高考化学一轮复习第一章第1讲化学实验基础知识和技能.docx
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高考化学一轮复习第一章第1讲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.了解化学实验室常用仪器的主要用途和使用方法。
2.掌握化学实验的基本操作,能识别药品安全使用标志。
3.了解实验室一般事故的预防和处理方法。
考点一 常用化学仪器的识别与使用
1.可加热的仪器
(1)仪器①的名称为试管,加热液体时,液体体积不能超过其容积的
,加热固体时,试管口应略向下倾斜。
(2)仪器②的名称为蒸发皿。
使用方法:
蒸发浓缩时要用玻璃棒搅拌。
(3)仪器③的名称为坩埚。
使用方法:
用于固体物质灼烧,把坩埚放在三脚架上的泥三角上加热,取放坩埚必须使用坩埚钳,加热完的坩埚应放在石棉网上冷却。
(4)仪器④的名称为圆底烧瓶。
使用方法:
a.常用于组装有液体参与反应的反应器;b.加热液体时,不能超过其容积的
。
(5)仪器⑤的名称为锥形瓶。
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。
(6)仪器⑥的名称为烧杯。
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
完成下列空白
(1)仪器A的名称:
量筒;用途:
量取一定体积的液体;精确度:
0.1mL。
特别提醒 ①无“0”刻度;②不可加热,不可作反应容器,不可用于溶液的稀释;③选取量筒的规则是“大而近”,例如量取5.6mLNaOH溶液应选取10mL量筒,而不能选5mL或50mL量筒。
(2)仪器B的名称:
容量瓶;用途:
配制一定物质的量浓度的溶液;该仪器能长时间贮存溶液吗?
不能。
(3)仪器C的名称:
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)仪器D的名称:
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)仪器E的名称:
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左盘放被称物,右盘放砝码,即“左物右码”;④精确度:
0.1g。
(6)仪器F的名称:
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测蒸汽的温度时,水银球应在液面以上;测馏分温度时,水银球应放在蒸馏烧瓶支管口处。
3.常用的分离、提纯仪器
仪器图形与名称
主要用途
使用方法和注意事项
漏斗
①用于过滤
②向小口容器中转移液体
③倒扣在液面上,用作易溶于水或溶液的气体的防倒吸装置
①滤纸与漏斗内壁应严密吻合,用水润湿后,中间不得有气泡
②过滤时,要做到“一贴、二低、三接触”
分液漏斗
①用于随时添加液体
②萃取、分液
①注意活塞不得渗漏
②分离液体时,下层液体由下口放出,上层液体由上口倒出
蒸发皿
蒸发或浓缩溶液
可直接加热,加热时液体体积不超过其容积的2/3,快蒸干时停止加热
蒸馏烧瓶
蒸馏或分馏
①加热时要垫石棉网
②加热时液体的体积不超过其容积的1/2,加沸石,防暴沸
冷凝管
①用于蒸馏或分馏时冷凝易液化的气体
②有利于液体回流
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回流③冷却水下口进上口出
深度思考
1.判断正误,正确的划“√”,错误的划“×”
(1)烧瓶、锥形瓶、量筒加热时均需要垫石棉网( )
(2)加热试管时先均匀加热,后局部加热( )
(3)用10mL的量筒准确量取8.80mL的稀硫酸( )
(4)坩埚加热时直接放在铁圈或三脚架上加热( )
答案
(1)×
(2)√ (3)× (4)×
2.有下列几种常见仪器:
①分液漏斗 ②漏斗 ③酸式滴定管 ④容量瓶 ⑤碱式滴定管 ⑥球形冷凝管
思考回答下列几个问题:
(1)使用前必须检查是否漏水的是________(填序号)。
(2)酸式滴定管不能盛放烧碱溶液的原因是
________________________________________________________________________。
(3)球形冷凝管不能用于组装蒸馏装置的原因是:
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案
(1)①③④⑤
(2)酸式滴定管玻璃活塞处是磨砂的,玻璃中的SiO2与烧碱溶液反应生成Na2SiO3,容易使活塞处粘合
(3)冷凝后的液体容易残留在球形区域内
3.如图所示,读数时同样是仰视,引起的读数误差相同吗?
________;若不同,请指出读数误差情况________。
答案 不同 A图读数偏大,B图读数偏小
4.下列仪器中,在灼烧固体物质时必须用到的仪器是
______________________________________________________________________(填名称)。
答案 坩埚、泥三角
题组一 常用仪器的识别及使用
1.玻璃棒是化学实验中常用的仪器之一,其主要用于搅拌、过滤或转移液体时的引流。
下列有关实验过程中,通常不需要使用玻璃棒的是( )
①用pH试纸测定Na2CO3溶液的pH
②从氯酸钾和二氧化锰制取氧气的剩余固体中提取KCl
③用饱和FeCl3溶液和沸水制取Fe(OH)3胶体
④配制一定物质的量浓度的氯化钠溶液
⑤取某溶液做焰色反应实验,检验该溶液中是否含有钠元素
⑥用适量的蔗糖、浓硫酸和水在小烧杯中进行浓硫酸的脱水性实验
⑦探究Ba(OH)2·8H2O晶体和NH4Cl晶体反应过程中的的能量变化
A.①②④⑤B.③④⑤⑦
C.⑤⑥⑦D.③⑤
答案 D
解析 ③中制取Fe(OH)3胶体时,不能搅拌;⑤中取某溶液做焰色反应实验,检验该溶液中是否含有钠元素,需要铂丝和酒精灯,无需玻璃棒;⑦中要使反应及时充分进行,需用玻璃棒搅拌。
2.某学生的实验报告中有如下数据:
①用托盘天平称取11.7g食盐;②用量筒量取21.48mL盐酸;③用容量瓶配制210mL1mol·L-1的硫酸溶液;④用标准NaOH溶液滴定未知浓度的盐酸,用去18.20mLNaOH溶液,其中数据合理的是( )
A.①④B.②④
C.①③D.②③
答案 A
解析 解此题的关键在于依据所用仪器的精确度,如实记录可测得的可靠数值。
托盘天平的精确度为0.1g,①正确;量筒精确度为0.1mL,②错误;容量瓶的规格中有100mL、250mL、500mL、1000mL等,没有210mL的,③错误;中和滴定要用滴定管,滴定管的精确度为0.01mL,题中18.20mL的数值合理,④正确。
3.有如图所示A、B、C、D、E五种仪器:
(1)请选择下列仪器名称的序号,填入相应的横线上:
①蒸馏烧瓶 ②碱式滴定管 ③圆底烧瓶 ④长颈漏斗
⑤分液漏斗 ⑥酸式滴定管 ⑦容量瓶
A:
________B:
________C:
________D:
________E:
________________________________________________________________________。
(2)上述A~E五种仪器中,使用前必须检漏的有______,组装气体发生器必须液封的是________。
答案
(1)① ⑤ ④ ⑥ ⑦
(2)BDE C
规避计量仪器使用时的4个易失分点
1.托盘天平的精确度为0.1g。
2.量筒的精确度为0.1mL,无“0”刻度,小刻度在下方。
3.滴定管的精确度为0.01mL,“0”刻度在接近上口处。
4.容量瓶只有一条刻度线,只能读取一个值,该数值为容量瓶的容量值。
题组二 仪器的组合与创新
4.用下图所示装置进行如下实验,能达到实验目的的是( )
A.瓶中盛满水,从B口进气,用排水法收集NO2
B.瓶中盛适量浓硫酸,从A口进气来干燥NH3
C.从B口进气,用排空气法收集CO2
D.瓶中盛满水,A口连导管并伸入量筒中,从B口进气,用排水法测量生成H2的体积
答案 D
解析 NO2可与水反应生成HNO3和NO,用排水法收集NO2得到的是NO;氨气可被浓H2SO4吸收;CO2的密度比空气的大,应用向上排空气法收集,即应从A管进气。
5.下图是几种常见的加热装置。
(1)A、B、C、D四装置都是用酒精灯直接加热,E、F装置加热时需垫________________。
其中F装置中对试管的加热方式是________________,采用这种加热方式的目的是____________________。
(2)H2还原CuO可选用________装置。
(3)NH4Cl与Ca(OH)2混合加热制NH3可选用______装置。
(4)胆矾中结晶水含量的测定可选用________装置。
(5)乙酸乙酯的制备可选用________装置。
(6)MnO2与浓盐酸混合制氯气可选用________装置。
若该装置只加热液体时,容器内必须放________________。
答案
(1)石棉网 水浴加热 使仪器受热均匀,便于控制溶液的温度
(2)A (3)C (4)D (5)B (6)E 碎瓷片或沸石
6.下图为常用玻璃仪器组成的六种实验装置,均可根据不同的实验需要在其中加入不同的液体或固体试剂。
请用适宜装置的序号完成下列填空:
(1)能用于干燥CO2气流的装置是________________。
(2)在实验室制取Cl2并检验Cl2部分性质的实验中,用于除去Cl2中HCl杂质的最佳装置是______________。
(3)用于尾气吸收并能防止液体倒吸到反应装置中的是________________。
(4)接在气体制备的连续实验装置中间,用于控制气流平稳的装置是________________。
答案
(1)A、E、F
(2)A (3)C、E (4)D
广口瓶的“一材多用”
要注意在广口瓶的不同用途中,导气管长短的不同。
1.装置A可作集气瓶和洗气瓶
(1)作洗气瓶:
装入适当的试剂除去气体中的杂质,气体“长进短出”。
(2)作集气瓶:
①不装任何试剂,收集密度比空气大且不与空气反应的气体,气体“长进短出”。
②不装任何试剂,收集密度比空气小且不与空气反应的气体,气体“短进长出”。
③装水,可收集难溶于水的气体,装饱和食盐水,可收集Cl2,气体“短进长出”。
2.装置B用于测量气体的体积
长导管与另一弯管连接伸入量筒底部,广口瓶中盛满水,气体“短进长出”。
将广口瓶中的水排到量筒中来测量难溶于水的气体的体积。
3.装置C和D作安全瓶
(1)装置C用作防倒吸。
(2)装置D用作缓冲和防堵塞。
考点二 常见的实验基本操作
1.药品的取用
(1)取用粉末状或小颗粒状固体用药匙(或纸槽),要把药品送入试管底部,而不能沾在管口和管壁上;块状和大颗粒固体用镊子夹取。
(2)取少量液体可用胶头滴管。
取用较多的液体用倾倒法,注意试剂瓶上的标签面向手心;向容量瓶、漏斗中倾倒液体时,要用玻璃棒引流。
2.试纸的使用
(1)类型及作用
——定性检验酸碱性
——定量(粗测)检测酸碱性强弱
——检验SO2等有漂白性的物质
——检验Cl2等有氧化性的物质
(2)使用方法
①检验溶液:
取一小块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,用镊子夹取或粘在玻璃棒的一端,然后再放在集气瓶口或导管口处,观察试纸的颜色变化。
3.仪器的洗涤
(1)方法:
使用毛刷,用去污剂和水冲洗。
(2)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。
(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
试管上的银镜
稀HNO3
AgCl
氨水
容器内残留的MnO2
热的浓盐酸
4.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)液体的稀释
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而稀释。
但对于浓H2SO4的稀释,一定要将浓H2SO4沿烧杯内壁缓缓倒入水中,并边倒边搅拌。
(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、CO2等,可用图A所示装置溶解吸收;对溶解度大,极易溶于水的气体,如:
NH3、HCl等,可用图B所示装置(防止倒吸)溶解吸收。
5.装置气密性的检查
(1)常用方法
方法
微热法
液差法
气压法
原理
升高装置中气体的温度,使气体膨胀
缩小装置中气体的体积,增大压强
封闭气体的压强增大,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,用手捂热(或用酒精灯微热)烧瓶
塞紧橡胶塞,用止水夹夹住导气管的橡胶管部分,从长颈漏斗向试管中注水
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,停止微热,冷却后导气管末端形成一段水柱,且保持一段时间不下降
停止加水后,长颈漏斗中的液面高于试管中的液面,且液面差不再改变
一段时间后,液滴不能滴下
(2)其他方法
①抽气法或吹气法
图A:
轻轻向外拉动或向里推动注射器的活塞,一段时间后,活塞能回到原来的位置,表明装置的气密性良好。
(气压法的拓展)
图B:
打开弹簧夹,向导管口吹气,如果长颈漏斗中的液面上升,且停止吹气后,夹上弹簧夹,长颈漏斗液面保持稳定,则表明装置的气密性良好。
(液差法的拓展)
②分段法
较复杂的实验装置检验气密性时,可分段检查,方法多是常用方法的组合。
如下图装置,可分别关闭K1、K2,分段检查。
深度思考
1.判断正误,正确的划“√”,错误的划“×”
(1)用试管夹夹持试管时,试管夹从试管底部往上套,夹在试管的中上部( )
(2)振荡分液漏斗时应关闭其玻璃塞和活塞( )
(3)取用固体药品一定要用镊子夹取( )
(4)长时间盛放石灰水的烧杯应先加入适量的盐酸进行洗涤( )
(5)用氢氟酸清洗做过硅酸分解实验的瓷坩埚( )
(6)用湿润的蓝色石蕊试纸检验NH3( )
答案
(1)√
(2)√ (3)× (4)√ (5)× (6)×
2.取用药品时,应遵循节约的原则。
多余的药品一般不能放回原瓶,但白磷、钠、钾等药品剩余部分要放回原试剂瓶,这是为什么?
答案 白磷、钠、钾单质等很活泼,随意丢弃易引起火灾等安全事故。
3.指出下图操作中的错误。
(1)________________________________________________________________________。
(2)________________________________________________________________________。
(3)________________________________________________________________________。
答案
(1)块状固体直接落入试管底部,易砸破试管
(2)①瓶塞正放在桌面上;②试剂瓶标签未面向手心;③试剂瓶瓶口未紧靠试管口;④试管未倾斜45°
(3)胶头滴管伸入试管内
4.用pH试纸定量测定溶液的pH时,能用蒸馏水润湿吗?
若润湿,一定会产生误差吗?
答案 不能用蒸馏水润湿。
若润湿,不一定产生误差,如测NaCl溶液的pH时。
题组一 化学实验基本操作
1.下列实验操作正确的是(双选)( )
A.将固体加入容量瓶中溶解并稀释至刻度,配制成一定物质的量浓度的溶液
B.配制氯化铁溶液,是将FeCl3溶于蒸馏水,再加入一定量的铁粉
C.稀释浓硫酸时,应将浓硫酸沿烧杯内壁慢慢加入水中
D.用玻璃棒蘸取溶液滴到放在表面皿上的pH试纸上
答案 CD
解析 容量瓶不能直接溶解固体,A项错;Fe3+易水解,应加盐酸抑制其水解,加铁粉会使Fe3+还原为Fe2+,B项错。
2.下列实验操作正确的是( )
A.做过硫升华的试管可用酒精洗涤
B.用试管取出试剂瓶中的Na2CO3溶液,发现取量过多,为了不浪费,又把过量的试剂倒入试剂瓶中
C.取用金属钠或钾时,没用完的钠或钾要放回原瓶
D.称量NaOH固体时,应先在天平两个托盘上各放一张等质量的纸,左边纸上放NaOH,右边纸上放砝码
答案 C
解析 硫微溶于酒精,A项错;钠、钾等活泼金属剩余药品要放回原试剂瓶,其他药品一般不能放回原试剂瓶,B项错,C项正确;NaOH固体有腐蚀性,不能放在纸片上称量,D项错。
3.下列有关实验操作正确或能达到预期目的的是( )
答案 D
解析 不能用燃着的酒精灯去点燃另一个酒精灯,容易失火,A错;点燃氢气前需验纯,B错;不能用烧杯灼烧固体,C错。
实验中的“第一步”
1.检查装置气密性——气体制取、气体性质验证等与气体有关的实验。
2.检查是否漏水——滴定管、容量瓶、分液漏斗等有活塞或瓶塞的玻璃仪器。
3.验纯——点燃可燃性气体。
4.润湿——用红色石蕊试纸、蓝色石蕊试纸、淀粉KI试纸检验某些气体,但用pH试纸测溶液的pH时不能润湿。
5.调平衡——托盘天平的使用。
6.取样,溶解——用化学方法检验、鉴别固体物质。
题组二 常见装置的气密性检查
4.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。
5.对下列装置,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。
6.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。
检查装置的气密性,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:
①将导管末端浸入水中;
②关闭或者开启某些气体通道的活塞或弹簧夹;
③加水至“将长颈漏斗下口浸没”。
考点三 化学试剂的存放及实验安全
1.认识常用危险化学药品的标志
2.常见意外事故的处理
意外事故
处理方法
碱洒在皮肤上
用大量水冲洗,最后涂上稀硼酸溶液
液溴洒在皮肤上
用酒精洗涤
水银洒在桌面上
用硫粉覆盖
酸液溅到眼中
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
用湿抹布盖灭
3.实验安全装置
(1)防倒吸装置
(2)防堵塞安全装置
(3)防污染安全装置
①实验室制取Cl2时,尾气的处理可采用b装置。
②制取CO时,尾气处理可采用a、c装置。
③制取H2时,是否需尾气处理?
需要。
若需要可采取a、c装置。
4.化学试剂的保存
(1)试剂瓶的选择
根据药品状态
根据感光性
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密封保存。
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盛放在棕色瓶中,放置于阴凉处。
如AgNO3、浓HNO3等。
④液态溴有毒且易挥发,应贮存于磨口的细口瓶中,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。
题组一 试剂的保存
1.下列盛放试剂的方法正确的是( )
A.氢氟酸或浓硝酸存放在带橡胶塞的棕色玻璃瓶中
B.汽油或煤油存放在带橡胶塞的棕色玻璃瓶中
C.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
D.氯水或硝酸银溶液存放在配有磨口塞的棕色玻璃瓶中
答案 D
解析 A项,氢氟酸会与玻璃的成分二氧化硅反应,浓硝酸会腐蚀(氧化)橡胶塞;B项,汽油或煤油会使橡胶塞溶胀;C项,由于碳酸钠溶液或氢氧化钙溶液呈碱性,会与玻璃的成分二氧化硅反应,且二者见光不分解,不用放于棕色瓶中;D项,氯水或硝酸银溶液存放时,为防止氯水腐蚀(氧化)橡胶塞,用磨口塞,为了避免硝酸银见光分解,应存放在棕色玻璃瓶中。
2.读下列药品标签,有关分析不正确的是( )
选项
A
B
C
D
物品标签
饱和氯水
1.01×105
Pa,20℃
药品:
×××
碳酸氢钠NaHCO3
俗名小苏打
(84g·mol-1)
浓硫酸
H2SO4密度1.84g·mL-1
浓度98.0%
分析
该试剂应装在橡胶塞的细口瓶中
该药品不能与皮肤直接接触
受热易分解
该药品标签上还标有
答案 A
解析 氯水具有强氧化性,不能使用橡胶塞,A项错误;腐蚀品会腐蚀皮肤,故不能直接接触皮肤,B项正确;碳酸氢钠受热易分解:
2NaHCO3
Na2CO3+CO2↑+H2O,C项正确;98%的浓硫酸具有腐蚀性,D项正确。
题组二 化学实验操作安全及意外事故的处理
3.化学实验设计和操作中必须十分重视安全问题和环境保护问题。
下列实验问题处理方法不正确的是( )
①检验CO的纯度,简单方法是用排空气法先收集一试管气体,点燃,听爆鸣声;②实验结束后将所有的废液倒入下水道排出实验室,以免污染实验室;③给试管中的液体加热,不时移动试管或加入碎瓷片,以免暴沸伤人;④不慎将浓硫酸溅到皮肤上,应立即用布拭去,再用大量水冲洗,然后涂稀小苏打溶液;⑤配制稀硫酸时,应将浓硫酸沿烧杯内壁慢慢加入到盛水的烧杯中,边加边搅拌
A.①②B.③⑤C.③④D.④⑤
答案 A
解析 本题考查实验操作知识。