1、第一章 从实验学化学 第一节 化学实验基本方法 第1课时 化学实验安全 过滤和蒸发 概念认知自主学习一、化学实验安全1遵守实验室规则 走进实验室，首先要认真阅读并牢记实验室的_。2常用危险化学品的标志及其分类 标志意义_安全规则 爆炸品 易燃气体 氧化剂 剧毒品 腐蚀品 3.掌握正确的操作方法(1)药品取用(2)可加热的仪器的选择及使用方法 4实验后药品的处理方法(1)实验用剩的试剂处理方式为_，目的是_。(2)实验后的废液处理方式为_，目的是_。不放回原试剂瓶防止污染原试剂用废液缸收集，实验后集中处理防止污染环境(1)无毒的药品(如镁条、铝片、食盐等)能用手直接取用吗？为什么？提示：不能，任
2、何化学药品都不能用手直接取用。(2)(情境思考)2021 年 5 月 7 日，世界卫生组织宣布将中国国药集团的一款新冠疫苗列入世卫组织紧急使用清单，疫苗主要用于新冠病毒的防治。疫情期间，酒精是常用的消毒剂。实验室酒精洒出起火应用_的方法扑灭，灭火原理是_；房屋起火用高压水枪灭火原理是_；釜底抽薪的灭火原理是_。提示：湿抹布铺盖；隔绝空气(氧气)；使可燃物的温度降到着火点以下；清除可燃物。实验室酒精洒出起火，用湿抹布铺盖，应用的原理是隔绝空气(氧气)。用高压水枪喷水灭火的原理是降低温度至可燃物的着火点以下。釜底抽薪体现的是一种常用的灭火方法，它利用的原理是清除可燃物，将锅底的柴火抽走，就没有了可
3、燃物，起到灭火的作用。(3)(教材二次开发)教材中有如下标志：，实验室和生活中白磷、煤、堆积的浸油物、堆积植物等，它们是否属于自燃物品？提示：都是自燃物品。二、过滤和蒸发1过滤(1)目的：主要是分离_。(2)仪器：写出下图仪器的名称。固体和液体2蒸发(1)目的：_。(2)仪器：写出下图仪器的名称。将可溶性固体溶质从溶剂中分离出来3粗盐的提纯(1)不溶性杂质的除去。(2)粗盐中可溶性杂质的除去。杂质加入的试剂化学方程式硫酸盐(如Na2SO4)_MgCl2_CaCl2_BaCl2溶液Na2SO4BaCl2=BaSO42NaClNaOH溶液MgCl22NaOH=Mg(OH)22NaClNa2CO3溶
4、液CaCl2Na2CO3=CaCO32NaCl4.SO24的检验(1)制作豆浆时用纱布将豆渣从豆浆中分离出来，这是采用什么方法？提示：过滤。豆渣不能透过纱布，而豆浆可以透过纱布，利用过滤的原理将二者分离。(2)(情境思考)中国宋代以前的海盐制造，全出于煎炼。海盐是刮土淋卤，取卤燃薪熬盐。海盐锅煎之法和用具，历经元、明、清各代更替，并无明显差异。直到清光绪二十七年(1901 年)，崂山盐民才用沟滩之法，改煎为晒，从而结束了煎盐的历史。上述海盐的制造原理是否相同？属于什么方法？提示：清光绪二十七年之前都采用了溶解、过滤、蒸发的方法；之后开始采用蒸发原理。能力形成合作探究知识点一 化学实验安全1化学
5、实验安全中的“六防”2.实验室常见事故的处理常见事故处理方法玻璃等创伤急救 先用双氧水清洗伤口，然后涂上红药水或碘酒，最后用创可贴外敷烫伤和烧伤用药棉浸75%的酒精轻涂伤处(也可用3%5%的KMnO4溶液)，再涂烫伤膏浓酸溅到皮肤上 立即用大量水冲洗，再用3%5%的NaHCO3溶液清洗浓碱溅到皮肤上 用大量水冲洗，再涂上硼酸溶液酸(碱)流到桌上立即用NaHCO3溶液(或稀醋酸)中和，再用水冲洗，并用抹布拭去酸(碱)溅到眼中立即用大量水冲洗，边洗边眨眼睛，然后去看医生着火处理酒精或有机物小面积着火用湿布或沙子扑盖；反应器内着火，如果是敞口容器，可用石棉布盖灭；移走可燃物，切断电源，【误区警示】(
6、1)任何药品都不能品尝，因为标签可能错误或混入其他有毒物质。(2)任何药品都不能用手接触，因为手可能被腐蚀，且手上的污物会污染化学药品。(3)并非多取的化学药品都不能放回原瓶，如钾、钠、白磷等，应放回原瓶。(4)实验废弃物能利用的尽量回收，不能利用的放到指定容器中，不可投到下水道中。【记忆口诀】实验安全操作“顺口溜”化学实验很重要，安全操作要确保；药品不能用手摸，尤其不能尝味道；若闻物质什么味，轻轻扇动把手摇；药品用量按规定，实验方便效果好；钠钾用量绿豆大，量多入水会爆炸；用剩药品不乱扔，乱丢白磷会燃烧。(1)(思维升华)在集气瓶中点燃金属时，瓶中要加入少量水或铺一层细沙，该操作的目的是什么？
7、(科学态度与社会责任)提示：防炸裂。金属燃烧发光发热，若不加入少量水或铺一层细沙，会使集气瓶底部炸裂。(2)(情境应用)有气体参加或生成的实验中常用如图进行尾气处理，目的是什么？(科学探究与创新意识)提示：防倒吸。当气体溶于烧杯中的溶液时，装置内的气体压强减小，在大气压的作用下，水被压入反应装置而发生倒吸，该装置在发生倒吸时会使液面与漏斗口脱离，从而可防止溶液倒吸到前面的装置中。(3)在化学实验室进行实验操作一定要注意安全。2015 年 12 月 18 日上午，清华大学化学系何添楼二层的一间实验室发生爆炸火灾事故，事故原因是在实验过程中没有意识到氢气泄漏，从而高温实验引发氢气爆炸。实验室如何检
8、查氢气的纯度？提示：试管内装满氢气，用大拇指按住管口，靠近酒精灯火焰，挪开手指，若发出轻微声响，则氢气纯净，若发出尖锐爆鸣声，则氢气不纯。【典例】下列实验操作中，主要不是从安全因素考虑的是()A.酒精灯在不使用时，必须盖上灯帽B给试管里的固体加热时，试管口应略向下倾斜，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)，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【解题指南】解答本题应注意以下两点：(1)明确酒精灯的正确使用方法。(2)熟练掌握实验的安全操作，如固体、液体的加热方法，有可燃性气体参加反应的正确操作。【解析】选 A。A 项，酒精灯灯帽有
9、如下作用：一是防止酒精挥发，造成浪费，二是防止酒精挥发后，灯芯上留有水分，使用时难以点燃，不是从安全因素考虑的；B、C 项是为了防止试管炸裂；D 项是防止加热时发生爆炸。【母题追问】上题 D 选项先通一会儿氢气的目的是什么？提示：排净试管内的空气，防止发生爆炸。【规律方法】化学实验中的“先与后”(1)加热试管时，应先均匀加热后局部加热。(2)用排水法收集气体时，先拿出导管后撤酒精灯。(3)制取气体时，先检验气密性后装药品。(4)收集气体时，先排净装置中的空气后再收集。(5)稀释浓硫酸时，烧杯中先装一定量蒸馏水后再沿器壁缓慢注入浓硫酸。(6)点燃 H2、CO 等可燃气体时，先检验纯度再点燃。(7
10、)用 H2 还原 CuO 时，先通 H2，后加热 CuO，反应完毕后先撤酒精灯，冷却后再停止通 H2。1进行化学实验时必须注意安全，下列选项正确的是()A.用图 1 方法点燃酒精灯B不慎将浓碱溶液沾到皮肤上，要立即用大量水冲洗，然后涂上稀硼酸溶液C用图 2 的方法检验 H2 的可燃性D用图 3 的方法配制硫酸溶液【解析】选 B。不能用燃着的酒精灯去引燃另一只酒精灯，A 项错误；如果将浓碱溶液沾到皮肤上，要用大量水冲洗，再涂上稀硼酸溶液，万一眼睛里溅进了酸或碱溶液，要立即用水冲洗(切不可用手揉眼睛)，边洗边眨眼睛，必要时请医生治疗，B项正确；点燃可燃性气体前必须验纯，C 项错误；浓硫酸的稀释应将
11、浓硫酸缓慢加入水中，边加边搅拌，防止浓硫酸飞溅伤人，D 项错误。2纯铜是柔软的金属，表面刚切开时为红橙色带金属光泽，单质呈紫红色。通常做成生活中的装饰品。但时间久后，表面氧化会生成氧化铜，失去金属光泽，表面变暗。氧化铜的还原实验是重要的化学实验之一，据此完成以下问题：(1)在 H2 还原 CuO 的实验中点燃酒精灯之前进行的操作为_。(2)如何检验氢气的纯度？试叙述其操作过程：_。(3)若用 CO 还原 CuO，过量的 CO 能直接排放到空气中吗？若不能，为什么？_。【解析】(1)在点燃可燃性气体(如 H2、CO 等)时为防止爆炸需先检验气体的纯度；(2)用拇指堵住盛有 H2 的试管口，管口向
12、下靠近火焰，松开拇指，如果听到尖锐的爆鸣声，表示氢气不纯，需再收集再检验直到听到轻微的响声，才表明收集到的氢气是纯净的；(3)CO 是有毒气体，不能直接排放到空气中，应将过量的 CO 点燃使其转化为无毒的 CO2 或用气球收集起来，之后再做处理。答案：(1)检验气体的纯度(2)用排水法收集一试管氢气，用拇指堵住试管口，管口向下移近酒精灯火焰，松开拇指，如果听到“噗”的一声，表明氢气是纯净的(3)不能。CO 是有毒气体，不能直接排放到空气中【加固训练】进行化学实验必须注意安全，下列操作及原理中正确的组合是()点燃氢气前要检验氢气的纯度，以免发生爆炸 CO 气体有毒，处理 CO 气体时可将其点燃，
13、转化为无毒的 CO2 在盛 O2 的集气瓶中进行铁丝燃烧实验时，事先在集气瓶底部铺上一层沙子 进入厨房发现燃气泄漏，应立即用手机拨打燃气公司电话求救 稀释浓硫酸的操作(如图 1 所示)用图 2 装置可防倒吸A.B C D【解析】选 B。氢气易燃易爆，点燃前必须检验其纯度，正确；CO 有毒但具有可燃性，点燃生成的 CO2 无毒，正确；铁丝燃烧生成的 Fe3O4 温度很高，直接落到集气瓶底部，会导致集气瓶底部炸裂，故在集气瓶底部铺上一层沙子；用手机打电话时会产生电火花，易造成爆炸事故，错误；稀释浓硫酸时应将浓硫酸沿玻璃棒或容器内壁缓缓加入水中并用玻璃棒不断搅拌冷却，错误；该装置的左管短才能防止倒吸
14、，错误。知识点二 混合物的分离和提纯1分离和提纯的比较分离提纯目的把混合物的各成分分开即除杂，把混合物中存在的杂质除去分离提纯区别分开后的各物质要恢复原状态，各物质不可丢弃保留主要物质并恢复原状态，杂质可丢弃且无需恢复原状态物理方法过滤、蒸发结晶、升华等化学方法沉淀法、置换法等2.过滤和蒸发的注意事项一贴将滤纸折叠好放入漏斗中，加少量蒸馏水润湿，使滤纸紧贴漏斗内壁滤纸边缘应略低于漏斗口边缘二低加入漏斗中的液体的液面应略低于滤纸的边缘向漏斗中倾倒液体时，烧杯的尖嘴处应紧靠玻璃棒玻璃棒的下端应靠在过滤器中三层滤纸处三靠漏斗颈的末端应与烧杯的内壁紧靠3.过滤和蒸发的应用粗盐提纯(1)除去粗盐中可溶性
15、杂质的原理(2)三种除杂路线【误区警示】(1)为减少实验步骤，3 次过滤可合并 1 次进行；过滤后若溶液仍浑浊，应重新进行过滤。(2)过滤后，过滤器中固体表面残留部分母液，应该将固体残余物洗涤 23 次。(3)热稳定性差的物质应采用水浴加热的方法间接加热。(1)(思维升华)在除去上述粗盐中可溶性杂质的过程中，是否考虑除杂试剂用量问题？除杂试剂是否会引入新的杂质？(科学探究与创新意识)提示：除杂试剂应稍过量，这样才能使杂质离子完全变成沉淀，通过过滤除去，但过量的除杂试剂又成为新的杂质。(2)(思维升华)在“三种除杂路线”中均使用了过量试剂，最终是如何除去的？加入试剂顺序的总原则是什么？(科学探究
16、与创新意识)提示：BaCl2 溶液在加入 Na2CO3 溶液之前加入，NaOH 可前可后，过滤后再加过量盐酸。(3)(情境应用)工业生产中，从甘蔗汁(主要含有甘蔗渣和蔗糖溶液)中得到蔗糖应该如何操作？提示：首先通过过滤除去甘蔗渣，再采用蒸发结晶的方法得到蔗糖。【典例】(2020大庆高一检测)过滤后的食盐水仍含有可溶性的 CaCl2、MgCl2、Na2SO4等杂质，通过如下几个实验步骤，可制得纯净的食盐水加入稍过量的 Na2CO3 溶液加入稍过量的 NaOH 溶液加入稍过量的 BaCl2 溶液滴入稀盐酸至无气泡产生过滤正确的操作顺序是()A BCD【解题指南】解答本题需注意以下两点：(1)Na2
17、CO3 的作用是除去 CaCl2 和过量的 BaCl2；(2)盐酸能与 CaCO3、BaCO3、Mg(OH)2 反应。【解析】选 A。粗盐的提纯中，为了保证杂质离子完全除去，每一次所加试剂都应稍过量，加入 NaOH 溶液的目的是除去镁离子，加入 BaCl2 溶液的目的是除去硫酸根离子，加入 Na2CO3 溶液的目的是除去钙离子和过量的钡离子，由此可知，Na2CO3溶液的加入一定在 BaCl2 溶液之后，即一定在之后，为了不使产生的沉淀溶解，一定要在过滤后再加盐酸，即在之后，故操作顺序可以是或或，故选 A。【母题追问】(1)该食盐中的 Na2SO4 杂质能用 Ba(NO3)2 除去吗？为什么？提
18、示：不能。这样会引入新的杂质离子 NO3。(2)若操作时忽略操作，会产生什么后果？提示：所得食盐水不纯净，会含有 CaCl2、MgCl2、BaCl2 等杂质。1蒸发时，下列操作正确的是()A使蒸发皿盛满滤液，用小火加热B等到蒸发皿中出现较多晶体时停止加热C待溶液蒸干后，再停止加热D将蒸发皿放在石棉网上，用酒精灯加热【解析】选 B。被蒸发的液体量不能超过蒸发皿容积的23，A 错误；待有较多量晶体析出时，应熄灭酒精灯，停止加热，用余热蒸干，B 正确，C 错误；蒸发皿可直接用酒精灯加热，D 错误。2食盐和纯碱是日常生活的必备食品添加剂。某同学的妈妈不小心将少量的纯碱与食盐混在了一起，该同学根据所学化
19、学知识，设计如下实验方案，除去氯化钠中的杂质碳酸钠。请回答下列问题；(1)沉淀 A 的化学式是_。(2)加入过量氯化钙溶液后，分离除去沉淀 A 的实验操作是_。(3)他们在实验过程中，又发现了新的问题：此方案很容易引入新的杂质。固体物质 B的成分为_(用化学式表示)。(4)他们继续探究后又提出了新的方案：将混合物溶解，滴加盐酸至不再产生气泡为止，然后加热煮沸。有关反应的化学方程式为_。【解析】若用 CaCl2 除去碳酸钠，生成碳酸钙沉淀，但会引入新杂质 CaCl2，蒸发后所得固体应是 NaCl 和 CaCl2 的混合物；若用盐酸除去，则溶液中只有 NaCl 和 HCl，蒸发结晶时 HCl 挥发
20、，可得纯净的 NaCl。答案：(1)CaCO3(2)过滤(3)NaCl 和 CaCl2(4)Na2CO32HCl=2NaClH2OCO2【加固训练】(2020沈阳高一检测)在“粗盐提纯”的实验中，下列做法正确的是()A把浑浊的液体倒入蒸发皿内加热B开始析出晶体后用玻璃棒搅拌C加入试剂的顺序为 Na2CO3、BaCl2、NaOH、HCl D蒸发皿中出现较多量固体时，就停止加热【解析】选 D。粗盐提纯应先过滤得 NaCl 溶液再倒入蒸发皿中蒸发结晶得 NaCl 晶体，A 项错误；蒸发过程中应用玻璃棒搅拌，加速水的挥发，B 项错误；除杂加入试剂 Na2CO3 应在 BaCl2 之后再加入，C 项错误
21、。三言两语话重点1加强“六防意识”，防止事故发生防爆炸、防暴沸、防倒吸、防污染、防失火、防中毒。2除杂原则：纯不减、杂不增、易分离、易复原。3过滤的注意事项：“一贴、二低、三靠”。4粗盐提纯(1)氯化钡溶液一定在加碳酸钠溶液之前；(2)一定在过滤后再向滤液中加入盐酸。5SO24的检验学情诊断课堂检测12020 年，全球爆发新型冠状病毒肺炎疫情，国家对这次疫情高度重视，以下是人们在面对“新型冠状病毒肺炎”时的一些认识，你认为符合科学道理的是()A.家庭消毒时，消毒液越浓越好B吸烟、喝酒可以预防“新型冠状病毒肺炎”C应经常保持室内清洁卫生和通风D必须每天吃药，补充人体所需化学物质【解析】选 C。消
22、毒液要有一定的浓度限制，否则会对身体产生危害，A 错误；吸烟、喝酒对身体不好，不能预防“新型冠状病毒肺炎”，B 错误；药物都有一定的副作用，必须按照医生的建议选择服用或不服用，D 错误。2根据所给的信息和标志，判断下列说法错误的是()ABCD贴有该标志的物质应该远离火源该标志表示的是放射性物品看到有该标志的丢弃物，应远离并报警贴有该标志的物品是可回收物【解析】选 B。易燃气体应该远离火源放置，A 项正确；该标志属于腐蚀品，B 项错误；图示标志为放射性标志，对人体伤害较大，看到有该标志的丢弃物，应远离并报警，C 项正确；该标志为可回收物标志，D 项正确。3.用下列实验装置进行相应实验，能达到实验
23、目的的是()A用图和图完成 NaCl 中 Na2SO4 杂质的除去B用图和图完成粗盐中不溶物的除去C用图制备纯净的氢气D用图除去 CO2 中含有的 HCl 杂质【解析】选 B。NaCl 中 Na2SO4 杂质除去的第一步是加 BaCl2 试剂，该反应是在试管或烧杯中完成的，A 项错误；粗盐的提纯过程是溶解过滤(除杂质)蒸发结晶，B项正确；用图所示装置制备的氢气中含有 HCl、H2O 杂质，C 项错误；CO2 和 HCl均能与 NaOH 反应，D 项错误。4通过溶解、过滤、蒸发等操作，可将下列各组混合物分离的是()A硝酸钠、氢氧化钠 B氧化铜、二氧化锰C氯化钾、二氧化锰D硫酸铜、氢氧化钙【解析】
24、选 C。A 项，NaNO3 和 NaOH 都溶于水，无法用过滤法分离；B 项，CuO和 MnO2 都不溶于水；C 项，KCl 和 MnO2 可用先溶解后过滤的方法分离，然后蒸发滤液即可得到 KCl；D 项 CuSO4、Ca(OH)2 溶于水后两者会发生反应。素养新思维5有一包从海水中获得的粗盐，已经经过初步的提纯。课外活动小组对它的成分进行探究，并将粗盐进一步提纯。探究一：这包粗盐中含有什么杂质？(1)根据海水的成分和初步提纯的实验操作，推断该粗盐中可能含有的杂质是 CaCl2和 MgCl2。现用实验来验证这种推断：取样品并溶解，加入足量 NaOH 溶液，目的是检验有没有_；接着再加入数滴 N
25、a2CO3 溶液，目的是检验有没有_。实验证明：这包粗盐中含有的杂质是 CaCl2。探究二：这包粗盐中 NaCl 的质量分数是多少？按下面步骤继续进行实验：称取一定质量的样品；将样品加水溶解，制成粗盐溶液；向粗盐溶液中加入过量的某种试剂，过滤；将沉淀洗涤后小心烘干，得到纯净的固体 A；滤液在进行某一操作后，移入蒸发皿进行蒸发，得到纯净的固体 B；称量实验中得到某种固体。(2)步骤中都使用到的仪器是_；它在步骤和的操作方法相同，但目的不同，在步骤的目的是_，在步骤的目的是_。(3)步骤中加入的试剂是_；步骤中进行的“某一操作”是_，目的是_。(4)步骤中你认为需要称量的固体是固体 A 还是固体
26、B？_，你不选择另一种固体的理由是_。【解析】(1)加入 NaOH 溶液的目的是检验 Mg2，加入 Na2CO3 溶液是为了检验 Ca2。(2)溶解、过滤、蒸发等操作过程中都要用到玻璃棒，溶解时用玻璃棒搅拌，起到加速溶解的作用；过滤时用玻璃棒引流；蒸发时用玻璃棒搅拌，使液体受热均匀，防止液体及晶体溅出。(3)粗盐中含有的杂质是 CaCl2，加入过量的 Na2CO3 溶液后进行过滤，除去 CaCO3 沉淀，在滤液中加入适量的稀盐酸，除去多余的 Na2CO3，即得到 NaCl 溶液，蒸发得到纯净的 NaCl 固体。(4)由于在步骤中加入过量的 Na2CO3 溶液，Na2CO3 与 CaCl2 反应
27、生成 NaCl，多余的Na2CO3 又与稀盐酸反应生成 NaCl，所以固体 B 中含有的 NaCl 比原来含有的 NaCl 多。答案：(1)MgCl2 CaCl2(2)玻璃棒 加速溶解 使液体受热均匀，防止液体及晶体溅出(3)Na2CO3 溶液 逐滴加入稀盐酸，直至不再产生气泡为止 除去过量的碳酸钠(或提纯食盐)(4)固体 A 蒸发所得到的氯化钠中，有一部分是碳酸钠与 CaCl2 和稀盐酸反应得到的【加固训练】1(教材二次开发教材题改编)粗食盐中除含有钙离子、镁离子、硫酸根离子等可溶性杂质外，还含有泥沙等不溶性杂质。我们食用的精盐是用粗食盐提纯而得到的。通过教材中“粗盐的提纯”及你做过的该实验
28、完成下列问题：(1)如何运用最简单的方法检验溶液中有无 SO24？_；如果有，应该如何除去 SO24？_。(2)在粗盐经过溶解过滤后的溶液中滴加饱和 Na2CO3 溶液，直至不再产生沉淀为止。请问这步操作的目的是_。【解析】(1)由于 SO24可与 Ba2生成 BaSO4 白色沉淀，故可向溶液中加入可溶性钡盐，但要遵循不带入新杂质的原则。(2)为了使杂质离子除净，所用试剂均应稍过量，因此(1)中除 SO24时所加入的可溶性钡盐应过量。加 Na2CO3 的目的是除去 Ca2和少量的 Mg2及过量的 Ba2。答案：(1)加 BaCl2 溶液，有白色沉淀产生，则有 SO24 加过量 BaCl2 溶液
29、，过滤(2)除去 Ca2、少量的 Mg2及过量的 Ba22实验小组的同学对一粗盐样品进行初步提纯。所用实验仪器或实验物品如下：请回答下列问题：(1)D 的名称是_。(2)提纯的步骤是溶解、过滤、_。(3)“过滤”操作的要点可概括为“一贴、二低、三靠”，其中“二低”的含义是_。(4)该实验中多次利用仪器 B_(填名称)和仪器_(填字母序号)，且后一种仪器使用了_次。【解析】粗盐提纯的步骤是溶解、过滤、蒸发。过滤操作中的“二低”是滤纸边缘低于漏斗边缘；液面低于滤纸边缘。在溶解、过滤、蒸发过程中使用次数较多的是烧杯和玻璃棒，其中三种操作中均使用了玻璃棒。答案：(1)蒸发皿(2)蒸发(3)滤纸边缘低于漏斗边缘；液面低于滤纸边缘(4)烧杯 F 3
