4)A、B、C可能的化学式是
________________________________________________________________________。
（1）SO2 （2）30 （3）CaC2＋2H2O→Ca(OH)2＋C2H2↑　(4)N2、CO、C2H4
解析　设烧瓶的质量为m，盛空气时，＝，m＝48.04 g，据阿伏加德罗定律可得：＝，解得M(A)＝28 g·mol－1＝M(B)＝M(C)，所以A、B、C可能为N2、CO、C2H4，同理可推出D、E、F的相对分子质量分别为26、30、64，所以D为C2H2，E为C2H6，F为SO2(能使品红溶液褪色)。
二、气体体积、质量的测定方法
1．下列气体中：H2、N2、O2、NO2、NH3、HCl，哪些可以用排水法测量气体的体积？为什么？
答案　H2，N2，O2。因为这三种气体既不溶于水，也不和水发生化学反应。
2．实验室在做H2和CuO的实验时，如何测得参加反应的H2的质量？
答案　可以用盛浓H2SO4的洗气瓶(或其他吸收水的装置)吸收生成的H2O。称量吸水前后洗气瓶(或装置)的质量差即可得到H2O的质量，再换算成H2的质量。
3．(1)下列装置中，可以用来量取气体体积的是
________________________________________________________________________。
可以用来测定气体质量的是
________________________________________________________________________。
(2)用d装置测定气体体积，读数时应注意哪些问题？
答案　(1)a、b、c、d　e、f、g　(2)①冷却至室温
②上下移动乙管，使两管中液面相平　③视线与凹液面的最低点水平相切
典例导悟2 某研究性学习小组为证明在同温同压下，相同浓度相同体积的不同强度的一元酸与足量镁带反应时，生成氢气的体积相同而反应速率不同，同时测定实验室条件下的气体摩尔体积。设计的简易实验装置如下图。该实验的主要操作步骤如下：
Ⅰ.请将下述步骤补充完整
(1)配制浓度为0.5 mol·L－1 H2SO4溶液和H2C2O4溶液；
(2)用________________量取10.00 mL 0.5 mol·L－1 H2SO4和H2C2O4溶液分别加入两个锥形瓶中；
(3)分别称取除去表面氧化膜的镁条并系于铜丝末端；
(4)检查装置的气密性，在广口瓶中装满水，按图连接好装置；
(5)将铜丝向下移动，使足量镁条浸入酸中(铜丝不与酸接触)，至反应完全，记录________________________________________________________________________；
(6)反应结束后，读取量筒中水的体积为y mL。
Ⅱ.回答下列问题：
(1)以下是读取量筒内水的体积时必须包括的几个步骤：①使乙、丙中液面相平；②将装置冷却至室温；③读取量筒内水的体积。这三步操作的正确顺序是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)读取量筒内水的体积时，若丙中液面高于乙中液面，使乙、丙中液面相平的操作是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)简述速率不等的原因是
________________________________________________________________________。
铜丝不能与酸接触的原因是
________________________________________________________________________。
解析　Ⅰ.(2)由10.00 mL精确度0.01 mL可知所选仪器为滴定管。
Ⅱ.了解乙、丙量气原理及操作是解本题的关键。
答案　Ⅰ.(2)酸式滴定管　(5)反应所需时间
Ⅱ.(1)②①③　(2)丙向下移动
(3)氢离子浓度不同　镁与铜易形成原电池，加快反应速率，干扰实验的测定
题组一　对阿伏加德罗常数的考查
1．NA表示阿伏加德罗常数，判断下列各项是否正确。
考查物质的结构
(1)1 mol羟基中电子数为10 NA(×)(2010·江苏－5B)
(2)1.7 g H2O2中含有电子数为0.9 NA(√)(2010·上海－7B)
(3)1 mol 乙烷分子中含有8NA个共价键(×)(2009·浙江理综－8B)
(4)58.5 g的NaCl固体中含有NA个氯化钠分子(×)(2009·浙江理综－8C)
(5)24 g镁的原子最外层电子数为NA(×)(2009·福建理综－8A)
考查物质的物理性质
(6)标准状况下，22.4 L乙醇的分子数为NA(×)(2009·福建理综－8D)
(7)标准状况下，22.4 L二氯甲烷的分子数约为4 NA个(×)(2010·四川理综－7A)
(8)标准状况下，22.4 L戊烷所含分子数为0.1 NA(×)(2010·上海－7D)
考查电离情况
(9)1 L 0.1 mol·L－1乙酸溶液中H＋数为0.1 NA(×)(2009·福建理综－8B)
考查氧化还原反应中电子的转移
(10)1 mol Ca变成Ca2＋时失去的电子数为2NA(√)(2009·广东理基－20D)
(11)1 mol Cl2与足量Fe反应，转移的电子数为3NA(×)(2008·广东－10A)
(12)1 mol Cl2参加反应转移电子数一定为2NA(×)(2010·福建理综－7C)
(13)在反应KIO3＋6HI===KI＋3I2＋3H2O中，每生成3 mol I2转移的电子数为6NA(×)
(2010·江苏－5C)
考查盐的水解
(14)将0.1 mol 氯化铁溶于1 L 水中，所得溶液含有0.1NA Fe3＋(×)(2009·广东－6D)
(15)在1 L 0.1 mol·L－1碳酸钠溶液中，阴离子总数大于0.1 NA(√)(2009·浙江理综－8D)
气体摩尔体积
(16)标准状况下，2.24 L H2O含有的分子数等于0.1NA(×)(2009·上海－12A)
(17)标准状况下，22.4 L空气含有NA个单质分子(×)(2010·福建理综－7B)
(18)分子数为NA的CO、C2H4混合气体体积约为22.4 L，质量约为28 g(×)(2009·上海－12C)
(19)常温常压下，22.4 L乙烯中C－H键数为4NA(×)(2010·江苏－5D)
(20)乙烯和环丙烷(C3H6)组成的28g混合气体中含有3NA个氢原子(×)(2009·广东－6B)
(21)标准状况下，22.4 L氯气与足量氢氧化钠溶液反应转移的电子数为NA(√)
(2009·广东－6C)
(22)22.4 L Cl2中含有NA个Cl2分子(×)(2009·广东理基－20A)
题组二　物质的量、气体摩尔体积
2．(2008·四川理综，6)下列说法中不正确的是(　　)
A．1 mol氧气中含有12.04×1023个氧原子，在标准状况下占有体积22.4 L
B．1 mol臭氧和1.5 mol氧气含有相同的氧原子数
C．等体积、浓度均为1 mol·L－1的磷酸和盐酸，电离出的氢离子数之比为3∶1
D．等物质的量的干冰和葡萄糖中所含碳原子数之比为1∶6，氧原子数之比为1∶3
答案　C
解析　O2为双原子分子，1 mol O2含有12.04×1023个氧原子，1 mol O2在标准状况下占有体积为22.4 L，A正确；臭氧为O3，因此B正确；由于H3PO4为弱电解质，不能完全电离，因此C错误；干冰和葡萄糖的分子式分别为CO2、C6H12O6，因此D正确。
3．(2008·海南，3)在两个密闭容器中，分别充有质量相同的甲、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
答案　B
解析　由公式m＝ρV得出，ρ甲V甲＝ρ乙V乙，即
＝，因为ρ甲>ρ乙，则V甲n甲。
M甲＝，M乙＝得M乙题组三　以物质的量为中心的计算
4．(2009·全国理综Ⅰ，7)将15 mL 2 mol·L－1 Na2CO3溶液逐滴加入到40 mL 0.5 mol·L－1 MCln盐溶液中，恰好将溶液中的Mn＋完全沉淀为碳酸盐，则MCln中n值是(　　)
A．4 B．3 C．2 D．1
答案　B
解析　含有Mn＋碳酸盐的化学式为M2(CO3)n，
即2Mn＋　　　　　～　　　　　nCO
2　　　　　　　　　　　　　n
40 mL×0.5 mol·L－1　　　　15 mL×2 mol·L－1
解得n＝3。
5．(1)20 g A物质和14 g B物质完全反应，生成8.8 g C物质、3.6 g D物质和0.2 mol E物质，则E物质的摩尔质量为____________。
(2)12.4 g Na2X含有0.4 mol Na＋，Na2X的摩尔质量为__________，其相对分子质量为________，X的相对原子质量为__________，该物质的化学式为______________。
答案　(1)108 g·mol－1
(2)62 g·mol－1　62　16　Na2O
解析　(1)依据质量守恒定律，
m(E)＝(20 g＋14 g)－(8.8 g＋3.6 g)＝21.6 g
则M(E)＝＝＝108 g·mol－1
(2)Na2X　～　2Na＋　～　X2－
[46＋Ar(X)] g　2 mol
12．4 g　　　0.4 mol
则＝
则Ar(X)＝16，X为O元素，其它各项由此而求出。
题组一　物质的量的概念和NA
1．(2008·山东理综，13)NA代表阿伏加德罗常数，下列叙述错误的是(　　)
A．10 mL质量分数为98%的H2SO4，用水稀释至100 mL，H2SO4的质量分数为9.8%
B．在H2O2＋Cl2===2HCl＋O2反应中，每生成32 g氧气，则转移2NA个电子
C．标准状况下，分子数为NA的CO、C2H4混合气体体积约为22.4 L，质量为28 g
D．一定温度下，1 L 0.50 mol·L－1 NH4Cl溶液与2 L 0.25 mol·L－1 NH4Cl溶液含NH的物质的量不同
答案　A
解析　H2SO4浓度越大，其密度越大，将10 mL质量分数为98%的H2SO4，用水稀释成100 mL，设稀释前密度为ρ1，稀释后密度为ρ2。其质量分数求法为：
10 mLρ198%＝100 mLρ2w%
w%＝
ρ1>ρ2
w%＝9.8%×>9.8%。A错；
由H2O2＋Cl2===2HCl＋O2，B正确；
标准状况下，由分子形成的单一气体或混合气体，只要体积相同，含有的分子数也相等，其中M(CO)＝28 g·mol－1，M(C2H4)＝28 g·mol－1，因此C正确；
由n＝Vc可求得1 L 0.50 mol·L－1和2 L 0.25 mol·L－1的NH4Cl溶液中NH的物质的量相等。但NH水解，浓度越小水解程度越大，D正确。
2．(2008·上海，8)在一定条件下，完全分解下列某化合物2 g，产生氧气1.6 g，此化合物是(　　)
A．1HO B．2HO
C．1HO D．2HO
答案　B
3．(2011·苏州调研)阿伏加德罗常数约为6.02×1023 mol－1，下列叙述中正确的是(　　)
A．常温常压下，20.0 g重水(D2O)所含的中子数约为6.02×1023
B．室温下，42.0 g乙烯和丙烯的混合气体中含有的碳原子数约为3×6.02×1023
C．通常状况下，1 mol的NO2与N2O4混合气体变为标准状况时其分子数约为6.02×1023
D．常温下，7.1 g Cl2与足量NaOH溶液反应转移的电子数约为0.2×6.02×1023
答案　B
4．（2011·哈尔滨调研）用NA表示阿伏加德罗常数的值，下列说法中正确的是(　　)
A．4.0 g重水(D2O)中所含质子数为0.4NA
B．4.48 L N2与CO的混合物中所含分子数为0.2NA
C．6.2 g白磷与红磷的混合物中所含磷原子数为0.2NA
D．12.5 mL 16 mol·L－1浓硫酸与足量铜反应，转移电子数为0.2NA
答案　C
解析　A项一个D2O中有10个质子，4.0 g重水的物质的量为0.2 mol，因此4.0 g重水中所含质子数为2NA；B中未指明气体所处状态，故无法计算分子数；C中无论白磷与红磷的比例如何，磷原子总数一定为0.2NA；D中浓硫酸不可能完全反应，当浓度变稀时不再与铜反应。
题组二　气体体积和阿伏加德罗定律
5．在体积相同的两个密闭容器中分别充满O2、O3气体，当这两个容器内温度和气体密度相等时，下列说法正确的是(　　)
A．两种气体的压强相等
B．O2比O3的质量小
C．两种气体的分子数目相等
D．两种气体的氧原子数目相等
答案　D
解析　本题主要考查对气体温度、压强、体积、密度、质量等物理量的相互关系及阿伏加德罗定律的理解和掌握情况。
根据m＝ρV，体积、密度相等的O2、O3的质量相等，物质的量之比为∶＝3∶2，压强之比为3∶2，分子数目之比为3∶2，O原子数目之比为∶＝1∶1。正确答案为D。
6．（2011·孝感模拟）在三个密闭容器中分别充入Ne、H2、O2三种气体，当它们的温度和密度都相同时，这三种气体的压强(p)从大到小的顺序是(　　)
A．p(Ne)>p(H2)>p(O2)
B．p(O2)>p(Ne)>p(H2)
C．p(H2)>p(O2)>p(Ne)
D．p(H2)>p(Ne)>p(O2)
答案　D
解析　根据阿伏加德罗定律的推论pNeMNe＝pH2MH2＝pO2MO2，代入式量而得出选项D正确。
7．在同温同压下，相同体积的甲、乙两种气体的质量比是17∶14。若乙气体是CO，则甲气体可能是(　　)
A．H2S B．HCl C．NH3 D．Cl2
答案　A
题组三　实验探究
8．某学生利用氯酸钾分解制氧气的反应，测定氧气的摩尔质量，实验步骤如下：
①把适量的氯酸钾粉末和少量二氧化锰粉末混合均匀，放入干燥的试管中，准确称量，质量为a g。
②装好实验装置。
③检查装置气密性。
④加热，开始反应，直到产生一定量的气体。
⑤停止加热(如图所示，导管出口高于液面)。
⑥测量收集到气体的体积。
⑦准确称量试管和残留物的质量为b g。
⑧测量实验室的温度。
⑨把残留物倒入指定的容器中，洗净仪器，放回原处，把实验桌面收拾干净。
⑩处理实验数据，求出氧气的摩尔质量。
回答下列问题：
(1)如何检查装置的气密性？
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)以下是测量收集到气体体积必须包括的几个步骤：①调整量筒内外液面高度使之相同；②使试管和量筒内的气体都冷却至室温；③读取量筒内气体的体积。这三步操作的正确顺序是：__________(请填写步骤代号)。
(3)测量收集到的气体体积时，如何使量筒内外液面的高度相同？
(4)如果实验中得到的氧气体积是c L(标况)，水蒸气的影响忽略不计，氧气的摩尔质量的计算式为(含a、b、c，不必化简)M(O2)＝
________________________________________________________________________。
答案　(1)将导管的出口浸入水槽的水中，手握住试管，有气泡从导管口逸出，放开手后，有少量水进入导管，表明装置不漏气
(2)②①③　(3)将量筒向下压或向上提，使内外液面高度相同，即读得的气体体积是处于外界大气压下的体积
(4)
解析　此题为一定量实验题，同时也考查了化学实验的一些基本操作步骤，做定量实验题的一般方法步骤为：先看实验目的，再明确实验的反应原理和计算原理。
该实验的反应原理为：2KClO32KCl＋3O2↑
计算原理为：M(O2)＝，m(O2)＝a g－b g，n(O2)＝，所以，此实验的关键在于准确测定氧气的体积。而气体的体积取决于两个因素，一是温度，二是压强。这就要求读数时，气体温度要与室温一致，量筒内外压强一致。在弄清原理后，再考虑实验的每一步操作。学案2　化学实验的基本方法(二)
——实验基本操作和安全常识
[考纲要求]　1.掌握化学实验的基本操作。2.能识别化学品安全使用标识，了解实验室一般事故的预防和处理方法。
知识点一　常见的基本操作
1．药品的取用
(1)取用粉末状或小颗粒状固体用药匙，若药匙不能伸入试管，可用纸槽，要把药品送入试管底部，而不能沾在管口和管壁上。块状和大颗粒固体用镊子夹取。
(2)取少量液体可用胶头滴管。取用较多的液体用倾倒法，注意试剂瓶上的标签向手心。向容量瓶、漏斗中倾倒液体时，要用玻璃棒引流。
　　
问题思考
1．取用药品时，应遵循节约的原则。多余的药品一般不能放回原瓶，但有些药品要放回原瓶。请问哪些药品要放回原瓶，为什么？
答案　K、Na、白磷等，因随意丢弃易引起火灾等安全事故。
2．试纸的使用
(1)类型及作用
——定性检验酸碱性
——定量(粗测)检测酸碱性强弱
——检验SO2等有漂白性的物质
——检验Cl2等有氧化性的物质
(2)使用方法
①检验溶液：取试纸放在玻璃片或表面皿上，用玻璃棒蘸取液体，点在试纸中部，观察试纸的颜色变化。等pH试纸变色后，与标准比色卡对照。
②检验气体：先用蒸馏水把试纸润湿，用镊子夹取或粘在玻璃棒的一端，然后再放在集气瓶口或导管口处，观察试纸的颜色变化。
问题思考
2．检验溶液的酸碱性时，石蕊试纸能否浸入溶液中？
答案　不能，污染溶液。
3．用pH试纸定量测定溶液的pH时，能用蒸馏水润湿吗？若润湿，一定会产生误差吗？
答案　不能。若润湿，不一定有误差，如测NaCl溶液的pH时。
3．仪器的洗涤
(1)方法：使用毛刷，用去污剂和水冲洗。
(2)洗净的标准：玻璃仪器内壁附着均匀的水膜，既不聚成滴，也不成股流下。
(3)常见残留物的洗涤
残留物 洗涤剂
容器里附有的油污 NaOH溶液或热的纯碱溶液
容器壁上附着的硫 CS2或热的NaOH溶液
试管上的银镜 稀HNO3
AgCl 氨水
试管残留的MnO2 热浓盐酸
4.物质的溶解
(1)固体的溶解
一般在烧杯或试管里进行，为了加速溶解，常采用搅拌、粉碎、振荡或加热等措施，但FeCl3、AlCl3等易水解的固体溶解时不能加热。
(2)气体的溶解
①对溶解度较小的气体(如Cl2等)，为了增大气体分子与水分子的接触，应将气体导管插入水中(如右图中A)。
②对极易溶于水的气体如(如NH3、SO2、HCl等)，气体导管口只能靠近液面，最好在导管口连接一倒置的漏斗，并使漏斗边缘刚好贴靠在液面上，这样可以增大气体的吸收率，减少气体的逸出，同时也避免出现液体倒吸的现象(如图中B和C)。
(3)液体的溶解
用量筒分别量取一定体积被溶解的液体和溶剂，然后先后加入烧杯中搅拌而溶解。但对于溶解放热较多的液体，往往先加入密度较小的液体，再沿烧杯内壁缓缓加入密度较大的液体，边加边搅拌。
问题思考
4．如何稀释浓H2SO4
答案　在烧杯中加入适量水，然后沿器壁慢慢注入浓H2SO4，边加边搅拌。
知识点二　化学实验安全常识
1．认识常用危险化学药品的标志
　
问题思考
5．有以下药品，试根据上述危险品标志归类：
①白磷　②汽油　③黑火药　④TNT　⑤KMnO4
⑥H2　⑦浓HNO3⑧NaOH　⑨浓H2SO4
⑩H2O2　
答案　①—5；②、 —3；③、④—1；⑤、⑩—6；⑥—2；⑦、⑧、⑨—8
2．常见意外事故的处理
意外事故 处理方法
浓H2SO4沾在皮肤上 迅速用干抹布拭去，再用大量水冲洗
碱洒在皮肤上 用大量水冲洗，最后涂上稀硼酸溶液
液溴洒在皮肤上 用酒精洗涤
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
酒精等有机物在实验台上着火 用湿抹布盖灭
3．实验安全装置
(1)防倒吸装置
问题思考
6．简要说明防倒吸装置②的工作原理。
答案　②防倒吸原理：漏斗下口与液面接触产生倒吸，烧杯中液面下降与漏斗口脱离，在重力作用下，漏斗中的液体又落回烧杯，防止了倒吸。
(2)防堵塞安全装置
问题思考
7．试分析防堵塞安全装置②的工作原理。
答案　②中橡皮管起到平衡压强的作用，使上下压强一致，便于液体顺利滴下。
(3)防污染安全装置(见下图a、b、c)
①实验室制取Cl2时，尾气的处理可采用下述b装置。
②制取CO时，尾气处理可采用a、c装置。
③制取H2时，是否需尾气处理？需要。若需要可采取a、c装置。
装置的气密性检验
凡有导气作用的实验装置，装配好均需检查气密性，且必须在放入药品之前进行。
装置气密性的检验原理通常是改变装置内气体的温度或体积从而造成装置不同部位的气体压强差，并产生某种明显的现象。
检查装置的气密性常用方法如下：
图1
图2
1．微热法
图1：如图B所示将导管出口浸入水中，用手掌或热毛巾捂容积大的部位，观察浸入水中的导管口是否有气泡逸出，过一会儿移开手掌或热毛巾，观察浸入水中的导管中有无水柱形成。若加热时浸入水中的导管口有气泡逸出，移开手掌或热毛巾后，浸入水中的导管中有水柱形成且一段时间不回落，说明装置不漏气。
2．加热法
图2：关闭分液漏斗的活塞，将导管插入烧杯的水中，用酒精灯微热圆底烧瓶，若导管口产生气泡，停止加热，导管中有水柱形成且一段时间不回落，说明装置不漏气。
3．液差法
(1)图3：塞紧橡胶塞，用止水夹夹住导气管的橡皮管的部分，从长颈漏斗向试管中注水，一段时间后长颈漏斗中的液面高于试管中的液面，且液面差不改变。
(2)图4如何检查下列两个装置的气密性？试写出详细方法。
答案　①如图，连接好仪器，从乙管中注入适量水，向上提乙管，使乙管液面高于甲管液面。静置片刻，若液面保持不变证明装置不漏气，反之则漏气。②从U形管右端向装置中加水至右端液面高于左端液面，停止加水若液面不发生变化，说明气密性良好。
思维模型
对简答题应注意答题规范，对装置气密性的检查可按如下文字进行答题：
装置形成封闭体系→操作(微热、手捂、热毛巾捂、加水等)→描述现象→得出结论。
典例导悟　(2010·汕头联考)检查装置的气密性是化学实验中的重要操作之一。按要求回答下列问题：
(1)下列仪器或装置在使用前一定要检查气密性的是________(填序号，下同)。
A．容量瓶 B．洗气瓶
C．分液漏斗 D．酸(碱)式滴定管
(2)下列关于不进行气密性检查可能导致的后果的叙述正确的是(　　)
A．收集不到气体　　　　　B．造成环境污染
C．观察到的实验现象有误　D．引发爆炸事故
(3)为检查右图所示简易气体发生装置的气密性，甲、乙两位同学进行以下操作和方案设计。
①甲同学认为，只要往长颈漏斗中加水，便可检验其气密性是否良好。经检验他的方案可行。则甲同学的操作方法、现象和结论是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
②乙同学设计的方案是：往长颈漏斗中注入一定量的水至浸没长颈漏斗下端。关闭止水夹，用手捂试管中上部，待长颈漏斗中的液面上升到一定高度，打开止水夹让液面回落后，迅速关闭止水夹，松开手，见长颈漏斗中的液面低于试管中的液面且不再升降，说明气密性良好。乙同学设计方案的原理是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案　(1)B　(2)ABCD　(3)①关闭止水夹，通过长颈漏斗向试管中加水至一定量后，直到长颈漏斗中的液面高于试管中的液面，停止加水，液面差保持不变，说明气密性良好　②乙同学的操作是在装置不漏气的情况下，试管上部空间的压强小于大气压，故有“长颈漏斗中的液面低于试管中的液面且不再升降”的现象
1．判断下列说法是否正确：
(1)稀释浓H2SO4时，应将蒸馏水沿玻璃棒缓慢注入浓H2SO4中(×)
(2010·山东理综－14A)
(2)配制溶液时，若加水超过容量瓶刻度，应用胶头滴管将多余溶液吸出(×)
(2010·山东理综－14B)
解析　吸出溶液将会带出溶质，使溶液浓度偏低。
2．(2009·山东理综，30改编) 由CuSO4溶液获得CuSO4·5H2O，需要经过加热蒸发、________、过滤等操作。除烧杯、漏斗外，过滤操作还用到另一玻璃仪器，该仪器在此操作中的主要作用是________。
答案　冷却结晶　引流
3.(2009·山东理综，30改编)用容量瓶配制某标准溶液，定容时视线应________，直到________。用KMnO4标准溶液滴定时应选用________滴定管(填“酸式”或“碱式”)。
答案　平视刻度线　凹液面的最低点与刻度线相切　 酸式
4．(2010·江苏，7)下列有关实验原理或操作正确的是(　　)
A．选择合适的试剂，用图1所示装置可分别制取少量CO2、NO和O2
B．制备乙酸乙酯时，向乙醇中缓慢加入浓硫酸和冰醋酸
C．洗涤沉淀时(见图2)，向漏斗中加适量水，搅拌并滤干
D．用广泛pH试纸测得0.10 mol·L－1 NH4Cl溶液的pH＝5.2
答案　B
解析　本题考查化学实验的基本原理和基本操作，意在考查考生的实验操作能力。A项，NO可与O2反应生成NO2，不能用排空气法收集，故不正确；B项，正确；C项，洗涤沉淀时不能用玻璃棒搅拌，否则滤纸会被搅破，故不正确；D项，广泛pH试纸只能测到溶液pH为整数位，故不正确。
5．[2009·广东－19(1)]某实验小组利用如下装置(部分固定装置略)制备氮化钙(Ca3N2)，并探究其实验式。
按图连接好实验装置。检查装置的气密性，方法是____________。
答案　关闭活塞，微热反应管，试管A中有气泡冒出，停止加热。冷却后若末端导管中水柱上升且高度保持不变，说明装置气密性良好
题组一　实验安全
1．下列实验操作中，仪器末端插入溶液液面以下的是(　　)
①用水吸收氨气时的导气管
②制备氢气的简易装置中的长颈漏斗
③用NaOH溶液和新制Fe2SO4溶液制备Fe(OH)2时，吸有NaOH溶液的胶头滴管
④用乙醇制备乙烯时所用的温度计
⑤分馏石油时测量温度所用的温度计
A．②⑤　　B．②③⑤　　C．②③④　　D．①②③④⑤
答案　C
解析　NH3易溶于水，为防止倒吸，用水吸收时的导气管不能插入液面以下；分馏石油时温度计球泡要放在蒸馏烧瓶的支管口处。
2．（2011·安阳月考）广口瓶被称为气体实验的“万能瓶”，是因为它可以配合玻璃管和其他简单仪器组成各种功能的装置。下列各图中能用作防倒吸安全瓶的是(　　)
答案　B
3．下列实验操作不会引起安全事故的是(　　)
A．排水法收集气体后，先熄灭酒精灯，再取出导气管
B．氢气还原氧化铜时，先加热再通入氢气
C．实验室制取氯气时，先加热二氧化锰，后滴入浓盐酸
D．混合浓硫酸和浓硝酸时，应将浓硫酸慢慢加入浓硝酸中并及时搅拌
答案　D
解析　A中先熄灭酒精灯，管内压强减小，易造成倒吸，A错；B中先加热再通入H2时，易导致氢气爆炸，B错；C中先加热二氧化锰后滴入浓盐酸，易导致烧瓶炸裂，C错。
4．（2011·郑州模拟）“绿色化学实验”已走进课堂，下列做法符合“绿色化学”的是(　　)
①实验室收集氨气采用图1所示装置　②实验室中做氯气与钠的反应实验时采用图2所示装置　③实验室中用玻璃棒分别蘸取浓盐酸和浓氨水做氨气与酸生成铵盐的实验　④实验室中采用如图3所示装置进行铜与稀硝酸的反应
A．②③④ B．①②③ C．①②④ D．①③④
答案　C
题组二　常见实验基本操作
5．如图为课本中的插图，下列操作不合理的是(　　)
答案　C
解析　钾的焰色反应要透过蓝色钴玻璃观察。
6．下列有关实验的叙述中，合理的是(　　)
①用pH试纸测得氯水的pH为2　②不宜用瓷坩埚灼烧氢氧化钠固体　③使用容量瓶的第一步操作是先将容量瓶用蒸馏水洗涤后烘干　④用酸式滴定管量取12.00 mL高锰酸钾溶液　⑤使用pH试纸测定溶液pH时先润湿，测得溶液的pH都偏小　⑥实验室配制氯化铁溶液时，可以先将氯化铁溶解在稀盐酸中，再配制到所需要的浓度
A．②④⑥ B．②③⑥
C．①②④ D．②③④⑤⑥
答案　A
7．下列实验操作与事故处理错误的是(　　)
A．使用水银温度计测量烧杯中水浴温度时，不慎打破水银球，用滴管将水银吸出放入水封的小瓶中，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离试管口约处，手持试管夹长柄末端，进行加热
C．制备乙酸乙酯时，将乙醇和乙酸依次加入到浓硫酸中
D．把玻璃管插入橡胶塞孔时，用厚布护手，紧握用水湿润的玻璃管插入端，缓慢旋进塞孔中
答案　C
解析　制备乙酸乙酯的正确操作是：将浓硫酸和乙酸依次加入到乙醇中，C不正确；水银有毒，不慎洒落要用硫粉消除，使用试管夹时要防止试管夹对试管口的污染。
题组三　实验探究
8．（2011·黄冈质检）下列实验操作、试剂保存方法和实验室事故处理，一定正确的是________(填序号)。
A．不慎将浓碱液沾到皮肤上，要立即用大量水冲洗，然后涂上硼酸溶液
B．制备氢氧化铁胶体时，应向沸水中逐滴滴加1～2 mL饱和的FeCl3溶液，并继续加热到液体呈透明的红褐色为止
C．测定溶液的pH时，用洁净、干燥的玻璃棒蘸取该溶液滴在用蒸馏水湿润过的pH试纸上，并与标准比色卡比较
D．实验室中，浓硝酸保存在带橡胶塞的棕色细口试剂瓶中
E．除去蛋白质溶液中混有的NaCl，可以先加入AgNO3溶液，然后过滤
F．在进行反应热测定时，为保证实验的准确性，我们可以采取以下具体措施：使用碎泡沫以起到隔热保温的作用、使用铜质搅拌棒进行搅拌、使用的酸碱正好反应、进行两到三次实验取平均值
答案　AB
解析　A、B项正确；pH试纸使用时不能润湿，C项错误；浓硝酸具有强氧化性，易腐蚀橡胶，应保存在带玻璃塞的棕色细口瓶中，D项错误；蛋白质中加入AgNO3溶液会使其发生变性，E项错误；中和热测定时应用环形玻璃搅拌器，防止散热，另外应使酸或碱一方稍过量，F项错误。
9．某同学利用如图所示装置，在实验室中模拟工业合成氨反应。具体操作如下：①实验前先检查装置的气密性；②实验开始时，关闭活塞a，并取下烧瓶B；③向A中加入一定浓度的适量盐酸，制取氢气；④经必要的“操作”后，在导管口处点燃H2，然后如图所示套上烧瓶B，塞紧烧瓶，H2在烧瓶中继续燃烧；⑤用酒精喷灯加热反应管D中的还原铁粉，待B中H2的火焰熄灭后，打开活塞a，使混合气进入反应管D；⑥反应管D中生成的气体进入试管E中，使酚酞试液呈红色。
请回答下列问题：
(1)实验前如何检查整套装置的气密性？
________________________________________________________________________。
(2)操作④中必要的操作指的是__________；具体操作是__________。
(3)操作中先加热D后打开a的目的是
________________________________________________________________________。
(4)写出B、D中分别发生反应的化学方程式：
B中
________________________________________________________________________，
D中
________________________________________________________________________。
(5)C中干燥剂的名称是__________，该干燥剂的作用是
________________________________________________________________________。
答案　(1)在长颈漏斗中放入少量水，使水面刚好浸没长颈漏斗下端，关闭a，继续加水，漏斗内液面高于试管内液面，且一段时间内保持不变；在E中加水，没过导管口，在反应管D的底部加热，若E导管口有气泡逸出，停止加热，倒吸一段稳定的水柱，表明装置不漏气
(2)检查H2的纯度　用排水法收集一试管H2，用拇指堵住，移近酒精灯火焰，如果没有尖锐的爆鸣声，表示较纯；反之不纯
(3)先达到催化剂的活性，使通入的气体迅速反应
(4)2H2＋O22H2O　N2＋3H2 2NH3
(5)碱石灰　吸收气体中的水蒸气及HCl气体
解析　(1)检查装置气密性一般用液体封堵法，但对较复杂的装置，可采用分段检查的方法，具体操作见答案。
(2)氢气在点燃之前要先验纯。方法：用排水法收集一试管H2，用拇指堵住，移近酒精灯火焰，如果没有尖锐的爆鸣声，表示较纯；反之不纯。
(3)D中铁粉作催化剂，需要先加热，使通入的氢气和氮气能迅速反应。
(4)在清楚原理的基础上，很容易写出方程式。
(5)C用来除去水蒸气和挥发出来的HCl气体，应用碱石灰作干燥剂。学案6　化学计算中常用的几种方法
解题虽然没有一成不变的方法模式，但应建立解题的基本思维模式：题示信息＋基础知识＋逻辑思维。掌握正确的解题方法能简化解题过程，提高解题能力，常用的解题技巧有：
1．差量法
(1)差量法的应用原理
差量法是指根据化学反应前后物质的量发生的变化，找出“理论差量”。这种差量可以是质量、物质的量、气态物质的体积和压强、反应过程中的热量等。用差量法解题是先把化学方程式中的对应差量(理论差量)跟差量(实际差量)列成比例，然后求解。如：
2C(s)＋O2(g)===2CO(g)　ΔH＝－221 kJ·mol－1　Δm(固)，Δn(气)，ΔV(气)
2 mol　 1 mol　　2 mol　　221 kJ　　　　　 　24 g 　1 mol　22.4 L(标况)
(2)使用差量法的注意事项
①所选用差值要与有关物质的数值成正比例或反比例关系。
②有关物质的物理量及其单位都要正确地使用。
(3)差量法的类型及应用
①质量差法
典例导悟1　为了检验某含有NaHCO3杂质的Na2CO3样品的纯度，现将w1 g样品加热，其质量变为w2 g，则该样品的纯度(质量分数)是(　　)
A. B.
C. D.
解析　样品加热发生的反应为：
2NaHCO3 Na2CO3＋H2O＋CO2↑　　Δm
　168　　　　　106　　　　　 　　　　62
m(NaHCO3) g　　　　　　　　　　(w1－w2) g
质量差为(w1－w2) g，故样品中NaHCO3质量为： g，Na2CO3质量为w1 g－ g，其质量分数为＝＝。
当然，本题也可用常规方法，依据化学方程式直接求解。
另解：
假设样品有x mol NaHCO3固体，则有：
2NaHCO3Na2CO3＋CO2＋H2O
　x mol　　　0.5x mol
据样品加热前后固体质量的关系，有w1g－x mol×84 g·mol－1＋0.5x mol×106 g·mol－1＝w2g，解得x＝(w1－w2)/31，那么NaHCO3的质量为m(NaHCO3)＝(w1－w2)/31 mol×84 g·mol－1＝84(w1－w2)/31 g，从而推知Na2CO3的质量为m(Na2CO3)＝w1g－84(w1－w2)/31 g＝(84w2－53w1)/31 g，因此Na2CO3样品的纯度为w(Na2CO3)＝m(Na2CO3)/m(样品)＝。
答案　A
②体积差法
典例导悟2　(2006·北京理综·9)将a L NH3通过灼热的装有铁触媒的硬质玻璃管后，气体体积变为b L(气体体积均在同温同压下测定)，该b L气体中NH3的体积分数是(　　)
A. B.
C. D.
解析　本题主要考查学生利用“差量法”进行灵活计算的能力。
设参加反应的氨气为x ，则
2NH3N2＋3H2　ΔV
2　　　　　　　　　2
x　　　　　　　　　b－a
x＝(b－a)　L
所以气体中NH3的体积分数为
＝。
特别提醒　解答此类题的关键是分析引起差量的原因，只有当差值与始态量或终态量存在比例关系，且化学计量的差值必须是同一物理量时，才能用“差量法”解题。
答案　C
2．关系式法
物质间的一种简化的式子，解决多步反应，计算最简捷。多步反应中建立关系式的方法：
(1)叠加法(如利用木炭、水蒸气制取氨气)

由木炭、水蒸气制取NH3的关系为：3C～4NH3。
(2)元素守恒法
4NH3＋5O24NO＋6H2O
2NO＋O2===2NO2
3NO2＋H2O===2HNO3＋NO
经多次氧化和吸收，由N元素守恒知：
NH3～HNO3
(3)电子转移守恒法
NH3HNO3，O22O2－
由得失电子总数相等知，NH3经氧化等一系列过程生成HNO3，NH3和O2的关系为NH3～2O2。
典例导悟3　(2009·海南，7)用足量的CO还原13.7 g某铅氧化物，把生成的CO2全部通入到过量的澄清石灰水中，得到的沉淀干燥后质量为8.0g，则此铅氧化物的化学式是(　　)
A．PbO B．Pb2O3
C．Pb3O4 D．PbO2
答案　C
解析　设此铅氧化物的化学式为PbxOy，
PbxOy—y[O]—yCO—yCO2—yCaCO3
16y 100y
m(O)＝1.28 g 8.0 g
所以m(Pb)＝13.7 g－1.28 g＝12.42 g
x∶y＝∶＝3∶4
典例导悟4　(2007·天津理综，改编)黄铁矿主要成分是FeS2。某硫酸厂在进行黄铁矿成分测定时，取0.100 0 g样品在空气中充分灼烧，将生成的SO2气体与足量Fe2(SO4)3溶液完全反应后，用浓度为0.020 00 mol·L－1的K2Cr2O7标准溶液滴定至终点，消耗K2Cr2O7标准溶液25.00 mL。
已知：SO2＋2Fe3＋＋2H2O===SO＋2Fe2＋＋4H＋
Cr2O＋6Fe2＋＋14H＋===2Cr3＋＋6Fe3＋＋7H2O
(1)样品中FeS2的质量分数是(假设杂质不参加反应)________________。
(2)煅烧10 t上述黄铁矿，理论上产生SO2的体积(标准状况)为________L，制得98 %的硫酸质量为______t。
解析　(1)据方程式4FeS2＋11O22Fe2O3＋8SO2
SO2＋2Fe3＋＋2H2O===SO＋2Fe2＋＋4H＋
Cr2O＋6Fe2＋＋14H＋===2Cr3＋＋6Fe3＋＋7H2O
得关系式：Cr2O～6Fe2＋～3SO2～FeS2
1
0．020 00 mol·L－1×0.025 00 L
m(FeS2)＝0.090 00 g
样品中FeS2的质量分数为90.00%
(2)4FeS2＋11O2　　2Fe2O3＋8SO2
4 mol 8 mol×22.4 L·mol－1
mol V(SO2)
　V(SO2)＝3.36×106 L
n(SO2)＝＝1.5×105 mol
由SO2～SO3～H2SO4
　1 mol　　　 98 g
1．5×105 mol　　 m(H2SO4)×98%
得m(H2SO4)＝1.5×107 g＝15 t
答案　(1)90.00%　(2)3.36×106　15
特别提醒　用关系式法解题的关键是建立关系式，而建立关系式的一般途径有：①利用粒子守恒建立关系式；②利用化学方程式中化学计量数间的关系建立关系式；③利用化学方程式的加和建立关系式等。
3．极值法
(1)极值法的含义
极值法是采用极限思维方式解决一些模糊问题的解题技巧。它是将题设构造为问题的两个极端，然后依据有关化学知识确定所需反应物或生成物的量值，进行判断分析，求得结果。 也称为极端假设法。
(2)极值法解题的基本思路
极值法解题有三个基本思路：
①把可逆反应假设成向左或向右进行的完全反应。
②把混合物假设成纯净物。
③把平行反应分别假设成单一反应。
(3)极值法解题的关键
紧扣题设的可能趋势，选好极端假设的落点。
(4)极值法解题的优点
极值法解题的优点是将某些复杂的、难以分析清楚的化学问题假设为极值问题，使解题过程简化，解题思路清晰，把问题化繁为简，由难变易，从而提高了解题速度。
典例导悟5　在一容积固定的密闭容器中进行反应：2SO2(g)＋O2(g)??2SO3(g)。已知反应过程中某一时刻SO2、O2、SO3的浓度分别为0.2 mol·L－1、0.1 mol·L－1、0.2 mol·L－1。当反应达到平衡时，各物质的浓度可能存在的数据是(　　)
A．SO2为0.4 mol·L－1，O2为0.2 mol·L－1
B．SO2为0.25 mol·L－1
C．SO2和SO3均为0.15 mol·L－1
D．SO3为0.4 mol·L－1
解析　本题可根据极端假设法进行分析。若平衡向正反应方向移动，达到平衡时SO3的浓度最大为0.4 mol·L－1，而SO2和O2的浓度最小为0；若平衡向逆反应方向移动，达到平衡时SO3的浓度最小为0，而SO2和O2的最大浓度分别为0.4 mol·L－1、0.2 mol·L－1，考虑该反应为可逆反应，反应不能向任何一个方向进行到底，因此平衡时SO3、O2、SO2的浓度范围应分别为0答案　B
特别提醒　该方法常用来判断混合物的组成，平衡混合物中各组分含量的范围等。极端假设法解题的关键是将问题合理假设成某种“极值状态”，从而进行极端分析。一般来说，对于混合物成分的确定，常把混合物看做某单一组分进行讨论；对于化学平衡来说，常假设可逆反应向某一反应方向进行到底，再进行讨论。
典例导悟6　在含有a g HNO3的稀硝酸中，加入b g铁粉充分反应，铁全部溶解并生成NO，有 g HNO3被还原，则a∶b不可能为(　　)
A．2∶1 B．3∶1
C．4∶1 D．9∶2
解析　Fe与HNO3反应时，根据铁的用量不同，反应可分为两种极端情况。
(1)若Fe过量，发生反应：3Fe＋8HNO3(稀)===
3Fe(NO3)2＋2NO↑＋4H2O
则有∶＝3∶8，解得：＝
此为a∶b的最小值。
(2)若HNO3过量，发生反应：Fe＋4HNO3(稀)===Fe(NO3)3＋NO↑＋2H2O
则有：∶＝1∶4，解得：＝
此为a∶b的最大值。
所以a∶b的取值范围为：≤≤，即a∶b的比值在此范围内均合理。
答案　A
4．平均值规律及应用
(1)依据：若XA>XB ，则XA>>XB，代表平均相对原子(分子)质量、平均浓度、平均含量、平均生成量、平均消耗量等。
(2)应用：已知可以确定XA、XB的范围；或已知XA、XB可以确定的范围。
解题的关键是要通过平均值确定范围，很多考题的平均值需要根据条件先确定下来再作出判断。实际上，它是极值法的延伸。
典例导悟7　两种金属混合物共15 g，投入足量的盐酸中，充分反应后得到11.2 L H2(标准状况)，则原混合物的组成肯定不可能为(　　)
A．Mg和Ag B．Zn和Cu
C．Al和Zn D．Al和Cu
解析　本题可用平均摩尔电子质量(即提供1 mol电子所需的质量)法求解。反应中H＋被还原生成H2，由题意可知15 g金属混合物可提供1 mol e－，其平均摩尔电子质量为15 g·mol－1。选项中金属Mg、Zn、Al的摩尔电子质量分别为12 g·mol－1、32.5 g·mol－1、9 g·mol－1，其中不能与盐酸反应的Ag和Cu的摩尔电子质量可看做∞。根据数学上的平均值原理可知，原混合物中一种金属的摩尔电子质量大于15 g·mol－1，另一金属的摩尔电子质量小于15 g·mol－1。
答案　B
典例导悟8　(2009·上海，22改编)实验室将9 g铝粉跟一定量的金属氧化物粉末混合形成铝热剂。发生铝热反应之后，所得固体中含金属单质为18 g，则该氧化物粉末可能是(　　)
①Fe2O3和MnO2 ②MnO2和V2O5
③Cr2O3和V2O5 ④Fe3O4和FeO
A．①② B．②④ C．①④ D．②③
解析　n(Al)＝＝mol，Al完全反应时转移电子的物质的量为mol×3＝1 mol，则生成金属的摩尔电子质量(转移1 mol e－生成金属的质量)为18 g·mol－1。
①项生成Fe的摩尔电子质量为＝18.67 g·mol－1，生成Mn的摩尔电子质量为＝13.75 g·mol－1，根据平均值规律，①正确；②生成Mn的摩尔电子质量为13.75 g·mol－1，生成V的摩尔电子质量为＝10.2 g·mol－1，根据平均值规律，②不可能生成单质18 g；同理，③也不可能生成金属单质18 g；④Al完全反应时生成Fe的质量大于18 g，当氧化物粉末不足量时，生成的金属可能为18 g，④正确。
答案　C
特别提醒　混合物的许多化学特征具有加合性，均可求出平均值。属于这类“特性数量”的有：相对分子质量、密度、同条件下的体积分数、物质的量浓度、反应热、平均组成等。平均值法解题范围广泛，特别适用于缺少数据而不能直接求解的混合物判断问题。
5．整体思维法(终态法)
整体思维抛开事物之间复杂的变化关系，从整体认识把握事物之间联系规律，具有化繁为简，快速解题的功效，能较好的煅烧学生思维的全面性、灵活性，因此高考无论在选择还是综合性题目中经常有意设置。
典例导悟9 在铁和氧化铁混合物15 g中，加入稀硫酸150 mL，能放出H2 1.68 L(标准状况)。同时铁和氧化铁均无剩余，向反应后的溶液中滴入KSCN溶液，未见颜色变化。为了中和过量的H2SO4，且使Fe2＋完全转化成Fe(OH)2，共消耗3 mol·L－1的NaOH溶液200 mL，则原硫酸的物质的量浓度是(　　)
A．1.5 mol·L－1 B．2 mol·L－1
C．2.5 mol·L－1 D．3 mol·L－1
解析　此题反应过程复杂，但最后溶液中只有Na2SO4，因为NaOH共0.6 mol，故Na2SO4为0.3 mol，所以原H2SO4为0.3 mol。
答案　B
1.一定条件下，合成氨气反应达到平衡时，测得混合气体中氨气的体积分数为20.0%，与反应前的体积相比，反应后体积缩小的百分率是（）
A. 16.7%
B. 20.0%
C. 80.0%
D. 83.3%
答案　A
2.（2011·厦门模拟）取KI溶液25 mL，向其中滴加0.4 mol·L-1的FeCl3溶液135 mL,I-完全反应生成I2：2I-+2Fe3+=I2+2Fe2+。将反应后的溶液用CCl4萃取后分液，向分出的水溶液中通入Cl2至0.025 mol时，Fe2+恰好完全反应。求KI溶液的物质的量浓度。
解析　设KI的物质的量是x。
2I?-~Cl2
2 1
X 0.025 mol
3.（2011·武汉质检）已知25℃下，0.1 mol·L-1某二元酸（H2A）溶液的pH大于1，其酸式盐NaHA溶液的pH小于7。取等体积的H2A溶液和NaOH溶液混合后，所得溶液的pH等于7，则酸溶液与碱溶液的物质的量浓度之比是（）
A. 小于0.5 B. 等于0.5
C. 大于0.5且小于1 D. 大于1且小于2
解析　因为0.1 mol·L-1 H2A的pH大于1，所以H2A是弱酸，则H2A与NaOH生成正盐（Na2A）时，由于Na2A水解，溶液显碱性，pH大于7，此时酸溶液与碱溶液的物质的量浓度之比是1∶2=0.5。现已知混合液的pH等于7，故H2A必须过量，NaOH溶液的浓度只能小于0.2 mol·L-1，所以二者的物质的量浓度之比一定要大于0.5，即最小值大于0.5。
又因为H2A与NaOH反应生成酸式盐（NaHA）时，溶液的pH小于7，所以NaHA溶液显酸性，此时酸溶液与碱溶液的物质的量浓度之比是1∶1，要使溶液的pH等于7，二者的物质的量浓度之比的最大值要小于1。由此可知，酸溶液与碱溶液的物质的量浓度之比在0.5与1之间。
答案　C
4.两种气态烃以任意比例混合，在105℃时，1 L该混合烃与9 L氧气混合，充分燃烧后恢复到原状态，所得气体体积仍是10 L。下列各组混合烃中符合此条件的是（）
①CH4、C2H4 ②CH4、C3H6
③C2H4、C3H4 ④C2H2、C3H6
A.①③ B.②④ C.①④ D.②③
解析　105℃时水为气态。因反应前后气体体积不变，所以混合烃的平均氢原子数为4。CH4和C3H6混合后平均H原子数必定大于4，故②项错误。C2H2与C3H6只有等体积混合时平均H原子数才是4，不满足“任意比”的条件，故④错误。
答案　A
5.有一在空气中放置了一段时间的KOH固体，经分析测知其含水2.8%、含K2CO3 37.3%，取1 g该样品投入25 mL 2 mol·L-1的盐酸中后，多余的盐酸用1.0 mol·L-1 KOH溶液30.8 mL恰好完全中和，蒸发中和后的溶液可得到固体（）
A.1 g B.3.725 g C.0.797 g D.2.836 g
解析　最终溶液中的溶质为KCl，其质量为 2×0.025×74.5=3.725 g。
答案　B
6.铜和镁的合金4.6 g完全溶于浓硝酸，若反应后硝酸被还原只产生4 480 mL的NO2气体和336 mL的N2O4气体（都已折算到标准状况），在反应后的溶液中，加入足量的氢氧化钠溶液，生成沉淀的质量为（）
A.9.02 g B.8.51 g C.8.26 g D.7.04 g
答案　B
1．化学实验
2．物质的量与各相关量间的计算关系
3．一定物质的量浓度溶液的配制第一章　从实验学化学
学案1　化学实验的基本方法(一)
——实验常用仪器和试剂
[考纲要求]　1.了解化学实验常用仪器的主要用途和使用方法。2.掌握化学实验常用试剂的保存方法。
知识点一　中学化学实验中常用仪器及其使用方法
1．用于加热的仪器
(1)加热仪器——酒精灯
①酒精灯火焰分焰心、内焰和外焰，加热时用外焰加热；
②向酒精灯添加酒精要用普通漏斗。酒精灯中的酒精量不超过容积的2/3，且不少于1/4；
③绝对禁止向燃着的酒精灯里添加酒精，以免失火；
④绝对禁止用一只酒精灯引燃另一只酒精灯；
⑤用完酒精灯，必须用灯帽盖灭，不可用嘴去吹。
(2)可加热仪器
问题思考
1．在KNO3溶解度测定实验中的加热方式是水浴加热。采用这种加热方式的目的是使仪器受热均匀，便于控制KNO3溶液的温度。
2．取放蒸发皿应用坩埚钳；冷却坩埚时应放入干燥器中；加热熔化NaOH固体应在铁坩锅中进行。
3．若只加热液体时，容器内必须放碎瓷片或沸石。
2．计量仪器
完成下列空白
(1)仪器A的名称：量筒，用途：量取一定体积的液体，精确度：0.1_mL。
特别提醒　①无“0”刻度；②不可加热，不可作反应容器，不可用于溶液的稀释；
③选取量筒的规则是“大而近”，例如量取5.6 mL NaOH溶液应选取10 mL量筒，而不能选50 mL量筒。
(2)仪器B的名称：容量瓶，用途：配制一定物质的量浓度的溶液，该仪器能长时间贮存溶液吗？不能。
(3)仪器C的名称：酸式滴定管
①使用前需“查漏”；②“0”刻度在上方；③用于盛装酸性溶液或强氧化性液体(如KMnO4溶液)，不可装碱性溶液；④读数精确到0.01 mL。
(4)仪器D的名称：碱式滴定管
用于盛装碱性溶液，不可盛装酸性和强氧化性液体(如KMnO4溶液)。
(5)仪器E的名称：托盘天平
①称量前先调零点；②腐蚀性药品应放于烧杯内称量；③左盘放被称物，右盘放砝码，即左物右码；④精确度为0.1 g。
(6)仪器F的名称：温度计。
①测反应混合物的温度时：应将温度计插入混合物中间，温度计的水银球不能接触容器内壁，如测定物质的溶解度、实验室中制乙烯及中和热的测定；②测蒸气的温度时，水银球应在液面以上；测蒸馏馏分温度时，水银球应略低于蒸馏烧瓶支管口处。
问题思考
4．如图所示，读数时同样是仰视，引起的读数误差相同吗？
答案 　 不同，A图读数偏大，B图读数偏小。
5．某同学用托盘天平称量烧杯的质量，天平平衡后的状态如下图，由图中可以看出，该同学在操作时的一个错误是
砝码放在左盘，物体放在右盘。烧杯的实际质量为27.4g。
3．常用分离、提纯仪器
仪器图形与名称 主要用途 使用方法和注意事项
普通漏斗 (1)向小口容器中转移液体(2)加滤纸后，可过滤液体 (1)制作过滤器时，滤纸紧贴漏斗内壁，用水润湿，注意不得留有气泡(2)滤纸低于漏斗边缘，液体低于滤纸边缘
分液漏斗 (1)用于随时添加液体(2)萃取、分液 (1)注意活塞不得渗漏(2)分离液体时，下层液体由下口放出，上层液体由上口倒出
除去气体中的杂质，其中广口瓶可换作大试管或锥形瓶 (1)一般选择与杂质气体反应的试剂作吸收剂(2)装入液体量不宜超过容积的2/3(3)气体的流向为：A进B出
干燥管 用于干燥或吸收某些气体，干燥剂为粒状，常用CaCl2、碱石灰 (1)注意干燥剂或吸收剂的选择(2)一般为大口进气，小口出气
　冷凝管 蒸馏时，用于冷凝蒸气 上口出水，下口进水，使用时应有夹持仪器
问题思考
6．如何检查分液漏斗是否漏水？
答案　关闭活塞，向分液漏斗口加入一定量的水倒置，观察是否漏水，若不漏水再将活塞旋转180°，然后倒置观察是否漏水。
7．用干燥管作干燥器干燥H2时应选择何种干燥剂？选浓H2SO4可以吗？
答案　碱石灰、CaO或NaOH固体等。
干燥管只能盛放固体干燥剂，不能盛放浓H2SO4等液体试剂。
8．盛装固体干燥剂一般用干燥管，还可用其他装置吗？
答案　可以，如用U型管。
知识点二　化学试剂的保存
1．试剂瓶的选择
根据药品状态
根据感光性
根据酸碱性
2．试剂的保存方法
化学试剂都应注意妥善密封保存于试剂瓶中。对于易变质、易挥发或有危险性的化学试剂，还应根据性质采取特殊的保存方法。
(1)易与空气中的氧气、水蒸气、二氧化碳等起反应的药品应密封保存。如钾、钠应浸在煤油中；白磷放在水中，使之与空气隔绝。
(2)易潮解、挥发、吸水的药品应密封保存，如固体NaOH、浓盐酸、浓硫酸等。
(3)见光易分解的物质应盛在棕色瓶中，放置阴凉处。如AgNO3、浓HNO3等。
(4)液态溴有毒且易挥发，应贮存于磨口的细口瓶中，加水封，加盖玻璃塞(不能用橡胶塞)，并放置阴凉处。
(5)易挥发、着火的药品应密封保存阴凉处，远离火源。如乙醇、乙醚、苯等。
(6)盛放药品的器皿应不能跟所盛药品反应。如盛NaOH的试剂瓶不能用玻璃塞而应用橡胶塞。
问题思考
9．下列药品应如何保存？
①K、Na、Li　②NaOH溶液、Na2CO3溶液　③浓HNO3、AgNO3溶液、氯水
④液溴　⑤氢氟酸⑥FeCl2溶液
答案　
一、“一器多用”
“一器多用”是根据同一种仪器或同一套装置用途的多样性，从中选择满足实验设计要求的某种用途来组装仪器并完成实验。
1．广口瓶(带导管)
右图装置是中学化学常见装置，组装简单。采用不同的操作，加入不同的试剂，就可以开发出不同的用途。
(1)你能列举几种不同的用途吗？(至少3种)
答案　①若气体a进b出可做洗气瓶　②若气体b进a出(或a进b出)可做气体收集装置　③安全瓶，用于防倒吸　④用作排水量气装置
(2)医院给病人输氧时，往往在氧气瓶与病人呼吸面具之间安装盛有水的该装置。则你认为氧气应从哪个管进入？该装置的主要作用是什么？
答案　a进b出，作用：监控气体的流速。
典例导悟1　(2010·武汉调研)
利用右图所示装置收集或干燥以下三种气体。(图中烧瓶的位置不得变化)
①Cl2　② NH3　③NO
(1)若烧瓶是干燥的，则由B口进气可收集的气体有________。
(2)若烧瓶是干燥的，则由A口进气可收集的气体有________。
(3)若烧瓶充满水，可收集的气体有________；此时气体由________口进入。
(4)若烧瓶内装入浓硫酸进行气体干燥，可用此装置干燥的气体是________，这时气体由________口进入。
解析　根据气体的密度、水溶性和化学性质答题，如NO易和O2反应生成NO2而不能用排空气法收集等。
答案　②　(2)①　(3)③　B　(4)①③　A
2．干燥管
干燥管的最常规用途是干燥、除杂、定性，除此以外，请分析以下两题。
(1)如图所示，该装置的用途是什么？试简述其工作原理。
答案　防止倒吸，原理同倒扣的漏斗。
(2)组装简易启普发生器
如在没有现成的CO2气体发生器的情况下，请选用以下部分仪器，装配成一个简易、能随开随用、随关随停的CO2气体发生装置。应选用的仪器是cde。
3．普通漏斗
普通漏斗(如图)是中学化学实验室中常用仪器之一。我们对它的用途并不陌生。
(1)请举两例说明普通漏斗在化学实验中的运用：向细口容器中加液体；组成过滤装置；组成防倒吸装置(任选两例)。
(2)某同学用苯萃取碘水中的碘时，找不到分液漏斗。他灵机一动，先在试管中将混合液充分
振荡后静置，然后再用普通漏斗与其他常见实验仪器和用品组装成一个简易分液器进行分液(如图)，解了燃眉之急。试分析该设计的不足之处两层液体的完全分离较难控制；苯、I2均会导致橡胶老化。
二、试剂的存放
物质的贮存应考虑物质的氧化性、吸水性、挥发性、溶解性、光照时的稳定性以及与SiO2反应的能力等，液封保存的物质应注意液封物质与被保存物质不互溶、不反应。
分析解决化学试剂贮存问题的一般思路
典例导悟2 下列盛放试剂的方法正确的是(　　)
A．氢氟酸或浓硝酸存放在带橡皮塞的棕色玻璃瓶中
B．汽油或煤油存放在带橡皮塞的棕色玻璃瓶中
C．碳酸钠溶液或氢氧化钙溶液存放在配有磨口塞的棕色玻璃瓶中
D．氯水或硝酸银溶液存放在配有磨口塞的棕色玻璃瓶中
解析　A项，氢氟酸可以和SiO2反应，不能保存于玻璃瓶中，浓硝酸有强氧化性，不能保存于带橡皮塞的玻璃瓶中，错误；B项，汽油、煤油可使橡胶溶胀，错误；C项，碱性溶液可与玻璃中的SiO2反应生成具有黏性的Na2SiO3，不能用磨口塞，错误；D项，氯水中的HClO和AgNO3见光易分解，应存放在配有磨口塞的棕色瓶中，正确。
答案　D
1．(2010·安徽理综，8)下列实验操作或装置符合实验要求的是(　　)
答案　A
解析　本题考查实验基本操作知识，意在考查考生对仪器选择和实验细节的掌握程度。B项容量瓶定容时，直到容量瓶中液面接近刻度线1～2 cm处时，再改用胶头滴管滴加；C项阳极材料铜是活泼电极，阳极铜放电，不符合实验要求；D项高温煅烧石灰石时，不能用酒精灯加热，应用酒精喷灯且灼烧过程中会产生CO2气体，坩埚不能加盖。
2．(2009·安徽理综，9)下列选用的相关仪器符合实验要求的是(　　)
A B C D
存放浓硝酸 分离水和乙酸乙酯 准确量取9.50 mL水 实验室制取乙烯
答案　B
解析　本题主要考查实验基本操作以及实验仪器的使用，意在考查考生的实验操作能力。浓硝酸具有强氧化性，不能用橡胶塞，一般用玻璃塞，A选项错误；水和乙酸乙酯互不相溶，可以用分液漏斗分离，B选项正确；量筒量取液体只能精确到0.1 mL，C选项错误；实验室制取乙烯需要的温度为170℃，该温度计的量程不足，D选项错误。
3．(2010·重庆理综，7)下列实验装置(固定装置略去)和操作正确的是(　　)
答案　A
解析　本题考查学生基本实验设计和化学常见仪器的识别能力，旨在通过本题考查学生对化学实验基本操作的理解和装置的正确应用。氢氧化钠溶液应该用碱式滴定管盛装，B错；HCl在NaOH溶液中极易溶解，容易造成溶液倒吸，漏斗不应该没入溶液中，C错；中和热的测定实验中，温度计应该插入反应液中，D错。
4．(2009·山东理综，30改编)若某实验过程中有氨气逸出，应选用下列__________装置回收(填代号)。
答案　b
解析　氨气极易溶于水，要注意防倒吸，a装置广口瓶内的进气管长，容易倒吸，b装置中的倒置漏斗，可以防倒吸。
题组一　常见仪器
1．下列有关实验的叙述，正确的是(　　)
A．将固体加入容量瓶中溶解并稀释至刻度，配制成一定物质的量浓度的溶液
B．用玻璃棒蘸取溶液，点在湿润的pH试纸上测定其pH
C．用NaOH溶液洗涤并灼烧铂丝后，再进行焰色反应
D．读取滴定管内液体的体积时，俯视读数导致读数偏小
答案　D
解析　A项，容量瓶不能用来直接盛装固体配制溶液，要将固体先在烧杯中溶解，冷却至室温，转移到容量瓶中，A项错误；B项，pH试纸不能润湿，润湿后会改变待测液的浓度，从而测定不准，B项错误；C项进行焰色反应时铂丝用盐酸洗涤并灼烧，如用NaOH溶液洗涤会使NaOH粘附在铂丝上，干扰检验其他金属元素的焰色反应，C项错误；D项正确。
2．下列实验报告中的记录正确的是(　　)
A．用广泛pH试纸测得某溶液pH＝7.5
B．用量筒量取浓硫酸12.42 mL
C．用标准盐酸溶液滴定未知浓度的NaOH溶液，用去盐酸23.10 mL
D．用托盘天平称取5.86 g氯化钠
答案　C
解析　广泛pH试纸的最小单位为整数；量筒的最小精度单位为0.1 mL；托盘天平的最小精度单位为0.1 g。
3．（2011·武汉质检）化学是一门以实验为基础的自然科学，化学实验在化学学习中具有极其重要的作用。下列实验中所选用的仪器合理的是(　　)
①用50 mL量筒量取5.2 mL稀硫酸　②用分液漏斗分离苯和四氯化碳的混合物　③用托盘天平称量11.7 g氯化钠晶体　④用碱式滴定管量取23.10 mL溴水　⑤用瓷坩埚灼烧各种钠的化合物　⑥用250 mL容量瓶配制250 mL 0.2 mol·L－1的NaOH溶液
A．①②④ B．②③④⑥
C．③⑥ D．③⑤⑥
答案　C
解析　用量筒量取液体时，量程应与所量取液体体积相近，故①不合理；苯与CCl4互溶，无法用分液的方法分离，②不合理；溴水能腐蚀橡胶，应用酸式滴定管量取，④不合理；瓷坩埚中的SiO2与NaOH反应，⑤不合理。
4．下列仪器常用于物质分离的是(　　)
①量筒　②普通漏斗　③滴定管　④容量瓶　⑤分液漏斗　⑥蒸馏烧瓶
A．①③⑤ B．②④⑥ C．②⑤⑥ D．③⑤⑥
答案　C
5．简要回答在使用下列仪器(已经洗涤干净)或用品时的第一步操作：
(1)石蕊试纸(检验气体)：
________________________________________________________________________；
(2)容量瓶：
________________________________________________________________________；
(3)酸式滴定管：
________________________________________________________________________；
(4)集气瓶(收集氯化氢气体)：
________________________________________________________________________；
(5)托盘天平：
________________________________________________________________________。
答案　(1)用蒸馏水润湿试纸　(2)检查是否漏水　(3)检漏并查活塞旋转是否灵活　(4)干燥　(5)检查天平是否平衡
题组二　药品的存放
6．(2011·济南模拟)下列有关试剂的保存方法，错误的是(　　)
A．浓硝酸保存在无色玻璃试剂瓶中
B．少量的金属钠保存在煤油中
C．新制的氯水通常保存在棕色试剂瓶中
D．氢氧化钠溶液保存在带有橡皮塞的玻璃试剂瓶中
答案　A
7．实验室里不同化学试剂的保存方法不尽相同。下图中A、B、C、D是常见的一些保存药品的试剂瓶。请把下列常见试剂的序号填写在各试剂瓶下面的括号内：
A B C D
(　　) (　　) (　　) (　　)
①NaOH溶液　②浓硝酸　③Na2CO3溶液　④蓝矾　⑤酒精　⑥浓盐酸
答案　A：④　B：①③⑥　C：⑤　D：②
题组三　实验探究
8．（2011.沈阳模拟）某化学小组的同学到实验室学习，在实验桌上摆有下列仪器：
(1)指导教师要求同学们写出仪器的名称，甲同学书写的答案如下表，请你找出其中的错误，将改正后的名称填写在下表中(若正确，则该空不需要填写)。
仪器编号 a b c d e
名称 试管 容量瓶 集气瓶 碱式滴定管 普通漏斗
改正的名称
(2)乙同学想用如图装置以大理石和稀盐酸反应制取CO2。教师指出，这需要太多的稀盐酸，造成浪费。该同学选用了上面的一种仪器，加在装置上，解决了这个问题。请你把该仪器画在图中合适的位置。
答案　(1)
仪器编号 b d
名称
改正的名称 容量瓶 酸式滴定管
(2)
(只需画对试管的位置即可)学案3　化学实验的基本方法(三)
——混合物的分离与提纯
[考纲要求]　1.了解物质分离提纯的意义和方法；掌握过滤、分液、蒸馏等操作步骤及要求。2.绘制和识别典型的实验仪器装置图。
常用的物质分离、提纯的物理方法有哪些？试根据所学的知识填写操作方法及相关内容。
　　
　　　　 　图1　　　　　　图2
　　
　　　 图3　　　　　　　图4
(1)如图1，方法、装置的名称：过滤。
适用范围：把不溶性固体与液体进行分离。
注意事项：①一贴：滤纸紧贴漏斗内壁；二低：滤纸低于漏斗边缘，液面低于滤纸边缘；三靠：烧杯紧靠玻璃棒，玻璃棒轻靠三层滤纸处，漏斗下端靠烧杯内壁。②若滤液浑浊，需更换滤纸，重新过滤。
(2)结晶是晶体从饱和溶液中析出的过程，对溶解度受温度变化影响不大的固态溶质，采用蒸发溶剂的方法，而对溶解度受温度变化影响相当大的固态溶质，采用冷却饱和溶液的方法。
如图2，方法、装置的名称：蒸发结晶。
适用范围：溶解度随温度变化较小物质
注意事项：①玻璃棒的作用：搅拌，防止局部过热而飞溅；②当接近蒸干时，停止加热，利用余热蒸干而不能直接蒸干。
问题思考
1．可否利用KCl和NaNO3两种物质来制备KNO3和NaCl？若可行其简要的操作步骤是什么？
答案　可行，其简要操作步骤为：溶解—蒸发—结晶，趁热过滤，洗涤干燥可得NaCl，然后对所得滤液降温结晶、过滤、洗涤、干燥可得KNO3。
(3)如图3，方法、装置的名称：分液。
适用范围：①萃取：利用溶质在互不相溶的溶剂里的溶解度不同，用一种溶剂把溶质从它与另一种溶剂组成的溶液里提取出来；②分液：两种液体互不相溶且易分层。
注意事项：①溶质在萃取剂中的溶解度比在原溶剂中大；②萃取剂与原溶剂不相溶；
③萃取剂与溶质不反应。
(4)如图4，方法、装置的名称：蒸馏。
适用范围：沸点相差较大的液体混合物
注意事项：①温度计的水银球放在蒸馏烧瓶的支管口处；②蒸馏烧瓶内要加沸石；③冷凝管水流方向应为“逆流”。
问题思考
2．蒸馏时为什么要在蒸馏烧瓶中加几粒碎瓷片？
答案　防止暴沸。
3．冷凝水的方向为什么是下进上出？
答案　采用逆流原理，冷却效率高。
一、高考实验的热点——过滤
在过滤操作后，有时需要滤渣，舍弃滤液；有时需要滤液，舍弃滤渣。
1．需要滤液时，如何提取母液中的成分
案例1　在粗盐的提纯实验中，过滤，舍去不溶性杂质(滤渣)后，怎样从母液中获取NaCl固体？
答案　加热蒸发，当析出大量NaCl固体时，停止加热，利用余热蒸干。
案例2　若母液是CuSO4饱和溶液，怎样获得CuSO4·5H2O晶体？
答案　加热蒸发，冷却结晶，过滤。
2．需要滤渣时，如何得到纯净的滤渣
案例3　在测定Na2SO4和NaCl的混合物中Na2SO4的质量分数时，可以在混合物中加入过量BaCl2溶液，沉淀SO，然后过滤、洗涤、烘干、称量得到BaSO4的质量，试问：
(1)怎样判断SO是否沉淀完全？
答案　取上层清液少许于试管中，再加入BaCl2溶液，若产生白色沉淀，说明SO未沉淀完全，反之则沉淀完全。
(2)过滤完毕后，为什么要洗涤沉淀(即洗涤沉淀的目的)
答案　洗去可溶性杂质(Na＋、Cl－等)。
(3)沉淀的洗涤方法？
答案　沿玻璃棒向漏斗中注水至浸没沉淀，待水自然流下后，再重复2～3次。
(4)怎样判断沉淀是否洗净？
答案　取最后一次滤出液少许于试管中，滴加HNO3酸化的AgNO3溶液，若产生白色沉淀，说明沉淀未洗净，反之已洗净。
思维拓展
玻璃棒在中学化学实验中有哪些作用？试举例说明。
答案　(1)搅拌
①蒸发结晶
用玻璃棒搅拌，以免液体局部温度过高，致使液滴飞溅出来(如图1)。
②固体溶解
进行固体溶解的实验时，用玻璃棒进行搅拌，以加快固体物质的溶解速度，如粗盐的溶解。
(2)引流
使液体沿玻璃棒注入容器中。
①过滤(如图2)
②溶液的配制(如图3)
(3)测定性质
①点测pH
测定溶液的pH时，玻璃棒的作用是蘸取液体。
②检验气体性质
检验气体性质时，先用蒸馏水将试纸湿润，粘在玻璃棒的一端，用玻璃棒把试纸放到盛有待测气体的试管口(注意不要接触)，观察试纸的颜色变化。
典例导悟1　下列是制备CuO的流程图：
工业CuSO4 CuSO4溶液CuSO4·5H2O―→……―→CuO
①步骤Ⅰ的目的是除去不溶性杂质。操作是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
②步骤Ⅱ的目的是除铁。操作是：滴加H2O2溶液，稍加热；当Fe2＋转化完全后，慢慢加入Cu2(OH)2CO3粉末，搅拌，以控制溶液pH＝3.5；加热煮沸一段时间，过滤，用稀硫酸酸化滤液至pH＝1。控制溶液pH＝3.5的原因是
________________________________________________________________________。
③步骤Ⅲ的目的是得到CuSO4·5H2O晶体。操作是
________________________________________________________________________，
过滤，水浴加热烘干。水浴加热的特点是
________________________________________________________________________。
解析　(1)①不溶性杂质由于不溶于水，采用过滤的方法除去。②步骤Ⅱ操作：向含有CuSO4、FeSO4的溶液中滴加H2O2，发生2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O，此时溶液的pH<3.5，而pH＝3.5时，Fe(OH)3沉淀易形成，故此时要加入Cu2(OH)2CO3粉末，以中和H＋，控制pH＝3.5，同时加热煮沸，使Fe3＋水解趋于完全，生成Fe(OH)3沉淀，过滤除去Fe(OH)3沉淀，同时抑制Cu2＋的水解，再加稀硫酸酸化得到CuSO4溶液。 ③通过蒸发溶剂、冷却结晶的方法析出硫酸铜晶体，加热烘干时温度不能超过100℃，且需温度恒定，以防温度过高使硫酸铜分解，因此采用水浴加热。
答案　(1)①溶解，过滤
②使Fe3＋可全部转化为Fe(OH)3沉淀，而Cu2＋不会转化为Cu(OH)2沉淀
③将CuSO4溶液加热蒸发至有大量晶体出现时，停止加热　受热均匀，温度易于控制在100℃以下
二、物质的分离、提纯常用的化学方法
1．如何分离NaCl和I2的混合物或NaCl与NH4Cl的混合物？
答案　加热法。
2．如何分离CH3COOH和CH3CH2OH发生酯化反应后生成的产物？
答案　加入饱和Na2CO3溶液，静置分液。
3．如何除去Cl2中混有的HCl气体？或CO2中混有的HCl气体？
答案　通入饱和食盐水洗气；通入饱和NaHCO3溶液洗气。
4．如何除去Na2CO3中混有的少量NaHCO3？或NaHCO3中混有的Na2CO3
答案　加热；通入CO2气体。
5．已知：
开始沉淀的pH 完全沉淀的pH
Fe3＋ 1.9 3.2
Cu2＋ 4.7 6.7
请思考：如何除去Cu2＋中混有的Fe3＋？
答案　加入CuO、Cu(OH)2、CuCO3等，过滤。
6．如何除去Fe2＋中混有的Fe3＋？或Fe3＋中混有的Fe2＋？
答案　加入Fe；通入Cl2。
7．如何将粗铜精炼提纯？
答案　电解法。
思维升华　通过以上练习，试归纳常见的分离、提纯所用到的化学方法有哪些？
答案　加热法、沉淀法、转化法、酸碱法、调节pH法、氧化还原法、电解法。
典例导悟2　为除去粗盐中的Ca2＋、Mg2＋、Fe3＋、SO以及泥沙等杂质，某同学设计了一种制备精盐的实验方案，步骤如下(用于沉淀的试剂稍过量)：
称取粗盐 滤液 精盐
(1)判断BaCl2已过量的方法是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)第④步中，相关的离子方程式是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)若先用盐酸调pH值再过滤，将对实验结果产生影响，其原因是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析　本题通过某同学设计制备精盐的实验为背景材料，综合考查了判断所加试剂是否过量的方法、错误操作对实验结果的影响、及精确配制一定物质的量浓度溶液的操作方法，着重考查了学生的“动手”能力和实验评价能力。
(1)鉴别SO的特征试剂为含Ba2＋的溶液，可取②步的上层清液再加BaCl2，看是否还产生沉淀来判断，若没有白色沉淀产生，证明BaCl2已过量。
(2)第④步的目的是为了除去Ca2＋和过量的Ba2＋，因此离子方程式应有Ca2＋＋CO===CaCO3↓，Ba2＋＋CO===BaCO3↓。
(3)如果先加盐酸调pH值再过滤，可能使部分沉淀溶解，导致所得食盐不纯。
答案　(1)取第②步后的上层清液1～2滴于点滴板上，再滴入1～2滴BaCl2溶液，若溶液未变浑浊，则表明BaCl2已过量
(2)Ca2＋＋CO===CaCO3↓、
Ba2＋＋CO===BaCO3↓
(3)在此酸性条件下，会有部分沉淀溶解，从而影响制得精盐的纯度
思维升华　物质的分离和提纯的一般原则是什么？
答案　分离和提纯一般应遵循“四原则”和“三必须”
①“四原则”：一不增(提纯过程中不增加新的杂质)；二不减(不减少被提纯的物质)；三易分离(被提纯物质与杂质容易分离)；四易复原(被提纯物质要易复原)。
②“三必须”：一除杂试剂必须过量；二过量试剂必须除尽(因为过量试剂带入新的杂质)；三必须选最佳除杂途径。
变式演练　下表为各物质中所含有的少量杂质，以及除去这些杂质应选用的试剂或操作方法。正确的一组为(　　)
序号 物质 杂质 除杂质应选用的试剂或操作方法
① KNO3溶液 KOH 加入FeCl3溶液，并过滤
② FeSO4溶液 CuSO4 加入过量铁粉，并过滤
③ H2 CO2 通过盛有NaOH溶液的洗气瓶，再通过盛有浓硫酸的洗气瓶
④ NaNO3 CaCO3 溶解、过滤、蒸发
A．①②③④ B．③④
C．②③④ D．①②③
答案　C
1．下列说法是否正确
(1)用苯萃取溴水中的溴，分液时有机层从分液漏斗的下端放出(×)(2009·江苏－6D)
解析　苯的密度比水小，在水的上层，故有机层应该从上口倒出。
(2)向碘水中滴加CCl4，振荡静置后分层，CCl4层呈紫红色，说明可用CCl4从碘水中萃取碘(√)(2009·江苏－9A)
(3)将碘水倒入分液漏斗，加适量乙醇，振荡后静置，可将碘萃取到乙醇中(×)(2009·天津理综－3A)
解析　乙醇与水互溶，不能做碘水的萃取剂，错。
(4)乙酸与乙醇的混合溶液可用分液漏斗进行分离(×)(2009·浙江理综－13C)
解析　 乙醇和乙酸是互溶的，不分层，所以无法用分液法分离，故错。
(5)在含FeCl2杂质的FeCl3溶液中通足量Cl2后，充分加热，除去过量的Cl2，即可得到较纯净的FeCl3溶液(×)(2009·天津理综－3D)
解析　加热时，FeCl3会水解，错。
2．(2010·上海，15)除去下列括号内杂质的试剂或方法错误的是(　　)
A．HNO3溶液(H2SO4)，适量BaCl2溶液，过滤
B．CO2(SO2)，酸性KMnO4溶液、浓硫酸，洗气
C．KNO3晶体(NaCl)，蒸馏水，结晶
D．C2H5OH(CH3COOH)，加足量CaO，蒸馏
答案　A
解析　此题考查了物质的提纯知识。HNO3溶液中混有H2SO4时，加入氯化钡使得硝酸中又混入了HCl杂质，应加入适量硝酸钡溶液过滤，A错；SO2有还原性，可被酸性高锰酸钾氧化为硫酸除去，B对；硝酸钾的溶解度随温度升高而变大，但食盐的溶解度随温度变化较小，一般用结晶或重结晶法分离，C对；乙酸具有酸性，其能和氧化钙反应，但乙醇不能，故加足量氧化钙蒸馏可以分离两者，D对。
3．(2010·浙江理综，11) 下列关于实验原理或操作的叙述中，不正确的是(　　)
A. 从碘水中提取单质碘时，不能用无水乙醇代替CCl4
B．不可用新制的Cu(OH)2悬浊液检验牙膏中存在的甘油
C. 纸层析实验中，须将滤纸上的试样点浸入展开剂中
D. 实验室中提纯混有少量乙酸的乙醇，可采用先加生石灰，过滤后再蒸馏的方法
答案　C
题组一　物质的分离与提纯
1．(2010·浙江五校期末联考)下列实验方案能达到目的的是(　　)
A．除去Fe粉中混有的I2：加热使I2升华
B．除去NaCl固体中混有的MgCl2：加入KOH溶液后过滤，滤液蒸发结晶
C．除去碳酸钠中混有的碳酸氢钠：加入过量的氢氧化钠溶液，蒸发结晶
D．除去氢氧化镁中混有的氢氧化钙：放入水中搅拌成浆状后，加入足量氯化镁溶液，加适量水过滤洗涤
答案　D
解析　加热时Fe与I2可以反应生成FeI2，故A项除杂的方法不正确；B项中，加入KOH溶液虽能除去Mg2＋，但同时引入的K＋无法除去，B项错误；C项中除去NaHCO3后，又会引入NaOH杂质，C项错误；D项中发生如下反应：MgCl2＋Ca(OH)2===Mg(OH)2↓＋CaCl2，通过过滤的方法，可以除去多余的MgCl2及生成的CaCl2，从而得到较纯的Mg(OH)2，故D正确。
2．下列除去杂质的方法正确的是(　　)
①除去乙烷中少量的乙烯：光照条件下通入Cl2，气液分离
②除去乙酸乙酯中少量的乙酸：用饱和碳酸氢钠溶液洗涤，分液、干燥、蒸馏
③除去CO2中少量的SO2：气体通过盛饱和碳酸钠溶液的洗气瓶
④除去乙醇中少量的乙酸：加足量生石灰，蒸馏
A．①② B．②④
C．③④ D．②③
答案　B
解析　①乙烯与Cl2能发生加成反应，但在光照条件下乙烷也能与Cl2发生取代反应，故①不正确，应将混合气体通过盛有溴水的洗气瓶以除去乙烯；②中乙酸能与NaHCO3溶液反应，生成易溶于水的乙酸钠，②正确；③CO2及SO2均能与Na2CO3溶液反应，应选用饱和NaHCO3溶液，故③错误；乙酸可被生石灰吸收，通过蒸馏可得到纯净的乙醇，④正确。
3．(2010·广东江门调研)为提纯下列物质(括号内的物质是杂质)，所选用的除杂试剂和分离方法都正确的是(　　)
序号 被提纯的物质 除杂试剂 分离方法
① 氯化钠溶液(碘化钠) 氯水、四氯化碳 萃取、分液
② 氯化铵溶液(氯化铁) 氢氧化钠溶液 调节pH＝4，过滤
③ 二氧化碳(一氧化碳) 氧化铜 加热
④ 苯(苯酚) 氢氧化钠溶液 过滤
A.①②③④ B．②③
C．①③ D．③
答案　C
4．下列除去杂质不可行的是(　　)
A．用过量的氨水除去Al3＋溶液中的少量Fe3＋
B．将混合气体通过灼热的铜网除去N2中的少量O2
C．用新制的生石灰，通过加热蒸馏除去乙醇中的少量水
D．用盐酸除去AgCl中少量的Ag2CO3
答案　A
5．(2010·昆明月考)下列除去杂质的实验方法正确的是(　　)
A．除去CO中少量O2：通过灼热的Cu网后收集气体
B．除去K2CO3固体中少量NaHCO3：置于坩埚中加热
C．除去苯中溶有的少量苯酚：加入适量浓溴水反应后过滤
D．除去FeCl3酸性溶液中少量的FeCl2：加入适量双氧水后放置
答案　D
解析　A项CO中混有O2，通过灼热的铜网可以除去O2，但生成的氧化铜会与CO反应生成CO2；B项中杂质碳酸氢钠加热后生成的碳酸钠仍是杂质；C项中杂质苯酚加浓溴水反应后生成的三溴苯酚是新的杂质；D项中双氧水具有强氧化性。可将氯化亚铁氧化，同时酸性溶液可防止Fe3＋的水解，故正确答案为D。
6．为提纯下列物质(括号内为少量杂质)，所选用的除杂试剂与主要分离方法都正确的是(　　)
提纯物质 除杂试剂 分离方法
A 苯(甲苯) KMnO4(酸化)，NaOH溶液 分液
B NH4Cl溶液(FeCl3) NaOH溶液 过滤
C 乙酸乙酯(乙酸) KOH溶液，水 分液
D 苯(苯酚) 浓溴水 过滤
答案　A
7．下列几组物质中，可用相同的方法除去杂质(括号内为杂质)的是(　　)
A．淀粉溶液(NaCl)、乙酸溶液(NaCl)
B．Fe(OH)3胶体(KCl)、淀粉溶液(KI)
C．Na2CO3固体(NaHCO3)、NaHCO3固体(Na2CO3)
D．铁粉(硫粉)、碘(食盐)
答案　B
解析　淀粉溶液中含有NaCl，可用渗析法，乙酸中含有NaCl，用蒸馏法，A项不符合；B中两种混合物除杂时都可用渗析法，B项符合；碳酸钠固体中含有碳酸氢钠，采用加热分解法除杂，碳酸氢钠中含有碳酸钠，可溶于水通入过量CO2，二者方法不同，C项不符合；D中铁粉和硫粉分离，可用磁铁吸附铁粉，碘和食盐可用加热升华法分离，D项不符合。
8．(2010·天津河西区质检)海洋植物如海带、海藻中含有丰富的碘元素，碘元素以碘离子的形式存在。实验室里从海藻中提取碘的流程如下：
(1)指出提取碘的过程中有关的实验操作名称：
①____________③____________；
写出实验②中有关反应的离子方程式
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)提取碘的过程中，可供选择的有关试剂是
________________________________________________________________________。
A．甲苯，酒精 B．四氯化碳，苯
C．汽油，乙酸 D．汽油，甘油
(3)从海藻灰中碘离子转化到碘的有机溶液，实验室准备了烧杯、玻璃棒、集气瓶、酒精灯、导管、圆底烧瓶、石棉网以及必要的夹持仪器、物品，还缺少的玻璃仪器是__________。
(4)从含碘的有机溶液中提取碘和回收有机溶剂还需经过蒸馏，指出上图实验装置中的错误之处：
①________________________________________________________________________
②________________________________________________________________________
③________________________________________________________________________。
(5)进行上述蒸馏操作时，使用水浴的原因是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________；
最后，晶体碘在__________里聚集。
答案　(1)过滤　萃取　Cl2＋2I－===I2＋2Cl－　(2)B　(3)分液漏斗，锥形漏斗
(4)①缺石棉网　②温度计插到了液体中　③冷凝管进出水的方向颠倒
(5)使蒸馏烧瓶均匀受热、控制加热温度不会过高　蒸馏烧瓶
解析(1)从流程图可知操作①是过滤；③是萃取；②中的反应是Cl2将I－氧化成I2。
(2)根据萃取原理，要从含碘的水溶液中萃取碘，所选择的萃取剂一定要和水互不相溶或很难相溶，而选项中，酒精、乙酸、甘油皆与水互溶，因此B是正确选项。
(3)按照流程图考虑每一步骤需要的仪器，还缺少锥形漏斗和分液漏斗。
(4)检验实验装置，要按照实验的进程，逐一检查，通常是从左到右，自下而上。该装置中缺石棉网，温度计不应插入液体中，冷凝管进出水的方向反了。
(5)利用水浴加热可使被加热物质受热均匀而温度又不会超过100℃，最后在蒸馏烧瓶中得到晶体碘。
9．(2011·青岛模拟)用于分离提纯物质的方法有多种，请根据下列实验要求填空：
(1)分离饱和食盐水和泥沙的混合物，分离方法为______，所用的玻璃仪器有__________。
(2)分离相溶的CCl4(沸点76.75℃)和甲苯(沸点110.6℃)的混合物，分离方法为________。
(3)从碘水里提取并得到固体碘，应先进行________操作，再进行________操作。
答案　(1)过滤　普通漏斗、烧杯、玻璃棒
(2)分馏或蒸馏
(3)萃取分液　蒸馏
题组二　实验探究
10．过氧化钙(CaO2)难溶于水，在常温下稳定，在潮湿空气及水中缓慢分解放出氧气，因而广泛应用于渔业、农业、环保等许多方面。如图所示是以大理石(主要杂质是氧化铁)为原料制取过氧化钙(CaO2)的流程。
生成氢氧化物的pH：
难溶电解质 溶度积Ksp 开始沉淀时pH 沉淀完全时pH
Fe(OH)2 1.30×10－33mol3·L－3 7.6 9.6
Fe(OH)3 2.64×10－39mol4·L－4 1.5 3.2
请回答下列问题：
(1)操作①应包括下列操作中的________(填序号)。
A．溶解 B．过滤 C．蒸馏 D．分液
E．蒸发结晶
(2)用氨水调节pH至8～9的目的是
________________________________________________________________________。
(3)若测得滤液C中c(CO)＝10－3 mol·L－1，则Ca2＋________(填“是”或“否”)沉淀完全。[已知c(Ca2＋)≤10－5 mol·L－1可视为沉淀完全；Ksp(CaCO3)＝4.96×10－9 mol2·L－2]
(4)操作②是在低温下，往过氧化氢浓溶液中投入无水氯化钙进行反应，该反应的化学方程式为
________________________________________________________________________，
一段时间后，再加入氢氧化钠溶液，当调节溶液pH至9～11，才出现大量沉淀，用简要的文字解释需用氢氧化钠调节pH至9～11的原因：
________________________________________________________________________。
答案　(1)AE　(2)除去Fe3＋　(3)是
(4)CaCl2＋H2O2??CaO2＋2HCl　加入NaOH溶液使上述反应向正反应方向移动，有利于CaO2沉淀的生成
解析　(1)操作①加盐酸溶解碳酸钙，最后蒸发结晶得到纯净的CaCl2·2H2O晶体。
②在滤液A中加氨水，调节pH至8～9的目的是使Fe3＋全部转化为Fe(OH)3沉淀。
(3)根据碳酸钙的溶度积表达式：Ksp(CaCO3)＝c(Ca2＋)·c(CO)，c(Ca2＋)＝＝ mol·L－1＝4.96×10－6 mol·L－1<10－5 mol·L－1，认为Ca2＋沉淀完全。
(4)在无水CaCl2中加入H2O2，生成CaO2，反应方程式为CaCl2＋H2O2??CaO2＋2HCl。反应一段时间后加入NaOH调节溶液pH至9～11，目的是使反应向右移动，从而生成CaO2沉淀。学案5　化学计量在实验中的应用(二)
——物质的量浓度
[考纲要求]　1.了解溶液的含义，了解溶解度、饱和溶液的概念。2.了解溶液的组成。理解溶液中溶质的质量分数、物质的量浓度的概念，并能进行有关计算。3.掌握一定溶质质量分数、物质的量浓度溶液的配制方法，会进行有关误差分析。
知识点一　物质的量浓度
1．物质的量浓度表示单位体积溶液里溶质B的物质的量，是用来表示溶液组成的物理量，也称为B的物质的量浓度，符号为cB。
2．物质的量浓度的数学表达式是，nB表示溶质B的物质的量，V表示溶液的体积，因此物质的量浓度的单位是mol·L－1。
3．将溶质质量分数一定的溶液稀释时，溶液中溶质的质量总是保持不变；同理，稀释一定物质的量浓度的溶液时，溶液的体积发生了变化，但溶液中溶质的物质的量保持不变，即遵循稀释定律：c(浓)·V(浓)＝c(稀)·V(稀)。
问题思考
1．将标准状况下1 L氨气溶于1 L水中，得到的溶液是2 L吗？若不是，还需要哪些数据能求出该溶液的体积？
答案　不是，还要知道溶液的密度。
2．将一定物质的量浓度的溶液取出一部分，物质的量浓度变化吗？
答案　不变。
知识点二　一定物质的量浓度溶液的配制
1．容量瓶的使用
(1)规格及特点：常规的容量瓶有100_mL、250_mL、500_mL、1_000_mL等几种。
(2)容量瓶上标注有温度、刻度线(标线)、规格。
（3）使用容量瓶的第一步操作是检查是否漏水，
操作方法是加水→倒立→观察→正立，瓶塞旋转180°→倒立→观察。
问题思考
3．容量瓶使用前应用蒸馏水洗净是否还需要待配溶液润洗？
答案　不需要，若润洗，则加入的溶质偏多。
4．实验室需要480 mL某溶液，应选用多大规格容量瓶配制溶液？
答案　500 mL容量瓶。
2．以配制1 000 mL 1.0 mol·L－1的NaCl溶液为例。完成下列填空：
(1)实验原理：c＝＝
(2)实验仪器：主要有托盘天平、药匙、烧杯、玻璃棒、1_000_mL容量瓶、胶头滴管。
(3)实验步骤：
①计算：计算所需NaCl固体的质量为58.5_g。
②称量：根据计算结果，称量NaCl固体。
③溶解：将称量好的NaCl固体放入烧杯中，加适量水溶解，并用玻璃棒搅拌。
④转移：待恢复到室温后，将溶液转移到容量瓶中。
⑤洗涤：用适量蒸馏水将烧杯及玻璃棒洗涤2～3次，将每次洗涤液也注入容量瓶中，并振荡容量瓶。
⑥定容：往容量瓶中缓慢加蒸馏水，等液面离容量瓶颈刻度线1～2cm时，改用胶头滴管滴加蒸馏水至液面与刻度线相切。塞好瓶塞，反复上下颠倒，摇匀。
问题思考
5．为什么不能将固体或液体直接在容量瓶中溶解或稀释？
答案　溶解时会有溶解热，造成溶液的体积有误差，配制的溶液浓度不准确，应先在烧杯中冷却后再转移至容量瓶中。
6．(1)若转移时，容量瓶中有残留的水，则对所配制溶液的浓度有何影响？
(2)若没有洗涤烧杯和玻璃棒，则对所配制溶液的浓度有何影响？
(3)加蒸馏水时不慎超过刻度线，则将如何操作？
答案　(1)无影响。　(2)偏低。　(3)重新配制。
一、有关物质的量浓度的计算
物质的量浓度计算的两个关键：
(1)正确判断溶液的溶质并求其物质的量
①与水发生反应生成新的物质，如Na、Na2O、Na2O2NaOH，SO3H2SO4等。
②含结晶水的物质如CuSO4·5H2O―→CuSO4。
③特殊物质：如NH3溶于水后溶质为NH3·H2O，但计算浓度时是以NH3分子作为溶质。
(2)准确计算溶液的体积
不能用水的体积代替溶液体积，应根据V＝m/ρ求算。
典例导悟1 在一定温度下，某饱和氢氧化钠溶液体积为V mL，溶液密度为d g·cm－3，质量分数为w%，物质的量浓度为c mol·L－1，溶液中含氢氧化钠的质量为m g。
(1)用w来表示该温度下氢氧化钠的溶解度(S)为________________________________。
(2)用m、V表示溶液中溶质的物质的量浓度(c)为__________________________________。
(3)用w、d表示溶液中溶质的物质的量浓度(c)为__________________________________。
(4)用c、d表示溶液中溶质的质量分数为__________________________________。
解析　(1)S＝×100 g(溶解度定义)
(2)c＝1 000 mL·L－1××
＝ mol·L－1
(3)c＝
＝0.25dw mol·L－1
(4)w%＝×100%＝%
答案　(1)×100 g
(2) mol·L－1
(3)0.25dw mol·L－1　(4)%
变式演练1　(1)若某饱和溶液的密度为ρ g·cm－3，溶质的摩尔质量为M g·mol－1，溶解度为S g，则溶质的质量分数和物质的量浓度的表达式分别是什么？
(2)在标准状况下，1 L水中溶解某气体V L，所得溶液密度为ρ g·cm－3，则w和c的表达式分别是什么？
答案　(1)w＝×100%　
c＝＝＝
(2)c＝＝＝
w＝×100%＝×100%＝×100%
二、溶液的稀释与混合
1．溶液的稀释
根据稀释前后溶质质量不变，即物质的量也不变，得m1w1＝m2w2或c1V1＝c2V2
2．溶液的混合(依据混合前后溶液中溶质的质量守恒，具体情况具体分析)
(1)将3p%的硫酸与同体积的p%的硫酸混合得到q%的稀硫酸，则p、q的关系正确的是________。
①q＝2p ②q>2p
③q<2p ④无法确定
(2)若上题中的溶质是乙醇而非硫酸，则p、q的关系是________。
①q＝2p ②q>2p
③q<2p ④无法确定
(3)思维升华：质量分数不同的两溶液等体积混合时的规律是什么？
答案　(1)②　(2)③　(3)大多数溶液浓度越大，密度越大，两种质量分数不同的溶液等体积混合，混合后所得溶液的质量分数大于其算术平均值。个别溶液(如酒精水溶液、氨水)浓度越大，密度却越小，两种质量分数不同的溶液等体积混合后所得溶液的质量分数小于其算术平均值。
解析　当等体积混合时，设浓溶液的密度为ρ1，稀溶液的密度为ρ2，体积各为1 L，则混合后
w＝＝()×p%
＝(1＋)p%
则当ρ1>ρ2时，如H2SO4溶液、HNO3溶液，w>2p%；
当ρ1<ρ2时，如氨水、酒精溶液，w<2p%。
典例导悟2 浓度不等的两种硫酸溶液等质量混合后，溶液的质量分数为a%，而等体积混合后，溶液的质量分数为b%；浓度不等的两种氨水等质量混合时，其溶质的质量分数为a%，而等体积混合后，溶液的质量分数为c%，那么a、b、c数值的关系是(　　)
A．a>b>c B．b>a>c
C．c>b>a D．c>a>b
解析　由混合后溶质质量分数的判定规律知，硫酸溶液密度大于1 g·cm－3，故b>a；氨水密度小于1 g·cm－3，且浓度越大，密度越小，则c答案　B
变式演练2　将a%的酒精和(100－a)%的酒精溶液等体积混合后，所得酒精溶液的质量分数可能为(　　)
A．大于50% B．小于50%
C．小于或等于50% D．大于或等于50%
答案　B
三、一定物质的量浓度溶液配制过程中的误差分析
联想一定物质的量浓度的溶液配制的步骤，结合公式cB＝＝，试总结怎样判断cB的误差？并举例说明。
提示　凡操作上引起mB增大或V值减少的，都会使所配溶液浓度偏大(如砝码生锈或定容时俯视刻度线)。否则偏小(如砝码残缺或未洗涤烧杯、玻璃棒，定容时仰视刻度线)。
请完成下表中的误差分析：
典例导悟3 (1)下图是配制50 mL KMnO4标准溶液的过程示意图。请你观察图示，判断其中不正确的操作有(填序号)________，其中确定50 mL溶液体积的容器是(填名称)________。
(2)若配制的过程中，有液体溅出，应如何处理________。
(3)使用容量瓶配制溶液时，由于操作不当，会引起误差，下列情况会使所配溶液浓度偏低的是(　　)
①使用天平(使用了游码)称量时，被称量物与砝码位置放颠倒了　②用滴定管量取溶质体积时，开始时平视读数，结束后俯视读数　③溶液转移到容量瓶后，烧杯及玻璃棒未用蒸馏水洗涤　④转移溶液前容量瓶内有少量蒸馏水　⑤定容时，仰视容量瓶刻度线　⑥定容后摇匀，发现液面降低，又补加少量水，重新达到刻度线
A．①③⑤⑥ B．①②⑤⑥
C．②③④⑥ D．③④⑤⑥
答案　(1)①②⑤　50 mL容量瓶
(2)重新配制　(3)A
题组一　关于物质的量浓度的溶液
1．NA代表阿伏加德罗常数。判断下列各项是否正确。
(1)1 mol·L－1 NaCl溶液含有NA个Na＋(×)
(2010·广东理综－8B)
解析　只有物质的量浓度而无溶液体积，故无法计算。
(2)将0.1 mol氯化铁溶于1 L水中，所得溶液含有0.1NA个Fe3＋(×)
(2009·广东－6D)
解析　两处错误，一是“溶于1 L水中”，二是没有考虑Fe3＋的水解。
(3)1 L 2 mol·L－1的MgCl2溶液中含Mg2＋数为2NA(×)
(2008·上海－9B)
解析　没有考虑Mg2＋的水解。
(4)等体积、浓度均为1 mol·L－1的磷酸和盐酸，电离出的氢离子数之比为3∶1(×)
(2008·四川理综－6C)
解析　磷酸为弱酸，不能完全电离；盐酸为强酸，能完全电离。故氢离子个数之比小于3∶1。
(5)1 L浓度为1 mol·L－1的Na2CO3溶液中含有NA个CO(×)
(2008·江苏－3D)
解析　CO的水解，离子数目减少。
(6)10 mL质量分数为98%的H2SO4，用水稀释至100 mL，H2SO4的质量分数为9.8%(×)
(2008·山东理综－13A)
解析　溶质的质量稀释前后没变，溶液的浓度稀释减小，体积变为原来的10倍，但溶液的质量比原溶液的10倍要小，故质量分数稀释后大于9.8%。
(7)一定温度下，1 L 0.50 mol·L－1 NH4Cl溶液与2 L 0.25 mol·L－1 NH4Cl溶液含NH物质的量不同(√)
(2008·山东理综－13D)
解析　浓度越小，NH水解程度越大。故两溶液的NH的物质的量不同。
(8)1 mol 硫酸钾中阴离子所带电荷数为NA(×)
(2009·广东－6A)
解析　1 mol K2SO4 中含有阴离子物质的量为1 mol，则所带电荷数为2NA。
(9)1 L 0.1 mol·L－1 Na2SO4溶液中有0.1NA个Na＋(×)
(2009·广东理基－20B)
解析　1 L 0.1 mol·L－1 Na2SO4溶液中含有0.2 mol Na＋，故错。
(10)常温下，100 mL 1 mol·L－1 Na2CO3溶液中阴离子总数大于0.1NA(√)
(2009·上海－12B)
解析　考虑CO的水解，阴离子包括CO 、HCO、OH－ 总数大于0.1NA。
(11)常温下，1 L 0.1 mol·L－1的NH4NO3溶液中氮原子数为0.2NA(√)
(2010·江苏－5A)
解析　无论NH 水解与否，根据元素守恒N元素总是0.2NA。
(12)含NA个Na＋的Na2O溶解于1 L水中，Na＋ 的物质的量浓度为1 mol·L－1(×)
(2010·福建理综－7D)
解析　NA个Na＋就是1 mol，溶解于1 L水中所得溶液不是1 L，则Na＋的物质的量浓度不是1 mol·L－1。
2．(2009·浙江理综，9)已知单位体积的稀溶液中，非挥发性溶质的分子或离子数越多，该溶液的沸点就越高。则下列溶液沸点最高的是(　　)
A．0.01 mol·L－1的蔗糖溶液
B．0.01 mol·L－1 的CaCl2溶液
C．0.02 mol·L－1的NaCl溶液
D．0.02 mol·L－1的CH3COOH溶液
答案　C
解析　题目中“非挥发性溶质”要理解清楚，首先排除D项中易挥发的CH3COOH。而C项离子数在单位体积中最多，故选C。
题组二　关于物质的量浓度的计算
3．(2010·课标全国卷，10)把500 mL含有BaCl2和KCl的混合溶液分成5等份，取一份加入含a mol硫酸钠的溶液，恰好使钡离子完全沉淀；另取一份加入含b mol硝酸银的溶液，恰好使氯离子完全沉淀。则该混合溶液中钾离子浓度为(　　)
A．0.1(b－2a) mol·L－1 B．10(2a－b) mol·L－1
C．10(b－a) mol·L－1 D．10(b－2a) mol·L－1
答案　D
解析　把500 mL混合溶液分成5等份，每份100 mL , 向一份中加入含a mol硫酸钠的溶液使钡离子完全沉淀时，可知原溶液c(Ba2＋)为10a mol·L－1，同理知原溶液中c(Cl－)＝10b mol·L－1，根据电荷守恒原理，求出c(K＋)＝10(b－2a) mol·L－1。
4．(2010·四川理综，12)标准状况下V L氨气溶解在1 L水中(水的密度近似为1 g·mL－1)，所得溶液的密度为ρ g·mL－1，质量分数为w，物质的量浓度为c mol·L－1，则下列关系中不正确的是(　　)
A．ρ＝(17V＋22 400)/(22.4＋22.4V)
B．w＝17c/(1 000ρ)
C．w＝17V/(17V＋22 400)
D．c＝1 000Vρ/(17V＋22 400)
答案　A
解析　由c＝＝
＝ mol·L－1
由上可推知：ρ＝
设溶液的体积为1 L
由c＝可得w＝＝
w＝＝＝
因此只有A项不正确。
5．(2008·四川理综，13)在a L Al2(SO4)3和(NH4)2SO4的混合溶液中加入b mol BaCl2，恰好使溶液中的SO完全沉淀；如加入足量强碱并加热可得到c mol NH3，则原溶液中的Al3＋物质的量浓度(mol·L－1)为(　　)
A. B. C. D.
答案　C
解析　由于产生c mol NH3，则必定有NH c mol，使SO完全沉淀需Ba2＋ b mol，因此SO有b mol。根据电荷守恒：2c(SO)＝c(NH)＋3c(Al3＋)，则
3c(Al3＋)＝ mol·L－1
c(Al3＋)＝ mol·L－1。
6．(2006·全国理综Ⅰ，13)由硫酸钾、硫酸铝和硫酸组成的混合溶液，其pH＝1，c(Al3＋)＝0.4 mol·L－1，c(SO)＝0.8 mol·L－1，则c(K＋)为(　　)
A．0.15 mol·L－1 B．0.2 mol·L－1
C．0.3 mol·L－1 D．0.4 mol·L－1
答案　C
解析　根据溶液中电荷守恒的原则，建立如下等式：c(H＋)＋c(K＋)＋3c(Al3＋)＝2c(SO)，即0.1 mol·L－1＋c(K＋)＋3×0.4 mol·L－1＝2×0.8 mol·L－1，则c(K＋)＝0.3 mol·L－1，故答案为C。
题组一　物质的量浓度及相关计算
1．（2011·太原月考）已知25%的氨水密度为0.91 g·cm－3,5%的氨水密度为0.98 g·cm－3，若将上述两种溶液等体积混合，所得氨水溶液的质量分数(　　)
A．等于15% B．大于15%
C．小于15% D．无法估算
答案　C
2．300 mL Al2(SO4)3溶液中，含Al3＋为1.62 g，在该溶液中加入0.1 mol·L－1 Ba(OH)2溶液300 mL，反应后溶液中SO的物质的量浓度为(　　)
A．0.4 mol·L－1 B．0.3 mol·L－1
C．0.2 mol·L－1 D．0.1 mol·L－1
答案　D
3．（2011·南昌质检）将KCl和KBr的混合物13.4 g溶于水配成500 mL溶液，通入过量的Cl2，反应后将溶液蒸干，得固体11.175 g，则原来所配溶液中K＋、Cl－、Br－的物质的量浓度之比为(　　)
A．1∶2∶3 B．3∶2∶1
C．1∶3∶2 D．2∶3∶1
答案　B
解析　本题的解答用一般方法解决时，必须根据混合物总质量13.4 g，及通入Cl2后得固体11.175 g，建立方程组求得。但若能注意到溶液中的电荷守恒关系，即可一举获解。这种计算技巧对选择题显得非常适合，解法简捷而灵活。
由于c(H＋)＋c(K＋)＝c(Cl－)＋c(Br－)＋c(OH－)
因为c(H＋)＝c(OH－)，所以c(K＋)＝c(Cl－)＋c(Br－)
观察选项，得答案为B。]
4．（2011·黄石模拟）某氯化镁溶液的密度为1.18 g·cm－3，其中镁离子的质量分数为5.1%,300 mL该溶液中Cl－的物质的量约等于(　　)
A．0.37 mol B．0.63 mol
C．0.74 mol D．1.5 mol
答案　D
题组二　一定物质的量浓度溶液的配制及误差分析
5．配制250 mL 0.10 mol·L－1的NaOH溶液时，下列实验操作会使配得的溶液浓度偏大的是(　　)
A．转移溶液后未洗涤烧杯和玻璃棒就直接定容
B．在容量瓶中进行定容时仰视刻度线
C．在容量瓶中定容时俯视刻度线
D．定容后把容量瓶倒转摇匀，发现液面低于刻度线，再补充几滴水至刻度线
答案　C
6．（2011·洛阳模拟）有下列化学仪器：①托盘天平，②玻璃棒，③药匙，④烧杯，⑤量筒，⑥容量瓶，⑦胶头滴管，⑧细口试剂瓶，⑨标签纸。
(1)现需要配制500 mL 1 mol·L－1硫酸溶液，需用质量分数为98%、密度为1.84 g·cm－3的浓硫酸________mL。
(2)从上述仪器中，按实验使用的先后顺序，其编号排列是________。
(3)若实验中遇到下列情况，对硫酸溶液的物质的量浓度有何影响(填“偏高”、“偏低”或“不变”)
①用以稀释硫酸的烧杯未洗涤，________。
②未经冷却趁热将溶液注入容量瓶中，________。
③摇匀后发现液面低于刻度线再加水，________。
④容量瓶中原有少量蒸馏水，________。
⑤定容时观察液面俯视，________。
答案　(1)27　(2)⑤④②⑥⑦⑧⑨　(3)①偏低　②偏高　③偏低　④不变　⑤偏高
解析　(1)设需w＝98%、密度为1.84 g·cm－3的浓硫酸的体积为V。
V×1.84 g·cm－3×98%＝0.5 L×1 mol·L－1×98 g·mol－1，V＝27 mL。
（2）配制顺序是：计算→量取→稀释→移液→定容，因此使用仪器的顺序为⑤④②⑥⑦⑧⑨。
题组三　实验探究
7．实验室需要配制0.50 mol·L－1 NaCl溶液480 mL。
按下列操作步骤填上适当的文字，以使整个操作完整。
(1)选择仪器。完成本实验所必需的仪器有：托盘天平(精确到0.1 g)、药匙、烧杯、玻璃棒、__________、__________以及等质量的两片滤纸。
(2)计算。配制该溶液需取NaCl晶体________g。
(3)称量。
①天平调平之后，应将天平的游码调至某个位置，请在下图中用一根竖线标出游码左边缘所处的位置：
②称量过程中NaCl晶体应放于天平的________(填“左盘”或“右盘”)。
③称量完毕，将药品倒入烧杯中。
(4)溶解、冷却，该步实验中需要使用玻璃棒，目的是
________________________________________________________________________。
(5)转移、洗涤。在转移时应使用__________引流，需要洗涤烧杯2～3次是为了________________________________________________________________________。
(6)定容、摇匀。
(7)将配好的溶液静置一段时间后，倒入指定的试剂瓶，并贴好标签，注明配制的时间、溶液名称及浓度。
(8)在配制过程中，某学生观察定容时液面情况如图所示，所配溶液的浓度会________(填“偏高”、“偏低”或“无影响”)。
答案　(1)500 mL容量瓶　胶头滴管　(2)14.6
(3)①　②左盘
(4)搅拌，加速NaCl溶解　(5)玻璃棒　保证溶质全部转移到容量瓶中　(8)偏低
解析　配制480 mL的0.50 mol·L-1的NaCl溶液，必须用500 mL的容量瓶。m(NaCl)=0.50 mol·L-1×0.5 L×58.5 g·mol-1=14.6 g(托盘天平精确到0.1 g)。用托盘天平称量时，物品放在左盘，配制一定物质的量浓度溶液的一般步骤为：计算→称量（或量取）→溶解、冷却→转移、洗涤→定容、摇匀→装瓶贴签。定容时仰视液面会造成溶液体积偏大，浓度偏低。

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