高考化学二轮复习精品资料 专题16 化学实验基础教学案(教师版)

2013高考化学二轮复习精品资料 专题16 化学实验基础教学案（教

师版）

化学实验基础是历年高考的必考内容，题型主要为选择题和填空题。考查的内容主要涉及实验安全常识、试剂的存放和使用、仪器的使用、溶液的配制、试纸的使用、装置气密性检查以及沉淀、仪器的洗涤等。题中既有常见仪器(如量筒、托盘天平等)规格和使用方法的认识，又有正误操作(如溶液的配制)的辨析或处理，还有具体实验操作(如气密性检查、溶解、过滤等)方法的叙述等。

根据实验要求恰当地选用仪器，将常见仪器另作他用(如干燥管用于防倒吸装置等)，根据物质的性质，在特殊装置、特定条件下进行非常规操作，这些也可能成为高考命题的新动向。

物质的制备?分离?提纯和检验是高考化学实验部分的重点,也是热点?此类问题可以考查学生对元素化合物知识的掌握?应用能力,也能考查学生对物质的制备?分离?提纯和检验原理的理解?实验操作的规范性及实验现象的观察?描述能力?从高考的内容和形式上看,物质的制备?分离?提纯及检验可以独立考查,也可以综合考查;可以以选择题的形式出现,也可以渗透到综合实验中;可以以课本中实验为素材进行考查,也可以以生活?生产?科技和环境问题为素材进行考查? 【知识网络构建】

【重点知识整合】

考点1 常用化学实验仪器 1.常用化学实验仪器分类 (1)可加热的仪器

①可直接加热的仪器,如试管?坩埚?蒸发皿?石棉网?燃烧匙?玻璃棒?铂丝等?

②可间接加热(如垫石棉网加热?水浴加热等)的仪器,如烧杯?圆底烧瓶?平底烧瓶?蒸馏烧瓶?锥形瓶等

(2)用于计量的仪器

①测量物质质量的仪器

托盘天平(有砝码?镊子与之配套)? ②测量液体体积的仪器 a.粗测仪器:量筒?量杯?

b.精测仪器:滴定管(有酸式和碱式)?容量瓶?移液管? ③测量物体温度的仪器:温度计? (3)用于物质分离的主要玻璃仪器 ①分液:分液漏斗?烧杯? ②过滤:普通漏斗?玻璃棒?烧杯?

③液体蒸发:蒸发皿(有玻璃质的,也有瓷质的)?玻璃棒?蒸馏烧瓶(必要时配备温度计?冷凝管?牛角管)?酒精灯?

(4)物质储存仪器

①储存气体:集气瓶?储气瓶?

②储存固体:广口试剂瓶,它又分为无色玻璃瓶和棕色玻璃瓶,磨口玻璃瓶和塑料塞瓶,塑料瓶?

③储存液体:细口试剂瓶,又分为无色和棕色试剂瓶;滴瓶?

(3)集气瓶:广口瓶中盛有空气,若A进B出,可收集密度比空气大的气体,如CO2,若B进A出,可收集密度比空气小的气体,如H2?

(4)安全瓶:在气体的制取与性质验证实验中连接该装置(瓶中不盛放任何物质),可有效地防止倒吸,起安全瓶的作用(此时广口瓶中A管长度同B管)?

考点2 化学实验基本操作 1.药品的取用 取用药品 粉末 使用仪器 药匙(或纸槽) 2.试纸的使用

(2)使用方法

镊子 平 固体药品 块状 一定量 托盘天胶头滴管 倒 (或移液管) 少量 液体药品 多量 一定量 用试剂瓶倾量筒、滴定管

①检验液体:取一小块试纸放在表面皿或玻璃片上,用蘸有待测液的玻璃棒(或胶头滴管吸取待测液)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,并使其接近盛气体的试管(或集气瓶)口,观察颜色变化?

3.物质的溶解 (1)固体的溶解

②对极易溶于水的气体(如:NH3?HCl?HBr等),气体导管口只能靠近液面,最好导管口连接一倒置的漏斗,并使漏斗边缘同时贴靠在液面上,这样可以增大气体的吸收率,减少气体的逸出,同时也避免出现液体倒吸的现象(如上图中B和C)?

(3)液体的溶解

用量筒分别量取一定体积的被溶解的液体和溶剂,然后先后倒入烧杯里搅拌而溶解?但对于溶解放热较多的实验,往往先倒入密度较小的液体,再沿烧杯内壁缓缓加入密度较大的液体,边倒边搅拌?比如浓硫酸稀释和浓硫酸与浓硝酸混合互溶的实验,一定要将浓硫酸加入水中或浓硝酸中,千万不能相反加入,以免造成局部液体混合放热沸腾而使酸液飞溅?

4.物质的加热

试管?坩埚?蒸发皿?燃烧匙可用灯焰直接加热,烧杯?烧瓶等仪器要垫石棉网加热?对某些温度不超过100℃的实验,为了受热均匀且便于控制反应的温度,则要用水浴加热?

加热时,受热容器外壁不能有水,以防止受热不均而破裂?给试管里的固体加热,应将管口略微向下倾斜,以防形成的水滴倒流至管底而引起试管破裂?操作时,先将试管均匀受热再将火焰固定加热盛有固体的试管底部?给盛有液体的试管加热,要使管口向斜上方倾斜(约45°),试管口不能对着人?

5.仪器的洗涤

(1)标准:仪器内壁附着的水既不聚成水滴,也不成股流下时,表示仪器已洗干净? (2)若附着不易用水洗净的物质时,应选用不同的“洗涤试剂”洗涤,然后用水冲洗干净(原则是使不溶物转化成可溶物再洗)?

①启普发生器气密性检验如图Ⅱ所示,关闭活塞K,向球形漏斗中加水,使漏斗中的液面高于容器内的液面,静置片刻液面不变,证明启普发生器气密性良好?

②如图Ⅲ所示,检验其气密性采用液差法,具体操作是:连接好仪器,向C管中注入适量水,使C管液面高于B管液面?静置片刻,若液面保持不变证明装置不漏气?

(3)液封法

如图Ⅳ所示,检验此装置气密性:关闭弹簧夹K,向长颈漏斗中加入水浸没长颈漏斗下端管口,再继续向漏斗内加水,使漏斗颈内液面高于试管内液面,形成一段水柱,若水柱在较长时间内不下降,证明此装置不漏气(也可打开K,从导管a处吹气使长颈漏斗下端形成一段水柱)?对于较复杂的实验装置检验其气密性,可采用分段检查(因具体装置而异)?

考点3 试剂的保存 类别 试剂 钠、钾 保存方法 原因 易燃剂 有机溶剂(乙醇、汽油、保存在冷暗处，严禁与火种接触，更不能与燃爆剂、氧化剂易燃，遇火或氧化剂易爆炸 苯、甲苯、乙酸乙酯等) 混合贮存 浓硝酸 用棕色瓶装，贮存在冷暗处 见光、受热易分解，易挥发 易被空气氧化，与水剧烈反浸放在煤油中，隔绝空气保存 应，放出易燃易爆的氢气 密封保存 强腐浓硫酸 密封保存在冷暗处 蚀剂 浓盐酸 氢氧化钾、氢氧化钠溶用橡皮塞密封于玻璃瓶内 液 其他

考点4 化学实验安全

化学实验设计方案要遵循安全性原则的主要体现 氢氟酸 液溴 保存在塑料容器中 有强吸水性、脱水性、腐蚀性 易挥发，蒸气有强的腐蚀性 易潮解，易吸收空气中的二氧化碳而变质 能与玻璃发生反应 采用水封法，不可用橡胶塞 有毒，易挥发 (1)防止爆炸。点燃气体前，一定要先检验气体的纯度。

(2)防止倒吸引起爆裂和防止污染。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。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防止有害气体污染空气。有毒气体如Cl2、HCl、H2S、SO2、NO2等气体，用强碱溶液吸收；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。

(3)防止暴沸。在反应容器中要放一些碎瓷片。

(4)防泄漏：防气体泄漏主要是检查装置的气密性；防液体泄漏主要检查滴定管、分液漏斗、容量瓶是否漏水及其处理。

(5)防堵塞：如加热KMnO4制O2，细小的KMnO4粉末可能引起导气管堵塞，要在试管口放一团棉花。

(6)防挥发：防止挥发的方法有密封、液封、冷凝回流等。

(7)防中毒：化学药品可通过呼吸道、消化道、五官以及皮肤的伤口侵入人体引起中毒。实验中应注意采取合理的措施，尽量在通风处进行。

分析选择尾气吸收方法的依据是:使有害气体反应掉,同时不能再产生有害气体,主要方法有:①可燃性气体可采用“火封法”(即通过点燃使其燃烧掉,如CO?CH4?C2H4?C2H2等气体);②水溶性大的气体可采用“水封法”(即将该气体通入水中,如HCl?NH3等气体);③酸性气体可采用“碱封法”(即用碱液吸收该气体,如SO2?Cl2等气体);④H2S气体可用CuSO4溶液吸收等?实际上,根据需要,可将“空气”?“水”替换掉,可选择其他气体或液体进行收集?

2.气体的收集方法

有关集气装置问题,要弄懂使用装置的原理:①难?微溶于水的用排水集气法;②密度大于空气的用向上排空气法,密度小于空气的用向下排空气法,要注意密度与空气接近的(如C2H4等)或易与空气中O2反应的(如NO等)不宜用排空气法;③有毒气体一定要注意带尾气处理装置?必要时,如NO?N2?CO等用气袋?球胆之类密封收集?下图是各种气体的收集装置,请同学们认真分析其原理?

考点6 物质的分离与提纯

1.物质的分离与提纯要遵循如下原则:(1)不增:即不能引入新的杂质;(2)不减:不减少被提纯或分离的物质;(3)易分离:采用的方法应使被提纯或分离的物质与其他物质易于分离;(4)易复原:如果在分离或提纯过程中,被提纯或分离的物质转变为其他物质,应能够采取适当的方法将其恢复为原物质?对混合物进行分离和提纯时常用的物理方法有:过滤?结晶?升华?蒸发?蒸馏(分馏)?分液?萃取?渗析和盐析等?

2.物质的分离与提纯方法 方法 适用范围 仪器装置 注意事项

过滤 不溶性固体与液体的分离 失 ①要“一贴二低三靠” ②必要时要洗涤沉淀物 ③定量实验的过滤要无损混合物中各组分结晶 在溶剂中的溶解重结晶 度随温度的变化不同 混合物中某一成分在一定温升华 度下可直接变为气体，再冷却成固体 烧杯及过滤装置 ①一般先配较高温度的溶液，然后降温结晶 ②结晶后过滤，分离出晶体 (升华物质的集取方法不做要求) 蒸发 分离溶于溶剂中的溶质 ①溶质不易分解、不易水解、不易被氧气氧化 ②蒸发过程应不断搅拌 ③近干时停止加热，余热蒸干 ①温度计水银球在蒸馏烧瓶支管口处 ②加沸石(或碎瓷片) ③注意冷凝管水流方向应下进上出 ④不可蒸干 利用沸点不同分蒸馏 离相互溶解的液分馏 体混合物 分液 两种互不相溶的液体的分离 上层液体从上口倒出，下层液体从下端放出 溶质在两种萃取 互不相溶的溶剂中的溶解度不同 一般在分液 漏斗中进行 ①萃取后要进行分液 ②对萃取剂的要求：与原溶剂互不相溶、不反应；溶质在其中的溶解度比在原溶剂中的大；溶质不与萃取剂反应；两溶剂密度差别大 ③萃取后得到的仍是溶液，一般再通过分馏等方法进一步分离 用半透膜使离子或小分子从渗析 胶体中分离出来(提纯胶体) 要不断更换烧杯中的水或改用流水，以提高渗析效果

利用某些物质在加某些无机盐盐析 时，其溶解度降低而凝聚的性质来分离物质 考点3 物质的检验

烧杯、玻璃棒以 及过滤仪器 ①注意无机盐的选用 ②少量盐能促进蛋白质的溶解，重金属盐使蛋白质变性 ③盐析后过滤 1.物质检验的分类及一般要求

中学化学中有关物质的检验通常有鉴定?鉴别和推断三类?它们的共同点是:依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

物质检验的一般要求:

(1)反应要有良好的选择性,反应速率要快?

(2)反应要有明显的外部特征(如溶液颜色变化):常见带颜色物质或离子有氯水?溴水?碘水?Fe?Fe?Cu?MnO4?Fe(SCN)3;沉淀的生成和溶解,如AgCl?BaSO4?BaCO3?H2SiO3?Al(OH)3?Fe(OH)3?Mg(OH)2?气体的产生:酸性条件下产生的气体有Cl2?HCl?SO2?NO2?NO?CO2?H2等,碱性条件下产生的气体为NH3?

(3)要排除干扰物质的影响? 2. 常见气体的检验 气体 检验方法 有关的反应方程式 ①2KI＋Cl2=2KCl＋I2(淀粉遇I2变①使湿润的碘化钾淀粉试纸变蓝 Cl2 ②通入AgNO3溶液中产生白色沉淀 ②Cl2＋H2O=HCl＋HClO HCl＋AgNO3=AgCl↓＋HNO3 ①能使湿润的红色石蕊试纸变蓝 NH3 ②用蘸浓盐酸的玻璃棒靠近，能生NH3＋HCl=NH4Cl 成白烟 ①用蘸浓氨水的玻璃棒靠近，能生①NH3＋HCl=NH4Cl HCl 成白烟 ②HCl＋AgNO3=AgCl↓＋HNO3 ②通入AgNO3溶液生成白色沉淀 蓝) 3+

2+

2+

-

①通入澄清石灰水中，使溶液变浑浊 SO2 ②通入品红溶液，使溶液褪色，加②SO2有漂白性 热，又变红色 ①能使燃着的木条熄灭 CO2 ②使澄清石灰水变浑浊 NO 无色气体，在空气中变红棕色 ①红棕色、有刺激性气味的气体 ②能使蓝色石蕊试纸变红 NO2 ③溶于水后生成无色气体和无色溶液

3．阳离子的检验： 离检验试剂 子 H Na ＋＋①SO2＋Ca＋2OH=CaSO3↓＋H2O 2＋－Ca＋2OH＋CO2=CaCO3↓＋H2O 2＋－2NO＋O2=2NO2 3NO2＋H2O=2HNO3＋NO 实验现象 溶液变红 火焰呈黄色 ①先生成白色沉淀，很快变为灰绿色，最后变为红 离子方程式 石蕊试液 焰色反应 ①Fe＋2OH＝Fe(OH)2↓ ①NaOH溶液 Fe ②KSCN溶液、氯水 ②加KSCN溶液不变色，③K3[Fe(CN)3]溶液 加氯水后便红色 ③生成蓝色沉淀 ①Fe＋3OH＝Fe(OH)3↓ Fe ②KSCN溶液 Cu ＋2＋3＋3＋－3＋2＋2＋－4Fe(OH)2＋2H2O＋O2＝褐色 4Fe(OH)3 ②2Fe＋Cl2＝2Fe＋2Cl Fe＋SCN＝［Fe(SCN)］ －2＋2＋3＋－①NaOH溶液 ①出现红褐色沉淀 ②溶液呈血红色 蓝色沉淀 无色有刺激性气味的气＋2＋② Fe＋SCN＝［Fe(SCN)］ Cu＋2OH＝Cu(OH)2↓ NH4＋OH － △ 2＋－3＋－NaOH溶液 NH4 与NaOH溶液混合加 NH3↑＋H2O

热，产生使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体 Mg 加过量NaOH溶液 2＋体，试纸变蓝 有白色沉淀生成 生成的白色沉淀，继续加Mg＋2OH＝Mg(OH)2↓ Al＋3OH＝Al(OH)3↓ 3＋－2＋－Al NaOH溶液，氨水 3＋NaOH溶液，沉淀溶解；继续Al(OH)3＋OH＝AlO2＋2H2O 加氨水沉淀不溶解 －－

4．阴离子的检验： 离子 OH ②石蕊试液 Cl Br I SO4 2－－－－－检验试剂 ①酚酞试液 实验现象 ①呈红色 ②呈蓝色 白色沉淀 淡黄色沉淀 黄色沉淀 加HCl无沉淀，再加 AgNO3，稀HNO3 AgNO3，稀HNO3 AgNO3，稀HNO3 HCl,BaCl2溶液 Ag＋Cl＝AgCl↓ Ag＋Br＝AgBr↓ Ag＋I＝AgI↓ Ba＋SO4＝BaSO4↓ 2＋2－＋－＋－＋－BaCl2有白色沉淀 SO3 2－无色有刺激性气味的稀硫酸，品红溶液 气体，能使品红溶液退色 SO3＋2H＝SO2↑＋H2O CO3＋2H＝CO2↑＋H2O 2－＋2－＋CO3 2－HCl,澄清石灰水 白色沉淀 CO2＋Ca(OH)2＝CaCO3＋2H2O

5.常用物质检验的方法:观察法?加热法?水溶法?焰色反应法?点燃法?指示剂法?显色法?互滴法和两两混合法等?

(1)气体物质的检验:一般先观察气体的颜色,如Cl2(黄绿色)?NO2(红棕色)?I2蒸气(紫红色)?然后考虑气体的酸?碱性,如用湿润的试纸去检验?考虑气体的助燃?可燃及其燃烧现象与产物?遇空气发生的变化?闻其气味等?

(2)固态物质的检验:对待检验的物质,首先观察其颜色并加以区分,然后对无色晶体?白

色固体?有色物质加水区分其水溶性?不溶物的颜色如氢氧化铜为蓝色?氢氧化铁为红褐色?三氧化二铁为红棕色?溴化银为浅黄色?碘化银为黄色?氯化银为白色等;溶于水的有色物质如蓝色溶液中含有Cu?浅绿色溶液中含有Fe?黄色溶液中含有Fe?紫红色溶液中含有MnO4等?

(3)无色溶液的检验:待测溶液中先滴加紫色石蕊试液,若溶液显红色,可能是酸?强酸弱碱盐和强酸的酸式盐等;若溶液不变色,可能是强酸强碱盐,如K2SO4?KNO3和NaCl等;若溶液显蓝色,可能是碱?强碱弱酸盐等?

(4)有机物的检验:①能使溴水褪色或变色的有机物,如烯烃?炔烃?苯酚等;②能使酸性高锰酸钾溶液褪色的有机物,如烯烃?二烯烃?炔烃和苯的同系物等;③能发生银镜反应的有机物,如醛?甲酸?甲酸某酯?葡萄糖和麦芽糖等;④能和Cu(OH)2悬浊液反应的有机物,如醛?酸?

【高频考点突破】

考点一 化学实验基本操作

-2+

2+

3+

【例1】下列有关实验操作的说法正确的是( ) A．可用25 mL碱式滴定管量取20.00 mL KMnO4溶液 B．用pH试纸测定溶液的pH时，需先用蒸馏水润湿试纸

C．蒸馏时蒸馏烧瓶中液体的体积不能超过容积的2/3，液体也不能蒸干 D．将金属钠在研钵中研成粉末，使钠与水反应的实验更安全 考点二 试剂的保存

【例2】实验室中，有关试剂的保存方法错误的是( ) A．烧碱溶液保存在带玻璃塞的试剂瓶中 B．液溴用水封保存 C．少量金属钠保存在煤油中 D．浓硝酸保存在棕色细口瓶中

解析：A．因烧碱能与玻璃中的二氧化硅反应，生成具有粘结性的硅酸钠，使瓶塞与瓶口粘在一起不能打开，故烧碱应保存在带橡皮塞的试剂瓶中；B.因液溴易挥发，应水封保存；C.少量金属钠保存在煤油中，以防止与空气及水接触变质；D.浓硝酸见光分解，应保存在棕色细口瓶中。

答案：A

考点三 化学实验安全

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