内容正文:
主题六 化学实验基础
第一讲 常用实验仪器及基本操作
|内|容|与|目|标|
1.了解实验室常用仪器使用方法和注意事项。
2.掌握实验基本操作和注意事项。
3.熟悉化学品安全使用标识,了解实验室一般事故的预防和处理方法。
逐点清(一) 常用仪器的识别与使用
1.可加热的仪器
(1)上述仪器中可直接加热的有 ,可间接(垫陶土网)加热的有 。
(2)上述仪器中②、③、④B、⑦的名称分别为 、 、 、 。
(3)实验室灼烧固体物质用坩埚,使用时注意:把坩埚放在三脚架上的 上加热,取放坩埚必须使用 ,加热完的坩埚应放在 上冷却。
2.常用计量仪器
(1)实验仪器的“0”刻度
①滴定管的“0”刻度在上部。
②托盘天平的“0”刻度在标尺的最左边。
③量筒没有“0”刻度。
(2)实验仪器的精确度
①托盘天平的精确度为0.1 g。
②量筒的精确度为 mL(规格为5 mL)。
③滴定管的精确度为 mL。
容量瓶、滴定管、量筒都属于玻璃计量仪器,都是在20 ℃时标定的相应容积的刻度线,故在20 ℃时读数才准确;容量瓶、滴定管使用前必须检查是否漏水;容量瓶只有一条刻度线。
3.其他常用仪器
(1)玻璃棒
玻璃棒是中学化学常用仪器,常在以下操作中用到玻璃棒:
①用于溶解、蒸发等情况下的搅拌;
②在过滤、配制溶液等情况下作转移液体的引流棒;
③蘸取液体或黏附试纸;
④传热,引发化学反应,如硫与铁粉反应的实验等。
(2)漏斗
(3)冷凝管
(4)除杂仪器
4.实验仪器的创新使用
(1)用途多变的广口瓶
①收集气体:若用排空气法收集CO2,可选用装置 (填装置字母,下同),则应从 口进气;若收集氢气,则应从 口进气;若瓶中装满饱和食盐水,从 口进气,可收集Cl2。
②洗气除杂或干燥:可选装置 ,比如除去Cl2中的少量HCl,则广口瓶中盛放 ,应从 口进气。
③装置E可用于贮存少量气体,若E中收集了少量H2,排出H2的方法是
。
④图中可用于测量气体体积的是 ,用作安全瓶的是 或A,若用A作安全瓶,则应从 口进气;接在气体连续制备的实验装置中间,用于控制气流平稳的装置是 。
⑤用于监控气体流速(如图F),广口瓶中盛有液体,从 端通入气体,根据液体中产生气泡的速率来监控通入气体的流速。
(2)用途多变的球形干燥管(位置不同,作用不同)
①在整套实验装置的中间横放——“粗进细出”
a.干燥管内装有固体干燥剂,可用于干燥气体。无机实验中常用的固体干燥剂有
碱石灰、无水氯化钙、五氧化二磷。
b.干燥管内盛有无水硫酸铜时,可用于水蒸气的检验。
c.可用于定量测定气体的质量。
②在整套实验装置的最后横放——“左吸右挡”
既可以吸收多余的尾气,防止污染空气,又可以阻挡外界空气中的干扰气体(如CO2、水蒸气等)进入装置中。
(3)平衡气压装置
橡胶管a的作用是 ,在定量测量气体体积时还可以减小实验误差,支管b也具备平衡气压的作用。
5.实验仪器的“多器一用”
(1)可以测量气体体积的装置
(2)可用于冷凝或冷却的装置
(3)可用于气体干燥或除杂的装置
[基本能力自查]
题点(一) 常见仪器的识别与使用
1.(1)下列实验应选用哪一种测量仪器(填名称)。
①量取6.5 mL水: 。
②量取6.50 mL盐酸: 。
③量取8.50 mL氢氧化钠溶液: 。
④称取6.5 g氯化钠粉末: 。
⑤准确测定溶液的pH: 。
⑥配制480 mL一定物质的量浓度的溶液: 。
(2)下列情况应选用哪一种漏斗(填名称)。
①制取氧气时向反应器中加双氧水: 。
②向酒精灯中添加酒精: 。
③分离结晶出来的硝酸钾晶体: 。
④将乙酸乙酯与饱和碳酸钠溶液分离: 。
2.玻璃棒在实验操作中经常用到,指出下列操作所用玻璃棒的作用。
(1)过滤: ;
(2)蒸发: ;
(3)NaCl固体配制100 mL 0.1 mol·L-1 NaCl溶液: 。
3.下面列出了7个常见的实验装置图,请辨认各装置中的指定仪器的名称,并思考各仪器的作用。
(1)图1中①的名称: ,
作用是
。
②的名称: ,③的作用是 。
(2)图2中④的名称: ,使用时,玻璃管的下端要插入液面以下,目的是 。
⑤的名称: ,⑥的名称: 。
(3)图3中仪器⑦的名称: ,其作用是
。
(4)图4中仪器⑧的名称: ,仪器⑨的名称: ,图5中仪器⑩的名称: 。
(5)图6中仪器12的名称: ,图7中仪器13的名称: ,仪器12不能换成仪器13的原因是
。
图6中碎瓷片的作用是
。
(6)图6、图7中的温度计的作用有何不同:
。
题点(二) 实验仪器的创新使用
4.下列能达到实验目的的是 ( )
5.某同学按图示装置进行实验,欲使瓶中少量固体粉末最终消失并得到澄清溶液。下列物质组合不符合要求的是 ( )
选项
气体
液体
固体粉末
A
CO2
饱和Na2CO3溶液
CaCO3
B
Cl2
FeCl2溶液
Fe
C
HCl
Cu(NO3)2溶液
Cu
D
NH3
H2O
AgCl
题点(三) 完成实验所用仪器的选择
6.(2023·湖南卷)下列玻璃仪器在相应实验中选用不合理的是 ( )
A.重结晶法提纯苯甲酸:①②③
B.蒸馏法分离CH2Cl2和CCl4:③⑤⑥
C.浓硫酸催化乙醇制备乙烯:③⑤
D.酸碱滴定法测定NaOH溶液浓度:④⑥
7.(2024·安徽卷)仅用下表提供的试剂和用品,不能实现相应实验目的的是 ( )
选项
实验目的
试剂
用品
A
比较镁和铝的金属性强弱
MgCl2溶液、AlCl3溶液、氨水
试管、胶头滴管
B
制备乙酸乙酯
乙醇、乙酸、浓硫酸、饱和Na2CO3溶液
试管、橡胶塞、导管、乳胶管、铁架台(带铁夹)、碎瓷片、酒精灯、火柴
C
制备
[Cu(NH3)4]SO4
溶液
CuSO4溶液、氨水
试管、胶头滴管
D
利用盐类水解制备Fe(OH)3胶体
饱和FeCl3溶液、蒸馏水
烧杯、胶头滴管、石棉网、三脚架、酒精灯、火柴
|思维建模|常用仪器选择的依据
(1)若是量器,首先注意量程和精确度,粗量器(托盘天平和量筒)读出的数据为小数点后一位,精量器(滴定管)读出的数据为小数点后两位。
(2)若是加热仪器,蒸发或浓缩溶液用蒸发皿,灼烧固体用坩埚(莫忘玻璃棒搅拌)。
(3)若是分离仪器,过滤用普通漏斗,分液用分液漏斗,蒸馏用蒸馏烧瓶。
(4)若是试剂存放,固体选广口瓶,液体选细口瓶,怕光怕热的选棕色瓶,碱性物质避免磨砂玻璃塞。
逐点清(二) 试剂的保存
1.试剂保存三原则
方便取
用原则
块状固体与粉末试剂一般存放于广口瓶中,便于用镊子或药匙取用;液体试剂一般存放于细口瓶中,便于倾倒或用滴管取用
防变质
原则
防腐蚀(橡胶塞)、防黏结(玻璃塞)、防氧化、防分解等
安全性
原则
分析试剂的性质,确定放置的环境条件,如强氧化性试剂与强还原性试剂不能放在同一试剂柜中,以防发生剧烈反应,引起爆炸
2.试剂瓶及瓶塞的选择
根据
试剂状态
固体:用 瓶
液体:用 瓶
根据见光
是否分解
易分解:用棕色瓶
不分解:用一般试剂瓶
根据
酸碱性
玻璃塞:不能盛放碱性物质
橡胶塞:不能盛放强酸性、强氧化性物质
3.常见试剂的存放
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
①Na2SO3、Na2S、KI溶液等用后立即盖好;
②FeSO4溶液中加少量铁屑;
③K、Na保存在煤油里,Li保存在石蜡里,白磷保存在水里
防潮解(或
与水反应)
密闭保存
NaOH、CaCl2、CuSO4、P2O5固体、浓硫酸等
防止与
CO2反应
密封保存,减少暴露时间
NaOH、Na2CO3溶液、石灰水、Na2O2固体等密封保存
防挥发
①密封,置于阴凉处;
②液封
①浓盐酸、浓氨水等密封置于阴凉处;
②液溴用水封
防燃烧
置于冷暗处,不与氧化剂混合贮存,严禁火种
苯、汽油、酒精等
防分解
保存在棕色瓶中,置于冷暗处
浓HNO3、KMnO4溶液、
AgNO3溶液、氯水等
防水解
加入酸(碱)抑制水解
FeCl3溶液中加稀盐酸;Na2S溶液中加少量NaOH溶液
防腐蚀
①腐蚀橡胶的物质用玻璃塞或塑料盖;
②腐蚀玻璃的物质用塑料容器
①浓HNO3、酸性KMnO4溶液、氯水、溴水等腐蚀橡胶;
②氢氟酸保存在塑料瓶中
防黏结
碱性溶液用橡胶塞
NaOH、Na2CO3、
Na2SiO3溶液等
[基本能力自查]
1.实验室中,下列试剂的保存方法正确的是 ( )
A.水玻璃可以保存在带有玻璃塞的试剂瓶中
B.浓盐酸、浓HNO3、氯水必须保存在带有玻璃塞的棕色细口瓶中
C.液溴保存于带玻璃塞的棕色细口瓶中,并加水液封
D.锂、钠、钾必须保存在煤油中
2.下列试剂实验室保存方法错误的是 ( )
A.浓硝酸保存在棕色细口瓶中
B.氢氧化钠固体保存在广口塑料瓶中
C.四氯化碳保存在广口塑料瓶中
D.高锰酸钾固体保存在棕色广口瓶中
3.实验室有五个试剂柜,已经存放的试剂如下表:
甲柜
乙柜
丙柜
丁柜
戊柜
盐酸、
硫酸
烧碱、
氢氧化钡
硫、红磷
铜、锌
碳酸钠、
硝酸钾
现在新购进硝酸、苛性钾、碘和硝酸银溶液,下列对其保存方法不正确的是 ( )
A.硝酸装进棕色细口瓶放在甲柜
B.苛性钾固体用磨口玻璃塞广口瓶放在乙柜
C.碘单质用广口瓶放在丙柜
D.硝酸银溶液用棕色磨口细口瓶放在戊柜
4.从瓶塞、口径、颜色选择下列试剂保存的试剂瓶。
(1)NaOH固体: ;
(2)浓H2SO4: ;
(3)溴水: ;
(4)氢氟酸: ;
(5)K2CO3溶液: 。
逐点清(三) 实验安全
1.一些化学品安全使用标识
2.与实验有关的图标及说明
进行化学实验需要佩戴护目镜,以保护眼睛
实验结束后,离开实验室前需用肥皂等清洗双手
实验中会用到电器。禁止湿手操作,实验完毕应及时切断电源
实验中会用到或产生有害气体,或产生烟、雾。应开启排风管道或排风扇
实验中会遇到加热操作,或用到温度较高的仪器。应选择合适的工具进行操作,避免直接触碰
实验中会用到明火。要正确使用火源,并束好长发、系紧宽松衣物
实验中会用到锋利物品。应按照实验操作使用,避免锐器指向自己或他人,防止扎伤或割伤
3.常见实验事故的处理
实验事故
处理方法
少量浓硫酸沾到皮肤上
立即用大量水冲洗,然后用3%~5%的NaHCO3溶液冲洗
酒精等有机物在实验台上着火
用湿抹布、灭火毯或沙子盖灭,不能用水灭火
浓NaOH溶液溅到皮肤上
立即用大量水冲洗,然后涂上1%的硼酸
苯酚沾到皮肤上
立即用乙醇冲洗,再用水冲洗
误食重金属盐
服用大量牛奶或蛋清,并及时送往医院
水银洒到桌面或地面上
撒上硫粉并进行处理
4.化学实验安全的“六防”
防爆炸
点燃可燃性气体(如H2、CO、CH4、C2H4)或用CO、H2还原Fe2O3、CuO等之前,要检验气体的纯度
防暴沸
配制硫酸的水溶液或硫酸的酒精溶液时,要将密度大的浓硫酸缓缓倒入水或酒精中并用玻璃棒不断搅拌;加热液体混合物时要加沸石或碎瓷片
防失火
实验室中的可燃物质要远离火源或氧化性物质
防中毒
制取有毒气体(如Cl2、CO、SO2、H2S、NO2、NO)时,应在通风橱或密闭系统中进行,并外加尾气处理装置
防倒吸
用加热法制取并用排水法收集气体或吸收溶解度较大的气体时,要注意实验结束时的操作顺序或加装安全瓶防止倒吸
防炸裂
普通玻璃制品都有受热不均匀易炸裂的特性,因此:①试管加热时要先预热;②做固体在气体中的燃烧实验时要在集气瓶底预留少量水或铺一层细沙;③热的烧瓶、烧杯、试管等要避免骤冷
[基本能力自查]
1.(2024·黑吉辽卷)下列实验操作或处理方法错误的是 ( )
A.点燃H2前,先检验其纯度
B.金属K着火,用湿抹布盖灭
C.温度计中水银洒落地面,用硫粉处理
D.苯酚沾到皮肤上,先后用乙醇、水冲洗
2.(2024·湖南卷)下列实验事故的处理方法不合理的是 ( )
实验事故
处理方法
A
被水蒸气轻微烫伤
先用冷水处理,再涂上烫伤药膏
B
稀释浓硫酸时,酸溅到皮肤上
用3%~5%的NaHCO3
溶液冲洗
C
苯酚不慎沾到手上
先用乙醇冲洗,再用水冲洗
D
不慎将酒精灯打翻着火
用湿抹布盖灭
3.(2024·河北卷)关于实验室安全,下列表述错误的是 ( )
A.BaSO4等钡的化合物均有毒,相关废弃物应进行无害化处理
B.观察烧杯中钠与水反应的实验现象时,不能近距离俯视
C.具有标识的化学品为易燃类物质,应注意防火
D.硝酸具有腐蚀性和挥发性,使用时应注意防护和通风
4.(2025·桂林检测)实验安全是进行化学实验的前提。下列说法错误的是 ( )
A.氰化钠用于提炼金、银等贵重金属,该工艺不能在酸性条件下进行
B.液溴沾到皮肤上,立即用苯洗涤,然后用水冲净,涂上甘油
C.使用三颈烧瓶常压蒸馏时,加入液体的体积占其容积的~
D.硝酸铵、三硝基甲苯均属于易爆物质,使用时防止剧烈受震
5.(2024·湖南卷·节选)下列与实验有关的图标表示排风的是 (填标号)。
A. B. C. D. E.
逐点清(四) 实验基本操作与评价
(一)试剂的取用
1.根据试剂的性状和用量选择取用方法
(1)一般试剂的取用
取用
试剂
固体试剂
液体试剂
粉末
块状
一定量
少量
多量
一定量
使用
仪器
药匙
(或
纸槽)
镊子
用托盘天平称量
胶头滴管
用试剂瓶倾倒
用量筒、滴定管(或移液管)量取
(2)特殊试剂的取用
试剂
取用方法
金属钠、钾等活泼金属
用镊子取出一块金属钠或钾后,用滤纸吸干表面的煤油,放在玻璃片或白瓷板上用小刀切割一小块,余下的立即放回原瓶
白磷
用镊子夹持住白磷,用小刀在水下切割
液溴
(在通风橱中)先捏瘪滴管胶头,再伸入下层吸取(上层为水溶液层),因液溴有很强的腐蚀性,要注意防止其沾在皮肤上
注意:试剂取用要做到“三不”:不能用手直接接触试剂;不要把鼻孔凑到容器口去闻试剂的气味;不能品尝任何试剂的味道。
2.向仪器中加入试剂的操作方法
(1)向容器内加固体试剂
(2)向容器内加液体试剂
(二)试纸的使用
1.类型及作用
红色石蕊试纸
定性检验碱性溶液
蓝色石蕊试纸
定性检验酸性溶液
pH试纸
定量检验溶液 性的强弱
淀粉⁃KI试纸
检验Cl2等具有 性的物质
品红试纸
检验SO2等具有 性的物质
2.使用方法
检验
溶液
取一小块试纸放在表面皿或玻璃片上,用蘸有 的玻璃棒点在 ,观察试纸颜色的变化
检验
气体
一般先将试纸 ,粘在玻璃棒的一端,并使其接近出气口,观察颜色的变化
注意:①不可使用pH试纸测定H2O2、浓HNO3、氯水、NaClO、Ca(ClO)2等具有氧化性溶液的pH。②用pH试纸测定溶液的pH时试纸不可润湿,否则可能导致误差,使酸性溶液pH偏大,碱性溶液pH偏小,中性溶液无影响。③蓝色石蕊试纸检测酸性物质,由蓝色变红色,而红色石蕊试纸检测碱性物质,由红色变蓝色;(CH3COO)2Pb试纸检测H2S,由白色变黑色。
(三)物质的溶解
1.固体的溶解
使用仪器
烧杯、试管、玻璃棒等
促溶方法
研细、搅拌、加热等
注意事项
FeCl3、AlCl3等易水解的固体溶解时不能加热。应将FeCl3晶体溶于较浓盐酸中,再加水稀释至所需浓度
2.液体的溶解
一般方法:将密度大的液体沿着器壁慢慢注入密度小的液体中,并用玻璃棒不断搅拌。如浓H2SO4稀释时是把浓H2SO4慢慢加入到水中,并用玻璃棒不断搅拌。
3.气体的溶解
(1)对溶解度不大的气体,如CO2、Cl2、H2S等,用如图a所示装置。
(2)对极易溶于水的气体,如NH3、HCl等,用如图b所示装置。
(四)物质的加热
1.直接加热法(如试管、蒸发皿等):操作时,要先预热再将火焰固定在试管底部加热。加热粉末状固体时,为了防止堵塞导管口,常在导管口塞一团棉花。
对盛有液体的试管加热,要使试管口向斜上方倾斜(约45°),试管口不能对着人;加热时,还要不断振荡试管,以防止液体局部过热而引起暴沸。
2.物浴加热:物浴加热的优点:一是受热均匀,二是便于控制反应的温度(如实验室制硝基苯和测定物质溶解度等)。对温度不超过100 ℃的实验,可用水浴来加热,若加热温度超过100 ℃,就要用油浴、沙浴等。
3.垫陶土网加热(如烧杯、烧瓶、锥形瓶等):陶土网可以均匀受热。
注意:①中学阶段,用水浴加热的有机实验:硝基苯的制取(50~60 ℃),乙酸乙酯的水解,银镜反应(热水浴),蔗糖水解等。
②加热需要冷凝回流时,要在容器口安装长导管或球形冷凝管,如制溴苯、硝基苯、溴乙烷、乙酸乙酯等。
(五)玻璃仪器的洗涤
1.洗净的标准
玻璃仪器内壁附着均匀的水膜,既不聚成滴,也不成股流下。
2.常见残留物的洗涤
待清洗仪器
污物
清洗试剂
做过KMnO4分解实验的试管
MnO2
热的浓盐酸
做过碘升华的烧杯
碘
酒精
长期存放FeCl3溶液的试剂瓶
长期存放澄清石灰水的试剂瓶
CaCO3
稀盐酸
做过银镜实验的试管
银
稀硝酸
做过油脂实验的试管
油污
通入H2S后的盛有H2SO3溶液的试管
硫
热的NaOH溶液或CS2
[基本能力自查]
题点(一) 实验基本操作判断
1.辨识图示实验操作的正误,错误的指明原因。
① ;② 。
③ ;④ 。
⑤ ;⑥ 。
题点(二) 实验基本装置操作评价
2.(2024·山东卷)下列图示实验中,操作规范的是 ( )
A.调控滴定速度
B.用pH试纸测定溶液pH
C.加热试管中的液体
D.向试管中滴加溶液
3.(2025年1月·八省联考河南卷)下列图示中,操作规范的是 ( )
4.(2024·甘肃卷)下列实验操作对应的装置不正确的是 ( )
A
B
C
D
灼烧海带制海带灰
准确量取15.00 mL稀盐酸
配制一定浓度的NaCl溶液
使用电石和饱和食盐水制备C2H2
题点(三) 实验方案和装置的评价
5.(2024·贵州卷改编)下列装置不能达到实验目的的是 ( )
A.图①可用于实验室制NH3
B.图②可用于分离CH2Cl2和CCl4
C.图③可用于除去C2H2中少量的H2S
D.图④可用于制备明矾晶体
6.(2024·湖南卷)为达到下列实验目的,操作方法合理的是 ( )
实验目的
操作方法
A
从含有I2的NaCl固体中提取I2
用CCl4溶解、萃取、分液
B
提纯实验室制备的乙酸乙酯
依次用NaOH溶液洗涤、水洗、分液、干燥
C
用NaOH标准溶液滴定未知浓度的CH3COOH溶液
用甲基橙作指示剂进行滴定
D
从明矾过饱和溶液中快速析出晶体
用玻璃棒摩擦烧杯内壁
渗透实验在平时(2)——离子(物质)检验操作的规范描述
[典例] 按要求回答下列问题。
(1)结晶析出Na2S2O3·5H2O,其中可能含有Na2SO3、Na2SO4等杂质。利用所给试剂设计实验,检验产品中是否存在Na2SO4,简要说明实验操作、现象和结论:
。
已知Na2S2O3·5H2O遇酸易分解:
S2+2H+S↓+SO2↑+H2O。
供选择的试剂:稀盐酸、稀硫酸、稀硝酸、BaCl2溶液、AgNO3溶液。
(2)榴石矿可以看作由CaO、FeO、Fe2O3、Al2O3等组成。试设计实验证明榴石矿中含有FeO(试剂任选,说明实验操作与现象):
。
听课记录:
|思维建模|离子(物质)检验的思维流程
离子(物质)检验的表述思路可概括为“取少量,加试剂,看现象,得结论”。
[提能训练]
1.几种常见离子的检验。
(1)检验溶液中含有Fe3+的实验操作:
。
(2)检验溶液中含有Fe2+的实验操作:
。
(3)检验溶液中含有N的实验操作:
。
(4)检验溶液中含有S的实验操作:
。
(5)检验溶液中含有Cl-的实验操作:
。
2.将光亮的铁丝伸入AgNO3溶液中,一段时间后将铁丝取出。为检验溶液中Fe的氧化产物,将溶液中的Ag+除尽后,进行了如表实验,可选用试剂:KSCN溶液、K3[Fe(CN)6]溶液、氯水。
请完成下表:
操作
现象
结论
取少量除尽Ag+后的溶液于试管中,加入KSCN溶液,振荡
存在Fe3+
取少量除尽Ag+后的溶液于试管中,加入 ,振荡
存在Fe2+
[实验结论] Fe的氧化产物为Fe2+和Fe3+。
课下请完成课时跟踪检测(二十一)
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