化学实验基础知识和技能.docx
《化学实验基础知识和技能.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《化学实验基础知识和技能.docx（37页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。
化学实验基础知识和技能
第1讲 化学实验基础知识和技能
考纲要求
1.了解化学实验是科学探究过程中的一种重要方法。
2.了解化学实验室常用仪器的主要用途和使用方法。
3.掌握化学实验的基本操作，能识别药品安全使用标志。
了解实验室一般事故的预防和处理方法。
4.掌握常见气体的实验室制法（包括所用试剂、反应原理、仪器和收集方法）。
考点一 常用化学仪器的识别与使用
1．可加热的仪器
（1）蒸发皿的使用方法：
用于蒸发或浓缩溶液，加热时液体体积不超过其容积的
，蒸发浓缩时要用玻璃棒不断搅拌，快蒸干时停止加热。
（2）坩埚的使用方法：
用于灼烧固体物质，把坩埚放在三脚架上的泥三角上加热，取放坩埚必须使用坩埚钳，加热完的坩埚应放在石棉网上冷却。
（3）仪器④中A的名称为圆底烧瓶，B的名称为蒸馏烧瓶。
使用方法：
a.常用于组装有液体参与反应的反应器，其中B主要用于混合液体的蒸馏和分馏；b.加热液体时，不能超过其容积的
。
（4）仪器⑤为锥形瓶。
使用方法：
a.可用于组装气体发生器；b.用于滴定操作；c.作蒸馏装置的接收器。
（5）仪器⑥为烧杯。
使用方法：
a.可用于物质的溶解与稀释；b.用于称量具有腐蚀性的固体药品；c.组装水浴加热装置。
2．常用的计量仪器
（1）A为量筒，用于量取一定体积的液体；精确度：
0.1mL。
（2）B为容量瓶，主要用于配制一定物质的量浓度的溶液。
①该仪器使用前需“查漏”；
②不能（填“不能”或“能”）将固体或浓溶液直接在该仪器中溶解或稀释。
（3）C为酸式滴定管。
①使用前需“查漏”；②“0”刻度在上方；③不可盛装碱性溶液；④精确度：
0.01mL。
（4）D为碱式滴定管，用于盛装碱性溶液，不可盛装酸性和强氧化性液体（如：
KMnO4溶液）。
（5）E为托盘天平。
①称量前先调零点；②腐蚀性药品应放于烧杯内称量；
③“左物右码”；④精确度：
0.1g。
（6）F为温度计。
①测反应混合液的温度时，温度计的水银球应插入混合液中但不能接触容器内壁；②测蒸气的温度时，水银球应在液面以上；③测馏分温度时，水银球应放在蒸馏烧瓶支管口处。
3．其他常用仪器
（1）A为漏斗，主要用途：
①组装过滤器；②向小口容器中转移液体。
（2）B仪器的名称为长颈漏斗；主要用途：
用于组装气体发生装置。
使用方法和注意事项：
制取气体应将长管末端插入液面以下，防止气体逸出。
（3）C仪器的名称为分液漏斗；主要用途：
①用于随时添加液体；②萃取、分液。
使用方法和注意事项：
①使用前先检漏；②分离液体时，下层液体由下口放出，上层液体由上口倒出。
（4）D仪器的名称为球形干燥管；主要用途：
盛放颗粒状固体干燥剂，如：
CaCl2、碱石灰。
注意：
一般为大口进气，小口出气。
（5）E仪器的名称为冷凝管；主要用途：
①用于蒸馏或分馏时冷凝易液化的气体；②用于液体回流。
使用方法和注意事项：
①直形冷凝管一般用于蒸馏或分馏时冷凝；②球形冷凝管通常用于反应装置中的冷凝回流；③冷却水下口进上口出。
1．常用仪器的使用及注意事项
（1）给试管中的固体加热，应先预热，后局部加热（ ）
（2）量筒、容量瓶、锥形瓶都是不能加热的玻璃仪器（ ）
（3）灼烧固体时，坩埚放在铁圈或三脚架上直接加热（ ）
（4）在蒸馏过程中，若发现忘加沸石，应立即补加（ ）
答案
（1）√
（2）× （3）× （4）×
解析
（2）锥形瓶可以垫石棉网加热。
（3）坩埚放在铁圈或三脚架上的泥三角上加热。
（4）应冷却至室温后补加沸石。
2．规避计量仪器使用时的易失分点
（1）用容量瓶配制480mL某浓度的溶液（ ）
（2）滴定管的“0”刻度在上端，量筒的“0”刻度在下端（ ）
（3）用托盘天平称取11.7g食盐，量取8.6mL稀盐酸选用规格为10mL的量筒（ ）
（4）用碱式滴定管量取20.00mL酸性KMnO4溶液（ ）
答案
（1）×
（2）× （3）√ （4）×
解析
（1）没有480mL的容量瓶。
（2）量筒没有“0”刻度。
（4）酸性KMnO4溶液具有强氧化性，能腐蚀橡胶管。
3．玻璃棒用途总结
（1）过滤时，玻璃棒的作用是搅拌和引流（ ）
（2）溶解氢氧化钠时用玻璃棒搅拌，目的是加快溶解速度（ ）
（3）用浓硫酸稀释配制稀硫酸时要用玻璃棒搅拌（ ）
（4）配制一定物质的量浓度溶液，转移液体时要用玻璃棒引流（ ）
（5）用pH试纸测定溶液的pH时，将试纸黏在玻璃棒的一端（ ）
（6）做钠离子的焰色反应时，用玻璃棒蘸取待测液在酒精灯上灼烧（ ）
（7）粗盐提纯实验时，多次用到玻璃棒，其中蒸发结晶时要不断搅拌，以防止因受热不均匀而引起飞溅（ ）
答案
（1）×
（2）√ （3）√ （4）√ （5）× （6）× （7）√
解析
（1）过滤时不能搅拌，否则会使滤纸破裂，造成过滤操作失败。
（5）测溶液的pH时，应将试纸放在洁净的玻璃片或表面皿上，玻璃棒的作用是蘸取待测液。
1．下列实验中仪器的末端必须插入液面以下的是_____________________________________。
①制备氢气的简易装置中用来加入稀硫酸的长颈漏斗
②实验室用MnO2和浓盐酸制备氯气装置中的分液漏斗
答案 ①
2．球形冷凝管不能用于组装蒸馏装置的原因是_______________________________________
________________________________________________________________________。
答案 冷凝后的液体容易残留在球形区域内
3．测定已部分变质的小苏打样品中Na2CO3的质量分数方案：
称取一定质量的固体样品，通过加热至恒重后冷却，称量剩余固体质量，计算。
回答下列问题。
（1）下列仪器中，在灼烧固体样品时必须用到的是________________（填名称）。
（2）实验中需加热至恒重的目的是_________________________________________________。
（3）实验中确定加热至恒重的方法是______________________________________________。
答案
（1）坩埚、泥三角
（2）保证NaHCO3分解完全 （3）两次称量固体的质量相同
题组一 用途多变的广口瓶
1．回答下列问题：
（1）收集气体（如图A），若用排空气法收集CO2，则应从________口进气；若瓶中装满饱和食盐水，从________口进气，收集Cl2；也可用A装置除去Cl2中的少量HCl，则广口瓶中盛放________，应从________口进气。
答案 b a 饱和食盐水 b
（2）装置E可用于贮存少量气体，若E中收集了少量H2，怎样排出H2？
________________________________________________________________________。
答案 打开止水夹，向长颈漏斗中注入适量蒸馏水
（3）图中可用于测量气体体积的是________（填装置字母，下同），用作安全瓶的是_________，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_____________________。
答案 C D B
（4）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。
答案 a
题组二 仪器的创新应用
2．草酸晶体（H2C2O4·2H2O）100℃开始失水，101.5℃熔化，150℃左右分解产生H2O、CO和CO2。
用加热草酸晶体的方法获取某些气体，应该选择的气体发生装置是（ ）
答案 D
解析 加热固体时，为防止水蒸气液化后倒流，试管口一般向下倾斜，但本题中考虑到草酸晶体在101.5℃时熔化，为了达到实验目的，需要持续加热到150℃左右，因此，选择装置D。
题组三 干燥管的多种功能
3．（2018·福州第一中学高三月考）下列两种不同图示分别代表了干燥管的不同应用。
请回答有关问题：
（1）图甲所示的干燥管可作为气体干燥装置，下列组合中a和R均正确的是________。
选项
A
B
C
D
气体a
NH3
SO2
C2H4
Cl2
固体R
碱石灰
浓硫酸
高锰酸钾
碱石灰
（2）甲装置还可以作为特殊情况下的气体发生装置。
例如，在常温下可用此装置来制备空气中的某种单质气体，此时气体a为________，固体R为________________________________。
（3）若按图乙来安装，可用NaOH浓溶液吸收Cl2，制“84”消毒液，此时干燥管的作用是________________________________________________________________________。
答案
（1）A
（2）CO2 Na2O2 （3）防止倒吸
解析
（1）甲作为干燥装置，固体R必须能吸收水，且不与a发生反应。
B中浓硫酸为液体干燥剂；C中的高锰酸钾不仅不易吸收水，还与乙烯反应；D中的碱石灰虽然能吸收水，但也能与Cl2反应。
（2）甲作为制气装置，要求反应原理是在常温下某气体与固体反应产生气体，中学阶段熟悉的反应是二氧化碳与过氧化钠反应制取氧气。
用途广泛的干燥管
（1）位置不同，作用不同
①在整套实验装置的中间横放——干燥、吸收及检验装置
a．干燥管内装有干燥剂，可用于干燥气体。
b．干燥管内盛有无水硫酸铜时，可用于水的检验。
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，简记为“左吸右挡”。
（2）干燥管的创新使用
A．防倒吸装置
B．简易的过滤器，如净化天然水
C．简易的启普发生器
考点二 化学基本操作及安全
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）图示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．试纸的使用
（1）类型及作用
——定性检验酸碱性
——定量检测（粗测）酸碱性强弱
——检验SO2等具有漂白性的物质
——检验Cl2等具有氧化性的物质
（2）使用方法
①检验溶液：
取试纸放在玻璃片或表面皿上，用玻璃棒蘸取液体，点在试纸中部，观察试纸的颜色变化。
等pH试纸变色后，与标准比色卡对照。
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。
3．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，常采用搅拌、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NH3、HCl等，用如图b所示装置。
（3）液体物质的溶解（稀释）：
一般把密度较大的液体加入到密度较小的液体中，如浓硫酸的稀释、浓硫酸与浓硝酸的混合。
4．化学试剂的保存方法
（1）试剂瓶及瓶塞的选择
根据药品状态
根据见光是否分解
根据酸碱性
（2）试剂的保存方法
化学试剂都应注意妥善密封保存于试剂瓶中。
对于易变质、易挥发或有危险性的化学试剂，还应根据性质采取特殊的保存方法。
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。
如固体NaOH、浓盐酸、浓硫酸等。
③见光易分解的物质应放在棕色试剂瓶中，放置于阴凉处。
如AgNO3、浓HNO3等。
④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。
⑤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。
⑥盛放药品的器皿应不能跟所盛药品反应。
如盛NaOH溶液的试剂瓶不能用玻璃塞而应用橡胶塞。
5．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
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
6.常用危险化学药品的标志
7．常见实验事故的处理
意外事故
处理方法
少量浓硫酸溅到皮肤上
立即用大量水冲洗，然后涂上3%～5%的碳酸氢钠溶液
酒精等有机物在实验台上着火
用湿抹布、石棉或沙子盖灭，不能用水灭火
浓NaOH溶液溅到皮肤上
立即用大量水冲洗，再涂上5%的稀硼酸
苯酚沾到皮肤上
用酒精擦洗
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
1．药品的存放、取用及安全
（1）在同一层药品橱里存放浓氨水和浓盐酸（ ）
（2）取用少量液体可以使用胶头滴管（ ）
（3）氢氟酸或浓硝酸存放在带橡胶塞的棕色玻璃瓶中（ ）
（4）汽油或煤油存放在带橡胶塞的棕色玻璃瓶中（ ）
（5）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（ ）
（6）氯水或硝酸银溶液存放在配有磨口塞的棕色玻璃瓶中（ ）
（7）不慎将酸溅到眼中，应立即用水冲洗，边洗边眨眼睛（ ）
（8）浓硫酸溅到皮肤上时，立即用稀NaOH溶液冲洗（ ）
（9）金属钠着火时使用泡沫灭火器灭火（ ）
答案
（1）×
（2）√ （3）× （4）× （5）× （6）√ （7）√ （8）× （9）×
2．化学实验基本操作中的注意事项
（1）用pH试纸检测某溶液的pH时，应先将pH试纸用蒸馏水润湿（ ）
（2）用红色石蕊试纸检验氨气的性质时，试纸不能湿润（ ）
（3）做过硫升华实验的试管用酒精洗涤（ ）
（4）把鼻孔靠近容器口去闻气体的气味（ ）
（5）将试管平放，用纸槽往试管里送入固体粉末后，然后竖立试管（ ）
（6）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（ ）
（7）将胶头滴管垂直伸进试管内滴加液体（ ）
（8）稀释浓硫酸时，把水迅速倒入盛有浓硫酸的量筒中（ ）
答案
（1）×
（2）× （3）× （4）× （5）√ （6）× （7）× （8）×
指出下列仪器使用或实验的第一步操作
（1）气体的制取与性质探究实验______________。
（2）点燃氢气或甲烷等可燃性气体________________。
（3）用淀粉碘化钾试纸检验氯气__________________。
（4）用托盘天平称量固体烧碱________________。
（5）使用时第一步操作必须检查是否漏水的常见仪器有________________________________。
答案
（1）检查装置的气密性
（2）检验气体的纯度
（3）润湿
（4）调零
（5）分液漏斗、酸式滴定管、碱式滴定管、容量瓶
1．实验基本操作装置图的正误判断
答案
（1）×
（2）× （3）× （4）√ （5）× （6）× （7）× （8）√
2．下列物质的溶液不需要用棕色试剂瓶保存的是（ ）
A．HClOB．NH4Cl
C．HNO3D．AgNO3
答案 B
3．（2018·滁州高三质检）实验室保存下列试剂，其中保存方法和理由描述都正确的是（ ）
选项
试剂
保存方法
理由
A
钠
保存在煤油中
防止与空气中水、氧气接触发生反应
B
液溴
密封保存在细口瓶中
防止升华
C
浓硝酸
密封保存在铁质容器中
避免见光分解
D
烧碱
存放在带有磨口玻璃塞的广口瓶中
防止与空气中氧气接触被氧化
答案 A
4．下列试剂中，标签上应标注
和
的是（ ）
A．C2H5OHB．HNO3
C．NaOHD．HCl
答案 B
5．（2017·长沙市明德中学高三模拟）进行化学实验时必须注意安全，下列说法正确的是（ ）
A．用
方法点燃酒精灯
B．不慎将浓碱溶液沾到皮肤上，要立即用大量水冲洗，然后涂上2%～5%的硼酸溶液
C．用
制备氢气并检验H2的可燃性
D．用
配制硫酸溶液
答案 B
微专题
装置的气密性检查
检查装置气密性的基本思路是使装置内外压强不等，观察气泡或液面变化。
（1）微热法：
如图a。
用酒精灯微热或用手捂热容器，导管口____________，停止加热或松开手后导管内________________，证明装置不漏气。
（2）液差法：
如图b、c。
连接好仪器，b中夹紧弹簧夹，从长颈漏斗中注入适量水，使b中长颈漏斗中的液面________锥形瓶中的液面，静置，若________________________，证明装置不漏气。
c中，从乙管加入适量水，使乙管液面________甲管液面，静置，若液面________________，证明装置不漏气。
（3）滴液法：
如图d。
向分液漏斗中注入适量水，关闭弹簧夹，打开分液漏斗活塞，如果______________________，则装置气密性良好。
（4）抽气（吹气）法：
如图e、f。
e中关闭分液漏斗的活塞，轻轻向外拉动或向里推动注射器的活塞，一段时间后，活塞________________，表明装置的气密性良好。
f中打开弹簧夹，向导管口吹气，如果长颈漏斗中的液面________，且停止吹气后，夹上弹簧夹，长颈漏斗液面____________，则表明装置的气密性良好。
（液差法的拓展）
答案
（1）产生气泡 形成一段水柱
（2）高于 液面位置保持不变 高于 位置保持不变
（3）滴入少量水后很快停止流下
（4）能回到原来的位置 上升 保持稳定
专题训练
1．下列是一些装置气密性检查的方法，其中正确的是（ ）
答案 B
解析 A、C、D中都未形成封闭体系。
2．（2018·宁波市镇海中学高三模拟）下列装置中，不添加其他仪器无法检查气密性的是（ ）
答案 A
解析 B项利用液差法：
夹紧弹簧夹，从长颈漏斗中向试管内加水，长颈漏斗中会形成一段液柱，停止加水后，通过液柱是否变化即可检查；C项利用加热（手捂）法：
用酒精灯微热（或用手捂热）试管，通过观察烧杯中有无气泡以及导管中水柱是否变化即可检查；D项利用抽气法：
向外轻轻拉动注射器的活塞，通过观察浸没在水中的玻璃导管口是否有气泡冒出即可检查。
3．某实验小组利用如下装置（部分固定装置略去）制备氮化钙（Ca3N2），并探究其实验式。
按图连接好实验装置。
检查装置气密性的方法是_______________________________________
________________________________________________________________________。
答案 关闭活塞K，将末端导管插入试管A的水中，用酒精灯微热硬质玻璃管，若导管口有连续均匀的气泡冒出，撤去酒精灯冷却一段时间，导管内形成一段水柱，并且一段时间不回落，说明装置气密性良好
装置气密性的检查方法与答题规范
装置气密性检查必须在放入药品之前进行。
（1）气密性检查的基本思路
使装置内外压强不等，观察气泡或液面变化。
（2）气密性检查的答题规范
简答题应注意答题规范，对装置气密性的检查可按如下文字进行答题：
①装置形成封闭体系→操作（微热、手捂、热毛巾捂、加水等）→描述现象→得出结论。
②微热法检查的关键词是封闭、微热、气泡、水柱。
③液差（封）法的关键词是封闭、液差。
④答题时易忽略的几句关键性的文字叙述：
a．将导管末端浸入水中；
b．关闭或者开启某些气体通道的活塞或弹簧夹；
c．加水至“将长颈漏斗下口浸没”。
微专题
防倒吸装置的原理与创新应用
创新装置（以用水吸收氨气为例）
防倒吸原理
（1）肚容式：
（上图中的发散源及Ⅰ和Ⅱ）
由于上部有一容积较大的空间，当水进入该部分时，烧杯（或试管）中液面显著下降而低于漏斗口（或导管口），由于重力作用，液体又流回到烧杯（或试管）中。
（2）接收式（上图中的Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ）
使用较大容积的容器将可能倒吸来的液体接收，防止进入前端装置（如气体收集装置等）。
它与肚容式的主要区别是液体不再流回到原容器。
（3）隔离式（上图中的Ⅵ、Ⅶ）
导管末端与液体吸收剂呈隔离状态，导管内压强不会减小，能起到防倒吸作用。
专题训练
1．已知HCl难溶于CCl4，则如下图所示装置中，不适宜用于HCl气体尾气吸收的是（ ）
答案 B
解析 A项，倒扣的漏斗的边缘紧靠液面，易吸收易溶性气体，能防止倒吸，正确；B项，倒扣的漏斗插入到液面以下，无法暂存倒吸的液体，不能起到防倒吸的作用，错误；C项，水的密度比四氯化碳小且和四氯化碳不互溶，所以水浮在四氯化碳的上面，四氯化碳不能和氯化氢反应，也不溶解氯化氢，该装置既能够吸收易溶性气体，又能够防止倒吸，正确；D项，吸收装置中的导管伸入液体中，但该装置采用肚容式，易吸收易溶性气体，且能防止倒吸，正确。
2．（2018·淄博高三检测）广口瓶被称为气体实验的“万能瓶”，是因为它可以配合玻璃管和其他简单仪器组成各种功能的装置。
下列各图中能用作防倒吸安全瓶的是（ ）
答案 B
解析 A项，该装置是排液量气装置，错误；B项，该装置可作为安全瓶防倒吸，因为进气管较短（刚露出瓶塞），若发生倒吸，倒吸液会被盛装在B瓶中，不会再倒流到前一装置，从而防止倒吸，正确；C项，该装置是混气装置，进入C瓶中两气体在C瓶中充分混合，错误；D项，该装置是洗气装置，错误。
3．实验室合成氨装置如图1所示，试回答：
图1
（1）装置甲的作用：
①_______________________，②_____________________________，
③________________________________________________________________________。
（2）已知氨气在水中的溶解度大约为1∶700，若用图2中的装置吸收氨气，制成氨水，从实验安全的角度考虑应选用的装置是________（填字母）。
图2
（3）某同学用B装置吸收产生的氨气，结果B中溶液能使酚酞变红，且未看到倒吸现象，试分析未造成倒吸的可能原因是_____________________________________________________。
答案
（1）干燥气体 使两种气体充分混合 观察气泡以调节氢气、氮气气流的速度及其两者的比例
（2）AD（3）反应后混合气体中氨气的含量较小，未造成装置中气体压强明显减少
解析
（1）由于甲中盛有浓硫酸，所以可用来干燥N2和H2；通过浓硫酸后两种气体可以充分的混
升级会员 