高三化学023.doc

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期数： 0510 HXG3 023
学科：化学 年级：高三 编稿老师：张晓娟
审稿老师：曲宝琦

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复 习 篇

第六单元 化学实验方案的设计（四）
《实验中的安全问题》
复习篇
【基础知识梳理】
在化学实验中难免会接触到易燃、易爆、有毒，有刺激性气味，强腐蚀性的物质，也有很多需要加热的化学反应，有的反应如制取乙烯，石油的分馏等需要很高的温度，且装置中还连接有液体的装置，实验中不可避免地存在着暴沸、倒吸、炸裂仪器等不安全因素，但只要采取适当的安全防范措施，有高度的安全意识、具备安全操作知识（包括药品的存取）和处理安全问题的能力，完全可以控制事故的发生，这也是化学实验者的一种重要科学素养。
1、掌握试剂的保存原则和特殊试剂的存放
2、具备一定的安全操作知识能处理和控制一些中学实验常见的事故
3、能识别装置图中起安全作用的仪器
4、能依据实验要求和给出的仪器设计安全性好的装置
（一）试剂的安全使用
1、常用药品的保存
（1）化学药品保存的基本原则
安全无险、性质不变、存取方便。
（2）分析解决化学药品存放问题的一般思路

（3）化学药品保存时应防备的问题
在实验室里，经常遇到一些化学药品因储存不当、露置空气中或受温度、光照等的影响而使药品变质。在此谈谈化学药品保存时应防备的问题。
①防氧化 实验室许多还原性较强的物质易与空气中的氧气反应变质。因而保存这类药品时：一要注意密封或用后立即盖好，如Na2SO3溶液、Na2S溶液、氢硫酸、苯酚等。二是加入还原剂防止其氧化，如二价铁盐溶液保存时可加入少量铁屑以防氧化。三是隔绝空气如活泼金属钠、钾保存在煤油中，白磷保存在水中。
②防潮解 对吸水性较强的物质要尽量减少与空气接触，使用后立即盖好，如NaOH、CaCl2的使用，再则要放在干燥处。
③防分解 许多见光或受热易分解的物质保存时要做到：一是要用棕色试剂瓶保存在阴凉处，如AgNO3、浓HNO3等。二是加塑料袋密封保存，如NH4HCO3等化肥的保存。
④防粘结 玻璃仪器中含较多的SiO2，因强碱如NaOH溶液与此反应：SiO2+2NaOHNa2SiO3+H2O，产物Na2SiO3具有粘性，故保存强碱溶液或硅酸钠溶液等时只能用橡皮塞而不能用玻璃塞，以防瓶塞和试剂瓶粘结在一起难以取用。
⑤防腐蚀 许多氧化性较强的物质如浓H2SO4、浓HNO3、KMnO4溶液等，保存它们时只能用玻璃塞而不能用橡皮塞。因橡皮塞属高聚物，其中含有不饱和的双键易被氧化。保存氢氟酸时不能用玻璃仪器，因发生：4HF+SiO2SiF4+2H2O，因而用塑料容器或铅制容器贮存。
⑥防挥发 对挥发性较强的物质如浓盐酸、浓硝酸、浓氨水、溴水、某些有机物等保存时，一是用后立即盖好，二是要置于阴凉处。
⑦防水解 实验室保存水解性较强的物质时可加入某些试剂抑制水解，如FeCl3溶液可加入少量盐酸；Na2SiO3溶液可加入少量NaOH溶液以抑制水解得澄清溶液。
⑧防污染 一些剧毒药品如氰化钾、液溴等应保存在地下室或毒气柜中，防止大气污染或中毒。总之，保存药品时，要根据药品的性质，采取不同方法，选取不同的仪器进行盛装保存。
⑨防火 钠、钾、镁、磷及汽油、苯、甲苯、乙醇、丙酮等，远离火源，放阴凉处
（4）常见废液的处理方法：
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，查明废液性质，将其中一种废液分次少量加入另一种废液中
含重金属
离子废液
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再排放
含Ba2+
沉淀法
加入Na2SO4溶液，过滤，除去沉淀方可排放
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，分馏后回收利用
2、药品的取用
取用药品
固体药品
液体药品
粉末
块状
一定量
少量
多量
一定量
使用仪器
药匙(或纸槽)
镊子
托盘天平
胶头滴管
用试剂瓶倾倒
量筒、滴定管(或移液管)
不特殊说明用量时取1~2g，
不特殊说明用量时取1~2ml
3、事故的处理
（1）酒精及其他易燃物小面积失火，应迅速用湿抹布扑盖；钠、磷等易燃物失火，用细砂扑盖，重大火情报警。
（2）玻璃割伤，先除去伤口玻璃片，用医用双氧水擦洗，纱布包扎，不要用手触摸伤口或用水洗伤口。严重者就医。
（3）眼睛中溅入化学药品，立即用大量水冲洗，边洗边眨眼睛，如为碱灼伤时再用20%的硼酸溶液淋洗；若为酸灼伤时，则用3%的NaHCO3淋洗，处理后最好就医。
（4）浓酸。洒在实验台上，先用碱中和，再用水冲净擦；若沾在衣物或皮肤上，宜先用抹布擦拭，再用水冲净。
（5）浓碱酒在实验台上，先用稀醋酸中和，再用水冲洗净擦干；若沾在衣物或皮肤上，用较多的水冲洗净，在皮肤上涂些硼酸中和。
（6）液溴和苯酚沾在皮肤上，要立即擦去，再用酒精擦洗。
（7）白磷沾在皮肤上，用稀硫酸铜溶液擦洗。
（8）误食重金属盐，应立即服豆浆，蛋清或牛奶。
（9）汞洒落后，应立即撒上硫粉，并打开排气扇。
总之，一般的药品沾在皮肤上首先清除，再用大量水清洗。
（二）物质的溶解
(1)固体：用烧杯、试管溶解，振荡、搅拌、粉碎、升温等可加快溶解速度。
(2)液体：注意浓H2SO4的稀释，当混和浓HNO3和浓H2SO4时，也类似于浓H2SO4的稀释，即必须把浓H2SO4慢慢地注入浓HNO3中，(即一般密度大的溶液注入密度小的溶液中)
(3)气体的溶解：
①溶解度不大的气体(Cl2、H2S)，②易溶于水的气体(HCl、HBr、NH3、NO2)及SO2等用NaOH溶液吸收时

（三）物质的加热
(1)酒精灯的使用方法(略)
(2)给固体加热时，可用试管或坩埚，给液体加热可用试管、烧杯或蒸发皿等。
(3)在对各种仪器采用不同的方法加热时，要严格遵照有关操作规程，以保证实验安全。
加热方式
优点
适应范围
注意事项
直接加热
升温快，易获得较高温度
瓷质、金属质或小而薄的玻璃仪器(如试管)等
玻璃仪器外壁要干燥
隔石棉网加热
受热较均匀，温度较易控制
较大的玻璃反应器(如烧杯、烧瓶)等
同上
加热浴(水浴、油浴、砂浴、等)
受热均匀、反应平稳、具有上限温度
①需严格控制温度的(如硝基苯的制取)②需反应混合物静置的(如银镜反应)③精馏沸点差较小的混合液
根据不同温度选取浴热方式，加热上限温度为热浴介质的沸点
（四）试纸的使用
1、试纸种类
2、使用方法：
①检验液体：取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(或胶头滴管)点在试纸中部，观察试纸颜色变化。
②检验气体：一般先用蒸馏水把试纸润湿，粘在玻璃棒的一端，并使接近试管口，观察颜色变化。
③注意事
（五）操作的安全性
1、加热的仪器必须外部无水，先均匀加热再集中加热，加热固体物质时试管口（导管）略向下倾斜，以防加热后生成的水倒流使试管炸裂。
2、点燃或加热可燃性气体之间必须验纯，防止爆炸。
①可燃性气体：H2 CO CH4 C2H4 C2H2 等
②用H2或CO还原CuO 、Fe2O3实验在加热前应排尽装置中的空气。
3、制取有毒气体如Cl2 SO2 CO H2S NO NO2等应在有尾气处理装置的条件下进行，防止污染空气或中毒。
4、防暴沸：对较低沸点液体加热较高温度时，要加入碎磁片，以防暴沸。如乙醇和浓H2SO4制乙烯、乙酸乙酯的制取、石油的分馏等。
5、防倒吸 用加热法制取气体，若用排水法收集气体或有洗气装置，一定为先将导气管从水取出再熄灭酒精。或其它防倒吸装置。
（六）装置的安全性
1、仪器的组装 首先选定主要仪器的位置，然后按照一定的顺序逐个装配其它仪器，夹持稳定、牢固。
2、实验的安全运行 按操作程序和要求，增加安全保护装置（如安全瓶）、防倒吸、炸裂、排气通畅、尾气点燃等。
3、仪器的拆御，一般为装配时方向相反的顺序，逐个拆除，尤其要先将导气管移出水面再停止加热。
4、实验设计中同一仪器大不同位置的作用

【难疑点悟及典型题解析】
例1、下图表示尾气吸收或处理装置，现需要处理的气体是：
①Cl2 ②NH3 ③HCl ④H2S ⑤CO，从表中选出合适的装置，将要处理的气体的编号填入相应的装置图中下边空格中：

答案：
②③
①④
⑤

例2、用如图所示装置进行实验，回答有关问题

（1）玻璃管E内发生反应的化学方程式： 。
（2）小试管C的作用是 。
（3）广口瓶D内盛的试剂是 ，装置D的三个主要作用是 。
（4）从管E导出的气体成分是 。
（5）装置F中U形管所收集的物质的颜色，状态是 。
（6）若U形管内收集到的物质很少，分析其原因，不可能的是（填标号） 。a、装置气密性不好；b、制得的SO2中混有少量H2S杂质使催化剂中毒；c、气流速度过快。
（7）从U形管导出的的尾气的处理方法是 。
答案：（1）E管内的反应为 。
（2）小试管C的作用应是安全瓶，目的是防止倒吸。
（3）广口瓶D内盛放的试剂是浓H2SO4，其作用是①干燥SO2；②使SO2和O2两种气体混合均匀；③通过观察气泡控制气体比例的流速。
（4）因为（1）反应为可逆反应，所有从管E导出的气体中含有SO3、SO2、O2。
（5）F装置为冰水冷却装置，所得物质为无色晶体（SO3）。
（6）不可能的应是b。
（7）尾气含有SO2，所以应用NaOH溶液吸收。

【高考真题演练】
（1996、全国）在一定条件下用普通铁粉和水蒸气反应，可以得到铁的氧化物。该氧化物又可以经过此反应的逆反应，一成颗粒很细的铁粉。这种铁粉具有很高的反应活性，在空气中受撞击或受热时会燃烧，所以俗称“引火铁”，请分别用图所示意的两套仪器装置，制取上述的氧化物和“引火铁”，实验中必须使用普通铁粉和6mol/L盐酸，其他试剂自选(装置中必要的铁架台、铁夹、铁圈、石棉网、加热设备等在图中均略去)。

填写下列空白：
(1)实验开始前试管A中应加入的试剂是_________；烧瓶B的作用是_________；C的作用是_________；在试管D中收集到的是_________。
(2)实验时，U型管G中应加入的试剂是_________；长颈漏斗H中应加入_________。
(3)两套装置中，在实验时需加热的仪器是(填该仪器对应的字母)_________。
(4)烧瓶Ⅰ中发生的反应有时需加放少量硫酸铜溶液，其目的是：_________。
(5)试管E中发生反应的化学方程式是：_________。
(6)为了安全，在E管的反应发生之前，在F出口处必须进行的操作是_________；E管的反应开始后，在F出口处应采取的措施是：_________。
答案：
(1)A中应加入的试剂是普通铁粉；B是制取水蒸气；C的作用是为了实验安全；D收集的是H2。
(2)固体碱性试剂如NaOH；H中装的是6mol/L盐酸
(3)A、B、E要加热 (4)加快Fe和HCl的反应速率 (5)Fe3O4+4H2高温3Fe+4H2O。
(6)在F处需检验H2的纯度；点火燃烧未反应的H2。
（2004、天津）Ⅰ．合成氨工业对化学的国防工业具有重要意义。写出氨的两种重要用途 。
Ⅱ．实验室制备氨气，下列方法中适宜选用的是 。
①固态氯化铵加热分解 ②固体氢氧化钠中滴加浓氨水
③氯化铵溶液与氢氧化钠溶液共热 ④固态氯化铵与氢氧化钙混合加热
III．为了在实验室利用工业原料制备少量氨气，有人设计了如下装置（图中夹持装置均已略去）。

[实验操作]
① 检查实验装置的气密性后，关闭弹簧夹a、b、c、d、e。在A中加入锌粒，向长颈漏斗注入一定量稀硫酸。打开弹簧夹c、d、e，则A中有氢气发生。在F出口处收集氢气并检验其纯度。
② 关闭弹簧夹c，取下截去底部的细口瓶C，打开弹簧夹a，将氢气经导管B验纯后点燃，然后立即罩上无底细口瓶C，塞紧瓶塞，如图所示。氢气继续在瓶内燃烧，几分钟后火焰熄灭。
③ 用酒精灯加热反应管E，继续通氢气，待无底细口瓶C内水位下降到液面保持不变时，打开弹簧夹b，无底细口瓶C内气体经D进入反应管E，片刻后F中的溶液变红。
回答下列问题：
（1）检验氢气纯度的目的是 。
（2）C瓶内水位下降到液面保持不变时，A装置内发生的现象是 ，防止了实验装置中压强过大。此时再打开弹簧夹b的原因是 ，C瓶内气体的成份是 。
（3）在步骤③中，先加热铁触媒的原因是 。反应管E中发生反应的化学方程式是 。
答案：Ⅰ．制化肥、制硝酸 Ⅱ．②④
Ⅲ．（1）排除空气，保证安全
（2）锌粒与酸脱离 尽量增大氢气的浓度以提高氮气的转化率 N2 H2
（3）铁触媒在较高温度时活性增大，加快氨合成的反应速率
N2＋3H22NH3

【本周强化训练】
※1、实验室可用右图的装置进行CO和CO2混合气体的分离和干燥。已知a为止水夹，b为分液漏斗丙的活塞。可供选用的试剂有NaHCO3溶液、NaOH溶液、NaHS溶液、浓硫酸、无水氯化钙、稀硫酸。试填空回答：
(1)广口瓶甲中应放的试剂为______，广口瓶乙中应放的试剂为______，分液漏斗丙中应放的试剂为_______。
(2)第一步先分离出______，分离时应先关闭______，打开______，发生反应的离子方程式为____________。
(3)第二步分离出______时，先关闭______，打开______，发生反应的离子方程式为__________________。
答案：(1)NaOH溶液，浓H2SO4，稀硫酸
(2)CO b a CO2+2OH－CO32－+H2O
(3)3CO2 a b CO32－+2H+H2O+CO2↑
※※2、现有一份Fe2O3与CuO混合物，欲用CO还原法测定其中Fe2O3质量x，制取CO可用乙二酸晶体在浓硫酸作用下加热生成CO，CO2，然后用纯净的CO还原混合物，实验中可测定以下数据：W1一反应前混合物质量，W2—反应后混合物质量，W3—反应后气体用Ba(OH)2溶液吸收所得沉淀质量。
可供选择的实验用品有：18mol/L硫酸、6mol/L氢氧化钡溶液、蒸馏水、乙二酸晶体、氢氧化钠、石灰石、澄清石灰水、食盐、消石灰、Fe2O3与CuO的混合物，以及中学化学实验常用仪器。
(1)请设计一个实验，画出实验装置示意图(包括反应时容器中的物质)，并在图中玻璃容器旁自左至右分别用A、B、C…符号标明，在酒精灯旁自左至右分别用①、②、③…符号标明(见题后说明)。
(2)请写出图上用A、B、C…各玻璃容器中盛放物质的化学式或名称(可不填满，也可补充)。
A．__________，B．__________，C．__________，D．__________。
(3)本题中多处用到酒精灯，反应结束时酒精灯撤去顺序为____________。
(4)为计算x，至少需要测定上述三个数据中的______个，这几个数据的组合共有______种，请将这些组合一一填入下列空格中(选用W1，W2，W3表示，不必列出具体计算式，每空格填一种组合，有几种就填几种，不必填满)。
______、______、______、______、______。
(5)从上述组合中选写一个含W1的一组，求x的计算式：x=______。
说明：①本题装置示意图中的仪器可以用下面的方式表示。
敞开玻璃容器；有塞玻璃容器□；
玻璃漏斗Y，分液漏斗￥；
玻璃导管—， (应标出在液面上的或液面下)；酒精灯△
②铁架台、石棉网、玻璃导管之间的联结胶管等，在示意图中不必画出。
答案：(1)装置图为：

(2)A．乙二酸晶体与18mol/L H2SO4 B．NaOH溶液(或6mol/L Ba(OH)2溶液)
C．18mol/L H2SO4 D．6mol/L Ba(OH)2溶液
(3)②①③
(4)2 3 W1，W2 W1，W3 W2，W3
(5)8W1－10W2(或W3－2W1)
※※3、1，2-二溴乙烷可作汽油抗爆剂的添加剂，常温下它是无色液体，密度2.18g·cm-3，沸点131.4℃，熔点9.79℃，不溶于水，易溶于醇、醚、丙酮等有机溶剂。在实验室中可以用下图所示装置制备1，2-二溴乙烷，其中分液漏斗和烧瓶a中装有乙醇和浓硫酸的混合液，试管d中装有液溴（表面覆盖少量水）。

填写下列空白：
（1）写出本题中制备1，2-二溴乙烷的两个化学反应方程式： 。
（2）安全瓶b可以防止倒吸，并可以检查实验进行时试管d是否发生堵塞。请写出发生堵塞时瓶 b中的现象 。
（3）容器c中NaOH溶液的作用是： 。
（4）某学生在做此实验时，使用一定量的液溴，当溴全部褪色时，所消耗乙醇和浓硫酸混合液的量，比正常情况下超过许多。如果装置的气密性没有问题，试分析其可能的原因。
答案：（1）CH3CH2OH CH2=CH2↑+H2O，
CH2=CH2+Br2CH2Br—CH2Br。
（2）由于b中压强增大，b中水面会下降，玻璃管中水在上升，甚至会从玻璃管上部溢出。
（3）除去乙烯中混有CO2和SO2气体。所以NaOH溶液的作用是：除去乙烯中混有的CO2 和SO2等酸性所体。
（4）①乙烯产生的速率太快，一部分乙烯来不及与溴反应。②实验过程中，温度控制不当，产生了较多乙醚 。