高中化学实验中,掌握正确的操作要点至关重要,这不仅关乎实验的成败,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,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,取用石灰石时,就用镊子将其放入试管中,且让石灰石沿着试管壁滑到试管底部。
- 粉末状固体:用药匙或纸槽取用,往试管里装粉末时,先将试管倾斜,把药匙或纸槽小心地送至试管底部,然后直立试管,让药品全部落到试管底部,避免药品沾在试管内壁上,比如取用碳酸钠粉末,就用药匙将粉末送入试管底部。
- 液体药品的取用
- 较多量液体:可直接从细口瓶中倾倒,倾倒时,瓶塞要倒放在桌面上,标签向着手心,以防残留液腐蚀标签,倾倒液体时,瓶口要紧挨着试管口或量筒口等接收容器的口,缓慢倾倒,防止液体溅出,例如从细口瓶中取稀盐酸倒入烧杯中时,就要按照上述要求操作。
- 少量液体:可用胶头滴管吸取,使用时,先捏紧胶头,排空气体后再伸入液体中松开胶头吸取液体,滴加时,要垂直悬空在接收容器上方,不能伸入容器内或接触容器内壁,防止污染试剂,如用胶头滴管向试管中滴加几滴硫酸铜溶液时,就需这样操作。
- 量筒的使用:量取一定体积的液体时选用合适量程的量筒,不能用量筒配制溶液或进行化学反应,读数时,量筒必须放置在水平桌面上,视线要与量筒内液体凹液面的最低点保持水平,若仰视读数,则读数偏小,实际量取的液体体积偏大;若俯视读数,则读数偏大,实际量取的液体体积偏小。
- 托盘天平的使用:使用前要先调零,即调节平衡螺母使天平平衡,称量时,遵循“左物右码”的原则,药品不能直接放在托盘上,一般放在纸上或烧杯等器皿中,对于有腐蚀性或易潮解的药品,如氢氧化钠,要放在玻璃器皿中称量,防止腐蚀天平。
常见气体制备实验
- 氧气的制取(以高锰酸钾为原料)
- 实验装置:采用固体加热型发生装置,即试管和酒精灯搭配,试管口略向下倾斜,防止冷凝水倒流炸裂试管,用排水法收集氧气时,导管口刚有气泡冒出时不宜立即收集,因为此时排出的是空气,要等到导管口连续均匀冒气泡时才开始收集,收集满后要在水下用玻璃片盖住集气瓶口,正放在桌面上,因为氧气密度比空气大。
- 实验步骤:先检查装置的气密性,方法是将导管一端浸入水中,用手紧握试管外壁,若导管口有气泡冒出,松开手后导管内形成一段水柱,则气密性良好,然后装入药品,在试管口放一团棉花,防止高锰酸钾粉末进入导管,接着固定装置,点燃酒精灯加热,实验结束要先将导管移出水面,再熄灭酒精灯,防止水倒流入试管使其炸裂。
- 二氧化碳的制取(以石灰石和稀盐酸为原料)
- 实验装置:选择固液常温型发生装置,常用锥形瓶或广口瓶与长颈漏斗或分液漏斗组合,长颈漏斗下端要插入液面以下,形成液封,防止气体从长颈漏斗逸出;分液漏斗可以通过调节活塞控制反应的开始与停止,用向上排空气法收集二氧化碳,因为二氧化碳密度比空气大且能溶于水,收集时要将导管伸到集气瓶底部,以便更好地排尽空气,收集满后用玻璃片盖住集气瓶口,正放在桌面上。
- 实验步骤:先连接好装置,检查气密性,方法是关闭止水夹(或用弹簧夹夹住橡皮管),从长颈漏斗向锥形瓶中加水,若长颈漏斗内形成一段水柱且一段时间不下降,则气密性良好,然后加入药品,先加石灰石,再通过长颈漏斗或分液漏斗加入稀盐酸,即可开始反应制取二氧化碳。
物质性质实验
- 金属与酸的反应(如锌与稀硫酸反应):取适量的锌粒放入试管中,再加入适量的稀硫酸,观察现象,锌粒表面会产生大量气泡,这是锌与稀硫酸反应生成氢气的缘故,反应的化学方程式为$Zn + H{2}SO{4} = ZnSO{4}+H{2}\uparrow$,在实验过程中,要注意控制酸的用量,防止液体飞溅,同时不要用手直接触摸试管外壁,以免烫伤。
- 酸碱中和反应(如盐酸与氢氧化钠溶液反应):在烧杯中先加入一定量的氢氧化钠溶液,再逐滴加入稀盐酸,同时用玻璃棒不断搅拌,为了指示反应的发生,可以预先在氢氧化钠溶液中滴加几滴酚酞试液,此时溶液呈红色,随着盐酸的加入,溶液红色逐渐褪去,说明酸碱发生了中和反应,当溶液恰好变为无色时,说明酸碱恰好完全反应,不过此实验只是宏观上证明反应的发生,若要从微观角度深入探究,还可以借助温度传感器测量反应过程中溶液温度的变化等。
实验安全注意事项
- 防中毒:对于有毒的化学物质,如一氧化碳、氯气等,要在通风橱中进行相关实验操作,并且要严格遵循实验步骤和用量要求,防止泄漏造成中毒事故。
- 防火灾:许多化学药品是易燃的,像酒精、汽油等,在使用酒精灯时,要注意规范操作,不能用酒精灯去点燃另一盏酒精灯,酒精灯内的酒精量不能超过其容积的三分之二,也不能少于三分之一,万一酒精着火,要用湿抹布盖灭。
- 防腐蚀:强酸、强碱等具有腐蚀性的药品,在使用过程中要避免接触到皮肤和衣物,如果不慎沾到皮肤上,要立即用大量清水冲洗,然后根据药品的性质采取进一步的处理措施,如沾到浓硫酸,要先用布擦拭,再用大量水冲洗等。