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。
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