课题3：实验的安全和意外事故处理

第页,共9页1专题3：实验的安全和意外事故处理一、实验安全1.防止火灾化学药品中有很多是易燃物，在使用时若不注意可能酿成火灾。所以，对易燃物：①必须妥善保管，放在专柜中，远离火源。易燃品、强氧化剂、钾、钠、钙等强还原剂要妥善保管；②使用易挥发可燃物如乙醇、乙醚、汽油等应防止蒸气逸散，添加易燃品一定要远离火源；③进行加热或燃烧实验时要严格操作规程和仪器选用，如蒸馏时要用冷凝器等；④易燃物质用后若有剩余，决不能随意丢弃，如残留的金属钠应用乙醇处理，白磷应放在冷水中浸泡等。另外，实验室必须配备各种灭火器材(酸碱灭火器、四氯化碳灭火器、粉末灭火器、沙子、石棉布、水桶等)并装有消防龙头。实验室电器要经常检修，防止电火花、短路、超负载等引发火灾。在使用酒精灯时，一定要注意：①不能用燃着的酒精灯去点燃另一盏酒精灯；②不能用嘴吹灭酒精灯；③不能向燃着的酒精灯中添加酒精；④灯壶内的酒精不能超过容积的2/3等。2.灭火(1)如果不慎在实验室发生火灾，应立即采取以下措施：①防止火势扩展：移走可燃物，切断电源，停止通风。②扑灭火源：酒精等有机溶剂泼洒在桌面上着火燃烧，用湿布、石棉或沙子盖灭，火势大可以用灭火器扑灭。小范围的有机物、钾、钠、白磷等化学物质着火可用沙盖灭。③常用灭火器的种类和使用范围见下：类型药液成分适用灭火对象酸碱式H2SO4和NaHCO3非油类、电器泡沫式Al2(SO4)3和NaHCO3油类CO2灭火器液态CO2电器、小范围油类、忌水的化学品四氯化碳液态四氯化碳电器、汽油、丙酮。不能用于钾、钠、电石、CS2干粉灭火器NaHCO3等类，适量润滑剂、防潮剂油类、可燃气体、精密仪器、图书文件等(2)扑救化学火灾注意事项：①与水发生剧烈反应的化学药品不能用水扑救，如钾、钠、钙粉、镁粉、铝粉、电石、三氯化磷、五氯化磷、过氧化钠、过氧化钡、磷化钙等，它们与水反应放出氢气、氧气等将引起更大火灾。②比水密度小的有机溶剂，如苯、石油等烃类、醇、醚、酮、酯类等着火，不能用水扑灭，否则会扩大燃烧面积；比水密度大且不溶于水的有机溶剂，如二硫化碳等着火，可用水扑灭，也可用泡沫灭火器、二氧化碳灭火器扑灭。③反应器内的燃烧，如是敞口器皿可用石棉布盖灭。蒸馏加热时，如因冷凝效果不好，易燃蒸气在冷凝器顶端燃着，绝对不可用塞子或其他物件堵塞冷凝管口，应先停止加热，再行扑救，以防爆炸。3.防止爆炸各种可燃气体与空气混合都有一定的爆炸极限，点燃气体前，一定要先检验气体的纯度。特别是氢气，在点燃氢气或加热与氢气反应的物质前，都必须检验其纯度。4.防止倒吸引起爆裂加热制备气体并将气体通入溶液中的实验，要防止因反应容器内压强锐减而造成液体倒吸入热的反应容器内。玻璃的膨胀系数比较小，冷热不均会造成玻璃容器爆裂，甚至溅伤实验人员。为此，要注意以下几点：①加热尽可能均匀；②在反应容器后加一个安全瓶；③用倒扣漏斗等方法吸收易溶于水的气体；④实验结束前先从溶液中撤出导管再停止加热。5.防止有害气体污染空气有毒气体如Cl2.HCl、H2S、SO2.NO2等酸性气体，用强碱溶液吸收(通常用浓NaOH溶液)；CO点燃除掉；NO先与足量空气混合后再通入碱溶液中；H2和其他可燃性气体，如气态烃虽无毒性，但弥散在空气中有着火或爆炸的危险，应当点燃除掉；NH3用浓硫酸吸收；制备有毒气体的实验应在通风橱内进行。6.防止暴沸加热有机物时，由于它们的沸点一般比较低，一旦温度过高，液体局部过热，会形成暴沸现象，反应溶液甚至冲开橡皮塞溅伤实验者，所以，在反应容器中要放一些碎瓷片。7.严格按照实验规程进行操作药品用量要尽可能少，如金属钾与水反应，钾的用量控制为绿豆般大小。用量过大，反应十分激烈会引起燃烧甚至爆炸。烧瓶内反应溶液的体积一般不宜超过瓶容积的一半，以防冲出第页,共9页2瓶外。加热应控制在规定的温度范围内，特别是有机反应，如酯的制备要用小火加热等。易燃试剂在实验时远离热源；取用试剂后及时塞好瓶塞；稀释浓硫酸一定要将浓硫酸沿器壁慢慢倒入水中并不断搅拌。闻气体的气味时要用手轻轻扇动，让极少量气体飘进鼻孔等。二、意外事故的处理方法1.创伤急救用药棉或纱布把伤口清理干净，若有碎玻璃片要小心除去，用双氧水擦洗或涂红汞水，也可涂碘酒(红汞与碘酒不可同时使用)，再用创可贴外敷。2.烫伤和烧伤的急救可用药棉浸75%～95%的酒精轻涂伤处，也可用3%～5%的KMnO4溶液轻擦伤处到皮肤变棕色，再涂烫伤药膏。3.眼睛的化学灼伤应立即用大量流水冲洗，边洗边眨眼睛。如为碱灼伤，再用20%的硼酸溶液淋洗；若为酸灼伤，则用3%的NaHCO3溶液淋洗。4.浓酸和浓碱等强腐蚀性药品使用时应特别小心，防止皮肤或衣物被腐蚀。如果酸(或碱)流在实验桌上，立即用NaHCO3溶液(或稀醋酸)中和，然后用水冲洗，再用抹布擦干。如果只有少量酸或碱液滴到实验桌上，立即用湿抹布擦净，再用水冲洗抹布。如果不慎将酸沾到皮肤或衣物上，立即用较多的水冲洗，再用3%～5%的NaHCO3溶液冲洗。如果是碱溶液沾到皮肤上，要用较多的水冲洗，再涂上硼酸溶液。三、妥善处理实验后的废液和废渣化学实验的废液大多数是有害或有毒的，不能直接排到下水管道中，可先用废液缸收集储存，以后再集中处理。但一些能相互反应产生有毒物质的废液不能随意混合，如强氧化剂与盐酸、硫化物、易燃物，硝酸盐和硫酸，有机物与过氧化物，磷和强碱(产生PH3)，亚硝酸盐和强酸(产生HNO2)，二氧化锰、高锰酸钾、氯酸钾等不能与浓盐酸混合；挥发性酸与不挥发性酸等。常见废液的处理方法见下表：废液处理方法注意事项酸或碱中和法分别收集，混合无危险时将废酸、废碱混合氧化剂还原剂氧化还原法分别收集，查明废液化学性质，将一种废液分次少量加入另一种废液中含重金属离子的废液氢氧化物沉淀法，硫化物共沉淀法用过滤或倾析法将沉淀分离，滤液不含重金属离子后再排放含Ba2+沉淀法加入Na2SO4溶液，过滤，除去沉淀即可排放有机物焚烧法，有机溶剂萃取回收利用生成水、CO2等不污染环境用溶剂萃取，分液后回收利用固体残渣往往有一些重金属盐，对水体和土壤会造成污染，要处理(一般变成难溶的氧化物或氢氧化物)后集中掩埋。汞不慎撒落地面时，要先用硫黄覆盖，使其化合为硫化汞后扫除并妥善掩埋。用剩下的钠、钾、白磷等易燃物，氧化剂高锰酸钾、氯酸钾、过氧化钠等，易挥发的有机物等不可随便丢弃，防止着火事件发生。有毒物质用剩后不可随意乱扔。四、一些常用危险化学品的标志1-8依次为爆炸品、易燃气体、易燃液体、易燃固体、自燃物品、遇温易燃物品、氧化剂、剧毒品、三级放射性物品、腐蚀品。第页,共9页3专题4：常见气体的实验室制备1.气体发生装置的类型(1)设计原则：根据反应原理、反应物状态和反应所需条件等因素来选择反应装置。(2)装置基本类型：装置类型固体反应物(加热)固液反应物(不加热)固液反应物(加热)装置示意图主要仪器典型气体O2.NH3.CH4等H2.CO2.H2S等。Cl2.HCl、CH2=CH2等操作要点(l)试管口应稍向下倾斜，以防止产生的水蒸气在管口冷凝后倒流而引起试管破裂。(2)铁夹应夹在距试管口l/3处。(3)胶塞上的导管伸入试管里面不能太长，否则会妨碍气体的导出。(1)在用简易装置时，如用长颈漏斗，漏斗颈的下口应伸入液面以下，否则起不到液封的作用；(2)加入的液体反应物(如酸)要适当。(3)块状固体与液体的混合物在常温下反应制备气体可用启普发生器制备。(1)先把固体药品加入烧瓶，然后加入液体药品。(2)要正确使用分液漏斗。几种气体制备的反应原理1.O22KClO32KCl+3O2↑2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑2H2O22H2O+O2↑2.NH32NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2ONH3·H2ONH3↑+H2O3.CH4CH3COONa+NaOHNa2CO3+CH4↑4.H2Zn+H2SO4(稀)=ZnSO4+H2↑5.CO2CaCO3+2HCl=CaCl2+CO2↑+H2O6.SO2Na2SO4+H2SO4(浓)=Na2SO4+SO2↑+H2O7.NO2Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O8.NO3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O9.C2H2CaC2+2H2O→Ca(OH)2+CH≡CH↑10.Cl2MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O11.C2H4C2H5OHCH2=CH2↑+H2O12.N2NaNO2+NH4ClNaCl+N2↑+2H2O2.收集装置(1)设计原则：根据氧化的溶解性或密度(2)装置基本类型：3.净化与干燥装置(1)设计原则：根据净化药品的状态及条件(2)装置基本类型：装置类型排水(液)集气法向上排空气集气法向下排空气集气法装置示意图适用范围不溶于水(液)的气体密度大于空气的气体密度小于空气的气体典型气体H2.O2.NO、CO、CH4.CH2＝CH2.CH≡CHCl2.HCl、CO2.SO2.H2SH2.NH3.CH4装置类型液体除杂剂(不加热)固体除杂剂(不加热)固体除杂剂(加热)装置示意图第页,共9页4(3)气体的净化剂的选择气体吸收剂应根据气体的性质和杂质的性质而确定，所选用的吸收剂只能吸收气体中的杂质，而不能与被提纯的气体反应。一般情况下：①易溶于水的气体杂质可用水来吸收；②酸性杂质可用碱性物质吸收；③碱性杂质可用酸性物质吸收；④水分可用干燥剂来吸收；⑤能与杂质反应生成沉淀(或可溶物)的物质也可作为吸收剂。(4)气体干燥剂的类型及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，如浓硫酸、五氧化二磷、硅胶。酸性干燥剂能够干燥显酸性或中性的气体，如CO2.SO2.NO2.HCI、H2.Cl2、O2.CH4等气体。②碱性干燥剂，如生石灰、碱石灰、固体NaOH。碱性干燥剂可以用来干燥显碱性或中性的气体，如NH3.H2.O2.CH4等气体。③中性干燥剂，如无水氯化钙等，可以干燥中性、酸性、碱性气体，如O2.H2.CH4等。在选用干燥剂时，显碱性的气体不能选用酸性干燥剂，显酸性的气体不能选用碱性干燥剂。有还原性的气体不能选用有氧化性的干燥剂。能与气体反应的物质不能选作干燥剂，如不能用CaCI2来干燥NH3(因生成CaCl2·8NH3)，不能用浓H2SO4干燥NH3.H2S、HBr、HI等。(5)气体净化与干燥注意事项一般情况下，若采用溶液作除杂试剂，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。对于有毒、有害的气体尾气必须用适当的溶液加以吸收(或点燃)，使它们变为无毒、无害、无污染的物质。如尾气Cl2.SO2.Br2(蒸气)等可用NaOH溶液吸收；尾气H2S可用CuSO4或NaOH溶液吸收；尾气CO可用点燃法，将它转化为CO2气体。4.气体实验装置的设计(1)装置顺序：制气装置→净化装置→反应或收集装置→除尾气装置(2)安装顺序：由下向上，由左向右(3)操作顺序：装配仪器→检验气密性→加入药品【易错指津】1.对气体制取、除杂、干燥、收集、转化要进行整体思考。2.气密性检查：可用加热法或水封法，不论哪种方法，事先都要确保系统是密封的。3.理解启普发生器使用条件，明确C2H2.SO2不能用该仪器制取。4.气体的收集：①因为C2H2.C2H4的气体密度很接近空气，所以不宜用向下排气法收集；②因为NO极易与空气中氧气反应生成NO2所以只能用排水法收集。5.对于NH3和HCl这2种污染性气体的尾气吸收装置要选用倒置的漏斗。6.克服思维定势：①除课本制气方法外，也可有其它方法。如用Na2O2和H2O、MnO2和H2O2制O2(装置同制C2H2)；②了解制气装置替代方法，如用U形管或干燥管制CO2；③气体的收集也可用球胆或气球来收集。7.要区分气体的吸收和检验两种不同的操作，例如，要检验CO2，是通过澄清石灰水；要吸收CO2，则是通过NaOH溶液。检验要求灵敏、现象明显；而吸收则要求反应迅速、完全。【典型例题评析】例1下列反应适用于实验室制备氧气的是①高锰酸钾热分解2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑②硝