内容正文:
清单01 科学探究与化学实验(教材查漏清单)
核心考点建构+教材知识查漏
第一部分 化学实验的基本操作
(一)常见仪器的名称、用途
仪器类别
仪器名称及使用注意事项
存放药品的仪器
广口瓶(固体)、细口瓶(液体)、滴瓶(少量液体)、集气瓶(气体)
取用仪器
镊子(取块状药品)、药匙(取粉末状或小颗粒药品)、胶头滴管(吸取和滴加少量液体,不能伸入容器内、不要平放或倒放、不能放实验台上)
加热仪器
酒精灯(1、外焰温度最高,加热用外焰;2、禁止酒精灯引燃酒精灯、禁止向燃着的酒精灯内添加酒精、禁止用嘴吹灭、酒精灯打翻失火时,用湿抹布盖灭。)
反应容器
1、可以直接加热的:试管、蒸发皿、坩埚、燃烧匙;
2、间接加热:烧杯、锥形瓶、烧瓶(加热时垫上石棉网(使仪器受热均匀,防止炸裂))。
计量仪器
托盘天平(称质量)、量筒(量液体体积)
加持仪器
试管夹、铁架台、坩埚钳
其它仪器
玻璃棒(用于引流、搅拌或转移液体)、漏斗、长颈漏斗、分液漏斗
(二)药品的取用
1.药品的取用规则
取用原则
要求
“三不”原则
不能用手接触试剂
不要把鼻孔凑到容器口去闻气味
不得尝试剂的味道
用量原则
严格按规定用量取用;
无说明的——液体取1-2ml,固体盖满试管底部即可。
剩余药品
不放回原瓶、不随意丢弃、不带出实验室,要放入指定容器。
2.固体试剂的取用
固体试剂通常存放在广口瓶中
取用量
取用仪器
操作
粉末状试剂
药匙或纸槽
用药匙或纸槽粉末状试剂送至横放试管的底部,再慢慢竖起,让试剂全部落入底部,以免试剂沾在管口或试管上。
块状试剂
镊子
用镊子取块状药品或金属颗粒放在横放的容器口,再慢慢地竖立起来,使块状药品或金属颗粒缓缓地沿容器壁滑到容器底部,以免打破容器。
3.液体试剂的取用
液体试剂通常存放在细口瓶或滴瓶中。
取用量
方法
操作
较大量液体
直接倾倒
瓶盖倒放,标签向着手心,瓶口紧挨试管口,缓缓地将液体注入试管内。倒完液体后,应立即盖上瓶塞,放回原处。
少量液体
用胶头滴管滴加
先排空再吸液,取液后的滴管保持橡胶帽在上,不要平放或倒置。滴管要竖直悬于容器口上方,不能与器壁接触,用过的滴管需洗净后再吸取其他液体。
一定量液体
用量筒量取
量筒必须放平。倾倒液体至接近所需刻度时改用胶头滴管滴加液体。读数时,视线应与凹液面的最低处保持水平。
(三)物质的加热
1.液体加热
操作要点
常见错误及后果
试管内液体不超过试管容积的1/3;
试管夹夹在距试管口的1/3(从下向上套);
移动试管预热前,把外壁擦干;
用外焰加热,试管与桌面成45º角;
试管不能对着自己或有人的方向;
试管内液体超过试管容积的1/3,
液体沸腾溅出伤人。
试管对着自己或有人的方向,
液体沸腾溅出伤人。
试管没预热或外壁有水,加热时试管炸裂。
2.固体加热
操作要点
常见错误及后果
仪器连接顺序:先下后上、先左后右;
试管口应向下略倾斜;
先预热,再固定在有药品的部位用外焰加热;
试管口高于试管底;冷凝水倒流炸裂试管;
试管没预热或外壁有水,加热时试管炸裂;
(四)物质的称量
1.固体(用托盘天平)
操作要点
常见错误及后果
①检查天平是否平衡;
②托盘上各放一张质量相同的纸;
③左物右码(先加质量大的法码,再加质量小的法码)(物质量=砝码质量+游码质量);
④称量完毕,法码回盒,游码回零。
左物右码放反了,可能使所得物质的质量偏小。
托盘上未放纸或易潮解的或有腐蚀性的药品没放在小烧杯里,会腐蚀托盘。
2.液体(用量筒量取)
操作要点
常见错误及后果
先倒再用胶头滴管滴加,滴加时,量筒必须放平稳,读数时视线要与量筒内液体的凹液面的最底处相平。
仰视读数使得液体多;俯视读数使得液体少。
量筒不能加热、不能做反应器、不能溶解、稀释溶液。
(五)蒸发
操作要点
常见错误及后果
加热时,玻璃棒要不断的搅拌,防止液滴飞溅;当出现较多固体时,停止加热,热的蒸发皿要用坩埚钳夹取,放在石棉网上。
停止加热太晚,导致固体颗粒飞溅。
用手取热的蒸发皿,烫伤。
(六)仪器的连接
分类
图示
注意事项
玻璃管与橡胶塞
左手拿橡胶塞,右手拿玻璃管(靠近要插入塞子的一端),先用水湿润要插入的一端,稍用力转动,将其插入橡胶塞
玻璃管与胶皮管
左手拿胶皮管,右手拿玻璃管,先用水湿润玻璃管口,稍用力即可把玻璃管插入胶皮管
容器与橡胶塞
左手拿容器,右手拿橡胶塞慢慢转动,塞进容器口,切不可把容器放在桌面上再使劲塞进塞子,以免压破容器
(七)仪器洗涤
操作要点
常见错误及后果
一般用水刷洗,若内壁有不容物,盐酸或纯碱试一下。洗净的标准:内壁附着的水既不聚成水滴,也不成股流下,呈均匀的水膜。
用试管刷刷洗时用力过猛,易导致试管破裂。
第二部分 常见气体的制取和净化
(一)氧气、氢气与二氧化碳实验室制法
氧气(02)
二氧化碳(C02)
氢气(H2)
药品
高锰酸钾(KMn04)或双氧水和二 氧化锰
石灰石(或大理石)和稀盐酸(易错:如果不是要求写化学式,一定要写名称)
锌粒(Zn)和稀硫酸(易错:不能写硫酸)
反应
原理
2KMnO4 K2MnO4+MnO2+O2↑
2H2O2 2H2O+O2↑
CaCO3+2HCl=== CaCl2+H2O+CO2↑
Zn+H2SO4=== ZnSO4+H2↑
实验
装置
检验
将带火星的木条伸入集气瓶中,若木条复燃,则是氧气,否则是氧气
通入澄清石灰水中,若澄清石灰水变浑浊,则是CO2(易错:不能用燃着的木条)
点燃,产生淡蓝色火焰,罩在火焰上方的干冷的烧杯内壁有水珠,则该气体是氢气
收集
方法
①排水法(不易溶于水);(易错:不能答易溶、可溶)②向上排空气法(密度比空气大)
向上排空气法(密度比空气大;因能溶于水且能与水反应,不能用排水法收集)(易错:能溶于水,不能答可溶或易溶)
①排水法(难溶于水);②向下排空气法(密度比空气小)
验满
或验
纯
验满:①向上排空气法收集时用带火星的木条靠近集气瓶口,若木条复燃,则已收集满;②排水法收集时集气瓶口有大量气泡冒出,则已收集满(易错:注意是瓶口,不是瓶内)
验满:将燃着的木条放在集气瓶口,若火焰熄灭,则已集满(易错:注意是瓶口,不是瓶内)
验纯:①用拇指堵住集满氢气的试管口;②靠近火焰,移开拇指点火,若“噗”的一声,则氢气较纯;若有尖锐的爆鸣声,则氢气不纯
集气瓶放置
正放
正放
倒放
实验
操作
步骤
①组装仪器;②检查气密性;③装药品;④固定试管;⑤加热;⑥收集;⑦将导管移出水槽;⑧熄灭酒精灯(若用H2O2制O2步骤同CO2)
①组装仪器;②检查气密性;③加入石灰石;④加入稀盐酸;⑤收集
①连接装置②检查装置的气密性③装入药品(先装固体,后加液体)④检验氢气的纯度⑤收集和存放
注意
事项
①加热法制氧气时试管口要略向下倾斜;②若用高锰酸钾制取氧气,要在试管口放一团棉花;③加热时应先使试管均匀受热,然后对药品所在的部位加热;④排水法收集完氧气后,先撤导管后撤酒精灯;⑤排水法收集时,当气泡连续、均匀放出后再收集(易错:气泡连续均匀,不能只答连续)
①长颈漏斗下端管口要插入液面下;②不能用排水法收集;③反应容器中的导管刚露出橡胶塞即可;④用向上排空气法收集时,导管口应伸入集气瓶底部;⑤不能用稀硫酸代替稀盐酸(易错:反应生成微溶于水的硫酸钙,覆盖在大理石表面,反应不能进行到底)
①长颈漏斗下端管口要插入液面下;②点燃氢气前,一定要检验氢气的纯度
(二)气体制取装置的选择
确定发生装置的依据:反应物状态和反应条件(易错:判断发生装置的依据,不能只答使用了酒精灯或未使用酒精灯)
固固加热型
固体和固体,加热
固液常温型
固体和液体,常温
确定收集装置的依据:气体的密度和溶解性(易错:注意问的是应用物理性质还是性质
气体的密度
密度大于空气
向上排空气法
密度小于空气
向下排空气法
气体的溶解性
不易溶、难溶
排水集气法
多功能瓶收集气体
收集密度比空气大的气体,待收集气体通入最下方,即从a或c端通入
收集O2、CO2等
收集密度比空气小的气体,待收集气体通入最上方,即从b或d端通入
收集H2、CH4等
收集难溶或不易溶于水、且不与水反应的气体,气体应从b端通入(易错:气体密度都比水小,气体都从短管通入)
收集O2、H2等
(三)气体的净化与干燥
1.气体的净化(除杂)
(原则:a.不能引入新的杂质气体;b.不能减少被除杂气体的量。)
除杂装置
除杂试剂
可除去的杂质气体(括号内为杂质气体)
氢氧化钠溶液
CO(CO2)、H2(HCl)
饱和碳酸氢钠溶液
CO2(HCl)
灼热的氧化铜粉末
CO2(CO)
灼热的铜网
N2(O2)
氢氧化钠溶液
CO(CO2)
除杂原则
原则:a.不能引入新的杂质气体;b.不能减少被除杂气体的量。(易错:除气体杂质时,不要忽视所加试剂不能与主体气体反应)
2.气体的干燥(除水)
干燥装置
干燥剂
浓硫酸
碱石灰(NaOH和CaO固体混合物)、氢氧化钠固体
可干燥的
气体
酸性或中性:H2、O2、N2、CO2等
碱性或中性:NH3、H2、O2、N2等
干燥原则
(1) 干燥剂只能吸收气体中的水分,不能与气体发生反应。(易错:干燥气体时,不要忽视所加试剂不能与主体气体反应)
第三部分 物质的检验、鉴别、分离与除杂
(一)物质的检验
1.物理方法
①根据颜色:含有Cu2+的溶液显蓝色;含有Fe3+的溶液显黄色;含有Fe2+的溶液显浅绿色。
②根据气味:有刺激性气味的是SO2、NH3。
③根据溶解时温度变化:NaOH溶于水放热;NH4NO3溶于水吸热。
2.化学方法
①利用指示剂(常用的指示剂包括紫色石蕊试液和无色酚酞试液)
②加入其它试剂,使其出现不同的现象,如生成气体、生成不同颜色的沉淀等。取物质
加试剂
观现象
得结论
③一般思路:
(1)常见气体的检验
气体
方法
现象
原理
O2
将带火星的木条伸入集气瓶内(易错:注意是瓶内)
木条复燃
氧气具有助燃性(易错:注意不具有可燃性,也不能作燃料)
CO
点燃气体,在火焰上方罩一个内壁涂有澄清石灰水的烧杯
澄清石灰水变浑浊
2CO+O2 2CO2
Ca(OH)2+CO2=CaCO3↓+H2O
CO2
通入澄清石灰水
澄清石灰水变浑浊
Ca(OH)2+CO2=CaCO3↓+H2O
H2
点燃气体,在火焰上方罩一个干燥、冷的烧杯
氢气安静燃烧,产生淡蓝色火焰,烧杯内壁有水雾
2H2+O2 2H2O
NH3
(1)闻气味
(2)将湿润的红色石蕊试纸放在盛放氨气的容器口(易错:注意是试纸是润湿的)
(1)有氨味;
(2)试纸变蓝
NH3+H2O=NH3·H2O
H2O
通过无水硫酸铜(易错:注意是试纸是润湿的)
白色粉末变蓝
5H2O+CuSO4=CuSO4·5H2O
CH4
点燃气体,在火焰上方罩一个干燥、冷的烧杯,反应一段时间后,迅速倒转烧杯,倒入少量澄清石灰水(易错:不能只根据火焰呈明亮蓝色判断)
产生蓝色火焰;烧杯内壁有水雾;石灰水变浑浊
CH4+2O2 CO2+2H2O
Ca(OH)2+CO2=CaCO3↓+H2O
(2)常见离子的检验
离子
检验方法
现象
Cl-
滴加硝酸银溶液和稀硝酸
产生白色沉淀(AgCl),且沉淀不消失
、
滴加稀盐酸,将产生的气体通入澄清石灰水(易错:这种方法不能确定是否含有、哪种离子,可通过加热固体,检验是否有CO2生成来确定是哪种)
有气泡(CO2)产生,产生的气体能使澄清石灰水变浑浊
滴加硝酸钡溶液和稀硝酸
产生白色沉淀(BaSO4),且沉淀不消失
加入氢氧化钠溶液,用湿润的红色石蕊试纸检验产生的气体
有刺激性气味的气体(NH3)产生,试纸变蓝
Ag+
滴加稀盐酸和稀硝酸
产生白色沉淀(AgCl),且沉淀不消失
Cu2+
滴加氢氧化钠溶液
产生蓝色沉淀[Cu(OH)2]
Ba2+
滴加稀硫酸和稀硝酸
产生白色沉淀(BaSO4),且沉淀不消失
Fe3+
滴加氢氧化钠溶液
产生红褐色沉淀[Fe(OH)3]
OH-
①滴加紫色石蕊溶液
②滴加无色酚酞溶液
①溶液变蓝
②溶液变红
H+
①滴加紫色石蕊溶液
②加入锌等活泼金属
①溶液变红
②有气泡(H2)产生
(二)物质的鉴别
1.常见物质的物理性质
(1)固体物质的颜色
①红色固体:Fe2O3、Cu等。
②暗红色固体:红磷等。
③淡黄色固体:S等。
④绿色固体:碱式碳酸铜等。
⑤紫黑色固体:KMnO4等。
(2)溶液的颜色
①蓝色溶液:含Cu2+的溶液,如CuSO4溶液。
②浅绿色溶液:含Fe2+的溶液,如FeSO4溶液。
③黄色溶液:含Fe3+的溶液,如FeCl3溶液。
2.物质鉴别的思路与方法
(1)用一种试剂鉴别
用一种试剂分别与各待鉴别物质反应,根据出现明显的不同现象(如产生气体、沉淀、变色等)加以鉴别。
常用的鉴别试剂有:水、紫色石蕊,Na2CO3、稀HCl、稀H2SO4、Ba(OH)2等;
可以用石蕊溶液(或pH试纸)鉴别酸性、中性、碱性溶液;
(2)不用其他试剂鉴别
先用物理方法(看颜色、闻气味),再两两混合,根据不同现象判断,或用已经鉴别出来的物质去鉴别其他的物质。
3.常见物质的鉴别
物质
方法
现象与结论
CO与CO2
通入澄清石灰水
石灰水变浑浊的是CO2,不变浑浊的是CO
通入石蕊溶液
溶液变红的是CO2,不变红的是CO
向装有两种气体的塑料瓶里分别加入约三分之一体积的水,振荡
瓶子变瘪的是CO2,无变化的是CO
分别点燃
在空气中燃烧的是CO,不燃烧的是CO2
通过灼热的氧化铜
有红色固体出现的是CO,无变化的是CO2
O2与CO2
通入澄清石灰水
石灰水变浑浊的是CO2,不变浑浊的是O2
通入石蕊溶液
溶液变红的是CO2,不变红的是O2
将燃着的小木条伸入分别装有两种气体的集气瓶中
木条熄灭的是CO2,燃烧更旺盛的是O2
KCl、NH4Cl和NH4HCO3三种固体
闻气味,然后向另外两种固体中加熟石灰研磨
常温下有刺激性气味的是NH4HCO3,向另外两种固体中加熟石灰研磨有刺激性气味的是NH4Cl
NaCl、NH4NO3和NaOH三种固体
加入水中,测量温度
水温升高的是NaOH,水温下降的是NH4NO3,水温无明显变化的是NaCl
NaCl、CaCO3和CuSO4三种固体
加水
不溶于水的是CaCO3,形成蓝色溶液的是CuSO4,形成无色溶液的是NaCl
NaCl、CaCO3和锌三种固体
加入稀盐酸,将气体通入石灰水
无气泡产生的是NaCl,有气泡产生且石灰水变浑浊的是CaCO3,有气泡产生但石灰水不变浑浊的是锌
NaOH溶液和
Ca(OH)2溶液
加入碳酸钠溶液
有白色沉淀的是Ca(OH)2,无变化的是NaOH溶液
稀盐酸和稀硫酸
加入氯化钡溶液
有白色沉淀的是稀硫酸,无变化的是稀盐酸
NaOH溶液、稀盐酸和氯化钠溶液
紫色石蕊溶液
溶液变蓝的是NaOH溶液,溶液变红的是稀盐酸,溶液无明显变化的是氯化钠溶液
鉴别氢氧化钠溶液和碳酸钠溶液
加入稀盐酸
有气泡产生的是碳酸钠,无现象的是氢氧化钠溶液
加入氯化钙或氯化钡溶液
有白色沉淀产生的是碳酸钠,无现象的是氢氧化钠溶液
鉴别氯化钠溶液和碳酸钠溶液
加入稀盐酸
有气泡产生的是碳酸钠,无现象的是氯化钠
加入氯化钡或氯化钙溶液
有白色沉淀的是碳酸钠,无现象的是氯化钠
加入酚酞溶液
溶液变红的是碳酸钠,无现象的是氯化钠溶液
硬水和软水
加入肥皂水
泡沫多、浮渣少的是软水,泡沫少、浮渣多的是硬水。
棉花、羊毛和合成纤维
灼烧闻气味
有烧纸气味的是棉花,有烧焦羽毛气味的是羊毛,有特殊气味,边熔化边燃烧且灰烬为硬球物质、捏不碎的是合成纤维。
(三)物质的除杂
1.除杂原则
(1)主不减:被提纯的物质不能和加入的试剂反应。
(2)杂不增:不能引入新的物质。
(3)易分离:使被提纯的物质和杂质转化为不同状态(固、液、气),固体和液体的分离方法为过滤。
2.物理方法
方法
适用范围或原理
举例
物
理
方
法
过滤法
①固体与液体混合物的分离
②可溶性固体与不溶性固体混合物的分离
粗盐中难溶性杂质的除去
结
晶
法
蒸发结晶
①分离溶质与溶剂
②除去易挥发的杂质
从含有HCl的NaCl溶液中分离出固体NaCl
降温结晶
可溶性固体溶质溶解度受温度影响变化大小不同
除去KNO3中混有的少量的NaCl
洗气法
除去某气体中的水蒸气
H2(H2O) 通过浓硫酸
磁铁吸引法
利用物质的特性
分离铁粉和铜粉,可用磁铁吸引
蒸馏法
蒸馏法:对于由沸点不同的液体组成的混合物,用蒸馏的方法将它们一一分离。
工业上分离液态空气制氧气;
石油的分馏
2.化学方法
方法
原理
举例
化
学
方
法
除
去
法
气体法
与杂质反应生成气体而除去
除去Na2SO4中的Na2CO3,可选用稀H2SO4将CO转化成CO2
沉淀法
将杂质转化为沉淀过滤除去
NaOH溶液中混有少量的Ca(OH)2,可加入适量的Na2CO3溶液将Ca2+转化成CaCO3
置换法
将杂质通过置换反应而除去
除去FeSO4中的CuSO4,可加适量的铁粉,再过滤
溶解法
将杂质溶于某种试剂而除去
除去C粉中的CuO粉,可加适量的稀盐酸,再过滤
加热法
杂质高温易分解,通过高温将杂质除去
除去CaO中的CaCO3,可高温煅烧
除去Na2CO3(NaHCO3),加热至质量不再减少
吸收法
选择适当的试剂与气体中的杂质反应。
除去CO中混有的少量CO2可选用氢氧化钠溶液。
转化法
将杂质通过化学反应转化为被提纯的物质
除去CO2中的CO,可将气体通过灼热的氧化铜
提取法
将需要的物质先沉淀,再加酸溶解复原
除去CaCl2溶液中的少量NaCl,可先加足量Na2CO3溶液,充分反应后过滤,洗涤,向滤渣中加入稀盐酸
(四)物质的除杂与分离
1.分离原则
分离:将混合物中各物质逐一分开,且都要恢复到原状态,保留所有成分。
除杂(提纯):只需要除去杂质,保留目标物质即可,要求:
不增:不引入新的杂质
不减:不消耗、不改变目标提纯物质
易分:杂质转化为沉淀、气体、水,容易分离
复原:目标物质能方便恢复原有状态
2.常见物质分离方法
(1)物理方法
方法
分离原理
适用场景
实例
过滤
颗粒大小差异
不溶性固体与液体分离
分离泥沙与水、除去粗盐中难溶性杂质
蒸馏/分馏
沸点差异
互溶的液体混合物分离
从自来水制取蒸馏水、分离乙醇和水、石油分馏
结晶
溶解度随温度变化差异
从溶液中析出溶质分离
海水晒盐(蒸发结晶)、提纯含杂质的硝酸钾(冷却结晶)
升华
固体易升华特性
分离易升华固体与不升华固体
分离碘单质与砂子、分离碘与氯化钠
磁选
磁性差异
磁性物质与非磁性物质分离
分离铁粉与硫粉
(2)化学方法
沉淀法:加入试剂使杂质生成沉淀后分离,适用于液体中除去可溶性杂质,比如向泥水加明矾加速不溶杂质沉淀。
吸附法:利用吸附剂吸附特性除去有色、有味杂质,比如活性炭吸附水中色素和异味,净化自来水。
第四部分 实验方案的设计与评价
(一)实验方案的设计
1.化学实验设计的基本要求和基本思路
(2)基本思路
根据实验目的和原理及所选用的试剂和仪器,设计合理的装置,并且从几种方案中分析选择出最佳方案。
2.常用方法
(1)对照实验设计
设置对照实验是实验方案设计中的一种基本思路,有利于观察实验现象,并推理论证结论。如探究碳酸具有酸性而二氧化碳不具有酸性时,可按下图所示装置进行实验。
(2)控制变量法实验设计
控制变量法通常设置对照组和实验组,两组只有一个条件不相同。如燃烧条件的探究实验和铁生锈条件的探究实验都采用了控制变量法。
(3)综合实验设计
设计一个实验探究多方面的问题,如设计一个组合实验探究某一混合气体的成分、某气体的性质和组成等。
3.注意事项
(1)实验操作顺序
装置选择与连接→气密性检查→加固体试剂→加液体试剂→开始实验(按程序)→拆卸仪器→其他处理等。
(2)仪器选用及连接顺序
(二)实验方案的评价
1.评价方案优劣的原则
方案:科学合理。
原料:来源广泛、价格低廉、种类和用量少。
实验:装置简单、要求不高、步骤简短、操作简便、现象明显。
产物:容易提纯,具有安全性和环保性。
2.评价方法
(1)实验方案在理论上是否科学、严谨、合理。如不能用燃着的木条鉴别氮气和二氧化碳,应改用澄清石灰水鉴别。
(2)实验步骤是否简便、易行、安全,装置是否简单,现象是否明显等。
(3)从经济角度评价,原料是否常见、廉价,是否能节约试剂,是否能降低成本和提高产品质量。
(4)推理过程是否严密。
(5)从环保角度评价反应过程和后续是否会对环境造成污染,如一氧化碳还原氧化铁实验中是否有尾气处理装置。
(6)实验结论是否正确或是否与实验目的一致。
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清单01 科学探究与化学实验(教材查漏清单)
核心考点建构+教材知识查漏
第一部分 化学实验的基本操作
(一)常见仪器的名称、用途
仪器类别
仪器名称及使用注意事项
存放药品的仪器
广口瓶(固体)、细口瓶(液体)、滴瓶(少量液体)、集气瓶(气体)
取用仪器
镊子(取块状药品)、药匙(取粉末状或小颗粒药品)、胶头滴管(吸取和滴加少量液体,不能伸入容器内、不要平放或倒放、不能放实验台上)
加热仪器
酒精灯(1、外焰温度最高,加热用外焰;2、禁止酒精灯引燃酒精灯、禁止向燃着的酒精灯内添加酒精、禁止用嘴吹灭、酒精灯打翻失火时,用湿抹布盖灭。)
反应容器
1、可以直接加热的:试管、蒸发皿、坩埚、燃烧匙;
2、间接加热:烧杯、锥形瓶、烧瓶(加热时垫上石棉网(使仪器受热均匀,防止炸裂))。
计量仪器
托盘天平(称质量)、量筒(量液体体积)
加持仪器
试管夹、铁架台、坩埚钳
其它仪器
玻璃棒(用于引流、搅拌或转移液体)、漏斗、长颈漏斗、分液漏斗
(二)药品的取用
1.药品的取用规则
取用原则
要求
“三不”原则
不能用手接触试剂
不要把鼻孔凑到容器口去闻气味
不得尝试剂的味道
用量原则
严格按规定用量取用;
无说明的——液体取1-2ml,固体盖满试管底部即可。
剩余药品
不放回原瓶、不随意丢弃、不带出实验室,要放入指定容器。
2.固体试剂的取用
固体试剂通常存放在广口瓶中
取用量
取用仪器
操作
粉末状试剂
药匙或纸槽
用药匙或纸槽粉末状试剂送至横放试管的底部,再慢慢竖起,让试剂全部落入底部,以免试剂沾在管口或试管上。
块状试剂
镊子
用镊子取块状药品或金属颗粒放在横放的容器口,再慢慢地竖立起来,使块状药品或金属颗粒缓缓地沿容器壁滑到容器底部,以免打破容器。
3.液体试剂的取用
液体试剂通常存放在细口瓶或滴瓶中。
取用量
方法
操作
较大量液体
直接倾倒
瓶盖倒放,标签向着手心,瓶口紧挨试管口,缓缓地将液体注入试管内。倒完液体后,应立即盖上瓶塞,放回原处。
少量液体
用胶头滴管滴加
先排空再吸液,取液后的滴管保持橡胶帽在上,不要平放或倒置。滴管要竖直悬于容器口上方,不能与器壁接触,用过的滴管需洗净后再吸取其他液体。
一定量液体
用量筒量取
量筒必须放平。倾倒液体至接近所需刻度时改用胶头滴管滴加液体。读数时,视线应与凹液面的最低处保持水平。
(三)物质的加热
1.液体加热
操作要点
常见错误及后果
试管内液体不超过试管容积的1/3;
试管夹夹在距试管口的1/3(从下向上套);
移动试管预热前,把外壁擦干;
用外焰加热,试管与桌面成45º角;
试管不能对着自己或有人的方向;
试管内液体超过试管容积的1/3,
液体沸腾溅出伤人。
试管对着自己或有人的方向,
液体沸腾溅出伤人。
试管没预热或外壁有水,加热时试管炸裂。
2.固体加热
操作要点
常见错误及后果
仪器连接顺序:先下后上、先左后右;
试管口应向下略倾斜;
先预热,再固定在有药品的部位用外焰加热;
试管口高于试管底;冷凝水倒流炸裂试管;
试管没预热或外壁有水,加热时试管炸裂;
(四)物质的称量
1.固体(用托盘天平)
操作要点
常见错误及后果
①检查天平是否平衡;
②托盘上各放一张质量相同的纸;
③左物右码(先加质量大的法码,再加质量小的法码)(物质量=砝码质量+游码质量);
④称量完毕,法码回盒,游码回零。
左物右码放反了,可能使所得物质的质量偏小。
托盘上未放纸或易潮解的或有腐蚀性的药品没放在小烧杯里,会腐蚀托盘。
2.液体(用量筒量取)
操作要点
常见错误及后果
先倒再用胶头滴管滴加,滴加时,量筒必须放平稳,读数时视线要与量筒内液体的凹液面的最底处相平。
仰视读数使得液体多;俯视读数使得液体少。
量筒不能加热、不能做反应器、不能溶解、稀释溶液。
(五)蒸发
操作要点
常见错误及后果
加热时,玻璃棒要不断的搅拌,防止液滴飞溅;当出现较多固体时,停止加热,热的蒸发皿要用坩埚钳夹取,放在石棉网上。
停止加热太晚,导致固体颗粒飞溅。
用手取热的蒸发皿,烫伤。
(六)仪器的连接
分类
图示
注意事项
玻璃管与橡胶塞
左手拿橡胶塞,右手拿玻璃管(靠近要插入塞子的一端),先用水湿润要插入的一端,稍用力转动,将其插入橡胶塞
玻璃管与胶皮管
左手拿胶皮管,右手拿玻璃管,先用水湿润玻璃管口,稍用力即可把玻璃管插入胶皮管
容器与橡胶塞
左手拿容器,右手拿橡胶塞慢慢转动,塞进容器口,切不可把容器放在桌面上再使劲塞进塞子,以免压破容器
(七)仪器洗涤
操作要点
常见错误及后果
一般用水刷洗,若内壁有不容物,盐酸或纯碱试一下。洗净的标准:内壁附着的水既不聚成水滴,也不成股流下,呈均匀的水膜。
用试管刷刷洗时用力过猛,易导致试管破裂。
第二部分 常见气体的制取和净化
(一)氧气、氢气与二氧化碳实验室制法
氧气(02)
二氧化碳(C02)
氢气(H2)
药品
高锰酸钾(KMn04)或双氧水和二 氧化锰
石灰石(或大理石)和稀盐酸(易错:如果不是要求写化学式,一定要写名称)
锌粒(Zn)和稀硫酸(易错:不能写硫酸)
反应
原理
2KMnO4 K2MnO4+MnO2+O2↑
2H2O2 2H2O+O2↑
CaCO3+2HCl=== CaCl2+H2O+CO2↑
Zn+H2SO4=== ZnSO4+H2↑
实验
装置
检验
将带火星的木条伸入集气瓶中,若木条复燃,则是氧气,否则是氧气
通入澄清石灰水中,若澄清石灰水变浑浊,则是CO2(易错:不能用燃着的木条)
点燃,产生淡蓝色火焰,罩在火焰上方的干冷的烧杯内壁有水珠,则该气体是氢气
收集
方法
①排水法(不易溶于水);(易错:不能答易溶、可溶)②向上排空气法(密度比空气大)
向上排空气法(密度比空气大;因能溶于水且能与水反应,不能用排水法收集)(易错:能溶于水,不能答可溶或易溶)
①排水法(难溶于水);②向下排空气法(密度比空气小)
验满
或验
纯
验满:①向上排空气法收集时用带火星的木条靠近集气瓶口,若木条复燃,则已收集满;②排水法收集时集气瓶口有大量气泡冒出,则已收集满(易错:注意是瓶口,不是瓶内)
验满:将燃着的木条放在集气瓶口,若火焰熄灭,则已集满(易错:注意是瓶口,不是瓶内)
验纯:①用拇指堵住集满氢气的试管口;②靠近火焰,移开拇指点火,若“噗”的一声,则氢气较纯;若有尖锐的爆鸣声,则氢气不纯
集气瓶放置
正放
正放
倒放
实验
操作
步骤
①组装仪器;②检查气密性;③装药品;④固定试管;⑤加热;⑥收集;⑦将导管移出水槽;⑧熄灭酒精灯(若用H2O2制O2步骤同CO2)
①组装仪器;②检查气密性;③加入石灰石;④加入稀盐酸;⑤收集
①连接装置②检查装置的气密性③装入药品(先装固体,后加液体)④检验氢气的纯度⑤收集和存放
注意
事项
①加热法制氧气时试管口要略向下倾斜;②若用高锰酸钾制取氧气,要在试管口放一团棉花;③加热时应先使试管均匀受热,然后对药品所在的部位加热;④排水法收集完氧气后,先撤导管后撤酒精灯;⑤排水法收集时,当气泡连续、均匀放出后再收集(易错:气泡连续均匀,不能只答连续)
①长颈漏斗下端管口要插入液面下;②不能用排水法收集;③反应容器中的导管刚露出橡胶塞即可;④用向上排空气法收集时,导管口应伸入集气瓶底部;⑤不能用稀硫酸代替稀盐酸(易错:反应生成微溶于水的硫酸钙,覆盖在大理石表面,反应不能进行到底)
①长颈漏斗下端管口要插入液面下;②点燃氢气前,一定要检验氢气的纯度
(二)气体制取装置的选择
确定发生装置的依据:反应物状态和反应条件(易错:判断发生装置的依据,不能只答使用了酒精灯或未使用酒精灯)
固固加热型
固体和固体,加热
固液常温型
固体和液体,常温
确定收集装置的依据:气体的密度和溶解性(易错:注意问的是应用物理性质还是性质
气体的密度
密度大于空气
向上排空气法
密度小于空气
向下排空气法
气体的溶解性
不易溶、难溶
排水集气法
多功能瓶收集气体
收集密度比空气大的气体,待收集气体通入最下方,即从a或c端通入
收集O2、CO2等
收集密度比空气小的气体,待收集气体通入最上方,即从b或d端通入
收集H2、CH4等
收集难溶或不易溶于水、且不与水反应的气体,气体应从b端通入(易错:气体密度都比水小,气体都从短管通入)
收集O2、H2等
(三)气体的净化与干燥
1.气体的净化(除杂)
(原则:a.不能引入新的杂质气体;b.不能减少被除杂气体的量。)
除杂装置
除杂试剂
可除去的杂质气体(括号内为杂质气体)
氢氧化钠溶液
CO(CO2)、H2(HCl)
饱和碳酸氢钠溶液
CO2(HCl)
灼热的氧化铜粉末
CO2(CO)
灼热的铜网
N2(O2)
氢氧化钠溶液
CO(CO2)
除杂原则
原则:a.不能引入新的杂质气体;b.不能减少被除杂气体的量。(易错:除气体杂质时,不要忽视所加试剂不能与主体气体反应)
2.气体的干燥(除水)
干燥装置
干燥剂
浓硫酸
碱石灰(NaOH和CaO固体混合物)、氢氧化钠固体
可干燥的
气体
酸性或中性:H2、O2、N2、CO2等
碱性或中性:NH3、H2、O2、N2等
干燥原则
(1) 干燥剂只能吸收气体中的水分,不能与气体发生反应。(易错:干燥气体时,不要忽视所加试剂不能与主体气体反应)
第三部分 物质的检验、鉴别、分离与除杂
(一)物质的检验
1.物理方法
①根据颜色:含有Cu2+的溶液显蓝色;含有Fe3+的溶液显黄色;含有Fe2+的溶液显浅绿色。
②根据气味:有刺激性气味的是SO2、NH3。
③根据溶解时温度变化:NaOH溶于水放热;NH4NO3溶于水吸热。
2.化学方法
①利用指示剂(常用的指示剂包括紫色石蕊试液和无色酚酞试液)
②加入其它试剂,使其出现不同的现象,如生成气体、生成不同颜色的沉淀等。取物质
加试剂
观现象
得结论
③一般思路:
(1)常见气体的检验
气体
方法
现象
原理
O2
将带火星的木条伸入集气瓶内(易错:注意是瓶内)
木条复燃
氧气具有助燃性(易错:注意不具有可燃性,也不能作燃料)
CO
点燃气体,在火焰上方罩一个内壁涂有澄清石灰水的烧杯
澄清石灰水变浑浊
2CO+O2 2CO2
Ca(OH)2+CO2=CaCO3↓+H2O
CO2
通入澄清石灰水
澄清石灰水变浑浊
Ca(OH)2+CO2=CaCO3↓+H2O
H2
点燃气体,在火焰上方罩一个干燥、冷的烧杯
氢气安静燃烧,产生淡蓝色火焰,烧杯内壁有水雾
2H2+O2 2H2O
NH3
(1)闻气味
(2)将湿润的红色石蕊试纸放在盛放氨气的容器口(易错:注意是试纸是润湿的)
(1)有氨味;
(2)试纸变蓝
NH3+H2O=NH3·H2O
H2O
通过无水硫酸铜(易错:注意是试纸是润湿的)
白色粉末变蓝
5H2O+CuSO4=CuSO4·5H2O
CH4
点燃气体,在火焰上方罩一个干燥、冷的烧杯,反应一段时间后,迅速倒转烧杯,倒入少量澄清石灰水(易错:不能只根据火焰呈明亮蓝色判断)
产生蓝色火焰;烧杯内壁有水雾;石灰水变浑浊
CH4+2O2 CO2+2H2O
Ca(OH)2+CO2=CaCO3↓+H2O
(2)常见离子的检验
离子
检验方法
现象
Cl-
滴加硝酸银溶液和稀硝酸
产生白色沉淀(AgCl),且沉淀不消失
、
滴加稀盐酸,将产生的气体通入澄清石灰水(易错:这种方法不能确定是否含有、哪种离子,可通过加热固体,检验是否有CO2生成来确定是哪种)
有气泡(CO2)产生,产生的气体能使澄清石灰水变浑浊
滴加硝酸钡溶液和稀硝酸
产生白色沉淀(BaSO4),且沉淀不消失
加入氢氧化钠溶液,用湿润的红色石蕊试纸检验产生的气体
有刺激性气味的气体(NH3)产生,试纸变蓝
Ag+
滴加稀盐酸和稀硝酸
产生白色沉淀(AgCl),且沉淀不消失
Cu2+
滴加氢氧化钠溶液
产生蓝色沉淀[Cu(OH)2]
Ba2+
滴加稀硫酸和稀硝酸
产生白色沉淀(BaSO4),且沉淀不消失
Fe3+
滴加氢氧化钠溶液
产生红褐色沉淀[Fe(OH)3]
OH-
①滴加紫色石蕊溶液
②滴加无色酚酞溶液
①溶液变蓝
②溶液变红
H+
①滴加紫色石蕊溶液
②加入锌等活泼金属
①溶液变红
②有气泡(H2)产生
(二)物质的鉴别
1.常见物质的物理性质
(1)固体物质的颜色
①红色固体:Fe2O3、Cu等。
②暗红色固体:红磷等。
③淡黄色固体:S等。
④绿色固体:碱式碳酸铜等。
⑤紫黑色固体:KMnO4等。
(2)溶液的颜色
①蓝色溶液:含Cu2+的溶液,如CuSO4溶液。
②浅绿色溶液:含Fe2+的溶液,如FeSO4溶液。
③黄色溶液:含Fe3+的溶液,如FeCl3溶液。
2.物质鉴别的思路与方法
(1)用一种试剂鉴别
用一种试剂分别与各待鉴别物质反应,根据出现明显的不同现象(如产生气体、沉淀、变色等)加以鉴别。
常用的鉴别试剂有:水、紫色石蕊,Na2CO3、稀HCl、稀H2SO4、Ba(OH)2等;
可以用石蕊溶液(或pH试纸)鉴别酸性、中性、碱性溶液;
(2)不用其他试剂鉴别
先用物理方法(看颜色、闻气味),再两两混合,根据不同现象判断,或用已经鉴别出来的物质去鉴别其他的物质。
3.常见物质的鉴别
物质
方法
现象与结论
CO与CO2
通入澄清石灰水
石灰水变浑浊的是CO2,不变浑浊的是CO
通入石蕊溶液
溶液变红的是CO2,不变红的是CO
向装有两种气体的塑料瓶里分别加入约三分之一体积的水,振荡
瓶子变瘪的是CO2,无变化的是CO
分别点燃
在空气中燃烧的是CO,不燃烧的是CO2
通过灼热的氧化铜
有红色固体出现的是CO,无变化的是CO2
O2与CO2
通入澄清石灰水
石灰水变浑浊的是CO2,不变浑浊的是O2
通入石蕊溶液
溶液变红的是CO2,不变红的是O2
将燃着的小木条伸入分别装有两种气体的集气瓶中
木条熄灭的是CO2,燃烧更旺盛的是O2
KCl、NH4Cl和NH4HCO3三种固体
闻气味,然后向另外两种固体中加熟石灰研磨
常温下有刺激性气味的是NH4HCO3,向另外两种固体中加熟石灰研磨有刺激性气味的是NH4Cl
NaCl、NH4NO3和NaOH三种固体
加入水中,测量温度
水温升高的是NaOH,水温下降的是NH4NO3,水温无明显变化的是NaCl
NaCl、CaCO3和CuSO4三种固体
加水
不溶于水的是CaCO3,形成蓝色溶液的是CuSO4,形成无色溶液的是NaCl
NaCl、CaCO3和锌三种固体
加入稀盐酸,将气体通入石灰水
无气泡产生的是NaCl,有气泡产生且石灰水变浑浊的是CaCO3,有气泡产生但石灰水不变浑浊的是锌
NaOH溶液和Ca(OH)2溶液
加入碳酸钠溶液
有白色沉淀的是Ca(OH)2,无变化的是NaOH溶液
稀盐酸和稀硫酸
加入氯化钡溶液
有白色沉淀的是稀硫酸,无变化的是稀盐酸
NaOH溶液、稀盐酸和氯化钠溶液
紫色石蕊溶液
溶液变蓝的是NaOH溶液,溶液变红的是稀盐酸,溶液无明显变化的是氯化钠溶液
鉴别氢氧化钠溶液和碳酸钠溶液
加入稀盐酸
有气泡产生的是碳酸钠,无现象的是氢氧化钠溶液
加入氯化钙或氯化钡溶液
有白色沉淀产生的是碳酸钠,无现象的是氢氧化钠溶液
鉴别氯化钠溶液和碳酸钠溶液
加入稀盐酸
有气泡产生的是碳酸钠,无现象的是氯化钠
加入氯化钡或氯化钙溶液
有白色沉淀的是碳酸钠,无现象的是氯化钠
加入酚酞溶液
溶液变红的是碳酸钠,无现象的是氯化钠溶液
硬水和软水
加入肥皂水
泡沫多、浮渣少的是软水,泡沫少、浮渣多的是硬水。
棉花、羊毛和合成纤维
灼烧闻气味
有烧纸气味的是棉花,有烧焦羽毛气味的是羊毛,有特殊气味,边熔化边燃烧且灰烬为硬球物质、捏不碎的是合成纤维。
(三)物质的除杂
1.除杂原则
(1)主不减:被提纯的物质不能和加入的试剂反应。
(2)杂不增:不能引入新的物质。
(3)易分离:使被提纯的物质和杂质转化为不同状态(固、液、气),固体和液体的分离方法为过滤。
2.物理方法
方法
适用范围或原理
举例
物
理
方
法
过滤法
①固体与液体混合物的分离
②可溶性固体与不溶性固体混合物的分离
粗盐中难溶性杂质的除去
结
晶
法
蒸发结晶
①分离溶质与溶剂
②除去易挥发的杂质
从含有HCl的NaCl溶液中分离出固体NaCl
降温结晶
可溶性固体溶质溶解度受温度影响变化大小不同
除去KNO3中混有的少量的NaCl
洗气法
除去某气体中的水蒸气
H2(H2O) 通过浓硫酸
磁铁吸引法
利用物质的特性
分离铁粉和铜粉,可用磁铁吸引
蒸馏法
蒸馏法:对于由沸点不同的液体组成的混合物,用蒸馏的方法将它们一一分离。
工业上分离液态空气制氧气;
石油的分馏
2.化学方法
方法
原理
举例
化
学方
法
除
去
法
气体法
与杂质反应生成气体而除去
除去Na2SO4中的Na2CO3,可选用稀H2SO4将CO转化成CO2
沉淀法
将杂质转化为沉淀过滤除去
NaOH溶液中混有少量的Ca(OH)2,可加入适量的Na2CO3溶液将Ca2+转化成CaCO3
置换法
将杂质通过置换反应而除去
除去FeSO4中的CuSO4,可加适量的铁粉,再过滤
溶解法
将杂质溶于某种试剂而除去
除去C粉中的CuO粉,可加适量的稀盐酸,再过滤
加热法
杂质高温易分解,通过高温将杂质除去
除去CaO中的CaCO3,可高温煅烧
除去Na2CO3(NaHCO3),加热至质量不再减少
吸收法
选择适当的试剂与气体中的杂质反应。
除去CO中混有的少量CO2可选用氢氧化钠溶液。
转化法
将杂质通过化学反应转化为被提纯的物质
除去CO2中的CO,可将气体通过灼热的氧化铜
提取法
将需要的物质先沉淀,再加酸溶解复原
除去CaCl2溶液中的少量NaCl,可先加足量Na2CO3溶液,充分反应后过滤,洗涤,向滤渣中加入稀盐酸
(四)物质的除杂与分离
1.分离原则
分离:将混合物中各物质逐一分开,且都要恢复到原状态,保留所有成分。
除杂(提纯):只需要除去杂质,保留目标物质即可,要求:
不增:不引入新的杂质
不减:不消耗、不改变目标提纯物质
易分:杂质转化为沉淀、气体、水,容易分离
复原:目标物质能方便恢复原有状态
2.常见物质分离方法
(1)物理方法
方法
分离原理
适用场景
实例
过滤
颗粒大小差异
不溶性固体与液体分离
分离泥沙与水、除去粗盐中难溶性杂质
蒸馏/分馏
沸点差异
互溶的液体混合物分离
从自来水制取蒸馏水、分离乙醇和水、石油分馏
结晶
溶解度随温度变化差异
从溶液中析出溶质分离
海水晒盐(蒸发结晶)、提纯含杂质的硝酸钾(冷却结晶)
升华
固体易升华特性
分离易升华固体与不升华固体
分离碘单质与砂子、分离碘与氯化钠
磁选
磁性差异
磁性物质与非磁性物质分离
分离铁粉与硫粉
(2)化学方法
沉淀法:加入试剂使杂质生成沉淀后分离,适用于液体中除去可溶性杂质,比如向泥水加明矾加速不溶杂质沉淀。
吸附法:利用吸附剂吸附特性除去有色、有味杂质,比如活性炭吸附水中色素和异味,净化自来水。
第四部分 实验方案的设计与评价
(一)实验方案的设计
1.化学实验设计的基本要求和基本思路
(2)基本思路
根据实验目的和原理及所选用的试剂和仪器,设计合理的装置,并且从几种方案中分析选择出最佳方案。
2.常用方法
(1)对照实验设计
设置对照实验是实验方案设计中的一种基本思路,有利于观察实验现象,并推理论证结论。如探究碳酸具有酸性而二氧化碳不具有酸性时,可按下图所示装置进行实验。
(2)控制变量法实验设计
控制变量法通常设置对照组和实验组,两组只有一个条件不相同。如燃烧条件的探究实验和铁生锈条件的探究实验都采用了控制变量法。
(3)综合实验设计
设计一个实验探究多方面的问题,如设计一个组合实验探究某一混合气体的成分、某气体的性质和组成等。
3.注意事项
(1)实验操作顺序
装置选择与连接→气密性检查→加固体试剂→加液体试剂→开始实验(按程序)→拆卸仪器→其他处理等。
(2)仪器选用及连接顺序
(二)实验方案的评价
1.评价方案优劣的原则
方案:科学合理。
原料:来源广泛、价格低廉、种类和用量少。
实验:装置简单、要求不高、步骤简短、操作简便、现象明显。
产物:容易提纯,具有安全性和环保性。
2.评价方法
(1)实验方案在理论上是否科学、严谨、合理。如不能用燃着的木条鉴别氮气和二氧化碳,应改用澄清石灰水鉴别。
(2)实验步骤是否简便、易行、安全,装置是否简单,现象是否明显等。
(3)从经济角度评价,原料是否常见、廉价,是否能节约试剂,是否能降低成本和提高产品质量。
(4)推理过程是否严密。
(5)从环保角度评价反应过程和后续是否会对环境造成污染,如一氧化碳还原氧化铁实验中是否有尾气处理装置。
(6)实验结论是否正确或是否与实验目的一致。
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