内容正文:
第8讲 化学实验仪器和基本操作
课标
指引 1.认识化学实验是研究和学习物质及其变化的基本方法,是科学探究的一种重要途径。
2.树立安全意识和环保意识。了解化学实验安全规则和实验操作规范,熟悉化学品安全使用标识,知道常见废弃物的处理方法,知道实验室突发事件的应对措施,形成良好的实验工作习惯。
三年
高考
命题
分析 1.命题特点
基础性:试题素材多源于教材实验的变形或组合,但装置或设问角度有创新,体现“源于教材而不拘泥于教材”的特点。
应用性:容量瓶、滴定管、分液漏斗、冷凝管等基本仪器的使用及规范几乎每年都考,尤其要关注容量瓶定容时的操作。
2.命题趋势:强化教材实验深度挖掘,安全规范全面覆盖,仪器功能创新考查常态化,操作细节深度考查,引导学生建立“仪器—操作—原理”三位一体的思维模型。
考点一
常用化学仪器的识别及使用
必备知识•梳理
1.可加热的仪器
(1)上述仪器中可直接加热的有__________(填序号,下同),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。
①②③
④⑤⑥⑦
蒸发皿
坩埚
蒸馏烧瓶
三颈烧瓶
泥三角
坩埚钳
陶土网
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__________。
②托盘天平的“0”刻度在标尺的最左边。
③量筒__________“0”刻度。
(2)实验仪器的精确度
①托盘天平的精确度为__________ g。
②量筒的精确度一般为__________ 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 ℃左右读数才准确;容量瓶、滴定管使用前必须检查__________;容量瓶__________刻度线。
上部
没有
0.1
0.1
0.01
是否漏水
只有一条
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:
①用于溶解、蒸发等情况下的__________;
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。
搅拌
(2)漏斗
(3)冷凝管
普通
长颈
分液
恒压滴液
安全
直形
球形
冷凝回流
(4)气体除杂装置
球形干燥管
关键能力•提升
命题角度1 常用化学仪器的识别
1.(1)(2024·湖南卷节选)分别称取3.71 g Cu(ClO4)2·6H2O和0.76 g Cu粉置于100 mL乙腈(CH3CN)中充分反应,回流装置图(加热、夹持等装置略)如图:
装置中仪器M的名称为__________。
球形冷凝管
(2)(2025·山东卷节选)实验室制备某种聚酯的装置示意图如图(加热及夹持装置略),仪器C的名称是______________。
直形冷凝管
命题角度2 常用化学仪器的选择及使用
2.(1)(2025·安徽卷节选)
配制饱和食盐水,下列仪器中需要使用的有_____________ (填名称)。
烧杯、玻璃棒
(2)(2025·湖南卷节选)实验室保存硝基苯的玻璃容器是________(填字母)。
A
3.(1)(2025·陕晋青宁卷节选)某实验室制备糖精钴[Co(Sac)2(H2O)4]·xH2O:
Ⅰ.称取1.0 g CoCl2·6H2O,加入18 mL蒸馏水,搅拌溶解,得溶液1。
Ⅱ.称取2.6 g(稍过量)糖精钠(NaSac·2H2O),加入10 mL蒸馏水,加热搅拌,得溶液2。
Ⅰ和Ⅱ中除烧杯外,还需用到的玻璃仪器有__________、__________(写出两种)。
玻璃棒
量筒
(2)(2025·重庆卷节选)过滤需要用到下列哪些仪器?___________(填字母)。
ACEG
4.(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
A
解析:粗苯甲酸中含有少量氯化钠和泥沙,需要利用重结晶来提纯苯甲酸,具体操作为加热溶解、趁热过滤和冷却结晶,此时利用的玻璃仪器有漏斗、烧杯、玻璃棒,A选项装置选择不合理;蒸馏法需要用到温度计测量蒸气温度、用蒸馏烧瓶盛装混合溶液、用锥形瓶盛装收集到的馏分,B选项装置选择合理;浓硫酸催化乙醇制乙烯需要控制反应温度为170 ℃,需要利用温度计测量反应液的温度,C选项装置选择合理;酸碱滴定法测定NaOH溶液浓度是用已知浓度的酸液滴定未知浓度的碱液,酸液盛装在酸式滴定管中,D选项装置选择合理。
考点二 化学实验基本操作与安全
必备知识•梳理
1.化学试剂的保存
广口
细口
棕色
碱性
强酸性
强氧化性
2.化学试剂的取用
(1)根据试剂的性状和用量选择取用方法
取用
试剂 固体试剂 液体试剂
粉末状 块状 一定量 少量 多量 一定量
使用
仪器 __________
(或_______) 镊子 用_________
称量
_____ 用试
剂瓶
倾倒 用量筒、_______ (或移液管)量取
药匙
纸槽
(托盘)天平
胶头
滴管
滴定管
(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。
3.试纸的类型及使用
(1)常用试纸的类型
酸碱
强氧化
漂白
(2)使用方法
检验
溶液 取一小块试纸放在_____________________________________上,用______________________,点在试纸__________,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)。
检验
气体 一般先将试纸润湿,粘在玻璃棒的一端,并使其接近出气口,观察颜色的变化
洁净的玻璃片或表面皿
玻璃棒蘸取待测液体
中部
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
容器壁上附着的硫 ___________________________
AgCl 氨水
容器内残留的MnO2 热的__________
CS2或热的NaOH溶液
浓盐酸
5.物质的溶解
(1)固体物质的溶解
一般在烧杯或试管里进行,为了加速溶解,常用玻璃棒搅拌、粉碎、振荡或加热等措施,但FeCl3、AlCl3等易水解的固体溶解时不能加热。
(2)气体物质的溶解或吸收
①溶解度不大的气体,如CO2、Cl2、H2S等,用如图a所示装置。
②极易溶于水的气体,如__________、__________等,用如图b所示装置。
NH3
HCl
(3)液体物质的溶解(稀释):一般把密度________的液体加入密度________的液体中,如浓硫酸的稀释、浓硫酸与浓硝酸的混合。
较大
较小
6.物质的加热
(1)加热方式
加热方式 适用范围
直接加热 瓷质、金属质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:____________________ ①需严格控制温度(如硝基苯的制备);②需反应混合液静置(如银镜反应);③蒸馏沸点差较小的混合液
受热均匀,便于控制温度
(2)两类物质的加热
固体 试管口要略向下倾斜,先给试管均匀加热,受热均匀后再集中药品部位加热
液体 加热前,先把玻璃容器外壁的水擦干,以免炸裂容器;试管夹夹在距离试管口的处,管口__________倾斜,不能对着人,以防液体沸腾时溅出伤人
向上
7.装置气密性的检查
项目 微热法 气压法
原理 升高装置中气体的温度,使气体体积膨胀 封闭气体,气体不能排出,使液滴不能滴下
图示
具体
操作 塞紧橡胶塞,将导气管末端伸入盛水的烧杯中,用手焐热(或用酒精灯微热)烧瓶 塞紧橡胶塞,关闭止水夹,打开分液漏斗活塞,向烧瓶中加水
现象
说明 烧杯中有气泡产生,停止加热,冷却后导气管末端形成一段水柱,且保持一段时间不下降 一段时间后,液滴不能滴下
8.常见实验事故的处理
意外事故 处理方法
浓碱液溅到皮肤上 用大量水冲洗,然后涂上__________
浓硫酸溅到皮肤上 用大量水冲洗,然后用3%~5%的__________溶液冲洗
不慎将酸溅到眼中 用大量水冲洗,边洗边眨眼睛
温度计水银球不慎碰破 用__________覆盖
苯酚沾到皮肤上 用__________擦洗
重金属盐中毒 喝大量豆浆、牛奶,并及时送医院
稀硼酸
NaHCO3
硫粉
酒精
关键能力•提升
命题角度1 化学试剂的保存
1.(2025·山东卷)实验室中,下列试剂保存方法正确的是( )
A.液溴加水封保存在广口试剂瓶中
B.硝酸银溶液保存在棕色细口试剂瓶中
C.高锰酸钾与苯酚存放在同一药品柜中
D.金属锂保存在盛有煤油的广口试剂瓶中
B
解析:液溴为液体,应使用细口瓶保存,广口瓶通常用于保存固体,A错误;高锰酸钾是强氧化剂,苯酚有还原性,两者不能放在同一药品柜中,C错误;锂的密度小于煤油,无法被煤油浸没隔绝空气,保存方法错误,可以保存在石蜡油中,D错误。
2.(2025·江苏卷节选)玻璃中的SiO2能与NaOH反应生成_______________ (填化学式),故不能使用带磨口玻璃塞的试剂瓶盛放NaOH溶液。
Na2SiO3
命题角度2 装置型实验基本操作及评价
3.(2022·湖南卷)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
A
解析:碱式滴定管排气泡时,把橡皮管向上弯曲,管口略向上倾斜,轻轻挤压玻璃珠可以使溶液从尖嘴涌出,气泡即可随之排出,A符合规范;用试管加热溶液时,试管夹应夹在距离管口的处,且大拇指不能放在短柄上,B不符合规范;实验室中,盐酸和NaOH要分开存放,有机物和无机物要分开存放,C不符合规范;用胶头滴管滴加溶液时,胶头滴管不能伸入试管内部,应悬空滴加,D不符合规范。
命题角度3 表格型实验基本操作及评价
4.(2024·湖南卷)为达到下列实验目的,操作方法合理的是( )
选项 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
D
解析:可采用升华法从含有I2的NaCl固体中提取I2,A项错误。乙酸乙酯在强碱性条件下可以发生水解反应,故提纯乙酸乙酯不能用NaOH溶液洗涤, B项错误。用NaOH标准溶液滴定未知浓度的CH3COOH溶液,反应达到滴定终点时生成CH3COONa,CH3COONa溶液显碱性,而甲基橙变色范围的pH为3.1~4.4,故不能用甲基橙作指示剂,否则误差较大,应用酚酞作指示剂,C项错误。从明矾过饱和溶液中快速析出晶体,可以用玻璃棒摩擦烧杯内壁,在烧杯内壁产生微小的玻璃微晶来充当晶核,D项正确。
命题角度4 化学实验安全与事故处理
5.(2025·浙江1月选考卷)关于实验室安全,下列说法不正确的是( )
A.若不慎将盐酸沾到皮肤上,应立即用大量水冲洗,然后用3%~5%NaHCO3溶液冲洗
B.实验室制备Cl2时,可用NaOH溶液吸收尾气
C.水银易挥发,若不慎打碎水银温度计后有水银洒落,无需处理
D.PbS溶解度很小,故可用Na2S处理废水中的Pb2+,再将沉淀物集中送至环保单位进一步处理
C
解析:若不慎将盐酸沾到皮肤上,应立即用大量水冲洗,将其稀释,然后用弱碱性物质(如3%~5%的NaHCO3溶液)进行中和,A正确;Cl2是有毒气体,可根据其能够与碱反应的性质,利用NaOH溶液进行尾气处理,B正确;水银是重金属,有毒,硫能与汞反应生成硫化汞,若不慎有水银洒落,可撒上硫粉进行处理,C错误;PbS难溶于水,Na2S可与Pb2+反应生成硫化物沉淀,因此处理废水中Pb2+等重金属离子常用沉淀法,D正确。
6.(2025·河北卷)下列不符合实验安全要求的是( )
A.酸、碱废液分别收集后直接排放
B.进行化学实验时需要佩戴护目镜
C.加热操作时选择合适的工具避免烫伤
D.乙醇应存放在阴凉通风处,远离火种
A
解析:酸、碱废液需中和处理达标后才能排放,直接排放会污染环境,不符合安全要求,A不符合实验安全要求;实验时佩戴护目镜是防止化学试剂溅入眼睛的必要防护措施,B符合实验安全要求;选择合适的加热工具如坩埚钳,可避免直接接触高温物体导致烫伤,C符合实验安全要求;乙醇易燃,存放于阴凉通风处并远离火源是防止火灾的安全措施,D符合实验安全要求。
能力提升
题组1 前沿模拟演练
1.(2026·湖南永州一模)下列试剂保存与实验操作不规范的是( )
A.四氯化碳保存在广口塑料瓶中
B.金属钠保存在石蜡油中
C.实验室中可以将未用完的白磷放回原试剂瓶
D.不慎将碱沾到皮肤上,应立即用大量水冲洗,然后涂上1%的硼酸
A
解析:四氯化碳应保存在细口玻璃瓶中,A错误;金属钠可保存在石蜡油中,B正确;白磷易燃,未用完的白磷需放回原瓶以确保安全,C正确;碱沾到皮肤上应立即用大量水冲洗,然后涂上1%的硼酸,D正确。
2.(2025·湖南长沙模考)下列关于图示仪器的使用叙述错误的是( )
A.甲:可用于吸收尾气Cl2
B.乙:可用于将干海带灼烧成海带灰
C.丙:可用于分离乙酸乙酯和饱和碳酸钠溶液的混合物
D.丁:可用于量取15.00 mL KMnO4溶液
D
解析:氯气能和氢氧化钠溶液反应,则可用于吸收尾气Cl2,A正确;灼烧干海带成海带灰需在坩埚中进行,B正确;饱和碳酸钠溶液与乙酸乙酯不互溶,分层明显,可用分液漏斗分离,C正确;酸性高锰酸钾溶液具有强氧化性,会腐蚀橡胶,需要使用酸式滴定管或酸式移液管,D错误。
3.(2025·湖南长郡中学二模)下列关于实验室试剂保存和实验室安全的说法正确的是( )
A.出现在具有腐蚀性的固体或液体试剂外包装上
B.氢氟酸保存在玻璃或铅制器皿中
C.含重金属离子的废液,加水稀释后排放
D.金属镁不慎着火,应立即用CO2灭火器灭火
A
解析:图片所示标志为腐蚀品标志(数字8对应腐蚀品,图案为腐蚀性物质对物品和皮肤的损害),具有腐蚀性的固体或液体试剂外包装上应标注此标志,故A项正确;HF会与玻璃中的SiO2反应(4HF+SiO2══SiF4↑+2H2O),不能保存在玻璃器皿中,应保存在塑料瓶中,故B项错误;含重金属离子的废液有毒,加水稀释后仍会污染环境,需处理(如沉淀法)达标后排放,故C项错误;金属镁能在CO2中燃烧(2Mg+CO2 2MgO+C),不能用CO2灭火器灭火,应用沙土覆盖灭火,故D项错误。
题组2 高考真题集训
4.(2025·山东卷改编)完成下列实验所用部分仪器或材料选择正确的是
( )
选项 实验内容 仪器或材料
A 灼烧海带 坩埚、泥三角
B 加热浓缩NaCl溶液 表面皿、玻璃棒
C 称量5.0 g NaOH固体 电子天平、称量纸
D 量取25.00 mL稀硫酸 量筒、锥形瓶
A
解析:加热浓缩NaCl溶液应使用蒸发皿(而非表面皿)和玻璃棒,表面皿无法直接加热,B错误;NaOH易潮解且腐蚀性强,称量时应置于烧杯或表面皿中,而非称量纸上,C错误;量筒是粗略量器,不能用于量取25.00 mL的稀硫酸,D错误。
5.(2025·重庆卷)下列实验操作符合规范的是( )
A
解析:定容时,视线应与刻度线保持水平,B错误;稀释浓硫酸应遵循“酸入水”的原则,C错误;氢氧化钠溶液呈碱性,应放在碱式滴定管中进行滴定,D错误。
6.(2024·湖南卷)为达到下列实验目的,操作方法合理的是( )
选项 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
D
解析:从含有I2的NaCl固体中提取I2,用CCl4溶解、萃取、分液后,I2仍然溶在四氯化碳中,没有提取出来,A错误;乙酸乙酯在氢氧化钠溶液中可以发生水解反应,故提纯乙酸乙酯不能用氢氧化钠溶液洗涤,B错误;用NaOH标准溶液滴定未知浓度的CH3COOH溶液,反应到达终点时生成CH3COONa,溶液呈碱性,而甲基橙变色范围pH较小,故不能用甲基橙作指示剂进行滴定,应用酚酞作指示剂,C错误;从明矾过饱和溶液中快速析出晶体,可以用玻璃棒摩擦烧杯内壁,烧杯内壁存在微小的玻璃微晶来充当晶核,用玻璃棒摩擦烧杯内壁,震动造成过饱和溶液的较不稳定平衡态被破坏,平衡朝着析出晶体的方向移动,D正确。
7.(2024·湖南卷)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
B
解析: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,故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,故B错误;苯酚有毒,对皮肤有腐蚀性,常温下苯酚在水中溶解度不大,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,故C正确;不慎将酒精灯打翻着火时,用湿抹布盖灭,湿抹布可以隔绝氧气,也可以降温,故D正确。
$