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从实验学化学
第一节 化学实验基本方法
第1课时 化学实验安全 过滤和蒸发
一些常用危险化学品的标志
学习和研究化学,经常要进行实验。无论是在化学实验室还是在家中进行实验或探究活动,安全是顺利进行实验及避免伤害和事故的保障。让我们一起走进教材,学习化学实验安全知识。
一、化学实验安全
1.遵守实验室规则:做化学实验前,要牢记安全规则。
2.了解安全措施
(1)认识常见危险化学品的标志。
爆炸品
剧毒品
腐蚀品
(2)意外事故的处理方法。
湿布或沙土
冷水
NaHCO3
大量水
大量水
点拨:制备和使用有毒气体,应在通风橱中进行。
意外事故 处理方法
酒精灯引起着火 移开可燃物,用______________盖灭
烫伤或烧伤 先用________冲洗,再涂上烫(烧)伤膏
浓硫酸沾到皮肤上 先用大量水冲洗,再涂上3%~5%的______________溶液
浓碱沾在皮肤上 用__________冲洗,再涂上3%~5%的硼酸
试剂溅到眼睛内 直接用__________冲洗,边洗边眨眼
3.掌握正确的操作方法
(1)药品取用。
药匙
镊子
胶头滴管
量筒
(2)物质加热。
试管
蒸发皿
试管
坩埚
(3)气体的收集。
排水
向上排空气
向下排空气
点拨:禁止用燃着的酒精灯点燃另一只酒精灯。
4.重视并逐步熟悉污染物和废弃物的处理办法
回收处理
三废 “三不能” “三要”
废气 不能直接排入空气 要进行____________
废液 不能直接倒入下水道 要倒入指定容器
废渣 不能随意丢弃 要进行分类处理
二、物质的分离和提纯——过滤和蒸发
1.过滤
(1)作用:分离固体和液体的方法。
(2)装置:
(3)过滤的注意事项——“一贴”“二低”“三靠”。
一贴:滤纸紧贴________内壁;
二低:①滤纸上沿低于漏斗边缘;
②液面低于________上沿;
三靠:①倾倒液体的烧杯紧靠玻璃棒;
②玻璃棒紧靠____________处;
③漏斗下端紧靠烧杯内壁。
点拨:①玻璃棒的作用:引流。
②若过滤所得滤液浑浊,需二次过滤。
③准确获得沉淀质量的方法是过滤、洗涤、干燥后称重。
漏斗
滤纸
三层滤纸
2.蒸发
(1)作用:将________溶质从溶剂中分离出来的方法。
(2)装置:
固体
(3)蒸发操作的注意事项。
①液体体积不得超过蒸发皿容积的2/3;
②加热过程中要用__________不断搅拌液体以防止局部过热,造成液体飞溅;
③当蒸发皿中出现____________时,停止加热,利用余热将液体蒸干。
点拨:取用或夹取蒸发皿时应用坩埚钳。
玻璃棒
较多固体
3.粗盐的提纯
(1)除去难溶性杂质
(2)除去可溶性杂质
BaCl2
NaOH
Na2CO3
Na2SO4+BaCl2===BaSO4↓+2NaCl
MgCl2+2NaOH===Mg(OH)2↓+2NaCl
CaCl2+Na2CO3===CaCO3↓+2NaCl
杂质 加入的试剂 反应的化学方程式
硫酸盐 (Na2SO4) __________ ______________________________________
MgCl2 __________ ______________________________________
CaCl2 __________ ______________________________________
点拨:高中阶段,通常不溶于稀硝酸的白色沉淀是硫酸钡和氯化银。
无明显现象
白色沉淀
B
解析:可以从该标志所表示的意义方面分析、判断,三角形中有一堆火焰,表示该药品是可燃性的药品,属于易燃标志,常张贴于气体、液体或者固体易燃物品。
2.(2019·赣州高一检测)下列实验操作中:①过滤 ②蒸发 ③溶解 ④取液体试剂 ⑤取固体试剂。一定要用到玻璃棒的是( )
A.①②③ B.④⑤
C.①④ D.①③⑤
解析:过滤时要用玻璃棒引流;蒸发时要用玻璃棒不断搅拌溶液防止液体受热飞溅;溶解时用玻璃棒不断搅拌促进物质溶解;取液体试剂用滴管;取固体试剂用药匙或镊子。
A
3.化学药品中有很多易燃物,妥善保管,正确使用是防止化学实验室火灾发生的关键,下列化学药品的保存错误的是 ( )
A.白磷要储存在冷水中
B.乙醇、汽油等要敞口保存,远离火源
C.浓盐酸要密封保存防挥发
D.高锰酸钾、氯酸钾等受热易分解的药品,应远离易燃物,防止受热和撞击
B
4.下列事故处理方法正确的是 ( )
A.汽油失火时,立即用水灭火
B.电线短路失火时,首先要用泡沫灭火器灭火
C.浓氢氧化钠溶液溅到皮肤上,立即用水冲洗,然后涂上稀硼酸溶液
D.浓硫酸溅到皮肤上,立即用稀氢氧化钠溶液洗涤
解析:汽油不溶于水且密度比水小,应用沙土灭火;电线短路失火时应先拔掉电源再用干粉灭火器灭火;NaOH也有腐蚀性,故浓硫酸溅到皮肤上,应立即用大量水冲洗,然后再涂上3%~5%的碳酸氢钠溶液。
C
5.如图所示的实验操作正确的是 ( )
A.①②④ B.②③④
C.①③④ D.①②③④
B
6.下列各组仪器中可以用酒精灯直接加热的一组是 ( )
A.试管、蒸发皿 B.试管、烧杯
C.试管、平底烧瓶 D.蒸发皿、圆底烧瓶
A
问题探究:做有毒气体实验时应注意哪些事项?
探究提示:应在通风橱中进行,并注意对尾气进行处理(吸收或点燃)。
知识归纳总结:
化学实验安全的“六防”
知识点1 化学实验安全生产“六防”
六防
内容 可能引起事故的操作 采取的措施
防
爆
炸 点燃可燃性气体(如H2、CO) 点燃前先要检验气体的纯度
用CO、H2还原Fe2O3、CuO等 先通入CO或H2,在装置尾部收集气体检验纯度,若尾部气体纯净,确保空气已排尽,再对装置加热
防
暴
沸 加热液体混合物 在混合液中加入碎瓷片
稀释浓硫酸 应注意将浓硫酸沿器壁慢慢加入水中,边加边搅拌
六防
内容 可能引起事故的操作 采取的措施
防失火 可燃性物质遇到明火 可燃性物质一定要远离火源
防中毒 制取有毒气体;误食重金属盐类等 制取有毒气体要用通风设备;误食重金属盐应喝豆浆、牛奶或鸡蛋清解毒
防
倒
吸 加热法制取并用排水法收集气体 先将导管从水中取出,再熄灭酒精灯;在有多个加热的复杂装置中,要注意熄灭酒精灯的顺序
防污染 对环境有污染的物质的制取 有毒物质应进行尾气处理,如CO气体进行点燃处理
点拨:(1)任何药品都不能品尝。因为标签可能错误或混入其他有毒物质。
(2)任何药品都不能用手接触。因为手可能被腐蚀,且手上的污物会污染化学药品。
(3)并非多取的化学药品都不能放回原瓶,如钾、钠、白磷等,应放回原瓶。
(4)实验废弃物能利用的尽量回收,不能利用的放到指定容器中,不可投到下水道中。
(2019·海南期末)下列危险化学品标志中表示腐蚀的是 ( )
【延伸探究】(1)一些装有化学物质的容器上常贴有危险化学品的标志。上述标志中,应贴在装有高锰酸钾试剂瓶上的是哪个?
(2)实验室称量NaOH固体时,应注意哪些问题?
典例 1
A
解析:A项,图示标志是腐蚀品标志;B项,图示标志是易燃固体标志;C项,图示标志是放射性物品标志;D项,图示标志是氧化剂标志。
【延伸探究】(1)提示:高锰酸钾在中学化学中常用作氧化剂,应选择图示D。
(2)提示:实验室称量NaOH固体时,应注意两个问题:
①应选择用烧杯盛放氢氧化钠固体;②称量要迅速。
〔变式训练1〕(2019·宜昌高一检测)做化学实验时,必须十分重视安全和环保问题。下列操作方法不符合上述要求的是 ( )
A.制取氧气时,用排水法收集氧气出现倒吸现象,立即打开试管上的橡皮塞
B.在由氢氧化铜分解制氧化铜时,要边加热边用玻璃棒搅拌
C.实验结束后将所有的废液倒入下水道排出实验室,以免污染实验室
D.给试管中的液体加热时,加入碎瓷片,以免液体暴沸伤人
C
解析:A项,产生倒吸的原因是装置内压强减小,使收集装置中水槽中的水进入制气装置,打开试管上的橡皮塞可防止倒吸的水进入制气装置中,正确。B项,搅拌是使固体受热均匀,正确。C项,实验结束后的废液中有的含有有毒物质,不能直接倒入下水道,应倒入指定的容器中,经处理后再排放,错误。D项,给试管中的液体加热时,加入碎瓷片能防止暴沸,正确。
问题探究:1.制作豆浆时用纱布将豆渣从豆浆中分离出来,这是采用什么方法?
2.工业生产中,从甘蔗汁(主要含有甘蔗渣和蔗糖溶液)中得到蔗糖应该如何操作?
探究提示:1.过滤。豆渣不能透过纱布,而豆浆可以透过纱布,利用过滤的原理将二者分离。
2.首先通过过滤除去甘蔗渣,再采用蒸发结晶的方法得到蔗糖。
知识点2 混合物的分离和提纯及过滤和蒸发的应用
知识归纳总结:
1.分离和提纯的比较:
分离 提纯
含义 把混合物的各成分分开 把混合物中含有的杂质除去
区别 分开后的各物质要恢复原来的状态 杂质不必恢复原状态
物理方法 过滤、结晶、升华、蒸馏、萃取、分液、溶解等
化学方法 沉淀、置换等
3.过滤和蒸发的应用——粗盐的提纯:
(1)除去粗盐中不溶性杂质——过滤。
(2)除去粗盐中可溶性杂质。
①原理。
②加试剂的先后顺序。
原则:Na2CO3溶液加入顺序在BaCl2溶液之后;加入盐酸在过滤之后。通常顺序可以为
BaCl2溶液―→NaOH溶液―→Na2CO3溶液―→盐酸;
NaOH溶液―→BaCl2溶液―→Na2CO3溶液―→盐酸;
BaCl2溶液―→Na2CO3溶液―→NaOH溶液―→盐酸。
点拨:(1)为减少实验步骤,3次过滤可合并1次进行;过滤后溶液仍浑浊,应重新进行过滤。
(2)过滤后,过滤器中固体表面残留部分母液,应该将固体残余物洗涤2~3次。
(3)热稳定性差的物质应采用水浴加热的方法间接加热。
(4)过滤操作中“三个”答题模板
①检验沉淀完全:静置取上层清液→加沉淀剂→有无沉淀→结论。
②沉淀洗涤:向漏斗内加蒸馏水至浸没沉淀,静置使水自然流出,重复操作2~3次。
③沉淀洗净:取少量最后一次洗涤液于试管中,加入×××,若无×××现象,则证明×××离子已经洗净(或沉淀已经洗涤干净)。
下列中草药煎制步骤中,属于过滤操作的是 ( )
典例 2
C
【延伸探究】(1)B选项操作的目的是什么?为了达到该目的还可以采取什么措施?
(2)C选项操作在实验室需要的玻璃仪器有哪些?
解析:过滤是常用的物质分离方法,适用于固液分离,C项符合题意;A项和B项均为浸取,D项为溶液的转移,A项、B项、D项均不符合题意。
【延伸探究】(1)提示:加速溶解。升高温度可以加速物质的溶解。还可以搅拌加速溶解。
(2)提示:C选项操作在化学实验中属于过滤,需要的玻璃仪器有烧杯、漏斗、玻璃棒。
B
解析:因为是钾盐溶液,沉淀Ca2+应用碳酸钾溶液而不可选用碳酸钠溶液,否则引入杂质离子Na+;碳酸盐过量才能保证Ca2+被除净,因为是硝酸盐溶液,故过量的碳酸盐应用HNO3除去,不能用盐酸,否则引入杂质离子Cl-;故X、Y试剂分别为K2CO3、HNO3。
学习和研究化学,经常要进行实验。无论是在化学实验室还是在家中进行实验或探究活动,安全是顺利进行实验及避免伤害和事故的保障。
1.遵守实验室规则
当你走进化学实验室时,首先要认真阅读并牢记实验室的安全规则。
2.了解安全措施
了解危险化学药品在存放和使用时的注意事项、着火和烫伤的处理、化学灼伤的处理、如何防止中毒、意外事故的紧急处理方法,以及灭火器材、煤气、电闸等的位置和使用方法、报警电话等。
(1)危险化学药品存放注意事项
药品类型 存放注意事项
易燃易爆药品 放在阴凉、干燥、通风处,远离火种、热源,避免阳光直射,与氧化剂(如高锰酸钾、氯酸钾)分开存放
剧毒药品 锁在专用药品柜中放在专门区域
(2)实验室部分事故的处理
事故 处理方法(参考)
割伤 伤处不能用手触摸,通常也不能用水洗涤。一般割伤可用酒精棉球(或双氧水)擦净伤口,然后撒上消炎粉(或敷上消炎膏)包扎即可。若是玻璃割伤并有玻璃碎片时,应先挑出,再清洗敷药包扎。严重割伤在就医前应注意止血
烫伤 要用冷水洗涤伤处。伤处皮肤未破时,可涂擦饱和NaHCO3溶液或NaHCO3粉末调成糊状敷于伤处,也可涂抹烫伤膏;如果伤处皮肤已破,可涂些紫药水或1% KMnO4溶液
受酸腐蚀伤 先用大量水冲洗,再用饱和NaHCO3溶液(或稀氨水、肥皂水)洗,最后再用水冲洗。如果酸液溅入眼内,用大量水冲洗后,立即送医院诊治。如果沾到浓硫酸量较大时,不宜先用水冲洗,可迅速用干布或干脱脂棉轻轻拭去,再用大量水冲洗,以免烫伤
事故 处理方法(参考)
受碱腐蚀伤 先用大量水冲洗,再用2% CH3COOH溶液或饱和硼酸溶液洗,最后用水冲洗。如果碱液溅入眼内,用硼酸溶液洗后,立即送医院诊治
受溴腐蚀伤 先用苯或甘油洗伤口,再用水洗
受磷灼伤 用1% AgNO3、5% CuSO4或浓KMnO4溶液冲洗伤口,然后包扎
吸入刺激性或有毒气体 吸入Cl2、HCl时,可吸入少量酒精解毒。吸入H2S或CO而感到不适时,应立即到室外呼吸新鲜空气。但应注意,NH3、Br2中毒时不可进行人工呼吸,CO中毒时不可使用兴奋剂
事故 处理方法(参考)
毒物进入口内 将5~10 mL稀CuSO4溶液加入一杯温水中,内服后,用手指伸入咽喉部,促使呕吐,吐出毒物后,立即送医院诊治
触电 首先切断电源,然后在必要时进行人工呼吸
起火 起火后,要立即一面灭火,一面防止火势蔓延(如采取切断电源、移走易燃物品等措施)。灭火时要针对起因,选用合适的方法。一般的小火用湿布、石棉布或沙子覆盖燃烧物,即可灭火。火势大时要选用合适的灭火器灭火。电器设备引起的火灾,只能使用CO2或CCl4灭火器灭火,不能使用泡沫灭火器灭火,以免触电。贵重设备、精密仪器引起的火灾,不能使用干粉灭火器灭火,以免损坏设备或仪器
3.掌握正确的操作方法
化学实验的正确操作方法包括仪器和药品的使用、加热、气体收集等。
4.重视并逐步熟悉污染物和废弃物的处理方法
化学实验中污染物和废弃物的处理方法包括有害气体、废液、固体废弃物(如破损玻璃、反应后剩余的金属等)的处理。
〔即时训练〕
已知有关化学实验安全的叙述:
①生石灰可以与浓盐酸放在同一个药品柜中;
②取用化学试剂时不能用手直接去取;
③不能直接用鼻子闻二氧化硫气体的气味;
④用酒精灯加热烧杯要加垫石棉网;
⑤用酒精灯加热盛在烧瓶里的液体要加碎瓷片或沸石;
⑥在烧杯中稀释浓硫酸时,要使水沿着烧杯内壁慢慢流入浓硫酸中;
⑦用排水法收集加热氯酸钾生成的氧气,后期的操作是先停止加热,然后将导管从水中取出,再取出集气瓶;
⑧点燃氢气前要验纯,但点燃甲烷气体前不需要验纯;
⑨废H2SO4溶液可用石灰水中和至溶液呈中性。
上述叙述中合理的组合是 ( )
A.②③④⑤⑧ B.①②③④⑤⑨
C.②③④⑤⑨ D.②③④⑤⑥⑦
解析:①生石灰有碱性,浓盐酸有酸性和挥发性,生石灰与浓盐酸易发生剧烈的化学反应,故生石灰与浓盐酸不能放在同一药品柜中。⑥浓硫酸的密度比水大,溶于水放出大量的热。稀释浓硫酸时,要使浓硫酸沿着烧杯内壁慢慢流入水中,并用玻璃棒轻轻搅拌硫酸溶液,以防硫酸溶液因局部过热而迸溅。⑦用排水法收集加热氯酸钾生成的氧气,后期的操作是先将导管从水中取出,然后停止加热,再取出集气瓶,以免水被倒吸。⑧化学实验中,凡是点燃可燃性气体,必须在点燃之前检验纯度,以免发生爆炸。甲烷气体易燃烧,在点燃之前要验纯。
C
规律方法指导:
1.信息提取
已知九项有关化学实验安全的说法,要求从中选出哪些是合理的。
2.形成思路
①对放在同一个柜中的药品的性质有什么要求?
⑥用水稀释浓硫酸的操作有何特殊要求?
⑦用排水法收集氧气的操作有何特殊要求?
⑧可燃性气体在点燃之前的“验纯”有没有例外?