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知识大盘点：化学计算
四、化学计算
化学方程式计算的依据和单位应用
1.化学方程式有关计算的重要依据是化学反应前后的有关守恒关系。
(1)元素的种类及各元素的原子个数保持不变。
(2)质量守恒。
(3)对溶液反应，仍保持电中性。
(4)对氧化还原反应有得失电子守恒等。
2.依据同一化学方程式中的诸项比例关系进行计算。
(1)各物质间的质量比。
(2)系数比、物质的量比、微粒(分子)个数比。
(3)气体反应遵循阿伏加德罗定律。
(4)速率与相关物质的系数关系。
(5)热化学方程式中，反应热与反应物或生成物的量成正比。
3.注意
(1)注意代入方程式的量必须是纯量或折合为纯量。
(2)注意同一物质的某量单位要相同，不同物质的某量单位可以不同，即我们平时所说的：上下单位一致，左右单位相当。
(3)常用单位是：g、mol、L、mL等。
五、化学实验
(一)常见离子的检验
1.几种重要阳离子的检验
(1)H＋：能使紫色石蕊试液或橙色的甲基橙试液变为红色。
(2)Na＋、K＋：用焰色反应来检验时，它们的火焰分别呈黄色、浅紫色(通过钴玻片)。
(3)Ba2＋：能使稀硫酸或可溶性硫酸盐溶液产生白色BaSO4沉淀，且沉淀不溶于稀硝酸。
(4)Mg2＋：能与NaOH溶液反应生成白色Mg(OH)2沉淀，该沉淀能溶于NH4Cl溶液。
(5)Al3＋：能与适量的NaOH溶液反应生成白色Al(OH)3絮状沉淀，该沉淀能溶于盐酸或过量的NaOH溶液。
(6)Ag＋：能与稀盐酸或可溶性盐酸盐反应，生成白色AgCl沉淀，不溶于稀HNO3，但溶于氨水，生成[Ag(NH3)2]＋。
(7)NH：铵盐(或浓溶液)与NaOH浓溶液反应，并加热，放出使湿润的红色石蕊试纸变蓝的有刺激性气味的NH3气体。
(8)Fe2＋：能与少量NaOH溶液反应，先生成白色Fe(OH)2沉淀，迅速变成灰绿色，最后变成红褐色Fe(OH)3沉淀。或向亚铁盐的溶液里加入KSCN溶液，不显红色，加入少量新制的氯水后，立即显红色(2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－)。
(9)Fe3＋：能与KSCN溶液反应，变成血红色Fe(SCN)3溶液；能与NaOH溶液反应，生成红褐色Fe(OH)3沉淀。
(10)Cu2＋：蓝色水溶液(浓的CuCl2溶液显绿色)，能与NaOH溶液反应，生成蓝色的Cu(OH)2沉淀，加热后可转变为黑色的CuO沉淀。含Cu2＋溶液能与Fe、Zn片等反应，在金属片上有红色的铜生成。
2.几种重要的阴离子的检验
(1)OH－：能使无色酚酞、紫色石蕊、橙色的甲基橙等指示剂分别变为红色、蓝色、黄色。
(2)Cl－：能与硝酸银反应，生成白色的AgCl沉淀，沉淀不溶于稀硝酸，能溶于氨水，生成[Ag(NH3)2]＋。
(3)Br－：能与硝酸银反应，生成淡黄色AgBr沉淀，不溶于稀硝酸。
(4)I－：能与硝酸银反应，生成黄色AgI沉淀，不溶于稀硝酸；也能与氯水反应，生成I2，使淀粉溶液变蓝。
(5)SO24：能与含Ba2＋溶液反应，生成白色BaSO4沉淀，不溶于硝酸。
(6)SO23：浓溶液能与强酸反应，产生无色有刺激性气味的SO2气体，该气体能使品红溶液褪色。能与BaCl2溶液反应，生成白色BaSO3沉淀，该沉淀溶于盐酸，生成无色有刺激性气味的SO2气体。
(7)CO23：能与BaCl2溶液反应，生成白色的BaCO3沉淀，该沉淀溶于硝酸(或盐酸)，生成无色无味、能使澄清石灰水变浑浊的CO2气体。
(8)HCO3：取含HCO3盐溶液煮沸，放出无色无味CO2气体，气体能使澄清石灰水变浑浊。或向HCO3盐酸溶液里加入稀MgSO4溶液，无现象，加热煮沸，有白色沉淀MgCO3生成，同时放出CO2气体。
(9)NO3：浓溶液或晶体中加入铜片、浓硫酸加热，放出红棕色气体。
(二)分离、提纯和溶液配制等实验技能
1.分离与提纯的基本操作
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操作名称 |
适用范围 |
实例 |
操作要点 |
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过滤(溶液洗涤) |
溶物与不溶物的分离 |
粗盐提纯 |
一贴二低三靠；加水洗涤溶液除去吸附的离子 |
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结晶(重结晶) |
固体、液体分离溶解性不同的固体可溶物分离 |
食盐溶液的蒸发结晶，KNO3和NaCl混合物的分离 |
加热时不断用玻璃棒搅拌防止溅出，有较多固体析出时撤灯用余热将溶液蒸干 |
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蒸馏、分馏 |
沸点不同的液体混合物分离 |
石油中各馏分的分离，乙醇、乙酸、乙酸乙酯混合物中分离出乙酸乙酯 |
蒸馏烧瓶要垫石棉网，内部加碎瓷片，温度计水银球放在支管口略下的位置，冷却水和蒸气逆向 |
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萃取、分液 |
两种互溶液体的分离、两种不互溶液体的分离 |
用CCl4从碘水中分离出碘 |
分液漏斗装液不超过容积的3/4；两手握漏斗、倒转、用力振荡、反复，静置分层，分液 |
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洗气 |
气气分离(杂质气体与试剂反应) |
饱和食盐水除去Cl2中的HCl；溴水除去CH4中的C2H2 |
混合气通过洗气瓶，长进短出 |
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渗析 |
胶体与溶液中溶质的分离 |
除去淀粉胶体中的NaCl |
混合物装入半透膜袋中浸入蒸馏水中适当时间 |
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加热 |
杂质发生反应 |
除Na2CO3中 |
玻璃棒搅拌使受热均匀 |
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升华 |
分离易升华的物质 |
碘、萘等的提纯 |
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盐析 |
胶体从混合物中分离 |
硬脂酸钠溶液中加入食盐细粒；蛋清中加入饱和(NH4)2SO4 |
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离子交换 |
溶液中离子从液体中分离 |
软化 |
磺化媒软化硬水 |
2.常见物质分离提纯归纳
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混合物，括号内为杂质 |
所用试剂 |
分离方法 |
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NaOH(Na2CO3) |
Ca(OH)2 |
溶解、加试剂、过滤 |
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NaHCO3(Na2CO3) |
CO2 |
溶解、通入足量试剂、蒸发 |
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Na2CO3(NaHCO3) |
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加热 |
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NaCl(Na2CO3、NaHCO3) |
HCl |
加入足量试剂，蒸发 |
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CO2(HCl、SO2) |
饱和Na2CO3溶液 |
洗气 |
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CO(CO2) |
NaOH |
洗气 |
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CO2(CO) |
CuO |
加热 |
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O2(CO2) |
Na2O2 |
足量试剂充分反应 |
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NaCl(NH4Cl) |
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加热 |
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KI(I2) |
CCl4 |
加热升华或加试剂萃取 |
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Cl2(HCl) |
饱和NaCl溶液 |
洗气 |
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KNO3(NaCl) |
H2O |
重结晶过滤 |
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Fe2＋(Fe3＋) |
Fe |
过滤 |
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Fe3＋(Fe2＋) |
H2O2 |
加入足量试剂 |
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SiO2(CaCO3、CaO) |
HCl |
过滤 |
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烷(烯炔) |
溴水 |
洗气 |
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气态烷、烯、炔(H2S、CO2、SO2) |
NaOH溶液 |
洗气 |
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苯(甲苯) |
KMnO4酸性溶液 |
分液 |
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苯(苯磺酸) |
NaOH溶液 |
分液 |
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溴苯(溴) |
NaOH溶液 |
分液 |
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甲苯(乙醛) |
水 |
分液 |
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甲苯(苯酚) |
NaOH溶液 |
分液 |
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苯酚(苯) |
NaOH溶液、CO2 |
加NaOH溶液分液，取水层通入过量CO2，分液 |
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溴乙烷(乙醇) |
水 |
分液 |
续表
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混合物，括号内为杂质 |
所用试剂 |
分离方法 |
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乙醇(水) |
CaO |
蒸馏 |
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乙醇(NaCl) |
蒸馏 |
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乙酸(甲酸) |
醋酸钠晶体 |
蒸馏 |
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乙酸乙酯(乙酸、乙醇) |
饱和Na2CO3溶液 |
分液 |
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硬脂酸钠溶液(NaCl) |
半透膜 |
渗析 |
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硬脂酸钠溶液(甘油) |
NaCl粉末 |
盐析、过滤 |
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蛋白质(饱和硫酸铵溶液) |
半透膜 |
渗析 |
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硝基苯(硝酸) |
NaOH溶液 |
分液 |
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淀粉溶液(NaCl) |
半透膜 |
渗析 |
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甲烷(H2S) |
NaOH溶液或CuSO4溶液 |
洗气 |
3.化学灼伤的急救措施
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灼烧物质 |
急救措施 |
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各种酸(浓硫酸、硝酸、冰醋酸等) |
立即用水冲洗，接着用3%～5%的碳酸氢钠溶液中和，最后用水清洗，必要时涂上甘油。如果出现水泡，应涂上紫药水。当皮肤沾上浓硫酸时，切忌用水冲洗，以免硫酸水合时放热而加重伤势，正确处理方法是先用干棉布吸去浓硫酸，再用流水冲洗后处理方法同上。 |
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氢氟酸 |
先立即用流水长时间冲洗(15～30 min)，然后用3%～5%碳酸氢钠溶液湿敷，再涂上33%的氧化镁甘油糊剂或敷上1%的氢化可的松软膏。 |
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各种碱(氢氧化钠、氢氧化钾、氨水等) |
先用大量水冲洗，然后涂上2%的硼酸或2%的醋酸。 |
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溴 |
先用大量水冲洗，再用1体积氨水(22.5%)、1体积松节油和10体积酒精(95%)的混合液涂敷。 |
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磷 |
立即用水冲洗，再用3%～5%的碳酸氢钠溶液浸泡，以中和生成的磷酸。然后用2%的硫酸铜溶液冲洗，使磷转化为难溶的磷化铜。再用水冲洗残留的硫酸铜溶液，最后按灼烧伤处理。切不可使伤口暴露在空气中或用油脂类涂敷。 |
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酚 |
用浸了甘油或酒精的棉球抹去污物，再用清水冲洗干净，最后再用硫酸钠饱和溶液湿敷。也可用4体积酒精(75%)和1体积0.5 mol·L－1的氯化铁溶液组成的混合液洗。不可用热水冲洗污物，否则会加重损伤。 |
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