高中化学实验中,掌握正确的操作要点至关重要,这不仅关乎实验结果的准确性,更关系到实验者的安全,以下是一些常见高中化学实验的操作要点:
化学实验基本操作
- 固体药品的取用
- 块状固体:用镊子夹取,操作时,先将容器横放,把药品放入容器口后,再慢慢将容器竖立起来,使药品缓缓滑到容器底部,防止药品打破容器底部,在取用石灰石进行制取二氧化碳的实验时,就需如此操作。
- 粉末状固体:用药匙或纸槽取用,往试管里装入粉末状固体时,为避免药品沾在管口和管壁上,可先使试管倾斜,把盛有药品的药匙或纸槽小心地送至试管底部,然后慢慢地直立起来。
- 液体药品的取用
- 细口瓶中的液体:瓶塞应倒放在桌面上,以防止污染瓶塞,进而污染药品,标签应向着手心,防止残留液体腐蚀标签,取用时,试管应倾斜,使瓶口与试管口紧挨,缓慢倒入,取用稀盐酸进行金属与酸反应的实验时,要遵循这些操作。
- 滴加少量液体:使用胶头滴管,使用时,应垂直悬空在试管口上方,不能伸入试管内或接触试管口,以免污染滴管,滴管使用后,应及时清洗,严禁未经清洗就吸取其他试剂。
- 量筒的使用:使用量筒量取液体体积时,量筒必须放平,读数时视线要与量筒内液体的凹液面最低处保持水平,若仰视读数,会导致量取的液体体积偏大;若俯视读数,则会使量取的液体体积偏小。
- 酒精灯的使用
- 点燃:用燃着的木条或火柴点燃,绝对禁止用燃着的酒精灯去引燃另一盏酒精灯,以免引起火灾。
- 加热:用酒精灯的外焰加热,因为外焰温度最高,加热时,试管与桌面约成45°角,且试管内的液体不能超过试管容积的1/3,以防液体受热沸腾喷出,在加热高锰酸钾制取氧气的实验中,要对试管进行均匀预热,然后集中在药品部位加热。
- 熄灭:用灯帽盖灭,不可用嘴吹灭,以免引起灯内酒精燃烧,发生危险。
物质的制备与性质实验
- 氯气的制取与性质实验
- 制取:实验室通常用浓盐酸与二氧化锰共热来制取氯气,在安装好实验装置后,要先检查装置的气密性,加热时,应先预热,然后集中对二氧化锰与浓盐酸的混合物部位加热,随着反应的进行,会看到有黄绿色的气体生成。
- 性质实验:进行氯气的性质实验时,如观察氯气使有色布条褪色,要注意将干燥的有色布条和湿润的有色布条分别放入盛有氯气的集气瓶中进行对比,由于氯气有毒,尾气要用氢氧化钠溶液吸收,防止污染空气。
- 乙酸乙酯的制备
- 混合试剂:在一支试管中依次加入浓硫酸、乙醇和乙酸,加入顺序不能颠倒,因为浓硫酸的密度较大,如果先加浓硫酸,再加乙醇和乙酸,容易导致混合不均匀,且可能引起局部过热,使液体飞溅。
- 加热:将试管固定在铁架台上,用酒精灯小火加热,加热的目的是加快反应速率,同时使生成的乙酸乙酯及时蒸出,有利于反应向生成物方向进行,但要注意控制温度,防止液体暴沸。
- 收集产物:将产生的蒸气经导管通入饱和碳酸钠溶液的上方(注意导管口不能插入液面下),由于乙酸乙酯不溶于饱和碳酸钠溶液,且密度比水小,会在溶液上层形成一层透明的油状液体,从而实现分层,通过分液漏斗可以分离出乙酸乙酯。
物质的检验与鉴别实验
- 离子的检验
- 氯离子的检验:在检验溶液中是否含有氯离子时,要先在溶液中加入硝酸银溶液,若产生白色沉淀,再加入稀硝酸,观察沉淀是否溶解,如果沉淀不溶解,则说明溶液中含有氯离子,这是因为碳酸根等离子也会与硝酸银反应生成白色沉淀,但沉淀能溶于稀硝酸,而氯离子与硝酸银反应生成的氯化银沉淀不溶于稀硝酸。
- 硫酸根离子的检验:检验硫酸根离子时,通常是在溶液中加入盐酸酸化,无明显现象后,再加入氯化钡溶液,若产生白色沉淀,则说明溶液中含有硫酸根离子,先加盐酸酸化是为了排除碳酸根、亚硫酸根等离子的干扰,因为这些离子与钡离子也会生成沉淀,但在酸性条件下会被反应掉。
- 物质的鉴别
- 利用物质的性质差异:鉴别碳酸钠和碳酸氢钠固体,可以将两种固体分别加入少量的水中,观察溶解情况,碳酸钠的溶解度比碳酸氢钠大,并且碳酸钠溶于水时会放出较多的热量,也可以分别向两种固体中加入盐酸,碳酸钠与盐酸反应是分步进行的,先生成碳酸氢钠和氯化钠,继续加盐酸才会产生二氧化碳气体;而碳酸氢钠与盐酸反应直接产生二氧化碳气体,根据反应的剧烈程度和现象的不同可以区分两者。
- 利用化学反应的现象:如鉴别铁离子和亚铁离子的溶液,可以分别向两种溶液中加入氢氧化钠溶液,铁离子与氢氧化钠反应生成红褐色的氢氧化铁沉淀,而亚铁离子与氢氧化钠反应先生成白色的氢氧化亚铁沉淀,但氢氧化亚铁很快会被空气中的氧气氧化,最终变成灰绿色。
实验安全与环保
- 安全注意事项
- 在实验前,要认真了解实验步骤和所用药品的性质,熟悉实验仪器的使用方法,在使用氢气还原氧化铜的实验中,要清楚氢气是一种易燃易爆的气体,在加热前必须先通入氢气一段时间,排尽试管内的空气,防止加热时发生爆炸。
- 实验过程中,要严格按照操作规程进行操作,如在进行金属钠与水的反应实验时,不能用手直接拿金属钠,而应该用镊子夹取,并且要将金属钠切成小块,防止反应过于剧烈。
- 对于一些有毒有害的气体或物质,要做好防护措施,比如在进行一氧化碳还原氧化铁的实验时,要在通风橱中进行,因为一氧化碳是一种有毒气体,同时要对尾气进行处理,一般可以用点燃的方法将其转化为二氧化碳。
- 环保意识
- 在化学实验中,要尽量减少污染物的产生,在进行酸碱中和滴定实验时,要准确控制试剂的用量,避免浪费和多余的试剂排放。
- 对于实验产生的废弃物,要进行妥善处理,如含有重金属离子的废液不能直接倒入下水道,应该收集起来,进行专门的处理,防止对环境造成污染。
高中化学实验操作要点涵盖了从基本操作到具体实验内容以及安全环保等多个方面,只有熟练掌握这些要点,才能在化学实验中取得准确的结果,同时保障自身安全和减少对环境的