高中化学实验中,掌握正确的操作要点至关重要,这不仅关乎实验的顺利进行,更关系到实验结果的准确性以及实验者的安全,以下是高中化学实验的一些常见操作要点:
实验前准备
- 熟悉实验内容
- 在进行实验之前,要仔细阅读实验教材,了解实验的目的、原理、步骤、所需试剂和仪器等,在探究氯气的漂白性实验中,需要清楚是通过次氯酸的强氧化性来实现漂白,以及整个实验过程中涉及的化学反应方程式,如(MnO{2}+4HCl(浓)\xlongequal{\Delta}MnCl{2}+2H{2}O + Cl{2}\uparrow)。
- 检查仪器和药品
- 检查实验仪器是否完好无损,对于玻璃仪器,如试管、烧杯、量筒等,要看是否有裂缝、缺口等情况,使用有裂缝的试管进行加热实验,可能会导致试管破裂,造成危险,检查仪器是否清洁干净,残留的杂质可能会影响实验结果。
- 核对药品的名称、浓度和纯度等信息,比如在进行酸碱中和滴定实验时,要保证标准液和待测液的浓度准确已知,并且药品没有变质,如果氢氧化钠溶液长时间暴露在空气中,可能会吸收二氧化碳而变质,影响滴定结果。
- 个人防护
- 穿上实验服,防止化学试剂溅到衣服上,腐蚀衣物或对皮肤造成伤害,在进行有强腐蚀性的浓硫酸相关实验时,实验服可以有效隔离浓硫酸与皮肤的接触。
- 戴上合适的手套,根据实验试剂的性质选择手套材质,如果是接触有机溶剂,一般选用丁腈手套;对于一些碱性较强的试剂,可以选用耐碱的橡胶手套,要佩戴护目镜,防止化学飞溅物进入眼睛。
实验过程中的操作要点
- 固体药品的取用
- 块状固体一般用镊子夹取,在往试管中加入锌粒时,应该先将试管横放,用镊子将锌粒放在试管口,然后慢慢将试管竖立起来,使锌粒缓缓滑到试管底部,这样可以避免打破试管底部。
- 粉末状固体用药匙或纸槽取用,如果是用药匙,要将药匙伸入试管底部,然后将试管竖起,使药品落入试管,在取用碳酸钠粉末进行与盐酸反应的实验时,通过药匙将碳酸钠粉末送入试管底部,避免药品沾在试管壁上。
- 液体药品的取用
- 从细口瓶中取用液体药品时,瓶塞要倒放在桌面上,防止污染瓶内药品,取用硝酸银溶液时,如果瓶塞正放在桌面上,可能会沾上杂质,在将瓶塞盖回瓶子时,会将这些杂质带入硝酸银溶液中,影响溶液的质量。
- 用量筒量取液体时,量筒必须放置在水平桌面上,读数时视线要与量筒内液体凹液面的最低点保持水平,比如量取(8mL)的稀硫酸,若仰视读数,会导致量取的液体体积偏多;若俯视读数,则会使量取的液体体积偏少。
- 用胶头滴管吸取液体时,要先捏紧胶头,排空空气后再伸入液体中松开胶头吸取液体,在使用滴管向试管中滴加液体时,滴管应垂直悬空在试管口上方,不能伸入试管内部,也不能接触试管内壁,以免污染滴管内的液体,在向盛有氢氧化钠溶液的试管中滴加酚酞试液时,要严格按照上述要求操作。
- 仪器的装配和加热
- 在装配带有橡皮塞的仪器装置时,如制取氧气的装置(用高锰酸钾制取氧气),要将导管慢慢旋入橡皮塞中,并且要保证装置的气密性良好,检查气密性的方法可以是先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,则证明气密性良好。
- 加热试管中的固体时,试管口要略向下倾斜,这是为了防止冷凝水倒流至试管底部,导致试管炸裂,在加热高锰酸钾制氧气的实验中,试管口略向下倾斜,使产生的水蒸气能够在管口凝结后顺利流下,而不是倒流回灼热的试管底部。
- 加热液体时,液体体积不能超过试管容积的(\frac{1}{3}),并且要用外焰加热,先预热试管,然后集中在药品部位加热,比如在加热氯化钠溶液进行蒸发结晶实验时,通过预热可以使试管受热均匀,防止局部过热导致液体飞溅。
- 气体的制备和收集
- 在制备气体时,首先要检查气体发生装置的气密性,以过氧化氢制取氧气为例,将装置连接好后,把导气管的一端浸入水中,用手紧握锥形瓶外壁,若导气管口有气泡冒出,松开手后导气管内形成一段水柱,说明装置气密性良好。
- 根据气体的性质选择合适的收集方法,如果气体难溶于水且不与水反应,可以用排水法收集,氧气可以用排水法收集,因为氧气不易溶于水,当用排水法收集气体时,要等到导管口的气泡连续均匀冒出时才开始收集,因为一开始排出的气体是空气,会影响收集气体的纯度,如果气体密度比空气大,可以用向上排空气法收集;密度比空气小,则用向下排空气法收集,比如二氧化碳密度比空气大,采用向上排空气法收集。
- 过滤操作
过滤操作要做到“一贴、二低、三靠”。“一贴”是指滤纸要紧贴漏斗内壁,这样可以防止滤纸和漏斗之间有气泡,影响过滤速度。“二低”即滤纸边缘要低于漏斗边缘,防止液体从滤纸和漏斗之间的缝隙流下;漏斗内液体的液面要低于滤纸边缘,避免液体未经过滤就从滤纸和漏斗之间流下。“三靠”是指烧杯嘴要紧靠玻璃棒,玻璃棒下端要紧靠三层滤纸的一边,漏斗下端要紧靠烧杯内壁,在分离泥沙和水的混合物时,通过正确的过滤操作可以将泥沙留在滤纸上,得到澄清的水溶液。
- 蒸发操作
在蒸发溶液时,要用玻璃棒不断搅拌,防止局部温度过高,造成液滴飞溅,在蒸发氯化钠溶液得到氯化钠晶体的实验中,持续搅拌可以使溶液受热均匀,当蒸发皿中出现较多固体时,应该停止加热,利用余热将剩余液体蒸干,这是因为如果一直加热到把所有液体蒸干,可能会导致晶体四处飞溅或者被烤焦。
- 蒸馏操作
蒸馏装置的安装顺序一般是从下到上,从左到右,首先放置好蒸馏烧瓶,然后安装温度计(温度计的水银球位置要与蒸馏烧瓶的支管口处相平),再安装冷凝管(冷凝水下进上出),最后连接接收器,在蒸馏乙醇和水的混合物来分离乙醇时,按照正确的装置安装顺序可以保证蒸馏过程的顺利进行,在蒸馏过程中,要控制好加热温度,根据混合物中各成分的沸点差异进行蒸馏,要注意观察馏出物的纯度和体积,及时更换接收容器。
实验后的处理
- 仪器的清洗
- 实验结束后,要及时清洗仪器,对于一般的反应容器,如试管、烧杯等,用大量的水冲洗后,再用适当的试剂清洗,如果有油污,可以用热的碳酸钠溶液清洗;如果有难溶的氧化物等,可以用稀盐酸浸泡后清洗,做过铁钉与硫酸铜溶液反应的试管,先用水洗去表面的溶液,然后用稀盐酸清洗附着在试管壁上的铜等物质。
- 对于滴定管等精密仪器,清洗后要用清水冲洗干净,然后晾干或用相应的方法保养,如酸式滴定管清洗干净后,要确保活塞转动灵活,然后可以在活塞处涂上少量凡士林防止粘连。
- 药品的处理
对于剩余的化学试剂,要根据其性质进行妥善处理,一般的酸性或碱性溶液可以倒入指定的废液缸中,对于有毒的化学试剂,如重金属离子溶液等,要单独收集,按照环保要求进行处理,含有钡离子的废液不能直接倒入下水道,要经过处理使其沉淀后才能排放。
- 整理实验台
将实验用过的仪器摆放整齐,擦净实验台面,把实验数据和现象如实记录在实验报告中,并对实验结果进行分析和讨论,在完成一个化学实验后,要整理好实验器材,将实验数据整理成表格或图表形式,分析实验结果与预期是否相符,找出可能存在的