高中常用化学仪器及使用方法、化学实验基本操作.doc

温向前培优课讲义化学实验教学目的: 分析研究高考化学试题的解题方法和技巧。教学方法: 通过举例分析，研究归纳高考化学实验试题的解题方法。教学重难点： 重点以化学实验试题为例，进行分析，提醒学生注意化学试验中的有关细节。化学实验是学习化学的基础，实验试题是高考试题的一个重要组成部分，重视实验细节，是回答好实验试题的重要一环。 化学实验试题是高考的必考题，考生在解答时，首先要有扎实的化学基础知识和良好的心理素质，其次要有正确的解题方法。利用分析试题要求，所用化学原理，仪器用途就能化难为易，事半功倍。提高解题的正确率。 化学实验题是高考必考试题之一，从恢复高考制度至今，年年如此。化学是一门以实验为主的科学，它研究的是物质的结构、性质、用途和制取。高考化学实验试题旨在考查学生的四大能力，即观察能力、实验能力、思维能力和自学能力。而一道综合实验题既能考察观察能力又能考察实验能力，还能考察运用所学知识解决实际问题的能力。另外实验题的分值比较大，有较好的区分度。题型比较稳定，第一类，化学实验的基本方法；第二类，物质的检验、分离和提纯；第三类，实验方案的设计与评价。其中第三类一直是高考中非常重要的热点题。每年都考。题型主要是以气体的制备为载体的综合实验题，该试题有一定的难度，又有良好的区分度和效度。考生不易得分。那么如何能够提高实验题的解题正确率和得分率。首先要有比较扎实的化学基础知识，其次要掌握一定的解题方法。下面笔者结合教学实践，就解化学实验题的基本方法进行归纳 。首先要认真阅读试题，弄懂试题的目的或要求；其次分析所应用的化学原理；再分析所给仪器的用途，最后作答。认真琢磨高考试题，透过试题本身，领会试题潜在的导向作用，调整并转变自己的学习思想一、 学习过程要分析高考化学实验题考查类型高考化学实验题在命题中更加重视实验的设计、评价和开放性。实验考查的要求也逐步有了新的要求。1.命题注重综合 分析近年高考化学实验试题的走向，高考化学实验题命题中的“综合”主要体现在以下几个方面：在实验原理、实验仪器和实验操作三条“线”的基础上，向“原理+仪器”、“仪器+技能”、“原理+技能”三个交叉、综合的层面甚至向“原理+仪器+技能”三维立体结构发展，实现化学实验知识与技能的综合考查；化学实验与元素化合物、有机化学、化学计算、化学概念和原理等各个板块中相关知识综合在一起进行考查；2.命题强调创新 分析近年高考化学实验试题的走向，高考化学实验题命题中的创新主要体现在以下几个方面：试题背景材料选取的创新。命题时，注意选取生产和生活、自然与社会、科学与技术等方面素材作为题干内容，这是化学命题的创新思路之一。这种命题模式在全国高考化学试题特别是在上海高考试题中得到更好的体现。试题解答思路的创新。这种命题思路高度重视思维的开放性、强调答题的多样性，提倡考生通过分析判断、演绎推理、联想转化、尝试探索、猜想验证等多种思维方式，从多个角度、多个层次回答问题。试题考查形式的创新。这种创新主要表现在将验证性实验的考查转化为探索性实验的考查。试题考查内容的创新。这种命题思路依据化学实验本身具有很强的包容性和兼容性的特点，将化学实验的考查与化学其他板块的知识甚至是其他学科的知识、方法等有机地结合，实现学科内和学科间知识的综合考查。3.命题尝试开放开放性试题是高考命题新的探索方向。这种试题强调思维的发散性、结论的多样性等二、复习过程要明确高考化学实验题能力要求高高考化学对考生实验能力的要求有以下五项：1.用正确的化学实验基本操作来完成规定的“学生实验”的能力高考化学试题中对化学实验基本操作考查中，既有常见仪器的主要规格及其使用，又有实验操作；既有对正确操作的理解，又有对错误操作的辩认。在高考中有时直接考查某一“学生实验”，也有时是按照某些“学生实验”的基本要求，或由其发展、派生出来的内容来命题，借以考查本项实验能力。2.观测、记录实验现象，分析实验结果，处理实验数据，得出正确的结论。 在高考化学试题考查实验能力的题目中，对实验现象的考查，既可以是直接由实验现象得出正确的结论；也可以是将实验的方法与正确的结论联系起来进行设问。对实验结果的分析，一般地是要求考生分析实验的关键、细节以及产生的误差等等。实验结果的处理，既可能直接报告数据，也可能从有关数据中归纳出定量的计算公式，绘制出一定的变化曲线。3.初步处理实验中有关安全问题的能力。 高考实验能力中要求考生要有高度的安全意识，具有安全操作知识和处理安全问题的能力。考生的安全意识有以下三方面的含义：对实验的认识应该十分明确，在化学实验中可能有那些不安全的因素，以及如何防范。实验的操作方法和实验装置要正确、规范，以防止事故的发生。一旦有事故发生时，要镇定、敏捷、果断地处理。一般在化学实验中可能出现以下几种不安全的因素：（1）有毒气体排放：作为考生应该十分清楚在化学实验过程中哪些实验会产生有毒气体的排放，如何消除有毒气体造成的不安全因素。消除有毒气体一般采用相对应的尾气处理装置。（2）溶液发生倒吸：溶液的倒吸主要是反应容器中压强下降引起的，引起容器中压强下降的原因是气体急速溶解和容器内温度的下降。作为考生应该知道那些实验有可能会有溶液倒吸现象的发生，如何进行正确的实验操作以避免溶液倒吸，怎样安装防倒吸装置及安全瓶的使用原理。（3）试管发生破裂：在氨气、氧气、甲烷等实验室制取中，都是采用固体与固体加热的发生装置来制取的，为避免试管的破裂必须采用正确的操作，如试管口向下倾斜，避免反应中形成的水倒流；加热不要过于剧烈；选择适合的反应物质（4）反应溶液暴沸： 一般纯液体加热或液体和液体混合加热都会有可能产生溶液暴沸现象，所以如果在容器中进行该项实验时除了反应物用量要控制外，还要求在反应混合物中加碎瓷片以防止溶液在反应中暴沸。 （5）腐蚀液滴飞溅：浓硫酸、溴水、浓硝酸、苯酚等在实验操作中使用不当都有可能液滴飞溅，造成人的皮肤灼伤，做为考生应该知道如何采用相应的补救措施。还有反应过于剧烈、试管清洗不洁、物质用量不当、气体发生爆炸等等。4.识别和绘制典型的实验仪器装置图的能力。 在高考化学对该实验能力的考查中，主要通过下列方法：对于一些实验装置和实验仪器判断有无错误，有时还要求对错误的地方加以纠正。对于试题所给出的单件仪器或小的装置先行识别，然后再装配成整体装置。绘出单件仪器或整体的装置图。5.根据实验试题的要求设计简单实验方案的能力 近年来，高考化学实验题中对考生设计简单实验能力的考查赋予了很多的关注。其中包括某个实验操作顺序的设计；确认某混合物组分实验的设计；验证化学原理的设计；测定物质化学纯度的设计，有定性的也有定量的实验设计。这类试题综合性强，有一定难度，是一种较高水平的能力考查。三、复习过程要总结高考化学实验题解题原则解题的总体原则是：看（细）；想（密）；写（全）看得细就是要求考生看题仔细，不要错看、漏看，对看不懂的题应该反复看几遍，整体地来审视题目，并且找出题中给予的关键信息。想得密就是要求考生思维严密，例：集气瓶加一根插入底部的直角导管组成的实验装置，一般考生都认为该装置用于气体的收集，至于什么样的气体可以用该装置收集，回答都是不全面的，多数考生说只要所收集的气体密度比空气大就可以了。其实应该有以下三个条件：不与空气反应的气体可以收集；密度比空气大的气体可以收集；不会造成环境污染的气体可以收集。写得全就是要求考生书写答案要完整、全面。如浓HCl、饱和NaHCO3溶液、500mL容量瓶、55水浴加热等，这些加点的字在实验填空题中考生很容易遗漏，或不重视这些关键字的书写，结果造成答案的不完整。 解题的具体原则是：1.完整性原则（该原则主要用于考生书写实验答案） 解答化学实验题时，对化学实验现象及实验操作过程的描述必须完整。例1：将一小块铁放入装有少量稀硫酸的试管中，实验的现象 。一般考生就只会答有大量气泡生成，其实在描述物质变化过程中的现象应该全面考虑反应前与后物质的状态和颜色的变化。上述反应的实验现象应该描述为：铁块沉入试管底部；铁块表面产生无色气体；无色溶液逐渐变为浅绿色；铁块逐渐溶解。（可归纳为固体、液体、气体的变化）。例 2：如何证明CO2中混有少量的SO2？一般考生在回答上述问题常用简单的两个字“品红”或“品红溶液”，实际上该题从完整性角度解的一般原则是要有三个环节：选一种试剂；讲一种操作；得一个结论。在回答过程中还必须注意“少量”这关键字。如何证明CO2中混有少量的SO2？回答是：将待检验的气体过量地导入少量的品红溶液，如红色的品红溶液变为无色，则说明CO2中混有少量的SO2。2.顺序性原则（该原则主要用于考生分析实验操作） 在进行化学实验时，所谓的顺序性原则就是装置连接的顺序性和操作步骤的顺序性。只有正确的连接顺序和操作顺序，才能够科学地进行化学实验。 气体的制取：一般装置的连接有以下顺序：发生装置净化装置收集（反应）装置尾气处理装置；气体流经净化装置的两个导管应长进短出；水流经冷凝管中时应下进上出 流经干燥管中的气体应大头进小头出 量气时用到量气装置，气体经过装置中洗气瓶的两个导管，应该是短进长出 硫酸根离子的检验先加稀盐酸后加可溶性钡盐 实验结束将导管先撤出液面再熄灭酒精灯放倒吸 氢还原氧化铜实验的操作顺序 食盐精制实验的操作顺序 检验水煤气中混有CO和H2实验的操作顺序等等。以上所例举的情况都应该考虑顺序性原则。3.对应性原则（该原则主要用于考生设计实验）对应性原则是指在考生在实验的设计过程中尽可能将各个环节分散对应，以求达到掌握化学基本操作之目的。对应性原则也可理解为收敛性原则。 例：如何证明碳和浓硫酸反应生成的气体中含有SO2和CO2？ 一般考生会设计以下两个环节，将气体分别导入装有品红溶液和澄清石灰水的洗气体瓶中。品红溶液红色变淡（说明有SO2），澄清石灰水变混浊（说明有CO2）。上述回答从发散思维来看有其一定道理，就是品红溶液既是检验试剂，又是除杂试剂，但仔细分析觉得有点问题，因为品红溶液一般是做SO2的检验试剂，但做SO2的除杂试剂不是很合适，品红溶液红色变淡并不能保证SO2已被除净。对应性原则就强调设计环节的对应性： 气体经过品红（检验SO2存在）高锰酸钾溶液（除去对CO2检出有干扰的SO2）品红（检验SO2是否已除净）澄清石灰水（检验CO2存在）。同样在精制食盐水溶液时，应尽量使用对应的除杂试剂将杂质按一定的顺序一一除去。再如：除去H2中混有少量的H2S和HCl时，学生一般会将气体通过装有氢氧化钠的洗气瓶，进行洗气。如按对应性原则，应该将气体通过装有硫酸铜溶液的洗气瓶（除去H2S）和氢氧化钠溶液（除去HCl）的洗气瓶，分别进行洗气。这样做有利于气体的充分吸收。因此对于除杂试剂上的选择尽可能一一对应。在其他一些环节中还有象实验装置的对应、操作对应等等。 新的高考模式对传统的知识格局和复习策略都提出了新的要求，我们只有不断的深化研究，认清形势，把握方向，抓住主体，重基础，求创新，采取积极的态度、合理的复习形式，就一定会取得好成绩。常用化学仪器及使用方法、化学实验基本操作知识分析：包括的内容有1. 常用化学仪器及使用方法；2. 化学实验基本操作；3. 物质的分离、提纯；4. 常见气体的制备；5. 物质的检验；6. 常见试剂的保存；7. 综合实验实验方案的设计和评价。在实验中复习对于基本实验要熟练掌握原理和基本操作，在此基础上，顺利地完成实验方案的设计。常用化学仪器及使用方法（一）1. 能直接加热的仪器仪器图形与名称主要用途使用方法和注意事项用于蒸发溶剂或浓缩溶液可直接加热，但不能骤冷。蒸发溶液时不可加得太满，液面应距边缘1厘米处。常用作反应器，也可收集少量气体可直接加热，拿取试管时，用中指、食指、拇指拿住试管口占全长的13处，加热时管口不能对着人。放在试管内的液体不超过容积的12，加热的不超过13。加热时要用试管夹，并使试管跟桌面成45的角度，先给液体全部加热，然后在液体底部加热，并不断摇动。给固体加热时，试管要横放，管口略向下倾。用于灼烧固体，使其反应（如分解）可直接加热至高温。灼烧时应放于泥三角上，应用坩埚钳夹取。应避免聚冷。燃烧少量固体物质可直接用于加热，遇能与Cu、Fe反应的物质时要在匙内铺细砂或垫石棉绒。2. 能间接加热（需垫石棉网）仪器图形和名称主要用途使用方法和注意事项（分为50、100、250、500、1000ml等规格）用作配制、浓缩、稀释溶液。也可用作反应器和给试管水浴加热等。加热时应垫石棉网根据液体体积选用不同规格烧杯用作反应器（特别是不需加热的）不能直接加热，加热时要垫石棉网。不适于长时间加热，当瓶内液体过少时，加热容易使之破裂。用作在加热条件下进行的反应器不能直接加热，应垫石棉网加热。所装液体的量不应超过其容积12。用于蒸馏与分馏，也可用作气体发生器加热时要垫石棉网。也可用其他热浴。用作接受器用作反应器，常用于滴定操作一般放在石棉网上加热。在滴定操作中液体不易溅出。3. 不能加热的仪器仪器图形与名称主要用途使用方法及注意事项用于收集和贮存少量气体上口为平面磨砂，内侧不磨砂，玻璃片要涂凡士林油，以免漏气，如果在其中进行燃烧反应且有固体生成时，应在底部加少量水或细砂。分装各种试剂，需要避光保存时用棕色瓶。广口瓶盛放固体，细口瓶盛放液体。瓶口内侧磨砂，且与瓶塞一一对应，切不可盖错。玻璃塞不可盛放强碱，滴瓶内不可久置强氧化剂等。制取某些气体的反应器固体液体固体为块状，气体溶解性小反应无强热放出，旋转导气管活塞控制反应进行或停止。（二）计量仪器仪器图形与名称主要用途使用方法及注意事项用于粗略量取液体的体积要根据所要量取的体积数，选择大小合适的规格，以减少误差。不能用作反应器，不能用作直接在其内配制溶液。（分为50、100、250、500、1000ml）用于准确配制一定物质的量浓度的溶液不作反应器，不可加热，瓶塞不可互换，不宜存放溶液，要在所标记的温度下使用用于量取产生气体的体积注意：所量气体为不溶性的，进气管不能接反，应短进长出。用于精确度要求不高的称量药品不可直接放在托盘内，左物右码。若左码右物，则称取质量小于物质的实际质量。例如，称取9.6g实际质量为90.6=8.4g。一般精确到0.1g。用于中和滴定（也可用于其他滴定）实验，也可准确量取液体体积酸式滴定管不可以盛装碱性溶液，强氧化剂（KMnO4溶液、I2水等）应放于酸式滴定管，“零”刻度在上方，精确到0.01ml。胶头滴管用于吸取或滴加液体，定滴数地加入滴夜。必须专用，不可一支多用，滴加时不要与其他容器接触。用于测量温度加热时不可超过其最大量程，不可当搅拌器使用，注意测量温度时，水银球的位置。（三）用作过滤、分离、注入容液仪器仪器图形与名称主要用途使用方法及注意事项用作过滤或向小口容器中注入液体过滤时应“一贴二低三靠”用于装配反应器，便于注入反应液应将长管末端插入液面下，防止气体逸出分离密度不同且互不相溶的液体；作反应器的随时加液装置分液时，下层液体从下口放出，上层液体从上口倒出；不宜盛碱性液体（四）干燥仪器仪器图形与名称主要用途使用方法及注意事项内装固体干燥剂或吸收剂，用于干燥或吸收某些气体要注意防止干燥剂液化和是否失效。气流方向大口进小口出。除去气体中的杂质注意气流方向应该长管进气，短管出气用于存放干燥的物质或使滴湿的物质干燥很热的物质应稍冷后放入（五）其它仪器仪器图形与名称主要用途使用方法及注意事项用于蒸馏分馏，冷凝易液化的气体组装时管头高，和尾低，蒸气与冷却水逆向流动用作热源，火焰温度为500600所装酒精量不能超过其容积的23，但也不能少于14。加热时要用外焰。熄灭时要用盖盖灭，不能吹灭用作热源，火焰温度可达1000左右需要强热的实验用此加热。如煤的干馏，炭还原氧化铜可用作蒸发皿或烧杯的盖子，可观察到里面的情况不能加热（六）夹持仪器铁架台、铁夹、试管夹、滴定管夹、坩埚钳、三角架、泥三角、镊子、石棉网等。（七）连接的仪器及用品单孔器、双孔塞、无孔塞、玻璃导管、橡皮管。另外还有一些仪器，玻璃棒、试管刷、研钵、接收器化学实验基本操作1. 试剂的取用固体粉末状药品取用时用药匙或纸槽送入横放的试管中，然后将试管直立，使药品全部落到底部。药量一般以盖满试管底部为宜。块状固体则用镊子夹取放入横放的试管中，然后将试管慢慢直立，使固体沿管壁缓慢滑下。液体药品根据取用药品量的不同采用不同的方法。取用少量时，可用胶头滴管吸收。取一定体积的液体可用滴定管或移液管。取液体量较多时可直接倾倒。往小口径容器内倾倒液体时（如容量瓶）应用玻璃棒引流。2. 玻璃仪器的洗涤（1）水洗法：在试管中注入少量水，用合适毛刷蘸洗涤剂刷洗，再用水冲洗，最后用蒸馏水清洗，洗涤干净的标志是：附着在玻璃仪器内壁上的水既不聚成水滴，也不成股流下。（2）药剂洗涤法： 附有不溶于水的碱、碱性氧化物、碳酸盐。可选用稀盐酸清洗，必要时可稍加热 附有油脂，可选用热碱液（Na2CO3）清洗 附有硫磺，可选用CS2或NaOH溶液洗涤 附有碘、苯酚、酚醛树脂的试管用酒精洗涤 作“银镜”、“铜镜”实验后的试管，用稀硝酸洗 用高锰酸钾制氧气后的试管附有二氧化锰，可用浓盐酸并稍加热后再洗涤 盛乙酸乙酯的试管用乙醇或NaOH溶液洗涤。3. 常见指示剂（或试纸）的使用 常见的酸碱指示剂有石蕊、酚酞和甲基橙，应熟记它们的变色范围。使用时将指示剂取几滴滴加到试管中的待测液中，观察颜色变化。 常见试纸有石蕊试纸（红色或蓝色）、PH试纸（黄色）、淀粉碘化钾试纸（白色）以及酸铜铅试纸等；用试纸测气体的酸碱性时，应用镊子夹着试纸，润湿后放在容器的气体出口处，观察颜色的变化。使用pH试纸时应把试纸放在玻璃片或表面皿上，用玻璃蘸取待测液涂在试纸上，及时用比色卡比色，读出待测液的pH值，注意pH试纸不能用水润湿。要注意切不可把试纸投入到溶液中。Cl2、Br2、NO2、O2等氧化性较强的气体，均可使润湿的淀粉碘化钾试纸变蓝。4. 溶液的配制 配制一定质量分数溶质的操作步骤：计算、称量（对固体溶质）或量取（对液体物质）、溶解。 配制一定物质的量浓度溶液的操作步骤：计算（溶质质量或体积）、称量或量取、溶解、降至室温、转入容量瓶中、洗涤（23次，用玻璃棒再次移入）、定容（加水到刻度线下23厘米处，改用胶头滴管加至凹液面最低点与刻度相切）、摇匀、装瓶（注明名称、浓度）说明：在溶解时放出大量的热的物质，例如浓硫酸的稀释、浓硫酸和浓硝酸混合，都应把密度较大的浓硫酸沿器壁慢慢注入另一种液体中，并用玻璃棒不断搅拌。【典型例题】例1 下列基本操作正确的是（ ） A. 用燃着的酒精灯去点燃另一个酒精灯 B. 手持试管给试管里的物质加热 C. 酒精灯的火焰必须用灯帽盖灭，不可用嘴吹灭 D. 将固体氢氧化钠直接放在托盘天平上称量 答案：选C。例2 托盘天平调节零点时，若将左边的平衡螺母向外旋才达到平衡，则原来指针偏向_边；称量时，在两个托盘上各放一张大小相同的纸，其中右盘上的纸的作用是_。（广西自治区中考题）图1 解析：如图1，在天平的左、右两个托盘下有2个平衡螺母用来调节零点。如果原来指针向右偏，则可将左边的螺母向外旋（或右边的螺母向里旋），可使指针指向中间的零点。如果原来指针向左偏，则可将右边的螺母向外旋（或左边的螺母向里旋），可使指针指向中间的零点。用天平称量一般固体粉末，为防止相互污染，应在放药的左盘上垫一张纸，但为了使天平左、右两边保持平衡，在右盘上也要垫一张大小、质量相同的纸。 答案：右；保持天平平衡。例3 如图2所示，根据仪器图形回答下列问题。图2 （1）写出仪器名称：A_，B_，C_，D_。 （2）用填写仪器编号回答下列问题： 用于洗涤玻璃仪器的用具是_。 用作热源的仪器是_。 可盛放反应物作反应仪器的是_。 用于盛放和贮存液体试剂的仪器是_。（上海市中考题） 解析：烧杯、锥形瓶及试管等一般作为反应仪器使用，烧杯一般用以溶解、稀释、水浴、盛水等用，必要时亦可作反应仪器。滴瓶、广口瓶、集气瓶等不做反应用具，常用它们盛放液体、固体、气体。 答案：（1）酒精灯；烧杯；滴瓶；试管刷。 （2） D； A； B； C。例4 下图中A、B、C分别是三种实验操作示意图。指出它们是否正确？如不正确，逐一指出各有哪些错误？分别说明原因，并加以改正。 分析与提示：对于这一类习题，必须仔细观察图中每个地方是否正确，结合有关仪器的性能、操作基本原理，作出判断，要防止遗漏。 A. 不正确。图中有五处错误：（1）酒精灯里酒精太多，这样酒精容易逸出、造成事故。应倒出一些酒精，使酒精量不超过酒精灯容积的。 （2）用焰心加热，焰心温度低，万一试管底部与灯芯接触，容易破损试管。应放在外焰加热。 （3）试管内液体量过多。加热时容易使液体冲出试管口，造成事故。应倒出一些液体，使液体量不超过试管容积的。（4）试管夹太靠近试管口。这样夹持，试管不稳固，且不易振荡。应夹在试管中上部。（5）试管垂直加热，这样不能上下移动试管，加热不均匀。应将试管倾斜（跟桌面成角）。 B. 不正确。图中有五处错误： （1）试剂瓶塞斜放在桌上。这样瓶塞下部留有的试液易腐蚀桌面，也易沾上桌面上的杂质而污染瓶内试剂。应将瓶塞倒放在桌子上。 （2）试剂瓶标签朝下。这样倾倒液体，残液沿试剂瓶外壁下流，会腐蚀标签。应将标签对着手心。 （3）试剂瓶口离开了试管口。这样试剂容易倒在试管外。应将试剂瓶口靠紧试管口。 （4）试管跟桌面垂直。这样倾倒，液体容易飞溅出