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化学3
讲义三
1、量筒是有具体量程的量器,并在一定温度下(一般规定20℃~25℃)使用,读数时视线与量筒内凹液面的最低处保持水平,仰视会偏小,俯视会偏大;它只能精确到此为止0.1ml。
“大材小用”和“小材多次使用”都会给测量带来较大误差。
2、托盘天平:
分度盘、指针、托盘、平衡螺母、游码、标尺、横梁、底座。
精确到0.1g
调平:
称量之前要调整天平至两边平衡
左盘放称量物,右盘放砝码;
被称物不直接放在托盘上(干燥固体可用称量纸,易潮解、腐蚀性药品用玻璃器皿),不能称量热的物体;
添加砝码时要先加质量大的,再加质量小的,最后移动游码;
取用砝码时要用镊子夹取,用后放回砝码盒内;
每架天平都有自己配套的一套砝码,不能混用。
3、温度计是用来测量温度的专用仪器,使用前应该注意:
(1)观察它的量程。
若待测物的温度高于温度计能测的最高温度,温度计可能被胀破;若待测物的温度低于温度计能测的最低温度,则测不出温度值。
(2)认清它的最小刻度值。
这样,用它测量时就可以迅速、准确地读出温度值。
用温度计测量液体温度时,要注意以下三点:
a.温度计的玻璃泡全部没入被测液体中,不要接触容器底或容器壁,否则不能准确反映液体的温度。
b温度计的玻璃泡浸入被测液体后要稍候一会,待温度计的示数稳定后再读数。
c读数时玻璃泡要继续留在被测液体中,视线与温度计中液柱的上表面相平。
4、
(1)可直接加热的仪器有试管、蒸发皿、坩埚、燃烧匙;
(2)垫石棉网间接加热的仪器有烧杯、烧瓶(平底、圆底、蒸馏烧瓶三种)、锥形瓶(也叫锥形烧瓶或三角烧瓶)。
补:
常见试管都是由玻璃材料制成的,具有可受热,操作方便,可见度高等优点,因此试管常用作在常温或加热条件下供少量物质反应的容器,也可以收集少量气体。
缺点是容易碎裂,因玻璃是热的不良导体,骤冷或受热不匀时均能引起炸裂,使用时有以下注意事项:
1、为便于振荡,常温反应时,液体量不可超过试管容积的1/2;加热反应时,液体量不可超过试管容积的1/3,防止液体沸出
2、可在酒精灯火焰上直接加热,加热前必须把试管外壁的水擦干,先预热,后集中加热,加热时试管不能接触灯芯。
否则都能引起试管炸裂
3、加热液体时管口要对着斜上方无人的方向,防止液体溅出伤人,为增大受热面积,应使试管与桌面成45度角
4、加热固体时,要使管口略向下倾斜,防止冷凝水回流炸裂试管。
5、烧杯主要用途和使用注意事项是:
①做常温下较多量的液体之间反应的容器,但液体量不得超过烧杯容积的2/3。
②做加热时较多量的液体之间、固体和液体之间反应的容器,但液体量不得超过烧杯容器的1/2。
6、蒸发皿是瓷质的受热容器,常用于蒸发或浓缩溶液,也可用于干燥固体。
可以直接用火焰加热,但不能骤冷,以防炸裂。
灼热的蒸发皿必须用坩埚钳夹持,热的蒸发皿不能直接放在实验台上,以免烫坏实验台,必须立即放在实验台上时,要垫上石棉网。
7、试管架是放置试管和控干试管的专用支架仪器,有木质和铝制之分。
洗净待用的试管应口朝下插入试管架的孔眼内(或套在立木上),既便于控干试管,也防止试管内落入灰尘。
热的试管不能直接放在试管架上,以免灼焦木质或造成试管炸裂。
8、试管夹由木材或竹板、钢丝弹簧以及内衬绒布制成,主要用于夹持短时间加热的试管。
使用时要将试管夹从试管底部往上套,以免沾污试管口或使杂质落入试管内;试管夹要夹在距试管口1/3处,防止试管脱落;手持夹有试管的试管夹时,要用手拿住长柄,拇指不能按在短柄上,以防试管脱落;使用时应注意防止烧损或锈蚀。
常用的试剂瓶:
细口瓶(有棕色和无色之分,均带磨口的玻璃塞)、广口瓶(均为无色,带有配套的磨口玻璃塞)、滴瓶(有棕色和无色之分,均有配套的胶头滴管)、固体药品瓶(均为棕色,内有软塑塞,外有螺口硬塑盖)等。
见光易分解的药品均保存在棕色瓶内;其他药品均需密封保存,但强碱固体应选择塑料盖或橡胶塞的试剂瓶,强碱溶液多现用现配,一般不长期保存。
9、漏斗种类很多,可分为三角漏斗(短颈漏斗)、分液漏斗、长颈漏斗、安全漏斗、吸滤漏斗等。
通常人们所说的漏斗就是指三角漏斗,三角漏斗由于漏斗颈比较短。
三角漏斗的主要用途有两方面:
一是向细口容器内加注液体(如向酒精灯里添加酒精)或密度比空气大的气体(如用二氧化碳熄灭烧杯内不同高度的蜡烛火焰,可通过漏斗向烧杯内侧倾倒二氧化碳气体),二是与滤纸配合用于过滤。
10、表面皿是由普通玻璃材料制成的中间下凹的圆形玻璃器皿,其外形与手表的玻璃相似,故也称表玻璃其主要用途是:
盛装少量固体或液体样品以供观察;
用它覆盖烧杯、广口瓶之类的容器,可防止液体损失。
11、石棉网是一个四寸见方的铁丝网(起骨架支撑作用),当中涂以直径为二寸半的圆形石棉心。
石棉具有耐高温、热的不良导体的特点,所以石棉网可以直接受热,常用于烧杯等受热时垫隔在火焰与玻璃容器之间,以使玻璃容器均匀受热;也常用于承接炽热的固体生成物,或将灼热的蒸发皿等放在石棉网上冷却。
12、镊子和坩埚钳都是用金属材料制成的夹持器具,坩埚钳主要用于夹持高温物体(如移走灼热的坩埚和蒸发皿等),或夹持某些固体在气体中进行燃烧实验(如镁带在空气中燃烧);镊子一般用于取用不太大的块状固体药品。
每次使用前后,都要用洁净的滤纸将它们擦拭干净,防止污染试剂,也防止被锈蚀。
放置时,要使夹持物体或药品的尖部朝上,以免下次使用时污染试剂。
13、玻璃棒主要用于搅拌液体、引流、沾取液体等操作,不管用于何处,都要注意随时清洗,用于搅拌时不要碰撞容器壁,以免打破容器。
二、实验基本操作
1、实验中取用药品时,如果要求取定量,必须严格要求取用,如果没有说明用量,应取最少量,一
一:
化学实验基本实验操作
1.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。
2.试纸的使用
常用的有红色石蕊试纸、蓝色石蕊试纸、pH试纸、淀粉碘化钾试纸和品红试纸等。
(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,用蘸有待测溶液的玻璃棒点试纸的中部,观察试纸颜色的变化,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导管口或集气瓶口(注意不要接触),观察试纸颜色的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。
3.药品的取用和保存
(1)实验室里所用的药品,很多是易燃、易爆、有腐蚀性或有毒的。
因此在使用时一定要严格遵照有关规定,保证安全。
不能用手接触药品,不要把鼻孔凑到容器口去闻药品(特别是气体)的气味,不得尝任何药品的味道。
注意节约药品,严格按照实验规定的用量取用药品。
如果没有说明用量,一般应按最少量取用:
液体1~2mL,固体只需要盖满试管底部。
实验剩余的药品既不能放回原瓶,也不要随意丢弃,更不要拿出实验室,要放入指定的容器内或交由老师处理。
(2)固体药品的取用
取用固体药品一般用药匙。
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,用盛有药品的药匙(或用小纸条折叠成的纸槽)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。
有些块状的药品可用镊子夹取。
(3)液体药品的取用
取用很少量液体时可用胶头滴管吸取;取用较多量液体时可用直接倾注法。
取用细口瓶里的药液时,先拿下瓶塞,倒放在桌上,然后拿起瓶子(标签对着手心),瓶口要紧挨着试管口,使液体缓缓地倒入试管。
注意防止残留在瓶口的药液流下来,腐蚀标签。
一般往大口容器或容量瓶、漏斗里倾注液体时,应用玻璃棒引流。
(4)几种特殊试剂的存放
(A)钾、钙、钠在空气中极易氧化,遇水发生剧烈反应,应放在盛有煤油的广口瓶中以隔绝空气。
(B)白磷着火点低(40),在空气中能缓慢氧化而自燃,通常保存在冷水中。
(C)液溴有毒且易挥发,需盛放在磨口的细口瓶里,并加些水(水覆盖在液溴上面),起水封作用。
(D)碘易升华且具有强烈刺激性气味,盛放在磨口的广口瓶里。
(E)浓硝酸、硝酸银见光易分解,应保存在棕色瓶中,贮放在阴凉处。
(P)氢氧化钠固体易潮解且易在空气中变质,应密封保存;其溶液盛放在无色细口瓶里,瓶口用橡皮塞塞紧,不能用玻璃塞。
4.过滤
过滤是除去溶液里混有不溶于溶剂的杂质的方法。
过滤时应注意:
(1)一贴:
将滤纸折叠好放入漏斗,加少量蒸馏水润湿,使滤纸紧贴漏斗内壁。
(2)二低:
滤纸边缘应略低于漏斗边缘,加入漏斗中液体的液面应略低于滤纸的边缘。
(3)三靠:
向漏斗中倾倒液体时,烧杯的尖嘴应与玻璃棒紧靠;玻璃棒的底端应和过滤器有三层滤纸处轻靠;漏斗颈的下端出口应与接受器的内壁紧靠。
5.蒸发和结晶
蒸发是将溶液浓缩,溶剂气体或使溶质以晶体析出的方法。
结晶是溶质从溶液中析出晶体的过程,可以用来分离和提纯几种可溶性固体的混合物。
结晶的原理是根据混合物中各成分在某种溶剂里的溶解度的不同,通过蒸发溶剂或降低温度使溶解度变小,从而析出晶体。
加热蒸发皿使溶液蒸发时,要用玻璃棒不断搅动溶液,防止由于局部温度过高,造成液滴外溅。
当蒸发皿中出现较多的固体时,即停止加热,例如用结晶的方法分离NaCl和KNO3混合物。
6.蒸馏
蒸馏是提纯或分离沸点不同的液体混合物的方法。
用蒸馏原理进行多种混合液体的分离,叫分馏。
如用分馏的方法进行石油的分馏。
操作时要注意:
(1)液体混合物蒸馏时,应在蒸馏烧瓶中放少量碎瓷片,防止液体暴沸。
(2)温度计水银球的位置应与支管口下缘位于同一水平线上。
(3)蒸馏烧瓶中所盛放液体不能超过其容积的2/3,也不能少于1/3.
(4)冷凝管中冷却水从下口进,从上口出,使之与被冷却物质形成逆流冷却效果才好。
(5)加热温度不能超过混合物中沸点最高物质的沸点。
7.升华
升华是指固态物质吸热后不经过液态直接变成气态的过程。
利用某些物质具有升华的特性,可以将这种物质和其它受热不升华的物质分离开来,例如加热使碘升华,来分解I2和SiO2的混合物。
8.分液和萃取
分液是把两种互不相溶、密度也不相同的液体分离开的方法。
萃取是利用溶质在互不相溶的溶剂里的溶解度不同,用一种溶剂把溶质从它与另一种溶剂所组成的溶液中提取出来的方法。
选择的萃取剂应符合下列要求:
和原溶液中的溶剂互不相溶;对溶质的溶解度要远大于原溶剂,并且溶剂易挥发。
在萃取过程中要注意:
(1)将要萃取的溶液和萃取溶剂依次从上口倒入分液漏斗,其量不能超过漏斗容积的2/3,塞好塞子进行振荡。
(2)振荡时右手捏住漏斗上口的颈部,并用食指根部压紧塞子,以左手握住旋塞,同时用手指控制活塞,将漏斗倒转过来用力振荡,同时要注意不时地打开活旋塞放气。
(3)将分液漏斗静置,待液体分层后进行分液,分液时下层液体从漏斗口放出,上层液体从上口倒出。
例如用四氯化碳萃取溴水里的溴
9.渗析
利用半透膜(如膀胱膜、羊皮纸、玻璃纸等)使胶体跟混在其中的分子、离子分离的方法。
常用渗析的方法来提纯、精制胶体。
二:
化学实验操作应遵循的七个原则
1.“从下往上”原则。
2.“从左到右”原则。
装配复杂装置应遵循从左到右顺序。
如上装置装配顺序为:
发生装置→集气瓶→烧杯。
3.先“塞”后“定”原则。
4.“固体先放”原则。
5.“液体后加”原则。
6.先验气密性(装入药口前进行)原则。
7.后点酒精灯(所有装置装完后再点酒精灯)原则。
三:
化学实验中的“七个关系”
(1)先后关系
①向试管中装人固体粉末时,先将试管倾斜,把盛药品的药匙送至试管底部,然后让试管直立,使药品全部落到试管底;向试管中放入块状固体时,先把试管横放,用镊子把药品放在试管口,然后将试管慢慢竖立起来使固体缓慢落到试管底。
②用胶头滴管吸取少量液体时,先在滴瓶外面挤压胶头排出滴管内的空气,然后再伸入滴瓶内松手吸取液体。
③用托盘天平称量药品时,先游码归零,再调节平衡,然后称量。
④给玻璃仪器加热时,先把仪器外壁擦干,然后再加热。
⑤给试管中的药品加热时,先使试管均匀受热,然后对盛放药品的部位固定加热。
(2)左右关系
①用托盘天平称量药品时,药品放在左盘,砝码放在右盘。
②连接实验装置时,应按从左到右(或自下而上)的顺序进行,拆除时顺序相反。
③橡胶塞和橡胶管与玻璃管连接时,左手拿橡胶塞或橡胶管,右手拿玻璃管(玻璃管一端用水润湿);给容器塞橡胶塞时,左手拿容器,右手拿塞子。
(3)上下关系
①给试管中的固体加热时,试管口应略向下倾斜;给试管中的液体加热时,试管口应向上倾斜(与桌面大约成45。
角)。
②用试管夹夹持试管时,应从试管底部向上套,夹在试管的中上部。
③手拿试剂瓶倾斜液体试剂时,应让标签向上对着手心。
(4)正倒关系
①取试剂瓶里的药品时,拿下瓶塞,倒放在桌上。
②用胶头滴管取完液体时,胶头滴管应该正放(保持胶头向上),而不能倒放或平放。
(5)多少关系
①实验时,如果没有说明药品用量,应取最少量,即液体取1~2mL,固体只需盖满试管底部。
②酒精灯内酒精的量不得超过酒精灯答积明了2/3。
③加热时,试管内液体的体积不能超过其容积的1/3,蒸发皿内液体的体积不能超过其容积的2/3。
(6)内外关系
①用洒精灯加热时.应该用外焰加热。
②使用胶头滴管向试管中滴加液体时,滴管应悬空在试管口的止上方,不能伸入试管内。
(7)高低关系
过滤时,滤纸的边缘要低于漏斗边缘,液面要低于滤纸边缘
四:
常见气体的制备与检验
1.实验室制备气体的方法和思路
(1)确定制取气体的化学反应原理,即在实验室条件下(如常温、加热、加催化剂等),选择什么药品、通过什么反应来制取这种气体。
(2)确定制取气体时应采用的实验装置,包括气体发生装置和收集装置。
【注意】实验前要先检查装置的气密性。
2.气体装置的选择
发生装置的选择
(1)选择依据:
气体的发生装置主要考虑两大因素:
反应物状态(固体或固液混合)和反应条件(是否需要加热)。
常见的类型有固液不加热型和固固加热型两种。
(2)常见气体发生装置
①固固加热型(如图)
【注意事项】a.试管口应稍向下倾斜,以防止产生的水蒸气在试管口冷凝后倒流而引起试管破裂。
b.铁夹应夹在距试管口1/3处
c.胶塞上的导管伸入试管里面不能太长,否则会妨碍气体的排出。
d.用排水集气法收集气体时,实验完毕应先撤离导管,然后再熄灭酒精灯。
e.用高锰酸钾粉末制取氧气时,要在试管口塞一团棉花,防止高锰酸粉末被氧气流吹入导管,堵塞导管。
②固液不加热型
A装置安装简单,用于制取少量气体,实验时加入药品不宜过多,防止产生气体过快,使液体溢出试管
B装置便于添加液体,用于平稳反应并制取较多气体,实验时长颈漏斗下端应处于液面以下
,形成液封;
C装置可控制反应速率(通过分液漏斗控制液体滴加速度),用于剧烈反应并制取较多气体;
D装置可控制反应的发生和停止,用于平稳反应并持续时间较长的制取气体,长颈漏斗下端要伸到多孔塑料片下面;固体药品要为块状。
【注意】装置控制反应发生和停止的原理:
当用弹簧夹夹住胶皮管时,产生的气体使试管内的压强增大,液体被压回长颈漏斗中,与固体反应物脱离,反应便会停止。
收集装置的选择
(1)选择依据:
主要考虑气体的物理性质(气体的密度、气体的溶解性)和化学性质(能否与水反应、能否与空气中的成分反应、是否有毒等)。
(2)常见气体的收集装置
【注意】①排水法收集氧气时,当导管口有连续均匀的气泡冒出时再收集,且收集时,导气管只需伸到集气瓶瓶口即可。
②用排空气法收集时,导管一定要伸入集气瓶的底部,以便于排净集气瓶内的空气。
3常见气体的净化和干燥
(1)常用净化和干燥装置:
洗气瓶盛放液体试剂,气体长进短出;干燥管、U形管用于盛放固体干燥剂,使用干燥管一般粗进细出。
【注意】碱石灰是CaO、NaOH的固体混合物。
铁粉也可用作干燥剂,吸收水分和氧气,保持药品的干燥和防止变质。
干燥原则:
干燥剂只能吸收气体中的水分,而不能与气体发生反应。
(2)气体的净化
选用的气体净化试剂只能吸收杂质气体,不能与被净化的气体反应。
气体净化常用的试剂
(3)气体净化的一般顺序:
先除杂,后干燥,加热之前要除去水蒸气。
【特别注意】一定要熟知常见气体的制取、干燥、除杂、装置的连接顺序和性质的检验。
除杂和干燥的先后顺序:
①若用洗气装置除杂,一般除杂在前,干燥在后;②若用加热装置除杂,一般是干燥在前,除杂在后。
洗气瓶和干燥管中气体的进出口顺序:
①用洗气瓶除杂和干燥时,气体应长进短出;②用球形干燥管除杂和干燥时,气体应大进(即大管口进气)小出(即小管口出气),以利于气体充分干燥。
检验多种气体的先后顺序:
有多种气体需要检验时,应尽量避免前步检验对后步检验的干扰。
4多功能瓶的使用
多功能瓶(如图)在实验中可用于收集气体、作洗气瓶、测量气体体积等多种用途,不同用途下瓶内所盛装物质、气体通入方向不同,
几种常见的情况如下:
(1)用于气体收集
用多功能瓶收集气体,既可收集密度比空气大的气体,又可收集密度比空气小的气体,只不过气体通入的方向不同而已。
(2)用于气体除杂
利用瓶内液体除去混合气体中的杂质,气体只是经过洗气瓶。
混合气体应从a管通入,经洗涤净化后,剩余气体从b管排出(如图)。
(3)用于测量气体体积
收集的气体必须不易溶于水或难溶于水,而且不与水反应。
收集时,集气瓶中要先盛满水,然后将要收集的气体从短端(a端)通入,水就会从长端(b端)排出,当水全部排出时,就收集了一瓶气体。
若在长端(b端)连接一个量筒,可通过量筒测出排出水的体积,进而知道集气瓶所收集的气体的体积。
5氧气、二氧化碳和氢气的实验室制取
例题:
1.如图所示为实验室常采用的制取气体的装置
(1)用B装置制取氧气时,需将试管管口稍向下倾斜,否则试管有可能炸裂,为什么?
若试管口向上,试管口形成的水珠会倒流至试管底部,热的试管底遇冷会炸裂。
(2)实验室通常用C装置制取CO2,写出有关反应的化学方程式。
采用C装置制取气体时,反应物的状态和反应条件需满足什么要求?
CaCO3+2HCl===CaCl2+H2O+CO2↑ 固体与液体反应,且不需要加热。
(3)实验室用氯化钠固体和浓硫酸在加热条件下反应制取氯化氢气体时,应选用A、B、C装置中的哪一装置?
选择A装置来制取氯化氢气体。
(4)写出可采用D装置(气体由d口进入)收集的一种气体,并采用简单的方法来验证该气体。
CO2(或O2等)。
向集气瓶中加入澄清石灰水,石灰水变浑浊,即可验证(或将带火星的木条伸入集气瓶中,木条复燃,即可验证)。
2.如图是初中化学实验室常见气体的制取装置:
(1)若实验室需制取干燥的CO2气体,你选择的干燥装置是____A____(写装置编号,下同),
写出实验室制取二氧化碳的化学反应方程式。
(2)若实验室制取的X气体只适用B装置进行收集,请推测X气体一条可能的性质。
密度比空气小(或能溶于水,或能与水反应)。
(3)D装置在装药品之前需检查气密性,在不与其他装置连接时,请说明检验方法。
关闭弹簧夹,向长颈漏斗中加水,使长颈漏斗中的液面高于锥形瓶内液面,如果液面差能保持稳定,说明装置气密性良好,否则装置漏气。
3.如图是实验室制取气体的常用装置。
(1)写出一个用A装置或B装置制取气体的化学方程式。
(2)加热氯化铵和熟石灰的固体混合物可制取氨气(NH3)。
①制取氨气应选用的一套装置为__A,D______(填字母代号)。
②氨气极易溶于水,氨水显碱性。
则如图实验可观察到什么现象?
试管内液面上升,试管中溶液变成红色。
③氨气与酸反应生成铵盐。
将蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近集满氨气的瓶口时,有大量白烟产生,改用浓硫酸时却无此现象。
请解释白烟产生的原因。
浓盐酸挥发出的氯化氢与氨气反应,在空气中生成了白色固体颗粒。
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