高一化学实验基本方法

第一章从实验学化学第一讲化学实验基本方法教学目标：1．学会物质的检验、分离、提纯和溶液配制等实验技能。2．树立安全意识，能识别化学品安全使用标识，形成良好的实验工作习惯。3．能够独立或与同学合作完成实验，记录实验现象和数据，完成实验报告，并能主动进行交流。4．认识实验方案设计、实验条件控制、数据处理等方法在化学学习和科学研究中的应用。教学重点：混合物的分离与离子的检验。教学难点：物质检验试剂的选择，蒸馏、萃取的操作，分离与提纯过程的简单设计。课时安排：两课时教学过程：知识梳理知识点1.化学实验的安全一、实验操作规程(一)遵守实验室规则1．学生进入实验室后，须按指定座位就坐，不准大声喧哗，不得乱扔纸屑、杂物等，保持室内安静清洁。2．实验课前，学生要预习实验内容，明确实验目的、原理和方法、步骤。3．学生实验前要认真听教师讲解实验目的和所用仪器、药品的性能，弄清实验步骤；实验时要严格按照操作规程操作，细心观察，认真分析，做好记录，写好实验报告。4．要节约水电和化学药品，爱护仪器设备。违反操作规程，损坏、拿走公物要按情节轻重和有关规定作相应处理，并记录在册。5．实验完毕后，要认真整理和清洗仪器，并放回原处；打扫实验室并关好水、电、门、窗，经老师或实验员验收后方可离开。(二)了解安全措施1、剧毒药品要单独专柜保存。2、实验中主要做到五防：a.防爆炸；b.防暴沸；c.防失火；d.防中毒；e.防倒吸。其具体操作如下：①点燃可燃气体H2、CO、CH4、C2H2、C2H4等之前先检验纯度，防止不纯气体点燃爆炸。②H2还原CuO和CO还原Fe2O3等实验，在加热CuO或Fe2O3之前应先通入H2或CO，将实验装置内的空气排出后，再加热，防止H2或CO与装置的空气混合受热爆炸。③制备有毒的Cl2、CO、SO2、H2S、NO、NO2等应在通风橱中进行，尾气应用适当试剂吸收，防止污染空气。④若加热方法制取气体，用排水法收集气体，在收集气体时，先将导管从水中拿出，再熄灭酒精灯，防止倒吸。⑤一些特殊实验，还需加装安全瓶。实验室易燃、易爆、有毒化学试剂应有专人妥善存放。废水、废液应妥善处理。二、常见事故的处理方法(1)酸液溅到皮肤上，立即用较多水冲洗，若浓硫酸溅到皮肤上，应先用布拭去，再用水冲洗并涂上3%~5%的NaHCO3溶液。浓碱液溅到皮肤上，用较多有水冲洗，再涂上硼酸溶液。(2)大量酸洒到桌上，可加适量NaHCO3中和，然后水洗。大量碱洒到桌上，可加适量稀醋酸中和，然后水洗。(3)液溴、苯酚沾到皮肤上，应用酒精擦洗。(4)向酒精灯里添加酒精时，不能超过酒精灯容积的2/3。在使用酒精灯时，有几点要注意：①绝对禁止向燃着的酒精灯里添加酒精，以免失火。②绝对禁止向酒精精引燃另一只酒精灯。③熄灭酒精灯时，必须用酒精灯冒盖灭。不可用嘴去吹。④不要碰倒酒精灯，不慎碰倒起火，应立即用湿抹布盖灭(5)金属钠、钾、镁起火，用沙子盖灭或湿布盖灭。(6)一般的割伤处理：应保持伤口干净，伤口内有异物应立即取出，然后用酒精棉球清除伤口周围的污物，涂上外伤药物或消炎粉。不要用手触摸伤口或用水冲洗伤口。(7)温度计水银球碰破，可用硫磺粉覆盖吸收。(8)误服铜盐、汞盐等重金属盐，可喝豆浆、牛奶或鸡蛋清解毒，再服用泻药MgSO4等。(9)制备有毒气体（例如Cl2等）可在通风橱中进行。知识点2.混合物的分离和提纯一、物理方法分离和提纯物质二、化学方法分离和提纯物质1、化学方法分离和提纯物质的具体方法(1)加热法:混合物中混有热稳定性差的物质时，可直接加热使热稳定性差的物质分解而分离出去，有时受热后能变为被提纯的物质。例如：食盐中混有氯化镁，氯化钾中含有氯酸钾，纯碱中混有小苏打等。(2)沉淀法:在混合物中加入某种试剂，使其中一种以沉淀的形式分离出去的方法。使用该种方法一定要注意不能引入新物质。若使用多种试剂将溶液中不同粒子逐一沉淀，这时应注意后加试剂能将先加试剂的过量部分除去，最后加的试剂不引入新杂质。例如：加适量BaCl2溶液可除去NaCl中的Na2SO4。(3)转化法:不能通过一次反应达到分离的目的，而要经过转化为其他物质才能分离，然后要将转化物质恢复为原物质，例如苯酚中混有硝基苯时，先加入NaOH溶液后分液，再向苯酚钠溶液中通人CO2重新生成苯酚等。注意转化过程中尽量减少被分离物的损失。(4)酸碱法:被提纯物不与酸反应，而杂质与酸可反应，用酸作除杂试剂；而被提纯物不与碱反应，而杂质与碱易反应，用碱作除杂试剂例如：用盐酸除去SiO2中的石灰石，用氢氧化钠除去铁粉中的铝粉。(5)氧化还原法:对混合物中含有还原性杂质，加入适当氧化剂使其氧化为被提纯物质；而对混合物中含有氧化性杂质，可加入适当还原剂将其还原为被提纯物质。例如：FeCl2中含有FeCl3，加入铁粉，振荡过滤，即可除去FeCl3；FeCl3中含有FeCl2可滴入氯水，将FeCl2，转化成FeCl3。在分离和提纯中有的杂质不止一种，需用多种试剂和多种除杂分离方法，要注意安排好合理的除杂顺序，有的杂质可用多种试剂除去，要尽量选择操作简单，除杂分离效果好，经济实惠的试剂．2、用化学方法提纯物质时应注意的几个问题(1)被提纯物质的应尽量不要减少，即不可“玉石俱焚”。(2)不得引入新的杂质，即不可“前门驱虎，后门进狼”。(3)要易于分离、复原。即被提纯物质与杂质要易于分离，不可“难舍难分”。(4)为使杂质尽可能除去需要加入过量的试剂。(5)在多步分离过程中，后加的试剂能把前面所加过量的试剂除去。疑难点拨一、蒸馏和萃取1、蒸馏(1)利用物质沸点的不同，加热使液体混合物中沸点低的液体变为气体挥发出来，再冷凝为液体，除去难挥发或不挥发杂质的方法，叫做蒸馏。①蒸馏的过程包括加热蒸发和冷凝二个阶段。②蒸馏可以从液体混合物中得到沸点低的液体的纯净物。③蒸发和蒸馏的主要区别是获取的成分不同。如蒸发NaCl溶液可得NaCl晶体，蒸馏NaCl溶液可得蒸馏水。(2)蒸馏水的制取①反应设备：②注意事项：不要忘记用石棉网，它可使液体受热均匀，防止具支烧瓶受热不匀而炸裂。不要忘用碎瓷片(只要温度超过了液体的沸点，都要用碎瓷片防止暴沸)。温度计的水银球与支管口持平，测量馏出蒸汽的温度，而不能插入液体中，测量液体的温度。冷凝器中水的流向是下口进，上口出，这样做可以防止因水流不匀(或水流中出现气泡)而使冷凝管炸裂，且下进上出使冷凝管中液体始终充满，冷凝充分。③生活应用：海水淡化——淡水短缺、资源丰富的国家提供可饮用水的一种方法。2．萃取(2)利用混合物中一种溶质在互不相溶的溶剂里溶解度的不同，用一种溶剂把溶质从它与另一种溶剂所组成的溶液中提取出来，这种方法叫做萃取。①萃取时，两种溶剂必须互不相溶，且要有一定的密度差别，溶质在萃取剂中的溶解度一定要大。②萃取常用仪器是分液漏斗。注意它与长颈漏斗的区别。(2)碘的萃取——[实验1—4]①实验步骤：装液——振荡——静置——分液②注意事项：振荡时，须不断放气，以减小分液漏斗内压强。分液时，先将下层液体从下口流出，再将上层液体从上口倒出；须将分液漏斗上的玻璃塞打开，或使玻璃塞上的凹槽(或小孔)对准漏斗上的小孔；漏斗颈的下端要贴紧烧杯的内壁(如上图)。二、常见离子的检验离子检验试剂实验现象离子方程式1．BaCl2溶液、稀盐酸2．稀盐酸、Ca(OH)2溶液1．加入BaCl2溶液后生成白色沉淀，沉淀溶于稀盐酸，并放出无色无味气体2．加入稀盐酸后放出使澄清的Ca(OH)2溶液变浑浊的气体BaCO3+2H+＝Ba2＋+CO2↑+H2OCa2＋+2OH－+CO2＝CaCO3↓+H2OBaCl2溶液、稀硝酸或稀盐酸生成不溶于稀硝酸或稀盐酸的白色沉淀Cl－AgNO3溶液、稀硝酸或稀盐酸生成不溶于稀硝酸或稀盐酸的白色沉淀Ag＋+Cl－＝AgCl↓Br－AgNO3溶液、稀硝酸或稀盐酸生成不溶于稀硝酸或稀盐酸的浅黄色沉淀Ag＋+Br－＝AgBr↓I－AgNO3溶液、稀硝酸生成不溶于稀硝酸的黄色沉淀Ag＋+I－＝AgI↓K＋焰色反应紫色(透过蓝色钴玻璃)————Na＋焰色反应黄色————NaOH溶液(浓)加热，生成有刺激性气味、使湿润红色石石蕊试纸变蓝的气体Fe3＋KSCN溶液生成红色物质Fe3＋+3SCN－＝Fe(SCN)3加入适量浓氨水后生成蓝色Cu2＋+2OH－＝Cu(OH)2↓Cu2＋浓氨水沉淀，该沉淀溶于过量浓氨水中，溶液呈深蓝色Cu(OH)2+4NH3·H2O＝[Cu(NH3)4]2＋+2OH－+4H2OAl3＋NaOH溶液加入适量NaOH溶液后生成白色沉淀，该沉淀溶于过量NaOH溶液中Al3＋+3OH－＝Al(OH)3↓三、实验方案需设计注意的问题1．制备实验方案的设计制备实验方案的设计，对巩固元素化合物知识和拿握好各类有机物之间的相互转化关系，全面训练实验技能，培养分析问题和解决问题的能力是有益的。制备实验方案的设计，应遵循以下原则：(1)条件合适，操作方便；(2)原理正确，步骤简单：(3)原料丰富，价格低廉；(4)产物纯净．污染物少即从多种路线中优选出一种最佳的制备途径，合理地选择化学仪器与药品，设计合理的实验装置和实验操作步骤2．性质实验方案的设计(1)探索性实验、性质实验方案的设计要分析其结构特点或从所属类型的典型代表物去推测物质可能具有的一系列性质，而后据此分别设计出合理的实验打案去探索它所可能具有的性质(2)验证性实验、性质实验方案的设计要对物质具备的性质去求证，关键设计出简捷的实验方案，简便宜行，现象明显，且安全可行。3．物质检验实验方案的设计(1)检验是根据物质的特殊性质和特征反应，选择适当的试剂和方法，准确观察反应中的明显现象，如颜色的变化，沉淀的生成和溶解，气体的产生和气味，火焰的颜色等，进行判断推理。(2)物质检验的一般要求反应的条件反应的选择性明显的外部特征选择性高适宜的酸度、碱度、浓度、温度速率快排除干扰物质反应完全(3)物质的检验的基本思路和步骤①对物质进行初步推断，外观观察；②试样准备；③检验得出结论，分析现象。典例剖析【例1】进行化学实验，必须注意安全，下列说法正确的是(填写标号)＿＿＿＿＿＿＿。A．不慎将酸溅到眼中，应立即用水冲洗，边洗边眨眼睛B．不慎将浓碱溶液沾到皮肤上，要立即用大量水冲洗，然后涂上硼酸溶液C．如果浓H2SO4沾到皮肤上，可立即用大量水冲洗D．如果少量酒精失火燃烧，可用湿抹布盖灭火焰E．如果皮肤小面积烫伤，第一件要做的事是拨120或110求助解析：C错。浓H2SO4沾到皮肤上应先用柔软的布或纸拭去，然后再用大量水冲洗；如果先用水冲洗，则浓H2SO4溶于水放出大量热，会灼伤皮肤。E错。其实最应该要做的事，是在第一时间内进行冷敷，这比任何药膏都管用。答案：ABD。【例2】根据从草木灰(主要成分是K2CO3、KCl和K2SO4)中提取钾盐实验，填写下列空白：(1)此实验操作顺序如下：①称量样品：②溶解沉降；③_____；④＿＿＿；⑤冷却结晶。(2)用托盘天平称量样品时，若指针偏向右边，则表示（）A．左盘重，样品轻B．左盘轻，砝码重C．右盘重，砝码轻D．右盘轻，样品重(3)在进行第③步操作时，有时可能要重复进行，这是因为＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。(4)在进行第④步操作时，要用玻璃棒不断地搅动液体，目的是防止＿＿＿＿＿＿＿＿。答案：(1)过滤；蒸发(2)D(3)滤液浑浊(4)液体飞溅点拨：掌握分离和提纯的基本操作是解答本题的关键。(1)此实验的操作顺序是：①称量样品；②溶解沉降．此时钾盐进入溶液中，其他难溶物则为沉降物．所以步骤③应是过滤，使含钾盐的溶液与不溶杂质分开为了得到钾盐的晶体，步骤④应当对滤液进行蒸发浓缩，得到的浓溶液经冷却即可析出晶体。(2)有关托盘天平的使用，规范的操作是右盘放砝码，左盘放称量物。对于指针向上的托盘天平，指针与横粱是相连的，因此称量时指针偏向哪边，则表示哪边盘重，所以题中指针偏向右边，即表示砝码重，物品轻。(3)由于本实验中被过滤液显碱性，其中可能有一些高价金属氢氧化物的絮状沉淀，一次过滤不容易得到澄清的滤液，因而可能要重复过滤。(4)在蒸发浓缩时，由