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
- 熟悉实验内容
在实验前,要认真阅读实验教材,了解实验目的、原理、步骤、注意事项以及预期的实验结果,明确每个实验环节的目的和意义,例如在进行“配制一定物质的量浓度的溶液”实验前,要知道为什么要用容量瓶,它是如何精确控制溶液体积的。
- 检查实验仪器和药品
- 仪器检查:检查实验仪器是否完好无损,检查试管是否有裂缝,可通过观察或轻弹试管听声音来判断;检查量筒、容量瓶等的刻度是否清晰准确,其零点是否正确,对于玻璃仪器,还要检查是否干净,有油污的仪器可能会影响实验结果,如在进行银镜反应实验时,试管不干净会导致银镜不易附着。
- 药品检查:查看药品的标签,确认药品的名称、浓度、纯度等信息,注意药品是否过期,变质的药品可能会使实验失败或产生危险,过氧化氢溶液如果放置时间过长,浓度可能会降低,影响实验效果,要了解药品的性质,如钠是一种非常活泼的金属,能与水和氧气反应,在取用时要特别注意。
- 个人防护准备
穿上实验服,防止化学药品溅到衣服上腐蚀衣物或伤害皮肤,戴上合适的护目镜,避免化学试剂飞溅入眼,在进行有刺激性气味气体产生的实验时,如硫化氢气体制备实验,要在通风良好的环境中进行,或者使用通风橱,防止吸入过多有害气体。
实验操作过程
- 仪器的正确使用
- 计量仪器
- 量筒:使用时要将量筒放在水平桌面上,读数时视线要与量筒内液体凹液面的最低点保持水平,在量取一定体积的液体时,不能俯视或仰视,否则会造成量取液体体积不准确,如果要量取40mL的液体,应该选用50mL的量筒,以减少误差。
- 容量瓶:在使用容量瓶之前,要先检查其是否漏水,溶解或稀释药品时,不能在容量瓶中直接进行,要先在小烧杯中完成,待溶液冷却至室温后,再转移到容量瓶中,转移过程中要用玻璃棒引流,避免液体溅出,最后定容时,要注意液面与刻度线相切,且容量瓶的盖子要倒置在桌面上,防止污染瓶口。
- 滴定管:酸式滴定管和碱式滴定管的使用方法有所不同,酸式滴定管用于盛装酸性溶液和强氧化性溶液,碱式滴定管用于盛装碱性溶液,使用前要先检查滴定管是否漏水,然后进行洗涤,装液后要排除尖嘴处的气泡,方法是将滴定管直立,让液体自然流出,或者通过转动活塞(酸式滴定管)或挤压玻璃球(碱式滴定管)来排出气泡,读数时,要读取滴定管中液体凹液面的最低点,且要注意刻度线的数值是从上到下逐渐增大的。
- 加热仪器
- 酒精灯:酒精灯的火焰分为外焰、内焰和焰心三个部分,外焰温度最高,在加热时,应该用酒精灯的外焰进行加热,点燃酒精灯时,要用火柴点燃,不能用燃着的酒精灯去点燃另一个酒精灯,以免引起火灾,熄灭酒精灯时,要用灯帽盖灭,不能吹灭,盖灭后要提起灯帽,再重新盖好,防止下次打开困难。
- 酒精喷灯:酒精喷灯的火焰温度比酒精灯更高,在使用酒精喷灯时,要先打开酒精贮罐的开关,点燃引火碗中的酒精,待酒精燃烧一段时间后,再打开空气调节阀,使火焰呈蓝色,熄灭酒精喷灯时,要先关闭酒精贮罐的开关,然后盖上灯帽。
- 试管:给试管中的固体加热时,试管口要略向下倾斜,防止冷凝水倒流使试管炸裂,在加热高锰酸钾制氧气的实验中,试管口要放一团棉花,防止高锰酸钾粉末进入导管,给试管中的液体加热时,液体的体积不能超过试管容积的1/3,试管要与桌面成45°角,先预热试管,然后集中在液体底部加热,并且要不断移动试管,防止液体受热不均匀而喷出。
- 其他仪器
- 漏斗:普通漏斗用于过滤液体,过滤时要使漏斗下端紧贴烧杯内壁,防止液体飞溅,分液漏斗在使用前要检查是否漏水,用于分离两种互不相溶的液体,在使用分液漏斗进行分液时,要先将分液漏斗静置,待液体分层后,先将下层液体从下口放出,再将上层液体从上口倒出。
- 长颈漏斗:在使用长颈漏斗时,要注意其下端要插入液面以下,形成液封,防止气体从长颈漏斗中逸出,在实验室制取二氧化碳气体时,长颈漏斗的下端要伸入酸液液面以下。
- 计量仪器
- 药品的取用
- 固体药品
- 块状固体:用镊子夹取块状固体药品,如金属锌粒、石灰石等,在往试管中装入块状固体时,要先将试管横放,用镊子将固体放在试管口,然后将试管慢慢竖立起来,使固体缓缓滑到试管底部,防止打破试管底部。
- 粉末状固体:用药匙或纸槽取用粉末状固体药品,在往试管中装入粉末状固体时,可以将试管倾斜,把药匙或纸槽伸入试管底部,然后将试管直立起来,使药品落入试管底部。
- 液体药品
- 倾倒法:取用较多量的液体药品时,可以直接从细口瓶中倾倒,倾倒液体时,要注意标签朝向手心,防止残留的液体腐蚀标签,瓶塞要倒放在桌面上,避免污染瓶内药品,在取用盐酸时,要将细口瓶的标签向着手心,缓慢倾倒盐酸。
- 滴加法:取用少量液体药品时,使用胶头滴管,使用时要将胶头滴管垂直悬空在容器口上方,不能伸入容器内部,以免污染滴管或药品,在向试管中滴加酚酞试液时,要将胶头滴管悬空在试管口上方,逐滴加入。
- 固体药品
- 实验操作顺序
在进行化学实验时,要严格按照实验步骤和操作顺序进行,在进行“硫酸铜晶体结晶水含量的测定”实验时,要先将坩埚洗净并干燥,然后准确称量坩埚的质量,再放入硫酸铜晶体,接着进行加热、冷却、称量等一系列操作,如果操作顺序错误,可能会导致实验结果不准确,又如,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,然后再加热氧化铜,防止氢气和空气混合加热发生爆炸,实验结束后,要先停止加热,继续通入氢气直到装置冷却,防止生成的铜被氧化。
- 实验现象的观察与记录
在实验过程中,要仔细观察实验现象,观察内容包括反应过程中的颜色变化、气体产生、沉淀生成、吸放热现象等,在进行“铁离子与硫氰化钾溶液的反应”实验时,会观察到溶液变成血红色;在进行“碳酸钙与盐酸的反应”实验时,会看到有大量气泡产生,对于观察到的现象要及时、准确地记录下来,记录时要详细描述现象的特点和变化过程,可以使用文字、图表等多种方式进行记录,以便后续对实验结果进行分析和讨论。
实验后处理
- 仪器的清洗
实验结束后,要及时清洗仪器,清洗的方法是根据仪器的种类和附着物的性质来确定的,先用清水冲洗仪器,将大部分化学物质冲掉,对于有油污的仪器,可以用热的碳酸钠溶液或洗衣粉溶液进行清洗;对于有难溶性物质附着的仪器,如二氧化锰附着在试管壁上,可以用浓盐酸进行清洗,清洗后的仪器要放在指定的位置晾干或用烘箱烘干,容量瓶、滴定管等精密仪器清洗后要晾干或用烘箱低温烘干,防止受潮影响精度。
- 药品的整理与回收
对于实验剩余的药品,要按照规定进行处理,一般的化学药品要放入指定的回收容器中,不能随意丢弃,以免造成环境污染,对于有毒的化学药品,如重金属盐、强氧化性物质等,要进行特殊的处理,实验室制取氯气后的尾气吸收装置中的氢氧化钠溶液,要经过处理后才能排放,要将实验台上的药品整理整齐,放回原位。
- 实验台的清理
清理实验台上的杂物和废纸,用抹布擦拭实验台,保持实验台的整洁,如果在实验过程中有化学试剂溅到实验台上,要及时清理干净,酸性试剂溅到实验台上,可以用碳酸氢钠溶液进行中和清洗;碱性试剂溅到实验台上,可以用稀醋酸进行中和清洗。
高中化学实验操作需要严谨细致,每一个步骤都关系到实验的成功与否和实验者的安全,只有掌握了正确的实验操作要点,才能在化学实验中获得准确的实验结果,同时培养