高中化学实验:这些知识点你get了吗?
高中化学实验:这些知识点你get了吗?
在高中的化学实验课上,掌握关键知识点是成功完成实验的基础。从加热与冷却操作到溶液配制,再到滴定操作,每一个步骤都至关重要。例如,在加热过程中,酒精灯适合小型容器,而水浴则适用于需要均匀温和加热的情况;溶液配制时要精确量取溶质和溶剂,避免误差影响实验结果;而在滴定操作中,准确控制速率和判断终点更是必不可少。此外,观察颜色变化、气体生成和沉淀现象也是理解化学反应的重要途径。通过反复练习和细致观察,可以有效提升实验技能和准确性。这些知识点你都掌握了么?快来一起复习吧!
化学实验基本操作
药品取用
- 固体药品:粉末状或小颗粒状药品用药匙取用;块状药品用镊子取用。
- 液体药品:少量液体用胶头滴管吸取;一定量液体用量筒量取;较多量液体可直接倾倒。
加热
- 适用容器:给液体加热时,可使用试管、烧杯、烧瓶、蒸发皿;给固体加热时,可使用试管或坩埚。
- 注意事项:容器外壁不能有水,底部不能与灯芯接触。烧得很热的容器,不能立即用冷水冲洗或直接放在冷桌上以防止骤冷炸裂。
收集气体
根据被收集气体的性质的不同,可选用不同的收集方法,主要有向上排空气法、向下排空气法、排水法。
安全措施
三禁:
- 任何化学药品都禁止手触、鼻闻、口尝。
- 禁止用一盏酒精灯点燃另一盏酒精灯。
- 用试管加热液体时禁止试管口对着自己或旁人。
七防:
- 防爆炸:点燃可燃气体(如 H2、CO、CH4、C2H2、C2H4 等)或用 CO、H2 还原 Fe2O3、CuO 之前,要检验气体的纯度。
- 防暴沸:稀释浓硫酸或将浓硫酸与酒精溶液混合时,要将密度大的浓硫酸缓慢倒入水或酒精中;加热液态混合物时要加碎瓷片或沸石。
- 防失火:实验室中的可燃性物质一定要远离火源。
- 防中毒(污染):制取有毒气体(如 Cl2、CO、SO2、H2S、NO2、NO 等)时,应在通风橱中并进行尾气的处理。
- 防倒吸:加热法制取并用排水法收集气体或吸收溶解度较大的气体时,要注意熄灯顺序或加装安全瓶。
- 防烫伤。取热的蒸发皿及坩埚要用坩埚钳而不是用手。
- 防仪器炸裂。①试管在加热时要先均匀受热然后固定某部位加热。②用试管加热固体时管口要略向下倾斜。③集气瓶中的燃烧反应有固体生成时加少量水或铺细砂。④禁止将热的仪器放入冷水中冲洗。
溶液配制
溶液的配制是初中化学中常考的实验内容,今天与大家分享溶液配制的五个步骤。
工具/原料
溶液的配制
方法/步骤
第一步:计算。首先大家要知道溶液是一种混合物,它是由溶质和溶剂组成的,因此要想准确地配制好溶液,第一步就是要根据所需配制溶液的浓度,计算出溶质的质量来。
第二步:称量。就是要按照第一步计算出来的结果,用托盘天平(又称为台秤)准确地称量出溶质的质量。
第三步:溶解。将固体溶质溶解在液体溶剂中的过程,称为溶解。在溶解的过程中需要用到烧杯和玻璃棒。
第四步:转移。将烧杯中的溶液转移至容量瓶中的过程,称为转移。在转移步骤中需要用到容量瓶、烧杯和玻璃棒。
第五步:洗涤加定容。在洗涤时,加入的溶剂的体积,一定要小于容量瓶的体积。而在定容时,就是要让溶液的体积与容量瓶上的标线相切,这样我们就准确的配制出所需浓度的溶液。
滴定实验
酸碱中和滴定
实验原理:利用酸碱中和反应,用已知浓度的酸(碱)来测定未知浓度的碱(或酸)的实验方法。以标准盐酸滴定待测的氢氧化钠溶液,待测的氢氧化钠溶液的物质的量浓度为:
实验用品:蒸馏水、0.1000mol/L盐酸溶液、0.1000mol/L NaOH溶液、酚酞指示剂、甲基橙指示剂;pH计、锥形瓶、烧杯、酸式和碱式滴定管、滴定管夹、铁架台。
实验步骤:
- 滴定前的准备工作:
- 滴定管:查漏→水洗→润洗→装液→赶气泡→调液面→记录初始读数;
- 锥形瓶:水洗→装液→滴加指示剂。
- 滴定:
- 左手控制滴定管,右手不停摇动锥形瓶,眼睛注视锥形瓶内溶液颜色的变化。酸碱中和滴定开始时和达到滴定终点之后,测试和记录pH的间隔可稍大些,如每加入5~10 mL酸(或碱),测试和记录一次;滴定终点附近,测试和记录pH的间隔要小,每滴加一滴测一次。
- 数据处理:
- 滴定前的准备工作:
注意事项:
- 必须说明是滴入“最后一滴”溶液。
- 必须说明滴入“最后一滴”溶液后溶液“颜色的变化”。
- 必须说明溶液颜色变化后“半分钟内不恢复原来的颜色”。
- 读数时,要平视滴定管中凹液面的最低点读取溶液的体积。
实验现象观察
化学反应现象是化学反应本质的外在表现,初中生不但要做好化学实验,而且还应该能用客观、准确的语言把实验现象描述出来。笔者结合教学实践,概括和梳理出中学生在描述实验现象时应该注意四个问题。
忌以偏概全,要面面俱到
初中生刚接触化学,感到新、奇、特,在观察化学实验现象时,往往只看热闹,不看门道;只观察到声、光、热、响等明显现象,而忽略细微变化的情况。如镁条的燃烧,只看到“发出耀眼的白光”,而没有看到石棉网上有白色固体生成。又如钟罩内红磷的燃烧,只看到“冒白烟、发出白光”,而没有看到钟罩内水面上升的现象……。细心观察每一个化学实验,再用准确、恰当的语言描述出来,不是一朝一夕的事情,需要教师精心培养学生良好的实验观察习惯,养成清晰、流畅的口头表达能力。正如门捷列夫所说:“观察是第一步,没有观察,就没有接踵而来的前进”。
忌实验现象描述口语化,要用术语
许多同学在描述实验现象时,往往用词不当,使人啼笑皆非。如“点燃酒精灯”说成“酒精灯烧了”:“碳酸钙与盐酸反应”描述成“碳酸钙化了,有泡放出”:“二氧化碳与澄清石灰水反应”描述成“石灰水变白了”等等。这些不规范的语言描述,都需要教师根据学生的实际情况,循序渐进地讲解实验的基本操作,讲清一些容易混淆的概念和原理。如加热与点燃;烟与雾;溶解与熔化;组成与构成;吸水与脱水;酸碱性与酸碱度等。另外,教师要身体力行,作好实验操作示范,语言讲解规范,用语贴切。要向语文老师学文采,向数学老师学逻辑,向政治老师学哲理。榜样的力量是无穷的,正如乌申斯基所说“教育者的人格是教育事业的一切”。
忌本末倒置,要有先有后三、忌本末倒置,要有先有后
不少同学在描述酸碱与指示剂作用时,往往顺序颠倒,说成“紫色石蕊使盐酸变红”、“澄清石灰水使二氧化碳变浑浊”等。究其原因,没有掌握化学反应的本质,需要教师加强元素及其化合物的规律教学。在一些实验操作过程中,操作顺序与实验成功起着关键性的作用。如氢气还原氧化铜,“通、点、熄、停”四步,前者颠倒要爆炸,后者颠倒要氧化。因此,在做每一个实验时,要弄清化学反应的反应原理、装置原理、操作原理。不按规矩,不成方圆。只有这样,实验现象的描述才具有科学性。
忌人云亦云,要实事求是
在用过氧化氢制取氧气的实验时,有位同学由于没有加入催化剂二氧化锰,导致没有氧气放出,但在填写实验报告时,没有分析失败的原因,而是抄袭他人的实验成果。这种不良的实验风气在中学生身上经常出现。如何在实验教学中培养学生实事求是的科学态度,客观、准确的描述实验现象,纠正弄虚作假的不良习气,是化学教师一个重要的职责。千教万教,教人求真;千学万学,学做真人。正如戴安邦所说“科学教学不单只传知识,而要进行全面的教学,包括人的科学思想和品德的培养”。
实验安全注意事项
使用化学药品的安全防护
防毒:
- 实验前,应了解所用药品的毒性及防护措施。
- 操作有毒气体(如H2S、Cl2、Br2、NO2、浓HCl和HF等)应在通风橱内进行。
- 苯、四氯化碳、乙醚、硝基苯等的蒸气会引起中毒。它们虽有特殊气味,但久嗅会使人嗅觉减弱,所以应在通风良好的情况下使用。
- 有些药品(如苯、有机溶剂、汞等)能透过皮肤进入人体,应避免与皮肤接触。
- 氰化物、高汞盐(HgCl2、Hg(NO3)2等)、可溶性钡盐(BaCl2)、重金属盐(如镉、铅盐)、三氧化二砷等剧毒药品,应妥善保管,使用时要特别小心。
- 禁止在实验室内喝水、吃东西。饮食用具不要带进实验室,以防毒物污染,离开实验室及饭前要冼净双手
- 必要时佩戴防毒面具
防爆:
- 可燃气体与空气混合,当两者比例达到爆炸极限时,受到热源(如电火花)的诱发,就会引起爆炸。
- 使用可燃性气体时,要防止气体逸出,室内通风要良好。
- 操作大量可燃性气体时,严禁同时使用明火,还要防止发生电火花及其它撞击火花。
- 有些药品如叠氮铝、乙炔银、乙炔铜、高氯酸盐、过氧化物等受震和受热都易引起爆炸,使用要特别小心。
- 严禁将强氧化剂和强还原剂放在一起。
- 久藏的乙醚使用前应除去其中可能产生的过氧化物。
- 进行容易引起爆炸的实验,应有防爆措施。
防火:
- 许多有机溶剂如乙醚、丙酮、乙醇、苯等非常容易燃烧,大量使用时室内不能有明火、电火花或静电放电。实验室内不可存放过多这类药品,用后还要及时回收处理,不可倒入下水道,以免聚集引起火灾。
- 有些物质如磷、金属钠、钾、电石及金属氢化物等,在空气中易氧化自燃。还有一些金属如铁、锌、铝等粉末,比表面大也易在空气中氧化自燃。这些物质要隔绝空气保存,使用时要特别小心。 实验室如果着火不要惊慌,应根据情况进行灭火,常用的灭火剂有:水、沙、二氧化碳灭火器、四氯化碳灭火器、泡沫灭火器和干粉灭火器等。
- 可根据起火的原因选择使用,以下几种情况不能用水灭火:
- 金属钠、钾、镁、铝粉、电石、过氧化钠着火,应用干沙灭火。
- 比水轻的易燃液体,如汽油、笨、丙酮等着火,可用泡沫灭火器。
- 有灼烧的金属或熔融物的地方着火时,应用干沙或干粉灭火器。
- 电器设备或带电系统着火,可用二氧化碳灭火器或四氯化碳灭火器。
防灼伤:
- 强酸、强碱、强氧化剂、溴、磷、钠、钾、苯酚、冰醋酸等都会腐蚀皮肤,特别要防止溅入眼内。液氧、液氮等低温也会严重灼伤皮肤,使用时要小心。万一灼伤应及时治疗。
高压钢瓶的使用及注意事项
气体钢瓶的使用:
- 在钢瓶上装上配套的减压阀。检查减压阀是否关紧,方法是逆时针旋转调压手柄至螺杆松动为止。
- 打开钢瓶总阀门,此时高压表显示出瓶内贮气总压力。
- 慢慢地顺时针转动调压手柄,至低压表显示出实验所需压力为止。
- 停止使用时,先关闭总阀门,待减压阀中余气逸尽后,再关闭减压阀。
注意事项:
- 钢瓶应存放在阴凉、干燥、远离热源的地方。可燃性气瓶应与氧气瓶分开存放。
- 搬运钢瓶要小心轻放,钢瓶帽要旋上。
- 使用时应装减压阀和压力表。可燃性气瓶(如H2、C2H2)气门螺丝为反丝;不燃性或助燃性气瓶(如N2、O2)为正丝。各种压力表一般不可混用。
- 不要让油或易燃有机物沾染气瓶上(特别是气瓶出口和压力表上)。
- 开启总阀门时,不要将头或身体正对总阀门,防止万一阀门或压力表冲出伤人。
- 不可把气瓶内气体用光,以防重新充气时发生危险。
- 使用中的气瓶每三年应检查一次,装腐蚀性气体的钢瓶每两年检查一次,不合格的气瓶不可继续使用。
- 氢气瓶应放在远离实验室的专用小屋内,用紫铜管引入实验室,并安装防止回火的装置。
安全用电常识
防止触电:
- 不用潮湿的手接触电器。
- 电源裸露部分应有绝缘装置(例如电线接头处应裹上绝缘胶布)。
- 所有电器的金属外壳都应保护接地。
- 实验时,应先连接好电路后才接通电源。实验结束时,先切断电源再拆线路。
- 修理或安装电器时,应先切断电源。
- 不能用试电笔去试高压电。使用高压电源应有专门的防护措施。
- 如有人触电,应迅速切断电源,然后进行抢救。
防止引起火灾:
- 使用的保险丝要与实验室允许的用电量相符。
- 电线的安全通电量应大于用电功率。
- 室内若有氢气、煤气等易燃易爆气体,应避免产生电火花。继电器工作和开关电闸时,易产生电火花,要特别小心。电器接触点(如电插头)接触不良时,应及时修理或更换。
- 如遇电线起火,立即切断电源,用沙或二氧化碳、四氯化碳灭火器灭火,禁止用水或泡沫灭火器等导电液体灭火。
防止短路
- 线路中各接点应牢固,电路元件两端接头不要互相结触,以防短路。
- 电线、电器不要被水淋湿或浸在导电液体中,例如实验室加热用的灯泡接口不要浸在水中。
电器仪表的安全使用
- 在使用前,先了解电器仪表要求使用的电源是交流电还是直流电;是三相电还是单相电以及电压的大小(380V、220V、110V或6V)。须弄清电器功率是否符合要求及直流