高中化学实验操作要点
实验前准备
- 预习实验内容
- 在实验前,学生需要认真阅读实验教材,了解实验目的、原理、步骤、注意事项以及所需仪器设备和试剂等信息,在进行“配制一定物质的量浓度的溶液”实验前,要清楚该实验的目的是学会配制方法,原理是根据物质的量浓度公式(c = \frac{n}{V})来计算所需溶质的量,步骤包括计算、称量、溶解、转移、洗涤、定容、摇匀等。
- 对于实验中可能出现的现象和结果要有初步的预测,这样在实验过程中才能更好地观察和分析,比如在“硫酸和氢氧化钡溶液的反应”实验中,预习时就知道可能会产生白色沉淀(硫酸钡),并且通过分析化学方程式(H{2}SO{4}+Ba(OH){2}=BaSO{4}\downarrow+2H_{2}O),可以理解反应的实质是钡离子和硫酸根离子结合生成硫酸钡沉淀。
- 检查实验仪器和药品
- 检查仪器是否完好无损、干净整洁,在使用容量瓶配制溶液时,要检查容量瓶是否漏水,方法是向容量瓶中加入少量水,塞好瓶塞,用食指按住瓶塞,另一只手托住瓶底,将容量瓶倒立,观察瓶口处是否有水渗出,若没有,再将容量瓶正立,并将瓶塞旋转(180^{\circ})后再次倒立,检查无误后才能使用。
- 核对药品的名称、纯度和数量是否符合实验要求,比如在进行“钠与水的反应”实验时,要确保钠是金属钠块,而不是钠的化合物,并且钠的量要适中,既能保证实验现象明显,又不会造成浪费或危险。
- 个人防护准备
- 穿上实验服,防止化学试剂溅到衣服上腐蚀衣物或伤害皮肤,实验服一般具有耐腐蚀、防火等性能。
- 戴上合适的手套,如在进行有腐蚀性的化学试剂操作时,如浓硫酸、氢氧化钠溶液等,要戴橡胶手套;在进行一些有机化学实验时,可能需要戴丁腈手套,因为有机溶剂可能会腐蚀橡胶手套。
- 戴上护目镜,保护眼睛免受化学试剂飞溅的伤害,护目镜要调整到合适的位置,确保视野清晰且能有效防护。
实验操作过程
- 仪器的正确使用
- 量筒:量取液体时,量筒必须放置在水平的桌面上,读数时视线要与量筒内液体的凹液面最低点保持水平,量取(10mL)的盐酸时,不能俯视或仰视量筒刻度,否则会导致量取的液体体积不准确,如果俯视,会使读数偏大,实际量取的液体体积偏少;仰视则会使读数偏小,实际量取的液体体积偏多。
- 容量瓶:用于配制一定物质的量浓度的溶液,在使用前要检查是否漏水,在溶解或稀释过程中,当溶液的温度接近室温后才能转移至容量瓶,转移时要用玻璃棒引流,避免溶液溅出,在配制(500mL0.1mol/L)的氯化钠溶液时,将溶解后的氯化钠溶液冷却后,慢慢地沿玻璃棒注入(500mL)的容量瓶中,玻璃棒下端要靠近容量瓶的刻度线以下,防止液体流到容量瓶外。
- 托盘天平:用于粗略称量固体药品的质量,使用前要调节天平的零点,称量时遵循“左物右码”的原则,称量(5g)的铁粉,要将铁粉放在左盘,砝码放在右盘,如果使用了游码,物体的质量等于砝码的质量加上游码的示数,对于有腐蚀性或易潮解的药品,要放在玻璃器皿(如小烧杯或表面皿)中称量,防止腐蚀天平盘。
- 酒精灯:使用酒精灯时,要用燃着的火柴或打火机点燃,不能用两个酒精灯相互点火,以免引起火灾,熄灭酒精灯时,要用灯帽盖灭,盖灭后要再提起灯帽,重新盖上,防止灯帽内外产生压强差而打不开灯帽,在加热液体时,应该用酒精灯的外焰加热,因为外焰温度最高,试管内的液体不能超过试管容积的(\frac{1}{3}),防止液体受热沸腾时喷出。
- 试剂的取用
- 固体试剂:一般用药匙取用,块状固体用镊子夹取,取用锌粒时,要用镊子将锌粒放入试管口,然后将试管慢慢竖立起来,使锌粒缓缓滑到试管底部,防止打破试管底部,对于粉末状固体,用药匙取用后,要将药匙擦干净,避免污染其他试剂。
- 液体试剂:少量液体用胶头滴管吸取,使用时,胶头滴管要垂直悬空在试管口上方,不能伸入试管内部,以免污染试剂,向试管中滴加稀盐酸时,要将胶头滴管中的液体逐滴加入到试管中,取用较多液体时,可以直接从细口瓶中倾倒,倾倒时,瓶塞要倒放在桌面上,标签要向着手心,防止残留的液体腐蚀标签。
- 加热操作
- 试管加热:加热固体时,试管口要略向下倾斜,防止冷凝水倒流炸裂试管,加热高锰酸钾制氧气时,试管口要稍微向下倾斜,加热液体时,试管与桌面大约成(45^{\circ})角,并且要先预热,使试管受热均匀,防止试管破裂,预热的方法是将试管在酒精灯上来回移动几次,然后再集中加热液体部分。
- 烧杯、烧瓶加热:需要垫上石棉网,使仪器受热均匀,在进行“氯化铵和氢氧化钙固体制氨气”的实验中,加热氯化铵和氢氧化钙的混合物时,要将装有混合物的试管固定在铁架台上,下面垫上石棉网,用酒精灯加热,这是因为试管底部直接接触酒精灯火焰,温度过高会使试管受热不均匀而破裂,石棉网可以使热量分布更均匀。
- 过滤操作
制作过滤器时,要将滤纸对折两次,形成四层,然后展开放入漏斗中,用蒸馏水润湿滤纸,使其紧贴漏斗内壁,中间不要有气泡,在分离硫酸钡沉淀和溶液时,要将含有硫酸钡沉淀的混合液通过过滤器进行过滤,过滤时,要用玻璃棒引流,玻璃棒下端要靠在三层滤纸的一边,防止弄破滤纸,漏斗内的液面要低于滤纸的边缘,以保证过滤效果。
- 蒸发操作
蒸发溶液时,要用蒸发皿加热,并用玻璃棒不断搅拌,防止局部过热导致液体飞溅,在从食盐溶液中提取食盐晶体的实验中,将食盐溶液倒入蒸发皿中,用酒精灯加热,同时用玻璃棒不断搅拌,当蒸发皿中出现较多固体时,要停止加热,利用余热将剩余的液体蒸干,这是为了避免晶体四处飞溅,同时也能保证得到的晶体比较纯净。
- 气体的制备与收集
- 气体制备装置的选择:根据反应物的状态和反应条件来选择气体发生装置,实验室制氢气是用锌粒和稀硫酸反应,反应物是固体和液体,不需要加热,所以可以选择启普发生器或简易装置(如试管和长颈漏斗),如果是用高锰酸钾制氧气,反应物是固体,需要加热,就要选择带有试管和酒精灯的装置。
- 气体收集方法:根据气体的性质选择合适的收集方法,对于难溶于水的气体,如氢气、氧气等,可以用排水法收集,收集氧气时,要将装满水的集气瓶倒放在水槽中,当导管口有连续均匀的气泡冒出时,开始收集气体,当集气瓶内的水排尽后,在水中用玻璃片盖住集气瓶口,将集气瓶移出水面正放在桌面上,对于密度比空气大的气体,如二氧化碳等,可以用向上排空气法收集;密度比空气小的气体,如氨气等,可以用向下排空气法收集。
实验后处理
- 仪器的清洗
实验完毕后,要及时清洗仪器,先将仪器中的化学试剂倒掉,然后用水洗,对于附着有难溶性物质的仪器,要先用适当的试剂溶解后再清洗,附着有碳酸钙沉淀的试管,可以先用稀盐酸溶解碳酸钙,然后再用清水冲洗,清洗后的仪器要放在指定的位置晾干或用抹布擦干。
- 药品的处理
对于剩余的化学试剂,要按照规定的方法处理,一般的化学试剂要放回原试剂瓶,不能放回原试剂瓶的(如已经取出的钠等),要按照实验室的规定进行处理,多余的金属钠要放入指定的容器中,用酒精浸泡处理,防止发生危险。
- 整理实验台
将实验用过的仪器和药品摆放整齐,清理实验台,检查实验是否还有安全隐患,如酒精灯是否熄灭、电源是否关闭等,离开实验室前,要确保实验台干净整洁、安全无隐患