实验二实验基本技能训练加热操作与试管的使用.docx
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实验二实验基本技能训练加热操作与试管的使用
实验二---实验基本技能训练——加热操作与试管的使用
实验二实验基本技能训练——加热操作与试管的使用
一、酒精灯的使用:
1.酒精灯的使用
1.1培养学生的技能目标:
酒精的添加及加热固体、液体的方法。
1.2构造及装置(结合装置示意图说明):
1.3操作步骤
⑴检:
检查灯芯,并修平整。
⑵加:
添加酒精灯,体积不超过酒精灯容量的2/3且不少于1/3,绝对禁止向燃着的酒精灯里添加酒精,以免失火。
⑶点:
点燃,禁止用酒精灯引燃另一只酒精灯。
⑷灭:
用灯帽盖灭,不可用嘴吹。
1.4加热方法
加热时应先用酒精灯的外焰预热,再集中加热。
因为火焰的组成为外焰、内焰、焰心三部分。
焰心含有酒精蒸气温度最低;内焰与空气接触不充分,燃烧不完全;外焰与空气充分接触,氧化完全,所以外焰温度最高,内焰低,焰心更低。
【补充】
①酒精灯火焰高低定性检验方法:
将火柴梗迅速平放到酒精灯火焰中,约1~2秒后取出,观察火柴梗。
结果处在酒精灯最外层的部位先变黑,明显碳化,第二层次之,里层变黑最慢。
②火焰各层温度及颜色:
一般认为焰心300-400℃,内焰600℃左右,外焰700-800℃,目前没有评判的依据。
不同的乙醇浓度也不同,不同资料上说法也不一致,焰心比较暗;内焰最明亮,呈黄色;外焰颜色比内焰淡,而且常飘忽不定。
③对温度的不同看法:
部分资料指出用高温传感器定量测酒精火焰温度,测得焰心的平均温度为432.3℃,内焰的平均温度为665.5℃,外焰的平均温度为519.9℃。
分析原因,是因为酒精是极易挥发的燃料,燃烧时在酒精灯灯芯上方形成酒精蒸气,最外层的酒精蒸气与外界大气接触,燃烧时与空气的能量交换剧烈,因此外焰温度极不稳定;中层和内层蒸气得到外层蒸气的保护,受外界空气的影响较小,因此内焰和焰心波动较小,温度比较稳定。
因此最高温度在内焰出现。
④增大加热面积方法:
如果实验中需要较大的加热面积,可在灯管上加一个鱼尾。
1.5注意事项
酒精灯如长期不用,必须倒出灯内酒精,并在灯帽与灯颈之间夹上小纸条,以防粘连。
1.6改进
实验室里,由于通风的原因,火焰常不稳定,请问有什么办法使火焰不再摇晃不定?
办法一:
使用挡风板,但板相对较大,不利操作。
办法二:
利用用易拉罐作一挡风筒。
办法三:
请你自己思考一或几种:
若要使火焰平稳,可加金属网罩(可用废的铁窗纱自制如图),此法同时可适当提高火焰温度。
【小结】
关于酒精灯的使用,你是否还有其它建议?
酒精灯如果使用不当,往往会成为灾祸的根源。
①灯芯的配置,灯芯通常用多股棉纱拧在一起,插进行芯套管中。
灯芯不要太短,一般应使灯芯浸入酒精后还长出4cm~5cm。
对于旧灯,特别是长时间未用的灯,应先取下灯帽,提起灯芯套管用嘴轻轻向灯内吹一下,以赶走其中聚集的酒精蒸气;再检查灯芯,若不齐或烧焦都要用剪刀修整。
2使用酒精灯前,首先要检查贮存器的玻璃壁是否破裂。
有破裂的酒精灯如果酒精燃料不足时,往往会使玻璃壁炸裂,剩余的酒精随之淌出,造成失火。
3添加酒精时,必须要熄灭火焰。
拔出陶瓷芯头,插入漏斗,小心将酒精注入贮存器内。
新灯加完酒精后须将灯芯两端分别放入酒精中浸透,然后调好灯芯长度,才能点燃使用。
4使用酒精灯加热时,分为火焰直接加热和间接加热。
加热前一般要擦干受热仪器外部的水。
加热时应先用酒精灯的外焰预热,再集中加热。
使用试管加热时,试管夹应从试管底部套上,夹在距管口1/3处,手持长柄进行加热,短柄朝上。
此外,加热温度在室温及600℃之间时,可以采用酒精灯、水浴。
砂浴、烘箱加热;若在600℃~1000℃,宜使用酒精喷灯或煤气灯;1000℃以上,使用电炉或高频电路。
⑤碰倒酒精灯时,若洒出的酒精在桌上燃烧起来,不要惊慌,应立刻用湿抹布扑盖。
⑥盖灭酒精灯时,需先盖一次,稍后拔出灯帽再盖一次。
因为盖灭火焰时,灯帽内氧气会被消耗,使灯帽压强小于外界压强。
稍后拔出灯帽再盖一次,即可保证火焰熄灭,又可避免灯帽及灯帽内气体热胀冷缩而下次难以拔出灯帽。
检查灯芯并修整添加酒精
点燃&盖灭酒精灯
使用酒精灯加热
二、试管的使用
1.实验目的:
熟悉试管的用途;熟练掌握试管操作
2.思考与练习:
⑴试管的用途:
盛放与加热固体、液体;收集气体;少量试剂反应容器
⑵试管操作训练:
(结合图形写出注意事项)
手持试管注意拿稳。
使用试管夹时,从试管底部套入,夹在距试管口三分之一处。
夹完以后,手立即放到长柄处,拇指不要按在短柄上。
取下时,一样从上往下拿,始终不接触管口。
①试管的持拿(手持、试管夹)
②取用固体、液体的操作
粉末状固体药品:
去少量粉末状或细小颗粒状固体时,要用药匙从试剂瓶中取出;在加进试管时,为避免药品沾在试管口或管壁上,先将试管水平放置,后用洁净的药匙或V形纸槽把药品送到试管底,然后将试管慢慢直立,使药品全部滑落管底。
块状固体药品:
取用块状或大颗粒固体药品时,应用镊子夹取,后放到水平放置的试管口,慢慢竖立起试管,是药品缓缓滑落到试管底部。
滴定法取用液体药品:
取少量液体试剂用滴定法,滴定时需用无名指和中指夹住滴管颈部,将滴管悬空置于试管口上方,用拇指和食指挤压胶头以滴入试液。
滴管不能伸入所用容器中,装有药品的滴管不能横放或滴口向上,以免液体流入滴管胶帽。
倾倒法取用液体药品:
取用较多量或大量液体试剂多用直接倾倒法。
倾倒时注意瓶塞倒放、试剂瓶标签朝向手心,手略持斜试管,将瓶口紧挨试管口,缓缓倒入,倒完后塞好瓶塞,标签向外放回原处。
③固体、液体的加热
固体加热:
将药品平铺试管底部,试管口略微向下(防止冷凝水倒流引起试管炸裂),试管夹夹持在离试管口大约1/3处。
先进行预热,然后再把灯焰固定在放药品的部位加热。
液体加热:
加热液体时,盛液量一般不超过试管容积的1/3,防止液体受热溢出;使试管与桌面约成45°~60°的角度,增大受热面积;加热时外壁必须干燥,不能骤热骤冷;先加热液体中上部,后不时移动或振荡试管,使液体各部分均匀微热,再集中加热,防止液体暴沸喷出;管口不能对着自己或别人,防止液体喷出伤人。
5气体的收集
难溶的气体,如氢、甲烷,可以用排水集气法收集。
易溶的气体,如氨、氯化氢等,可用排空气集气法收集。
实验室中常用集气瓶收集气体,但在具体实验中,根据不同要求也可能用到其他装置。
三、五水硫酸铜与无水硫酸铜的转换、氧化铜的制备
1.实验目的:
初中生:
认识结晶水合物,了解结晶水合物受热易失去结晶水,学会五水硫酸铜与无水硫酸铜、盐与碱、碱与碱性氧化物的相互转换关系。
高师生:
熟练掌握应用酒精灯加热试管内固体、液体的操作,动作不仅要规范,而且要娴熟。
学会边操作示范边向学生讲述,把讲述实验操作的要点与实验操作的演示有机的结合起来。
2.实验原理(用化学反应方程式表示)
⑴硫酸铜晶体(蓝色块状)无水硫酸铜(白色粉末状):
CuSO4·5H2O≜CuSO4+5H2O
⑵无水硫酸铜氧化铜(黑色粉末状):
CuSO4≜CuO
3.相关知识与技能:
硫酸铜晶体、无水硫酸铜的性质,酒精灯的使用,固体药品的取用,试管夹的使用方法;滴管的使用方法,仪器的安装程序。
4.实验用品:
试管、试管夹、酒精灯、CuSO4·5H2O
5.实验操作步骤
5.1向试管中加入适量的五水硫酸铜:
加入药品时应用纸槽送到试管底部,并轻轻振平药品。
5.2加热:
先加热,后集中在药品处加热,
请问:
试管应如何倾斜,略向下倾斜,其原因:
防止冷凝水倒流,造成试管破裂
观察现象:
蓝色块状固体逐渐变为白色粉末,试管壁沾有水珠。
5.3取下试管,冷却后加入几滴水,观察现象:
白色粉末变为蓝色晶体。
5.4继续往此试管加入氢氧化钠溶液,观察现象:
一开始有淡蓝色絮状沉淀生成,继续滴加,有蓝紫色絮状沉淀生成,溶液为深蓝色。
5.5加热此试管,又有何现象:
生成黑色沉淀(粉末状),溶液无色透明。
6.实验注意事项:
6.1试管安装时,试管口应略向下倾斜。
6.2加热要缓慢,均匀,温度不能过高,硫酸铜变白后即停止加热。
因为硫酸铜受热分解生成氧化铜和气体,受热温度不同,该气体成分也不同。
气体成分可能含SO2、SO3和O2中的一种、二种或三种
6.3如果五水硫酸铜晶体在试管底部铺得较长,则应如何加热?
先预热,再对铺有药品的部分分段先后集中加热。
四、硝酸钾与碳的反应
实验装置图
先查阅硝酸钾的熔点(334℃);画出实验装置图,并描述实验步骤和实验现象。
实验类别:
中学趣味实验(木炭化妆跳舞)
1实验用品:
铁架台、铁夹、酒精灯、小试管、镊子、木炭、硝酸钾
②实验步骤:
取1药匙硝酸钾放入小试管里。
把试管垂直固定在铁架台上。
用酒精灯外焰加热试管底部,使硝酸钾熔化。
等有气体放出
时,投入黄豆大的木炭并继续加热。
③实验现象:
固体硝酸钾先熔化为液体,加入木炭后,木炭由黑变红,在试管里不断上下跳动,发出明亮的火光,同时产生大量白烟。
移去酒精灯,木炭还可以跳跃片刻。
反应结束后,所得溶液为绿色,冷却后有白色固体产生。
④实验原理:
硝酸钾受热先熔化而后分解为亚硝酸钾和氧气。
熔化的硝酸钾和木炭接触,反应所放出的热将木炭灼红,生成的二氧化碳把木炭推上去。
木炭和硝酸钾脱离接触后,由于重力的作用而落下。
木炭就是这样上下跳跃不停,直到它作用完为止。
2KNO3=2KNO2+O2↑C+O2≜CO2
5注意事项:
实验所选用的木炭应和黄豆般大小,如术炭太大,反应应进行得过分激烈它就会从试管中跳出来,甚至会把试管炸开;如术炭太小,术炭跳跃现象不明显。
实验结束后.应将熔化的硝酸钾倒入蒸发皿中,以防止硝酸钾冷凝时胀裂试管。
五、硫酸铜与氢氧化钠反应探究
(单位:
滴)A:
0.1mol/LCuSO4B:
2mol/LnaOH
实验记录
编号
A
B
nA:
nB
反应现象
加热现象
1
40
2
1:
1
生成蓝绿色絮状沉淀,静置分层,上层无色透明溶液。
现象无明显变化
2
20
2
1:
2
生成浅蓝绿色絮状沉淀,静置分层,上层无色透明溶液。
有少许白色沉淀生成,其它现象无明显变化
3
20
4
1:
4
生成蓝色絮状沉淀,静置分层,上层无色透明溶液。
蓝色絮状沉淀转化为黑褐色沉淀,静置分层,上层清液无色透明。
4
2
20
1:
200
无沉淀生成,溶液为蓝紫色
生成黑褐色沉淀,静置分层,上层清液无色透明。
实验现象解释
编号
产物
理由
反应方程式
1
CuSO4·3Cu(OH)2
碱式硫酸铜为绿色固体,温度对其影响不大,而加热到500℃以上才分解,CuSO4·3Cu(OH)2→CuSO4+3CuO+3H2O
Cu(OH)2为蓝色沉淀,不稳定,受热易分解为CuO。
所以由实验现象及加热后的现象可判定产物为CuSO4·3Cu(OH)2,恰好1:
1反应。
6NaOH+4CuSO4
→CuSO4·3Cu(OH)2↓+3Na2SO4
2
CuSO4·3Cu(OH)2
理由同1,猜想加热后产生的少许白色沉淀可能为CuSO4·5H2O,需进一步实验验证。
6NaOH+4CuSO4
→CuSO4·3Cu(OH)2↓+3Na2SO4
3
Cu(OH)2
Cu(OH)2为蓝色沉淀,不稳定,受热易分解为CuO(黑褐色)。
所以由实验现象及加热后的现象可判定产物为Cu(OH)2
部分文献资料显示产物为Cu(OH)2和CuSO4·3Cu(OH)2,加热后静置会有蓝色、白色、黑色沉淀,且黑色沉淀较多。
本实验存在可能静置时间不够长,或黑色沉淀过多掩盖了其他沉淀的可能,需进一步实验验证
12NaOH+CuSO4→
Cu(OH)2↓+Na2SO4
②CuSO4≜CuO
4
Na2[Cu(OH)4]
氢氧化铜微显两性,可与氢氧化钠发生络合反应,生成Na2[Cu(OH)4]为蓝色溶液。
Na2[Cu(OH)4]加热条件下可反应生成CuO
(黑褐色沉淀)
①4NaOH+CuSO4→
②Na2[Cu(OH)4]+Na2SO4
③Na2[Cu(OH)4]=Na2CuO2+2H2O,Na2CuO2=Na2O+CuO
生成物性质讨论分析
(1)氢氧化铜[Cu(OH)2]
蓝色或蓝绿色凝胶或淡蓝色结晶粉末,常温下不溶于水,高温下微溶于水,微显两性,溶于酸、氨水,易溶于碱性甘油溶液中,受热至60~80℃变暗,温度再高分解为黑色氧化铜和水。
(2)碱式硫酸铜CuSO4·3Cu(OH)2
绿色单斜晶体,在水中溶解度极小,能溶于稀酸和氨水。
受热可分解(生成硫酸铜和氢氧化铜),但受热时间比氢氧化钠分解的时间还要长,生成蓝色与黑色并存浊液
(3)四羟基铜酸钠Na2Cu(OH)4
为蓝色溶液,氢氧化铜微显两性,可与氢氧化钠继续反应,
Cu(OH)2+2NaOH=Na2[Cu(OH)4],并存在以下转化Na2[Cu(OH)4]=Na2CuO2+2H2O,Na2CuO2=Na2O+CuO的情况。
六、实验反思
①作为一名老师,在实验教学过程中要注意很多事项,包括书面口头都要做到表达清晰、用语准确。
所以作为未来的老师,需要从现在就开始从点滴注意积累起。
2要多积累素材,比如中学化学趣味实验,有利于提升学生对化学的兴趣。
3对于一个化学反应,不是给定了反应物就能得到产物,不同条件下会有不同产物。
有时并不是我们从课本上学到的知识就能解决的。
所以学无止境,同时要学会积极地、多途径寻找资料解答问题。