2019-2020年高中化學(xué) 第一章 第一節(jié) 化學(xué)實(shí)驗(yàn)基本方法（第3課時）備課資料 新人教版必修1.doc

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2019-2020年高中化學(xué) 第一章 第一節(jié) 化學(xué)實(shí)驗(yàn)基本方法（第3課時）備課資料 新人教版必修1 ［課時教案］備選例題 例1 某實(shí)驗(yàn)小組僅有如下儀器或用具：燒杯、鐵架臺、鐵圈、鐵夾、三腳架、漏斗、分液漏斗、石棉網(wǎng)、酒精燈、玻璃棒、量筒、蒸發(fā)皿、圓底燒瓶、火柴。從缺乏儀器或用具的角度看，不能進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)操作項(xiàng)目是（ ） A.蒸發(fā) B.萃取 C.過濾 D.蒸餾 解析：蒸發(fā)需要的儀器或用品有三腳架、蒸發(fā)皿、酒精燈、玻璃棒、火柴等；萃取用到分液漏斗、燒杯、鐵架臺、鐵圈等；過濾用到漏斗、燒杯、鐵架臺、鐵圈、濾紙、玻璃棒等；蒸餾用到鐵架臺、鐵圈、鐵夾、石棉網(wǎng)、酒精燈、蒸餾燒瓶、冷凝管、牛角管、錐形瓶、火柴等。缺少濾紙不能進(jìn)行過濾，缺少蒸餾燒瓶、冷凝管等不能進(jìn)行蒸餾。 答案：CD 例2 無水乙醇是水分小于0.03%的酒精，幾乎是純粹的酒精，工業(yè)酒精是含水約4％的液態(tài)乙醇。向工業(yè)酒精中加入生石灰，會發(fā)生如下化學(xué)反應(yīng)：CaO＋O﹦,且生成物不溶于乙醇。要在實(shí)驗(yàn)室中將工業(yè)酒精轉(zhuǎn)化為無水乙醇，請回答下列問題： （1）下列做法中最佳的是___________________（填寫代號）。 A.加入過量的生石灰后過濾 B.加入過量的生石灰后蒸餾 C.加入過量的生石灰后分液 （2）在你選擇的實(shí)驗(yàn)方法中，需用到的玻璃儀器，除酒精燈以外，還有_____________________________； 在該方法的實(shí)驗(yàn)步驟里，緊挨加熱之前的操作是___________________，并且對此要注意的問題是_________________________________________________________。 （3）用酒精燈作為熱源，在加熱過程中要適時調(diào)整酒精燈的上下或左右位置，目的是_________________________________________________________。 解析：過濾和蒸餾都是重要的實(shí)驗(yàn)操作，要全面掌握原理、方法和所用的主要儀器，才能正確解答。 （1）生石灰是不溶于酒精、難揮發(fā)的固體，而酒精是易揮發(fā)的液體。因此，由蒸餾的定義及適用范圍可知采用蒸餾最佳。（2）蒸餾操作中的玻璃儀器，不能答鐵架臺。在蒸餾操作中，為了確保蒸餾出的蒸氣及時得到冷卻，要向冷凝管內(nèi)通冷卻水，然后才能進(jìn)行加熱。為了提高冷卻效果，一般采取逆流操作。（3）進(jìn)行蒸餾操作時，要根據(jù)組分沸點(diǎn)，使蒸餾燒瓶內(nèi)的支管口處保持恒溫。溫度的顯示靠溫度計(jì)，溫度的調(diào)節(jié)可通過控制熱源的強(qiáng)弱來實(shí)現(xiàn)。 答案：（1）B (2)蒸餾燒瓶、溫度計(jì)、冷凝管、牛角管、錐形瓶 向冷凝管內(nèi)通冷卻水 使水從冷凝管的下口進(jìn)，上口出 （3）使蒸餾燒瓶內(nèi)的支管口處保持某一恒溫 例3 某化學(xué)課外興趣小組在實(shí)驗(yàn)室開展動手實(shí)踐活動，通過實(shí)驗(yàn)除去下列物質(zhì)中混有的少量雜質(zhì)（雜質(zhì)不要求回收），請你幫助他們選擇合理的方法，把適量的試劑、操作方法的序號寫在相應(yīng)的括號內(nèi)： a.加適量鹽酸、過濾 b.加適量水、過濾、蒸發(fā) c.加適量水、過濾 d.加熱（高溫或灼燒） e.加適量鹽酸、蒸發(fā) f.冷卻熱的飽和溶液、過濾 (1)碳酸鈣中混有少量的碳酸鈉（易溶）（ ） (2)氯化鉀粉末中混有碳酸鉀（ ） (3)氧化鈣中混有少量的碳酸鈣（ ） (4)二氧化錳中混有少量的炭粉（ ） (5)硝酸鉀中混有少量的食鹽（ ） 解析：（1）碳酸鈣中混有少量的碳酸鈉，碳酸鈉是雜質(zhì)。碳酸鈣是石灰石的主要成分，難溶于水；而雜質(zhì)碳酸鈉易溶于水。因此選擇c，加適量水，充分振蕩，使碳酸鈉完全溶解，然后過濾，留在濾紙上的是純凈的碳酸鈣。 （2）氯化鉀粉末中混有碳酸鉀，主要物質(zhì)氯化鉀和雜質(zhì)碳酸鉀均易溶于水，不能用過濾法分離。但碳酸鉀易跟鹽酸反應(yīng)放出二氧化碳：+2HCl﹦↑，留在溶液中的為氯化鉀，將該溶液蒸發(fā)，即可得到氯化鉀晶體，因此選用方法e即可。 （3）氧化鈣中混有碳酸鈣，主要物質(zhì)氧化鈣溶于水后發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，變成了其他的物質(zhì)，因此不能用加水過濾的方法分離。根據(jù)碳酸鈣高溫分解，能生成氧化鈣和二氧化碳，逸出后只剩下氧化鈣，便達(dá)到了除雜質(zhì)提純的目的，應(yīng)當(dāng)選擇方法d。 （4）二氧化錳中混有少量的炭粉，二氧化錳和炭粉均不溶于水，但炭粉易燃，因此可選用方法d，將二者的混合物在空氣中灼燒，這時炭粉被燒掉只留下二氧化錳。 （5）硝酸鉀中混有少量的食鹽，二者均易溶于水，不能用過濾法分離。但比較二者的溶解度可知，硝酸鉀的溶解度隨溫度升高明顯增大，而食鹽的溶解度受溫度變化影響不大。因此，可選用結(jié)晶法分離除雜質(zhì)。即加入適量的水，加熱，使混合物完全溶解。然后冷卻，待晶體析出后過濾，留在濾紙上的是硝酸鉀。若要提高硝酸鉀的純度，還可以將濾紙上得到的硝酸鉀晶體再結(jié)晶1～2次，結(jié)晶次數(shù)越多，純度越高，選擇方法f。 答案：（1）c (2)e (3)d (4)d (5)f 點(diǎn)評：除雜質(zhì)進(jìn)行物質(zhì)提純的基本原則是：除雜不加雜，即在除去舊的雜質(zhì)時不得引入新的雜質(zhì)。這是選擇除雜試劑及操作的基本原則。 ［課時練案］備選習(xí)題 1.在中學(xué)實(shí)驗(yàn)中學(xué)過的可用于分離或提純物質(zhì)的方法很多，如結(jié)晶、過濾、蒸發(fā)……請將分離或提純下列各混合物最適宜的方法的名稱填入括號內(nèi)。 （1）除去氯化鈉固體中混有的碳酸氫銨（ ）; （2）除去乙醇中溶解的少量食鹽（ ）; （3）分離碘的飽和水溶液（ ）; （4）除去粗鹽中的泥沙（ ）; （5）從海水中提取食鹽（ ）; （6）分離油和水（ ）。 答案：（1）加熱分解 （2）蒸餾 （3）萃取分液 （4）溶解過濾 （5）結(jié)晶 （6）分液 解析：（1）中碳酸氫銨易分解，故采用加熱分解法即可除去；（2）中乙醇易揮發(fā)、食鹽難揮發(fā)，對二者形成的液體混合物，應(yīng)采用蒸餾操作；（3）是萃取操作的最典型的例子，用四氯化碳將單質(zhì)碘從水中“奪取”出來；（4）先溶解再過濾除去難溶物；（5）采取結(jié)晶法從海水中提取食鹽；（6）油和水不互溶，分層，故可采用分液法進(jìn)行分離。 2.實(shí)驗(yàn)課上幾名同學(xué)對萃取與分液結(jié)合進(jìn)行的操作（用為萃取劑，從碘水中萃取碘）中錯誤的是（ ） A.飽和碘水和加入分液漏斗中后，塞上上口部的塞子，用一手壓住分液漏斗上口部，一手握住活塞部分，把分液漏斗倒轉(zhuǎn)過來振蕩 B.靜置，待分液漏斗中液體分層后，先使分液漏斗內(nèi)外空氣相通（準(zhǔn)備放出液體） C.打開分液漏斗的活塞，使全部下層液體沿承接液體的燒杯內(nèi)壁慢慢流出 D.最后繼續(xù)打開活塞，另用容器承接并保存上層液體 答案：D 解析：分液漏斗中的上層液體應(yīng)從上口倒出。 3.實(shí)驗(yàn)室中現(xiàn)有一瓶甲和乙的混合物，已知甲和乙的某些性質(zhì)如下： 物質(zhì) 分子式 熔點(diǎn)/℃ 沸點(diǎn)/℃ 密度/g 甲 -98 57.5 0.93 乙 -84 77 0.90 據(jù)此，將甲和乙互相分離的最佳方法是（ ） A.萃取法 B.升華法 C.蒸餾法 D.分液法 答案：C 解析：本題要求根據(jù)試題給定的甲、乙兩物質(zhì)的性質(zhì)，綜合分析后選出最佳方案。升華法顯然不可行；因甲、乙兩物質(zhì)均可溶于水，用分液法和萃取法也不可行；故只能根據(jù)沸點(diǎn)的不同，采用蒸餾的方法最適合。 4.開學(xué)第一次實(shí)驗(yàn)課上,化學(xué)老師展示了下列儀器：①漏斗 ②試劑瓶 ③蒸餾燒瓶 ④天平 ⑤分液漏斗 ⑥量筒 ⑦燃燒匙。其中常用于分離物質(zhì)的儀器是（ ） A.①③④ B.①③⑤ C.①②⑥ D.③④⑦ 答案：B 解析：漏斗用在過濾裝置中；蒸餾燒瓶是蒸餾裝置中的主要儀器；分液漏斗是分液裝置中的主要儀器。 5.下列從混合物中分離出其中的某一成分，所采取的分離方法正確的是（ ） A.利用氯化鉀與碳酸鈣的溶解性差異，可用溶解、過濾的方法除去碳酸鈣 B.由于碘在酒精中的溶解度大，所以可用酒精把碘水中的碘萃取出來 C.水的沸點(diǎn)是100 ℃，酒精的沸點(diǎn)是78.5 ℃，所以可用加熱蒸餾法使含水酒精變?yōu)闊o水酒精 D.氯化鈉的溶解度隨溫度的下降而減小，所以可用冷卻法從熱的含有少量氯化鉀的氯化鈉濃溶液中得到純凈的氯化鈉晶體 答案：A 解析：碘在酒精中的溶解度遠(yuǎn)比在水中大得多，但酒精與水互溶，液體不分層，無法用分液漏斗分離；將酒精與水組成的混合物蒸餾，只能得到含少量水的酒精，只有先加入新制的生石灰，再蒸餾才能得到無水酒精；氯化鈉的溶解度隨溫度的下降而減小，但減小的幅度很小，而氯化鉀的溶解度減小的幅度較大，當(dāng)采用冷卻法結(jié)晶時，隨著氯化鈉晶體的析出，同時也有氯化鉀晶體析出。對于溫度變化時溶解度變化幅度不大的物質(zhì)，一般用加熱蒸發(fā)溶劑的方法。 6.用下列實(shí)驗(yàn)裝置完成對應(yīng)的實(shí)驗(yàn)(部分儀器已省略)，能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡氖牵ㄌ崾荆篐Cl和極易溶于水）（ ） A.干燥 B.尾氣處理 C.蒸餾 D.尾氣處理 圖1-1-6 答案：D 解析：A項(xiàng)中的氣體進(jìn)口錯；B項(xiàng)中導(dǎo)管插入液面以下容易引起倒吸；C項(xiàng)中溫度計(jì)水銀球應(yīng)放于蒸餾燒瓶支管口處，即A、B、C均不可能達(dá)到目的。氨氣雖然易溶于水，但不易溶于有機(jī)溶劑，因此不會倒吸。 其他課本、教參中的優(yōu)秀題目 1.（蘇教版必修1）物質(zhì)的分離提純是化學(xué)實(shí)驗(yàn)研究常用的方法，人們常常根據(jù)混合物中各組分的性質(zhì)差異，選擇合適的方法分離和提純物質(zhì)?，F(xiàn)需要分離下列物質(zhì)，請用直接將分離實(shí)例、分離所依據(jù)的物質(zhì)性質(zhì)差異和分離方法連接起來。 答案： 解析：過濾法：分離不溶性固體與液體。如分離和NaCl，常用過濾器。萃取法：據(jù)物質(zhì)在互不相溶的溶劑里溶解度不同，把物質(zhì)分離出來，如從碘水中提取，常用分液漏斗。分液法：目的是分離不相溶的液體，如分離油和水，常用分液漏斗。蒸餾法：用于分離沸點(diǎn)不同的混合溶液，如乙醇與水，常用蒸餾燒瓶。 2.（魯科版必修1）動手實(shí)踐：利用碘單質(zhì)的一些性質(zhì)，如受熱會升華成碘蒸氣、碘蒸氣能溶解在手指上的油脂等分泌物中等，設(shè)計(jì)“在白紙上顯現(xiàn)你的指紋”的實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)用品包括蒸發(fā)皿、鐵架臺（附鐵圈）、酒精燈、碘和白紙。 答案：實(shí)驗(yàn)步驟： （1）取一張干凈、光滑的白紙,剪成長約4 cm、寬不超過試管直徑的紙條,用手指在紙條上用力摁幾個手印。 （2）用藥匙取芝麻粒大的一粒碘,放入試管中。把紙條懸于試管中(注意摁有手印的一面不要貼在管壁上),塞上橡膠塞。 （3）把裝有碘的試管在酒精燈火焰上方微熱一下,待產(chǎn)生碘蒸氣后立即停止加熱,觀察紙條上的指紋印跡。 解析：碘受熱時會升華變成碘蒸氣。碘蒸氣能溶解在手指上的油脂等分泌物中,并形成棕色指紋印跡。每個人的手指上總含有油脂、礦物油和水。用手指在紙面上按的時候，指紋上的油、礦物油和汗水就會留在紙面上，只不過人的眼睛看不出來。當(dāng)我們把這隱藏有指印的紙放在盛有碘的試管中并加熱時，碘就開始升華——變成紫紅色的蒸氣（注意，碘蒸發(fā)有毒，不可吸入）。由于紙上指印中的油脂、礦物油都是有機(jī)溶劑，因此碘蒸氣上升到試管口以后就會溶解在這些油類物質(zhì)中，于是指紋也就顯示出來了。 1.幾種分離和提純方法（人教版教參） 分離和提純方法 過程 應(yīng)用實(shí)例 傾析 從液體中分離密度較大且不溶的固體 分離沙和水 過濾 從液體中分離不溶的固體 凈化食用水 溶解和過濾 分離兩種固體，一種能溶于某溶劑，另一種則不溶 分離鹽和沙 離心分離法 從液體中分離不溶的固體 分離泥和水 結(jié)晶法 從溶液中分離已溶解的溶質(zhì) 從海水中提取食鹽 分液 分離兩種不互溶的液體 分離油和水 萃取 加入適當(dāng)溶劑把混合物中某成分溶解及分離 用庚烷提取水溶液中的碘 蒸餾 從溶液中分離溶劑和非揮發(fā)性溶質(zhì) 從海水中取得純水 分餾 分離兩種互溶而沸點(diǎn)差別較大的液體 從液態(tài)空氣中分離氧和氮；石油的精煉 升華 分離兩種固體，其中只有一種可以升華 分離碘和沙 吸附 除去混合物中的氣態(tài)或固態(tài)雜質(zhì) 用活性炭除去黃糖中的有色雜質(zhì) 色層分析法 分離溶液中的溶質(zhì) 分離黑色墨水中不同顏色的物質(zhì) 2.層析分離的原理（蘇教版教參） 層析法又稱色層分析，它的最大特點(diǎn)是能把試樣中各種性質(zhì)類似的組分彼此分離開來，而后分別加以檢出或測定。這樣的一些組分，如果要用化學(xué)方法來分離是十分困難的。色層分析內(nèi)容極為豐富，在分析化學(xué)中廣泛應(yīng)用的有紙層析、薄層層析、柱層析、氣相色譜分析和高壓液相色譜分析等。這些分析方法從表面上看雖然差異很大，但卻有一個共同分析點(diǎn)，即在分離過程中，都是由一種流動相帶著試樣經(jīng)過固體相，從而使試樣中的各種組分得到分離。 紙層析是在濾紙條上進(jìn)行的色層分析。這是一種微量的分析方法，操作和設(shè)備都比較簡單，特別適用于定性檢出試樣中的各種組分。在層析過程中，試樣中的各種組分在固定相和流動相之間不斷地進(jìn)行分配，因此紙層析是一種分配層析。顯然，在流動相中溶解度較小，固定相吸附能力強(qiáng)的物質(zhì)，將隨著流動相沿著濾紙條向上移動較短的距離，停留在固定相的較下端。反之，在流動相中溶解度較大，固定相吸附能力弱的物質(zhì)，將隨流動相向上移動較長的距離，而停留在固定相的較上端。從而達(dá)到彼此分離的目的。 3.紙上層析分離的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)（蘇教版教參） 方法Ⅰ 圓珠筆墨油的紙上層析 實(shí)驗(yàn)用品：錐形瓶、橡皮塞、濾紙條、圓珠筆芯、鉛筆、丙酮。 圖1-1-7 紙上層析示意圖 實(shí)驗(yàn)步驟：實(shí)驗(yàn)裝置如圖1-1-7所示。取一長條濾紙，用鉛筆在距濾紙條末端2 cm處畫“”記號，在記號處用藍(lán)色（或其他顏色）圓珠筆墨油點(diǎn)一大圓點(diǎn)作為試樣，然后把濾紙條固定在有切口的橡皮塞上。 錐形瓶（也可用大試管）里裝少量丙酮作展開劑。當(dāng)將濾紙條有記號的一端浸入丙酮時，塞緊橡皮塞，半分鐘內(nèi)，即可看到圓珠筆墨油中所含的藍(lán)色染料出現(xiàn)在濾紙條上方，綠色染料出現(xiàn)在濾紙條的下方。紙上層析法也可以把其他各種顏色的圓珠筆墨油成分中的多種不同色質(zhì)分離在濾紙上，現(xiàn)象非常明顯。 方法Ⅱ 酚酞、甲基橙、藍(lán)色圓珠筆墨油混合液的紙上層析 實(shí)驗(yàn)用品：1%的酚酞溶液、1%的甲基橙溶液、圓珠筆芯、錐形瓶、橡皮塞、濾紙條、鉛筆、丙酮。 實(shí)驗(yàn)步驟如下： （1）將1%的酚酞溶液與1%的甲基橙溶液各10 mL相混合，再溶入少許藍(lán)色圓珠筆墨油混勻。 （2）層析方法同前。在濾紙的記號點(diǎn)上，用玻璃毛細(xì)管尖浸漬一小點(diǎn)混合液試樣，晾干后再浸漬，重復(fù)幾次。最后把濾紙條固定在橡皮塞上（試樣斑點(diǎn)直徑不超過0.5 cm）。 在錐形瓶中加入丙酮與6 mol鹽酸組成的混合液。這里，丙酮是展開劑，鹽酸是甲基橙的顯色劑，當(dāng)把濾紙條的末端浸入這種混合液時，緊塞橡皮塞，靜置片刻，可見到混合液在向?yàn)V紙上方擴(kuò)散的同時，試樣里的四種成分逐個分離開來，各成分產(chǎn)生的有色斑點(diǎn)如圖1-1-8中Ⅰ所示。 待混合液已擴(kuò)散到濾紙上端時，取出濾紙條，放進(jìn)盛有濃氨水的錐形瓶里。氨作為另一種顯色劑，在濾紙條上產(chǎn)生的現(xiàn)象如圖1-1-8中Ⅱ所示。 圖1-1-8 層析后濾紙條上的現(xiàn)象