专题一第二单元研究物质的实验方法.pdf
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1、高一 化学 专题一第二单元 3 1 研究物质的实验方法 一、物质的溶解与加热 1、物质的溶解 少量固体的溶解(震荡溶解)手臂不动、手腕甩动;较多固体的溶解(搅拌溶解)仪器,烧杯、玻璃棒。2、物质的加热 给物质加热的基本方法:用试管夹住离试管口 1/3 处,首先在酒精灯外焰处加热,然后将试管底部集中在外焰处加热。可以直接加热的仪器:试管、蒸发皿、坩埚、燃烧匙;隔着石棉网加热的仪器:烧杯、烧瓶;不能加热的仪器:量筒、集气瓶等。3、给液体加热的注意事项:加热试管内的液体时,不能将试管对着人,防止沸腾的液体冲出烫伤人;若试管壁由水,加热时必须擦干净,防止试管受热不均,引起试管爆裂;将液体加热至沸腾的试
2、管,不能立即用冷水冲洗,因为一冷一热,试管容易爆裂;给试管中液体预热的方法:夹住试管在外焰来回移动便可预热;预热后,集中加热盛有液体的中部,并不时沿试管倾斜方向平移试管,以防止液体受热暴沸而喷出。4、给试管中固体加热 装置的固定(试管口朝下)铁夹夹的位置、管口的方向、加热的顺序。二、化学实验安全 1、给试管里的固体加热,应先将试管干燥或使试管均匀受热,这样可以防止加热过程中试管炸裂。2、给试管里的液体加热时,试管不能直立,应与桌面成 45角,并且试管内的液体不要超过试管容积的 1/3,更不能将试管对着有人的方向,这样可以防止加热过程中液体沸腾冲出烫伤人。3、使用酒精灯的过程中,不能向燃着的灯内
3、添加酒精,也不能用酒精灯引燃另一只酒精灯,这样做可避免失火。4、用酒精灯加热烧杯中的液体时,应垫上石棉网,可防止烧坏受热不均炸裂。高一 化学 专题一第二单元 3 2 5、蒸发溶液时,应用玻璃棒不断搅拌,这样做可避免液体受热不均溅出伤人。6、点燃可燃性气体如 H2、CH4、CO 前一定要检验它们的纯度,这样做可防止不纯气体点燃发生爆炸。7、做 CO 还原 CuO 实验时,在加热之前应先通入 CO,这样做可赶跑空气,防止装置内 CO 与空气混合受热时爆炸,同时还要进行尾气处理,防止 CO 污染空气。8、用 KMnO4和 KClO3制 O2时,要注意药品中不要混有可燃物,否则有引起试管爆炸的危险。9
4、、用 KMnO4制 O2时,不要忘记在试管口塞一团棉花,否则加热时 KMnO4粉末会溅入导管内堵塞导管,从而使试管炸裂。10、加热某些固体药品制取氧气,并用排水法收集结束时,应先将导管移出水槽,然后再熄灭酒精灯,这样做可防止水槽中的水倒流到试管,使热的试管炸裂。11、白磷等易燃物应保存在水中,用后不能随意丢弃,因为白磷着火点较低,易发生缓慢氧化而自燃这样做可避免发生火灾。12、做探究燃烧条件的实验时,白磷的燃烧应在通风橱内进行。13、稀释浓硫酸时,一定要将浓硫酸慢慢注入水中,并用玻璃棒不断搅拌,切不可将水倒入浓硫酸中。这样可防止水浮在酸液上方,沸腾后溅出造成事故。14、蒸馏时,可在烧瓶中加入几
5、粒沸石或碎瓷片,这样可防止液体暴沸。三、实验过程中常见意外事故的处理方法:1、割伤:取出伤口中的玻璃或固体物,用蒸馏水洗后涂上红药水,用绷带扎住或敷上创可贴药膏。大伤口则应先按紧主血管以防止大量出血,急送医院治疗。2、烫伤:轻轻涂以玉树油或鞣酸油膏,重伤涂以烫伤油膏后送医院。3、试剂灼伤 酸:立即用大量水洗,再以 3%-5%的碳酸氢钠溶液洗,最后用水洗。严重时要消毒,拭干后涂烫伤油膏。碱:立即用大量水洗,再以 1%-5%硼酸液洗,最后用水洗。严重时同上处理。溴:立即用大量水洗,再以酒精檫至无溴液存在为止,然后涂上甘油或烫伤油膏。钠:可见的小块用镊子移去,其余与碱灼伤处理相同。4、试剂或异物溅入
6、眼内:任何情况下都要先洗涤,急救后送医院。酸:用大量水洗,再以 1%的碳酸氢钠溶液洗。碱:用大量水洗,再以 1%硼酸液洗。高一 化学 专题一第二单元 3 3 溴:用大量水洗,再以 1%的碳酸氢钠溶液洗。玻璃:用镊子移去碎玻璃,或在盆中用水洗,切勿用手揉动。5、中毒:溅入口中尚未咽下者应立即吐出,再用大量的水清洗口腔,如已吞下者,应根据毒物的性质给以解毒剂,可内服一杯含有 510cm3稀硫酸铜溶液的温水,再用手指伸入咽喉部促使呕吐,并立即送医院。6、不渗触电时,立即切断电源,必要时进行人工呼吸,找医生抢救。7、起火:要立即切断电源,并采取适当的措施防止火势扩展。四、过滤 1、过滤的原理:利用物质
7、的溶解性差异,将液体和不溶于液体的固体分离开来的一种方法。如用过滤法除去粗食盐中少量的泥沙 2、过滤的实验仪器:漏斗、烧杯、玻璃棒、铁架台(含铁圈)、滤纸。3、过滤的操作:一贴、二低、三靠。(1)一贴:即使滤纸润湿,紧贴漏斗内壁,不残留气泡。(防止气泡减慢过滤速度)(2)二低:滤纸边缘略低于漏斗边缘。液面低于滤纸边缘。(防止液体过滤不净)(3)三靠:倾倒时烧杯杯口要紧靠玻璃棒上。玻璃棒下端抵靠在三层滤纸处。漏斗下端长的那侧管口紧靠烧杯内壁。五、蒸发、结晶和重结晶 名称 用途 装置 举例 注意事项 结晶 重结晶 分离各组分在溶剂中的溶解度随温度变化不同的混合物 KNO3溶解度随温度变化大,NaC
8、l 溶解度随温度变化小,可用该法从二者的混合液中提纯 KNO3 一般先配较高温度下的浓溶液,然后降温结晶 结晶后过滤,分离出晶体 高一 化学 专题一第二单元 3 4 蒸发 溶解度随温度变化较小的物质 从食盐水溶液中提取食盐晶体 溶质应不易分解、不易水解、不易被氧气氧化 蒸发过程应不断搅拌 近干时停止加热,余热蒸干 六、蒸馏 1、蒸馏的原理:蒸馏的原理是将沸点相差较大的液态混合物加热使沸点低的物质先沸腾(汽化),再使其冷凝(液化)的连续操作过程称为蒸馏。2、蒸馏的目的:分离液态混合物,即从溶液中分离出某种(或几种)纯液态物质。它要求溶液中的其他成分是难挥发的,或沸点与馏出物相差很大的物质。如用天
9、然水制取蒸馏水和从工业酒精中制取无水乙醇等。3、蒸馏的适用范围:适用于沸点相差较大的液态混合物的分离、提纯、回收溶剂等。4、蒸馏的应用 实验室制取蒸馏水;海水淡化(海水淡化的重要方法就是蒸馏);工业上制酒精和由工业酒精制取无水乙醇等。5、实验装置及注意事项 主要仪器:蒸馏烧瓶、冷凝管、牛角管、锥形瓶、温度计、酒精灯 温度计的位置:水银球上端应于蒸馏烧瓶支管口下端相切,以用于测量蒸汽的温度 加入碎瓷片的目的:防止暴沸 进、出水的方向:下进上出,与蒸汽形成逆向热交换 6、分馏(1)分馏的原理:分馏与蒸馏基本相同。是根据混合物中各物质的沸点不同,把互相混溶的几种液态物质经加热而使混合液体汽化、冷凝的
10、操作过程。实验室用于分馏的仪器装置与蒸馏完全相同,只是在锥形瓶中收集到的液体是混合物。在工业上分馏是在分馏塔上进行。其过程是混合液沸腾后蒸汽进入分馏塔中被部分冷凝,冷凝液在下降途中与继续上升的蒸汽高一 化学 专题一第二单元 3 5 接触,二者进行热交换,蒸汽中高沸点组分被冷凝,低沸点组分仍呈蒸汽上升,而冷凝液中低沸点组分受热汽化,高沸点组分仍呈液态下降结果是上升的蒸汽中低沸点组分增多,下降的冷凝液中高沸点组分增多。最终低沸点组分蒸汽不断上升而被蒸馏出来,高沸点组分则不断流下来,按不同的温度范围收集液体,从而将它们分离。分馏属于物理变化,所得的产物一般是具有一定沸点范围的馏分。(2)分馏的目的:
11、分馏的目的主要是分离出沸点比较接近的液态混合物。(3)分馏的适用范围:适合于分离提纯沸点相差不大的液态有机混合物。如分馏石油,其主要产物有:石油气(丙烷、丁烷等小分子烃)、汽油、煤油、重油、沥青。7、蒸馏、分馏的比较 (1)蒸馏和分馏的相同点:都是分离液态混合物的方法。蒸馏和分馏都是利用液态混合物中 各成分的沸点不同,通过控制加热温度,使一部分物质经汽化又冷凝、液化后再收集,另一部分还保持原来的状态留在原来的装置中。蒸馏和分馏过程都是物理过程,没有生成新物质,只是将原来的物质进行了分离。(2)蒸馏和分馏的差别点:主要在于蒸馏只进行一次汽化和冷凝,分离出的物质一般较纯,如用天然水制取蒸馏水和从工
12、业酒精中制取无水乙醇;分馏分离出的物质依然是混合物,其沸点范围不同。工业上对石油进行常压、减压分馏后可得到沸点范围不同的多种馏分。蒸馏和分馏没有本质区别,所以从这个意义上讲,分馏是蒸馏原理的应用。七、分液与萃取 1、分液:分液是把两种互不相溶、密度也不相同的液体分离开的方法。2、分液操作:让分液漏斗下端紧靠烧杯内壁,打开分液漏斗上口玻璃塞,打开活塞,让下层液体从下面流出到分界面,再关闭活塞,上层液体由上口倒入另一烧杯。3、萃取:萃取是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所组成的溶液中提取出来的方法。4、萃取剂的要求:和原溶液中的溶剂互不相溶;对溶质的溶解度要
13、远大于原溶剂,并且溶剂易挥发。5、萃取操作:在分液漏斗中加溶液和萃取剂,右手堵住漏斗上口塞,左手握活塞,倒转用高一 化学 专题一第二单元 3 6 力振荡、放气、正立放铁圈上静置。6、萃取剂选择:1 与原溶剂互不相溶、互不反应 2 溶质在其中溶解度比原溶剂大得多。7、在萃取过程中要注意:将要萃取的溶液和萃取溶剂依次从上口倒入分液漏斗,其量不能超过漏斗容积的 2/3,塞好塞子进行振荡。振荡时右手捏住漏斗上口的颈部,并用食指根部压紧塞子,以左手握住旋塞,同时用手指控制活塞,将漏斗倒转过来用力振荡。然后将分液漏斗静置,待液体分层后进行分液,分液时下层液体从漏斗口放出,上层液体从上口倒出。例如用四氯化碳
14、萃取溴水里的溴。八、物质的分离提纯 1、分离或提纯时,若需要加入试剂,试剂的选择应遵循以下五个原则:1)所选试剂一般只和杂质反应。2)操作不应引入新的杂质。3)不减,即不减少欲被提纯的物质。4)易分,即欲被提纯的物质与杂质应容易分离。5)易得,试剂应尽可能容易获得,且价格低廉。2、还必须做到以下“三必须”:1)所加除杂质的试剂必须“过量”,只有过量才能除尽欲除杂质。2)由过量试剂引入的新的杂质必须除尽。3)分离和除杂质的途径必须选择最佳方案。3、物质分裂和提纯方法的选择:1)固-固混合分离型:加热(包括灼烧、热分解和升华)、结晶(重结晶);2)固-液混合分离型:过滤、盐析、蒸发;3)液-液混合
15、分离型:萃取、分液、蒸馏、渗析;4)气-气混合分离型:洗气,包括:(1)采用液体净化剂时-用洗气瓶,(2)采用固体净化剂时-用干燥管或反应管。4、物质的分离和提纯常用方法如下表:高一 化学 专题一第二单元 3 7 分离和提纯方法 适用范围 举例 物 理 方 法 过滤法 固体与液体分离 蛋白质的提纯 蒸发浓缩法 分离溶于溶剂中的溶质 提取食盐溶液中的 NaCl 结晶、重结晶法 混合物在溶剂中的溶解度随温度变化不同 NaCl 和 KNO3混合物分离 蒸馏、分馏法 沸点不同的液体分离 乙醇和乙酸,石油分离 分液法 两种互不相溶的液体 苯和水 萃取法 某物质在两种互不相溶的溶剂中溶解度不同 用 CCl
16、4从溴水中提取溴 升华法 混合物中某一成分在一定温度下可直接由固体 变为气体,冷却后,气体又直接变为固体 碘和 NaCl 混合物中提取碘 液化法 气体混合物各组分沸点不同,先使其液化后,控制温度再汽化 从空气中分离 N2、O2 渗析法 用半透膜使离子或小分子从胶体溶液中分离 把 KI 从淀粉溶液中分离出来 盐析法 加入无机盐,使某些物质溶解度降低而沉淀 从肥皂液中分离甘油;蛋白质盐析 化 学 热分解法 混合物各组分的热稳定性不同,加热或灼烧可分 除去 Na2CO3中的 NaHCO3 溶解 法 混合物各组分的酸、碱性不同,用酸或碱处理 分离 Fe2O3和 Al2O3 高一 化学 专题一第二单元
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- 专题 第二 单元 研究 物质 实验 方法
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