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专题6 化学实验
第一单元 化学实验基础与技能
第1讲 化学实验仪器
一、课程标准要求
1．掌握常见化学实验仪器以及使用方法、化学实验仪器的组装等知识。
2．具备识别化学实验仪器及使用，判断仪器选择及使用正确与否的能力，培养证据推理与模型认知、科学探究与创新意识等化学核心素养。
3．结合真实情境中的应用实例，合理选择化学实验仪器并加以应用。
二、在高中化学教材体系中的地位
从课程模块层面看，化学实验仪器的使用属于必修课程内容，全国卷每年都会进行考查；化学是一门以实验为基础的科学，正确使用化学实验仪器是做好化学实验探究的前提，是学习高中化学相关知识的基础。
三、思维导图
四、课时安排建议
第1课时 化学实验仪器(1课时)
第2课时 化学实验基本操作(1课时)
第3课时 化学试剂的存放及实验安全(1课时)
第1课时 化学实验仪器(1课时)
一、教学流程
活动一：构建知识体系
问题1：常用的化学仪器有哪些？
[例题1] 下列选用的仪器和药品能达到实验目的的是(　　)
A．制乙炔的发生装置 B．蒸馏时的接收装置
C．除去SO2中的少量HCl D．准确量取一定体积K2Cr2O7标准溶液
[归纳总结]
(一)可加热仪器
仪器 使用方法和注意事项
可直接加热的仪器 　　　 加热液体时，液体体积不能超过其容积的 ，加热固体时，试管口应略　　　倾斜
　　　 蒸发浓缩时要用　　　　搅拌
　　　 用于固体物质的灼烧，把坩埚放在三脚架上的泥三角上加热，取放坩埚时必须使用　　　，加热完的坩埚应放在　　　　上冷却
需垫石棉网加热的仪器 　　　 加热时，液体体积不超过其容积的 ，且不少于
　　　 振荡时，瓶内液体不能溅出
　　　 溶解固体时要用　　　　搅拌
三颈口一般放置温度计、冷凝管、分液漏斗、搅拌器等；一般用于液体混合物的分离与提纯
　(二)计量仪器
仪器 注意事项
(1)读数时眼睛要平视液体凹液面最低处；(2)无“0”刻度，刻度由　　　而　　　逐渐增大； (3)精确度通常为 0.1 mL；(4)选取规格要遵循“大而近”的原则，如量取5.6 mL NaOH溶液应选取10 mL量筒，而不能选用50 mL量筒；(5)不可加热，不可作反应容器，不可用于溶液的稀释
(1)所测量的温度要在温度计量程范围内；(2)测量液体温度时，温度计的水银球部位应浸入液体内；测量馏分的温度时，应使温度计的水银球置于蒸馏烧瓶　　　　处； (3)不能代替玻璃棒使用，温度计的水银球也不能接触容器内壁
(1)使用前要检查　　　　； (2)加液体时用　　　　引流，当液面距刻度线1~2 cm时改用胶头滴管滴加液体，加液体至凹液面最低处与　　　　相切； (3)容量瓶没有“0”刻度，只有一条刻度线，液面达到刻度线时，溶液的体积即为容量瓶的容量值
A为　　　滴定管 B为　　　滴定管 (1)使用前要检查　　　　　； (2)“0”刻度在上；(3)精确度为0.01 mL；(4)A用于量取酸性或强氧化性溶液，B用于量取碱性溶液；(5)要先用待装液润洗再装溶液
(1)称量前先要调零；(2)左盘放物品，右盘放砝码；(3)精确度是 　　　g； (4)药品不能直接放在托盘上，易潮解、腐蚀性药品(如NaOH等)应放在　　中称量
　　(三)分离、提纯仪器
仪器 主要用途 使用方法和注意事项
(1)向小口容器中转移液体；(2)加滤纸后，可用于过滤 (1)制作过滤器时，滤纸紧贴漏斗内壁，用水润湿，注意不得留有气泡；(2)滤纸上缘低于漏斗边缘，液面低于滤纸边缘
(1)用于随时添加液体；(2)萃取、分液 (1)注意活塞不得渗漏；(2)分离液体时，下层液体由　　　　放出，上层液体由　　　　倒出
蒸发或浓缩溶液 可直接加热，加热时液体体积不超过其容积的　　　　，当有大量固体出现时停止加热
A:　　　冷凝管 B:　　　冷凝管 组装蒸馏装置，将蒸气冷凝为液体 蒸气流的方向与冷却水流的方向　　　
除去气体中的杂质，其中广口瓶可换作大试管或锥形瓶 (1)一般选择能与杂质气体反应的试剂作吸收剂；(2)装入液体量不宜超过容积的 ；(3)气体的流向为　　　进　　　出
用于干燥或吸收某些气体，干燥剂为粒状，常用CaCl2、碱石灰 (1)注意干燥剂或吸收剂的选择；(2)一般为　　　口进气，　　　口出气
内装固体干燥剂或吸收剂，用于干燥或吸收某些气体 不可装液体干燥剂
　　(四)其他常用仪器
仪器 主要用途 使用方法和注意事项
(1)滴瓶(2)胶头滴管 (1)滴瓶用于盛放少量液体药品；(2)胶头滴管用于吸取和滴加液体 (1)胶头滴管使用时不要将液体吸入胶头内，不能平置和倒置；滴液时不可接触器壁；用后立即洗净，再去吸取其他药品；(2)滴瓶上的滴管与滴瓶配套使用；(3)见光分解的物质要用　　　　瓶盛装
(1)广口瓶(2)细口瓶 (1)广口瓶用于贮存固体药品，瓶口内壁磨砂，并配有磨砂的玻璃塞；其瓶口上表面磨砂的叫集气瓶，集气瓶配有毛玻璃片；(2)细口瓶用于贮存液体药品，有无色和棕色之分，棕色的常用于存放见光易分解的药品 (1)不宜盛放易挥发物质，盛放碱性物质时应改用 　　塞； (2)盛放氧化性药品时一定要用　　　　塞
启普发生器 制取气体的发生器(用于固体+液体气体的反应) (1)固体为　　　状； (2)该气体溶解度小；(3)反应无强热放出
长颈漏斗 装配反应器 下端应插入液面以下，否则气体会从漏斗口逸出
[练习1] 为完成下列各组实验，所选玻璃仪器和试剂均准确、完整的是(不考虑存放试剂的容器) ( )
实验目的 玻璃仪器 试剂
A 配制100mL一定物质的量浓度的NaCl溶液 100mL容量瓶、胶头滴管、烧杯、量筒、玻璃棒 蒸馏水、NaCl固体
B 制备Fe(OH)3胶体 烧杯、酒精灯、胶头滴管 蒸馏水、饱和FeCl3溶液
C 测定NaOH溶液浓度 烧杯、锥形瓶、胶头滴管、酸式滴定管 待测NaOH溶液、已知浓度的盐酸、甲基橙试剂
D 制备乙酸乙酯 试管、量筒、导管、酒精灯 冰醋酸、无水乙醇、饱和Na2CO3溶液
(练习1出处：山东高考试题。推荐理由：结合具体的化学实验考查学生正确选择实验仪器及试剂的能力，培养科学探究与创新意识这一核心素养。)
活动二：重难点突破
问题2：选择化学实验仪器要考虑哪些因素？
典例简析
[典型题例] 下列选项中，利用相关实验器材(规格和数量不限)能够完成相应实验的是( 　)
选项 实验器材 相应实验
A 试管、铁架台、导管 乙酸乙酯的制备
B 锥形瓶、漏斗、双孔塞、导管、带火星的木条、药匙 检验MnO2对H2O2分解速率的影响
C 500 mL容量瓶、烧杯、玻璃棒、天平 配制500 mL 1.00 mol·L-1 NaCl溶液
D 三脚架、坩埚、酒精灯、坩埚钳 钠在空气中燃烧
(典型题例出处：高三调研试题。推荐理由：本题综合考查常见离子的检验方法，培养了学生灵活应用所学知识的能力)
[简析] A项，制备乙酸乙酯需要加热，缺少酒精灯，不能完成实验，错误；B项，MnO2作催化剂，加速H2O2的分解，所给器材能够完成实验，正确；C项，缺少胶头滴管，错误；D项，缺少泥三角，错误。
[答案] B
[小结] 化学实验仪器的选择以及使用既要考虑仪器本身的适用范围，还要考虑化学反应的性质。
(五)常用化学仪器使用注意事项
1．常见定量实验中的精确度问题
(1)量筒读数一般精确到0.1 mL。
(2)滴定管读数精确到0.01 mL。
(3)托盘天平读数精确到0.1 g。
(4)广范pH试纸的读数只能取整数。
2．使用前需要检查是否漏液的仪器
(1)容量瓶:检查口部的塞子是否漏液。
方法：向瓶内加入一定量水，塞紧塞子，用食指摁住瓶塞，另一只手托住瓶底，把容量瓶倒立，观察瓶塞周围是否漏水；然后正立后将瓶塞旋转180°塞紧，再倒立观察是否漏水。经检查不漏水的容量瓶才能使用。
(2)分液漏斗:使用分液漏斗时，要检查活塞处及口部塞子是否漏液。
方法：关闭分液漏斗颈部旋塞，向分液漏斗内注入适量蒸馏水。观察旋塞的两端及漏斗的下口处是否漏水；若不漏水，塞紧上口塞子，左手握住旋塞，右手食指摁住上口塞，倒立，观察上口塞周围是否漏水，然后正立后将上口塞子旋转180°，再倒立观察是否漏水。
(3)酸、碱式滴定管:使用酸式滴定管时，要检查活塞处是否漏液；使用碱式滴定管时，要检查玻璃珠和橡皮管接触部位是否漏液。
[练习2] 焰色反应操作需要用到的仪器是( )
A． B． C． D．
[例题2] 下列有关从海带中提取碘的实验原理和装置能达到实验目的的是(　　)
甲 乙 丙 丁
A．用装置甲灼烧碎海带
B．用装置乙过滤海带灰的浸泡液
C．用装置丙制备用于氧化浸泡液中I-的Cl2
D．用装置丁吸收氧化浸泡液中I-后的Cl2尾气
(例题2出处：2018年江苏高考试题。推荐理由：综合考查化学实验原理与化学实验仪器的选择。)
活动三：巩固提升
1．下列实验中，①pH试纸的使用，②过滤，③蒸发，④配制一定物质的量浓度溶液，均用到的仪器是(　　)
A． 蒸发皿 B． 分液漏斗
C． 试管 D． 玻璃棒
2．(2021·广东卷)测定浓硫酸试剂中H2SO4含量的主要操作包括：①量取一定量的浓硫酸，稀释；②转移定容得待测液；③移取20.00 mL待测液，用0.1000 mol/L的NaOH溶液滴定。上述操作中，不需要用到的仪器为(　　)
A B C D
3．(2021·淮阴中学)下列有关实验装置进行的相应实验，能达到实验目的的是(　　)
A B C D
用该装置除去乙烯中少量的SO2气体 用该仪器量取20.00 mL 0.10 mol/L稀硫酸 用该装置能验证HCl气体在水中的溶解性 用该装置从碘的CCl4溶液中分离出碘
4．(2021·泰州联考)下列选用的仪器和药品能达到实验目的的是　　(　　)
A B C D
制乙炔的发生装置 蒸馏时的接收装置 除去SO2中的少量HCl 准确量取一定体积K2Cr2O7标准溶液　
5． (2021·苏州期初调研)下列有关模拟侯氏制碱法的实验原理和装置能达到实验目的的是(　　)
A B C D
制取氨气 制NaHCO3 分离NaHCO3 制Na2CO3
6． (2021·无锡质量检测)实验室制备SO2时，下列装置能达到相应实验目的的是(　　)
A B C D
生成SO2 干燥SO2 收集SO2 吸收SO2尾气
7．(2020·山东卷)利用下列装置(夹持装置略)进行实验，能达到实验目的的是(　　)
A． 用该装置制备并收集CO2 B． 用该装置制备无水MgCl2
C． 用该装置在铁上镀铜 D． 用该装置制备溴苯并验证有HBr产生
8．(2021·南通海门)下列装置不能达到实验目的的是(　　)
A B C D
用该装置分离Ag2S与滤液 用该装置高温灼烧Ag2S 用该装置制备Cl2 用该装置分离苯层和水层
9．(2021·山东三模)下列有关仪器的使用方法或实验操作正确的是(　　)
A．洗净的锥形瓶和容量瓶要放进烘箱中烘干
B．蒸发时将蒸发皿放置在铁架台的铁圈上，并加垫石棉网加热
C．使用CCl4萃取溴水中的溴时，振荡后需打开活塞使漏斗内气体放出
D．酸碱中和滴定过程中，眼睛必须注视滴定管刻度的变化
10．(2021·扬州中学)下列实验操作中仪器选择正确的是(　　)
A．用碱式滴定管量取25.00 mL高锰酸钾溶液
B．将小块钾放在坩埚中加热进行钾在空气中的燃烧实验
C．用20 mL量筒量取5.2 mL稀硫酸
D．用480 mL容量瓶配制480 mL 0.1 mol/L NaHCO3溶液
11．(2021·上海松江区一模)用下列实验器材(省略夹持装置)，能完成相应实验的是(　　)
选项 实验器材 相应实验
A 烧杯、玻璃棒、蒸发皿 硫酸铜溶液的浓缩结晶
B 烧杯、胶头滴管、电子天平 用固体氯化钠配制0.5 mol/LNaCl溶液
C 烧杯、胶头滴管、分液漏斗 用溴水和CCl4除去NaBr溶液中少量NaI
D 烧杯、玻璃棒、滤纸 用盐酸除去硫酸钡中的少量碳酸钡
12．(2021·南京、盐城二模)实验室制取CO2时，下列装置不能达到相应实验目的的是(　　)
A B C D
生成CO2 净化CO2 干燥CO2 收集CO2
13．(2021·苏锡常镇市一模) 实验室制取氯气时，下列实验装置能达到相应目的的是(　　)
A B C D
生成Cl2 净化Cl2 收集Cl2 吸收Cl2尾气
14．(2021·江苏七市二模)下列与硫酸相关的实验能达到目的的是(　　)
A．向50 g H2O中加入50 g发烟硫酸，可配成100 g质量分数为50%的硫酸溶液
B．常温下，可使用浓硫酸和铁片反应制取FeSO4
C．装置甲可用于实验室制备乙烯气体
D．装置乙可用于去除乙烯中混有的SO2气体
15．(2021·南京三模)已知：2NO2＋2OH－===NO ＋NO＋H2O。下列装置不能达到相应实验目的的是(　　)
A B C D
生成NO2 收集NO2 吸收NO2尾气 使NO2充分转化为HNO3　
16． (2021·湖北适应性)下列实验操作或装置正确的是(　　)
A B C D
蒸发除去苯甲酸中的乙醇 除去水中的苯酚 实验室纯化工业乙酸乙酯 用氢氧化钠溶液滴定醋酸溶液
17． (2020·浙江模拟)三氯化碘(ICl3)在药物合成中用途非常广泛，其熔点：33 ℃，沸点：73 ℃。实验室可用如图装置制取ICl3。
(1) 仪器a的名称是________。
(2) 制备氯气选用的药品为漂白精固体[主要成分为Ca(ClO)2]和浓盐酸，相关反应的化学方程式：________________________________________________。
(3) 装置B可用于除杂，也是安全瓶，能监测实验进行时装置C中是否发生堵塞，请写出发生堵塞时装置B中的现象：________________________________。
(4) 试剂X为____________。
(5) 氯气与单质碘需在温度稍低于70 ℃下反应，则装置D适宜的加热方式：____________。
[参考答案]
1． D　
解析：蒸发时须用玻璃棒搅拌；配制一定物质的量浓度溶液、过滤时用玻璃棒引流；pH试纸的使用利用洁净的玻璃棒蘸取待测液。
2． B　
解析： A为容量瓶，B为分液漏斗，C为锥形瓶，D为酸式滴定管，分液漏斗用来分离互不相容的液体。
3． C　
解析： 乙烯也会被酸性KMnO4溶液氧化，A错误；图为碱式滴定管，不能量取稀硫酸，B错误；碘易溶于CCl4，不能用分液的方法分离，可以通过蒸馏分离，D错误。
4． C　
解析： 因电石与水反应很剧烈，应选分液漏斗，以便控制水的流速，A错误；接收馏分的锥形瓶构成了封闭环境，会因气压过大而造成安全事故，B错误；准确量取一定体积K2Cr2O7标准溶液应用酸式滴定管，D错误。
5． C　
解析： NH4Cl受热分解生成NH3和HCl，这两者在管口又会重新生成NH4Cl，无法制备NH3，A错误；应将CO2通入溶有NH3的食盐水中，B错误；灼烧NaHCO3时应使用坩埚，D错误。
6． D　
解析： 亚硫酸钠能溶于水，用有孔的塑料板没有起作用，A错误；二氧化硫能被碱石灰吸收，B错误；二氧化硫的密度比空气大，应从长管进入，C错误。
7． B　
解析： CO2密度大于空气，应采用向上排空气法收集，A错误；电解时，阳极发生氧化反应，阴极发生还原反应，所以铁为阳极，失去电子，生成二价铁离子，铜为阴极，溶液中的铜离子得到电子，得到铜，C错误；苯与溴在铁粉作用下反应，反应较剧烈，反应放热，且溴易挥发，挥发出来的溴单质能与水反应生成氢溴酸，所以验证反应生成的HBr，应先将气体通过四氯化碳，将挥发的溴单质除去，D错误。
8． B　
解析： 高温灼烧需要的仪器为坩埚而不是蒸发皿，B错误。
9． C　
解析： 洗净的锥形瓶和容量瓶有水，用于滴定实验和配置一定量浓度的溶液时对实验无影响，不需要烘干， A错误；蒸发时将蒸发皿放置在铁架台的铁圈上，蒸发皿是可以直接加热的仪器，不需要加垫石棉网， B错误；酸碱中和滴定过程中，眼睛必须注视锥形瓶中溶液颜色变化，以便准确判断滴定终点，不需要注视滴定管刻度的变化， D错误。
10． B　
解析： 高锰酸钾溶液有强氧化性，能腐蚀碱式滴定管中的橡皮管，应选用酸式滴定管，A错误；量取5.2 mL稀硫酸，应选用10 mL量筒，C错误；实验室没有480 mL的容量瓶，应选用500 mL容量瓶，D错误。
11． C　
解析： 硫酸铜溶液的浓缩结晶，还需使用酒精灯、坩埚钳等，A错误；配制0.5 mol/L氯化钠溶液，还需使用一定规格的容量瓶、玻璃棒等，B错误；用盐酸除去硫酸钡中的少量碳酸钡时，需使用过滤操作，除使用烧杯、玻璃棒、滤纸外，还需使用漏斗等，D错误。
12． B　
解析： CO2和HCl都能被NaOH溶液吸收。
13． D　
解析： 浓盐酸和二氧化锰反应需要加热，A错误；碱石灰能将氯气吸收，B错误；Cl2的密度比空气大，收集时应从长管进入，C错误。
14． C　
解析： 发烟硫酸中含有SO3,50 g发烟硫酸加入水中时，生成的H2SO4的质量大于50 g，A错误；常温下，Fe在浓硫酸中钝化，B错误；SO2不能被浓硫酸吸收，D错误。
15． B　
解析： NO2的密度比空气大，应从长管通入NO2，B错误。
16． C　
解析： 蒸发多用于固液分离，乙醇和苯甲酸为液液分离，苯甲酸沸点高于乙醇的沸点，应该应用蒸馏的方法，A错误；苯酚微溶于水，水中苯酚形成乳浊液，故不能用过滤分离， B错误；氢氧化钠溶液为碱性，应该用碱式滴定管而不是酸式滴定管， D错误。
17． (1) 蒸馏烧瓶　(2) Ca(ClO)2＋4HCl(浓)===CaCl2＋2Cl2↑＋2H2O　(3) 吸滤瓶中液面下降，长颈漏斗中液面上升　(4) 碱石灰　(5) 水浴加热
解析：(2) 次氯酸钙与浓盐酸可发生氯元素的“归中反应”生成Cl2。(3) 装置C中发生堵塞时，装置B中吸滤瓶内压强增大，可将饱和食盐水“压”入长颈漏斗。(5) 低于100 ℃的反应适宜用水浴加热。
二、教学建议
1．教师在复习过程中应利用思维导图帮助学生整理所学的化学实验仪器，分门别类有条理的展开复习。
2．为了更有效地进行高中化学复习，教师要将课堂教学中心由“老师的复习”向“学生的学”和“对学生的评”转移，切实转变教与学的方式。
3．化学实验仪器种类繁多，并且可以相互组合，要注意强调不同仪器在不同情境下的使用注意事项。
三、情境素材
1. 干燥管的“广泛用途”——位置不同，作用不同
①在整套实验装置的中间横放——干燥、吸收及检验装置
　　
a．干燥管内装有干燥剂，可用于干燥气体。
b．干燥管内盛有无水硫酸铜时，可用于水的检验。
c．可用于定量测定气体的质量。
②在整套实验装置的最后横放——“左吸右挡”
既可以吸收多余的尾气，防止污染空气，又可以阻挡外界空气中的干扰气体(如CO2、水蒸气等)进入装置中，简记为“左吸右挡”。
2． 化学实验安全装置的创新设计
(1)防倒吸安全装置
(2)防堵塞安全装置
(3)防污染安全装置
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