化学必修一 化学实验基本方法.docx
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化学必修一化学实验基本方法
第一节化学实验基本方法
第1课时化学实验安全
[学习目标定位]1.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。
2.掌握正确的实验操作方法,养成良好的实验习惯。
一实验室安全守则
化学药品中,有很多是易燃、易爆、易腐蚀性和有毒性的。
在实验前应充分了解实验中的安全注意事项,并严格遵守操作规程,才能避免事故的发生。
实验室的安全守则如下:
1.实验前要认真预习实验内容,熟悉每个实验步骤中的安全操作规定和注意事项。
2.不要用湿手、湿物接触电源,水、电、气使用完毕立即关闭。
3.取用药品要选用药匙等专用器具,不能用手直接拿取,防止药品接触皮肤造成伤害。
4.具有易挥发和易燃物质的实验,应在远离火源的地方进行。
5.有毒试剂(如氰化物、汞盐、钡盐、铅盐、重铬酸钾、砷的化合物等)不得进入口内或接触伤口。
剩余的废液应倒在废液缸内。
6.若使用带汞的仪器被损坏,汞液溢出仪器外时,应立即报告指导老师,指导处理。
7.浓酸、浓碱具有强腐蚀性,应避免溅落在皮肤、衣服、书本上,更应防止溅入眼睛内。
8.未经许可,绝不允许将试剂或药品随意研磨或混合,以免发生爆炸、灼伤等意外事故。
9.充分熟悉安全用具如灭火器材、砂箱以及急救药箱的放置地点和使用方法,并妥善爱护。
安全用具和急救药品不准移作它用。
10.实验室所有药品不得携出室外,用剩的有毒药品应交还给老师。
二化学药品的使用安全
1.药品的取用
(1)药品取用的几个原则
①三不:
不能用手直接取用或接触药品;不要把鼻孔凑到容器口去闻药品(特别是气体)的气味;不能尝药品的味道。
②少量:
如果没有说明用量,液体一般取1~2mL,固体盖住试管底部即可。
③防污染:
实验后剩余的药品(Na、K除外)既不要放回原瓶,也不要随意丢弃,更不要拿出实验室,要放入实验室指定的容器内。
(2)常用药品的取用方法
①固体药品的取用:
粉末状或小颗粒状药品用药匙取用;块状药品:
用镊子取用。
②液体药品的取用:
少量液体用胶头滴管吸取;一定量液体用量筒量取;大量液体可直接倾倒。
2.意外事故的紧急处理
意外事故
处理方法
酒精着火
迅速用湿布或沙子盖灭
浓硫酸沾到皮肤上
少量硫酸沾到皮肤上,立即用大量水冲洗,较多的浓硫酸沾到皮肤上,先用布拭去,再用大量水冲洗,然后涂上适量3%~5%的NaHCO3溶液
浓碱沾到皮肤上
立即用大量水冲洗后,涂上适量稀的硼酸溶液
浓酸洒到桌子上
应用NaHCO3溶液中和后,再用水冲洗
浓碱洒到桌子上
应用稀醋酸中和后,再用水冲洗
酸或碱溅到眼中
立即用水冲洗,边洗边眨眼睛
3.常用危险化学品的识别与存放
危险化学品常分为不同的类别,具有不同的图形标志,如:
观察上述图标,回答下列问题:
(1)装运浓硫酸的箱子应贴的图标是A;盛有大量酒精的容器封装后应贴的图标是D。
(2)贴有图标B、D的化学试剂应密封保存,放置在远离火源和电源的地方。
归纳总结
1.常用危险化学品的分类及图形标志
常用危险化学品按其主要危险特征分为八类,具有不同的图形标志:
要熟悉化学药品与危险化学品的标志之间的关系,尤其是易燃、易爆、有毒化学品的标志。
2.常用危险化学品存放应注意的问题
易燃易爆、有毒、有腐蚀性的药品要密封存放在冷暗处;易燃、易爆药品还应远离火源和电源放置;剧毒药品要单独专柜保存。
三化学实验中的安全操作
1.物质的加热
(1)实验室中常用酒精灯进行加热,从安全的角度分析使用酒精灯时,应注意以下问题:
①绝对禁止向燃着的酒精灯里添加酒精,以免引起火灾。
②绝对禁止用燃着的酒精灯点燃另一只酒精灯。
③用完酒精灯,必须用灯帽盖灭,不可用嘴吹灭。
④不要碰倒酒精灯,万一洒出的酒精在桌面上燃烧起来,应迅速用湿抹布盖灭。
(2)选择合适的仪器和加热方法
①能直接加热的仪器有试管、坩埚、蒸发皿、燃烧匙等。
②需垫石棉网加热的仪器有烧杯、烧瓶、锥形瓶等。
③给液体加热时,可使用试管、烧杯、烧瓶、蒸发皿等。
④给固体加热时,可使用试管或坩埚。
(3)加热时特别注意的事项
①加热时,容器外壁不能有水,底部不能与酒精灯的灯芯接触。
②加热液体的试管不准对着自己或他人。
③加热过程中的实验仪器不能直接放在实验台上,应放在石棉网上。
2.中学化学中的仪器组装,多用铁架台、导管、橡胶管等。
其组装顺序一般是从下到上,自左到右。
3.收集气体的方法有向上排空气法、向下排空气法、排水法。
4.请完成下列各实验操作。
(1)点燃可燃性气体(如H2、CO、CH4等)之前,要检验气体的纯度。
(2)用H2、CO还原Fe2O3、CuO时,应先通入H2或CO,再加热。
(3)实验室制取CO、Cl2等有毒气体时,要在通风橱中进行,要有尾气处理装置。
(4)加热法制取气体且用排水法收集时,实验结束时的操作为先将导气管从水中取出,再熄灭酒精灯。
(5)稀释浓H2SO4时,将浓H2SO4沿器壁缓缓加入水中,边加边搅拌,然后冷却。
归纳总结
实验操作时,为防止事故发生,要注意“六防”
“口诀法”记忆实验安全操作
化学实验很重要,安全操作要确保;
药品不能用手摸,尤其不能尝味道;
若闻物质什么味,轻轻扇动把手摇;
药品用量按规定,实验方便效果好;
钠钾用量绿豆大,量多入水会引爆;
用剩药品不乱扔,乱丢白磷会燃烧。
加热试管有讲究,外壁无水并干燥;
开始移灯做预热,试管放置有倾角;
加热固体制气体,管口下斜防水倒;
排水取气结束后,取管熄灯不颠倒;
第2课时过滤、蒸发及SO2-4的检验
[学习目标定位]1.通过粗盐的提纯学会过滤、蒸发等实验基本操作。
2.知道除杂的一般原则。
3.学会SO2-4检验的方法和顺序。
一过滤和蒸发
1.过滤——是分离固体和液体混合物最常用的方法之一,主要除去液体中的不溶性固体。
(1)主要仪器:
漏斗、烧杯、玻璃棒、铁架台、滤纸等。
(2)在进行过滤操作时应注意的问题:
①一贴:
滤纸紧贴漏斗内壁;
②二低:
滤纸边缘略低于漏斗边缘;液体的液面略低于滤纸的边缘;
③三靠:
向漏斗中倾倒液体时,烧杯的尖嘴应靠到玻璃棒上;玻璃棒的底端应轻靠到漏斗三层滤纸一侧;漏斗颈的末端应靠到烧杯的内壁上。
2.蒸发——是指给液体加热,使液体受热汽化,从溶液中分离出固体物质的方法。
蒸发可得晶体,蒸发也用于浓缩溶液。
(1)主要仪器:
蒸发皿、铁架台、酒精灯、玻璃棒。
(2)在进行蒸发操作时应注意的问题:
①在加热蒸发过程中,应用玻璃棒不断搅拌,防止由于局部过热造成液滴飞溅;
②加热到蒸发皿中剩余少量液体时(出现较多晶体时)应停止加热,用余热蒸干;
③热的蒸发皿应用坩埚钳取下,不能直接放在实验台上,以免烫坏实验台或引起蒸发皿破裂。
如果一定要立即放在实验台上,则要放在石棉网上。
二粗盐的提纯
1.不溶性杂质除去
粗盐提纯实验操作步骤如图所示:
(1)上述各步实验操作的名称依次为;;。
(2)上述各步实验操作中均使用了玻璃棒,其作用分别是;;。
(3)用上述方法提纯后的食盐中还含有的杂质是
。
答案
(1)溶解过滤蒸发
(2)搅拌,加速溶解引流搅拌,防止液滴飞溅(3)可溶性的CaCl2、MgCl2及一些硫酸盐等
2.可溶性杂质的除去
若要除去粗盐中的下列杂质,则应加入什么试剂?
把试剂的化学式及发生反应的化学方程式填入下表。
杂质
加入的试剂
化学方程式
Na2SO4
MgCl2
CaCl2
答案
杂质
加入的试剂
化学方程式
Na2SO4
BaCl2
Na2SO4+BaCl2===BaSO4↓+2NaCl
MgCl2
NaOH
MgCl2+2NaOH===Mg(OH)2↓+2NaCl
CaCl2
Na2CO3
CaCl2+Na2CO3===CaCO3↓+2NaCl
归纳总结
1.除去粗盐中可溶性杂质的原理
2.加试剂的先后顺序
为使杂质离子完全除去,要加入过量的试剂。
后续试剂要能够将前面所加过量的试剂除去,由此可知Na2CO3溶液要在BaCl2溶液之后加入,通常加入试剂的几种顺序为
(1)BaCl2溶液→NaOH溶液→Na2CO3溶液→盐酸;
(2)NaOH溶液→BaCl2溶液→Na2CO3溶液→盐酸;
(3)BaCl2溶液→Na2CO3溶液→NaOH溶液→盐酸。
3.沉淀的洗涤
(1)洗涤沉淀的原因:
过滤完毕,过滤器的固体表面总是残留部分母液。
(2)洗涤沉淀的方法:
沿玻璃棒向过滤器中注入少量蒸馏水,使水刚好浸没沉淀,让水流下,直到固体表面洗涤干净为止(洗涤2~3次)。
(3)沉淀是否洗涤干净,检验方法是:
取最后一次洗涤液,加入相关试剂后观察现象。
(4)若滤液浑浊,应继续过滤,直到滤液澄清为止。
三SO2-4的检验
1.粗食盐中SO2-4的检验
(1)实验步骤:
取少量粗食盐于小烧杯中,加适量水溶解,过滤取滤液少许于试管中,滴加几滴盐酸酸化,再加几滴BaCl2溶液。
(2)实验现象:
加盐酸无明显变化,加BaCl2溶液产生白色沉淀。
反应方程式:
Na2SO4+BaCl2===BaSO4↓+2NaCl。
(3)实验结论:
粗盐中含有SO2-4。
2.问题讨论
某同学设计了如下实验检验某试液中是否含有SO2-4:
试液――→加BaCl2白色沉淀――→稀盐酸白色沉淀不溶解。
结论:
试液中有SO2-4。
(1)该方案是否严密?
不严密。
(2)请说明理由:
如果该溶液中含有Ag+而不含SO2-4,溶液中的Ag+与Cl-反应生成的AgCl也是不溶于酸的白色沉淀。
归纳总结
SO2-4的检验方法
(1)向未知液中加入适量的盐酸(排除Ag+、CO2-3、SO2-3的干扰);
(2)若出现沉淀,则应过滤,保留滤液,滤出沉淀;
(3)向滤液中或未出现白色沉淀的溶液中加入BaCl2溶液,观察是否有白色沉淀生成,若产生白色沉淀,则可证明未知液含SO2-4。
5.某溶液中含有Na2CO3和Na2SO4两种溶质,欲证明其中SO2-4、CO2-3确实存在,选用的方案是先取少量的原溶液滴加过量的,发现有气泡生成,再向其中加入溶液,出现白色沉淀,则可证明SO2-4、CO2-3确实存在。
答案稀盐酸(或稀硝酸)BaCl2[或Ba(NO3)2、Ba(OH)2]
解析熟悉CO2-3、SO2-4检验所用的试剂和先后顺序。
常用含有H+的酸来检验CO2-3,常用含有Ba2+的可溶性钡盐检验SO2-4。
因CO2-3可与Ba2+生成BaCO3沉淀,干扰SO2-4的检验,故在检验SO2-4之前应先检验CO2-3,并将其除去。
第3课时蒸馏、萃取和分液
[学习目标定位]1.通过制取蒸馏水,学会蒸馏的原理和基本操作。
2.初步学会Cl-的检验方法。
3.通过从碘水中提取碘的实验,学会萃取和分液的原理和基本操作。
一蒸馏
1.蒸馏
(1)蒸馏实验原理
蒸馏是指把液体加热汽化,蒸气重新冷凝成液体的过程。
根据混合物各组分的沸点不同,利用蒸馏可以除去易挥发、难挥发或不挥发的杂质。
(2)实验仪器装置
指出图中序号所示各仪器的名称
蒸馏实验中所用的主要仪器的作用:
蒸馏烧瓶——可以用于加热的反应容器,在加热时要垫石棉网;
冷凝管——用于冷凝蒸气使之成为液体;
牛角管又叫承接器——将蒸馏出的液体转移至锥形瓶中;
锥形瓶——用来接收冷凝出的液体。
(3)实验注意事项
①蒸馏装置的连接应按由下到上、由左到右的顺序。
②气密性检查
连接好装置,在冷凝管的出口处接一橡胶管,并将橡胶管插入水中,将烧瓶微热,水中有气泡产生,冷却到室温,橡胶管中有一段稳定的水柱,则气密性良好。
③用水作冷却介质,将蒸气冷凝为液体。
冷凝水的流向要从低处流向高处,即下口进水,上口出水。
④加入碎瓷片(或沸石)是为了防止蒸馏烧瓶内液体暴沸。
2.制取蒸馏水的实验操作
(1)检验Cl-
在试管中加入少量自来水,滴入几滴稀HNO3和几滴AgNO3溶液,试管中产生白色沉淀。
说明自来水中含有Cl-。
(2)蒸馏
在100mL烧瓶中加入约13体积的自来水,再加入几粒沸石,按上图连接好装置,向冷凝管中通入冷水,加热烧瓶,弃去开始馏出的部分液体后,收集蒸馏水。
(3)再次检验Cl-
取少量收集到的液体加入试管中,然后滴入几滴稀HNO3和几滴AgNO3溶液,试管内无沉淀。
说明制得的蒸馏水不含Cl-。
归纳总结
1.蒸馏实验装置的改进
当用蒸馏的方法分别获取几种沸点不同的液体时,应该用温度计控制收集沸点不同的馏分,装置改进如下:
说明
(1)温度计的液泡(水银温度计的液泡又称水银球)不能浸入液体中,应放于蒸馏烧瓶支管口附近(精确地说,温度计的液泡上缘要恰好与蒸馏烧瓶支管口的下缘在同一水平线上)。
(2)制取蒸馏水时可以不使用温度计,因为水的沸点是100℃,加热至沸腾即可,可以不通过温度计控制。
2.Cl-的检验方法
(1)试剂:
稀硝酸、硝酸银溶液。
(2)现象:
产生不溶于稀硝酸的白色沉淀。
(3)以氯化钠为例,写出反应的化学方程式:
NaCl+AgNO3===AgCl↓+NaNO3。
1.下列离子的检验方法正确的是()
A.某溶液――→加硝酸银溶液产生白色沉淀,说明原溶液中有Cl-
B.某溶液――→加氯化钡溶液产生白色沉淀,说明原溶液中有SO2-4
C.某溶液――→加氢氧化钠溶液产生蓝色沉淀,说明原溶液中有Cu2+
D.某溶液――→加稀硫酸生成无色无味气体,说明原溶液中有CO2-3
答案C
解析本题考查了典型离子的检验。
――→AgNO3白色沉淀――→稀HNO3白色沉淀不溶解;
2-4――→过量盐酸无明显现象――→BaCl2白色沉淀;
――→NaOH蓝色沉淀;
2-3――→CaCl2白色沉淀――→盐酸白色沉淀溶解且产生气体通入变浑浊。
A项CO2-3干扰,B项Ag+干扰,D项HCO-3干扰,选C。
理解感悟
(1)AgCl和Ag2CO3都是难溶于水的白色沉淀,但AgCl不溶于稀HNO3,而Ag2CO3溶于稀HNO3。
(2)加入BaCl2溶液后产生的白色沉淀可为BaSO4,也可为AgCl,且二者均不溶于稀HNO3,但当先加入盐酸后无明显现象,则一定无Ag+,再加入BaCl2产生白色沉淀,则原溶液中一定有SO2-4。
2.工业酒精是含水约4%的液态乙醇,向工业酒精中加入生石灰,会发生如下化学反应且生成物不溶于乙醇:
CaO+H2O===Ca(OH)2。
要在实验室中将工业酒精转化为无水酒精。
请回答下列问题:
(1)加入过量的生石灰后,可采取的分离操作是。
(2)在你选择需要加热的实验方法中,需要的玻璃仪器除酒精灯外,还有。
(3)在该方法的实验步骤里,紧挨加热之前的操作是,并且对此要注意的问题是。
答案
(1)蒸馏(或过滤)
(2)蒸馏烧瓶、冷凝管、牛角管、锥形瓶
(3)接通冷凝管中的水水从下口进,上口出
解析生石灰为固体,酒精是液体,可用过滤,最好用蒸馏。
二萃取和分液
1.原理
(1)萃取
利用物质在互不相溶的溶剂里溶解度的不同,用一种溶剂把物质从它与另一种溶剂所组成的溶液里提取出来的方法。
加入的溶剂称为萃取剂。
(2)分液
把萃取后两种互不相溶的液体分开的操作。
2.实例——用CCl4萃取碘水中的碘
归纳总结
1.分液漏斗的使用和检漏方法
分液漏斗使用前必须检查是否漏液,若漏液可在活塞上涂少量凡士林。
检漏方法:
在分液漏斗中注入少量的水,塞上瓶塞,倒置看是否漏水,若不漏水,放正后把瓶塞旋转180°,再倒置看是否漏水。
2.萃取剂必须具备的三点性质
(1)萃取剂和原溶剂互不相溶;
(2)萃取剂和溶质不发生反应;
(3)溶质在萃取剂中的溶解度远大于它在原溶剂中的溶解度。
3.分液操作的注意事项
(1)振荡时,要不时旋开活塞放气,以防止分液漏斗内压强过大造成危险。
(2)分液时,分液漏斗下端要紧靠烧杯内壁,以防液滴飞溅。
(3)旋开活塞,用烧杯接收下层液体时,要注意待下层液体恰好流出时及时关闭分液漏斗的活塞,注意不能让上层液体流出,上层液体应从上口倒出。
3.某化学课外小组以海带为原料制取了少量的碘水。
现用四氯化碳从碘水中萃取碘并用分液漏斗分离两种溶液。
其实验操作可分解为如下几步:
A.把盛有溶液的分液漏斗放在铁架台的铁圈中;
B.把50mL碘水和15mL四氯化碳加入分液漏斗中,并盖好玻璃塞;
C.检验分液漏斗活塞上的玻璃塞是否漏液;
D.倒转漏斗用力振荡,并不时旋开活塞放气,最后关闭活塞,把分液漏斗放正;
E.旋开活塞,用烧杯接收溶液;
F.从分液漏斗的上口倒出上层水溶液;
G.将漏斗上口的玻璃塞打开或使塞上的凹槽或小孔对准漏斗口上的小孔;
H.静置,分层。
就此实验,完成下列填空:
(1)正确操作步骤的顺序是(用上述各操作的编号字母填写)
→→→A→G→→E→F。
(2)上述E步骤的操作中应注意;上述G步骤操作的目的是。
(3)能选用四氯化碳从碘水中萃取碘的原因是
。
(4)已知碘在酒精中的溶解度比在水中大得多,能不能用酒精来萃取碘水中的碘:
(填“能”或“不能”),其理由是
。
答案
(1)CBDH
(2)使漏斗颈末端紧靠烧杯内壁;及时关闭活塞,不要让上层液体流出使漏斗内外空气相通,以保证进行E操作时,漏斗内的液体能顺利流出
(3)四氯化碳与水不互溶,并且碘在四氯化碳中溶解度比在水中大得多,碘与CCl4不反应
(4)不能酒精和水可以互溶,碘溶于酒精中所形成的酒精溶液与水无法分液
1.蒸馏操作可简记为
隔网加热冷管倾,上缘下缘两相平。
需加碎瓷防暴沸,热气冷水逆向行。
2.萃取操作可简记为
萃取原液互不溶,质溶程度不相同。
充分振荡再静置,下放上倒切分明。
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