高中化学-物质研究的基本方法

一篇关于高中化学必修一物质研究的基本方法知识点思维导图，包含了研究物质的实验方法、 溶液组成的定量研究等内容。

物质研究的基本方法

• 研究物质的实验方法
  • 物质的分离与提纯
    • 过滤
      • 玻璃棒（引流），烧杯，漏斗，滤纸
      • 用来分离不溶性固体与液体
      • 去除水中的沙石
    • 结晶
      • 蒸发结晶
        • 玻璃棒（搅拌），蒸发皿
        • 通过升温让溶剂脱离溶液使溶液达到饱和状态（溶解度受温度变化较小） 温度升高——溶剂不断减少——浓度升高——达到饱和浓度——析出晶体
        • NaCl溶液结晶
      • 降温结晶
        • 利用物质溶解度降低使物质析出（溶解度受温度变化影响大） 温度降低——溶解度下降——溶解度降至当前溶液浓度——析出晶体
        • KNO3溶液结晶
    • 萃取
      • 分液漏斗
      • 利用物质在两种互不相容的溶剂里的溶解度不同，用一种溶剂把物质从它与另一种溶剂所组成的溶液里提取出来
      • 用CCl4提取碘水中的碘
      • 萃取剂的选取原则
        • 和原溶剂互不相容且有一定的密度差
        • 不能与原溶剂发生反应
        • 不易挥发
        • 溶质在萃取剂中的溶解度远大于在原溶液中的溶解度
    • 蒸馏
      • 蒸馏烧瓶，冷凝管，牛角管，温度计
      • 用来分离沸点不同但互溶的液体溶剂
      • 石油炼制
      • 加热温度不能超过混合物中沸点最高的物质的沸点
    • 分液
      • 分液漏斗
      • 用来分离互不相容，密度不同的溶剂的方法
      • 分离植物油和水
      • 下层液体从下端流出，上层液体从上口倒出
  • 物质的检验
    • 常见离子的检验
      • NH4+离子检验
        • 铵盐与强碱溶液混合加热时有刺激性气味的氨气放出，氨气能使湿润的红色石蕊试纸变蓝
      • Cl-离子检验
        • 盐酸，NaCl溶液和NH4Cl溶液中的氯离子能够与AgNO3中的Ag+离子反应，生成白色的AgCl沉淀，该沉淀不溶于稀硝酸
      • SO42-离子检验
        • 溶液中的SO42-离子能与BaCl2中的Ba+离子反应，生成白色的BaSO4沉淀，该沉淀不溶于稀盐酸
    • 焰色反应
      • 利用许多金属或它们的化合物在火焰上灼烧会使火焰呈现出特殊的颜色来检验金属离子的存在的方法（物理变化）
      • Li（紫红色），Ca（砖红色），Na（黄色），Sr（洋红色），Ba（黄绿色），Cu（绿色），k（紫色，需要通过蓝色钴玻璃）
• 溶液组成的定量研究
  • 物质的量浓度
    • 性质：单位体积溶液（不是溶剂）中所含溶质的物质的量
    • 单位：mol.L的-1次方
    • 物质的量浓度=溶质的物质的量÷溶液的体积
  • 一定物质的量浓度的溶液的配制
    • 操作步骤
      • 计算——称量——溶解——转移——洗涤——定容——摇匀——装瓶
    • 步骤说明
      • ①计算：计算配置一定物质的量浓度的溶液所需溶质的质量或液体的体积，计算溶质的质量或液体体积时需注意所配溶液的体积要按所选容量瓶的规格进行计算 ②称量或量取：溶质是固体时，要用天平称量；溶质是液体时，要用量筒量取 ③转移和洗涤：向容量瓶转移溶液时，要用玻璃棒引流，以防溶液溅出，待烧杯中的溶液转移完后，要用少量蒸馏水对烧杯内壁和玻璃棒进行2~3次洗涤，并将洗涤液一并转移到容量瓶中（确保溶质完全溶入溶液），轻轻摇动容量瓶，使溶液混合均匀 ④定容：向容量瓶中加水至液面离刻度线1~2厘米处时，改用胶头滴管加水至溶液凹液面与刻度线相切。盖好瓶塞，反复上下颠倒，摇匀
    • 注意事项
      • ①托盘天平精确度为0.1g，不能精确到0.01g ②烧杯中的溶液必须先冷却到室温，再用玻璃棒引流至容量瓶中 ③转移溶液时，若有少量溶液洒在容量瓶外，需要重新配置 ④加水定容时，若液面超过了刻度线，必须重新配置，不能用胶头滴管吸出 ⑤定容时，视线要与凹液面齐平
  • 容量瓶的使用
    • 检验是否漏水的方法
      • 加水——倒立——观察——正立——瓶口旋转180°——倒立——观察——正立 若两次倒立均不漏水，则可以使用
    • 容量瓶具有一定规格，只能配置容量瓶上规定体积的溶液，不能配置任意体积的一定物质的量浓度的溶液（240mL的溶液需要用250mL的容量瓶）
    • 容量瓶瓶颈上有一刻度线以标示体积，在容量瓶标记的温度下，当溶液的凹液面与容量瓶的刻度线正好相切时，容量瓶中溶液的体积等于容量瓶的规格
    • 不能加热，不能长期储存溶液，不能溶解固体，不能用玻璃棒搅拌，转移溶液时需要用玻璃管引流
  • 溶液配置过程中的误差分析
    • 导致浓度偏低的失误
      • 称量
        • ①药品，砝码左右位置颠倒（用到砝码）
        • ②配置NaOH溶液时，称量时间过长，使NaOH潮解，质量变小
        • ③配置NaOH溶液时，称量过程中用到滤纸，使NaOH潮解，质量变小
      • 转移
        • ①转移溶液时有少量溶液溅到容量瓶外 ②转移溶液时未洗涤烧杯和玻璃棒
      • 定容
        • ①定容时，加水超过刻度线，用胶头滴管吸出，使液面与刻度线相切 ②定容时仰视刻度线 ③定容摇匀时，发现液面低于刻度线，补加水至刻度线
    • 导致浓度偏高的失误
      • 转移
        • ①溶解后，溶液未冷却至室温就转移到容量瓶中定容
      • 定容
        • ①定容时俯视刻度线