内容正文:
人教版九年级化学实验装置复习大纲(教师用)
一、气体制取装置
(一)氧气制取装置
• 高锰酸钾受热分解:试管口放棉花是为避免高锰酸钾粉末进入导管堵塞气流,影响氧气导出。
• 过氧化氢在二氧化锰催化下分解:此反应无需加热,节能且操作简便,二氧化锰起催化作用,反应前后质量与化学性质不变。
• 发生装置:
• 固固加热型:适用于高锰酸钾和氯酸钾制氧气。由酒精灯提供热源,试管盛装反应物,铁架台固定试管,带导管的单孔橡胶塞导出气体。装配时试管口略向下倾斜,防止冷凝水回流致试管炸裂;加热时先均匀预热,再集中药品部位加热。
• 固液不加热型:用于过氧化氢制氧气。锥形瓶(或大试管、广口瓶等)装液体反应物,长颈漏斗(或分液漏斗)添加液体药品。长颈漏斗末端伸至液面以下形成液封,防气体逸出;分液漏斗可通过旋塞控制液体滴加速度,精准控制反应速率。
• 收集装置:
• 排水法:因氧气不易溶于水。集气瓶装满水倒立于水槽,气泡连续均匀冒出时收集,此时是较纯氧气,收集满后水下盖玻璃片,正放桌面(氧气密度大于空气)。
• 向上排空气法:氧气密度比空气大。导管伸至集气瓶底部,将空气排尽。验满时将带火星木条放瓶口,复燃则满。
(二)二氧化碳制取装置
• 反应原理:不用稀硫酸是因生成硫酸钙微溶,覆盖碳酸钙阻碍反应;不用碳酸钠粉末因其与稀盐酸反应速率过快难控制。
• 发生装置:固液不加热型,有锥形瓶、长颈漏斗(或分液漏斗)、带导管的双孔橡胶塞等。长颈漏斗下端伸至液面下形成液封防气体逸出。
• 收集装置:向上排空气法,二氧化碳密度比空气大且能溶于水。验满用燃着木条放瓶口,熄灭则满。
二、气体性质实验装置
(一)氧气性质实验装置
• 碳在氧气中燃烧:木炭在空气中加热至红热再放入氧气集气瓶,剧烈燃烧发白光、放热,集气瓶装少量水或细沙防高温熔融物溅落炸裂瓶底。
• 硫在氧气中燃烧:硫在空气燃烧淡蓝色火焰,氧气中蓝紫色火焰,生成有刺激性气味二氧化硫,集气瓶装水吸收二氧化硫防污染空气。
• 铁在氧气中燃烧:细铁丝绕螺旋状,下端系火柴梗,点燃后待快燃尽插入盛氧集气瓶,铁丝剧烈燃烧火星四射生成黑色四氧化三铁,集气瓶装水或细沙防高温熔融物溅落炸裂瓶底。
(二)二氧化碳性质实验装置
• 二氧化碳与水反应:二氧化碳通入紫色石蕊试液,石蕊变红因生成碳酸;加热变红溶液变回紫色,因碳酸不稳定分解。
• 二氧化碳与澄清石灰水反应:二氧化碳通入澄清石灰水变浑浊,用于检验二氧化碳;继续通二氧化碳浑浊变澄清,因碳酸钙与二氧化碳、水反应生成碳酸氢钙。
三、过滤装置
• 分离固体和液体混合物,如除粗盐中泥沙。由漏斗、滤纸、玻璃棒、烧杯、铁架台组成。操作时,滤纸紧贴漏斗内壁;滤纸边缘低于漏斗边缘,液面低于滤纸边缘;烧杯口紧靠玻璃棒,玻璃棒轻靠三层滤纸处,漏斗下端管口紧靠烧杯内壁。玻璃棒起引流作用,防液体溅出。
四、蒸发装置
• 从溶液获固体溶质,如从氯化钠溶液得氯化钠晶体。含蒸发皿、铁架台(带铁圈)、酒精灯、玻璃棒。蒸发时玻璃棒搅拌防局部温度高致液滴飞溅;出现较多固体时停止加热,用余热蒸干剩余水分,防固体受热迸溅。
五、金属冶炼实验装置
• 实验装置组成与连接:
• 反应容器为硬质玻璃管,其两端分别连接导管。一端导管连接用于通入一氧化碳气体的装置,通常带有橡胶塞和玻璃导管,可连接装有一氧化碳的储气装置或能产生一氧化碳的发生装置(如甲酸与浓硫酸共热反应装置,但此发生装置不在本实验重点考查范围内)。
• 另一端导管连接装有澄清石灰水的试管或洗气瓶,用于检验反应生成的二氧化碳气体。
• 在硬质玻璃管下方放置酒精喷灯,用于提供高温反应条件。
• 为防止一氧化碳逸出污染环境,在整套装置的最后连接一个酒精灯,用于点燃未反应的一氧化碳气体,将其转化为二氧化碳。
• 装置原理与化学反应:
• 利用一氧化碳的还原性,在高温条件下将氧化铁还原为铁。
• 当一氧化碳通过硬质玻璃管中的氧化铁时,氧化铁中的氧被一氧化碳夺去,生成铁和二氧化碳。生成的二氧化碳气体通入澄清石灰水,发生反应,使澄清石灰水变浑浊,从而验证二氧化碳的生成,间接证明了一氧化碳还原氧化铁反应的发生。
• 酒精喷灯能提供较高温度,满足氧化铁与一氧化碳反应所需的高温条件(约 800 - 1000℃)。而末端的酒精灯则是对尾气中的一氧化碳进行处理,因为一氧化碳有毒,不能直接排放到空气中,燃烧一氧化碳可将其转化为无害的二氧化碳。
六、酸碱盐性质实验装置
(一)探究酸的化学性质
• 实验装置与试剂取用:
• 主要使用试管进行实验操作。在试管架上放置若干支洁净的试管,根据实验需求,使用胶头滴管向试管中分别滴加不同的酸溶液(如稀盐酸、稀硫酸)。
• 对于固体试剂(如锌粒、氧化铁粉末等),用药匙或镊子取用,将其放入试管中后,再滴加酸溶液。
• 若探究酸与指示剂的反应,则使用点滴板更为方便。在点滴板的不同凹槽中分别滴加少量酸溶液,然后用玻璃棒蘸取指示剂(如紫色石蕊试液、无色酚酞试液)滴加到酸溶液中。
• 反应现象与化学原理:
• 当向锌粒中滴加稀盐酸或稀硫酸时,试管中会产生大量气泡,这是因为发生了置换反应,产生的氢气逸出溶液,形成气泡。
• 向氧化铁粉末中滴加酸溶液时,红色的氧化铁粉末会逐渐溶解,溶液变为黄色。以稀盐酸为例,生成的氯化铁溶液呈黄色。
• 酸溶液滴加到紫色石蕊试液中,溶液会变红,因为酸能使紫色石蕊试液变红;而滴加到无色酚酞试液中,溶液不变色。这是由于酸溶液中的氢离子(H+)与指示剂分子发生作用,改变了指示剂分子的结构,从而使溶液呈现出不同的颜色变化。
(二)探究碱的化学性质
• 实验装置与操作步骤:
• 同样以试管操作为主。取洁净试管,用胶头滴管向其中滴加氢氧化钠溶液或氢氧化钙溶液等碱溶液。
• 若探究碱与二氧化碳的反应,可使用带有双孔塞的试管,一孔插入玻璃导管用于通入二氧化碳气体,另一孔作为通气孔。
• 对于碱与指示剂的反应,也可使用点滴板,在点滴板凹槽中滴加碱溶液后,再加入指示剂进行观察。
• 反应现象与化学原理:
• 向氢氧化钠溶液中滴加酚酞试液,溶液会变红,因为氢氧化钠溶液呈碱性,能使无色酚酞试液变红。反应原理是氢氧化钠在溶液中电离出氢氧根离子(OH-),氢氧根离子与酚酞分子作用,使溶液呈现红色。
• 当向氢氧化钙溶液中通入二氧化碳气体时,溶液会变浑浊。这是因为发生了反应,生成的碳酸钙不溶于水,以沉淀形式析出,导致溶液变浑浊。
七、金属活动性顺序探究实验装置
• 实验装置设置:
• 使用多支试管进行不同金属与盐溶液的反应。在试管架上排列好试管,分别加入不同的盐溶液(如硫酸铜溶液、硝酸银溶液、硫酸亚铁溶液等)。
• 用镊子夹取金属片(如铝片、铜片、银片等),将其放入相应的盐溶液试管中。
• 实验原理与现象观察:
• 例如,将铝片放入硫酸铜溶液中,铝片表面会逐渐覆盖一层红色的铜,溶液颜色由蓝色逐渐变为无色。这是因为铝的活动性比铜强,发生了置换反应。
• 把铜片放入硝酸银溶液中,铜片表面会出现银白色物质,溶液由无色变为蓝色,表明铜的活动性比银强。
• 通过观察这些金属与盐溶液反应时金属表面是否有新物质生成、溶液颜色的变化等现象,可以判断金属活动性的相对强弱顺序。
八、溶液导电性实验装置
• 装置连接与构成:
• 主要由直流电源、导线、小灯泡、电极(石墨电极或铂电极)以及盛有待测溶液的烧杯组成。
• 将直流电源的正、负极分别通过导线与两个电极相连,电极插入盛有待测溶液的烧杯中,在电路中串联一个小灯泡。
• 实验原理与现象分析:
• 当溶液中有能够自由移动的离子时,溶液就能导电。例如,氯化钠溶液中存在钠离子(Na+)和氯离子(Cl-),在电场作用下,这些离子定向移动,形成电流,使小灯泡发光。
• 如果溶液中离子浓度较大,导电性较强,小灯泡会较亮;反之,如果溶液中离子浓度较小或几乎不存在自由移动的离子(如蔗糖溶液),小灯泡则不发光或发光很微弱。通过观察小灯泡的发光情况,可以定性判断溶液的导电性强弱,进而推测溶液中离子的存在情况和浓度大小。
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