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提高基本实验操作技能的方法和技巧

时间:2023-07-04 理论教育 版权反馈
【摘要】:②酒精喷灯 实验室高温热源。一般可称准至0.1g。②长颈漏斗 用于向反应容器中注入液体。严禁用燃着的酒精灯去点燃另一酒精灯,以免引起火灾。

提高基本实验操作技能的方法和技巧

【课标要点】

1.初步学会简单仪器的使用和连接,根据实验目的选择仪器。

2.初步学会药品的取用、加热、配制一定溶质质量分数的溶液及仪器的连接等基本操作。

【梳理归纳】

1.常用仪器

初中化学实验常用的仪器有:试管、试管夹、烧杯、烧瓶、蒸发皿玻璃棒酒精灯、集气瓶、胶头滴管、量筒、玻璃导管、橡皮塞、漏斗、铁架台(附铁圈、铁夹等)、托盘天平等。

(1)可用于加热的仪器

这类仪器主要有试管、烧杯、烧瓶(又可分为圆底烧瓶、平底烧瓶和锥形瓶)、蒸发皿。其中试管和蒸发皿可直接用火加热,烧杯、烧瓶应隔石棉网加热。

①试管 常用作少量液体或固体试剂的反应容器或其他性质试验,常温或加热时均可使用。有时也可用于收集少量气体,或用于装配成简易气体发生器等。

②烧杯 主要用于溶解固体物质,以及溶液的稀释和加热,也可用于常温和加热条件下较多量液体之间或液体和固体之间的反应容器。

③烧瓶 分圆底烧瓶、平底烧瓶和锥形瓶等几种。通常用作常温和加热条件下较多量液体和液体、液体和固体之间反应的容器,常用作组装气体发生器,锥形瓶还可用来组装洗气瓶。使用圆底或平底烧瓶时,要用铁夹夹持烧瓶的瓶颈,将其固定在铁架台上。

④蒸发皿 通常用于溶液的蒸发浓缩或蒸干。

(2)实验室常用的热源

①酒精灯 实验室常用热源。

②酒精喷灯 实验室高温热源。

(3)计量仪器

①托盘天平 用于称量物体的质量。一般可称准至0.1g。

②量筒 用于测量液体的体积。

(4)常用容器

①集气瓶 用于收集或贮存少量气体,也可用作固体和气体、气体与气体的反应容器。不能用于加热,做固体在气体中的燃烧实验时,若有高温溅落物产生,则应预先在瓶底盛少量水或铺一层细砂。

②广口瓶 用于盛放固体试剂,也可用来组装成洗气瓶。

③细口瓶 用于盛放液体试剂。

若盛放的试剂需避光保存的,应选用棕色试剂瓶;盛放碱溶液的试剂瓶应用橡皮塞而不用玻璃塞。

(5)漏斗

①漏斗(普通漏斗) 用于过滤或向小口容器内转移液体。

②长颈漏斗 用于向反应容器中注入液体。若利用其组装气体发生器,则长颈漏斗下端管口应插入液面以下,防止气体从漏斗中逸出。

分液漏斗 与长颈漏斗在结构上的显著区别是漏斗球形部分与漏斗管之间有一个活塞。它也可以向反应容器内注入液体,且可关闭活塞,停止注入液体,故可控制加入液体的量。用它组装气体发生器时,漏斗管下口不必插入液体中,只要将活塞关闭,气体就不会从漏斗中逸出。它还可用于分离两种互不相溶的液体。

(6)玻璃棒

玻璃棒的主要作用有:①搅拌,使几种物质充分混合,如促进固体在液体中的溶解,混合拌匀几种粉末状物等;②引流,如过滤时引导悬浊液的流向;③蘸取,如测溶液的pH时,蘸取少量待测液;④转移,如拨动容器里或滤纸上的固体等。

其他仪器还有如燃烧匙、药匙、石棉网、水槽、坩埚钳、试管刷等。

2.基本实验操作技能

(1)药剂的取用

实验室使用的药品有的有毒性,有的有腐蚀性,因此必须做到“三不”:不要用手接触药品,不要把鼻孔凑到容器口去闻药品(需闻气味时,应用手掌在容器口上方轻轻扇动,使少量气体飘近鼻孔),更不能尝药品的味道。取用药品前,要看清试剂瓶上的标签,严格按照规定用量取用。若没有规定用量时,应取少量:液体取用1~2mL,固体只要盖满试管底部即可。取完药品后要及时盖上瓶塞,放回原处。实验剩余的药品不能放回原瓶,也不要随意丢弃,更不能拿出实验室,要放入实验室指定的其他容器内。

①固体药品的取用 取用块状固体或金属颗粒时,应用镊子从试剂瓶内夹出,将固体放在横放的容器口,再将容器慢慢竖起,使固体缓缓滑到容器底部。取用粉末状固体时,先用药匙将粉末从试剂瓶中取出,用药匙或纸槽盛药品,一手横持试管,另一手将盛药品的药匙或纸槽小心送至试管底部,再让试管直立,使药品全部落到试管底部。

②液体药品的取用 取少量液体可用胶头滴管或滴瓶。使用胶头滴管时,不能将滴管尖口向上,不能将滴管随意横放在桌面上。滴加液体时,要防止试剂滴到操作者手上或桌面上。清洗用过的胶头滴管后,应将其正放在洁净的试管或烧杯内。一支胶头滴管取用一种试剂后,必须洗净后才能用来再取其他试剂。使用滴瓶上的滴管,应与原滴瓶配套,该滴管不能取用其他试剂瓶内的液体。禁止滴瓶滴管接触已经盛有其他试剂的容器内壁,以防滴管玷污原滴瓶内的试剂。滴瓶的滴管取用过试剂后,应将该滴管插入原滴瓶内。

取较多量的液体时,用倾倒法。必须注意试剂瓶的瓶塞要倒放于桌上,瓶上的标签朝向手心,试剂瓶口紧靠倾斜的容器口,使液体沿容器内壁慢慢流到容器的底部。

(2)物质的加热

①酒精灯的使用 灯内所加酒精量不得超过酒精灯容积的,不得少于酒精灯容积的,绝不可向燃着的酒精灯内添加酒精。严禁用燃着的酒精灯去点燃另一酒精灯,以免引起火灾。酒精灯火焰的外焰温度较高,内焰和焰心的温度较低,加热时应尽量使用外焰,被加热玻璃容器的底部不应接触灯芯,以免可能受热不匀而造成容器破裂。熄灭酒精灯时,不可用嘴吹,应用灯帽盖灭。

②加热试管内的物质 给试管内的液体加热时,试管内液体不能超过试管容积的,试管用试管夹夹持或铁夹夹持后固定在铁架台上,一般与桌面成45°角,试管口不能对着任何人。对试管内的固体加热时,试管用铁夹夹持后固定在铁架台上,试管口略向下倾斜。用试管盛物质加热时,应先移动酒精灯火焰使试管均匀受热,然后将火焰集中在被加热的物质下面加热。

③加热烧瓶内的物质 烧瓶内所盛液体体积不得超过烧瓶容积的,先在铁架台的铁圈上放上石棉网,然后将烧瓶放在石棉网上,使烧瓶隔着石棉网加热,烧瓶要用铁夹夹住瓶颈,固定在铁架台上。

④加热蒸发皿内的物质 蒸发皿内所盛溶液的体积不能超过蒸发皿容积的。加热时,应将其放在铁圈或三脚架上,直接用酒精灯火焰加热。

使用上述几种仪器给物质加热时,仪器外壁不能有水滴。若有,加热前要擦干,以免仪器炸裂。加热时,仪器的底部不能触及酒精灯的灯芯。

(3)配制一定溶质质量分数的溶液

一定溶质质量分数的溶液的配制过程分计算、称取或量取、溶解三个步骤。

①计算 根据要配制的溶液的质量和溶质质量分数,计算出所需溶质的质量和水的质量,把水的质量换算成体积。若溶质是液体或是溶质的浓溶液,也应换算成体积。

②称量固体 固体溶质用托盘天平称量。称量前要先将游码移至标尺的零刻度,然后调节天平平衡。称量时,先在托盘天平的两个托盘上各放一张等质量的纸片,将被称量物放在左盘上,砝码放在右盘上,砝码由大到小逐个添加,最后移动游码使天平平衡。托盘天平不能称量热的物体,被称量物不能直接放在托盘上,易潮解或有腐蚀性的药品必须放在玻璃器皿(如小烧杯、表面皿)里称量。取、放砝码要用镊子,不能用手直接拿。称量完毕应做好记录,然后把砝码逐个放回砝码盒,并复核记录的数字,再把游码移回零刻度,最后垫上托盘架下的橡皮圈,以保护托盘天平的承重力。

③量取液体 液体的溶质或溶质的浓溶液,以及所需的水均用量筒量取。量筒有多种规格,如容量为10mL、20mL、100mL、500mL和1000mL等。选择量筒时,应选用容量接近所量液体体积的量筒,这样才能减小误差。读数时,量筒要垂直平稳地放在桌面上,刻度面对自己,视线要和量筒内液体的凹液面最低点在同一水平面内。不能在量筒里稀释溶液或溶解物质,不能对量筒加热,也不能在量筒里进行化学反应

④溶解溶质 将被称量(或量取)的溶质放入烧杯,再将一定量的水沿内壁缓缓倒入该烧杯中,用玻璃棒充分搅拌,使其完全溶解。若被稀释的是浓硫酸,应先将水倒入烧杯中,再将浓硫酸沿容器内壁慢慢倒入水中,边倒边用玻璃棒搅拌均匀。配制好的溶液应转移到细口试剂瓶中,盖好瓶塞,贴上标签。若溶质(或浓溶液)溶于水时放热显著,应等溶液冷却后再将其转移到试剂瓶中。

(4)仪器的连接

①把玻璃管插入橡皮塞的方法 先用甘油或水将玻璃管的插入端润湿,左手拿橡皮塞,右手拿住玻璃管靠近插入的一端,稍用力转动,把玻璃管慢慢旋入塞孔内合适的位置。注意右手不可握在离玻璃管插入端太远的部位,以防玻璃管折断,刺伤手掌,为防万一,可用布包住玻璃管。

②玻璃管和橡皮管连接的方法 左手拿橡皮管,先把玻璃管插入端润湿,稍用力把玻璃管旋进橡皮管内。

③把橡皮塞塞进瓶口(或试管口)的方法 左手拿烧瓶瓶颈(或试管近口处),右手拿橡皮塞,慢慢转动橡皮塞塞进瓶口(或试管口)。橡皮塞露在外面的部分要达到

④固定和装配 仪器连接好后,必须用铁夹、铁圈固定在铁架台上,按需要调整好高度(如加热时,可根据酒精灯的高度确定试管、烧瓶的高度)。总装配时,一般按从低到高、从左到右的顺序进行。

(5)仪器的洗涤

洗涤仪器的一般顺序是:倾倒废液→冷却→选用适当溶液洗→水洗。洗涤时,若容器内壁有不易洗掉的固体物质,如是碱、碳酸盐、某些金属氧化物,可先用盐酸等酸溶液溶解;如有油脂等污物,可用热的纯碱溶液或碱溶液洗,也可用试管刷蘸少量洗衣粉或去污粉刷洗,最后用水冲洗。若容器内壁的固体物质附着不牢的,可盛半试管(或半瓶)水,再用试管刷刷洗。

【案例解析】

例1 下列做法符合操作规范的是__________(填序号)。

A.为了节约药品,将实验用剩的药品放回原试剂瓶中

B.使用托盘天平称量碳酸钠粉末时,在两个天平盘上放上等质量的纸片,然后右盘上放砝码,左盘上放碳酸钠粉末

C.给试管中的液体加热时,液体量为试管容积的

D.过滤时,为了加快过滤速度,用玻璃棒搅动漏斗里的液体

E.不慎将浓碱溶液沾在皮肤上,立即用大量水冲洗,再涂上硼酸溶液

F.稀释浓硫酸时,先在量筒内加入一定体积的蒸馏水,再沿量筒内壁慢慢加入浓硫酸,并不断搅拌

分析 取出药品不能放回原试剂瓶,可另用空试剂瓶盛装,否则会带进杂质,故选项A错。过滤时,若用玻璃棒搅拌漏斗内液体,可能会使滤纸浮起或捅破滤纸,而达不到过滤的目的,故选项D也错。量筒只能用来量取一定体积的液体或测量一定量液体的体积,不能用来稀释溶液或做物质间反应的实验,故选项F也错。

答案 B、C、E

例2 给试管里的碱式碳酸铜加热,加热一段时间后试管炸裂,可能的原因有:①试管口向上倾斜;②加热时没有使试管先均匀受热,而是一开始就在固体下集中加热;③加热时试管外壁有水;④加热时,酒精灯芯碰到热的试管。其中有可能的是( )。

A.①②④  B.②③④  C.②③  D.①②③④

分析 引起试管在加热时炸裂的原因较多,因此该题有一定的开放性。解此类题时,应对上述各项说法逐一分析。加热碱式碳酸铜时,加热处温度较高,试管口附近温度较低,故固体原来吸附的水和反应产生的水在试管口附近会冷凝成液体,若试管口向上,液态水会倒流至正在加热的试管底部而导致试管局部骤冷而炸裂。而试管外壁有水、加热时不预热、试管底部接触灯芯,都会使试管在一段时间内受热不均匀而炸裂。本题正确答案为D。

答案 D

例3 某学生用量筒量取液体时,量筒放平稳后,初次读数时仰视液体凹液面最低处,得读数为15mL;倒出部分液体后,再次读数时俯视液体凹液面最低处,得读数为10mL。则倒出液体的体积为( )。

A.5mL  B.大于5mL  C.小于5mL  D.无法确定(www.xing528.com)

分析 用量筒量取液体时,量筒一定要放平稳,视线要与量筒内液体的凹液面最低处保持在同一水平面内。若仰视读数,则读数低于凹液面最低处,即读数小于实际体积;若俯视读数,则读数高于凹液面最低点,即读数大于实际体积。故初次读数时,量筒内液体实际体积应大于15mL,倒出部分液体后,量筒内剩余液体体积应小于10mL,故倒出液体的实际体积应大于5mL。

答案 B

【基础检测】

(一)选择题(单项选择)

1.振荡试管的正确操作方法是( )。

A.右手紧握试管,上下晃动

B.右手紧握试管,手臂左右摆动

C.食指、中指、拇指捏住试管上部,利用手腕摆动

D.右手紧握试管,拇指堵住试管口,上下晃动

2.下列图示实验操作中,不正确的是( )。

3.下列对实验意外事故的处理错误的是( )。

A.硫酸洒在实验台上,立即用烧碱溶液冲洗

B.实验药液溅入眼睛,立即用水冲洗,切不可用手揉搓

C.酒精灯洒出的酒精在桌上燃烧,立即用湿布或沙子扑灭

D.浓硫酸沾到皮肤上,立即用大量的水冲洗,再涂上3%~5%的碳酸氢钠溶液

4.下列说法错误的是( )。

A.洗净玻璃仪器的标志是其内壁附着的水成股流下

B.滴加液体时滴瓶滴管的尖端不能触及试管的内壁

C.在过滤时玻璃棒可起引流浊液和转移滤渣的作用

D.量筒、温度计和托盘天平不全有零刻度

5.正确记录实验数据是一项实验基本技能。某同学记录的实验数据错误的是( )。

A.用托盘天平称取2.9g NaCl固体

B.用10mL量筒量取8.3mL蒸馏水

C.向50mL小烧杯中倒入约20mL蒸馏水

D.用pH试纸(即广泛pH试纸)测得某盐酸的pH为2.5

6.配制一定质量分数的氢氧化钠溶液时,造成所配制的溶液的溶质质量分数偏高的原因可能是( )。

A.所取NaOH固体已潮解

B.用托盘天平称量NaOH固体时,被称量物放在右盘上,砝码放在左盘上

C.托盘天平的两托盘上各放一张等质量的纸,将NaOH固体直接放在左盘纸上称量

D.用量筒量水时,俯视读数

7.现有烧杯、量筒、试管、铁架台(带铁圈和铁夹)、酒精灯、集气瓶、毛玻璃片、水槽、带玻璃导管的橡皮塞等仪器,下列实验中,不增加其他仪器无法进行的是( )。

①用高锰酸钾制氧气 ②粗盐的提纯 ③制取二氧化碳 ④配制100g20%的氯化钾溶液

A.③  B.②④  C.①  D.②③

(二)填空题

8.用下列序号填空:①烧杯;②试管;③胶头滴管;④燃烧匙;⑤蒸发;⑥过滤;⑦搅拌;⑧量取。能直接加热的玻璃仪器:________;吸取或滴加少量液体的仪器:__________;由食盐水制得食盐晶体的操作:__________;取用6.8mL某溶液的操作:__________。

9.实验室取用粉末状固体,一般可先用__________从试剂瓶中取出。往试管里转移粉末时,应一手横持试管,将盛有粉末的__________或__________小心地送至试管底部,然后使试管__________,使粉末全部落入试管底部。

10.下列各实验操作中有的有错误,请指出错误之处并说明后果。

注:要根据实际错误填,可填满也可不填满。

11.某化学兴趣小组的同学在实验室配制质量分数为8%的氢氧化钠溶液,并用其测定某稀盐酸中溶质的质量分数。

(1)配制200g质量分数为8%的氢氧化钠溶液。

①计算:需要氢氧化钠固体的质量为________g,水的体积为________mL(水的密度近似看作1g/cm3);

②称量:调节托盘天平平衡,将一个烧杯放在托盘天平的________盘,称量其质量。然后__________(按操作的先后顺序选填字母),直至天平平衡。

A.将氢氧化钠固体加入烧杯中  B.按需要添加砝码、移动游码

该步骤中用烧杯而不用纸称量氢氧化钠的原因是_________________________________;

③溶解:用量筒量取所需的水,倒入盛有氢氧化钠固体的烧杯里,搅拌,使其溶解,并冷却至室温;

④把配好的溶液装入试剂瓶,塞好橡皮塞并贴上标签。

(2)右图表示用上述配制的氢氧化钠溶液与20g某稀盐酸发生反应后溶液温度的变化情况。

①根据曲线判断,当加入氢氧化钠溶液的质量为__________时,反应恰好完全进行;

②当加入15g氢氧化钠溶液时,所得溶液中的溶质为__________(写化学式);

③试计算该稀盐酸中溶质的质量分数(请写出计算过程)。

12.将下列各小题内实验的两步操作,按实际效果的顺序,填上“先”或“后”。

(1)用启普发生器制取氢气时,__________向漏斗里注入稀硫酸;__________往容器里加进锌粒。

(2)用托盘天平称所需质量的药品时,__________加药品到天平平衡;___________调整砝码及游码到指定的质量。

(3)用量筒量取一定体积的溶液时,__________向量筒倾倒溶液;__________用滴管滴加溶液至所需刻度。

(4)给试管里的液体加热时,__________集中给试管底部的液体加热;___________来回移动灯焰给试管中下部均匀加热。

【探究尝试】

在某校的一堂初中化学课上,教师先在一块干燥的玻璃片上放几粒氢氧化钠固体,让同学们观察,结果发现氢氧化钠固体很快变潮并粘在一起。然后,教师要求同学们自己动手配制100g2.5%的氢氧化钠溶液。王小刚同学的实验操作如下:

①称取2.5g固体氢氧化钠:在托盘天平的两托盘上各放一张质量相等的纸片,调整天平平衡,然后往左盘里放2g砝码,游码移至0.5g处,往右盘加氢氧化钠固体至天平平衡。

②配制溶液:用量筒量取100mL水,然后将称好的氢氧化钠固体放入量筒里边加边搅拌。

(1)你觉得王小刚同学的操作哪几处是错误的?怎样纠正?

答:①___________________________________________________________________;

②_______________________________________________________________________;

③_______________________________________________________________________;

④_______________________________________________________________________。

(2)同学们讨论解决以下问题:

设计3~4种方案(至少有一种化学方法),不需要混合物的分离,也不引入其他杂质,将氢氧化钠溶液的溶质质量分数从2.5%变为5%。

答:①___________________________________________________________________;

②_______________________________________________________________________;

③_________________________________________________________________________;

④_______________________________________________________________________。

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