高考化学研究物质实验方法习题精练

第二单元 研究物质的实验方法

学海导航

一、 物质的分离和提纯

根据混合物中各物质溶解性、沸点、被吸附性能及在不同溶剂中溶解性的不同，可以选用过滤和结晶、蒸馏（或分馏）、纸上层析、萃取和分液等方法进行分离和提纯。 分离提纯方法

适用范围 实例 过滤

固体与液体不互溶的混合物 粗盐的提纯 结晶与重结晶 混合物中各成分在溶剂中溶解度不

同，包括蒸发溶剂结晶和降温结晶

分离NaCl 和KNO 3的混合物 蒸馏（分馏） ①难挥发的固体杂质在液体中形成

的混合物

②互溶液体沸点有明显差异

蒸馏水、无水乙醇的制备、石油的分馏 CCl 4(沸点76.75℃)和甲苯（沸点110.6℃）混合物的分离 层析 被吸附能力不同的物质的分离

红、蓝墨水混合物中的不同色的分离 分液 两种互不混溶的液体混合物

CCl 4和水的分离 萃取

溶质在互不相溶的溶剂里溶解度不

同 利用CCl 4从溴水中萃取溴 注意：不同的分离方法都有一定的适用范围，要根据不同混合物的性质选择合适的方法进行分离，且有时需要多种方法配合使用。 二、 常见物质（离子）的检验

物质（离子）

方法及现象 CO 3

2－ 与含Ba 2+的溶液反应，生成白色沉淀，该沉淀溶于硝酸（或盐酸），生成无色无气味、能使澄清石灰水变浑浊的气体（CO 2）。 SO 42－ 与含Ba 2+的溶液反应，生成白色沉淀，不溶于稀盐酸。

Cl － 与硝酸银溶液反应，生成不溶于稀硝酸的白色沉淀。

NH 4+ 与NaOH 浓溶液反应，微热，放出使湿润的红色石蕊试纸变蓝的刺激性气味

气体（NH 3）。

Na + 焰色反应呈黄色

K + 焰色反应呈紫色（透过蓝色钴玻璃）

I 2 遇淀粉显蓝色

蛋白质

灼烧 有烧焦羽毛气味 三、 溶液的配制及分析

1． 物质的量浓度、溶液体积、溶质的物质的量相互关系

V n c B

B = ， B

B c n V = ， V c n B B = 2．配制一定物质的量浓度的溶液

主要仪器：容量瓶、烧杯、玻棒、胶头滴管、量筒、托盘天平及砝码、药匙

操作步骤：计算—称量—溶解—移液—定容

注意事项：①容量瓶不能配制任意体积的溶液；不能用作反应容器；不能直接在其中进

行溶解和稀释；不可作为贮存溶液的试剂瓶。

②容量瓶在使用前需检查是否漏水。

③称量NaOH等易潮解或有腐蚀性的固体必须在干燥洁净的小烧杯中进行且要快速称

量。

④溶解或稀释过程有明显温度变化的，需等溶液温度恢复至室温才能转移到容量瓶中。

⑤往容量瓶中转移溶液时，需要用玻璃棒引流；烧杯及玻璃棒应用蒸馏水洗涤2～3次，洗涤液也要注入容量瓶中。

⑥定容时，当液面接近瓶颈刻度线1～2cm处，应改用胶头滴管滴加。

例题解析

例1．下列实验操作错误的是___________

A．测定溶液pH的操作是：将湿润的pH试纸置于表面皿上，用玻璃棒蘸取溶液，点在pH试纸的中部，与标准比色卡进行比较。

B．容量瓶检漏的操作是：在容量瓶中注入适量的水，塞上玻璃瓶塞，左手五指托住瓶底，右手食指顶住瓶塞，反复倒置，观察是否漏水。

C．配制一定物质的量浓度的硫酸溶液时，先往容量瓶中加水，然后按计算结果将一定体积浓硫酸沿玻璃棒慢慢倒入容量瓶，最后加水至刻度，摇匀。

D．观察钾元素焰色反应的操作是：将铂丝放在稀盐酸中洗涤，然后蘸取固体氯化钾，置于煤气灯的火焰上进行灼烧，透过蓝色钴玻璃进行观察。

【解析】该题考察的是一些化学实验的基本操作。用pH试纸测定溶液pH值时，不能预先用水润湿，否则会引起待测液浓度减小，pH值改变；容量瓶使用之前必须要检查是否漏水，方法为：在容量瓶中注入适量水，塞上瓶塞，食指顶住瓶塞，另一只手托住瓶底，倒立过来，观察是否漏水，若不漏水，将瓶正立并将瓶塞旋转180°后，再次检验；容量瓶只能用于配制溶液，不能在其中直接溶解或稀释；焰色反应的关键是用于蘸取待测物的铂丝必须洁净，所以每次检测前后需蘸取盐酸清洗，清洗后放在火焰上灼烧，直至与原来火焰焰色相同为止，再蘸取待测物进行检验，以排除杂质的干扰。答案为A、B、C、D。

例2．某溶液含有较多的Na2SO4和少量的Fe2(SO4)3。若用该溶液制取芒硝（Na2SO4·10H2O)，可选择的操作有（1）加适量H2SO4溶液;（2）加金属钠;（3）结晶;（4）加过量NaOH溶液;（5）加强热脱结晶水；（6）过滤。正确的操作步骤是（）

A．(2)(6)(3) B．(4)(6)(1)(3)

C．(4)(6)(3)(5) D．(2)(6)(1)(3)(5)

【解析】在日常生活和工业生产中需要分离许多物质，要用到化学反应。选择化学试剂时注意（1）不引入新的杂质；（2）所加试剂一般过量，以保证将杂质全部除去，同时后续试剂须将过量的前一试剂除去；（3）过程简便、安全；（4）若存在多种杂质，注意所加除杂试剂顺序。根据题目要求，主要是除去Fe3＋，加过量的NaOH溶液将Fe3＋沉淀。将沉淀过滤后，过量的NaOH溶液用适量的H2SO4溶液除去。再结晶得Na2SO4·10H2O，即芒硝。

A、D选项用金属钠与水反应，实验不经济、不安全，且A未考虑加入过量试剂的问题，C 中最后一步加强热脱去结晶水，得不到芒硝，只能得到Na2SO4固体。选B。

例3．配制100mL、1.0mol·L-1的NaOH溶液，下列情况会导致溶液浓度偏高的是（）A．容量瓶使用前经蒸馏水清洗后没有干燥

B．配制过程中，未用蒸馏水洗涤烧杯和玻璃棒

C．俯视确定凹液面与刻度线相切

D．用敞口容器称量NaOH且时间过长

【解析】除了称量和试剂因素外，以下操作将引起误差：

(1)不洗涤烧杯、玻璃棒，造成所配制的溶液浓度偏低。(2)在烧杯中溶解固体或稀释浓溶液时，不放置至室温，而趁热转入容量瓶进行定容，所得溶液的浓度偏高。(3)定容后