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1、化学实验基本操作（一） 2021/7/221v内容一、实验装置的设计二、玻璃仪器的管理与维护三、玻璃装置的加工与实验装置制作2021/7/222一、实验装置的设计1、实验装置设计原则 与实验装置有关的实验设计和改进。实验装置是实验的重要组成部分, 从实验反应装置的简约性、安全性、绿色化、可重复操作等角度出发, 设计和改进原来的实验装置, 提高实验教学的质量。所以，中学化学实验装置的创新、改进应遵循一定的原则。2021/7/223、围绕课程标准,联系化学课本 改进和设计化学实验装置必须符合课程标准 的要求和化学课本的科学性，有助于突出重点、突破难点 。、力争装置简单，追求现象直观 装置构造简单，
2、易于制作，省工省料；仪器简单，操作就简便，实验现直观明显，有利于激发学生的学习兴趣，提高课堂教学效率。2021/7/224、确保实验安全 ,防止环境污染 中学化学涉及一些易燃易爆 、腐蚀性强及有毒气体逸出的不安全实验，因此 ，改进和设计的实验装置必须性能稳定 、安全可靠 、用药量少 、污染性小。、提高实验趣味性 ,降低实验 “学术性 ” 现在的某些 中学化学实验趣味性不够，“ 学术化”倾向明显 ,操作繁琐，成功率低下，所以，中学化学实验装置的改进和设计应体现趣味性，并能产生新奇、生动的实验现象，这有利于发展学生的好奇心，调动学生学习的积极性。2021/7/2252、实验装置设计方法v化学实验装
3、置创新的总体方法是从实验教学的某种需要出发 选定课题 ,确定主攻方向 ,再通过反复试验 ,直到攻克难关。通常采用的设计方法有：缺点列举法 、希望点列举法 、移植法 、组合法 等。、缺点列举法v缺点列举法是指通过发掘现有实验装置的缺陷 ,且一一列举 ,然后提出改进或革新的一种方法。 用缺点列举法改进和设计实验装置，一般按下列步骤进行：2021/7/226A、确定课题 可以是某个化学实验的整体，也可以是局部；B、根据掌握的信息、一列举缺点 可从教具的外形 、结构 、材料角度，从理化性能角度，从实验方式、方法、教师演示和学生的观察角度等方面列举。C、找出造成缺点的原因 D、提出克服缺点的各种方案E、
4、对改进的方案进行评估、试验、完善。2021/7/227v例如，“铁在氧气里燃烧实验”现有装置存在如下缺点：、铁丝不易被点燃、铁丝伸人氧气瓶中的时机不易把握，过早或过迟均影响实验的成功 、铁丝伸人氧气瓶中后下插的速度不易把握，铁丝剧烈燃烧起来后，实验者难以观察到实验情况 、燃烧的产物熔化后溅落下来常会炸裂瓶底。2021/7/228针对以上不足，可设计如下的改进方案、将铁丝被点燃的一端在融化的石蜡中浸一下 、在集气瓶底部放一块圆形的潮湿海绵 、把绕成螺旋状的细铁丝固定在湿海绵上 实验装置如图12021/7/229、希望点列举法v人人都有美好的希望，发明者根据人们的希望进行创新，这就是希望点列举法。
5、运用希望点列举法改进和设计化学实验装置，一般按下列步骤进行：v、确定课题 v、列出希望点v、构思创新方案 v、对创新方案进行评估、试验、完善。2021/7/2210v例如，“氢气还原氧化铜实验 ”v 现有装置存在的问题：v、必须排完试管里的空气再加热氧化铜， 这一要求很难把握，只能凭经验操作v 、生成的高温铜要在氢气流中得到冷却，这样会使较多的氢气直接排人空气中，增加了不安全隐患和氢气的用量 。v于是列出如下的希望点 v能够直观地显示反应前试管或玻璃管内的空气是否排完v能够把未反应的氢气收集起来 ,不直接排人空气中 v氢气的用量较少。2021/7/2211v把粉末状的氧化铜换成烧黑的细铜丝，将
6、试管换成已知容积的玻璃管且密闭使用，未反应的氢气用排水法收集在洗气瓶里，洗气瓶的短导气管与盛氧化铜的玻璃管相连，从洗气瓶长导气管中排出的水，用量筒来接收。装置见图3。v实验时流人量筒的水体积等于玻璃管容积，则玻璃管里空气基本排完，可加热氧化铜，结束，夹住软胶管，高温的铜就能在充满氢气的封闭的玻璃管里得到冷却。这样改进，上述希望点达到。2021/7/2212、移植法v移植法是将某一事物的原理、方法 、结构、材料或用途等移植到另一事物中，从而创造出新产品的创新方法。运用移植法改进和设计化学实验装置，一般按下列步骤进行确定课题，研究范例，将范例中的原理 、方法 、结构、材料 、用途等移植到课题实验中
7、，对提出的研制方案进行评估、试验、完善。v例如 “白磷燃烧前后质量测定”实验中，引燃白磷的方法既麻烦，又使锥形瓶在两次称量之间敞口了一会儿，极易造成瓶内外气体发生流通，瓶内物质的质量发生变化，从而影响实验结果的准确性。如果不打开锥形瓶的塞子就引燃白磷，不就提高了实验的成功率吗通过分析 、构思，可把凸透镜移植到该实验中，用凸透镜聚光，太阳光或红外灯泡光均可引燃瓶内的白磷。2021/7/2213、组合法v组合法就是将相同或不相同的事物 ,按某种关联因素经适当的组合而构成另一种新装置的创新法 。运用组合法改进和设计化学实验装置。v必须注意，组合不是简单的相加或叠加 ,它需要把已有实验装置的意图 、功
8、能、技术和工艺等进行合理、巧妙地组合，从而在科学的基础上创造出新的实验装置。2021/7/2214v如，在 “一氧化碳还原氧化铜实验”中v将盛有氧化铜的玻璃管与盛有石灰水的洗气瓶（瓶内的短导气管加长了一些以使二氧化碳能被石灰水充分吸收相）连接。这样组合，就把检验和吸收二氧化碳的装置跟收集尾气 （用排石灰水法）的装置巧妙地融为一体，从而简化了装置见图6 。2021/7/2215v如果将有关氢氧化钠化学性质的几个实验组合成 “化学多米诺实验 ”，装置见图7，这样处理，不仅增加了实验的趣味性，而且有利于学生对不同的化学反应进行比较分析、归纳综合。2021/7/2216几例实验装置的设计v量气装置v浓
9、硫酸的吸水性实验装置v钠与水反应改进后的装置v铜与浓硝酸的反应装置v铜与稀硝酸的反应装置v碳酸钠和碳酸氢钠热稳定性的比较v氯气的制备及性质联合实验2021/7/2217量气装置的设计在容量瓶的细小部分均匀的涂抹一层宽2cm融化的石蜡，先准确量取500mL水，用移液管加入2 mL水，用小刀划1cm宽的记号，如此划到合适的、所需的体积。然后在通风柜内，在划痕处涂上一层氟化钙和浓硫酸的混合物，放置一天后，再在记号处涂一层白漆，晾干后，除去多于的石蜡，刻度就做好了，即为量气器。2021/7/2218浓硫酸的吸水性实验：如图：安装好仪器后，在 B 处滴加 3 4 滴的浓 H2SO4，在 A处滴加 2 滴
10、水，用酒精灯在 A 处加热片刻，可以看到 A处的水变成水蒸气并充满 V 形侧泡反应管，停止加热后，管壁内挂满小水珠。静置约 3-4 min 后，B处附近的小水珠消失而其他部位仍挂着小水珠，用手触摸B处 ,可以感到热。2021/7/2219金属钠与水反应实验装置实验步骤和操作 在试管中，加入水至侧泡的中部，再加1滴酚酞试液，用胶头封住支管。把一小块米粒大的钠投入试管中，然后用肥皂液抹在其管口。观察到在钠游动的附近溶液颜色变红色，说明反应生成了NaOH。当试管口形成一个比较大的肥皂泡时，将点燃的火柴移近肥皂泡，能听到氢气清晰的爆鸣声。2021/7/2220铜与浓硝酸的反应装置设计2021/7/22
11、21铜与稀硝酸的反应装置设计如图安装：将U型管一端锯短，先在干燥管内加入适量的NaoH溶液，胶塞B上扎有铜丝，打开活塞A，拨出胶塞C，从U型长端口加入稀硝酸，浸没胶塞B为止，使空气全部从导管排出。立即关闭活塞A，塞好胶塞C。此装置中，反应可重复进行多次。2021/7/2222碳酸钠和碳酸氢钠热稳定性的比较v反应式v实验步骤v在试管底部加入固体NaHCO3，在试管的侧泡处加入固体Na2CO3。在小试管中盛约少量澄清石灰水，如上图。v 实验评价v本装置将两个实验并入一个微型装置中，减少实验仪器和药品，操作前后连贯，实验简便快速，现象对比鲜明。2021/7/2223氯气的制备及性质联合实验缓缓推动注
12、射器的活塞，将浓盐酸挤入青霉素瓶中，注意观察8号青霉素瓶中气泡的速度以控制浓盐酸的加入，至硬质吸管中的纸环有明显现象时，停止加入硫酸。各纸环的变化，13分钟，红色干花瓣不变色，红色鲜花瓣变黄色，湿润的淀粉-碘化钾试纸环变蓝，用溴化钠溶液湿润的滤纸环变黄，用硫酸亚铁铵溶液湿润的滤纸环变黄。2021/7/2224二、玻璃仪器的管理维护v玻璃装置可能有磨口部分（带玻璃塞）、橡胶塞、导管（带橡胶管或乳胶管）。这些部分由于受一些化学物质的污染，常常会腐蚀、氧化、老化，致使玻璃塞不易打开、橡胶管或乳胶管老化、导管损坏等。1、成套玻璃装置应拆卸保存 特别是橡胶管或乳胶管容易老化应拆卸分别保存，磨口玻璃塞也应
13、清洗、拆卸保管或在磨口插入一张小纸片。2021/7/22252、玻璃仪器特殊清洗方法v、用洗液洗涤v对难洗净或者不宜用刷子刷洗的仪器，如移液管、刻度吸管、滴定管、容量瓶、可以根据污物的性质，选用适宜的洗涤液洗涤。v先把仪器内的水沥掉，然后往仪器内加入少量洗液，再斜着缓缓转动，使仪器的内壁全部被洗液湿润，来回转动几次后，将洗液倒回原瓶回收，接着，似需先用自来水冲洗，最后用蒸馏水冲洗3 次。2021/7/2226v洗涤液配方：v配方1; 强洗液重铬酸钾 150g 蒸馏水 300ml 浓硫酸 3000ml 配方2：将25g k2Cr2O7置于烧杯中，加50cm3水溶解，然后在不 断搅拌下，慢慢加入4
14、50cm3浓硫酸），呈深褐色，具有强酸性、强氧化性，对有机物、油污等的去污能力特别强。 v配方3：此为中等强度洗液浓硫酸 50% 蒸馏水 45% 重铬酸钾 5%2021/7/2227v.有机物的洗涤方法v有机物蒸发后残留的沉淀，可用有机溶剂或氢氧化钠煮沸的方法除去。2021/7/2228v、玻璃上污斑的洗除v玻璃上的除着的黄褐色铁锈斑点可用盐酸溶液洗除。有铅离子参加反应的玻璃装置可用醋酸洗除。盛过高锰酸钾溶液的器皿壁上附着的褐色斑点可用5的硫酸亚铁溶液、10的盐酸或0.5%的草酸进行洗涤。玻璃上的紫黑水污斑可用碳酸钠或氢氧化钠的溶液洗除。盛过硫化钡的器皿可用10硒酸钠溶液浸洗。银盐污迹如氯化银
15、、溴化银等可用硫代硫酸钠溶液洗涤。2021/7/2229、超声波清洗法v把需要清洗的仪器浸入超声波水浴中，调节超声波功率和时间，进行清洗。v经过超声波处理的仪器过需要进行常规清洗、干燥，方可使用。2021/7/2230三、玻璃装置加工与实验装置制作v目的任务1、制作玻璃导管：直导管、弯导管、玻璃棒2、制作滴管：四颗3、毛细管：一颗（长：20cm）4、橡胶塞打孔：根据需要选择胶塞并打孔5、组装仪器：二氧化碳、氧气等制取装置2021/7/2231v制作方法1、玻璃管切割2、玻璃管两端熔光：用酒精喷灯3、加热玻璃管进行制作：用酒精喷灯4、煤油灯2021/7/2232v酒精喷灯的使用及维护1、酒精喷灯
16、的作用；对玻璃管加热，然后进行弯曲，拉制，熔烧操作等。2、酒精喷灯的构造（座式和挂式） 酒精喷灯由灯管、预热管、空气调节器、预热盘、喷气孔、灯芯、酒精壶、盖子、探针等构成。2021/7/22332021/7/22343、酒精喷灯的使用方法：a.灯管内的酒精蒸气喷口直径为0.55毫米，容易被灰粒等堵塞，堵塞后就不能引燃，所以每次使用前要检查喷口，如发现堵塞，就应该用通针把喷口刺通。b. 用漏斗把酒精倒入酒精壶。酒精的量不可超过罐内容积的80%（约200毫升）。将盖旋紧，避免漏气。然后把灯身倾斜70度，使灯管内的灯芯全部浸湿，以免灯芯烧焦。 2021/7/2235c.在预热盘内少量酒精，用火柴把酒
17、精点燃，对灯管加热（此时要转动空气调节器把入气孔调到最小），待酒精气化，从喷口喷出时，引火碗内燃烧的火焰便可把喷出的酒精蒸气点燃。如不能点燃，也可用火柴来点燃。 d.当喷口火焰点燃后，再调节空气量，使火焰达到所需的温度。在一般情况下，进入的空气越多，也就是氧气越多，火焰温度越高。 e.熄灭喷灯，可用事先准备的废木板平压灯管上口，火焰即可熄灭，然后垫着布旋松螺旋盖（以免烫伤），使罐内温度较高的酒精蒸气逸出。 2021/7/22364、酒精喷灯的工作原理v通过预热盘加热使预热管及酒精壶中的酒精汽化，壶内气压增大，内能增加，从喷气孔喷出。v在燃烧管中有高压的蒸气喷出，带走周围的空气，使喷气孔附近形成
18、负压状态，便从进风口吸入大量的空气，和酒精蒸气一起形成混合气体，由于氧气充足，燃烧充分，便得到了较高的温度。2021/7/2237酒精灯和酒精喷灯燃烧火焰的比较2021/7/2238（1）容器中酒精过多 现象：点燃预热盘内的酒精后不久，喷气孔中有酒精喷出。 原因：容器中酒精量超过了容器体积的2/3。 维修：向预热盘内加水后，用湿布将火熄灭，然后慢慢倒出过量的酒精。 5、酒精喷灯的常见故障及维修2021/7/2239（2）漏气 现象：喷灯的蒸气压力小，火力减弱，叫声弱小或断断续续。 原因：螺母固定处不密封；注入孔螺母胶垫损坏；灯壶锈蚀或硬伤造成灯体有漏孔等。 维修：可用肥皂水检查各接口处是否漏气
19、，漏气处有气泡。或将喷灯倒置，看有无酒精溢出，来判定何处漏气。 若喷壶上有裂纹，则该喷灯应当报废，不可再用。2021/7/2240（3）灯芯焦化 现象：预热后喷灯不能自动起燃，点燃后火焰缩短且叫声小，甚至自动熄灭等。 原因：由于酒精贮量不足或是酒精上升不顺利，造成灯芯中酒精量过少，使燃烧管温度过高而烧焦。 维修：灯芯焦化严重的必须彻底更换，不严重的也应把焦化的一段剪掉。具体做法是：拧下大螺母，取下预热管，拉出棉线，将已焦黑的棉线剪去或重新更换。并把管内积炭刮去，垫些石棉线，照原样装好。2021/7/2241（4）喷嘴堵塞 现象：预热后灯体温度很高，无叫声，无火焰喷 出；使用过程中喷灯叫声突然降
20、低或中止。 原因：喷火嘴孔径小，常因锈蚀或异物落入而出 故障。 维修：熄灭酒精喷灯后，可以将灯壶倒置敲击使异物掉出；也可用所附探针疏通；锈蚀严重者应将喷灯嘴拆下彻底清洗。 必须注意：经过预热无火焰燃烧，而容器内确有酒精时，必须立即停止预热，打开加液口盖，放出蒸气。否则会由于内部压强过大而使灯壶破裂。 2021/7/2242（5）不喷火 现象：预热点燃无蒸气火焰喷出。 原因：不喷火故障除上述喷嘴堵塞外，还有下列三点： 预热不足。预热碗内所加酒精太少。 维修：在预热碗内酒精燃烧完以后，再加些酒精，重新预热。 容器内酒精过少或未加酒精。 维修：重新加入酒精，但不允许加入过多的酒精。因为经过预热的酒精蒸 气压力较大，没有它可以存留的空间，将会造成胀破容器的事故。 空气进入量不足 维修：用调整杆移动调整管的上下位置，供给火焰适当的空气。这也是调 整火焰大小的方法。2021/7/2243 谢谢大家！2021/7/2244
