高二化学实验温度计使用技巧及常见物质分离提纯方法

在学习新知识的同时，也不可忽视对旧知识的复习，这一过程虽然必要，但确实会带来一定的疲惫感。因此，科学合理的劳逸结合至关重要。只有保持充沛的精力，才能更高效地迎接新的挑战，实现事半功倍的学习效果。下面，我们将为大家详细梳理高二化学的核心知识点笔记，希望能为同学们的学习提供有力的支持。

### 实验中温度计的使用情况及常见应用

在化学实验中，温度计的使用至关重要，其应用场景主要分为以下三种情况：

1. **测量反应混合物的温度**
此类实验需要精确掌握反应混合物的温度，因此温度计应插入混合物中央位置。典型应用包括：
– **测量物质溶解度**：通过精确控制温度，观察物质溶解度的变化。
– **实验室制乙烯**：在强酸催化下，乙醇脱水生成乙烯时，需监测反应温度以控制产物纯度。

2. **测量蒸气的温度**
此类实验主要用于测定物质的沸点，因为液体沸腾时，蒸气温度与液体温度一致。典型应用包括：
– **实验室蒸馏石油**：通过控制蒸气温度，分离不同沸点的烃类。
– **测定乙醇的沸点**：验证乙醇的物理性质，为后续实验提供数据参考。

3. **测量水浴温度**
当实验需要维持反应物温度的相对稳定时，常采用水浴加热，此时温度计应插入水浴中。典型应用包括：
– **研究温度对反应速率的影响**：通过控制水浴温度，观察反应速率的变化规律。
– **苯的硝化反应**：该反应对温度敏感，需精确控制水浴温度以避免副反应。

### 常见需要塞入棉花的实验及其作用

在部分化学实验中，温度计或导管口需要塞入棉花，其主要作用如下：

– **热KMnO₄制氧气**：防止高锰酸钾粉末进入导管，影响气体纯度。
– **制乙炔和收集NH₃**：
– **制乙炔**：防止实验中产生的泡沫涌入导管，确保气体顺利导出。
– **收集NH₃**：防止氨气与空气对流，从而缩短收集时间，提高实验效率。

### 常见物质分离提纯的10种方法

物质分离与提纯是化学实验的核心环节，以下列举10种常用方法：

1. **结晶和重结晶**
利用物质在溶液中溶解度随温度变化的差异，如NaCl、KNO₃等，通过控制温度使目标物质结晶析出。

2. **蒸馏冷却法**
适用于沸点差异较大的物质分离，如乙醇与水的混合物。通过加入新制的CaO吸收部分水分，再进行蒸馏，可提高乙醇纯度。

3. **过滤法**
基于溶质与不溶物的物理性质差异，通过过滤分离。例如，从泥沙中提取食盐。

4. **升华法**
适用于具有升华性质的物质，如SiO₂或I₂。通过加热使固体直接变为气体，再冷凝回收。

5. **萃取法**
利用物质在不同溶剂中的溶解度差异，如用CCl₄萃取水中的I₂。

6. **溶解法**
通过选择性溶解实现分离，如Fe粉与Al粉的混合物，可溶于NaOH溶液，而Al不溶，过滤后分离。

7. **增加法**
将杂质转化为所需物质，如：
– **CO₂(CO)**：通过热的CuO，CO被氧化为CO₂。
– **CO₂(SO₂)**：通过NaHCO₃溶液，SO₂被转化为Na₂SO₃沉淀。

8. **吸收法**
利用特定试剂吸收杂质气体，如：
– **N₂(O₂)**：混合气体通过加热的铜网，O₂被还原为Cu₂O。

9. **转化法**
通过化学反应使物质易于分离，再还原回原状态，如：
– **Al(OH)₃、Fe(OH)₃**：先加入NaOH溶液溶解Al(OH)₃，过滤后加酸使NaAlO₂转化为Al(OH)₃沉淀。

### 常用的去除杂质方法10种

去除杂质是实验操作的重要环节，以下列举10种常用方法：

1. **杂质转化法**
– **苯中的苯酚**：加入NaOH使苯酚转化为易溶于水的酚钠，与苯分离。
– **Na₂CO₃中的NaHCO₃**：加热分解NaHCO₃，生成Na₂CO₃和CO₂。

2. **吸收洗涤法**
– **CO₂中混有的HCl和水**：先通过饱和NaHCO₃溶液吸收HCl，再通过浓硫酸干燥。

3. **沉淀过滤法**
– **硫酸亚铁溶液中的硫酸铜**：加入过量铁粉，Cu²⁺被还原为Cu单质沉淀，过滤后除杂。

4. **加热升华法**
– **碘中的沙子**：加热使碘升华，冷凝后收集纯碘。

5. **溶剂萃取法**
– **水中含有的溴**：利用溴在有机溶剂中的溶解度，通过萃取分离。

6. **溶液结晶法（结晶和重结晶）**
– **硝酸钠溶液中的氯化钠**：降低温度使硝酸钠结晶析出，实现分离。

7. **分馏蒸馏法**
– **酒精中的杂质**：通过多次蒸馏，利用酒精与杂质沸点差异提纯。

8. **分液法**
– **苯和水的分离**：利用苯与水不互溶且密度差异，通过分液漏斗分离。

9. **渗析法**
– **胶体中的离子**：如除去氢氧化铁胶体中的Cl⁻，通过半透膜渗析。

### 高二化学知识点归纳

#### 一、研究物质性质的方法和程序
1. **基本方法**：观察法、实验法、分类法、比较法。
2. **分析程序**：通过比较观察现象，进行综合分析、推论，最终概括出科学结论。

#### 二、钠及其化合物的性质
1. **钠在空气中缓慢氧化**：
4Na + O₂ → 2Na₂O。
2. **钠在空气中燃烧**：
2Na + O₂（点燃）→ Na₂O₂。
3. **钠与水反应**：
2Na + 2H₂O → 2NaOH + H₂↑，现象包括：
– 钠浮在水面上；
– 熔化为银白色小球；
– 在水面上四处游动；
– 伴有嘶嘶响声；
– 滴加酚酞后溶液变红。
4. **过氧化钠与水反应**：
2Na₂O₂ + 2H₂O → 4NaOH + O₂↑。
5. **过氧化钠与二氧化碳反应**：
2Na₂O₂ + 2CO₂ → 2Na₂CO₃ + O₂↑。
6. **碳酸氢钠受热分解**：
2NaHCO₃（△）→ Na₂CO₃ + H₂O + CO₂↑。
7. **氢氧化钠与碳酸氢钠反应**：
NaOH + NaHCO₃ → Na₂CO₃ + H₂O。
8. **碳酸钠溶液中通入二氧化碳**：
Na₂CO₃ + CO₂ + H₂O → 2NaHCO₃。

#### 三、氯及其化合物的性质
1. **氯气与氢氧化钠反应**：
Cl₂ + 2NaOH → NaCl + NaClO + H₂O。
2. **铁丝在氯气中燃烧**：
2Fe + 3Cl₂（点燃）→ 2FeCl₃。
3. **制取漂白粉**：
2Cl₂ + 2Ca(OH)₂ → CaCl₂ + Ca(ClO)₂ + 2H₂O。
4. **氯气与水反应**：
Cl₂ + H₂O → HClO + HCl。
5. **次氯酸钠在空气中变质**：
NaClO + CO₂ + H₂O → NaHCO₃ + HClO。
6. **次氯酸钙在空气中变质**：
Ca(ClO)₂ + CO₂ + H₂O → CaCO₃↓ + 2HClO。

#### 四、以物质的量为中心的物理量关系
1. **物质的量**：
n(mol) = N / Nₐ（摩尔数 = 粒子数 / 阿伏伽德罗常数）。
2. **质量与物质的量**：
n(mol) = m / M（摩尔数 = 质量 / 摩尔质量）。
3. **标准状况下气体物质的量**：
n(mol) = V / Vₘ（摩尔数 = 体积 / 标准摩尔体积，22.4L/mol）。
4. **溶液中溶质的物质的量**：
n(mol) = c × V（摩尔数 = 浓度 × 体积）。

#### 五、胶体
1. **定义**：分散质粒子直径介于1~100nm的分散系。
2. **胶体性质**：
– 丁达尔现象；
– 聚沉；
– 电泳；
– 布朗运动。

### 高二化学知识点总结

#### 一、水溶液
1. **水的电离**：
H₂O ⇌ H⁺ + OH⁻，水的离子积常数K = [H⁺][OH⁻]，25℃时K = 1.0×10⁻¹⁴ mol²·L⁻²。温度升高，K增大。
2. **溶液的酸碱度**：
– 中性溶液：[H⁺] = [OH⁻] = 1.0×10⁻⁷ mol·L⁻¹，pH = 7。
– 酸性溶液：[H⁺] > [OH⁻]，pH < 7。
– 碱性溶液：[H⁺] 7。
3. **电解质在水溶液中的存在形态**：
– **强电解质**：在稀溶液中完全电离，如强酸、强碱和大多数盐，电离方程式用“=”表示。
– **弱电解质**：部分电离，如弱酸、弱碱、水和少数盐，电离方程式用“⇌”表示。

#### 二、弱电解质的电离及盐类水解
1. **弱电解质的电离平衡**：
– **电离平衡常数**：在特定条件下，弱电解质电离产物浓度乘积与未电离分子浓度之比，如CH₃COOH ⇌ CH₃COO⁻ + H⁺，电离平衡常数越大，H⁺浓度越高。
– **影响电离平衡的因素**：
– 加水、加冰醋酸、加碱、升温，使平衡正向移动；
– 加NaOH固体、加浓盐酸、降温，使平衡逆向移动。
2. **盐类水解**：
– **水解实质**：盐电离出的离子与水电离的H⁺或OH⁻结合生成弱酸或弱碱，打破水的电离平衡。
– **水解类型及规律**：
– 强酸弱碱盐水解显酸性（如NH₄Cl + H₂O ⇌ NH₃·H₂O + HCl）。
– 强碱弱盐水解显碱性（如CH₃COONa + H₂O ⇌ CH₃COOH + NaOH）。
– 强酸强碱盐不水解。
– 弱酸弱碱盐双水解（如Al₂S₃ + 6H₂O → 2Al(OH)₃↓ + 3H₂S↑）。

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