楊述強(qiáng)
必修1將化學(xué)實(shí)驗(yàn)放在了第一章,足以說明實(shí)驗(yàn)在整個(gè)高中化學(xué)中的重要性。為了幫助大家更好地學(xué)習(xí)高一的化學(xué)實(shí)驗(yàn)知識(shí),下面將其常見知識(shí)點(diǎn)總結(jié)如下。
一、化學(xué)試劑的存放方法
l.-般試劑的存放方法。
(1)根據(jù)藥品的狀態(tài)確定存放方法:固態(tài)藥品應(yīng)盛放在廣口瓶中,液態(tài)試劑應(yīng)盛放在細(xì)口瓶中,少量常用的液態(tài)試劑可存放在滴瓶中。
(2)根據(jù)藥品的感光性確定存放方法:見光易分解的藥品貯存在棕色試劑瓶中,見光不分解的藥品貯存在一般試劑瓶中。
(3)根據(jù)藥品的酸、堿性確定存放方法:堿性物質(zhì)應(yīng)盛放在帶有橡皮塞的試劑瓶中,強(qiáng)酸、強(qiáng)氧化性物質(zhì)應(yīng)盛放在帶有玻璃塞的試劑瓶中。
2.特殊試劑的存放方法。
(L)防氧化:①密封或用后立即蓋好,如Na2S溶液、KI溶液等。②加入還原劑,如FeSO4溶液中加入少量鐵屑。③隔絕空氣,如K、Na保存在煤油中,Li保存在石蠟中。
(2)防與CO2反應(yīng):密封保存,減少露置時(shí)間,如NaOH溶液、石灰水、Na2O2固體等。
(3)防揮發(fā):①密封,置于陰涼處,如濃鹽酸、濃氨水等。②液封,如液溴用水封。
(4)防燃燒:置于冷暗處,不與氧化劑混合貯存,嚴(yán)禁火種,如汽油、酒精等。
(5)防分解:保存在棕色瓶中,置于冷暗處,如濃硝酸、AgNO3溶液、氯水等。
(6)防潮解(或與水反應(yīng)):密閉保存,如濃硫酸、CaCl2固體等。
(7)防腐蝕:①能腐蝕橡膠的物質(zhì)應(yīng)盛放在配有玻璃塞或塑料蓋的試劑瓶中,如濃硝酸、KMnO4溶液、氯水、溴水等。②能腐蝕玻璃的物質(zhì)用塑料容器盛裝,如氫氟酸保存在塑料瓶中。
(8)防黏結(jié):堿性溶液應(yīng)盛放在配有橡皮塞的試劑瓶中,如NaOH、Na2CO3、Na2SiO3溶液等。
(9)防變質(zhì):現(xiàn)用現(xiàn)配,如銀氨溶液。
例1 下列藥品不能用配有橡皮塞的玻璃試劑瓶存放的是()。
①濃硝酸 ②稀氫氧化鈉溶液 ③液溴 ④純堿溶液 ⑤水玻璃 ⑥氫氟酸
A.①③⑥
B.①④⑥
C.①⑤⑥
D.②③④⑤
解析 濃硝酸和液溴都具有強(qiáng)氧化性,能腐蝕橡膠,不能盛放在配有橡皮塞的玻璃試劑瓶中;氫氟酸會(huì)腐蝕玻璃,應(yīng)保存在塑料瓶中;水玻璃是Na2SiO3的水溶液。本題選A。
二、常用儀器的分類、一些儀器的創(chuàng)新使用及防倒吸裝置
1.常用儀器的分類。可直接加熱的儀器,有試管、蒸發(fā)皿、坩堝等;需墊石棉網(wǎng)加熱的儀器,有圓底燒瓶、蒸餾燒瓶、燒杯、錐形瓶等;常用計(jì)量?jī)x器,有量筒、溫度計(jì)、托盤天平、容量瓶、滴定管等;其他儀器,有洗氣瓶、干燥管、普通漏斗、分液漏斗、冷凝管、玻璃棒等。
2.一些儀器的創(chuàng)新使用。圖1是由廣口瓶和橡皮塞及導(dǎo)管組成的裝置,有以下用途。
(1)作集氣瓶:若氣體的密度大于空氣的 密度,則氣體應(yīng)“長(zhǎng)進(jìn)短出”,即向上排空氣法;若氣體的密度小于空氣的密度,則氣體應(yīng)“短進(jìn)長(zhǎng)出”,即向下排空氣法;排液體收集氣體時(shí),應(yīng)“短進(jìn)氣、長(zhǎng)出液”。
(2)作洗氣瓶:用于氣體的除雜,如除去Cl2中少量的HCl氣體,氣體應(yīng)“長(zhǎng)進(jìn)短出”,裝置如圖2a所示。
(3)作量氣瓶:應(yīng) “短進(jìn)氣、長(zhǎng)出液”,裝 置如圖2b所示。
(4)作安全瓶:
用于防倒吸裝置,裝置如圖2c所示。
3.常見的防倒吸裝置。在進(jìn)行氣體的性質(zhì)驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)時(shí),要防止因氣體的溶解或反應(yīng)使裝置內(nèi)形成壓強(qiáng)差而導(dǎo)致液體倒吸。常見的防倒吸裝置如圖3所示,其中b、d的防倒吸原理相同,即較大容積的漏斗、干燥管能容納較多的液體,從而防止了倒吸。e只起防倒吸作用,不能用來收集氣體。f除了具有防倒吸作用,還可用于收集氣體。
例2 廣口瓶被稱為氣體實(shí)驗(yàn)的“萬能瓶”,是因?yàn)樗梢耘浜蠈?dǎo)管和其他簡(jiǎn)單儀器組成具有多種功能的裝置。圖4中能用作防倒吸安全瓶的是()。
解析 安全瓶的目的是防止內(nèi)、外氣壓出現(xiàn)較高的壓強(qiáng)差,導(dǎo)致液體倒吸,這就需要平衡壓力,如B裝置,在發(fā)生倒吸時(shí),液體被吸到廣口瓶中,而防止倒吸入反應(yīng)容器中。A、C、D項(xiàng)中,各裝置的導(dǎo)管插在液面以下,不能起到防倒吸作用。本題選B。
三、化學(xué)實(shí)驗(yàn)的基本操作
該知識(shí)點(diǎn)主要涉及藥品的取用,物質(zhì)的溶解、加熱,儀器的連接與安裝,氣體的制取、凈化、收集,尾氣處理等。通??疾槲镔|(zhì)的溶解或稀釋方法,防止倒吸的方法,裝置氣密性的檢查,制氣、洗氣、集氣、量氣裝置的連接方法,特殊試劑的使用注意事項(xiàng)等。
例3 圖5所示的操作方法正確的是()。
解析 稀釋濃硫酸時(shí),應(yīng)該“酸入水”,防止液體暴沸,A項(xiàng)錯(cuò)誤;O2的密度比空氣大,進(jìn)去的O2下沉,瓶?jī)?nèi)的空氣上浮,屬于向上排空氣法,B項(xiàng)正確;NaOH溶液能夠吸收CO2,但洗氣除雜時(shí)氣體應(yīng)該“長(zhǎng)進(jìn)短出”,C項(xiàng)錯(cuò)誤;NH4HCO3受熱分解產(chǎn)生NH3、CO2、H2O(g),水蒸氣在試管口遇冷變?yōu)橐簯B(tài)水,冷凝水回流會(huì)導(dǎo)致試管底炸裂,易發(fā)生事故,應(yīng)使試管口略低丁試管底,D項(xiàng)錯(cuò)誤。本題選B。
四、化學(xué)實(shí)驗(yàn)中玻璃棒的作用
1.攪拌。
(1)在結(jié)晶操作中的蒸發(fā)階段:用玻璃棒攪拌,以免液體局部過熱,致使液滴飛濺出來。
(2)在溶解固體的操作中:用玻璃棒攪拌,以加快固體的溶解,如粗鹽的溶解。
注意事項(xiàng):攪拌時(shí)不要碰容器的壁和底,同時(shí)要向同一個(gè)方向攪拌(順時(shí)針、逆時(shí)針均可)。
2.引流。使液體沿玻璃棒流人容器中,如過濾操作、溶液的配制等。
3.測(cè)定性質(zhì)。
(1)測(cè)定溶液的pH值:用玻璃棒蘸取液體,點(diǎn)在pH試紙上。
(2)檢驗(yàn)氣體的性質(zhì):先用蒸餾水將試紙潤(rùn)濕.粘在玻璃棒的一端,再將這一端伸到盛有待測(cè)氣體的試管口(注意不要接觸),觀察試紙的顏色變化。
4.對(duì)液體和固體物質(zhì)進(jìn)行轉(zhuǎn)移。
例4 下列有關(guān)實(shí)驗(yàn)的敘述正確的是()。
A.可用堿式滴定管量取12.85mL KMnO4溶液
B.實(shí)驗(yàn)室蒸餾石油可用圖6甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置
C.溶解固體時(shí),應(yīng)使用玻璃棒向同一個(gè)方向攪拌,以加快固體的溶解
D.配制500mL0.4 mol·L-1的NaCl溶液,必要的儀器如圖6乙所示
解析 A項(xiàng),KMnO4溶液具有強(qiáng)氧化性,只能用酸式滴定管量取;B項(xiàng),溫度汁的水銀球應(yīng)位于蒸餾燒瓶的支管口處;D項(xiàng),配制溶液時(shí)需要容量瓶。本題選C。
五、蒸發(fā)皿與表面皿、坩堝的區(qū)別
1.蒸發(fā)皿。材質(zhì)為陶瓷,用于蒸發(fā)濃縮溶液或干燥固體,所盛液體的體積不超過其容積的2/3,裝置如圖7a所示。
2.表面皿。材質(zhì)為玻璃。作蓋子,用于蓋在蒸發(fā)皿或燒杯上;作容器,可暫時(shí)盛放固體或液體試劑;作承載器,用來承載pH試紙。裝置如圖7b所示。
3.坩堝。材質(zhì)為陶瓷,用于固體物質(zhì)的高溫灼燒,裝置如圖7c所示。
例5 圖8所示的儀器中,在灼燒固體物質(zhì)時(shí)必須用到的儀器是____。
解析 灼燒固體時(shí)應(yīng)使用坩堝和泥三角,蒸發(fā)皿可用來干燥固體。
答案:坩堝、泥三角
六、裝置氣密性的檢查
1.檢查圖9所示裝置氣密性的操作。將導(dǎo)管一端浸入水中,用雙手焐熱(或用酒精燈微熱)試管外壁,使試管內(nèi)空氣膨脹,空氣從導(dǎo)管口逸出形成氣泡;松開手(或撤去酒精燈)一段時(shí)間后,如果水會(huì)沿著導(dǎo)管上升,形成一段水柱,證明裝置的氣密性良好。否則,說明漏氣。試管換成燒瓶時(shí)操作一樣。
2.檢查圖10所示裝置氣密性的操作。由長(zhǎng)頸漏斗向錐形瓶?jī)?nèi)加入一定量的水,用彈簧夾夾緊膠皮管,繼續(xù)加水,靜置片刻,長(zhǎng)頸漏斗中的水柱不下降(液面差不變),說明裝置的氣密性良好。否則,說明漏氣。
例6 檢查裝置的氣密性是化學(xué)實(shí)驗(yàn)中的重要操作之一。試按要求回答下列問題:
(1)下列儀器或裝置在使用前一定要檢查氣密性的是____(填序號(hào),下同)。
A.容量瓶
B.洗氣瓶
C.分液漏斗
D.酸(堿)式滴定管
(2)下列關(guān)于不進(jìn)行裝置氣密性的檢查可能導(dǎo)致的后果的敘述中,正確的是____。
A.收集不到純凈氣體
B.造成環(huán)境污染
C.觀察到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象有誤
D.引發(fā)安全事故
(3)為檢查圖11所示的簡(jiǎn)易氣體發(fā)生裝置的氣密性,甲同學(xué)認(rèn)為,只要往漏斗中加水,便可檢驗(yàn)其氣密性是否良好,經(jīng)檢驗(yàn)他的方案可行。則甲同學(xué)的操作方案、現(xiàn)象和結(jié)論是____。
(1)裝置的氣密性往往與氣體的發(fā)
生、凈化、收集等操作有關(guān),所以容量瓶、分液漏斗、滴定管均無需檢查氣密性,但應(yīng)該檢查是否漏液。(2)如果不進(jìn)行裝置的氣密性檢查,可能出現(xiàn)漏氣,產(chǎn)生A、B、C項(xiàng)的后果。如果可燃性氣體泄漏,則可能發(fā)生安全事故,即D項(xiàng)。(3)對(duì)于裝置氣密性的檢查,主要是看裝置能否形成壓強(qiáng)差。
答案:(1)B (2)ABCD (3)關(guān)閉試管夾,通過長(zhǎng)頸漏斗向試管中加水至一定量后,發(fā)現(xiàn)長(zhǎng)頸漏斗導(dǎo)管中的液面高于試管中的液面,停止加水,液面差保持不變,說明裝置的氣密性良好
七、化學(xué)實(shí)驗(yàn)安全常識(shí)
1.常見危險(xiǎn)化學(xué)藥品的標(biāo)識(shí),如圖12所示。
2.常見實(shí)驗(yàn)事故的處理方法。
(1)少量濃硫酸濺到皮膚上:立即用大量水沖洗,再涂上3%~5%的NaHCO3溶液。
(2)少量濃NaOH溶液灑到皮膚上:立即用大量水沖洗,再涂2%的硼酸或醋酸溶液。
(3)酒精等有機(jī)物在實(shí)驗(yàn)臺(tái)上著火:立即用濕抹布、石棉或沙子蓋滅,不能用水滅火。
(4)少量液溴、苯酚灑到皮膚上:立即用酒精擦洗。
(5)誤食重金屬鹽:立即口服大量豆?jié){、蛋清或牛奶解毒。
(6)水銀灑到桌面上:立即撒上硫粉進(jìn)行處理(生成HgS)。
3.實(shí)驗(yàn)安全操作的四防。
(1)防中毒:①做有毒氣體(如Cl2、CO、NO、NO2、H2S等)的相關(guān)實(shí)驗(yàn)時(shí),要在通風(fēng)櫥內(nèi)進(jìn)行,以免中毒。②實(shí)驗(yàn)室中,不能用手直接接觸藥品,更不能品嘗藥品的味道。
(2)防失火:①實(shí)驗(yàn)室中的可燃性物質(zhì)一定要遠(yuǎn)離火源。②進(jìn)行加熱、燃燒等實(shí)驗(yàn)時(shí),要嚴(yán)格遵守操作規(guī)程。③易揮發(fā)的可燃物應(yīng)防止其蒸氣逸出。④鈉、鉀著火時(shí),不能用泡沫滅火器或水撲滅,應(yīng)使用干燥的沙土蓋滅。
(3)防爆炸:①點(diǎn)燃可燃性氣體(如H2、CO、CH4等)前,一定要檢驗(yàn)氣體的純度;用H:、C()分別還原Fe2O3或CuO之前,一定先通一會(huì)兒氣體,再給反應(yīng)管加熱,以防氣體不純遇明火而發(fā)生爆炸。②Na、K分別與水反應(yīng)時(shí),取用量一定要少。
(4)防炸裂:普通玻璃制品都有受熱不均勻易炸裂的特性,使用時(shí)應(yīng)多加注意。①加熱試管時(shí)要先給試管預(yù)熱。②在集氣瓶中做固體物質(zhì)在氣體中燃燒的實(shí)驗(yàn)時(shí),要在集氣瓶底部預(yù)留少量水或鋪一層細(xì)沙。③安裝防倒吸裝置。
例7 對(duì)于易燃、易爆、有毒、有腐蝕性的化學(xué)物質(zhì),往往其包裝上會(huì)貼有危險(xiǎn)警告標(biāo)簽。圖13所列物質(zhì)與危險(xiǎn)警告標(biāo)簽對(duì)應(yīng)錯(cuò)誤的是()。
解析 白磷有劇毒,致死量為0.25 g;四氯化碳是有機(jī)物,是一種無色液體,不燃燒,常用作滅火劑。本題選C。感悟與提高
下列處理事故的方法正確的是()。
A.金屬鈉著火:可用水撲滅
B.誤食硫酸銅溶液:可服用雞蛋清解毒
C.濃硫酸濺到皮膚上:立即用稀N a2C()。溶液沖洗
D.濃NaOH溶液濺入眼中:應(yīng)立即用大量水沖洗,再用稀鹽酸沖洗
參考答案:B