2012年高中化学学业水平测试课件：第18讲 化学实验基础知识

(共39张PPT)
第十八讲　化学实验基础知识
1．了解化学实验是科学探究过程中的一种重要方法
2．了解化学实验室常用仪器的主要用途和使用方法
3．掌握化学实验的基本操作，能识别化学品安全使用标识，了解实验室一般事故的预防和处理方法
4．了解常见气体的实验室制法(包括所用试剂、仪器，反应原理和收集方法)
5．能对常见的物质进行检验、分离和提纯，能根据要求配制溶液
6．了解控制实验条件的方法；能简单分析或处理实验数据，得出合理结论。
一、主要化学仪器的使用
类别 图形与名称 主要用途 使用方法与注意事项
可加热仪器 少量试剂反应容器 1.直接加热用试管夹
2．固体加热需均匀受热
3．试管口不能朝向人
烧瓶 较多试剂反应容器 置于______上加热
石棉网
类别 图形与名称 主要用途 使用方法与注意事项
可加热仪器 反应器、配制溶液 1.置于______上加热
2．溶物时用_______搅拌
蒸发、
浓缩结晶 1.可直接加热
2．不宜骤冷
3．浓缩时不停搅拌
灼热固体
物质 1.可直接加热
2．用坩埚钳夹取
石棉网
玻璃棒
类别 图形与名称 主要用途 使用方法与注意事项
量器 量取液体的体积 1.量筒____能受热
2．不作反应器和稀释溶液
3．读数使视线、刻度、凹液面最低点在____线
称量试剂
质量 1.称量固体药品托盘上应垫纸。2.腐蚀性药品，吸湿性药品应放入____容器中称量。3.使用前调零。4.用镊子取用砝码放到____盘
不　水平　玻璃 右
类别 图形与名称 主要用途 使用方法与注意事项
过滤、萃取仪器
转移液体；
过滤 1.滤纸低于____边缘，防外溅
2．液体低于____边缘。避免杂质混入滤液
萃取、分液 1.活塞密封性要良好
2．上层液从____倒出，下层液从____放出
热源 常用热源 1.酒精量不超过总容量的2/3，不少于1/4
2．用____加热
3．熄灭时盖灭
漏斗　滤纸　上口　漏斗下口　外焰
特别提示：1.不垫石棉网可以直接加热的仪器有试管、蒸发皿、坩埚。
2．可以加热，但需垫石棉网的仪器有烧杯、烧瓶、锥形瓶。
3．不能受热的仪器有量筒、容量瓶、滴定管等量器。
二、化学仪器的基本操作
1．药品存放与取用
(1)固体药品存放于________瓶，取用粉状或小颗粒状药品一般用________， 块状的药品用________夹取。
(2)液体药品存放于________，取用少量液体用________吸取，较多量液体常采用倾倒法，一般往大口容器或容量瓶、漏斗里倾注液体时，应用________引流。
1．(1)广口　药匙　镊子　(2)细口瓶　胶头滴管　玻璃棒
(3)不能品尝药品和用手直接取用药品，用过的药品一般不放回试剂瓶。
2．试纸的使用：常用的有红色石蕊试纸、蓝色石蕊试纸、pH试纸、淀粉碘化钾试纸和品红试纸等。
(1)使用试纸检验溶液性质时，不用蒸馏水润湿试纸。一般先把一小块试纸放在表面皿或玻璃片上，用沾有待测溶液的玻璃棒点滴在试纸________，观察试纸颜色的变化，根据试纸颜色变化判断溶液的性质。
(2)使用试纸检验气体性质时，要用蒸馏水将试纸______。将试纸粘在玻璃棒的一端，用玻璃棒把试纸放到盛有待测气体的集气瓶口或试管口(注意不要接触)，观察试纸的颜色变化，再判断气体的性质。(如：检验NH3用红色石蕊试纸；Cl2用淀粉KI试纸和品红试纸；SO2用品红试纸)
2.(1)中央　(2)润湿
3．过滤：过滤是除去溶液里混有不溶于溶剂的杂质的方法。
4．蒸发和结晶
(1)蒸发：将溶液浓缩、溶剂气化使溶质以晶体析出的方法。蒸发所需仪器：三角架、泥三角、蒸发皿、玻璃棒。
(2)结晶：通过蒸发溶剂或降低溶液温度使溶质以晶体形式析出的过程，可以用于从溶液中分离和提纯几种溶解度不同的可溶性固体混合物。如：用结晶法分离NaCl和KNO3混合物。
5．蒸馏：蒸馏是利用物质的沸点不同，除去难挥发或不挥发杂质的方法。蒸馏操作包括加热、________、收集三部分。
冷凝
6．萃取和分液
(1)萃取：是利用溶质在互不相溶的溶剂里的溶解度不同，用一种溶剂把溶质从溶液中提取出来的方法。萃取后通常需要分液。
(2)分液：是将两种互不相溶、________不同的液体分离的方法。
特别提示：1.用pH试纸测定溶液的pH，不能将试纸用水润湿。
2．进行蒸发操作时不能直接将溶剂蒸干，而应当蒸发皿中出现较多固体时，停止加热，利用余热将溶液蒸干。
三、物质分离、提纯与检验
1．分离与提纯的基本要求
(1)分离：将混合物中的物质一一分开，分别得到纯净物，并恢复到原来状态。
(2)提纯：通过适当的方法，将混合物里的杂质除去，得到纯净物。
密度
2．混合物的分离与提纯应用
分离和提
纯的方法 分离的物质 应用举例
过滤 从液体中分离出不溶于液体的固体物质 NaCl和沙子
蒸发 从溶液中分离出溶质 从NaCl溶液中结晶出NaCl
蒸馏 从互溶的液态混合物中分离出沸点较低的物质 制取蒸馏水
分馏 从互溶的液态混合物中分离出其中的各个组分 石油的分馏
萃取 用一种溶剂把溶质从它与另一种溶剂组成的溶液中提取出来 用CCl4提取碘水中的碘
3.气体净化与干燥
(1)气体的净化剂的选择一般要求是：所选用的吸收剂只能吸收气体中的________，而不能与被提纯的气体反应。
①易溶于水的气体杂质可用________来吸收。如：HCl、NH3。
②酸性杂质可用________性物质吸收。如：CO2、SO2用NaOH、CaO吸收。
③水分可用________来吸收。如：用浓硫酸、CaO、CaCl2、硅胶等吸水。
④能与杂质反应生成沉淀(或溶于水)的物质可作除杂剂。如：用Ba(OH)2吸收SO3，Cl2用NaOH吸收。
3．(1)杂质　①水　②碱　③干燥剂
(2)气体干燥剂的选择：常用的气体干燥剂按酸碱性可分为三类：
①酸性干燥剂：酸性干燥剂能够干燥酸性或中性气体，如：浓硫酸、硅胶等能干燥CO2、SO2、NO2、HCl、H2、Cl2 、O2、CH4等气体。不能用浓 H2SO4干燥碱性气体如NH3和还原性气体H2S等。
②碱性干燥剂：碱性干燥剂可以用来干燥________或中性的气体，如：生石灰等能干燥NH3、H2、O2等气体。
③中性干燥剂：可以干燥中性、酸性、碱性气体。如：无水氯化钙等能干燥O2、H2等。
(3)用溶液作除杂试剂，则是先除杂后干燥；若采用加热除去杂质，则是先干燥后加热。
碱性
4．离子的检验方法
离子 检验试剂 实验现象 化学方程式(以两物质为例)
稀盐酸、
BaCl2溶液 加入稀盐酸无明显变化，加入BaCl2溶液产生不溶于酸的白色沉淀 BaCl2＋Na2SO4＝BaSO4↓＋2NaCl
Cl－ AgNO3溶液、稀硝酸 加入AgNO3溶液产生白色沉淀，加入稀硝酸，沉淀不溶解 AgNO3＋NaCl＝AgCl↓＋NaNO3
稀盐酸、
Ca(OH)2溶液 加入稀盐酸产生无色无味的气体，将气体通入澄清石灰水，澄清石灰水变浑浊，再另取原溶液，加入
CaCl2溶液，产生白色沉淀 Na2CO3＋2HCl＝
2NaCl＋CO2↑＋H2O
CO2＋Ca(OH)2＝
CaCO3↓＋H2O
Mg2＋ 过量氢氧
化钠溶液 产生白色沉淀 MgCl2＋2NaOH＝Mg(OH)2↓＋2NaCl
Ca2＋ 碳酸钠
溶液 产生白色沉淀 CaCl2＋Na2CO3＝CaCO3↓＋2NaCl
特别提示：1.提纯物质要求：一不增(提纯过程中不增加新的杂质)；二不减(不减少欲被提纯的物质)；三易分离(被提纯物与杂质容易分离)；四易复原(被提纯物质要复原)。
2．除杂质要求，加入的试剂不能是“适量”，而应是“过量”；但过量的试剂必须在后续操作中便于除去。
四、常见气体的实验室制法
1．气体发生装置
装置类型 操作要点 典型气体
(固体加热) (1)试管口应稍向____倾斜
(2)铁夹应夹在距试管口____处 O2、NH3、
CH4等
(固液不加热) (1)长颈漏斗的下口应伸入液面以____
(2)加入的液体反应物要适当 H2、CO2等
(固液加热) (1)先加________，再加________
(2)正确使用分液漏斗 Cl2等
下
1/3
下
固体
液体
装置类型 操作要点 典型气体
不溶于水(液)的气体 H2、O2、CH4、CO、CH2==CH2、NO 等
向下排空气集气法 密度比空气________的气体 H2、NH3、
CH4等
向上排空气集气法 密度比空气________的气体 Cl2、HCl、
CO2、SO2等
小
大
特别提示：1.NO易氧化只能用排水法收集。
2．HCl、NH3、NO2、SO2等易溶于水或与水反应，只能用排气法收集。
3．CO、C2H4、C2H6等气体的密度和空气密度相当，只能用排水法收集。
五、化学实验的安全常识
1．常见使用标识
2．实验室意外事故预防和处理措施
(1)用酒精灯加热的安全注意事项
在使用前，要先检查灯里有无酒精，禁止向燃着的酒精灯里添加酒精和用燃着的一只酒精灯去点燃另一只酒精灯以免失火。不可用________去吹灭，洒出的酒精在桌上着火，立即用________扑盖。
(2)稀释浓硫酸时应将________慢慢倒入________中，不能将水倒入其中，以避免外溅。浓硫酸灼伤时先用干布小心拭去浓硫酸，再用大量的________冲洗。
(3)钾、钠和白磷等暴露在空气中易燃烧。少量钾、钠应保存在________中，白磷则可保存在________中。取用时用镊子，防止灼伤。易燃有机溶剂(如：乙醇、苯等)，使用时远离明火，用毕立即盖紧瓶塞，要防着火。活泼金属着火(如：Na)用沙子覆盖灭火，不能用泡沫灭火器灭火。
嘴
湿布
浓硫酸
水
水
煤油
水
(4)不纯的氢气遇火易爆炸，严禁接近明火。在点燃前，必须先检查________。某些强氧化剂(如：氯酸钾、硝酸钾、高锰酸钾等)或其混合物不能________，防爆炸。
(5)闻药品(特别是气体)的气味。面部应离远容器，用手将离开容器的气流慢慢地________自己的鼻孔，防中毒。吸入硫化氢或一氧化碳气体，而感到不适时，应立即到室外呼吸新鲜空气。
(6)有毒药品(如：钡盐、铅盐)废液不能随便倒入下水道。含重金属离子的废液将其转化为难溶性的氢氧化物或硫化物而沉积下来，从而过滤分离，回收利用，少量残渣可埋于地下。
(7)有毒气体如NO2、SO2、Cl2、H2S等用导管通入______中吸收。CO可点燃转化为CO2。
(8)电器设备所引起的火灾，用二氧化碳或四氯化碳灭火器灭火，不能用泡沫灭火器，以免触电。
纯度
研磨
扇向
碱液
3．其他试剂的保管
(1)NH3·H2O：易挥发，应密封放________处。
(2)浓HNO3、AgNO3：见光易分解，应保存在________瓶中，放在低温避光处。
(3)固体烧碱：易潮解，应用易于密封的干燥大口瓶保存。瓶口用________塞塞严或用塑料塞盖紧。
(4)Fe2＋盐溶液因易被空气________，不宜________放置，应现配现用。
(5)氯水、石灰水、Cu(OH)2悬浊液等，都要随配随用，不能________放置。
易错提示：1.气态烃类物质易燃烧发生爆炸，点燃前要检查纯度。
2．活泼金属着火不能用水扑灭，用沙土盖灭。
3．有机物着火可用干粉灭火器或四氯化碳灭火器灭火。
低温
棕色
橡胶
氧化
长期
长时间
化学仪器的使用
(2010年江西学业水平模拟)容量瓶上需标有以下六项中的(　　)
①温度　②浓度　③容量　④压强　⑤刻度线　⑥酸式或碱式
A．①③⑤　　　　　　　 B．③⑤⑥
C．①②④ D．②④⑥
解析：容量瓶是一个体积精密的仪器，需要在一定的温度条件下进行，需要标明使用温度，确定的容量瓶只能配制确定体积溶液，该体积用刻度线标明。
答案：A
物质分离、提纯与检验
(2011年南京高中学业水平测试模拟)现有三组溶液，①汽油和氯化钠溶液，②乙醇和CCl4的混合物，③氯化钠和单质碘的水溶液。分离以上各混合物的正确方法依次是(　　)
A．分液、萃取、蒸馏　　　B．萃取、蒸馏、分液
C．分液、蒸馏、萃取 D．蒸馏、萃取、分液
解析：汽油和氯化钠溶液是互不相溶的，故可用分液的操作；乙醇和CCl4的混合物是互溶的有机溶剂，但两者的沸点不同，故可用蒸馏的操作；氯化钠和单质碘的水溶液中，单质碘易溶于的有机溶剂，故可用萃取的方法分离；选项C正确。
答案：C
对下列物质进行提纯所用试剂和方法不正确的是(　　)
选项 物质 杂质 提纯所需试剂或(和)方法
A Na2CO3 NaHCO3 加热分解
B KNO3 NaCl H2O、溶解、蒸发、结晶、过滤
C CH3CH2OH CH3COOH 蒸发
D Br2 H2O CCl4、萃取、分液、蒸馏
解析：提纯物质需将杂质除去并进行有效的分离，因此，所加试剂与杂质作用的产物应易于分离而除去，需要引起注意的是所加试剂不能跟非杂质反应。选项A、B、D均正确，选项C错误，CH3CH2OH的沸点比CH3COOH低，且均是挥发性物质，只能用蒸馏方法提纯CH3CH2OH。
答案：C
特别提示：萃取与分液的操作步骤：
1．检验分液漏斗是否漏水
2．加入溶液，加入萃取剂，振荡
3．静置分层
4．分液，下层液体从分液漏斗下口放出，上层液体从分液漏斗上口放出
下列化学药品存放或实验操作正确的是(　　)
A．浓硝酸应存放在带橡皮塞的无色细口瓶中
B．不慎将浓硫酸溅到皮肤上，要迅速用抹布擦拭，立即用水冲洗
C．NaOH溶液保存在带玻璃塞的细口瓶中
D．配置硫酸溶液时，可先在量筒中加入一定体积的水，再慢慢倒入浓硫酸，并不断搅拌
解析：选项A错误，浓硝酸是易挥发、见光受热易分解的强氧化性酸，并对橡皮塞有腐蚀作用，故应保存在棕色细口试剂瓶中。选项B正确。选项C错误，NaOH溶液能与SiO2反应，必须用带橡皮塞的细口瓶装。选项 D错误，因为量筒是粗略量取液体体积的仪器，不能用来配制溶液，若配制溶液，可在烧杯中进行。
答案：B
特别提示：蒸发和蒸馏操作要领
1．蒸发操作要领：加热蒸发皿进行溶液蒸发操作时，为防溶液局部温度过高，造成液体飞溅，要用玻璃棒搅动溶液。
2．蒸馏操作要领
(1)温度计下端水银球应置于与蒸馏烧瓶支管口平行处，测量馏出的气体的温度。
(2)蒸馏烧瓶中所盛放液体不能超过其容积的2/3，加热时要垫上石棉网，烧瓶中还要加入少量沸石，防止液体暴沸。
(3)冷凝管中冷却水从下口进，上口出。
常见气体的实验室制法
(2011年广东龙山中学学业水平模拟)下图是制取和收集某气体的实验装置，该装置可用于(　　)
A．用浓盐酸和二氧化锰反应制取Cl2
B．用浓氨水和生石灰反应制取NH3
C．用浓硝酸与铜反应制取NO2
D．用过氧化钠固体和水反应制取O2
解析：用浓盐酸和二氧化锰反应制取Cl2，必需加热并且不能用排水法收集，故A错；用浓氨水和生石灰反应制取NH3不能用排水法收集，故B错；同理，NO2也不能用排水法收集，故C错；故正确选项为D。
答案：D
化学实验的安全常识
(2011年广东龙山中学高二化学学业水平模拟)实验室做化学实验，发生下列事故，处理方法不正确的是(　　)
A．金属钠着火，用泡沫灭火器扑灭
B．实验台上的酒精灯碰翻着火，立即用湿抹布扑灭
C．皮肤溅上浓H2SO4, 立即用大量水冲洗
D．汞洒落地面，应立即撒上一层硫磺粉
解析：金属钠着火时有过氧化钠生成：2Na＋O2＝Na2O2 ，如果用CO2灭火 ，生成的过氧化钠会与二氧化碳反应：2Na2O2＋2CO2＝2Na2CO3＋O2 ，此反应放出氧气，更加促进金属纳反应，所以二氧化碳不仅不能灭火，反而使钠燃烧得更加厉害；当然也不用水灭火，只有隔绝空气，可以用沙子扑灭；故A错；皮肤溅上浓H2SO4, 应先用干布擦拭并立即用大量水冲洗，故C错；而B、D明显正确。
答案：AC
一、单项选择
1．美国科学家科恩和英国科学家波普尔在上世纪末由于在理论化学领域做出重大贡献，曾获得诺贝尔化学奖，他们的工作使实验和理论能够共同协力探讨分子体系的性质，引起整个化学领域正在经历一场革命性的变化。下列说法正确的是(　　)
A．化学不再是纯实验科学
B．化学不再需要实验
C．化学不做实验，就什么都不知道
D．未来化学的方向还是经验化
解析：因为他们的成功是使实验和理论能够共同协力探讨分子体系的性质的结果。
答案：A
2．(2011南师附中学业水平测试模拟)在用海带提取碘的实验中，进行萃取和分离操作时要用到的仪器是(　　)
A．蒸发皿　　B．烧瓶　　C．漏斗　　D．分液漏斗
解析：进行萃取和分离操作时要用到的仪器是分液漏斗，故答案为D。
答案：D
3．(2011年江苏省姜堰中学高二化学学业水平测试模拟)玻璃仪器：①烧杯 ②烧瓶 ③试管 ④容量瓶 ⑤量筒。能直接加热的是(　　)
A．①③ B．②③ C．③ D．④⑤
解析：能加热的仪器有①烧杯 ②烧瓶 ③试管，但能直接加热的是③，故答案选C。
答案：C
4．下列仪器使用前不需要检查是否漏水的是(　　)
A．分液漏斗 B．容量瓶
C．量筒 D．滴定管
解析：量筒无玻璃活塞，可直接量取液体，容量瓶有玻璃塞，配制溶液时需倒转混合溶液，为防止溶液漏出应检查是否漏水分液漏斗、滴定管有玻璃活塞，使用时需转动玻璃活塞，为防止溶液漏出应检查是否漏水。
答案：C
5．(2011江苏省扬州中学学业水平测试模拟)下列有关玻璃棒的用途不正确的是(　　)
A．搅拌 B．引流
C．转移固体 D．研磨固体
解析：本题明显选D。
答案：D
6．下列关于仪器的识别中错误的是(　　)
解析：A选项所示为普长颈通漏斗。
答案：A
7．(2011江苏省扬州中学学业水平测试模拟)下列各组混合物中，可以用分液漏斗分离的是(　　)
A．水和乙醇 B．乙酸乙酯和水
C．乙酸和水 D．乙醇和乙酸
解析：只有互不相溶的液体才能用分液漏斗分离，故选B。
答案：B
8．(2011年广东学业水平测试)下列实验操作或事故处理正确的是(　　)
A．金属钠着火，立即用水扑灭
B．实验结束后，用嘴吹灭酒精灯
C．皮肤上不慎沾上NaOH溶液，立即用盐酸冲洗
D．稀释浓硫酸时，将浓硫酸沿器壁慢慢注入水中，并不断搅拌
解析：金属钠着火，立即用砂子扑灭，A错；不能用嘴吹灭酒精灯，B错；皮肤上不慎沾上NaOH溶液，立即用大量水冲洗，C错；D显然正确。
答案：D
二、多项选择(在每小题列出的四个选项中，至少有2个选项是正确的)
15．(2011年常州市学业水平测试模拟)除去下列物质中少量杂质的方法正确的是(　　)
A．除去CO2中混有的HCl：用饱和碳酸氢钠溶液洗气
B．除去NO2中混有的NO：用水洗气
C．除去FeCl2溶液中混有的FeCl3：加入过量铁粉，过滤
D．除去Cu粉中混有的CuO：加适量稀硝酸后，过滤、洗涤
解析：A明显正确；B错，因为NO2能与水反应；C也明显正确；D错，因为Cu粉也能与稀硝酸反应；故本题正确选项为A、C。
答案：AC
16．(2011年广东学业水平测试)下列实验操作过程中不需要使用圆底烧瓶的是(　　)
A．过滤 B．蒸馏 C．溶解 D．分液
解析：显然只有蒸馏才需要使用圆底烧瓶，故选A、C、D。
答案：ACD