高中化学第一单元 研究物质的实验方法第一课时学案

第一课时　实验安全　过滤与蒸发

1．了解实验室安全和基本规范，树立安全防护意识，培养科学态度与社会责任的化学学科核心素养。

2．初步学会过滤、结晶等分离物质的实验技能，能够独立完成一些简单的物质分离、提纯的实验操作，培养科学探究与创新意识的化学学科核心素养。

3．初步了解根据混合物的性质选择不同的分离方法，建立物质进行分离和提纯的思维模型，培养变化观念与平衡思想的化学学科核心素养。　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

化学实验设计和操作必须十分重视安全问题和环境保护。

危险化学品的分类

[问题探讨]

1．实验室如何稀释浓H2SO4?

提示：稀释浓H2SO4时，应将浓H2SO4沿器壁缓缓注入水中，边加边用玻璃棒搅拌，待冷却后再使用。

2．少量浓酸溅到皮肤上，怎么处理？

提示：立即用大量的水冲洗，然后用3%～5%的NaHCO3溶液清洗。

3．点燃CO、CH4等可燃性气体前应注意什么？

提示：应先检验气体的纯度。

4．实验室用H2还原CuO时，应先点燃酒精灯还是先通H2？反应完成后，是先熄酒精灯还是先停止通H2?

提示：反应开始前，应先通H2排出装置内的空气，再点燃酒精灯以防止爆炸。反应结束后，应先熄酒精灯，待生成的Cu在H2的气流中冷却后，再停止通入H2，防止Cu再次被氧化。

1．药品的安全存放

(1)易吸水、易潮解、易被氧化或易与空气中的CO2反应的物质应密封存放。

(2)见光易分解的物质应选用棕色瓶存放在冷暗处。

(3)易燃、易爆试剂应密封保存，放置在冷暗处并远离电源和火源。

(4)因为钠与H2O、O2反应，所以一般保存在煤油中。

(5)剧毒、有强腐蚀性的药品要单独存放，并有严格的取用程序。

(6)化学试剂要按性质、类别有规律存放。

2．实验后药品的处理方法

3．意外事故的紧急处理

　4.掌握正确的操作方法

(1)药品的取用原则

①三不：不能用手直接取用或接触药品；不要把鼻孔凑到容器口去闻药品(特别是气体)的气味；不能尝药品的味道。

②节约：取用药品时，应遵循节约的原则。如果没有说明用量，液体一般取1～2 mL，固体盖住试管底部即可。

③防污染：实验后剩余的药品(Na、K除外)既不要放回原试剂瓶，也不要随意丢弃，更不要拿出实验室，要放入实验室指定的容器内。

④固体药品的取用：粉末状或小颗粒状药品用药匙取用；块状药品用镊子取用。

⑤液体药品的取用：少量液体用胶头滴管吸取；一定量液体用量筒量取；大量液体可直接倾倒。

(2)加热

①可直接加热的仪器：试管、坩埚、蒸发皿、燃烧匙。隔石棉网可加热的仪器：烧杯、烧瓶、锥形瓶。

②用坩埚或蒸发皿加热完试剂后，不可直接用手拿，应用坩埚钳夹取。

③使用玻璃容器加热时，不要使玻璃容器的底部与灯芯接触，以免容器破裂；烧得很热的玻璃容器，不要用冷水冲洗或放在桌面上，以免容器破裂。

[名师点拨]

加热时应注意的安全事项

(1)严禁向燃着的酒精灯里添加酒精。

(2)严禁用燃着的酒精灯去点燃另一盏酒精灯。

(3)严禁用嘴吹灭酒精灯，以免“回火”引起灯内酒精燃烧，必须用灯帽盖灭。

(4)被加热的玻璃仪器外壁在加热前要擦干，以免加热时仪器炸裂。

(5)试管加热前要先预热，否则容易因局部受热而使试管炸裂。

(6)给试管内的液体加热时，液体体积不能超过试管容积的，试管口略向上倾斜45°，管口不能对着人，以免液体外溅伤人；给试管内的固体加热时，管口略向下倾斜，以免试管内有水倒流引起试管炸裂。

(7)向酒精灯内添加酒精时，不能超过酒精灯容积的。

(8)不慎洒出的酒精若在实验台上燃烧起来，应立即用湿抹布或沙子盖灭。

1．以下是一些常用的危险品标志，装运乙醇的包装箱应贴的图标是(　　)

解析：选C　图标为腐蚀品，乙醇没有腐蚀性，故A不符合题意；图标为有毒品，乙醇无毒，故B不符合题意；图标为易燃液体，乙醇为易燃液体，故C符合题意；图标为三级放射性物品，乙醇没有放射性，故D不符合题意。

2．实验室里不同化学试剂的保存方法不尽相同，①NaOH固体，②大理石，③NaCl溶液，④稀硝酸4种试剂通常各自存放在如下图所示的玻璃试剂瓶中。按照试剂瓶的顺序存放试剂序号正确的是(　　)

A．①②③④    B．②①④③

C．②③④①    D．②①③④

解析：选D　本题考查化学试剂的保存。NaOH固体放在带橡胶塞的无色广口瓶中，大理石放在广口瓶中，NaCl溶液放在无色细口瓶中，浓、稀硝酸均保存在带玻璃塞(不能用橡胶塞)的棕色细口瓶中。

3．试管是化学实验中最常用的玻璃仪器，对试管加热时，下列操作正确的是(　　)

A．试管外壁有水珠不一定要擦干，加热时会自然挥发

B．应握紧试管夹，大拇指按在短柄上

C．试管中液体的量不能超过试管容积的

D．可以使试管的受热部位在火焰上方先来回移动，然后集中加热

解析：选D　加热前，试管外壁要擦干，防止加热时试管炸裂，A错误；使用试管夹时应该手握长柄，大拇指按在长柄上，不能按在短柄上，防止试管夹松弛导致试管滑落，B错误；给试管中的液体加热时，液体的体积不能超过试管容积的，C错误。

4．下列实验操作和处理方法可能会引发安全事故的是(　　)

①将水沿着烧杯内壁缓慢加入浓硫酸中，并用玻璃棒不断搅拌

②给试管中的液体加热时，试管口不朝向任何人

③夜间厨房发生煤气泄漏时，立即开灯检查煤气泄漏原因，并打开所有门窗通风

④用氢气还原氧化铜时，先加热氧化铜，再通入氢气

A．①②③    B．①③④

C．②③④    D．①②③④

解析：选B　稀释浓硫酸时，将水慢慢注入盛有浓硫酸的烧杯中，由于浓硫酸稀释时放出大量的热，且水的密度较小，浮于液面上，热量不能及时散出，会造成液滴飞溅，引发安全事故，故①符合题意；给试管中的液体加热时，试管口不能朝着有人的地方，防止液体外溅伤人，引发安全事故，故②不符合题意；夜间厨房发生煤气泄漏时，立即开灯检查煤气泄漏原因，会发生爆炸，引发安全事故，故③符合题意；用氢气还原氧化铜时，应先通入氢气，排净装置内的空气，再加热氧化铜；若操作相反，氢气和氧气混合可能会发生爆炸，引发安全事故，故④符合题意。

《本草纲目》中“石碱”一条记载：石碱出山东济宁诸处，彼人采蒿蓼之属，晒干烧灰，以水淋汁，久则凝淀如石，浣衣发面，亦去垢发面。

[问题探讨]

1．获取“石碱”的分离方法。

(1)“以水淋汁”与化学上的哪种分离方法类似？该方法使用的玻璃仪器主要有哪几种？

提示：过滤。烧杯、玻璃棒、漏斗。

(2)“久则凝淀如石”与化学上的哪种分离方法类似？

提示：结晶。

(3)“石碱”的主要成分是什么？

提示：K2CO3。

2．实验室用KClO3在MnO2催化下受热分解制取氧气。现从反应后的KCl和MnO2的混合物中分离、回收这两种物质，需要使用哪些分离方法？请简述实验方案。

提示：为分离KCl和MnO2的混合物，可先加入适量水，并充分搅拌，可溶的KCl完全溶解，难溶的MnO2仍以固体形式存在。过滤、洗涤、干燥滤渣，即可得到MnO2。将滤液蒸发结晶，可得到KCl晶体。

3．请参照如图的溶解度曲线， 设计实验方案提纯混有少量KCl的KNO3。

提示：在提纯混有少量KCl的KNO3时，先在较高温度下将混合物溶于水形成浓溶液，再冷却到一定温度。KNO3的溶解度随温度降低急剧下降，因此有大量的KNO3晶体析出，而KCl的溶解度随温度降低变化不大，难以析出晶体。再过滤、洗涤、干燥，即可得到纯度较高的KNO3晶体。

1．过滤

过滤是除去溶液里混有的不溶于溶剂的杂质的方法。适用于固体和液体的分离，或除去混合物中的不溶性杂质。

(1)实验原理：利用物质溶解性的差异，将固液混合物分离开来的一种操作方法。

(2)实验用品：漏斗、烧杯、玻璃棒、带铁圈的铁架台及滤纸。

(3)实验装置：如图所示。

[名师点拨]

过滤完成后，漏斗中的沉淀物表面往往残留可溶性物质，所以需要洗涤沉淀物。洗涤沉淀物的方法：向漏斗内加入蒸馏水至浸没沉淀物(不可用玻璃棒搅拌)，静置，待洗涤液全部流出后，重复操作2～3次。但若过滤得到的是易溶于水的物质，不宜再用水洗涤，否则会使晶体部分溶解，可用酒精洗涤。

2．结晶

结晶是使溶质从溶液中以晶体的状态析出的过程，是分离、提纯固体物质的重要方法之一。

(1)实验原理

利用物质的溶解度随温度变化的差异进行分离。

(2)两种结晶方式

①蒸发结晶：利用加热的方法，使溶液中的溶剂不断挥发而析出溶质(晶体)的过程。如从海水中获得食盐。

适用范围：溶解度受温度变化影响不大的固体溶质从溶液中分离出来。

实验仪器：蒸发皿、玻璃棒、酒精灯、铁架台(带铁圈)。实验装置如图所示。

②冷却结晶：通过降低温度，使热的浓溶液析出晶体的方法。

适用范围：两种固体均可溶于水，且溶解度随温度变化有较大的差异。

(3)重结晶：第一次结晶后，再将晶体溶于溶剂，又重新从溶液中结晶的过程。

[名师点拨]

(1)蒸发皿中的液体不能超过其容积的。

(2)蒸发过程中必须用玻璃棒不断搅拌，防止因局部温度过高而使液体飞溅。

(3)当出现大量固体时，应停止加热，剩余液体用余热蒸干。

(4)实验结束时，用坩埚钳取下热的蒸发皿，放在石棉网上，不能直接放在实验台上，以免烫坏实验台。

1．下列说法错误的是(　　)

A．使NaCl从溶液中结晶出来可采用蒸发的方法

B．用过滤的方法使晶体和母液分离

C．蒸发应在坩埚中进行

D．除去CuO中的Na2SO4可采用过滤的方法

解析：选C　蒸发时用蒸发皿，高温灼烧时用坩埚。

2．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：选C　A中NaNO3、NaOH都溶于水，不可用上述方法；B中CuO、MnO2均不溶于水，不可用上述方法；D中CuSO4和Ca(OH)2在溶解时会发生反应，不可用上述方法。

3．粗盐提纯实验中，下列操作不正确的是(　　)

A．在烧杯中溶解粗盐

B．蒸发时要用玻璃棒搅拌

C．待溶液蒸干后即停止加热

D．用酒精灯直接加热蒸发皿

解析：选C　加热到蒸发皿内有较多固体析出时即停止加热。

4．下列说法正确的是(　　)

A．过滤、蒸发、溶解都要用到玻璃棒，其作用相同

B．过滤完成后洗涤沉淀时，应向漏斗中加入适量蒸馏水并搅拌滤干

C．蒸发时，应使混合物中的水分完全蒸干后才能停止加热

D．可用蒸发结晶法从饱和食盐水中提取食盐

解析：选D　过滤时玻璃棒起引流作用，蒸发和溶解时，玻璃棒起搅拌作用，A错误；不能在漏斗中搅拌，以免弄破滤纸，B错误；蒸发时，当出现大量固体时，即停止加热，用余热蒸干剩余液体，C错误。

[分级训练·课课过关]_________________________________________________________

1．下列中草药煎制步骤，属于过滤操作的是(　　)

解析：选C　难溶的固体渣与溶液的分离属于过滤操作。

2．下列操作不正确的是(　　)

A．过滤时，漏斗下端紧贴烧杯内壁

B．蒸馏时，冷凝水的流动方向为自下而上

C．除去KNO3固体中混有的少量NaCl宜采用溶解、冷却结晶法

D．蒸发结晶时，应等水分完全蒸干时再停止加热

解析：选D　蒸发结晶时，当蒸发皿中出现较多固体时即可停止加热，利用余热将剩余水分蒸干。

3．下列实验操作：①过滤　②蒸发　③溶解　④取液体试剂　⑤取固体试剂，一定要用玻璃棒的是(　　)

A．①②③    B．④⑤

C．①④    D．①③⑤

解析：选A　过滤时要用玻璃棒引流；蒸发时要用玻璃棒不断搅拌，防止液体局部受热飞溅；溶解时要用玻璃棒不断搅拌，以促进物质的溶解；取液体试剂一般用量筒或胶头滴管；取固体试剂用药匙或镊子。

4．实验室制取氧气的反应为2KClO32KCl＋3O2↑，反应后从剩余物中回收纯净的二氧化锰的操作顺序正确的是(　　)

A．溶解、过滤、蒸发、洗涤    B．溶解、过滤、洗涤、干燥

C．溶解、蒸发、洗涤、过滤    D．溶解、洗涤、过滤、加热

解析：选B　实验室制取氧气后的剩余物中肯定含有氯化钾和二氧化锰，可能含有氯酸钾，其中氯酸钾、氯化钾溶于水而二氧化锰不溶于水。可利用溶解性的不同，采用过滤法将其分开并回收。在实际操作中，应先将混合物放入水中充分搅拌，使氯酸钾、氯化钾完全溶于水后过滤，二氧化锰留在滤纸上，再通过洗涤除去其表面的氯酸钾、氯化钾溶液，最后去除水分即可回收二氧化锰。