高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 專題二十三 化學(xué)實驗基本方法 考點一 常見儀器的使用和藥品保存教學(xué)案

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專題二十三　化學(xué)實驗基本方法 考綱展示　命題探究 1　常見儀器的使用 (1)加熱儀器——酒精燈、酒精噴燈 (2)可加熱儀器 ①可以直接加熱的儀器 儀器圖形與名稱 主要用途 使用方法和注意事項 (分為小試管、中試管、大試管、具支試管、離心試管等) 常用作反應(yīng)器，也可收集少量氣體 可直接加熱，拿取試管時，用中指、食指、拇指拿住試管口占全長的1/3處。加熱時管口不能對著人。放在試管內(nèi)的液體不超過容積的1/2，加熱的不超過1/3。加熱時要用試管夾，并使試管跟桌面成45的角度，先給液體全部加熱，然后在液體底部加熱，并不斷搖動。給固體加熱時，試管要橫放，管口略向下傾 續(xù)表 儀器圖形與名稱 主要用途 使用方法和注意事項 用于蒸發(fā)溶劑或濃縮溶液 可直接加熱，但不能驟冷。蒸發(fā)溶液時不可加得太滿，液面應(yīng)距邊緣1厘米處 用于灼燒固體，使其反應(yīng)(如分解) 可直接加熱至高溫。灼燒時應(yīng)放于泥三角上，用坩堝鉗夾取，避免驟冷 (分別由Fe、Cu等金屬或玻璃制備) 燃燒少量固體物質(zhì) 可直接用于加熱，遇能與Cu、Fe反應(yīng)的物質(zhì)時要在匙內(nèi)鋪細沙或墊石棉線 ②可以間接加熱(需墊石棉網(wǎng))的儀器 儀器圖形和名稱 主要用途 使用方法和注意事項 (分為50、100、250、500、1000 mL等規(guī)格) 用作配制、濃縮、稀釋溶液，也可用作反應(yīng)器和給試管水浴加熱等 加熱時應(yīng)墊石棉網(wǎng) 用作反應(yīng)器(特別是不需加熱的) 不能直接加熱，加熱時要墊石棉網(wǎng)。不適于長時間加熱，當瓶內(nèi)液體過少時，加熱容易使之破裂 用作在加熱條件下進行的反應(yīng)器 不能直接加熱，應(yīng)墊石棉網(wǎng)加熱。所裝液體的量不應(yīng)超過其容積的1/2 用于蒸餾與分餾，也可用作氣體發(fā)生器 加熱時要墊石棉網(wǎng)。也可用其他熱浴 用作反應(yīng)器，常用于滴定操作 一般放在石棉網(wǎng)上加熱，在滴定操作中液體不易濺出 (3)常用的計量儀器 儀器圖形和名稱 主要用途 使用方法和注意事項 粗略量取一定體積的液體(一般精確度≥0.1 mL) 無“0”刻度，刻度由下向上逐漸變大，不能加熱，不能在量筒內(nèi)配制溶液，不能用作反應(yīng)器，讀數(shù)時應(yīng)平視凹液面與刻度線相切處；量筒內(nèi)殘留的液體為“自然殘留液”，不應(yīng)洗滌后轉(zhuǎn)移 配制一定體積、一定物質(zhì)的量濃度的溶液 用前應(yīng)先查漏，往容量瓶中轉(zhuǎn)移液體時，應(yīng)用玻璃棒引流，轉(zhuǎn)移前液體應(yīng)冷卻到20 ℃，不能加入剛配制的熱溶液；不能用來量取液體的體積；常用規(guī)格有50_mL、100_mL、250_mL、500_mL等 酸堿中和滴定，量取一定量的液體(精確度為0.01 mL) 刻度由上向下逐漸變大，堿式滴定管不能裝酸性和氧化性試劑，酸式滴定管不能裝堿性試劑，用前應(yīng)先查漏 續(xù)表 儀器圖形和名稱 主要用途 使用方法和注意事項 稱量物質(zhì)的質(zhì)量(精確度為0.1 g) 調(diào)零、墊紙、稱取(左物右碼)。易潮解或有腐蝕性的藥品放在玻璃器皿中稱量 測量溫度 應(yīng)根據(jù)測量溫度的高低選擇適合測量范圍的溫度計，嚴禁超量程使用；測量液體的溫度時，溫度計的水銀球全部浸入被測液體中，不能觸及容器的底部或器壁；蒸餾實驗中，溫度計的水銀球在蒸餾燒瓶支管口處；不能將溫度計當攪拌棒使用 (4)常用的分離、提純和干燥的儀器 儀器圖形和名稱 主要用途 使用方法和注意事項 普通漏斗 ①向小口容器中轉(zhuǎn)移液體 ②加濾紙后，可過濾液體 ①制作過濾器時，濾紙緊貼漏斗內(nèi)壁，用水潤濕，注意不得留有氣泡 ②濾紙上緣低于漏斗邊緣，液體低于濾紙邊緣 分液漏斗 ①用于隨時添加液體 ②萃取、分液 ①注意活塞不得滲漏 ②分離液體時，下層液體由下口放出，上層液體由上口倒出 蒸發(fā)皿 蒸發(fā)或濃縮溶液 可直接加熱，加熱時液體體積不超過其容積的2/3，快蒸干時停止加熱 蒸餾燒瓶 蒸餾或分餾 ①加熱時要墊石棉網(wǎng) ②加熱時液體的量不超過其容積的1/2 直形冷凝管 組裝蒸餾裝置，將蒸汽冷凝為液體 蒸汽流的方向與冷卻水流的方向相反 洗氣瓶 除去氣體中的雜質(zhì)，其中廣口瓶可換作大試管或錐形瓶 ①一般選擇能與雜質(zhì)氣體反應(yīng)的試劑作吸收劑 ②裝入液體量不宜超過容積的2/3 ③氣體的流向為A進B出 ①內(nèi)裝固體干燥劑或吸收劑 ②用于干燥或吸收氣體 ①若是球形干燥管，氣體由大口進小口出，球形部分裝滿固體干燥劑 ②干燥劑或吸收劑均為顆粒狀固體，裝入干燥管內(nèi)的藥品顆粒不能太大或太小，太小時氣流不暢通，太大時干燥效果不好 ①用于存放干燥的物質(zhì) ②用于潮濕的物質(zhì)干燥 ③用于坩堝、蒸發(fā)皿中的物質(zhì)灼燒后冷卻 ①過熱的物質(zhì)應(yīng)稍冷后放入 ②磨口應(yīng)涂一層凡士林，便于器皿密封 ③開蓋時，只平推不拔 (5)其他常用儀器 儀器圖形與名稱 主要用途 使用方法及注意事項 ①滴瓶用于盛放少量液體藥品 ②膠頭滴管用于吸取和滴加液體 ①滴瓶上的滴管與滴瓶配套使用 ②膠頭滴管使用時不要將液體吸入膠頭內(nèi)，不能平置和倒置；滴液時不可接觸器壁 ①用于貯存固體藥品，瓶口內(nèi)壁磨砂，并配有磨砂的玻璃塞 ②用于貯存液體藥品，有無色和棕色，棕色的常用于存放見光易分解的藥品 ①不宜盛放易揮發(fā)物，盛堿性物質(zhì)時還應(yīng)改用軟木塞或橡膠塞 ②盛放氧化性藥品時一定要用玻璃塞 ①作燒杯、蒸發(fā)皿等容器的蓋子 ②pH試紙等試紙的變色實驗 不能加熱 2　儀器的創(chuàng)新使用 (1)廣口瓶的“一材多用” ①收集氣體 a．若氣體的密度大于空氣的密度，則氣體應(yīng)是長進短出，即向上排空氣法； b．若氣體的密度小于空氣的密度，則氣體應(yīng)是短進長出，即向下排空氣法； c．排液體收集氣體，氣體應(yīng)是短進長出。 ②洗氣瓶：用于氣體的除雜，如除去Cl2中的HCl。注意氣體應(yīng)是長進短出(如圖A)。 ③量氣瓶：氣體應(yīng)是短進長出(如圖B)。 ④安全瓶——防倒吸裝置(如圖C)。 ⑤貯氣瓶——暫時保存氣體(如圖D)。 ⑥用于監(jiān)控氣體流速 例如：給病人輸氧氣時，可在廣口瓶中加入少量水，從a端通入氧氣，b端接入呼吸罩，則可從廣口瓶中產(chǎn)生氣泡的速率來監(jiān)控所通氧氣的速率(如圖E)。 (2)“多材一用” ①A組中各裝置可以測量氣體的體積 ②B組中各裝置可以作為冷凝裝置 ③C組中各裝置可以作為氣體干燥裝置 A組： B組： C組： (3)啟普發(fā)生器 ①構(gòu)造：它由球形漏斗、容器和帶旋塞的導(dǎo)氣管三部分組成。 ②主要用途：制取氣體。 ③用啟普發(fā)生器制取氣體的三個條件：塊狀固體與液體反應(yīng)；不需加熱；生成的氣體難溶于水。 ④使用方法：使用時，打開導(dǎo)氣管上的旋塞，球形漏斗中的液體進入容器與固體反應(yīng)，氣體的流速可用旋塞調(diào)節(jié)。停止使用時，關(guān)閉旋塞，容器中的氣體壓力增大，將液體壓回球形漏斗，使液體和固體脫離，反應(yīng)停止。 ⑤優(yōu)點：反應(yīng)可隨時發(fā)生，隨時停止。 ⑥創(chuàng)新設(shè)計 下列一些實驗裝置也可代替啟普發(fā)生器使用 (4)“普通漏斗”的多用化 ①常規(guī)用途 a．向小口容器中轉(zhuǎn)移液體。 b．過濾(如圖A)。 ②創(chuàng)新應(yīng)用 a．用于易溶于水氣體的防倒吸裝置(如圖B)。 b．可燃性氣體的驗純裝置。 如檢驗H2純度的爆鳴實驗裝置(如圖C)。這樣操作既安全可靠，又現(xiàn)象明顯。 (5)多變的角色——球形干燥管 ①干燥管可作干燥、吸收及檢驗裝置 a．干燥管內(nèi)盛無水硫酸銅時，可用于水蒸氣的檢驗。 b．可用于氣體的尾氣吸收，如內(nèi)盛堿石灰，可吸收HCl、Cl2、SO2等。 c．可用于測定氣體的質(zhì)量。定量測定時，有時需要考慮空氣中的成分對測定產(chǎn)生的影響，所以吸收氣體的裝置后還要另接一個干燥管，目的是防止空氣中的水蒸氣或二氧化碳等對定量測定產(chǎn)生干擾。 ②球形干燥管用途的創(chuàng)新 a．A裝置為尾氣吸收裝置，原理類似于倒置在水中的漏斗。 b．B裝置為簡易過濾器，可凈化天然水。如果去掉上邊兩層，可用于活性炭對液體中色素的吸附實驗。 c．C裝置是一個微型反應(yīng)器。體現(xiàn)了綠色化學(xué)思想，是高考化學(xué)試題命題的方向，該裝置既可節(jié)約藥品，又可防止污染。銅在該裝置中燃燒時，Cl2被封閉在干燥管內(nèi)，實驗后剩余的Cl2也能用水吸收，并觀察CuCl2溶液的顏色。 d．D裝置為一個簡易的啟普發(fā)生器，可用于H2、CO2的制取，也可用于銅與硝酸的反應(yīng)。 (6)尾氣處理裝置的改造 3　化學(xué)試劑的保存 (1)試劑瓶選用的四個要素 ①瓶口：固體藥品存放于廣口瓶，液體藥品存放于細口瓶。 ②瓶質(zhì)：與玻璃強烈反應(yīng)的試劑(如氫氟酸)不能用玻璃試劑瓶盛裝。 ③瓶塞：強堿性溶液不可用玻璃塞的玻璃試劑瓶來盛裝，可用橡膠塞。強氧化性試劑不可用橡膠塞的試劑瓶。 ④瓶色：見光易分解的試劑應(yīng)保存在棕色試劑瓶里。 (2)試劑的存放原則 ①安全性原則 一般化學(xué)試劑都有毒性或腐蝕性或易揮發(fā)性或易燃易爆性等，儲存化學(xué)試劑時必須注意安全。 ②保純性原則 有的化學(xué)試劑易與空氣中的氧氣、二氧化碳、水等發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，有的化學(xué)試劑自身易發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，還有的化學(xué)試劑易與橡膠、玻璃等發(fā)生化學(xué)作用或物理作用，在儲存化學(xué)試劑的過程中要防止化學(xué)試劑變質(zhì)而導(dǎo)致純度降低。 ③方便性原則 在對化學(xué)試劑進行儲存時，既要考慮試劑易裝入容器中，又要考慮試劑易從容器中取出。 學(xué)霸巧學(xué)卡　常見化學(xué)藥品保存口訣 藥品狀態(tài)定口徑，瓶塞取決酸堿性； 硝酸固碘硝酸銀，低溫避光棕色瓶； 液溴氨水易揮發(fā)，陰涼保存要密封； 白磷存放需冷水，鉀鈉鈣鋇煤油中； 堿瓶需用橡膠塞，塑鉛存放氟化氫； 易變質(zhì)藥放時短，易燃易爆避火源； 特殊試劑特殊放，互不反應(yīng)要記清。 1.思維辨析 (1)容量瓶、分液漏斗、酸(堿)式滴定管使用前都要先洗滌再查漏，酸(堿)式滴定管還需用待盛液體潤洗。(　　) (2)可以用50 mL規(guī)格的量筒量取7.5 mL鹽酸。(　　) (3)滴定管的零刻度在上方，量筒的零刻度在最下方。(　　) (4)在托盤天平的兩個托盤上放兩張相同的濾紙，來稱取4.3 g的NaOH。(　　) (5)燒瓶、錐形瓶、量筒加熱時均需要墊石棉網(wǎng)。(　　) (6)加熱試管時先均勻加熱，后局部加熱。(　　) (7)用10 mL的量筒準確量取8.80 mL的稀硫酸。(　　) (8)坩堝加熱時直接放在鐵圈或三角架上加熱。(　　) 答案　(1)√　(2)　(3)　(4)　(5)　(6)√　(7)　(8) 2．下列各選項中合理的是(　　) A．配制50 mL 1 molL－1 NaCl溶液時，選用100 mL的容量瓶 B．氯氣液化后貯存于鋼瓶中 C．干燥氣體時，可選用干燥器或U形管 D．用堿式滴定管量取20.00 mL酸性KMnO4溶液 答案　B 解析　配制50 mL 1 molL－1 NaCl溶液時，應(yīng)選用 50 mL的容量瓶，A錯；氯氣液化后可貯存在鋼瓶中，B正確；干燥器不能用于干燥氣體，C錯；酸性KMnO4對橡膠有腐蝕作用，不能用堿式滴定管盛裝酸性KMnO4溶液，D錯。 　[考法綜述]　高考對本考點的考查主要是常見儀器的使用方法和注意事項，以及藥品存放的問題，屬基礎(chǔ)題，難度較低。同學(xué)們通過掌握有關(guān)基礎(chǔ)知識便可順利解決此類問題。 命題法1　常見儀器的選擇和使用 典例1　　以下是實驗室常用的部分儀器，請回答下列問題： (1)序號為⑧和⑩的儀器的名稱分別為________、________。 (2)在分液操作中，必須用到上述儀器中的________(填序號)。 (3)能作反應(yīng)容器且可直接加熱的儀器是上述中的________(填名稱)。 (4)在配制一定物質(zhì)的量濃度的溶液時，需要用到的儀器是________(填序號)。 (5)儀器上標有溫度的是________(填序號)。 (6)如下圖是溫度計、量筒、滴定管的一部分，下列讀數(shù)(虛線刻度)及說法正確的是________。 A．①是量筒，讀數(shù)為2.5 mL B．②是量筒，讀數(shù)為2.5 mL C．③是滴定管，讀數(shù)為2.5 mL D．②是溫度計，讀數(shù)是2.5 ℃ (7)丙同學(xué)想用如下圖所示裝置以大理石和稀鹽酸反應(yīng)制取CO2。老師指出，這需要太多的稀鹽酸，造成浪費。該同學(xué)選用了上述①～⑩中的一種儀器，加在裝置上，解決了這個問題。請你把該儀器畫在圖中合適的位置。 [解析]　在分液操作中用到分液漏斗和燒杯；能作為反應(yīng)容器且能夠直接加熱的儀器是試管；配制溶液時要用到的玻璃儀器是容量瓶、燒杯、玻璃棒、膠頭滴管。容量瓶、量筒上標有溫度。(6)分析刻度可知①是溫度計②是量筒，讀數(shù)精確到小數(shù)點后一位，③是滴定管，讀數(shù)精確到小數(shù)點后兩位，分析可知選B。(7)可在漏斗下端套一個試管。 [答案]　(1)容量瓶　冷凝管　(2)②⑥　(3)試管　(4)②④⑧　(5)⑧⑨　(6)B　(7)如下圖所示(只需畫對試管的位置即可)。 【解題法】　復(fù)習(xí)實驗儀器的選擇與使用時，一定要把各種儀器的結(jié)構(gòu)和特點了解清楚，這樣才能正確掌握這些儀器的選擇及使用方法。 (1)注意歸納、總結(jié)、比較。如容量瓶、滴定管、量筒都屬于計量儀器，都有20 ℃標定的相應(yīng)容積的刻度線，故讀數(shù)應(yīng)在20 ℃左右才標準；容量瓶、滴定管、分液漏斗使用前必須檢查是否漏液；有零刻度的儀器為托盤天平、滴定管，量筒無零刻度。 (2)注意儀器的精確度。如滴定管的精確度為0.01 mL；量筒則看大小，如10 mL量筒比50 mL量筒的精確度高，故選擇儀器時，要注意儀器的精確度，不能“大材小用”，如量取8.5 mL液體，不能用50 mL量筒。 (3)注意儀器的使用范圍和改裝。如具有氧化性的試劑(如溴水、氯水、HNO3、酸性KMnO4溶液等)能氧化橡膠管，所以不能用帶有橡皮塞的試劑瓶保存，也不能用堿式滴定管量取等；有些儀器經(jīng)過組合改裝可擴展其用途，如量筒可用于測定氣體體積，干燥管可用于防倒吸和改裝為啟普發(fā)生器等，這些都要根據(jù)其結(jié)構(gòu)并結(jié)合物理原理綜合分析。 命題法2　化學(xué)試劑的保存方法 典例2　　下列有關(guān)試劑的保存方法，錯誤的是(　　) A．濃硝酸保存在無色玻璃試劑瓶中 B．液溴常加少量水形成水封后保存于磨口玻璃塞的細口瓶中 C．氫氧化鈉溶液保存在有橡皮塞的玻璃試劑瓶中 D．少量白磷貯存于水中，切割時要在水下進行 [解析]　A項中濃硝酸見光易分解，故應(yīng)保存在棕色瓶中，并存放于冷暗處，所以錯誤，符合題意；B項中液溴易揮發(fā)，利用液溴不易溶于水的原理，可用水封，且應(yīng)選擇磨口玻璃塞的細口瓶，所以正確，不符合題意；C項中保存NaOH溶液不應(yīng)用磨口玻璃塞，故通常保存在有橡皮塞的玻璃試劑瓶中，所以正確，不符合題意；D項中白磷易燃，因此應(yīng)保存在水中，且切割時也要在水下進行，所以正確，不符合題意。 [答案]　A 【解題法】　特殊試劑存放的“十防范” 保存依據(jù) 保存方法 典型實例 防氧化 ①密封或用后立即蓋好 ②加入還原劑 ③隔絕空氣 ①Na2SO3固體、Na2S、KI溶液等用后立即蓋好 ②FeSO4溶液中加少量鐵屑 ③K、Na保存在煤油里，白磷保存在冷水中，Li保存在石蠟里 續(xù)表 保存依據(jù) 保存方法 典型實例 防潮解(或 與水反應(yīng)， 或吸水) 密封保存 NaOH、CaCl2、CuSO4、 P2O5等固體，濃硫酸等密封保存 防與CO2 反應(yīng) 密封保存，減少露置時間 NaOH、Na2CO3溶液、石灰水、Na2O2固體等密封保存 防揮發(fā) ①密封，置于陰涼處 ②液封 ①濃鹽酸、濃氨水等置于陰涼處 ②液溴加水封 防燃燒 置于冷暗處，不與氧化劑混合貯存，嚴禁火種 苯、汽油、酒精等 防分解 保存在棕色瓶中，置于陰涼處 濃硝酸、KMnO4、AgNO3溶液、氯水等 防水解 加入酸(堿)抑制水解 FeCl3溶液中加HCl 防腐蝕 ①能腐蝕橡膠的物質(zhì)用玻璃塞或塑料蓋 ②能腐蝕玻璃的物質(zhì)用塑料容器 ①濃硝酸、KMnO4溶液、氯水、溴水等腐蝕橡膠，汽油、苯、CCl4等能使橡膠溶脹 ②氫氟酸保存在塑料瓶中 防黏結(jié) 堿性溶液用橡皮塞 NaOH、Na2CO3、Na2SiO3溶液等 防變質(zhì) 現(xiàn)配現(xiàn)用 銀氨溶液等 1．下列有關(guān)實驗的選項正確的是(　　) A.配制0.10 molL－1 NaOH溶液 B.除去CO中的CO2 C.苯萃取碘水中I2，分出水層后的操作 D.記錄滴定終點讀數(shù)為12.20 mL 答案　B 解析　A項錯誤，應(yīng)先在燒杯里溶解NaOH(s)；B項正確，CO2可被NaOH溶液吸收；C項錯誤，含I2的苯溶液應(yīng)在水層之上，應(yīng)從分液漏斗上口倒出；D項錯誤，實際讀數(shù)應(yīng)為11.80 mL。 2．利用實驗器材(規(guī)格和數(shù)量不限)能完成相應(yīng)實驗的一項是(　　) 選項 實驗器材 (省略夾持裝置) 相應(yīng)實驗 A 燒杯、玻璃棒、蒸發(fā)皿 CuSO4溶液的濃縮結(jié)晶 B 燒杯、玻璃棒、膠頭滴管、濾紙 用鹽酸除去BaSO4中少量BaCO3 C 燒杯、玻璃棒、膠頭滴管、容量瓶 用固體NaCl配制0.5 molL－1的溶液 D 燒杯、玻璃棒、膠頭滴管、分液漏斗 用溴水和CCl4除去NaBr溶液中少量NaI 答案　D 解析　CuSO4溶液的濃縮結(jié)晶需加熱，題中所列實驗器材缺少酒精燈，A項錯誤；鹽酸與BaCO3反應(yīng)后需進行過濾，所列實驗器材缺少漏斗，B項錯誤；固體NaCl需要稱量，缺少天平，C項錯誤；Br2＋2NaI===2NaBr＋I2，要用CCl4萃取后分液除去I2，所列實驗器材齊全，D項正確。 3．用下列實驗裝置(夾持裝置已省略)進行相應(yīng)的實驗，能達到實驗?zāi)康牡氖?　　) A．用圖1裝置制取并收集干燥純凈的NH3 B．用圖2所示裝置可除去NO2中的NO C．用圖3所示裝置可分離CH3COOC2H5和飽和碳酸鈉溶液 D．用圖4裝置制備Fe(OH)2并能較長時間觀察其顏色 答案　C 解析　NH3的密度小于空氣的密度，應(yīng)該用向下排空氣法收集，A項不能達到實驗?zāi)康?；?NO2＋H2O===2HNO3＋NO，B項不能達到實驗?zāi)康?；CH3COOC2H5和飽和碳酸鈉溶液不相溶，可以利用分液漏斗分離，C項能達到實驗?zāi)康?；圖4中Fe電極作陰極，F(xiàn)e不溶解，D項不能達到實驗?zāi)康摹?