化学中常用的实验方法
按选择原料、确定原理、设计路径、控制条件、分离提纯的流程设计制备方案，观察浓盐酸与二氧化锰制氯气；掌握蒸发结晶与冷却结晶、重结晶、蒸馏、萃取和分液的适用条件，并从碘水中萃取碘；学会焰色试验与沉淀法、气体法检验离子；理解物质的量浓度并配制 100 mL 1.000 mol·L⁻¹ 氯化钠溶液。
这一页讲的是必修第一册 第1章 化学研究的天地 · 化学中常用的实验方法里的「化学中常用的实验方法」，教材要求做到：能选择结晶、蒸馏或萃取分离给定混合物，并说明操作顺序。。它不是凭空出现的——要先会「物质的量」，这一页才读得顺。学完之后，它会直接支撑「海水中的氯」。下面配了 8 道诊断题，其中基础 2 道、进阶 6 道，答案与解析全部公开；先自己做一遍，再对照解析找断点。
掌握标准
- 能选择结晶、蒸馏或萃取分离给定混合物，并说明操作顺序。
- 能写出配制一定物质的量浓度溶液的步骤，并完成稀释计算。
先修关系
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诊断题（共 8 道，答案与解析全公开）
第 1 题 基础
分离两种互不相溶的液体，且两种液体均不挥发，应选用的操作是（ ）
- 过滤
- 蒸发结晶
- 分液
- 蒸馏
看答案与解析
答案：C
解析：分液是把两种互不相溶的液体分开的操作，静置后液体分层，再借分液漏斗分别放出，符合题意。过滤分离固体与液体，蒸发结晶从溶液中析出固体溶质，蒸馏分离沸点差别较大的液体，都不适用于互不相溶的两种液体分层。故选 C。
第 2 题 进阶
用四氯化碳从碘水中萃取碘，静置分层后，分液操作的规范做法是（ ）
- 上层液体从分液漏斗下口放出，下层液体从上口倒出
- 下层液体从下口放出，上层液体从上口倒出
- 上下两层液体都从分液漏斗的下口放出
- 先倒出上层液体，再由下口放出下层液体
看答案与解析
答案：B
解析：四氯化碳的密度比水大，溶有碘的四氯化碳层在下层，水层在上层。分液时旋开活塞使下层液体从下口慢慢流入锥形瓶，当两层液体的交界面进入活塞孔时关闭活塞，再把上层液体从上口倒出，这样可以避免上层液体流经活塞时被残留的下层液体污染。故选 B。
第 3 题 进阶
做焰色试验观察钾元素的焰色时，需要透过蓝色钴玻璃，其主要作用是（ ）
- 增强钾的紫色，使焰色更明亮
- 滤去钠的黄光，排除钠元素对钾焰色的干扰
- 提高火焰温度，使钾盐更容易灼烧
- 吸收钾盐中的水分，防止火焰跳动
看答案与解析
答案：B
解析：钾的焰色为紫色，但含钾物质中常混有钠，钠的焰色为黄色且非常明亮，会把钾的紫色掩盖。蓝色钴玻璃能滤去黄光，从而去除钠的干扰，使钾的紫色可以观察。钴玻璃并不增强焰色、不改变火焰温度，也不能除去盐中的水分。故选 B。
第 4 题 挑战
检验某无色溶液中是否含有硫酸根离子，下列操作与对应的判断正确的是（ ）
- 直接向溶液中加入氯化钡溶液，只要出现白色沉淀就说明含硫酸根离子
- 先向溶液中加入稀盐酸，无沉淀和气泡产生，再加入氯化钡溶液，出现白色沉淀说明含硫酸根离子
- 向溶液中加入稀盐酸，只要产生无色气泡就说明含硫酸根离子
- 用铂丝蘸取溶液做焰色试验，透过蓝色钴玻璃观察即可确定硫酸根离子
看答案与解析
答案：B
解析：先加稀盐酸是为了排除干扰：若含碳酸根、亚硫酸根会产生气泡，若含银离子会生成白色沉淀，这些现象都没有才能说明原溶液不含此类离子。随后加入氯化钡溶液，产生的白色沉淀是硫酸钡，它不溶于稀盐酸，据此确认硫酸根离子存在。只加氯化钡时碳酸根、亚硫酸根、银离子同样会生成白色沉淀，会造成误判；气泡与焰色都不能说明硫酸根。故选 B。
第 5 题 基础
蒸馏是将液体加热汽化后再____蒸气的操作，可用于把溶剂从含高沸点溶质的溶液中分离出来。
看答案与解析
答案：冷凝
解析：蒸馏包含汽化和冷凝两个环节：液体受热汽化，蒸气经冷凝管冷却重新变成液体而被收集。据此可把海水中的无机盐除去得到淡水，也可分离沸点差别较大的液体混合物。若只答汽化则缺少了把蒸气变回液体的关键一步。
第 6 题 进阶
用氯化钠固体配制 100 mL 1.000 mol/L 的氯化钠溶液，需要称取氯化钠固体的质量为____g（摩尔质量取 58.5 g/mol）。
看答案与解析
答案：5.850
解析：先求溶质的物质的量：n 等于 c 乘 V，即 1.000 mol/L 乘 0.100 L 等于 0.100 mol。再由质量等于物质的量乘摩尔质量，得 0.100 mol 乘 58.5 g/mol 等于 5.850 g。依据是物质的量浓度的定义式与质量、摩尔质量的换算关系。
第 7 题 挑战
现有一份混有少量氯化钾的硝酸钾粉末，请说明提纯硝酸钾的方案要点及依据。
看答案与解析
答案：将样品溶于适量热水中配成浓溶液；趁热过滤后冷却结晶，硝酸钾的溶解度随温度降低明显减小而大量析出，氯化钾因含量少且溶解度变化较小留在母液中；过滤分离晶体，必要时用少量冷水洗涤并重复一次重结晶以提高纯度。
解析：提纯思路来自两者溶解度曲线的差异：硝酸钾的溶解度随温度升高增长很快，氯化钾则变化平缓，因此采用冷却结晶而不是蒸发结晶。先热溶保证样品全部溶解，趁热过滤除去不溶性杂质，再降温使硝酸钾析出，最后过滤洗涤得到较纯的晶体。
第 8 题 进阶
用 2.0 mol/L 的盐酸配制 250 mL 0.5 mol/L 的稀盐酸，需要 2.0 mol/L 盐酸的体积是多少 mL？
看答案与解析
答案：62.5
解析：稀释过程中溶质的物质的量不变，故 c1V1 等于 c2V2。代入得 2.0 mol/L 乘 V1 等于 0.5 mol/L 乘 250 mL，解得 V1 等于 62.5 mL，即量取 62.5 mL 浓盐酸加水稀释至 250 mL。依据是溶液稀释前后溶质物质的量守恒。
课标对应
…能识别化学中常见的物质模型和化学反应的理论模型，能将化学事实和理论模型之间进行关联和合理匹配…
《课程标准》原文节选（che-2017:G.NR.80）
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