上海高中化学三大实验公司内部档案编码：[OPPTR-OPPT28-OPPTL98-OPPNN08]
一、【海水资源及其综合利用】
【海水的综合利用】
从海水中提取大量的食盐、镁、溴、碘、钾等有用物质．从海水中提取食盐的方法很多，主要有太阳能蒸发法、电渗析法。在医药上，%的食盐溶液叫做生理盐水，在工业上，食盐是一种重要的化工原料．常用来生产烧碱、纯碱、液氯、盐酸、漂白粉等多种化工产品．综合利用图示如图所示
【粗盐提纯的实验室方法】
1.原理：粗盐中含有少量泥沙、可溶性的其它盐等杂质．泥沙不溶于水，可以将粗盐溶解后进行过滤而除去；对蒸发后得到的晶体进行洗涤，可除去其他可溶性盐．
2.实验仪器及用品：天平、烧杯、量筒、漏斗、铁架台及附件、酒精灯、玻璃棒、滤纸、蒸发皿、坩埚钳等．
3.实验步骤：称量→溶解→过滤→蒸发→洗涤．
4.注意事项：
①溶解食盐时，在保证食盐能完全溶解的前提下，水的用量要尽量少．由于食盐的溶解度一般在35g/100g水，故每溶解10g食盐需加入30mL左右的水．
②过滤操作中要注意：一贴（漏斗与滤纸的角度要吻合）、二低（滤纸边缘低于漏斗边缘；过滤液液面低于滤纸边缘）、三靠（烧杯尖口靠住玻璃棒；玻璃棒靠住滤纸三层处；漏斗颈端靠住盛液烧杯壁）．
③在将要蒸干时用小火加热，利用余热使食盐蒸干．如果将要蒸干时仍用大火加热，食盐晶体很容易飞溅出来．
④要用少量水的洗涤得到的精盐．这是因为得到的精盐中可能含有象氯化钾那样的易溶于水的物质．
⑤本实验多次用到玻璃棒，它起的作用如加速溶解、转移溶液、扩散热量等
【氯碱工业】
1.电解饱和食盐水溶液的反应原理．
阳极电极反应式（Fe棒）：2H++2e-=H2↑（H+得电子产生H2后，阴极区OH-浓度增大而显碱性）
阳极电极反应式（石墨）：2Cl--2e-=Cl2↑
电解的总化学方程式：2NaCl+H2O?2NaOH+H2↑+Cl2↑
2.设备：离子交换膜电解槽．离子交换膜电解槽主要由阳极、阴极、离子交换膜、电解槽框和导电铜棒等组成，每台电解槽由若干个单元槽串联或并联组成．电解槽的阳极用金属钛制成；阴极由碳钢网制成．
3.阳离子交换膜的作用：①把电解槽隔为阴极室和阳极室；②只允许Na+通过，而Cl-、OH-和气体则不能通过．这样，既能防止生成的H2和Cl2相混合而发生爆炸，又能避免C12进入阴极区与NaOH溶液作用生成NaClO而影响烧碱的质量．
题型一：海水利用注意问题
【例1】海水是一个巨大的化学资源库，下列有关海水综合利用的说法正确的是（）
A．利用潮汐发电是将化学能转化为电能
B．海水蒸发制海盐的过程中发生了化学变化
C．从海水中可以得到MgCl2，电解熔融MgCl2可制备Mg?
D．海水中含有溴元素，只需经过物理变化就可以得到溴单质
【解析】
A、利用朝汐发电是朝汐能转化为电能，没有发生化学反应，而化学能转化为电能必须要发生化学反应，故A错误；
B．海水中含有氯化钠，经过海水蒸发制得氯化钠，只发生了物理变化，没有发生化学变化，故B错误；
C．从海水中得到氯化镁后，可以电解熔融状态的氯化镁生成氯气和金属镁，故C正确；
D．海水中含有的溴元素是以Br-的形式存在，要转化为溴单质，元素必然降价，要发生还原反应，即只经过物理变化不能从海水中得到溴单质，故D错误；
故选C．
题型二：海水综合利用流程分析
【例2】海洋中有丰富的食品、矿产、能源、药物和水产资源，下图为海水利用的部分过程．
下列有关说法正确的是（）
A．制取NaHCO3的反应是利用其溶解度小于NaCl?
B．用澄清的石灰水可鉴别NaHCO3和Na2CO3
C．在工段③、④、⑤中，溴元素均被氧化
D．工业上通过电解饱和MgCl2溶液制取金属镁
【解析】
A．往精盐溶液中通氨气，得碳酸氢钠沉淀，说明碳酸氢钠的溶解度小于氯化钠，故A正确；
B．分别向碳酸钠和碳酸氢钠溶液中加入澄清石灰水，发生Na2CO3+Ca （OH）2=2NaOH+CaCO3↓、2NaHCO3+Ca（OH）2=Na2CO3+CaCO3↓+2H2O，均有白色沉淀产生，故B错误；
C．在工段③、④、⑤中，第④步中，SO2+2H2O+Br2=H2SO4+2HBr中S元素的化合价升高，则二氧化硫被氧化，溴元素被还原，故C错误；D．电解饱和MgCl2溶液，只能得到氢氧化镁沉淀，工业上采用电解熔融氯化镁的方法制取金属镁，故D错误；
故选A．
1、粗盐提纯的实验方案：
①步骤：粗盐溶解→加入过量的NaOH溶液→加入过量的BaCl2溶液→加入过量的Na2CO3-溶液→过滤→加入适量的盐酸→蒸发结晶?
②试剂作用：
加入过量的NaOH溶液除去Mg2+加入过量的BaCl2溶液除去SO42-
加入过量的Na2CO3溶液除去Ca2+，和过量的Ba2+
加入盐酸除去上述过量的NaOH和Na2CO3，调节溶液的酸碱度．
2、萃取：
（1）原理：利用溶质在两种互不相溶的溶剂里溶解度的不同，用一种溶剂把溶质从另一种溶剂中提取出来．
（2）操作步骤：1.混合震荡；2.静止分层；3.分液．
（3）注意事项：
1）萃取剂必须具备三点：
①萃取剂和原溶剂互不混溶；
②萃取剂和溶质互不发生反应；
③溶质在萃取剂中的溶解度远大于在原溶剂中的溶解度．
2）萃取常在分液漏斗中进行，分液是萃取操作中的一个步骤．分液时，打开分液漏斗的活塞，将下层液体从下口放出，当下层液体刚好放完时立即关闭活塞，不要让上层液体从下口流出，上层液体从分液漏斗上口倒出．
（4）卤单质在不同溶剂中的颜色
二、【硫酸铜晶体中结晶水含量的测定】
【基础知识精讲】
一、测定的原理和需要测定的数据
设硫酸铜晶体的化学式为CuSO4?xH2O，测定结晶水的含量就是要求我们用实验方法确定x的值．要确定x的值，必须知道H2O和CuSO4的物质的量．通过下式算出x：
要知道n（H2O）和n（CuSO4），必须先知道m（H2O）和m（CuSO4）．根据反应：CuSO4?xH2O—CuSO4+xH2O
则只要测定两个数据：①加热前晶体的质量m（CuSO4?xH2O）；②加热后（完全反应）CuSO4的质量为m（CuSO4）．两者之差为结晶水的质量．二、操作步骤和注意事项
（1）操作步骤
①研磨：在研钵中研碎硫酸铜晶体．
②称量：称量坩埚质量m，称坩埚和晶体的总质量为m1．（即获得第-个数据）
③加热：使硫酸铜晶体CuSO4?xH2O完全转化为无水硫酸铜CuSO4．
④冷却：将坩埚放在干燥器里冷却．
⑤称量：称量坩埚和无水硫酸铜的总质量m2．（即获得第二个数据）
重复③④⑤操作．若第二次称量的坩埚和无水硫酸铜的总质量与第一次的差小于，则实验成功；若大于，必须再重复③④⑤操作，直至两次的差小于为止．取平均值．
（2）计算结果：
（3）注意事项
①加热硫酸铜晶体用玻璃棒轻轻搅拌的目的是受热均匀，防止受热不均匀而引起固体飞溅，溅出坩埚．
②生成的无水硫酸铜要在干燥器中冷却，而不能在空气中冷却，是防止无水硫酸铜吸收空气中的水分．
③两次第五步的操作，质量差要小于，是为了保证实验的准确性和减小误差．
【例1】测定Cu（NO3）2?nH2O的结晶水含量，下列方案中肯定不可行的是（）
A．称量样品→加热→冷却→称量CuO
B．称量样品→加热→冷却→称量Cu（NO3）2
C．称量样品→加热→用已知质量的无水氯化钙吸收水蒸气并称量
D．称量样品→加NaOH→过滤→加热→冷却→称量CuO
【解析】Cu（NO3）2受热易分解，其分解反应为：2Cu（NO3）
22CuO+4NO2↑+O2↑．
A．称量样品→加热→冷却→称量CuO，根据硝酸铜分解的方程式以及氧化铜的质量可测定Cu（NO3）2?nH2O的结晶水含量，故A不选；
B．因硝酸铜易分解，称量样品→加热无法恰好使结晶水合物恰好分解为硝酸铜，故B选；
C．称量样品→加热→用已知质量的无水氯化钙吸收水蒸气并称量，根据水的质量以及结晶水合物的质量可以求解，故C不选；
D．称量样品→加NaOH将硝酸铜转化为氢氧化铜，→过滤→加热氢氧化铜分解生成氧化铜→冷却→称量CuO，根据铜原子守恒求解无水硝酸铜的质量，据此求解结晶水含量，故D不选；
故选B．
【例2】某学生测定CuSO4?xH2O晶体的x值，数据如下（已知x的理论值为）：
产生误差的可能原因是（）
A．硫酸铜晶体中含不挥发杂质
B．加热时有晶体溅出
C．实验前，晶体表面有吸附水
D．未做恒重操作
【解析】根据结晶水合物中，结晶水的质量=m（容器十晶体）-m（容器十无水硫酸铜），据化学方程式可以计算结晶水x的值，在测定中若被测样品中含有加热挥发的杂质或实验前容器中有水，都会造成测量结果偏高、偏低，结合x的理论值为，进行分析解答．
由表格中的数据，硫酸铜晶体的质量为，水的质量：，
则CuSO4xH2OCuSO4+xH2O，
160+18x18x
解得x≈＞5，测定结果偏大．
A．硫酸铜晶体中含不挥发杂质，会导致测定的硫酸铜的质量偏大，测定的水的质量偏小，故A错误；
B．加热过程中有少量晶体溅出，导致水的质量测定结果偏大，故B正确；
C．实验前，晶体表面有吸附水，加热后水挥发，而造成加热前后固体的质量差偏大，使x值偏大，故C正确；
D．未做恒重操作，会导致测定的硫酸铜的质量偏大，测定的水的质量偏小，故D错误；
故选BC．
该知识点属初中内容，但是是中学阶须四大定量测定方法之一。四个定量试验：测硫酸铜结晶水、测定中和热、中和滴定试验、标准溶液配制。
三、【中和滴定】
【中和滴定原理】
1、中和反应：酸+碱→正盐+水
如：①HCl+NaOH═NaCl+H2O
②H2SO4+2NaOH═Na2SO4+2H2O
③N3PO4+3NaOH═Na3PO4+3H2O
注意：
①酸和碱恰好完全中和，溶液不一定呈中性，由生成的盐性质而定．
②由于所用指示剂变色范围的限制，滴定至终点不一定是恰好完全反应时，但应尽量减少误差．
2、中和滴定原理
由于酸、碱发生中和反应时，反应物间按一定的物质的量之比进行，基于此，可用滴定的方法确定未知酸或碱的浓度．
对于反应：HA+BOH═BA+H2O
可得c（HA）V（HA）═c（BOH）V（BOH）
若取一定量的HA溶液（V足），用标准液BOH（已知准确浓度c标）来滴定，至终点时消耗标准液的体积可读出（V读）代入上式即可计算得c （HA）。
若酸滴定碱，与此同理
若酸为多元酸，HnA+nBOH═BnA+nH2O
则有关系：
3、滴定方法的关键
（1）准确测定两种反应物的溶液体积
（2）确保标准液、待测液浓度的准确
（3）滴定终点的准确判定（包括指示剂的合理选用）
4、滴定实验所用的仪器和操作要点
（1）仪器：酸式滴定管、碱式滴定管、滴定管夹（带铁架台）、锥形瓶（或烧杯+玻棒）、量筒（或移液管）．
（2）操作：①滴定前的准备：查漏、洗涤、润洗、充液（赶气泡）调液面、读数．②滴定：移液、滴加指示剂、滴定至终点、读数．③计算．（3）滴定管“0”刻度在上．
【滴定曲线和指示剂的选择】
1、酸碱指示剂
（1）酸碱指示剂的变色范围（pH值）
（2）根据滴定曲线和指示剂的发色范围选用指示剂．
①LNaOH滴定盐酸，酚酞和甲基均可使用，当然两者测定结果不同．
②L?NaOH溶液滴定L?CH3COOH溶液，恰好中和生成CH3COOCa，溶液呈弱碱性，选酚酞为指示剂，pH=8～10浅红色，误差小．
③用HCl滴定NH3．H2O，恰好中和生成NH4Cl，溶液呈弱酸性，选甲基橙为指示剂，～橙色，误差小．
④用HCl滴定L?Na2CO3溶液，第一步生成NaHCO3时，可选用酚酞为指示剂，由红色→浅红→无色．化学方程式为：Na2CO3+HCl═NaHCO3+NaOH 第二步生成碳酸（CO2↑+H2O），可选用甲基橙为指示剂，由黄色→橙色，化学方程式为：NaHCO3+HCl═NaCl+H2O+CO2↑
小结：
（1）指示剂的选择：（由滴定曲线可知）
①强酸强碱相互滴定，可选用甲基橙或酚酞．
②若反应生成强酸弱碱盐溶液呈酸性，则选用酸性变色范围的指示剂（甲基橙）；若反应生成强碱弱酸盐，溶液呈碱性，则选用碱性变色范围的指示剂（酚酞）
③石蕊试液因颜色变化不明显，且变色范围过宽，一般不作滴定指示剂．
（2）终点判断：（滴入最后一滴，溶液变色后，半分钟内不复原）
以一元酸和一元碱的中的滴定为例
因C标、V定分别代表标准液浓度、所取待测液体积，均为定值，代入上式计算．
但是实际中C标、V定都可能引起误差，一般可把各因素引起的误差转嫁到V读上，若V读偏大，则测定结果偏大；若V读偏小，则测定结果偏小，故通过分析V读的变化情况，可分析滴定的误差．
【引起误差可能因素】
（1）视（读数）
注意：①滴定管中液体读数时精确到；②一般需滴定2-3次，取其平均值
（2）洗（仪器洗涤）
正确洗法：
二管二洗--滴定管和移液管先用蒸馏水清洗多次，再用待装液润洗几次．
一瓶一洗--锥形瓶只能用蒸馏水洗．
注意：一般滴定管装标准液，锥形瓶里装待测液．
错误洗法导致结果：
①滴定管仅用水洗，使标准液变稀，故消耗标准液体积一定变大，V读变大，结果偏大．
②移液管仅用水洗，则待测液变稀，所取待测液溶质物质的量变少，V读变小，结果偏小．
③锥形瓶用待测液洗过，则瓶内待测液的溶质量偏多，V读偏大，结果偏大．
④第一次滴定完后，锥形瓶内液体倒去后，尚未清洗，接着第二次滴定，滴定结果如何，取决于上次滴定情况如何．
（3）漏（液体溅漏）
①滴定过程中锥形瓶内液体溅出，则结果偏小．
②终点已到，滴定管下端尖中级有液滴，则V读偏大，测定结果偏大．（4）泡（滴定管尖嘴气泡）
正确操作应在滴定前把尖嘴管中的气泡赶尽，最后也不能出现气泡．如滴定开始有气泡，后气泡消失，则结果偏大．若先无气泡，后有气泡，则结果偏小．
（5）色（指示剂变色控制与选择）
滴定时，眼睛应紧盯着锥形瓶内溶液的颜色变化．指示剂变色后应半分钟内不复原．如变色后立即复原，则结果偏小．另外，同一种滴定，选择的指示剂不同，测定结果不同．
（6）杂（标准物含杂）
用于配制标准液的固体应该是纯净物．但其中有可能混有杂质，称量时又按需标准物固体质量来称取的，帮一般均会产生误差，在此杂质又分两种情况：
①杂质与待测液不反应
如NaOH中含NaCl，所配的NaOH溶液浓度变小，滴定盐酸时，NaCl不参与反应，所需标准液的体积偏大，故测定结果偏大．
②若杂质与待测液反应，则应作具体分析．关键：比较与等物质的量的待测物反应消耗的杂质质量和标准物的质量．若消耗杂质的质量较大，则相当于削弱了原标准液的作用能力，故与一定量待测物反应时，消耗的标准体积变大，测定结果偏大．
或者可用等质量的杂质、标准物分别与待测物反应，根据消耗的待测物质量的多少来判断．如杂质作用待测物质量越多，说明作用能力被增强，故测定结果偏小．
【例1】已知某温度时CH3COOH的电离平衡常数为K．该温度下向
20mL?L-1CH3COOH溶液中逐滴加入L-1NaOH溶液变化），pH变化曲线如图所示（忽略温度），以下叙述正确的是（）
A．根据图中数据可计算出K值约为1×10-5
B．①②③点水的电离程度由大到小的顺序为：②＞③＞①
C．点①所示溶液中：c（CH3COO-）+c（OH-）=c（CH3COOH）+c（H+）
D．点③时c（CH3COOH）+（CH3COO-）=L
【解析】A．起点pH=3，由CH3COOHCH3COO-+H+可知，c（H+）=c
（CH3COO-）=10-3mol/L，该温度下醋酸的电离平衡常数K==1×10-5，故A正确；
B．酸或碱抑制水电离，①点溶液中含有酸，所以抑制水电离，②点呈中性，但溶质为醋酸钠和醋酸，醋酸电离程度等于醋酸根离子水解程度，水自然电离，③点溶质为醋酸钠，醋酸根离子水解促进水电离，所以
①②③点水的电离程度由大到小的顺序为：③＞②＞①，故B错误；C．点①是加入10ml氢氧化钠溶液和醋酸反应，得到溶液中是等浓度的醋酸和醋酸钠溶液，溶液呈酸性，则c（H+）＞c（OH-），醋酸的电离大于醋酸钠的水解，则c（CH3COO-）＞（CH3COOH），结合溶液中电荷守恒：c（CH3COO-）+c（OH-）=c（Na+）+c（H+）①，溶液中存在物料守恒：2c（Na+）=c（CH3COO-）+c（CH3COOH）②，①×2+②得到：c
（CH3COO-）+2c（OH-）=（CH3COOH）+2c（H+），则溶液中c（CH3COO-）+c（OH-）＞（CH3COOH）+c（H+），故C错误；
D．点③是加入20ml氢氧化钠溶液和醋酸反应，得到溶液中是醋酸钠溶液，结合溶液中存在物料守恒：c（Na+）=c（CH3COO-）+c（CH3COOH）=L，故D错误；
故选A．
【例2】下列有关实验误差分析中，错误的是（）
A．中和滴定实验中，盛装待测液的锥形瓶没有润洗，对实验结果无影响B．用容量瓶配制一定物质的量浓度的溶液，定容时俯视刻度线，所配溶液浓度偏低
C．用润湿的pH试纸测某溶液的pH，测定结果不一定有误差
D．测定中和热的实验中，将碱液缓慢倒入酸溶液中，所测中和热值偏低分析：A．盛装待测液的锥形瓶不能使用待测液润洗，否则待测液的物质的量偏大；
B．定容时俯视刻度线，则体积偏小；
C．中性溶液加水稀释pH不变；
D．测定中和热的实验中，将碱液缓慢倒入酸溶液中，会有热量散失到空气中