化学实验
化学基础知识






实验基础知识

思考
(1)细口瓶的塞子为什么要倒放在桌子上? 答:防止塞子被桌面上的杂质污染,同时避免杂质进入试剂瓶中污染试剂。
(2)倾倒液体时,瓶口为什么要紧挨着试管口?应该快速地倒还是缓慢倒? 答:瓶口紧挨着试管口可以防止液体洒出;应该缓慢倒,以便控制液体的流量,避免液体溅出。
(3)拿细口瓶倒液时,为什么细口瓶贴标签的一面要朝向手心处? 答:防止倒液时液体流下腐蚀标签,导致标签模糊不清,无法识别试剂。
(4)倒完液体后,为什么要立即盖紧瓶塞,并把试剂瓶放回原处? 答:立即盖紧瓶塞可以防止试剂挥发或与空气中的物质反应而变质;把试剂瓶放回原处便于下次使用时快速找到,同时保持实验台的整洁。
物质的加热
加热是最常见的反应条件,这一基本实验操作常要使用酒精灯。
1.酒精灯的使用方法
使用酒精灯时,要注意以下几点:
(1)绝对禁止向燃着的酒精灯里添加酒精,以免失火:
(2)绝对禁止用酒精灯引燃另一只酒精灯;
(3)用完酒精灯后,必须用灯帽盖灭,不可用嘴去吹。(盖灭后轻提一下灯帽,再重新盖好,为什么?) 答:盖灭后轻提灯帽可以让冷空气进入灯帽内,平衡内外气压,防止下次使用时因灯帽内形成负压而难以打开;同时避免灯帽因高温而变形。
(4)不要碰倒酒精灯,万一洒出的酒精在桌上燃烧起来,不要惊慌,应立刻用湿抹布扑盖。
2.给物质加热
用酒精灯加热试管里的液体时,要注意以下几点:
(1)试管外壁应该干燥,试管里的液体不应超过试管容积的1/3;
(2)用试管夹夹持试管时,应由试管底部套上、取下; 原因:从试管底部套上、取下试管夹可以防止试管夹上的杂质或灰尘掉入试管内污染试剂;同时避免试管夹夹到试管口,导致试管破裂;此外,这样操作更安全,可避免烫伤手指。
(3)加热时,应先使试管底部均匀受热,然后用酒精灯的外焰固定加热; 原因:先均匀受热可以防止试管因局部温度骤升而炸裂(热胀冷缩原理);使用酒精灯外焰固定加热是因为外焰温度最高,加热效率更高。

(4)试管口不要对着自己或他人;
(5)加热后的试管,不能立即接触冷水或用冷水冲洗。 原因:加热后的试管温度很高,立即接触冷水或用冷水冲洗会导致试管因温度骤变而炸裂(热胀冷缩原理)。
连接仪器装置
正确连接仪器装置是进行化学实验的重要环节。在化学实验中用得较多的是连按玻璃导管、橡胶塞、胶皮管等的操作,装置连接好后一般要检验其气密性。
1.把玻璃管插入带孔橡胶塞
先把玻璃管口用水润湿,然后对准橡胶塞上的孔稍稍用力转动,将其插入。
2.连接玻璃管和胶皮管
先把玻璃管口用水润湿,然后稍稍用力即可把玻璃管插入胶皮管。
3.在容器口塞橡胶塞
应把橡胶塞慢慢转动着塞进容器口。切不可把容器放在桌上再使劲塞进塞子,以免压破容器。
4.检查装置的气密性
用手紧握试管,观察水中的导管口有没有气泡冒出。如果有气泡冒出,说明装置不漏气;如果没有气泡冒出,要仔细找原因,如是否应塞紧或更换橡胶塞,直至不漏气后才能进行实验。
常见化学实验变量的设置
化学实验在设计时要遵循对照原则。为了验证某一要素的作用,不同组别的实验中该要素应进行差别化设置。
对照的方法有空白对照和实验条件对照,为了凸显该要素的作用,不同组别的实验的其他要素应保持一致,即单一变量。
化学实验中经常作为要素的有:温度、浓度、催化剂、实验用品等。不同实验组之间要进行对比,只能有一个要素不同,其他要素均应保持相同。
🧪 氯气的生成及其性质实验
【实验原理】
- 实验室制法:MnO₂ + 4HCl(浓) → MnCl₂ + Cl₂↑ + 2H₂O(加热条件)
- 工业制法:电解饱和食盐水(氯碱工业)
【实验装置】
- 发生装置:固液加热型(圆底烧瓶、分液漏斗、酒精灯)
- 净化装置:饱和食盐水(除HCl)、浓硫酸(除水)
- 收集装置:向上排空气法(Cl₂密度大于空气)或排饱和食盐水法
- 尾气处理:NaOH溶液(吸收多余Cl₂,防止污染)
【氯气的性质】
- 物理性质:黄绿色有刺激性气味的气体,密度大于空气,可溶于水(1:2),易液化
- 化学性质:
- 与金属反应:2Na + Cl₂ → 2NaCl(白烟);Cu + Cl₂ → CuCl₂(棕黄色烟)
- 与非金属反应:H₂ + Cl₂ → 2HCl(苍白色火焰,白雾)
- 与水反应:Cl₂ + H₂O ⇌ HCl + HClO(次氯酸具有漂白性)
- 与碱反应:Cl₂ + 2NaOH → NaCl + NaClO + H₂O(制漂白液)
【实验视频】
【注意事项】
- 实验应在通风橱中进行,防止Cl₂中毒
- 浓盐酸具有挥发性,应缓慢滴加
- 尾气需用NaOH溶液充分吸收
- 多余的Cl₂不可直接排放到空气中
🌡️ 蒸馏实验
【实验原理】
- 蒸馏:利用混合物中各组分沸点不同,通过加热使沸点低的组分先汽化,再冷凝液化分离的过程
- 适用范围:分离互溶但沸点不同的液体混合物(如乙醇和水的分离)
【实验装置】
- 蒸馏烧瓶:盛放待蒸馏液体
- 温度计:测量馏分温度(水银球位于支管口处)
- 冷凝管:冷却蒸汽,水流方向下进上出
- 接收器:收集馏分
- 石棉网:使蒸馏烧瓶受热均匀
【实验步骤】
- 组装实验装置,检查气密性
- 向蒸馏烧瓶中加入待蒸馏液体(不超过容积的2/3),加入沸石防止暴沸
- 加热蒸馏烧瓶,控制温度缓慢上升
- 收集规定温度范围内的馏分
- 停止加热,先关闭冷凝水,再拆卸装置
【实验应用】
- 分离酒精和水的混合物
- 制备蒸馏水(软水)
- 石油分馏
【实验视频】
【注意事项】
- 实验前需检查装置气密性
- 必须加入沸石,防止暴沸
- 温度计水银球位置要正确
- 冷凝管水流方向要正确(下进上出)
- 蒸馏结束后先停止加热,再关闭冷凝水
🧪 从海带中提取碘
