高三化学总复习化学实验教案.doc
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1、高2004级高三化学总复习(化学实验)教案知识精要一、化学实验常用仪器及其使用中学化学实验常用的仪器有20多种,对这些仪器应该在反复使用和训练规范操作的基础上,努力做到“三会”,即:会识别仪器的名称和能恰当地选用仪器(仪器的种类和必要的规格);会正确地使用仪器进行实验;会画常用仪器的剖面图。按照中学化学实验常用仪器的用途,大致可分为计量仪器、分离物质仪器、可加热的仪器、加热仪器、存放物质的仪器和其它仪器六类。现对这些仪器的名称、规格、用途和操作要领分述如下。1计量仪器(1)量筒量筒的容积有10mL、50mL、100mL、250mL、500mL和1000mL等多种,其分度(最小刻度每格)依次为0
2、.2mL、1mL、1mL、5mL、5mL和10mL。量筒用于量度一定体积的液体。应该根据需要量取液体的体积大小,选用适当规格的量筒;量取液体时,以液面的弯月形最低点为准;量筒不能加热,不能作反应容器。(2)容量瓶容量瓶是配制准确浓度溶液的仪器,容量瓶是细颈、梨形的平底玻璃瓶(图5-1)。常用的容量瓶有25mL、50mL、100mL、250mL、500mL、1000mL等多种,瓶口配有磨口玻璃塞或塑料塞,它的颈部刻有标线,瓶上标有温度和容量。使用容量瓶前要检查它是否漏水;瓶与塞是配套的,不要分置,不能互换;容量瓶不能加热。(3)滴定管滴定管在定量分析(如中和滴定)中,用于准确地放出一定量的液体试
3、剂,规格有25mL、50mL和100mL等多种容量。滴定管有酸式滴定管和碱式滴定管两种类型(图5-2)。酸式滴定管下端附有玻璃磨口的活塞,碱式滴定管下端连接着橡皮管,再接一个尖嘴。酸式滴定管不能装碱性溶液。碱式滴定管不能装与橡胶发生反应的物质(如氧化性物质)。使用前,必须检查滴定管是否漏水,活塞是否转动灵活,量取体积前,必须调节到滴定管尖嘴部分也充满溶液,管内没有气泡。(4)托盘天平托盘天平是常用的称量器具,用于精度不高的称量,一般能称准到0.1g,称量前要把游码放在标尺的零刻度处,检查天平是否平衡;称量时把称量物放在左盘,砝码放在右盘;砝码要用镊子夹取,先加质量大的砝码,再加质量小的砝码,最
4、后移动游码,直至天平平衡,称量干燥的固体前,应在两个托盘上各放一张相同的纸;易潮解的药品,必须放在玻璃器皿里称量。2分离物质的仪器(1)漏斗普通漏斗,内放滤纸用于过滤,也可通过漏斗向小口容器中转移液体。漏斗不能直接加热;过滤时应固定在铁架台的铁环上或固定在漏斗架上。(2)分液漏斗分液漏斗(图5-3)用于分离不相混溶的液体混合物,也可用于向反应容器中滴加液体。分液漏斗的容积有50mL、100mL、250mL等几种。使用前应在玻璃旋塞两端涂一薄层凡士林,插入塞窝转动,使之均匀,以防漏水;使用时,右手虎口顶住漏斗球体,用姆、食指转动旋塞,以免拔脱。(3)蒸馏烧瓶蒸馏烧瓶(图5-4)用于常压下蒸馏液体
5、,也可作反应容器。蒸馏烧瓶的容积有100mL、250mL和1000mL等多种。蒸馏烧瓶使用时应固定在铁架台上,烧瓶夹应垫石棉绳或套橡皮管;通常以隔石棉网加垫为宜;烧瓶夹应夹在支管上方瓶颈处。(4)冷凝管冷却蒸气,常与蒸馏烧瓶连接使用。冷凝管(图5-5)不能加热;使用时下支管与自来水龙头相连,从上支管把冷却水放出后导入下水道。3可加热的仪器(1)试管试管用作少量试剂的反应容器,在常温或加热时使用。试管加热后不能骤冷,以免炸裂;加热时应使用试管夹夹持。(2)烧杯烧杯用作较大量试剂的反应、蒸发部分液体和配制溶液,可在常温或加热时使用。烧杯的容积有500mL、100mL、250mL、500mL和100
6、0mL等几种,烧杯外壁擦干后方可用于加热;加热时应放置在石棉网上,盛放液体的容量通常不超过容积的1/3。(3)普通烧瓶烧瓶包括平底烧瓶和圆底烧瓶。容量有100mL、250mL、500mL、1000mL等多种。烧瓶常用作反应容器,在常温或加热时使用。平底烧瓶还可制作洗瓶,可平放在桌上使用。加热时,应隔石棉网间接加热;使用时(制气体或有机合成等),应固定在铁架上,烧瓶夹应垫石棉绳或套橡皮管。(4)蒸发皿蒸发皿有瓷、石英以及铁、铂制作的,容量在20mL120mL之间,用于蒸发、浓缩液体或干燥固体。蒸发皿可直接加热;待液体接近蒸发完时,需垫石棉网加热;虽耐高温,但不宜骤冷。(5)坩埚坩埚用于灼烧固体。
7、坩埚(图5-6)容积在830mL之间,有多种规格和不同的材料制成的坩埚。使用时,应用坩埚钳夹持,放到铁架台铁环上的泥三角上加热,瓷坩埚不能用于灼烧强碱性物质,铁坩埚不宜灼烧强酸性物质。4加热仪器(1)酒精灯酒精灯是中学化学实验最常用的加热工具。使用时,先要检查灯芯,再检查灯里酒精;添加酒精时,不能超过酒精灯容积的2/3;严禁向燃着的酒精灯里添加酒精和用酒精灯引燃另一只酒精灯;必须用灯帽盖灭酒精灯;应使用酒精灯的外焰给物质加热。(2)石棉网石棉网是石棉铁丝网的简称。石棉网用于给玻璃仪器或蒸发皿加热,石棉的隔热作用,可使受热均匀、缓和。5存、取物质的仪器(1)试剂瓶用于贮存液体试剂。容量有30mL
8、、60mL、125mL、500mL和1000mL多种规格。试剂瓶不能加热;盛放碱液时,要用橡皮塞;贮存见光易分解试剂,应选用棕色瓶。(2)滴瓶用于盛放少量液体试剂。容量有30mL、60mL。滴管与滴瓶磨口配套,不可互换;保存见光易分解试剂时应用棕色瓶。(3)胶头滴管滴管是用来吸取少量试剂的一种仪器。取液后的滴管,应保持橡胶乳头在上,不要平放或倒置,防止试液倒流,腐蚀橡胶乳头;不要把滴管放在试验台上。以免沾污滴管;用过的滴管要立即冲洗干净;严禁用未经清洗的滴管再取别的液体。(4)药匙药匙大多数由塑料或牛角制成。药匙质料较坚韧,不易和一般药品起反应。使用时要擦净。(5)集气瓶集气瓶用作收集或贮存少
9、量气体。在集气瓶里做燃烧实验时,要注意防止(减少)集气瓶炸裂。6其他仪器(1)铁架台附有铁夹、铁圈。用于固定和支持各种仪器,一般常用于过滤,加热等实验操作。使用时,铁夹、铁圈和铁架台应在同一方向,确保重心要稳;夹持玻璃仪器不能太紧,内侧应衬上橡胶或石棉绳。(2)研钵研钵(图5-7)用于研磨固体物质。研磨时,不得用杵敲击,放入被研磨物质量不超过研钵容积的1/3;需混合几种物质(特别是其中有易燃物或强氧化剂)时,须将几种物质分别研细后再混合。(3)干燥管干燥管(图5-8)用于干燥气体。干燥管一般不能加热;使用时应固定在铁架合上;通常多是粗端进气、细端出气。(4)干燥器干燥器(图5-9)用于干燥固体
10、物质。干燥器不能加热,欲干燥的温度较高的物质,需经冷却才能移入干燥器;长期连续使用时要及时更换干燥剂。(5)试管夹试管夹用于夹持试管。使用时要防止烧损和锈蚀。二、化学实验基本操作中学化学实验基本操作,是化学实验技能的基础。为了切实学会和熟练运用这些操作,并能用来解决化学实验的实际问题,对化学实验基本操作的学习,应作以下要求:熟悉每项操作的要点,做到动作规范、简捷、熟练;掌握和正确选用每项基本操作应该使用的仪器;对于定量实验操作应该精细、到位,确保误差控制在允许的范围内。对不当的操作产生的误差及原因能有正确的判断与分析。中学化学实验基本操作主要包括:药品的取用与保存;加热;试纸的使用;溶液的配制
11、;混合物的分离(过滤、蒸发、蒸馏、萃取、分液等);仪器的组装与拆卸;玻璃仪器的洗涤等。1药品的取用与保存(1)药品的取用药品取用的一般要求实验室里所用的药品,很多是易燃、易爆、有腐蚀性的。因此,使用时一定要严格遵照有关规定和操作规程,以确保安全。为此,要注意以下几点:不能用手接触药品,不要把鼻孔凑到容器口去闻药品,不得尝任何药品的味道;要节约药品,按实验规定的量取用药品。如果没有说明用量,通常取液体12mL,固体只需盖满试管底部;实验剩余药品不能放回原瓶,也不要随意丢弃。固体药品的取用取用固体药品一般用药匙。有些块状的药品可用镊子夹取。往试管里装入固体粉末时,先将试管倾斜,把盛有药品的药匙或纸
12、槽小心地送入试管底部,再把试管直立起来,让药品全部落到底部。把块状药品或密度较大的金属颗粒放入玻璃容器时,应先把容器横放,把药品放入容器口,再把容器慢慢竖立起来,以免打破容器。液体药品的取用取用细口瓶里的药液时,先拿下瓶塞,倒放在桌上。然后拿起瓶子,标签向着手心,瓶口紧挨着试管口,使药液缓缓倒入试管。倒完液体,立即盖紧瓶塞,把瓶子放回原处。取用一定体积液体时,量筒必须放平,视线要跟量筒内液体的凹液面的最低点保持水平,再读出液体体积。使用滴管滴加液体时,应把它悬空放在烧杯上方,不要接触烧杯壁,以免沾污滴管或造成试剂的污染。常用化学试剂的保存为保证试剂存放安全、减少变质,常用化学试剂的保存应注意以
13、下几点:活动金属(如钠、钾)应保存在煤油里;少量白磷要在水中保存。液溴也要用冷水来密封保存;强碱溶液、浓氨水、水玻璃(Na2SiO3溶液)、碳酸钠溶液等碱性试剂,应放在带胶塞(不得用玻璃塞)的试剂瓶中保存;浓硝酸、溴水、新制氯水、硝酸银溶液、硝酸盐等见光易分解变质的物质,应保存在棕色瓶中;氢氟酸应保存在塑料瓶中;浓硝酸、浓盐酸、液溴、浓氨水、碳酸氢铵等易挥发或易分解的试液,要放在阴凉处;固体烧碱、生石灰、碱石灰、电石、过氧化钠等,因易吸收水或二氧化碳,应密封在试剂瓶中保存。2物质的加热用酒精灯给盛在某容器中的物质加热,应特别注意以下几点。(1)要区分能加热的仪器和不能加热的仪器;能加热的仪器,
14、要区分需要间接加热的仪器和可以直接加热的仪器。(2)如果被加热的玻璃容器外壁有水,应擦干净,然后加热,以免容器炸裂。(3)给试管里的固体加热,试管口应稍向下倾斜。要先使试管均匀受热,再把灯焰固定在固体的部位加热。(4)给试管里液体加热时,液体体积最好不要超过试管容积的1/3,应使试管倾斜一定角度(约45角),并不时地移动试管,试管口应朝向无人的方向。3试纸的使用中学化学实验室里常用的试纸有红色石蕊试纸、蓝色石蕊试纸、pH试纸和碘化钾淀粉试纸等。使用试纸检验溶液性质时,一般先把一小块试纸放在表面皿或玻璃片上,用沾有待测液的玻璃棒点试纸的中部,观察试纸润湿后的颜色,判断溶液的性质。使用试纸检验气体
15、性质时,一般先用蒸馏水把试纸润湿,粘在玻璃棒的一端,把试纸放到盛有待测气体试管口附近,观察试纸的颜色,判断气体的性质。4溶液的配制配制一定体积、一定物质的量浓度某物质的溶液,首先要根据所配溶液的体积与浓度,计算出应称取固体溶质的质量或应量取浓溶液的体积。然后,依次进行下列操作:(1)称取固体溶质或量取浓溶液称取一定质量的固体溶质(如氢氧化钠),应先在托盘天平上称量一干燥、洁净的烧杯的质量,然后将固体放入烧杯,再称它们的总质量,以获得一定质量的固体溶质。以浓溶液配制一定体积、一定物质的量浓度溶液时,可用适当规格的量筒量取所需体积的浓溶液。(2)配制溶液将称得的固体溶质或量取的浓溶液放入盛有适量蒸
16、馏水的烧杯中搅拌、溶解、冷却。将所得的溶液沿玻璃棒注入适当规格的容量瓶,并用适量水洗涤烧杯内壁23次,洗涤液也注入容量瓶,振荡,使溶液混合均匀。再往容量瓶中小心地加水,直到液面接近刻度23厘米处,改用胶头滴管加水,使液体凹液面最低点恰好与刻度相切。把容量瓶盖紧,再振荡摇匀。最后,将配成的溶液倒入试剂瓶(或其他指定容器),贴上标签。5过滤过滤是除去液体中混有的固体物质的一种方法。过滤操作的过程包括:(1)过滤器的准备(图5-10)取一张圆形滤纸,对折两次,打开成圆锥形,把滤纸尖端朝下放入漏斗。滤纸的边缘要比漏斗口稍低,并紧贴漏斗壁,中间不要有气泡。(2)过滤的方法(图5-11)把过滤器放在铁架合
17、的铁圈上,调整高度,使漏斗下端的管口靠紧烧杯内壁,使滤液沿烧杯壁流下。倾倒时,使液体沿着玻璃棒流下,液面要低于漏斗的边缘。若滤液仍浑浊,应再过滤,直到滤液澄清。6蒸发(图5-12)蒸发一般是用加热的方法使溶剂不断挥发的过程。蒸发可用于浓缩溶液或从溶液中分离出固体溶质。蒸发皿中放液体的量不应超过容量的2/3,蒸发时可随时添加液体。加热过程中应该用玻璃棒不断搅拌,防止由于局部过热,造成液滴飞溅。当蒸发皿中出现较多固体时,即停止加热。对热不稳定的物质可采取水溶加热的方法间接加热。7蒸馏(图5-13)蒸馏是利用物质沸点不同来分离混合物的一种方法。为严格控制按不同温度收集馏出物质,温度计的水银球应处于蒸
18、馏烧瓶的支管接口处,以便测出该处蒸气的温度。蒸馏烧瓶内应放碎瓷片或碎玻璃片,以防止爆沸。8萃取和分液萃取是利用溶质在互不相溶的溶剂里溶解性的不同,用一种溶剂把溶质从它与另一种溶剂所组成的溶液里提取出来的方法。分液是把两种不相混溶的液体分开的操作。萃取和分液的操作方法如下:(1)在溶液中加入萃取剂,用右手压住漏斗口部,左手握住活塞,把分液漏斗倒转过来用力振荡(图5-14)。(2)把分液漏斗放在铁架台上(图5-15)静置。(3)待分液漏斗内液体分层后,左手旋动活塞,使塞孔与漏斗颈小口重合,下层液体从漏斗管流出,适时关塞,上层液体从漏斗上口倒出。9仪器组装和气密性检验(1)仪器组装将玻璃管头部在灯焰
19、上烧圆滑后才能接插装配。玻璃管插入塞孔或胶管时,应用水浸润,拿玻璃管的手尽量靠近接插部位。成套仪器的组装,应按由下到上、由左到右的顺序装配。例如,制取氯气的装置(图5-16),应按以下顺序组装:由下到上装配氯气发生器;铁架台酒精灯铁圈,石棉网、烧瓶烧瓶夹带分液漏斗、导管的胶塞。由左到右连接成整套装置:(2)气密性检验把连接好的仪器装置的末端导管插到水中。双手紧握始端的烧瓶或试管的外壁,如不漏气则末端导管口有气泡冒出。移开双手,仪器冷却后,导管口处应上升一段水柱。10仪器洗涤一般用去污粉、洗衣粉洗涤。附有油脂的玻璃仪器可用热的纯碱溶液或高效去油剂洗涤;附有不溶性碱、碱性氧化物、碳酸盐的玻璃仪器,
20、可用盐酸溶解;附有少量金属银、铜等的玻璃仪器,可用少量硝酸洗涤。洗涤干净的玻璃仪器上应不挂水珠,而是形成均匀附着的一层水膜。三、气体的制备、收集、洗涤和干燥1常见气体的实验室制法中学化学实验中,应该学会氯气、氯化氢、氧气、硫化氢、二氧化硫、氨气、二氧化氮、一氧化氮、二氧化碳、氢气、甲烷、乙烯、乙炔等气体的实验室制法。应该掌握的具体内容主要有:会选择适宜的反应物,并能熟练地书写有关气体生成的化学方程式;根据反应物的状态和反应条件等因素,选择适宜的气体发生装置,能判断装置图的正误,会组装气体发生装置;根据气体的密度、在水中的溶解性等性质,选择适宜的集气方法与装置;根据所制气体的性质,会用简便的方法
21、检验或验满。(1)反应物和反应原理实验室制氢气常用锌跟盐酸或稀硫酸反应制氢气。Zn+H2SO4(稀) ZnSO4+H2Zn+2HCl ZnCl2+H2在制气装置的出口处点燃氢气,一定要事先检查纯度,以确保实验安全。实验室制氧气常用氯酸钾(二氧化锰作催化剂)或高锰酸钾受热分解来制氧气。2KClO3 2KCl+3O22KMnO4 K2MnO4+MnO2+O2此外,过氧化氢(H2O2)在二氧化锰催化下分解,也可作为实验室制氧气的一种简便方法。2H2O2 2H2O+O2KClO3和MnO2要纯净,加热时以不迸发火花为合格,以确保实验安全。实验室制氯气常用氧化剂(二氧化锰或高锰酸钾)跟浓盐酸反应制氯气。
22、MnO2+4HCl MnCl2+2H2O+Cl22KMnO4+16HCl 2KCl+2MnCl2+8H2O+5Cl2高锰酸钾和盐酸反应可在常温下顺利进行,不需加热。氯气有毒。多余的氯气必须用NaOH溶液吸收,以免污染空气和使人受到毒害。实验室制氯化氢常用食盐和浓硫酸反应制氯化氢,间接加热温度较低,通常生成硫酸氢钠和氯化氢。NaCl+H2SO4(浓) NaHSO4+HCl氯化氢极易溶于水,为使反应顺利进行,应该使用固体氯化钠和浓硫酸。实验室制硫化氢常用硫化亚铁和稀硫酸反应制硫化氢。FeS+H2SO4(稀) FeSO4+H2S制硫化氢不能用浓硫酸和硝酸等氧化性酸。硫化氢有毒,要注意通风或用NaOH
23、溶液吸收多余的硫化氢。实验室制氨气常用铵盐(氯化铵、硫酸铵)跟碱(氢氧化钙)反应制氨气。2NH4Cl+Ca(OH)2 CaCl2+2H2O+2NH3氨极易溶于水,一般用加热上述的固体混合物来制氨气。此外,也可直接加热浓氨水在实验室制得氨气。实验室制二氧化硫常用亚硫酸钠跟浓硫酸反应制二氧化硫Na2SO3+H2SO4(浓) Na2SO4+H2O+SO2亚硫酸钠在空气中较易氧化变质,最好选用新开瓶的亚硫酸钠。实验室制二氧化碳常用碳酸钙(石灰石、大理石)跟盐酸反应制二氧化碳。CaCO3+2HCl CaCl2+H2O+CO2不能用硫酸与碳酸钙反应制二氧化碳,这是因为硫酸钙的溶解性小,附在碳酸钙表面,反应
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