高中化学苏教版 (2019)必修 第一册第一单元 研究物质的实验方法学案及答案

这是一份高中化学苏教版 (2019)必修 第一册第一单元 研究物质的实验方法学案及答案，共20页。
课程目标
1.初步学会过滤、结晶、萃取和分液、蒸馏等分离物质的实验技能，能独立完成一些简单的物质分离与提纯的实验操作。
2．初步了解根据物质的不同性质，来选择不同的分离方法对物质进行分离。
图说考点
学业基础——自学·思记·尝试
[新知预习]
一、实验安全和基本规范
二、认识常用危险化学品的标志
请将下面的常用标志与其表示的意义用短线相连

三、物质的分离提纯
(一)分离提纯的依据：
混合物的分离是依据混合物中______________进行的。
(二)常见分离方法：
1．过滤
(1)适用范围：两种物质的混合物，一种组分________于水，另一种组分可溶于水，可采用加水溶解，然后________的方法分离。
(2)过滤操作要点：一贴、二低、三靠。
(3)实验装置：写出下图中仪器名称：
2．结晶
(1)适用范围
若固体混合物中的两种组分都可________水， ________随温度变化有较大差异，可利用溶解、结晶的方法分离。
(2)两种结晶方法
①蒸发结晶：即____________。如海水“晒盐”。
②降温结晶：先蒸发________，形成较高温度下的________溶液，再________，即有晶体析出。如硝酸钾的结晶提纯法。
(3)蒸发结晶实验装置：写出下图中仪器名称：
3．蒸馏
(1)原理
利用混合物中各组分的________不同，用蒸馏的方法除去易挥发、难挥发或不挥发的杂质。
(2)实验装置
(3)注意事项
4.分液与萃取
示例：萃取碘水中的碘
[即时自测]
1．判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”
(1)浓硫酸不慎沾到皮肤上，应用氢氧化钠溶液中和。( )
(2)可用酒精灯对烧杯直接加热。( )
(3)浓碱液不慎沾到皮肤上，应用盐酸中和。( )
(4)为加快过滤，可用玻璃棒搅动漏斗中的溶液。( )
(5)蒸发皿用于蒸发时，应该垫石棉网加热。( )
(6)蒸发时，待溶液蒸干再停止加热。( )
(7)除去氯化钠中的碳酸钠不能用稀硝酸。( )
(8)蒸馏时温度计的水银球应插入液体中。( )
(9)用酒精作萃取剂萃取溴水中的溴。( )
(10)分液漏斗在使用之前必须检查是否漏水。( )
2．实验室中对危险化学药品要分类并在包装标签上印有警示标志，下列化学药品的分类与警示标志对应正确的是( )
3．下列实验操作中正确的是( )
A.手持试管给试管里的物质加热
B.实验结束后将剩余残液直接倒入下水道
C.酒精灯的火焰可以用嘴吹灭
D.一般用药匙或镊子取用固体药品
4．正确的化学实验操作对实验结果和人身安全都非常重要。下图所示的实验操作正确的是( )
5．下列对蒸馏实验操作的叙述正确的是( )
A.应使温度计的水银球靠近蒸馏烧瓶支管口处
B.加入碎瓷片的目的是防止加热时蒸馏烧瓶剧烈跳动
C.冷却水的方向应上进下出，这样水流比较畅通，冷却效果更好
D.当蒸馏到烧瓶内剩有少量液体时，停止加热，用余热蒸干，不能直接加热蒸干
6．(双选)用四氯化碳萃取溴水中的溴，下列说法不正确的是( )
A.实验使用的主要仪器是分液漏斗
B.溴在四氯化碳中的溶解度比在水中的溶解度小
C.溴的四氯化碳溶液呈橙红色
D.分液时，水从分液漏斗的下端流出，溴的四氯化碳溶液从分液漏斗的上口倒出
核心素养——合作·探究·分享
提升点1 化学实验安全与防护
例1下列实验能达到实验目的且符合安全要求的是( )

A．加热液体 B．收集氧气

C．制备并检验氢气的可燃性 D．稀释浓硫酸
状元随笔 学会识读实验装置图的细节。
[提升1] 化学实验中的安全意识是一种重要的科学素养，下列事故处理中正确的是( )
A．汽油失火时，立即用水灭火
B．电线短路失火时，首先要用泡沫灭火器灭火
C．浓氢氧化钠溶液溅到皮肤上，立即用水冲洗，然后涂上稀硼酸溶液
D．浓硫酸溅到皮肤上，立即用稀氢氧化钠溶液洗涤
状元随笔 小心使用易燃、易爆、强腐蚀性物质。防触电。
关键能力
常见安全事故的处理
(1)酒精不慎着火应迅速用湿布或沙子盖灭。
(2)浓硫酸沾到皮肤上应立即用干布擦去，再用大量水冲洗，最后涂上适量稀碳酸氢钠溶液。
(3)浓碱沾到皮肤上应立即用大量水冲洗，再涂上适量的稀硼酸。
(4)酸或碱溅到眼中应立即用大量水冲洗，边洗边眨眼睛，必要时请医生处理。
状元随笔 关注“安全六防”
提升点2 过滤和蒸发——重要的分离与提纯操作
例2
粗盐提纯实验操作步骤如图所示：
(1)上述各步实验操作的名称依次为__________；__________；__________。
(2)上述各步实验操作中均使用了玻璃棒，其作用分别是_______________；
________________________________________________________________________；
________________________________________________________________________。
[提升2] 已知硝酸银与氯化钾反应生成硝酸钾和不溶于水的氯化银，化学方程式为AgNO3＋KCl===AgCl↓＋KNO3。将含有少量氯化钾的硝酸钾固体提纯，某学生进行如图所示的实验操作。回答下列问题：
(1)将样品置于烧杯中，加入适量的水溶解，同时用玻璃棒搅拌，搅拌的作用是______________；
(2)向溶液中加入适量的________溶液，使氯化钾转化为沉淀；
(3)混合液进行过滤，过滤装置和操作如上图，指出图中的两处错误：
①________________________________________________________________________
________________________________________________________________________；
②________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)为了从滤液中得到硝酸钾晶体，可选用的两种结晶方法是：①________；②________。
状元随笔 注意：①玻璃棒在化学实验中的几种不同用途；②KNO3溶解度随温度变化大。
关键能力
1.蒸发操作注意事项
(1)在加热蒸发过程中，应用玻璃棒不断搅拌，防止局部过热造成液体飞溅。
(2)蒸发皿中剩余少量液体时(出现较多晶体)应停止加热，用余热蒸干。
(3)热的蒸发皿用坩埚钳取下后，不能直接放在实验台上，以免烫坏实验台或引起蒸发皿破裂，可放在石棉网上。
2．过滤注意事项
“一贴、二低、三靠”
一贴：滤纸紧贴漏斗内壁。
二低：①滤纸边缘低于漏斗边缘；②液面低于滤纸边缘。
三靠：①倾倒液体的烧杯紧靠玻璃棒；②玻璃棒靠在滤纸三层处；③漏斗下端紧靠在烧杯内壁。
提升点3 蒸馏
例3
如图为实验室制取蒸馏水的装置示意图，根据图示回答下列问题。
找出装置与操作错误，分析原因，并把握准蒸馏实验关键点。
(1)图中的两处明显的错误是__________________________________________________、
__________________________。
(2)A仪器的名称是__________，B仪器的名称是__________。
(3)实验时A中除加入自来水外，还需加入少量________，其作用是_____________。
(4)收集完蒸馏水后，是先撤酒精灯还是先停冷凝水？_________________________。
[提升3] 将所列仪器组装成一套实验室蒸馏石油的装置，并进行蒸馏，可以得到汽油和煤油。
(1)写出A、B、C所代表仪器的名称：
A：____________；
B：____________；
C：____________。
(2)写出A仪器的进水口：________，出水口：________。
(3)用字母表示装置的连接顺序：______________________________________________。
(4)在B中注入原油后，加入几片碎瓷片的目的是
________________________________________________________________________。
状元随笔 蒸馏是中学阶段重要的分离实验。应从实验原理、仪器装置、规范操作，注意事项几个方面准确理解并应用。
关键能力
蒸馏实验的“5个注意点”
(1)加热蒸馏烧瓶，要垫上石棉网。
(2)蒸馏时在烧瓶中放少量沸石或碎瓷片，防止液体暴沸。
(3)蒸馏烧瓶中所盛液体体积一般应介于1/3～2/3之间，不可将溶液蒸干。
(4)温度计水银球与蒸馏烧瓶支管口的下沿相平。
(5)冷凝管的冷却水从下口进，从上口出；先通冷凝水，后加热蒸馏烧瓶。
状元随笔 切记：①蒸馏时，加热温度不能超过混合物中沸点最高的物质的沸点。②蒸馏时加热不能过快或过慢。
提升点4 萃取与分液
例4
下列说法不正确的是( )
A．从碘水中提取单质碘时，不能用无水乙醇代替CCl4
B．进行如图1操作后，实验现象为：液体分层，下层呈紫红色
C.利用如图2装置可以分离CCl4 和水
D．萃取操作时，选择萃取剂的密度必须比水大
[提升4] 实验课上几名同学对萃取与分液结合进行的操作(CCl4为萃取剂，从碘水中萃取碘)中错误的是( )
A．碘水和CCl4加入分液漏斗中后，塞上上口处的塞子，用一手压住分液漏斗上口处，一手握住活塞部分，把分液漏斗倒转过来振荡
B．静置，待分液漏斗中液体分层后，先使分液漏斗内外空气相通(准备放出液体)
C．打开分液漏斗的活塞，使全部下层液体沿承接液体的烧杯内壁慢慢流出
D．最后继续打开活塞，另用容器承接并保存上层液体
状元随笔 分液的基本操作是分液漏斗的使用方法。
关键能力
萃取、分液的操作与目的
状元随笔 萃取剂选择“三原则”
①与另一种溶剂互不相溶；②与被萃取的物质不发生反应；③溶质在萃取剂中的溶解度远大于它在原溶剂中的溶解度。
学考评价——夯实·测控·演练
1.下列试剂中，标签上应标注和的是( )
A．C2H5OH B．HNO3
C．NaOH D．HCl
2．(双选)进行化学实验必须注意安全，下列说法正确的是( )
A．不能用手直接接触药品
B．不可用酒精灯对烧杯直接加热
C．用鼻孔凑到容器口去闻气体的气味
D．尝一下实验室里酒精的味道
3．三国时期曹植在《七步诗》中这样写道：“煮豆持作羹，漉豉以为汁。萁在釜下燃，豆在釜中泣…”诗文中所说的“漉”涉及的工艺与下列哪项化学实验基本操作类似( )
4．现有下列仪器：烧杯、铁架台(带铁圈)、三脚架、分液漏斗、酒精灯、玻璃棒、蒸发皿和蒸馏烧瓶、漏斗，从缺少仪器的角度分析，不能进行的实验项目是( )
A．过滤 B．蒸发 C．分液 D．蒸馏
5．某化学课外小组用海带为原料制取了少量碘水。现用CCl4从碘水中萃取碘并用分液漏斗分离两种溶液。其实验操作可分解为如下几步：
A．把盛有溶液的分液漏斗放在铁架台的铁圈中；
B．把50 mL碘水和15 mL CCl4加入分液漏斗中，并盖好玻璃塞；
C．检验分液漏斗活塞和上口的玻璃塞是否漏液；
D．倒转漏斗用力振荡，并不时旋开活塞放气，最后关闭活塞，把分液漏斗放正；
E．旋开活塞，用烧杯接收溶液；
F．从分液漏斗上口倒出上层水溶液；
G．将漏斗上口的玻璃塞打开或使塞上的凹槽(或小孔)对准漏斗口上的小孔；
H．静置，分层。
就此实验，完成下列填空：
(1)正确操作步骤的顺序是：(用上述各操作的编号字母填写)
________→________→________→A→________→G→E→F。
(2)上述E步骤的操作中应注意________________________________________。
上述G步骤操作的目的是_____________________________________。
(3)能选用CCl4从碘水中萃取碘的原因是_____________________________________
________________________________________________________________________。
(4)已知碘在酒精中的溶解度比在水中大得多，能不能用酒精来萃取碘水中的碘________(填“能”或“不能”)，其理由是_____________________________________。
6．如图是中学化学中常用于混合物的分离和提纯的装置，请根据装置回答问题：
(1)在装置A和装置B中都用到玻璃棒，装置A中玻璃棒的作用是___________________，
装置B中玻璃棒的作用是________，防止蒸发皿内溶液因局部过热而溅出。
(2)装置C中①的名称是________，冷却水的方向是________。装置D在分液时为使液体顺利滴下，应进行的具体操作是______________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)若从氯化钠溶液中得到氯化钠固体，应选择装置________(填装置序号，下同)，除去自来水中的Cl－等杂质，应选择装置________。
练后感悟
分离、提纯的区别与联系
专题2 研究物质的基本方法
第一单元 研究物质的实验方法
第1课时 实验安全与基本规范 物质的分离提纯
学业基础
新知预习
仪器 药品 实验原理 实验步骤

各组分性质的差异 难溶 过滤 玻璃棒 eq \(□,\s\up1(10)) 漏斗 eq \(□,\s\up1(11)) 烧杯 eq \(□,\s\up1(12)) 溶于 eq \(□,\s\up1(13)) 溶解度 eq \(□,\s\up1(14)) 蒸发溶剂，使溶质析出 eq \(□,\s\up1(15)) 浓缩 eq \(□,\s\up1(16)) 饱和 eq \(□,\s\up1(17)) 冷却 eq \(□,\s\up1(18)) 蒸发皿 eq \(□,\s\up1(19)) 酒精灯 eq \(□,\s\up1(20)) 沸点 eq \(□,\s\up1(21)) 分液漏斗 eq \(□,\s\up1(22)) 塞子 eq \(□,\s\up1(23)) 旋塞 eq \(□,\s\up1(24)) 下端 eq \(□,\s\up1(25)) 上口
eq \(□,\s\up1(26)) 互不相溶 eq \(□,\s\up1(27)) 溶解度 eq \(□,\s\up1(28)) 萃取剂 eq \(□,\s\up1(29)) 橙红 eq \(□,\s\up1(30)) 分液漏斗
eq \(□,\s\up1(31)) 下 eq \(□,\s\up1(32)) 上端塞子 eq \(□,\s\up1(33)) 活塞 eq \(□,\s\up1(34)) 水层 eq \(□,\s\up1(35)) 碘的 CCl4溶液
eq \(□,\s\up1(36)) 烧杯内壁 eq \(□,\s\up1(37)) 上口
即时自测
1．答案：(1)× (2)× (3)× (4)× (5)× (6)× (7)√ (8)× (9)× (10)√
2．解析：酒精、汽油属于易燃液体，高锰酸钾属于强氧化剂，浓H2SO4属于腐蚀品，故B正确。
答案：B
3．答案：D
4．答案：C
5．解析：蒸馏时温度计水银球放在蒸馏烧瓶支管口处是为了准确掌握馏出气体的温度，A项正确；加入碎瓷片是为了防止过热时液体因暴沸而剧烈跳动，B项不正确；冷却水的方向应下进上出，C项不正确；任何时候都不能将蒸馏烧瓶中液体蒸干，D项不正确。
答案：A
6．解析：利用四氯化碳萃取溴水中的溴时，四氯化碳层在下面，先打开分液漏斗下端的旋塞放出溴的四氯化碳溶液，水从分液漏斗的上口倒出，D项不正确。
答案：BD
核心素养
例1 【解析】 加热液体时，要用酒精灯的外焰加热，且液体体积不超过试管容积的13，A选项错误；氧气不易溶于水，可以用排水法收集，B选项正确；开始排出的氢气中混有空气，点燃后会发生爆炸，不符合实验安全要求，正确的操作是先检验氢气的纯度，后点燃，C选项错误；浓硫酸的密度大于水的密度，混合后放出大量的热，将水注入浓硫酸中，会造成液滴飞溅，不符合实验安全要求，正确的操作是将浓硫酸沿烧杯内壁缓缓注入水中，D选项错误。
【答案】 B
提升1 解析：汽油密度比水小，不能用水灭火，可用泡沫灭火器、沙土等灭火，A项错误；电路失火，首先要切断电源，B项错误；浓氢氧化钠溶液溅到皮肤上，立即用大量水冲洗，然后涂上3%～5%的硼酸溶液，C项正确；浓硫酸溅到皮肤上应立即用干布擦去，再用大量水冲洗，最后涂上3%～5%的NaHCO3溶液，D项错误。
答案：C
例2 【答案】 (1)溶解 过滤 蒸发 (2)搅拌，加速溶解 引流，使待滤液体沿玻璃棒流入漏斗中，防止外洒 搅拌，防止因局部过热液体或晶体飞溅
提升2 解析：结晶的方法有两种：(1)蒸发溶剂法：适用于所有的固态溶质从溶液中结晶析出。(2)冷却热饱和溶液法：适用于溶解度受温度变化影响相当大的固态溶质从溶液中结晶析出。根据硝酸钾的溶解度受温度变化影响的情况，上述两种方法对于硝酸钾晶体从溶液中析出都适用。
答案：(1)加速固体溶解 (2)硝酸银 (3)①液体没有用玻璃棒引流 ②漏斗下端管口没有紧靠烧杯内壁 (4)①冷却热饱和溶液(冷却结晶) ②蒸发溶剂(蒸发结晶)
例3 【解析】 解答本题需注意以下三点：
(1)温度计水银球的位置是否正确。(2)冷凝管中冷凝水的流向是否正确。(3)沸石的有无及作用。由图可知，温度计的水银球的位置不对，冷凝管中冷凝水的流向错误。撤去酒精灯后，还有余热，仍有水蒸气逸出，过后停冷凝水。
【答案】 (1)温度计水银球未放在蒸馏烧瓶支管口处 冷凝管进出水方向反了
(2)蒸馏烧瓶 冷凝管
(3)沸石 防止暴沸
(4)先撤酒精灯
提升3 解析：(1)仪器的名称A为冷凝管；B为蒸馏烧瓶；C为锥形瓶。(2)冷凝管的进出水方向一般是下进上出，所以冷却水应该从c进入，从d流出。(3)装置的连接顺序应是从下到上，从左到右。(4)在蒸馏过程中，向蒸馏烧瓶中加入少许碎瓷片的目的是防止液体暴沸。
答案：(1)冷凝管 蒸馏烧瓶 锥形瓶
(2)c d (3)e—i—h—a—b—w
(4)防止液体受热时暴沸
例4 【解析】 密度CCl4>水，且I2易溶于CCl4难溶于水，故下层呈紫红色，萃取剂与原溶剂互不相溶，密度可大于原溶剂，也可小于原溶剂。
【答案】 D
提升4 解析：分液时，下层液体从下口流出，上层液体应该从上口倒出。
答案：D
学考评价
1．解析：这两个标签说明该药品具有氧化性和腐蚀性。C2H5OH无氧化性和腐蚀性，A错误；HNO3是一种氧化性酸，也具有腐蚀性，B正确；NaOH具有强腐蚀性，但无氧化性，C错误；HCl不具有强氧化性，D错误。
答案：B
2．解析：闻气体的气味时，应用手轻轻扇动气体，使气体飘入鼻孔，C错误；实验室中的药品绝不允许品尝，D错误。
答案：AB
3．答案：C
4．答案：D
5．解析：萃取、分液的操作步骤，即检漏―→装液―→振荡―→静置―→放液(先下后上)。萃取时要注意两点：第一是两种溶剂不能互溶；第二是溶质在这两种溶剂中溶解度要相差很大。
答案：(1)C B D H
(2)应使漏斗下端管口紧靠烧杯内壁，及时关闭活塞，不要让上层液体流出 使漏斗内外空气相通，以保证E操作时，漏斗里的液体能顺利流出
(3)CCl4与水不互溶，并且碘在CCl4中溶解度比在水中大很多
(4)不能 酒精和水可以互溶，碘溶于酒精中所形成的酒精溶液与水无法分液
6．解析：(3)从氯化钠溶液中得到氯化钠固体，应该通过蒸发结晶的方法，选择装置B；除去自来水中的Cl－等杂质，应该通过蒸馏的方法，选择装置C。
答案：(1)引流(或使烧杯内的液体沿玻璃棒流入漏斗中) 搅拌
(2)蒸馏烧瓶 下进上出 打开分液漏斗上端的玻璃塞或使凹槽对准小孔
(3)B C实验前
应做好预习和实验准备，熟悉实验所需的药品，掌握________、________安全使用的要领，理解、掌握________，熟悉________和操作要求
实验中
应集中注意力，实验操作要规范
实验后
应将药品和所用仪器收拾干净，保持实验室整洁卫生
装置的安装
由下到上，由左到右
气密性的检验
连接好装置，在冷凝管的出口处接一橡胶管，并将橡胶管插入水中，将烧瓶微热，水中有气泡产生，冷却到室温，橡胶管中有水柱生成，则气密性良好
冷凝管的使用
冷凝管中冷却水从下口进，上口出。先通冷凝水，再加热，蒸馏结束时先熄灭酒精灯，再停止通冷凝水
温度计的使用
温度计的水银球与蒸馏烧瓶支管口处相平
蒸馏烧瓶的使用
在使用蒸馏烧瓶进行蒸馏实验时，应在蒸馏烧瓶中加入少许碎瓷片或沸石，以防止瓶内液体暴沸，产生危险
分液
①概念：将互不相溶的液体分离。
②分液的主要仪器： ________。
③实验操作
当漏斗中的液体分成清晰的两层后，取下分液漏斗顶部的________，打开________，使下层液体从漏斗________流出，然后关闭旋塞，将上层液体从________倒出
萃取
①概念：利用物质在____________的溶剂中________的不同，将物质从一种溶剂转移到另一种溶剂(也称________)中的分离方法。
②实例：CCl4和水互不相溶，而且溴在CCl4中的溶解度远大于在水中的溶解度，CCl4可以把溴从溴水中提取出来，CCl4为萃取剂。如图所示。
上层颜色比原来溴水的颜色浅了许多，下层的四氯化碳变成了________色
操作
目的
振荡过程中要不时旋开活塞放气
“防止”分液漏斗内部压强过大发生危险
分液时要使分液漏斗的下端管壁紧贴烧杯内壁
“防止”液体飞溅
待下层液体恰好流尽时及时关闭活塞
“防止”上层液体流出
分液时要先打开分液漏斗上口的玻璃塞
“保证”分液漏斗内部气压与外界相同，使液体顺利流下
上层液体从上口倒出
“保证”上层液体尽量少地沾附下层液体
分离
提纯
概念
将混合物中的各组分分离开来，获得几种纯净物的过程
将混合物中的杂质除去而得到纯净物质的过程，也叫混合物的净化或除杂
对象
无被提纯物与杂质之分
有被提纯物与杂质之分
目的
回收复原后的各组分物质
只回收被提纯物质