高中化学实验操作要点
高中化学实验是化学学习的重要组成部分,通过实验可以直观地观察化学反应现象,深入理解化学原理,培养动手能力和科学探究精神,以下是高中化学实验操作的一些要点:
实验前准备
- 预习实验内容
- 在实验前,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和药品,明确实验要探究的问题和预期达到的结果,对实验过程有整体的把握。
- 在进行“配制一定物质的量浓度的溶液”实验前,需理解物质的量浓度的概念,掌握溶液配制的计算方法和基本步骤,知晓所需的容量瓶、天平、量筒等仪器的使用方法。
- 检查仪器和药品
- 仔细检查实验仪器是否完好无损、干净整洁,如有破损或污渍,应及时更换或清洗,以免影响实验结果,对于精密仪器,如分析天平、酸度计等,要检查其准确性和校准情况。
- 核对实验药品的名称、纯度、数量是否符合要求,注意药品的保存条件,有些药品可能需要密封、避光、低温保存等,钠需要保存在煤油中,以防止其与空气中的氧气和水反应。
- 设计实验方案(如有需要)
- 对于一些探究性实验或创新性实验,可能需要自己设计实验方案,在设计过程中,要充分考虑实验的可行性、安全性和科学性,确定实验变量、控制变量的方法以及实验数据的记录和处理方式。
- 在探究“温度对化学反应速率的影响”实验中,要设计不同温度条件下的对比实验,选择合适的反应体系和测量指标,如可以通过测量相同时间内气体的产生量或溶液颜色的变化来比较反应速率的快慢。
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,遵循“就近原则”,以减少误差,读数时,量筒必须放置在水平桌面上,视线与量筒内液体凹液面最低点保持水平,量取 9.5mL 液体时,应选用 10mL 量筒,而不能选用 100mL 量筒,否则会因量程过大导致精度不够,误差较大。
- 滴定管在使用前要先检查是否漏液,然后进行清洗和润洗,装液时,要将液体装满至零刻度以上,排除尖嘴部分的气泡,读数时,应保持滴定管垂直,视线与滴定管内液体凹液面最低点相切,在酸碱中和滴定实验中,准确读取滴定管中液体的体积对于计算待测液的浓度至关重要。
- 托盘天平用于粗略称量物质的质量,使用时,要调节天平的平衡螺母使天平平衡,遵循“左物右码”的原则,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,称量氢氧化钠固体时,不能直接放在纸上称量,而应放在烧杯中快速称量,以防止其吸收空气中的水分而潮解,影响称量结果。
- 加热仪器:
- 酒精灯是常用的加热工具,点燃酒精灯时,要用火柴点燃,绝不能用燃着的酒精灯去点燃另一盏酒精灯,以免引起火灾,熄灭酒精灯时,应用手盖灭,不可用嘴吹灭,加热时,应用酒精灯的外焰,因为外焰温度最高,在加热试管中的液体时,要先预热试管,然后将试管底部放在酒精灯外焰上来回移动,使试管受热均匀,防止试管破裂。
- 使用酒精喷灯时,要注意安全,添加酒精时要熄灭喷灯,且酒精量不能超过喷灯容量的 2/3,点燃时,先用火柴点燃引火碗内的酒精棉球,再打开空气调节阀,使火焰呈蓝色锥形。
- 反应容器:
- 试管是最常见的反应容器之一,夹持试管时,应使用试管夹,夹在试管的中上部,手拿试管夹的长柄部分,不要按在短柄上,以免烫伤手,加热试管时,试管口不要对着自己或他人,防止液体喷出伤人,在进行固体加热反应时,试管口应略向下倾斜,防止冷凝水倒流至试管底部,使试管破裂。
- 烧杯、烧瓶等较大型的反应容器,在使用时要根据实验要求选择合适的规格,加热时,要垫上石棉网,使受热均匀,在进行蒸馏实验时,蒸馏烧瓶应通过石棉网进行加热,以保证蒸馏过程的平稳进行。
- 计量仪器:
- 药品的取用
- 固体药品:
- 块状固体一般用镊子取用,取用时,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,取用金属锌粒时,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,取用时,先将试管横放,把药匙或纸槽伸入试管底部,然后将试管慢慢竖立起来,使药品落入试管底部,取用碳酸钠粉末时,用药匙将粉末送入试管底部。
- 液体药品:
- 较多量的液体可用倾倒法取用,取用时,瓶塞要倒放在桌面上,标签向着手心,防止残留液体腐蚀标签,从细口瓶中取用盐酸时,要将细口瓶的瓶口紧挨着试管口,缓慢倾倒液体。
- 少量液体可用胶头滴管取用,使用时,应先挤压胶头,排出空气,然后将滴管伸入液体中,松开胶头,吸取液体,取出滴管后,不要倒置或平放,以免液体流入胶头,腐蚀胶头,在向试管中滴加酚酞试液时,要用胶头滴管逐滴加入,并观察溶液颜色的变化。
- 固体药品:
- 实验操作的规范性
- 在进行实验操作时,要按照实验步骤有条不紊地进行,不得随意更改操作顺序或省略步骤,在进行“硫酸铜晶体结晶水含量测定”实验时,必须按照加热、冷却、称重、计算等步骤依次进行,且每一步都要操作规范,以确保实验结果的准确性。
- 实验过程中要注意观察实验现象,及时记录实验数据和现象,记录要详细、准确、客观,包括实验过程中的颜色变化、气体产生、沉淀生成等情况,以及温度、质量、体积等数据的变化,在进行“铁与硫酸铜溶液反应”实验时,要记录铁钉表面析出红色固体的时间、溶液颜色的变化等现象,为后续的分析讨论提供依据。
- 在进行有危险性的实验操作时,如涉及强酸、强碱、易燃易爆物质等,要严格遵守操作规程,采取相应的安全防护措施,在进行“氢气还原氧化铜”实验时,要先通入氢气一段时间,排尽装置内的空气,防止加热时氢气与空气混合发生爆炸,实验结束后,要先停止加热,继续通入氢气至装置冷却,防止生成的铜被氧化。
实验后处理
- 仪器的清洗
- 实验完毕后,要及时清洗仪器,清洗的顺序一般是先冲洗,再使用合适的洗涤剂刷洗,最后用清水冲洗干净,对于一些不易洗净的仪器,如盛放过油脂、淀粉等物质的仪器,可先用相应的溶剂(如汽油、酒精等)浸泡后再清洗,做过银镜反应实验后的试管,先用稀硝酸浸泡,去除银镜,然后再用清水冲洗干净。
- 清洗后的仪器应放在指定的位置晾干或用抹布擦干,对于精密仪器,如容量瓶、滴定管等,要清洗干净后妥善保管,防止损坏。
- 药品的整理与回收
- 将实验剩余的药品进行整理,放回原试剂瓶或指定的回收容器中,对于有价值的药品,如未用完的金属颗粒、纯净的化合物等,可以进行回收利用,但要注意避免不同药品的混合,防止发生化学反应,剩余的锌粒可以放回原试剂瓶中保存,以便下次使用。
- 对于有毒、有害或具有污染性的药品,要按照环保要求进行妥善处理,不得随意丢弃,含重金属离子的废液要经过处理达标后才能排放,过氧化氢、高锰酸钾等强氧化性药品的废弃物要进行特殊处理,防止对环境造成污染。
- 实验台的整理
清理实验台上的杂物和垃圾,将仪器摆放整齐,检查实验台是否干净整洁,如有污渍或残留药品,要及时清理干净,保持实验室的良好环境,为下一次实验做好准备。
- 实验报告的撰写
根据实验目的、原理、步骤、现象和数据,认真撰写实验报告,实验报告应包括实验名称、目的、原理、用品、步骤、现象、数据记录与处理、结果与讨论、误差分析等内容,在撰写过程中,要对实验结果进行分析和讨论,总结实验的成功经验和不足之处,提出改进的建议和措施,在“测定化学反应速率”实验报告中,要对实验数据进行处理,计算出反应速率常数,并分析影响反应速率的因素,如浓度、温度、催化剂等对反应速率的影响规律,同时探讨实验过程中可能存在的误差来源及减小误差的方法。
高中化学实验操作需要严谨细致,遵循实验操作要点和规范,注重实验前的准备、实验过程的操作和实验后的处理,才能确保实验的安全、顺利进行,获得准确的实验结果,提高化学实验技能和科学