志鸿优化设计届高考化学教学案第十单元化学实验基础第1节化学实验常用仪器和基本操作.docx
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志鸿优化设计届高考化学教学案第十单元化学实验基础第1节化学实验常用仪器和基本操作
第十单元 化学实验基础
第1节 化学实验常用仪器和基本操作
1.了解化学实验是科学探究过程中的一种重要方法。
2.了解化学实验室常用仪器的主要用途和使用方法。
3.掌握化学实验的基本操作。
4.能识别化学品安全使用标示,了解实验室一般事故的预防和处理方法。
一、常见仪器的用途及注意事项
1.加热仪器——酒精灯
2.可加热仪器
(1)直接加热的仪器
仪器图形与名称
主要用途
使用方法和注意事项
试管
少量试剂的反应容器,收集少量气体,或装配成小型气体发生器等
液体不超过容积的________;
加热固体时试管口应________
蒸发皿
浓缩溶液、蒸干固体
浓缩蒸发时要用________搅拌,________时停止加热
坩埚
灼烧少量固体
移动坩埚时要用________夹取
(2)间接加热的仪器(隔石棉网加热的仪器)
仪器图形与名称
主要用途
使用方法和注意事项
固—液或液—液反应器
①给液体加热时,要放入一些__________,防止暴沸
锥形瓶
常用于中和滴定,也可作反应器
酸碱中和滴定时,不需要干燥,不能用待装液润洗
烧杯
配制溶液、作反应器、给试管水浴加热
②配制溶液时,溶解固体、转移液体均需要______
3.计量仪器
仪器图形与名称
主要用途
使用方法和注意事项
天平(附砝码)
称量药品(及仪器)的质量(精度0.1g)
(1)称前先调____;
(2)托盘上应垫纸,腐蚀性药品应盛于__________内称量;
(3)左盘放________,右盘放______;
(4)1g以下用游码
量筒
量取液体的体积(精度0.1mL)
(1)__________________加热;
(2)不可用于配液或作反应容器;
(3)应根据量取液体的体积选用合适的规格,规则为“大而近”;
(4)量程刻度在上(量筒底面即为零——故不标“0”)
______
用于精确配制________________的溶液
(1)根据要求选用一定规格的容量瓶;
(2)溶液转入时要用____引流;
(3)加水至距刻度线1~2cm时,改用__________逐滴加水,使溶液凹面最低点恰好与刻度线水平相切;
(4)______贮存配好的溶液,应将配好的溶液装入试剂瓶中;
(5)______配制冷或热的溶液
______ ______
(1)滴定操作的精确量器;
(2)精确量取液体体积(精度0.01mL)
(1)使用前,首先检查滴定管是否______;
(2)酸式滴定管用来盛装______________溶液,不能盛装______溶液;
(3)碱式滴定管用来盛装________溶液,不能盛装________溶液和________溶液
4.常用分离提纯仪器
仪器图形与名称
主要用途
使用方法和注意事项
漏斗 ______
(1)①向小口容器中转移液体;
②漏斗加滤纸后,可过滤液体;
(2)长颈漏斗用于装配气体发生装置
(1)①制作过滤器时,滤纸紧贴漏斗壁,用水润湿,注意不得留有气泡;
②滤纸低于______边缘,液体低于________边缘;
(2)制取气体应将长管末端插入______下,防止气体逸出
分液漏斗
(1)萃取,分液;
(2)用于随时添加液体
(1)注意活塞处不得渗漏;
(2)分离液体时,下层液体由____口流出,上层液体由____口倒出
洗气瓶
除去气体中的杂质
(1)一般选择能与杂质气体反应的试剂作吸收液;
(2)装入液体量不宜超过其容积的2/3;
(3)气体的流向为__________
干燥管
用于干燥或吸收某些气体,干燥剂为粒状,常用CaCl2、______等
(1)注意干燥剂或吸收剂的选择;
(2)一般为____口进气,____口出气
即时训练1
(1)下列是中学化学实验中常见的实验仪器。
下列实验中,上述仪器被正确选用的是__________。
①用B量取8.80mL稀硫酸
②乙酸乙酯与饱和Na2CO3溶液的分离常用A
③干燥氨气需用G或H
④配制一定物质的量浓度的NaCl溶液需用F
⑤粗盐提纯需用F和D
⑥酸碱中和滴定需用E
(2)下列有关实验的叙述正确的是________。
①用托盘天平称取25.20gNaCl固体
②用25mL碱式滴定管量取14.80mL1mol·L-1KMnO4溶液
③量筒、滴定管、分液漏斗、长颈漏斗、容量瓶等仪器在使用前必须检验是否漏水
④烧瓶、坩埚、烧杯等仪器均可直接在酒精灯上加热
⑤用温度计测量出酒精的沸点为78.5℃
⑥分液的操作:
静置分层后将分液漏斗中下层液从下口放出,再将上层液从上口倒出
⑦冷凝管的使用:
冷却水下口进,上口出
二、实验的基本操作
1.药品的取用
向试管中加粉末状固体药品
液体的倾倒
取用药品
固体药品[
液体药品
块状
粉末状
一定量
少量
多量
一定量
所用仪器
2.试纸的使用
(1)类型及作用
——定性检验__________
——定量(粗测)检测__________强弱
——检验SO2等有__________性的物质
——检验Cl2等有__________性的物质
(2)使用方法
①检验液体:
取一小块试纸放在表面皿或玻璃片上,用_________________________,观察试纸颜色变化。
②检验气体:
一般先将试纸用蒸馏水__________,粘在玻璃棒的一端,并使其接近试管口,观察颜色变化。
特别提示:
①试纸不可浸入溶液中也不能与管口接触,防止污染试剂;②除pH试纸外,其他试纸在检验气体时必须用蒸馏水润湿,切记pH试纸不能润湿,如果润湿可能使测量结果不准确。
3.玻璃仪器的洗涤
(1)标准
洗净的标准:
内壁附着均匀水膜,不聚滴,也不成股流下。
(2)附着物的清洗
①附着有难溶于水的碱、碱性氧化物、碳酸盐,选用__________洗。
②附着有MnO2用________洗。
③附着有油污用__________________________清洗。
④附着有“铜镜”“银镜”用________溶解。
⑤附着有S用________洗。
⑥附着有I2用________洗。
即时训练2下列有关实验的叙述中正确的是________。
①用湿润的蓝色石蕊试纸检验NH3
②用湿润的pH试纸测定某溶液的pH
③取用固体药品一定要用镊子夹取
④用干燥的淀粉碘化钾试纸检验溶液中是否含有Fe3+
⑤块状固体药品的取用:
一横、二放、三慢竖
⑥液体药品的倾倒:
瓶塞倒放、紧挨瓶口、缓慢倒入
三、化学安全知识
1.常见危险化学药品的标志
注:
标志中的数字为常用危险化学品按其主要危险特性的分类。
2.常见意外事故的处理
意外事故
处理方法
酒精及有机物燃烧,小面积失火
应迅速用________________盖灭,不能用水灭火
钠、磷等着火
应用______________扑盖,使火熄灭,不能用水灭火
酸液洒在皮肤上
立即用______________________,再涂上3%~5%的________溶液
碱液洒在皮肤上
立即用__________________,再涂上__________溶液
液溴洒在皮肤上
用酒精擦洗
眼睛灼伤
用大量的水冲洗,边洗边眨眼,一定不能揉眼。
如为碱灼伤,再用2%的硼酸溶液淋洗;如为酸灼伤,再用3%的NaHCO3溶液淋洗
误食重金属盐
应立即服食生鸡蛋清或鲜牛奶
汞洒在地面上
先收集然后撒上硫粉进行处理
即时训练3草酸晶体(H2C2O4·2H2O)100℃开始失水,101.5℃熔化,150℃左右分解产生H2O、CO和CO2。
用加热草酸晶体的方法获取某些气体,应该选择的气体发生装置是(图中加热装置已略去)( )。
一、常用实验仪器的注意点
复习此知识点时,一定要把各种仪器的结构和特点了解清楚,这样有助于我们正确地掌握这些仪器的使用方法,同时还应注意以下几点:
1.应注意归纳总结、比较
如容量瓶、滴定管、量筒都属于计量仪器,都是在20℃标定的相应容积的刻度线,故读数应在20℃左右才准确;容量瓶、滴定管、分液漏斗使用前必须检验是否漏水;注意有零刻度的仪器(天平、滴定管有零刻度,量筒无零刻度)零刻度的位置;比较量筒、滴定管与容量瓶的刻度(量筒、滴定管的刻度方向相反,容量瓶只有一条刻度线)。
2.应注意仪器的精确度
在选择仪器时,一定要注意仪器的精确度,如量取8.52mL液体,不能用量筒,应选用合适的滴定管。
3.应变换思维角度,注意常用仪器的非常规使用及“一器多用”
例如:
干燥管除用于干燥气体外,还可以用于防倒吸装置(如下图①)、组装类似启普发生器装置(如下图②);集气瓶除用于收集气体外,还可用于贮存气体(如下图③)、测量气体体积(如下图④)、作洗气瓶(如下图⑤)等用途。
【例1-1】广口瓶被称为气体实验的“万能瓶”,是因为它可以配合玻璃管和其他简单仪器组成各种功能的装置。
下列各图中能用作防倒吸安全瓶的是( )。
【例1-2】(2012北京朝阳期末)如图是某同学设计的储气装置(固定装置已略去),下列说法中不正确的是( )。
A.打开止水夹a、b,气体从d管导入,储存在下面的集气瓶里
B.取用储存在下面集气瓶里的气体时,通过控制止水夹a、b,可将气体顺利排出
C.气体被储存在下面的集气瓶里时,c导管也必须安装止水夹
D.该装置也可作为制取二氧化碳气体的发生装置
二、化学实验安全
遵循实验操作规程,做到“六防”
1.防爆炸:
点燃可燃气体(如H2、CO、CH4、C2H4)或用H2、CO还原CuO、Fe2O3之前,一定要验纯。
2.防暴沸:
配制硫酸的水溶液时,要将密度大的浓硫酸缓缓倒入水中,并不断搅拌;加热液体时要加沸石(或碎瓷片)。
3.防失火:
实验室中的可燃物一定要远离火源(如制取可燃性气体时,可燃性气体离酒精灯要尽可能地远些)。
4.防中毒:
制取有毒气体(如CO、SO2、Cl2、NO等)时,应在通风橱中进行。
防污染的安全装置如图所示。
A装置可吸收溶解度较小的尾气(如Cl2、SO2等),B和C装置吸收溶解度较大的尾气(如HCl、HBr、NH3等),D可用于除去CO等可燃性气体,E可用于收集所有气体。
5.防倒吸:
加热法制取气体并用排水法收集气体或吸收溶解度较大气体时,要注意熄灯顺序或加装安全瓶。
在设计安全吸收装置时,要真正理解防倒吸的原理,还要充分考虑是否符合物理学原理,如:
下列吸收氨气的装置(未标出的液体为水)A、C、E、F、G均能防止倒吸,B、D均不能。
6.防堵塞:
防止堵塞导管,或使液体顺利流下,或使内外压强相等。
【例2】化学实验设计和操作中必须十分重视安全和环境保护问题。
下列实验问题处理方法不正确的是________。
①在制取氧气时排水法收集氧气后出现倒吸现象,立即松开试管上的橡胶塞
②在气体发生装置上直接点燃一氧化碳气体时,必须先检验一氧化碳气体的纯度。
最简单的方法是用排空气的方法先收集一试管气体,点燃气体,听爆鸣声
③实验结束后将所有的废液倒入下水道排出实验室,以免污染实验室
④给试管中的液体加热时不时移动试管或加入碎瓷片,以免暴沸伤人
⑤实验室制取氯气时,没设计尾气处理装置
⑥配制浓硫酸时,可先在烧杯中加一定体积的水,再边搅拌边加入浓硫酸
⑦金属钠着火时,用泡沫灭火器扑灭
A.①②⑦B.②③⑤⑦
C.③④⑤D.②⑥
三、装置气密性的检验
1.微热法
(1)适用于A装置等。
(2)原理:
进行检验前将一端连接导管并封闭于水中,用双手或热毛巾捂住容器使气体受热膨胀,通过观察气泡的产生及倒吸现象来判断装置的气密性。
(3)叙述:
把导气管插入水中,用双手握住烧瓶,烧杯内水中有气泡产生;双手离开一会儿,烧杯内导管中有水柱生成——说明不漏气,反之说明漏气。
关键词“封闭、微热、气泡、水柱”。
2.液差法
(1)适用于B装置等。
(2)原理:
关闭止水夹(或活塞),从漏斗中加入水,使内部密封一部分气体,通过观察形成的液面高度差是否发生变化判断装置的气密性。
(3)叙述:
打开止水夹(或活塞),从长颈漏斗中加水至没过长颈漏斗的尖端,关闭止水夹(或活塞),然后继续向长颈漏斗中加水,一段时间后长颈漏斗中的液面高于试管中的液面,且液面差不变化。
关键词“液封、关闭、液差”。
3.整套装置气密性检查
为使其产生明显的现象,用酒精灯对装置中某个可加热容器微热,观察插入水中导管口是否有气泡冒出。
4.气密性检查时间
装置气密性的检查必须在放入药品之前进行。
【例3】下列各图所示装置的气密性检查中,漏气的是( )。
A.对装置①,用手紧握一段时间,松开手后,导管中水面高于烧杯内水面
B.对装置②,长颈漏斗内液面高度保持不变
C.对装置③,长导管内形成一段水柱
D.对装置④,上下移动a管后,a、b两端液面仍相平
方法指导
检查装置气密性的基本思路是使装置内外压强不相等,观察气泡或液面变化。
我们在分析问题时,要与物理中的气体压强知识联系起来。
四、试剂的存放
1.保存原则
具体原则是:
“药品状态定口径,瓶塞取决酸碱性;受热见光易分解,存放低温棕色瓶;特殊试剂特殊放,互不反应要记清。
”
2.特殊试剂的保存
保存依据
保存方法
典型实例
防氧化
①密封或用后立即盖好;
②加入还原剂;
③隔绝空气(油封或水封)
①Na2SO3固体、KI、Na2S溶液;
②FeSO4溶液加入少量铁粉;
③K、Na保存在煤油中,白磷保存在水中
防潮解
密封保存
NaOH、CuSO4等固体
防水解
加入酸或碱抑制水解
Fe2(SO4)3溶液加入硫酸
防分解
保存在棕色试剂瓶中,置于阴暗处
浓硝酸、氯水、AgNO3溶液等
防挥发
①密封、置于阴暗处;
②液封
①浓盐酸、浓氨水等;
②液溴用水封
防腐蚀
①腐蚀橡胶的用磨口玻璃塞;
②腐蚀玻璃的用塑料瓶
①硝酸、氯水、溴水、KMnO4、汽油、苯、CCl4等;
②氢氟酸
防黏结
碱性溶液用橡胶塞
NaOH、Na2CO3、氨水、Na2SiO3等
防与CO2反应
密封保存
NaOH、NaClO、漂白粉、石灰水、Na2O2等
【例4】下列物质的保存方法中正确的是( )。
①少量金属钠保存在四氯化碳中
②浓硝酸盛放在无色试剂瓶中
③少量金属钾保存在煤油中
④硅酸钠溶液盛放在带有橡胶塞的试剂瓶中
⑤氯水存放在带橡胶塞的棕色细口瓶中
⑥碳酸钠固体保存在带橡胶塞的细口瓶中
A.②③④⑤B.③④⑥
C.③④D.①③④
方法归纳
妥善保存试剂的目的是防止其变质或因挥发而损失,这些都源于试剂的物理、化学性质,所以,试剂采用什么保存方法,关键看它具有什么特殊的性质(如:
状态、潮解、挥发、剧毒、氧化、腐蚀等性质)。
1.(高考集萃)下列叙述中不正确的是__________。
A.(2012课标全国理综)液溴易挥发,在存放液溴的试剂瓶中应加水封
B.(2012福建理综)易燃试剂与强氧化性试剂分开放置并远离火源
C.(2012山东理综)中和滴定实验时,用待测液润洗锥形瓶
D.(2012浙江理综)受强酸或强碱腐蚀致伤时,应先用大量水冲洗,再用2%醋酸溶液或饱和硼酸溶液冲洗,最后用水冲洗,并视情况作进一步处理
E.(2012海南化学)可用氨水除去试管内壁上的银镜
F.(2012海南化学)硅酸钠溶液应保存在带玻璃塞的试剂瓶中
G.(2012重庆理综)对实验:
①中和滴定、②中和热的测定、③乙酸乙酯的制取,①②必须用指示剂,③必须加热
2.(2012北京海淀月考)下列实验操作中正确的是( )。
A.蒸馏实验中,温度计水银球应位于蒸馏烧瓶支管口处
B.制备乙酸乙酯的实验中,导管末端要伸入饱和Na2CO3溶液液面下
C.用10mL量筒量取3.25mL稀硫酸
D.测定溶液pH时,可用pH试纸蘸取少量待测液,并与标准比色卡比较
3.下列盛放试剂的方法中正确的是( )。
A.氢氟酸或浓硝酸存放在带橡皮塞的棕色玻璃瓶中
B.汽油或煤油存放在带橡皮塞的棕色玻璃瓶中
C.碳酸钠溶液或氢氧化钙溶液存放在配有磨口塞的棕色玻璃瓶中
D.氯水或硝酸银溶液存放在配有磨口塞的棕色玻璃瓶中
4.下列图示能达到实验目的的是( )。
5.化学是一门以实验为基础的自然科学,化学实验在化学学习中具有极其重要的作用。
(1)下列关于实验的叙述正确的有________。
A.燃着的酒精灯不慎碰翻失火,应立即用湿布盖灭
B.滴定用的锥形瓶和滴定管都要用所要盛的溶液润洗
C.测量溶液的pH时,应先将pH试纸润湿
D.用溴水除去乙烯中混有的二氧化硫气体
E.分液时,分液漏斗中下层液体从下口流出,上层液体从上口倒出
F.滴定时,左手控制滴定管活塞,右手握持锥形瓶,边滴边振荡,眼睛注视滴定管中的液面
(2)下列实验没有错误的是________。
化学实验的答题技巧与规范
化学是一门以实验为基础的学科,实验在化学学习及高考中有举足轻重的作用,很多同学往往会做,但不知道如何作答及答题不规范而得不全分,甚至失分。
一、实验现象的答题技巧
有关化学实验的描述不仅要求准确,还要完全,有时还需要指明是何处产生了什么现象,先后发生了什么现象。
其答题规范可利用下面的模式再结合特殊要求进行分析处理:
1.“海”(溶液)
(1)颜色由________变成________;
(2)液面上升或下降(形成液面差);(3)溶液发生倒吸;(4)生成(产生)________色沉淀;(5)溶液变浑浊;(6)产生大量气泡(有气体从溶液中逸出);(7)有液体溢出。
2.“陆”(固体)
(1)固体表面产生大量气泡;
(2)固体逐渐溶解;(3)固体体积逐渐变小(变细);(4)颜色由________变成________。
3.“空”(气体)
(1)生成______色______味的气体;
(2)气体由________色变成________色;(3)先变________后________(“加深”“变浅”或“褪色”)。
4.其他
(1)器壁上有水珠出现;
(2)器壁上有某色固体生成等。
二、如何回答操作目的、原因、作用
在回答有关操作目的、原因等问题时,一般从这样做有什么好处,对实验的结果有什么影响两个方面入手,在回答好处时常从直接作用和根本目的两个方面考虑,而坏处常带有:
“如果________那么会”的字眼。
注:
(1)回答目的时注意出发点;
(2)回答原因时注意先找落脚点;
(3)回答作用时要注意“全”。
三、如何规范书写装置中试剂的用途
装置中试剂的用途回答时,一般包括直接作用和根本目的两部分内容,根据各部分装置的用途不同,可采用下列模板回答:
发生装置 生成…… 产生…… 制取……
⇓
除杂装置 除去(吸收)…… 防止……干扰(影响)
⇓ 除去……中的杂质,以免影响测量结果
性质实验装置与……反应 验证…… 说明……
(收集装置) 比较…… 检验……
⇓
尾气吸收装置吸收…… 防止……的污染(影响)
【例】用图示装置制备NO并验证其还原性。
有下列主要操作:
a.向广口瓶内注入足量热NaOH溶液,将盛有铜片的小烧杯放入瓶中。
b.关闭止水夹,点燃红磷伸入瓶中,塞好胶塞。
c.待红磷充分燃烧,一段时间后打开分液漏斗旋塞,向烧杯中滴入少量稀硝酸。
(1)步骤c后还缺少的一步主要操作是__________________________。
(2)步骤b的目的是______________;NaOH溶液作用是________________。
(3)步骤c滴入稀硝酸后烧杯中的现象是__________,反应的离子方程式是____________________________________________________________________________________。
(4)何种现象说明NO具有还原性:
____________________________________________。
解析:
实验目的为制备NO并验证其还原性,如果不除去广口瓶中的氧气,将得不到NO,所以在制备NO之前应该除去广口瓶中的氧气;为了验证NO还原性,应该使NO与氧气反应生成红棕色的NO2。
答案:
(1)打开止水夹,通入少量氧气
(2)消耗掉广口瓶中的氧气,防止O2与生成的NO反应 除去生成的P2O5
(3)Cu片逐渐溶解,有无色气泡产生,溶液由无色变为蓝色 3Cu+8H++2NO
===3Cu2++2NO↑+4H2O
(4)打开止水夹,通入少量氧气,广口瓶中的气体由无色变为红棕色
1.(改编自2012河南开封质检)沉淀样品中含有CuCO3和Cu(OH)2,可通过下列所示装置的连接,进行定量分析来测定其组成。
(1)各装置连接顺序为____________接_____________接___________接___________接____________。
(2)装置C中碱石灰的作用是________________________________________________,实验开始时和实验结束时都要通入过量的空气,其作用分别是________________________。
(3)若沉淀样品的质量为mg,装置B质量增加了ng,则沉淀中CuCO3的质量分数为______________________。
2.(2012广东湛江测试)氢溴酸在医药和石化工业上有广泛用途。
下图是模拟工业制备氢溴酸粗品并精制流程:
根据上述流程回答下列问题:
(1)混合液①中发生反应的化学方程式为___________________________________。
(2)混合液①中使用冰水的目的是_________________________________________。
(3)操作Ⅱ的名称是________________。
(4)混合液②中加入Na2SO3的目的是______________________________________。
(5)纯净的氢溴酸应为无色液体,但实际工业生产中制得的氢溴酸(工业氢溴酸)带有淡淡的黄色。
请你设计简单实验加以探究:
假设工业氢溴酸呈淡黄色是因为含有______________,用于证明该假设的操作为____________________________________________________。
3.某校化学小组学生利用下图所列装置进行“铁与水反应”的实验,并利用产物进一步制取FeCl3·6H2O晶体。
(图中夹持及尾气处理装置均已略去)
(1)装置B中发生反应的化学方程式是________________________________________。
(2)装置E中的现象是______________________________________________________。
(3)停止反应,待B管冷却后,取其中的固体,加入过量稀盐酸充分反应,过滤。
简述检验滤液中Fe3+的操作方法:
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