化学实验是化学学习中的重要组成部分,它不仅能够帮助学生更好地理解和掌握化学知识,还能培养学生的动手能力、观察能力和科学思维,以下是进行高中化学实验时需要注意的操作要点:
实验前的准备
- 预习实验内容
- 在实验前,学生需要认真预习实验教材,了解实验的目的、原理、步骤、所需仪器和药品等,在进行“配制一定物质的量浓度的溶液”实验前,要清楚该实验是通过计算、称量、溶解、转移、洗涤、定容等步骤来准确配制溶液的,知道需要用到天平、烧杯、容量瓶、玻璃棒等仪器。
- 对于实验中的重点和难点知识,如某些化学反应的条件控制、特殊仪器的使用方法等,要重点关注并标记出来,以便在实验过程中特别注意。
- 检查仪器和药品
- 检查实验仪器是否齐全、完好,检查容量瓶是否漏水,可通过向容量瓶中加入一定量的水,倒置后观察是否有水渗出;检查酸式滴定管是否畅通,可将滴定管装满水,观察水流是否顺畅。
- 核对药品的名称、纯度和数量是否符合实验要求,有些药品可能因保存不当而变质,如钠暴露在空气中可能会被氧化,实验前要检查其是否仍有金属光泽等,要注意药品的取用规则,如固体药品一般用镊子或药匙取用,液体药品则根据其性质和用量选择合适的量筒或滴管取用。
实验操作过程
-
仪器的正确使用
- 计量仪器
- 使用量筒时,应选择合适量程的量筒,量程越大,误差越大,读数时,量筒必须放置在水平桌面上,视线与液体凹液面最低点保持水平,量取 8mL 液体时,应选用 10mL 量筒,若俯视读数会导致量取的液体体积偏小,仰视读数则会使量取的液体体积偏大。
- 托盘天平用于粗略称量物质的质量,称量前要先调节天平的平衡螺母使天平平衡,称量时遵循“左物右码”的原则,即药品放在左盘,砝码放在右盘,对于有腐蚀性或易潮解的药品,应放在玻璃器皿(如小烧杯或表面皿)中称量。
- 容量瓶主要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,使用时要先将溶液冷却至室温后再转移至容量瓶中,且溶液的凹液面最低点要与刻度线相切。
- 反应容器
- 试管是常用的反应容器,加热固体时,试管口应略向下倾斜,防止冷凝水倒流至试管底部,导致试管炸裂;加热液体时,液体体积不能超过试管容积的 1/3,且试管与桌面约成 45°角,先预热后再集中加热。
- 烧杯可用于溶解、稀释、加热等操作,加热时需垫上石棉网,使其受热均匀,防止炸裂。
- 烧瓶(包括圆底烧瓶和蒸馏烧瓶等)常用于需要进行较长时间的反应或蒸馏等操作,使用烧瓶时,若要加热,需根据实验要求选择合适的加热方式,如水浴加热、油浴加热或直接加热等,同时要注意固定装置的稳定性。
- 其他仪器
- 玻璃棒在化学实验中有多种用途,如在溶解时可搅拌加速溶解,在过滤时可引流液体,在蒸发结晶时可搅拌防止局部过热导致液滴飞溅等,使用时要注意避免碰撞容器壁和底部,以免损坏玻璃棒或容器。
- 胶头滴管用于吸取和滴加少量液体,使用时应垂直悬空在容器口上方,不能伸入容器内,以免污染试剂,滴加完毕后,胶头滴管不能倒置,应保持橡胶头在上,防止液体倒流腐蚀橡胶头。
- 计量仪器
-
药品的取用
- 固体药品
- 块状固体一般用镊子取用,先将容器横放,把药品放入容器口,再慢慢将容器竖立起来,使药品缓缓滑到容器底部,防止打破容器,取用锌粒时,要用镊子夹取锌粒放入试管中。
- 粉末状固体用药匙或纸槽取用,用药匙取用时,应将药匙伸入容器底部,然后将药匙小心地提起,避免药品沾在容器内壁上,若用纸槽取用,则需将纸槽送入试管底部,然后将药品倒入试管中,最后将纸槽取出。
- 液体药品
- 从细口瓶中取用液体药品时,瓶塞应倒放在桌面上,以防止污染瓶内药品,标签应向着手心,防止残留液体腐蚀标签,取用稀盐酸时,要按照这些要求操作。
- 倾倒液体时,瓶口要紧挨着试管口或容器口,缓慢倾倒,避免液体洒出,若需要量取一定体积的液体,可用量筒或移液管等仪器,使用移液管时,要先用待取液润洗移液管,然后通过吸球或橡皮头吸取液体至刻度线以上,再用食指按住管口,将多余液体放出,使液体凹液面最低点与刻度线相切,最后将液体转移到目标容器中。
- 固体药品
-
加热操作
- 直接加热
- 对于可以直接加热的仪器,如试管、坩埚等,在加热前要先预热,使仪器受热均匀,加热试管中的固体时,要先在酒精灯上来回移动试管,使其均匀受热,然后再集中加热有药品的部位。
- 加热过程中,要注意观察仪器内物质的变化情况,如颜色变化、状态变化等,同时要注意避免烫伤,若加热时产生气体,要注意通风,防止气体积聚造成危险。
- 间接加热
当需要对某些物质进行间接加热时,可采用水浴、油浴或沙浴等方式,水浴加热适用于温度不超过 100℃且要求受热均匀的实验,如苯的硝化反应,油浴加热可达到更高的温度,但要注意选择合适的油品,如甘油、石蜡油等,并控制好温度,防止油燃烧,沙浴加热则常用于高温实验,如煅烧石灰石等,但沙浴加热时温度难以精确控制,需注意观察和调整。
- 直接加热
-
过滤与蒸发操作
- 过滤
- 过滤操作用于分离不溶性固体和液体,要准备好过滤器,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。
- 过滤时,要将玻璃棒的一端靠在三层滤纸处,另一端靠在烧杯嘴上,使液体沿玻璃棒缓缓流入过滤器中,防止液体冲破滤纸,若过滤速度较慢,可采取抽滤等方法加快过滤速度,但要注意抽滤装置的正确使用和压力控制。
- 蒸发
蒸发操作用于从溶液中析出固体溶质,进行蒸发操作时,要将溶液放入蒸发皿中,用酒精灯加热,并用玻璃棒不断搅拌,防止局部过热导致液体飞溅,当蒸发皿中出现较多固体时,应停止加热,利用余热将剩余液体蒸干,在粗盐提纯实验中,通过蒸发可使食盐晶体从溶液中析出。
- 过滤
实验后的处理
- 仪器的清洗
- 实验结束后,要及时清洗仪器,先用清水冲洗仪器,将仪器内的残留物质冲洗干净,然后再用毛刷蘸取适量的洗涤剂刷洗仪器内外壁,最后用清水冲洗干净,对于一些特殊仪器,如容量瓶、滴定管等,要采用特定的清洗方法,容量瓶清洗后要用蒸馏水润洗 2 - 3 次,以保证其洁净;滴定管清洗后要检查是否畅通,并进行校准。
- 清洗后的仪器要放在指定的位置晾干或用干净的布擦干,对于精密仪器,如分析天平、酸度计等,要妥善保管,避免损坏。
- 药品的处理
对于实验剩余的药品,一般不能放回原试剂瓶,以免污染原药品,有些药品可以进行回收利用,如未反应完的金属颗粒等,可将其收集起来,存放在指定的容器中,对于有毒有害的药品,如重金属盐、强氧化性物质等,要按照实验室的规定进行处理,防止造成环境污染和危害人体健康。
- 实验数据的整理与分析
在实验过程中,要如实记录实验数据,包括实验现象、测量结果等,实验结束后,要对实验数据进行整理和分析,在测定化学反应速率的实验中,要根据记录的数据计算出反应速率,并分析影响反应速率的因素;在配制溶液的实验中,要计算所配制溶液的浓度是否准确,并分析产生误差的原因,通过对实验数据的分析和总结,可以加深对化学知识的理解和掌握,同时也能提高学生的科学探究能力。
安全注意事项
- 遵守实验室规则
进入实验室后,要保持安静,不得大声喧哗、追逐打闹,严格按照实验室的规则和实验教师的要求进行操作,未经允许不得随意触摸实验室的仪器设备和药品。
- 正确使用危险化学品
对于危险化学品,如易燃、易爆、有毒、有腐蚀性的药品,要特别小心使用,使用浓硫酸时,要注意防止其溅到皮肤或衣物上,若不慎溅到,应立即用大量清水冲洗,并涂上碳酸氢钠溶液;使用氢气等易燃气体时,要注意防止泄漏和爆炸,实验前要检查装置的气密性,实验过程中要远离火源等。
- 防止火灾和爆炸
在实验室中,许多化学实验涉及到加热、燃烧等操作,容易引发火灾和爆炸事故,在进行实验时,要注意远离火源和易燃物,如酒精灯、煤气灶等周围不能放置易燃的纸张、塑料等物品,对于有爆炸危险的实验,如氢气与空气混合气的爆炸实验等,要在教师的指导下进行,并采取相应的安全措施,如在通风橱中进行、控制气体的比例等。
- 应急处理
在实验过程中,如果发生意外事故,如火灾、爆炸、化学品泄漏等,要保持冷静,立即采取相应的应急措施,发生火灾时,要迅速用灭火器或湿抹布扑灭火源;发生化学品泄漏时,要根据泄漏物质的性质采取相应的处理方法,如用沙子覆盖泄漏的酸或碱等,要及时报告教师或实验室管理人员,以便得到进一步的帮助和处理。
高中化学实验操作需要严谨细致,每一个环节都至关重要,只有掌握了正确的实验操作要点,才能确保实验的顺利进行,获得准确的实验结果,同时也能保障自身的安全和