导学案 化学实验仪器的使用与基本操作.docx
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导学案化学实验仪器的使用与基本操作
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扎实基础积极备考
化学实验总复习专题1
常用仪器与基本操作
【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。
能识别化学品安全使用标志,了解实验室一般事故的预防和处理方法。
【课前预习】
一、常用仪器
1.反应器的使用方法
仪器图形与名称
主要用途
使用方法及注意事项
试管
用作少量试剂的溶解或反应的仪器,也可收集少量气体、装配小型气体发生器
(1)可直接加热,加热时外壁要擦干,用试管夹夹住或用铁夹固定在铁架台上;
(2)加热固体时,管口略向下倾斜,固体平铺在管底;(3)加热液体时,管口向上倾斜,与桌面成45°,液体量不超过容积的1/3,切忌管口向着人。
烧杯
配制、浓缩、稀释溶液,也可作反应器、水浴加热器
加热时垫石棉网,液体不超过2/3,不可蒸干。
烧瓶
用作加热或不加热条件下较多液体参加的反应容器
平底烧瓶一般不做加热仪器,圆底烧瓶加热要垫石棉网,或水浴加热。
蒸馏烧瓶
作液体混合物的蒸馏或分馏,也可装配气体发生器
同圆底烧瓶
锥形瓶
滴定中的反应器,也可收集液体,组装洗气瓶
同圆底烧瓶
集气瓶
收集气体,装配洗气瓶,气体反应器、固体在气体中燃烧的容器
不能加热,作固体在气体中燃烧的容器时,要在瓶底家少量水或一层细沙
坩埚
用于灼烧固体使其反应
可直火加热至高温,放在泥三角上,用坩埚钳夹取,不可骤冷
启普发生器
不溶性块状固体与液体常温下制取气体
控制导气管活塞可使反应随时发生
或停止,不能加热,不能用于强烈
放热或反应剧烈的气体制备
2.计量仪器的使用方法
仪器图形与名称
主要用途
使用方法及注意事项
酸式滴定管碱式滴定管
中和滴定(也可用于其它滴定)的反应,可准确量取液体体积,酸式滴定管盛酸性、氧化性溶液,碱式滴定管盛碱性、非氧化性溶液
二者不能互代,使用前要洗净并验漏,先润洗再装溶液,‘0’刻度在上方,精确至0.1ml,可估读到0.01ml.视线与凹液面相切
量筒
粗略量取液体体积
无0刻度线,选合适规格减小误差,读到0.1ml,视线与凹液面相切读数同滴定管
容量瓶
用于准确配置一定物质的量浓度的溶液
检查是否漏水,要在所标温度下使用,加液体用玻璃棒引流,凹液面与刻度线相切,不能长期存放溶液
托盘天平
称量药品质量
药品不能直接放在托盘上,易潮解、腐蚀性药品放在烧杯中称量,左物右码,读数至0.1克
3.加热、蒸发、蒸馏、结晶的仪器
仪器图形与名称
主要用途
使用方法及注意事项
酒精灯
作热源
酒精不能超过容积的2/3,不能少于1/3,加热用外焰,熄灭用灯帽盖灭,不能用嘴吹。
表面皿、蒸发皿
蒸发皿用于蒸发溶剂,浓缩溶液
蒸发皿可直接加热,不能骤冷,蒸发溶液时不能超过2/3
蒸馏装置
对互溶的液体混合物进行分离
温度计水银球应低于支管口处,蒸馏烧瓶中应加碎瓷片或沸石以防暴沸,冷凝器下口进水,上口出水。
4.过滤、分离、注入液体的仪器
仪器图形与名称
主要用途
使用方法及注意事项
漏斗
过滤或向小口径容器注入液体
漏斗下端紧靠烧杯内壁
长颈漏斗
装配反应器
下端应插入液面下,否则气体会从漏斗口跑掉
分液漏斗
用于分离密度不同且互不相溶的液体,也可组装反应器,以随时加液体。
使用前先检查是否漏液,放液时打开上盖或将塞上的凹槽对准上口小孔,上层液体从上口倒出
5.干燥仪器
干燥管干燥器
二、基本操作
(一)药品的取用
1.取用原则
取用化学药品,要遵循维护药品洁净,保证安全的基本原则。
为此,要注意以下几点:
①严禁入口和用手直接接触。
②不要让瓶口对着面部,也不要把鼻孔凑到容器口去闻药品(特别是毒气)的气味。
③节约用药。
一般要求严格按实验规定的用量取用药品。
如果没有用量说明,一般应按最少量取用,即液体取1mL—2mL,固体量只需盖满试管底部。
④不允许用不洁器具取用试剂。
⑤实验剩余药品不能放回原瓶(钠、钾除外),不能随意丢弃,更不能拿出实验室,要放入指定容器内。
2.固体药品的取用
①取用固体药品一般用药匙或镊子。
药匙的两端为大小两匙,取药品多时用大匙,少时用小匙。
镊子则用于夹取块状固体药品。
②往试管里装入固体粉末时,为避免药品沾在管口和管壁上,先使试管倾斜,把盛有药品的药匙(或纸槽)小心地送入试管底部,然后使试管直立起来,让药品全部落到底部。
③块状药品或密度较大的金属颗粒放入玻璃容器时,应先把容器横放,把药品或金属颗粒放入容器口以后,再把容器慢慢地竖立起来,使药品或金属颗粒缓缓地滑到容器的底部,以免打破容器。
3.液体药品的取用
①取液体药品,可用胶头滴管等器具取用,亦可用倾注法。
使用倾注法取试剂入试管时,标签朝上对着手心,把试剂瓶口紧靠另一手所持的略微倾斜的试管口,让药品缓缓地注入试管内(图),倾注液体入烧杯的操作如图。
注意不让残留在瓶口的药液流下来腐蚀标签。
倒完液体,立即盖好原瓶塞。
②取用一定量的液体药品,可用量筒。
量液时,量筒必须放平,视线要跟量筒内液体的凹液面的最低点保持水平,再读出体积数
③使用滴管取液时,用手指捏紧胶头,赶出滴管中的空气,再将滴管伸人试剂瓶中,放开手指,试剂即被吸入。
取出滴管,把它悬空放在烧杯(或其他容器)上方(不可接触容器内壁,以免沾污滴管造成试剂的污染),然后用拇指和食指轻轻捏挤胶头,使试剂滴下(如图)。
(特别指出,实验室制备Fe(OH)2沉淀时,滴管应伸人到FeS04的液面下挤入)。
4.注意事项
取用危险试剂时,要特别小心,严格按操作规范进行操作。
如:
取用浓酸、浓碱时,要戴防护手套和眼镜;不用口吸移液管来取危险试剂;取挥发性强和毒性大的药品时,要在通风好的地方进行;取用易燃、易爆试剂时,要远离火源等等。
5.特殊试剂取用金属钠、钾:
黄豆或绿豆大小,滤纸吸油,小刀切割,实验剩余药品要放回原瓶
(二)药品的保存
1.存放要求
化学试剂的保存一般要根据物质本身的性质和变质的原因,选用不同的保存方法,同时还要考虑试剂瓶和瓶塞的选用。
2.密封保存的试剂
(1)试剂由于与空气中成分作用而应密闭保存。
①与CO2作用的有:
碱类(如NaOH、Ca(OH)2、Ba(OH)2等)、弱酸盐类(如水玻璃、漂白粉、Na[Al(OH)4]溶液等)、碱石灰、过氧化钠等。
②与水作用的有:
有吸水性和潮解性的物质(如浓硫酸、CaCl2、NaOH固体、P205、碱石灰、硅胶、浓H3PO4等)、与水能反应的物质(如电石、生石灰、无水硫酸铜、钠、钾、过氧化钠等)。
③与O2作用的有(一般有还原性):
钠、钾、亚硫酸及其盐、氢硫酸及其盐、白磷、苯酚、亚铁盐等。
(2)试剂由于挥发或自身的分解应密闭保存,一般应置于冷暗处。
如浓HNO3、AgNO3、H202、液溴、浓盐酸、浓氨水、汽油、苯等。
3.对试剂瓶的要求
①一般固体(尤其是块状)物质保存在广口瓶中,便于用镊子取用。
②一般液体及挥发性物质保存在细口瓶中
③见光易分解的试剂应保存在棕色瓶中。
如:
浓HNO3、硝酸银、卤化银、氯水、溴水、碘水和某些有机物试剂。
4.对瓶塞的要求
一般盛碱性物质和水玻璃的试剂瓶都用软木和橡皮塞;盛强氧化性和酸性物质、有机物(如苯、四氯化碳、汽油、乙醚、酒精等)的试剂瓶用磨口玻璃塞。
5.特殊物质的存放
①氢氟酸因强腐蚀性不能用玻璃瓶,而用塑料瓶存放。
②一些易挥发、易氧化的物质还要采用更严密的措施。
如:
白磷保存在水中;钠、钾保存在煤油中;液溴上部用水封等。
(三)溶解与稀释
1.固体的溶解研细→搅拌→加热(但必须是加热不水解或不发生化学变化的物质),均可加速固体的溶解(如FeCl3、Ca(HCO3)2的溶解等,均不可加热)。
2.液体的溶解一般液体可直接加水溶解,振荡或搅拌可以加速溶解。
特别注意浓H2SO4的溶解(稀释)方法——应将浓硫酸缓缓注入水中并不断搅拌,乙醇和浓硫酸、浓硝酸与浓硫酸的混合均如此。
3.气体的溶解
①溶解度较小者,如H2S、C12、CO2等溶解时,可把导气管直接插入水中。
②溶解度较大的(如极易溶解的NH3、HCl及易溶解的SO2等),在导管末端接一倒置的三角漏斗,让漏斗边缘稍没入水面,这样既可增大气体的吸收率,减小气体的逸出,同时也避免出现液体倒吸。
若缺少漏斗,导管末端只能靠近水面,或选用肚形容器替代,防止倒吸(下图)。
(四)加热
1.直接加热(不需严格控制温度,仪器可直接加热:
试管、蒸发皿、坩埚)
2.垫石棉网(仪器不可直接加热:
烧杯、烧瓶、锥形瓶)
3.水浴加热(需严格控制温度100℃以下,加热缓和均匀)
水浴的作用是:
易于控制温度,且使被加热仪器均匀受热。
中学使用水浴加热的化学实验:
酯的水解、制硝基苯
4.加热需要冷凝回流的,需在容器口安装长导管。
(如:
制硝基苯)
5.加热需要定温的,需在容器中放温度计。
注意温度计水银球所处的位置有所不同。
(如石油的分馏)
(五)仪器的洗涤
玻璃仪器洗净的标准是:
内壁上附着的水膜均匀,既不聚成水滴,也不成股流下。
常见的残留物及所用洗涤剂如下表:
残留物
洗涤试剂
残留物
洗涤试剂
Ag(银镜)、Cu
稀硝酸
油脂
NaOH溶液
MnO2
浓盐酸(或草酸)
硫
CS2(或NaOH(溶液共热)
盛放铁盐仪器
稀盐酸
I2
酒精(或NaOH溶液)
CaCO3、氢氧化物沉淀
稀盐酸
水垢
稀盐酸或醋酸
苯酚
浓NaOH(或酒精)
(六)仪器连接和安装
1.仪器的连接
橡皮管、塞子、玻璃导管等的连接,关键掌握两个字——润、转,即管口或塞用水稍润湿,插入过程中应转动插人。
如图所示。
2.仪器的组装
中学化学中仪器的组装多用到铁架台,用导管、胶管连接实验所需仪器。
其组装顺序一般是:
从下到上,自左至右。
例如,组装一套固体与液体混合加热制备气体,并验证该气体的性质、应用(如制备其他物质等)、收集、吸收等的装置,其安装程序为:
①将酒精灯放在铁架台底座上;
②根据灯焰的适宜高度(外焰加热)确定铁圈的位置,并在铁圈上放一块石棉网
③将装有固体反应物的圆底烧瓶(或蒸馏烧瓶)放置在石棉网上,并用铁夹固定
④将装有分液漏斗和导管的塞子塞在烧瓶上;
⑤再自左至右依次连接好净化→干燥→性质(检验、制备、收集等)→尾气处理装置等。
3.仪器的拆卸
实验完毕拆卸装置时,其程序与组装程序相反,从右至左,自上而下地进行。
应注意的是:
拆卸加热装置、并有导管伸入到液体中的,应先将导管取出液面,再停止加热(撤灯),以防倒吸回流。
拆卸有毒气的实验装置时,应在通风橱内进行。
(七)装置气密性检查与可燃性气体验纯
1.装置气密性检查(基本思路:
使装置内外压强不等,观察气泡或液面变化)
气密性检查的方法有:
微热法、加水法
(1)微热法:
将导管一端放入水中,用手捂住烧瓶或试管(或在烧瓶底下用酒精灯微热),导管口有气泡冒出,停止加热,导管口有一段水柱,说明装置气密性好。
(若有分液漏斗的装置,应先关闭分液漏斗活塞,再进行操作)
(2)加水法:
(启普发生器或其简易装置)
带长颈漏斗的制气装置,关闭止水夹,往长颈漏斗中加水到满过长颈漏斗末端,继续加水,长颈漏斗中形成一段水柱,证明气密性良好。
(3)整套装置气密性的检查
方法:
关闭分液漏斗活塞,将将导气管插入烧杯中水中,用酒精灯微热园底烧瓶,若导管末端产生气泡,停止微热,有水柱形成,说明装置不漏气。
2.可燃性气体验纯
可燃性气体验纯的操作方法:
用排水法收集一试管气体,用大拇指堵住试管口,移近酒精灯,大拇指放开,若听到轻的爆鸣声说明气体较纯净,反之不纯,用大拇指堵住试管一会儿,再重新收集,重新检验。
(八)试纸的使用
常用试纸及用途:
红色石蕊试纸测试碱性试剂或气体
蓝色石蕊试纸测试酸性试剂或气体
KI淀粉试纸测试氧化性气体
PH试纸测试溶液酸碱性
1.在使用试纸检验溶液的性质时,一般先把一小块试纸放在表面皿或玻璃片上,用沾有待测溶液的玻璃棒点试纸的中部,观察颜色的变化,判断溶液的性质。
2.在使用试纸检验气体的性质时,一般先用蒸馏水把试纸润湿。
粘在玻璃棒的一端,用玻璃棒把试纸放到盛有待测气体的试管口(注意不要接触),观察试纸颜色变化情况来判断气体的性质。
注意:
使用pH试纸不能用蒸馏水润湿。
【预习检测】
1.(09广东化学3)下列有关实验操作的说法正确的是()
A.可用25ml碱式滴定管量取20.00mlKmnO4溶液
B.用pH试纸测定溶液的pH时,需先用蒸馏水润湿试纸
C.蒸馏时蒸馏烧瓶中液体的体积不能超过容积的2/3,液体也不能蒸干
D.将金属钠在研体中研成粉末,使钠与水反应的实验更安全
2.(09江苏卷6)下列有关试验操作的叙述正确的是()
A.实验室常用右图所示的装置制取少量的乙酸乙酯
B.用50mL酸式滴定管可准确量取25.00mLKMnO4溶液
C.用量筒取5.00mL1.00mol·L-1盐酸于50mL容量瓶中,加水稀释至刻度,可配制0.100mol·L-1盐酸
D.在苯萃取溴水中的溴,分液时有机层从分液漏斗的下端放出
3.(10山东)下列与实验相关的叙述正确的是
A.稀释浓硫酸时,应将蒸馏水沿玻璃棒缓慢注入浓硫酸中
B.配制溶液时,若加水超过容量瓶刻度,应用胶头滴管将多余溶液吸出
C.酸碱滴定时,若加入待测液前用待测液润洗锥形瓶,将导致测定结果偏高
D.检验某溶液是否含有SO42-时,应取少量该溶液,依次加入BaCl2溶液和稀盐酸
4..用pH试纸测定某无色溶液的pH值时,规范的操作是()
A.将pH试纸放入溶液中观察其颜色变化,跟标准比色卡比较
B.将溶液倒在pH试纸上,跟标准比色卡比较
C.用干燥的洁净玻璃棒蘸取溶液,滴在pH试纸上,跟标准比色卡比较
D.在试管内放少量溶液,煮沸,把pH试纸放在管口,观察颜色,跟标准比色卡比较
【课堂探究】
一、一种装置多种用途
1.贮气(收集气体)
洗气瓶集传统的排水法、向上排空气法、向下排空气法于一体,用导入不同气体的进出方向即可进行多种气体收集。
(1)排空气法收集(如图2):
如收集密度比空气大的气体(如:
O2或CO2),气体从b端进,空气从a端出。
如收集密度比空气小的气体(如:
H2),气体从a端进,空气从b端出。
(2)排水法收集(如图3):
瓶中盛满水,气体从a端进,水从b端出。
2.洗气(除杂质)(如图5)
洗气瓶内装有吸收杂质的液体,混和气从长端进、短端出(即长进短出或深入浅出)(即a进b出)。
如除去CO中混有的CO2和水蒸气,应先通过NaOH溶液,再通过浓H2SO4。
混合气体从a端进,两次洗气后CO从右b端出。
3.验气(检验或证明某气体)(如图5)
洗气瓶内装有检验某气体所需试剂,检验时必须要有现象来证明。
气体流向是:
长进短出或深入浅出。
(即a进b出)如检验H2中是否混有HCl:
应通过AgNO3溶液,观察有无白色沉淀生成。
检验CO中是否混有CO2,应通过Ca(OH)2溶液或Ba(OH)2溶液,观察有无白色沉淀生成。
4.量气(测量气体体积)(如图6)
瓶内盛满水(也可不盛满):
气体从a端进,水从b端出。
用量筒测排出水的体积,则为该温度、压强下所产生的气体体积。
若气体能溶于水,可在瓶内水面上加一层油。
【练习】利用如图所示的装置收集以下气体:
①H2②Cl2③CO④O2
⑤NH3⑥NO⑦H2S⑧SO2⑨CO2⑩NO2
⑴若烧瓶是干燥的,则由A口进气可收集的气体有(填序号,下同)
⑵若烧瓶是干燥的,则由B口进气可收集的气体有
⑶若烧瓶充满水,可收集的气体有:
,此时气体由口进入。
⑷若在烧瓶内装有浓H2SO4进行气体干燥,则可用此装置干燥的气体有此时气体由口进入。
(5)实验室常用图1作瓶,防止
用图2装置可收集的气体是
二、常见仪器的使用方法
1、下面a~e是中学化学实验中常见的几种定量仪器:
a量筒b.容量瓶c.滴定管d.托盘天平e.温度计
(1)其中标示出仪器使用温度的是(填写编号)
(2)称10.5g固体样品(1g下用游码),将样品放在了天平的右盘,则所称样品的实际质量为
2、(10江苏)下列有关实验原理或操作正确的是()
A.用广泛
试纸测得
溶液的
B.制备乙酸乙酯时,向乙醇中缓慢加入浓硫酸和冰醋酸
C.洗涤沉淀时(见图2),向漏斗中加适量水,搅拌并滤干
D.选择合适的试剂,用图1所示装置可分别制取少量CO2、NO、O2
3.(2012年福建理综,6,6分)下列做法不正确的是( )
A.易燃试剂与强氧化性试剂分开放置并远离火源
B.用湿润的红色石蕊试纸检验氨气
C.在50mL量筒中配制0.1000mol·L-1碳酸钠溶液
D.金属钠着火时,用细沙覆盖灭火
4.(2011年海南化学,2,2分)用0.1026mol·L-1的盐酸滴定25.00mL未知浓度的氢氧化钠溶液,滴定达终点时,滴定管中的液面如图所示,正确的读数为( )
A.22.30mLB.22.35MlC.23.65mLD.23.70mL
5.(2013年山东理综,11,4分)利用实验器材(规格和数量不限),能完成相应实验的一项是( )
选项
实验器材(省略夹持装置)
相应实验
A
烧杯、玻璃棒、蒸发皿
CuSO4溶液的浓缩结晶
B
烧杯、玻璃棒、胶头滴管、滤纸
用盐酸除去BaSO4中少量BaCO3
C
烧杯、玻璃棒、胶头滴管、容量瓶
用固体NaCl配制0.5mol·L-1的溶液
D
烧杯、玻璃棒、胶头滴管、分液漏斗
用溴水和CCl4除去NaBr溶液中少量NaI
6.下列装置或操作能达到实验目的的是()
7.下列实验中所选用的仪器合理的是____________
①用200mL量筒取5.2mL稀硫酸;②用分液漏斗分离甘油和水的混合物;③用托盘天平称量11.7g氯化钠晶体;④用碱式滴定管取25.1mL溴水;⑤用瓷坩埚灼烧各种钠的化合物;⑥用250mL容量瓶配制250mL0.2mol/L的NaOH溶液
三、重要的化学实验基本操作
1、沉淀洗涤的方法
2、如何检验装置的气密性
3、浓硫酸的稀释
4、溶液PH值的测定
【练习】
1.(2009年广东化学,3,3分)下列有关实验操作的说法正确的是( )
A.可用25mL碱式滴定管量取20.00mLKMnO4溶液
B.用pH试纸测定溶液的pH时,需先用蒸馏水润湿试纸
C.蒸馏时蒸馏烧瓶中液体的体积不能超过容积的
液体也不能蒸干
D.将金属钠在研钵中研成粉末,使钠与水反应的实验更安全
2.(双选题)(2013年海南化学,11,4分)下列关于仪器使用的说法正确的是( )
A.滴定管装滴定液时应先用滴定液润洗
B.锥形瓶用作反应容器时一定不能加热
C.蒸馏时温度计水银球可以高于蒸馏烧瓶支管口
D.振摇分液漏斗时应关闭其玻璃塞和活塞
3.(2011年广东理综,10,4分)某同学通过系列实验探讨Mg及其化合物的性质,操作正确且能达到目的的是( )
A.将水加入浓硫酸中得稀硫酸,置镁片于其中探讨Mg的活泼性
B.将NaOH溶液缓慢滴入MgSO4溶液中,观察Mg(OH)2沉淀的生成
C.将Mg(OH)2浊液直接倒入已装好滤纸的漏斗中过滤,洗涤并收集沉淀
D.将Mg(OH)2沉淀转入表面皿中,加足量稀盐酸,加热蒸干得无水MgCl2固体
4.(2010年重庆理综,7,6分)下列实验装置(固定装置略去)和操作正确的是( )
5.(2013年天津理综,4,6分)下列实验误差分析错误的是( )
A.用润湿的pH试纸测稀碱溶液的pH,测定值偏小
B.用容量瓶配制溶液,定容时俯视刻度线,所配溶液浓度偏小
C.滴定前滴定管内无气泡,终点读数时有气泡,所测体积偏小
D.测定中和反应的反应热时,将碱缓慢倒入酸中,所测温度值偏小
6.(2012年山东理综,11,4分)下列实验操作正确的是( )
A.中和滴定实验时,用待测液润洗锥形瓶
B.盛放NaOH溶液时,使用带玻璃塞的磨口瓶
C.用苯萃取溴水中的溴时,将溴的苯溶液从分液漏斗下口放出
D.NaCl溶液蒸发结晶时,蒸发皿中有晶体析出并剩余少量液体即停止加热
7.甲、乙两个实验小组分别进行“测定Na2CO3和NaCl混合物中Na2CO3含量”的实验。
(1)甲组:
沉淀分析法:
把一定量的混合物溶解后加入过量CaCl2,然后将所得沉淀过滤、洗涤、烘干、称量。
确定CaCl2溶液是否过量的方法是洗涤沉淀并判断沉淀是否洗净的操作是
(2)乙组:
气体分析法:
把一定量的混合物与足量盐酸反应后,用如图装置测定产生的CO2气体的体积,为减小CO2的溶解,B中溶液应是____________,选用该溶液后实验结果还是不准确,原因是。
(3)请你设计一个与甲、乙两组操作不同的实验方案,测定混合物中Na2CO3的含量。
方法:
;
试剂:
____________________________________________________________。
用到的玻璃仪器:
____________________________________________(至少2件)。
答案:
(1)静置,向上层清液中继续滴加CaCl2溶液,若无沉淀说明CaCl2已过量;
沿玻棒向过滤器中的沉淀上加蒸馏水至淹没沉淀,静置使其全部滤出,重复2~3次,然后向滤液(洗涤液)中滴加AgNO3溶液判断是否洗净。
(2)饱和NaHCO3溶液;从A出来的气体中混有HCl,会与NaHCO3反应生成CO2
(3)滴定分析法(或中和滴定法、滴定法、用标准盐酸滴定一定量的混合物等)标准盐酸溶液、指示剂(甲基橙、酚酞) ; 酸式滴定管、锥形瓶、烧杯
【总结反思】