内容正文:
第8讲 常用仪器和基本操作
【备考目标】 1.了解实验室常用化学仪器的主要用途和使用方法。2.掌握化学实验的基本操作。3.了解实验室一般事故的预防和处理方法。4.了解同一仪器在不同组合中的用途及不同仪器组合的同一用途及仪器的创新使用。
考点1 常见化学仪器及使用
1.可加热的仪器
仪器名称
使用方法
①试管
加热液体时,液体体积不能超过其容积的三分之一;加热固体时,试管口应略向下倾斜
②蒸发皿
蒸发浓缩时要用玻璃棒搅拌
③坩埚
用于固体物质灼烧,把坩埚放在三脚架上的泥三角上加热,取放坩埚时必须使用坩埚钳,加热完的坩埚应放在陶土网上冷却
④A为圆底烧瓶
B为蒸馏烧瓶
液体不超过容积的三分之二,且不少于容积的三分之一
⑤锥形瓶
滴定时液体不超过容积的二分之一
⑥烧杯
溶解固体时要用玻璃棒搅拌
2.常用的计量仪器
(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。
②10 mL量筒的精确度为 0.1 mL。
③滴定管的精确度为 0.01 mL。
④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 ℃左右读数才准确。
【示例】 量筒和滴定管的构造、精确度都不同,都有不同的规格,请回答:
①图Ⅰ表示10 mL量筒中液面的位置,A与B、B与C刻度间相差1 mL,如果刻度A为4,量筒中液体的体积是3.2 mL。
②图Ⅱ表示50 mL滴定管中液面的位置,如果液面处的读数是a,则滴定管中液体的体积D(填字母)。
A.一定等于a mL B.一定等于(50-a) mL
C.一定大于a mL D.一定大于(50-a) mL
3.分离、提纯仪器
(1)从上述装置中选择合适的仪器完成下列实验操作。
①制取氧气时向反应器中加双氧水:(球形)分液漏斗(填仪器名称,下同)。
②向酒精灯中添加酒精:(普通)漏斗。
③将乙酸乙酯与饱和碳酸钠溶液分离:(梨形)分液漏斗。
(2)组装蒸馏装置时应选用直形冷凝管,不选用另一种冷凝管的原因是冷凝后的液体容易残留在球形区域内。
(3)写出F和G的名称:F球形干燥管、G U形干燥管,二者的主要用途是用于干燥或吸收某些气体。
【基点判断】(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)加热试管时先均匀加热,后局部加热(√)
(2)加热坩埚时直接放在铁圈或三脚架上加热(×)
(3)用托盘天平称量任何药品,均要在托盘中放两张相同的纸片(×)
(4)选用瓷坩埚高温熔融Na2CO3固体(×)
(5)冷凝管的冷凝水下进上出(√)
(6)烧瓶需要垫上陶土网才能加热(√)
(7)蒸馏时温度计水银球插入蒸馏烧瓶液面以下(×)
(8)振荡分液漏斗时应关闭其玻璃塞和活塞(√)
一、仪器的识别
1.熟悉和使用中学化学实验中常见仪器及用品,是化学学习的基本要求,试回答以下问题:
有下列仪器:a.分液漏斗、b.试剂瓶、c.集气瓶、d.滴定管、e.容量瓶、f.量筒、g.托盘天平。
(1)标有“0”刻度的是________(填字母)。
(2)实验时用来精确量取液体体积的是________(填字母)。
(3)使用前要检查仪器是否漏液的是________(填字母)。
答案:(1)dg (2)d (3)ade
2.以下是实验室常用的部分仪器,回答下列问题:
(1)仪器⑧和⑩的名称分别为______________、______________。
(2)在分液操作中,必须用到上述仪器中的________(填序号)。
(3)能作反应容器且可直接加热的仪器是上述仪器中的________(填名称)。
(4)配制一定物质的量浓度的溶液时,需要用到的仪器是________(填序号,下同)。
(5)仪器上标有温度的有________。
答案:(1)容量瓶 直形冷凝管 (2)②⑥ (3)试管 (4)②④⑧⑨ (5)⑧⑨
二、仪器的使用
3.下列有关仪器的名称、图片、用途与使用操作的叙述均正确的是( )
选项
名称
图片
用途与使用操作
A
250 mL容量瓶
定容时仰视刻度线,则配得的溶液浓度偏大
B
锥形瓶
蒸馏时的接收装置
C
洗气瓶
除去SO2中的少量HCl
D
碱式滴定管
准确量取一定体积K2Cr2O7标准溶液
解析:选C。定容时仰视刻度线,配得的溶液体积偏大,则浓度偏小,A项错误。锥形瓶口不能密封,否则装置内气体压强过大,容易发生危险,B项错误。HCl极易溶于水,SO2难溶于饱和NaHSO3溶液,因此可用饱和NaHSO3溶液吸收HCl,且能生成SO2,C项正确。K2Cr2O7具有强氧化性,不能用碱式滴定管盛装,应选用酸式滴定管量取,D项错误。
4.熟悉和使用中学化学实验中常见仪器及用品,是化学学习的基本要求。试回答以下问题。
(1)蒸发皿的使用:把滤液倒入蒸发皿中,再把蒸发皿放到铁架台的铁圈上。用酒精灯加热,同时用玻璃棒不断搅拌,以防止________________。当蒸发皿里的液体较少时,则应____________,利用余热,使剩余溶剂挥发。
(2)由于操作错误,中和滴定达终点时俯视滴定管内液面读数,会使得到的数据比正确数据__________;使用容量瓶配制溶液时,俯视液面定容,所得溶液的浓度会比正确数据__________。(填“偏小”或“偏大”)
(3)如图是温度计、量筒、滴定管的一部分,下述读数(虚线刻度)及说法正确的是______(填字母)。
A.①是量筒,读数为2.5 mL
B.②是量筒,读数为2.5 mL
C.③是滴定管,读数为2.5 mL
D.②是温度计,读数为2.5 ℃
(4)某同学用托盘天平称量烧杯的质量,天平平衡后的状态如图。由图可以看出,该同学在操作时的一个错误是______________________。烧杯的实际质量为______g。
答案:(1)液体飞溅 停止加热
(2)偏小 偏大
(3)B
(4)砝码放在左盘,烧杯放在右盘(或砝码和烧杯的位置放反了) 27.4
[总结归纳] 实验仪器选择的“3”注意
(1)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)。
(2)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。
(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。
考点2 化学实验基本操作
1.药品的取用
(1)根据药品的性状和用量选择取用方法
取用药品
固体药品
液体药品
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)向仪器中加入药品的操作方法
①向容器内加固体药品
②向容器内加液体药品
2.物质的溶解
(1)固体的溶解
一般在烧杯中进行,为了加速溶解,常采用研细、搅拌、振荡或加热等措施。
(2)液体的溶解
一般先用量筒分别量取一定量的溶质和溶剂,然后先后倒入烧杯里搅拌;但对于浓H2SO4的溶解,一定要将浓H2SO4缓缓倒入水中,并且边倒边搅拌。
(3)气体的溶解
气体溶解的原则:一要考虑充分吸收,二要考虑防止倒吸。对溶解度较小的气体,如Cl2、H2S、CO2,可用图A所示装置溶解吸收;对极易溶于水的气体,如NH3、HCl,可用图B所示装置溶解吸收。
3.物质的加热
(1)固体的加热
①试管口要略向下倾斜,防止生成的水倒流,引起试管炸裂。
②先给试管均匀加热,受热均匀后再固定在药品部位加热。
(2)液体的加热
①加热前,先把玻璃容器外壁上的水擦干,以免试管炸裂;用试管夹夹住试管中上部,试管口向上倾斜,不得对人,以防液体沸腾时溅出烫伤人。
②试管内液体的体积不超过试管容积的。
(3)加热方式
加热方式
适用范围
直接加热
瓷制、金属制或小而薄的玻璃仪器(如试管)等
隔陶土网加热
较大的玻璃反应器(如烧杯、烧瓶等)
浴热(水浴、油浴、沙浴等)
优点:受热均匀,便于控制温度
①需严格控制温度(如硝基苯的制备);
②反应混合液需静置(如银镜反应);
③蒸馏沸点相差较小的混合液
4.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,既不聚集成滴,也不成股流下。
(2)洗涤方法:使用毛刷,用特殊试剂或蒸馏水冲洗。
(3)常见残留物的洗涤
残留物
洗涤剂
容器里附有的油污
NaOH溶液或热的纯碱溶液
容器壁上附着的硫
CS2或热的NaOH溶液
试管壁上附着的银镜
稀HNO3
AgCl
氨水
容器内残留的MnO2
热的浓盐酸
容器壁上附着的碘
酒精
5.试纸的使用
(1)试纸的种类及用途
石蕊试纸
定性检验酸碱性
pH试纸
定量检测(粗测)酸碱性强弱
品红试纸
检验SO2等具有漂白性的物质
淀粉KI试纸
检验Cl2等具有氧化性的物质
醋酸铅试纸
检验H2S的存在
(2)使用方法——试纸使用操作的答题模板
①检验溶液:取一小块试纸放在洁净的玻璃片或表面皿上,用玻璃棒蘸取待测液体,点在试纸中部,观察试纸的颜色变化(若是测定pH,等试纸变色后,与标准比色卡对照读数)。
②检验气体:先用蒸馏水把试纸润湿,再用镊子夹取或粘在玻璃棒的一端,然后放在集气瓶口或导管口处,观察试纸的颜色变化。
【提示】 pH试纸使用时的注意事项
(1)pH试纸不能测定具有漂白性、强氧化性试剂的pH。如不能测定氯水或84消毒液的pH的大小。
(2)pH试纸只能读出整数,为得到精确数值,可以用pH计。
【基点判断】(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)为防止试管破裂,加热碳酸氢钠固体时,试管口应略向下倾斜(√)
(2)取用放在细口瓶中的液体时,取下瓶塞倒放在桌面上,倾倒液体时,瓶上的标签对着地面(×)
(3)用pH试纸检测某溶液的pH时,应先将pH试纸用蒸馏水润湿(×)
(4)用干燥且洁净的玻璃棒蘸取NaClO溶液,滴到放在表面皿上的pH试纸上测pH(×)
(5)用氢氟酸清洗做过硅酸分解实验的瓷坩埚(×)
(6)从试剂瓶中取出的任何药品,若有剩余不能再放回原试剂瓶(×)
(7)用胶头滴管向试管中滴加液体,一定要将胶头滴管伸入试管中(×)
(8)配制浓硫酸与蒸馏水的混合液时,应将浓硫酸慢慢加到蒸馏水中并及时揽拌和冷却(√)
(9)选用100 mL量筒量取4.5 mL稀硫酸(×)
一、明确实验操作的“第一步”
1.将进行下列实验操作时的第一步操作进行补充。
(1)组装好制取气体、验证气体性质的实验装置后应______________________。
(2)滴定管、容量瓶、分液漏斗等的使用时,应首先________________________。
(3)天平等的使用时应首先____________。
(4)点燃可燃性气体前应____________。
(5)鉴别未知溶液时,应首先________________________________________________________________________。
(6)用红色石蕊试纸、蓝色石蕊试纸、碘化钾淀粉试纸检验或验证某些气体时,应首先________________________________________________________________________。
答案:(1)检查装置的气密性 (2)检查是否漏水 (3)调“0”点 (4)检验气体纯度 (5)取少量溶液置于洁净的试管中 (6)润湿试纸
二、明确实验操作的“先与后”
2.判断以下关于化学实验中“先与后”的说法是否正确并说明理由。
(1)蒸馏时,先点燃酒精灯,再通冷凝水
________________________________________________________________________
(2)蒸馏时先加热,再加沸石
________________________________________________________________________
(3)实验室制取某气体时,先检查装置气密性后装药品
________________________________________________________________________
(4)还原CuO实验时,先检验气体纯度后点燃酒精灯加热
________________________________________________________________________
(5)分液时,先倒出上层液体,再放出下层液体
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
(6)分液时,先打开分液漏斗上口的塞子,后打开分液漏斗的旋塞
________________________________________________________________________
答案:(1)错误,蒸馏时,应先通冷水,防止馏分挥发,再点燃酒精灯加热
(2)错误,蒸馏时,沸石一定要先加,如果加热后发现沸石未加,则需停止加热且待冷却后再补加,否则会引起暴沸
(3)正确
(4)正确
(5)错误,分液时,先放出下层溶液,再倒出上层溶液,顺序不能颠倒
(6)正确
三、实验操作规范
3.(2024·山东高考)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
答案:A
4.(2022·海南高考)下列实验操作规范的是( )
A.过滤
B.排空气法收集CO2
C.混合浓硫酸和乙醇
D.溶液的转移
答案:B
考点3 化学实验安全与试剂保存
1.化学实验安全操作及意外事故处理
(1)常用危险化学药品的标识
(2)常见实验事故的处理
实验事故
处理方法
碱液洒在皮肤上
立即用大量水冲洗,然后涂上1%的硼酸
酸液洒在皮肤上
立即用大量水冲洗,然后用3%~5%NaHCO3溶液冲洗
误食重金属盐
服用大量牛奶、蛋清或豆浆
水银洒在桌面上
尽量回收,再用硫粉覆盖
酸液溅到眼中
立即用大量水冲洗,边洗边眨眼睛
酒精等有机物在实验台上着火
用湿抹布或沙土盖灭
液溴、苯酚沾在皮肤上
立即用酒精擦洗
金属钠、钾等着火
不能用泡沫灭火器、干粉灭火器和水扑灭,要用沙土盖灭
2.药品的存放
选择瓶塞
一般试剂可用玻璃塞,但碱及碱性物质的存放需用软木塞或橡胶塞
强氧化性物质(如KMnO4、Br2、H2O2、浓H2SO4、浓HNO3等)及有机物(如苯、四氯化碳、汽油、乙醚等)存放不可用橡胶塞
选择颜色
无色试剂瓶存放一般试剂
棕色试剂瓶存放见光或受热易分解的药品,并置于阴凉处,如浓HNO3、AgNO3、卤化银、氯水、溴水、碘水等
选择瓶口
固态药品要放在广口瓶中
液态试剂一般要放在细口瓶中
【基点判断】(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)保存硫酸亚铁溶液需加入铁钉和少量硫酸(√)
(2)保存浓硝酸需用带橡胶塞的棕色细口瓶(×)
(3)汽油或煤油存放在带橡胶塞的棕色玻璃瓶中(×)
(4)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(×)
(5)取用少量白磷时,应在水中切割白磷,剩余的白磷立即放回原试剂瓶中(√)
(6)做完铜与浓硫酸反应实验后的试管,立即用大量水冲洗(×)
(7)取用一小块钠后,剩余的钠放到垃圾桶里(×)
(8)用氢气还原氧化铜时,应先通一会儿氢气,再加热氧化铜(√)
(9)有大量的氯气泄漏时,应用肥皂水浸湿的软布捂住鼻孔,并迅速离开现场(√)
一、药品的保存
1.根据实验室药品保存规则,回答下列问题。
(1)易与空气中的氧气、水蒸气、二氧化碳等起反应的药品应隔绝空气保存。如钾、钠应浸在煤油中;白磷应放在水中,使之与空气隔绝。
(2)易潮解、挥发、吸水的药品应密封保存。如NaOH固体、浓盐酸、浓硫酸等。
(3)液态溴有毒且易挥发,应贮存于细口瓶中,加水封,加盖玻璃塞(不能用橡胶塞),并放置于阴凉处。
(4)易挥发、着火的药品应密封保存并放置于阴凉处,远离火源。如乙醇、乙醚、苯等。
(5)盛放药品的器皿应不能与所盛药品反应。如氢氟酸保存在塑料瓶或铅制器皿中。
二、实验安全
2.(2024·河北高考)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
解析:选A。可溶性钡盐有毒,而硫酸钡属于难溶于水的物质,无毒,可以在医学中作为“钡餐”,A错误。
三、实验室常见事故的处理
3.(2023·山东高考)实验室安全至关重要,下列实验室事故处理方法错误的是( )
A.眼睛溅进酸液,先用大量水冲洗,再用饱和碳酸钠溶液冲洗
B.皮肤溅上碱液,先用大量水冲洗,再用2%的硼酸溶液冲洗
C.电器起火,先切断电源,再用二氧化碳灭火器灭火
D.活泼金属燃烧起火,用灭火毯(石棉布)灭火
解析:选A。眼睛溅进酸液,用大量水冲洗,边洗边眨眼睛,然后送医院诊治,饱和碳酸钠溶液碱性较强,有一定的腐蚀性,不能用饱和碳酸钠溶液冲洗,A错误。
4.(2024·湖南高考)下列实验事故的处理方法不合理的是( )
选项
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
解析:选B。被水蒸气轻微烫伤,先用冷水冲洗一段时间,再涂上烫伤药膏,A正确;稀释浓硫酸时,酸溅到皮肤上,先用大量的水冲洗,再涂上3%~5%的NaHCO3溶液,B错误;苯酚有毒,对皮肤有腐蚀性,常温下苯酚在水中溶解性不大,但易溶于乙醇,苯酚不慎沾到手上,先用乙醇冲洗,再用水冲洗,C正确;酒精灯打翻着火时,用湿抹布盖灭,湿抹布可以隔绝氧气,也可以降温,D正确。
【真题演练·感悟高考】
1.(2024·甘肃高考)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
答案:A
2.(2024·黑、吉、辽高考)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
答案:B
3.(2022·山东高考)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
答案:C
4.(2022·湖南高考)化学实验操作是进行科学实验的基础,下列操作符合规范的是( )
A.碱式滴定管排气泡
B.溶液加热
C.试剂存放
D.溶液滴加
答案:A
5.(2022·湖北高考)下列实验装置(部分夹持装置略)或现象错误的是( )
解析:选C。碳酸钠和碳酸氢钠都会因水解而使溶液显碱性,浓度相同时碳酸钠的碱性强于碳酸氢钠,滴入酚酞溶液后,碳酸钠溶液呈现红色,碳酸氢钠的溶液呈现浅红色,A正确;食盐水为中性,铁钉发生吸氧腐蚀,试管中的气体减少,导管口形成一段水柱,B正确;钠燃烧温度在400 ℃以上,玻璃表面皿不耐高温,故钠燃烧通常在坩埚或者燃烧匙中进行,C错误;石蜡油发生热分解,产生不饱和烃,不饱和烃与溴发生加成反应,使试管中溴的四氯化碳溶液褪色,D正确。
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