中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置組裝

1、化學(xué)實(shí)驗(yàn)基本操作（一） v內(nèi)容一、實(shí)驗(yàn)裝置的設(shè)計(jì)二、玻璃儀器的管理與維護(hù)三、玻璃裝置的加工與實(shí)驗(yàn)裝置制作一、實(shí)驗(yàn)裝置的設(shè)計(jì)1、實(shí)驗(yàn)裝置設(shè)計(jì)原則 與實(shí)驗(yàn)裝置有關(guān)的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和改進(jìn)。實(shí)驗(yàn)裝置是實(shí)驗(yàn)的重要組成部分, 從實(shí)驗(yàn)反應(yīng)裝置的簡(jiǎn)約性、安全性、綠色化、可重復(fù)操作等角度出發(fā), 設(shè)計(jì)和改進(jìn)原來(lái)的實(shí)驗(yàn)裝置, 提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)的質(zhì)量。所以，中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置的創(chuàng)新、改進(jìn)應(yīng)遵循一定的原則。、圍繞課程標(biāo)準(zhǔn),聯(lián)系化學(xué)課本 改進(jìn)和設(shè)計(jì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置必須符合課程標(biāo)準(zhǔn) 的要求和化學(xué)課本的科學(xué)性，有助于突出重點(diǎn)、突破難點(diǎn) 。、力爭(zhēng)裝置簡(jiǎn)單，追求現(xiàn)象直觀 裝置構(gòu)造簡(jiǎn)單，易于制作，省工省料；儀器簡(jiǎn)單，操作就簡(jiǎn)便，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)直觀明顯，有

2、利于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高課堂教學(xué)效率。、確保實(shí)驗(yàn)安全 ,防止環(huán)境污染 中學(xué)化學(xué)涉及一些易燃易爆 、腐蝕性強(qiáng)及有毒氣體逸出的不安全實(shí)驗(yàn)，因此 ，改進(jìn)和設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)裝置必須性能穩(wěn)定 、安全可靠 、用藥量少 、污染性小。、提高實(shí)驗(yàn)趣味性 ,降低實(shí)驗(yàn) “學(xué)術(shù)性 ” 現(xiàn)在的某些 中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)趣味性不夠，“ 學(xué)術(shù)化”傾向明顯 ,操作繁瑣，成功率低下，所以，中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置的改進(jìn)和設(shè)計(jì)應(yīng)體現(xiàn)趣味性，并能產(chǎn)生新奇、生動(dòng)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，這有利于發(fā)展學(xué)生的好奇心，調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。2、實(shí)驗(yàn)裝置設(shè)計(jì)方法v化學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置創(chuàng)新的總體方法是從實(shí)驗(yàn)教學(xué)的某種需要出發(fā) 選定課題 ,確定主攻方向 ,再通過(guò)反復(fù)試驗(yàn) ,直到攻克難

3、關(guān)。通常采用的設(shè)計(jì)方法有：缺點(diǎn)列舉法 、希望點(diǎn)列舉法 、移植法 、組合法 等。、缺點(diǎn)列舉法v缺點(diǎn)列舉法是指通過(guò)發(fā)掘現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)裝置的缺陷 ,且一一列舉 ,然后提出改進(jìn)或革新的一種方法。 用缺點(diǎn)列舉法改進(jìn)和設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)裝置，一般按下列步驟進(jìn)行：A、確定課題 可以是某個(gè)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的整體，也可以是局部；B、根據(jù)掌握的信息、一列舉缺點(diǎn) 可從教具的外形 、結(jié)構(gòu) 、材料角度，從理化性能角度，從實(shí)驗(yàn)方式、方法、教師演示和學(xué)生的觀察角度等方面列舉。C、找出造成缺點(diǎn)的原因 D、提出克服缺點(diǎn)的各種方案E、對(duì)改進(jìn)的方案進(jìn)行評(píng)估、試驗(yàn)、完善。v例如，“鐵在氧氣里燃燒實(shí)驗(yàn)”現(xiàn)有裝置存在如下缺點(diǎn)：、鐵絲不易被點(diǎn)燃、鐵絲伸人氧氣瓶中

4、的時(shí)機(jī)不易把握，過(guò)早或過(guò)遲均影響實(shí)驗(yàn)的成功 、鐵絲伸人氧氣瓶中后下插的速度不易把握，鐵絲劇烈燃燒起來(lái)后，實(shí)驗(yàn)者難以觀察到實(shí)驗(yàn)情況 、燃燒的產(chǎn)物熔化后濺落下來(lái)常會(huì)炸裂瓶底。針對(duì)以上不足，可設(shè)計(jì)如下的改進(jìn)方案、將鐵絲被點(diǎn)燃的一端在融化的石蠟中浸一下 、在集氣瓶底部放一塊圓形的潮濕海綿 、把繞成螺旋狀的細(xì)鐵絲固定在濕海綿上 實(shí)驗(yàn)裝置如圖1、希望點(diǎn)列舉法v人人都有美好的希望，發(fā)明者根據(jù)人們的希望進(jìn)行創(chuàng)新，這就是希望點(diǎn)列舉法。運(yùn)用希望點(diǎn)列舉法改進(jìn)和設(shè)計(jì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置，一般按下列步驟進(jìn)行：v、確定課題 v、列出希望點(diǎn)v、構(gòu)思創(chuàng)新方案 v、對(duì)創(chuàng)新方案進(jìn)行評(píng)估、試驗(yàn)、完善。v例如，“氫氣還原氧化銅實(shí)驗(yàn) ”v 現(xiàn)

5、有裝置存在的問(wèn)題：v、必須排完試管里的空氣再加熱氧化銅， 這一要求很難把握，只能憑經(jīng)驗(yàn)操作v 、生成的高溫銅要在氫氣流中得到冷卻，這樣會(huì)使較多的氫氣直接排人空氣中，增加了不安全隱患和氫氣的用量 。v于是列出如下的希望點(diǎn) v能夠直觀地顯示反應(yīng)前試管或玻璃管內(nèi)的空氣是否排完v能夠把未反應(yīng)的氫氣收集起來(lái) ,不直接排人空氣中 v氫氣的用量較少。v把粉末狀的氧化銅換成燒黑的細(xì)銅絲，將試管換成已知容積的玻璃管且密閉使用，未反應(yīng)的氫氣用排水法收集在洗氣瓶里，洗氣瓶的短導(dǎo)氣管與盛氧化銅的玻璃管相連，從洗氣瓶長(zhǎng)導(dǎo)氣管中排出的水，用量筒來(lái)接收。裝置見(jiàn)圖3。v實(shí)驗(yàn)時(shí)流人量筒的水體積等于玻璃管容積，則玻璃管里空氣基本

6、排完，可加熱氧化銅，結(jié)束，夾住軟膠管，高溫的銅就能在充滿氫氣的封閉的玻璃管里得到冷卻。這樣改進(jìn)，上述希望點(diǎn)達(dá)到。、移植法v移植法是將某一事物的原理、方法 、結(jié)構(gòu)、材料或用途等移植到另一事物中，從而創(chuàng)造出新產(chǎn)品的創(chuàng)新方法。運(yùn)用移植法改進(jìn)和設(shè)計(jì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置，一般按下列步驟進(jìn)行確定課題，研究范例，將范例中的原理 、方法 、結(jié)構(gòu)、材料 、用途等移植到課題實(shí)驗(yàn)中，對(duì)提出的研制方案進(jìn)行評(píng)估、試驗(yàn)、完善。v例如 “白磷燃燒前后質(zhì)量測(cè)定”實(shí)驗(yàn)中，引燃白磷的方法既麻煩，又使錐形瓶在兩次稱(chēng)量之間敞口了一會(huì)兒，極易造成瓶?jī)?nèi)外氣體發(fā)生流通，瓶?jī)?nèi)物質(zhì)的質(zhì)量發(fā)生變化，從而影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性。如果不打開(kāi)錐形瓶的塞子就引燃

7、白磷，不就提高了實(shí)驗(yàn)的成功率嗎通過(guò)分析 、構(gòu)思，可把凸透鏡移植到該實(shí)驗(yàn)中，用凸透鏡聚光，太陽(yáng)光或紅外燈泡光均可引燃瓶?jī)?nèi)的白磷。、組合法v組合法就是將相同或不相同的事物 ,按某種關(guān)聯(lián)因素經(jīng)適當(dāng)?shù)慕M合而構(gòu)成另一種新裝置的創(chuàng)新法 。運(yùn)用組合法改進(jìn)和設(shè)計(jì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置。v必須注意，組合不是簡(jiǎn)單的相加或疊加 ,它需要把已有實(shí)驗(yàn)裝置的意圖 、功能、技術(shù)和工藝等進(jìn)行合理、巧妙地組合，從而在科學(xué)的基礎(chǔ)上創(chuàng)造出新的實(shí)驗(yàn)裝置。v如，在 “一氧化碳還原氧化銅實(shí)驗(yàn)”中v將盛有氧化銅的玻璃管與盛有石灰水的洗氣瓶（瓶?jī)?nèi)的短導(dǎo)氣管加長(zhǎng)了一些以使二氧化碳能被石灰水充分吸收相）連接。這樣組合，就把檢驗(yàn)和吸收二氧化碳的裝置跟收集尾

8、氣 （用排石灰水法）的裝置巧妙地融為一體，從而簡(jiǎn)化了裝置見(jiàn)圖6 。v如果將有關(guān)氫氧化鈉化學(xué)性質(zhì)的幾個(gè)實(shí)驗(yàn)組合成 “化學(xué)多米諾實(shí)驗(yàn) ”，裝置見(jiàn)圖7，這樣處理，不僅增加了實(shí)驗(yàn)的趣味性，而且有利于學(xué)生對(duì)不同的化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行比較分析、歸納綜合。幾例實(shí)驗(yàn)裝置的設(shè)計(jì)v量氣裝置v濃硫酸的吸水性實(shí)驗(yàn)裝置v鈉與水反應(yīng)改進(jìn)后的裝置v銅與濃硝酸的反應(yīng)裝置v銅與稀硝酸的反應(yīng)裝置v碳酸鈉和碳酸氫鈉熱穩(wěn)定性的比較v氯氣的制備及性質(zhì)聯(lián)合實(shí)驗(yàn)量氣裝置的設(shè)計(jì)在容量瓶的細(xì)小部分均勻的涂抹一層寬2cm融化的石蠟，先準(zhǔn)確量取500mL水，用移液管加入2 mL水，用小刀劃1cm寬的記號(hào)，如此劃到合適的、所需的體積。然后在通風(fēng)柜內(nèi)，在劃痕

9、處涂上一層氟化鈣和濃硫酸的混合物，放置一天后，再在記號(hào)處涂一層白漆，晾干后，除去多于的石蠟，刻度就做好了，即為量氣器。濃硫酸的吸水性實(shí)驗(yàn)：如圖：安裝好儀器后，在 B 處滴加 3 4 滴的濃 H2SO4，在 A處滴加 2 滴水，用酒精燈在 A 處加熱片刻，可以看到 A處的水變成水蒸氣并充滿 V 形側(cè)泡反應(yīng)管，停止加熱后，管壁內(nèi)掛滿小水珠。靜置約 3-4 min 后，B處附近的小水珠消失而其他部位仍掛著小水珠，用手觸摸B處 ,可以感到熱。金屬鈉與水反應(yīng)實(shí)驗(yàn)裝置實(shí)驗(yàn)步驟和操作 在試管中，加入水至側(cè)泡的中部，再加1滴酚酞試液，用膠頭封住支管。把一小塊米粒大的鈉投入試管中，然后用肥皂液抹在其管口。觀察到

10、在鈉游動(dòng)的附近溶液顏色變紅色，說(shuō)明反應(yīng)生成了NaOH。當(dāng)試管口形成一個(gè)比較大的肥皂泡時(shí)，將點(diǎn)燃的火柴移近肥皂泡，能聽(tīng)到氫氣清晰的爆鳴聲。銅與濃硝酸的反應(yīng)裝置設(shè)計(jì)銅與稀硝酸的反應(yīng)裝置設(shè)計(jì)如圖安裝：將U型管一端鋸短，先在干燥管內(nèi)加入適量的NaoH溶液，膠塞B上扎有銅絲，打開(kāi)活塞A，撥出膠塞C，從U型長(zhǎng)端口加入稀硝酸，浸沒(méi)膠塞B為止，使空氣全部從導(dǎo)管排出。立即關(guān)閉活塞A，塞好膠塞C。此裝置中，反應(yīng)可重復(fù)進(jìn)行多次。碳酸鈉和碳酸氫鈉熱穩(wěn)定性的比較v反應(yīng)式v實(shí)驗(yàn)步驟v在試管底部加入固體NaHCO3，在試管的側(cè)泡處加入固體Na2CO3。在小試管中盛約少量澄清石灰水，如上圖。v 實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)v本裝置將兩個(gè)實(shí)驗(yàn)并入

11、一個(gè)微型裝置中，減少實(shí)驗(yàn)儀器和藥品，操作前后連貫，實(shí)驗(yàn)簡(jiǎn)便快速，現(xiàn)象對(duì)比鮮明。氯氣的制備及性質(zhì)聯(lián)合實(shí)驗(yàn)緩緩?fù)苿?dòng)注射器的活塞，將濃鹽酸擠入青霉素瓶中，注意觀察8號(hào)青霉素瓶中氣泡的速度以控制濃鹽酸的加入，至硬質(zhì)吸管中的紙環(huán)有明顯現(xiàn)象時(shí)，停止加入硫酸。各紙環(huán)的變化，13分鐘，紅色干花瓣不變色，紅色鮮花瓣變黃色，濕潤(rùn)的淀粉-碘化鉀試紙環(huán)變藍(lán)，用溴化鈉溶液濕潤(rùn)的濾紙環(huán)變黃，用硫酸亞鐵銨溶液濕潤(rùn)的濾紙環(huán)變黃。二、玻璃儀器的管理維護(hù)v玻璃裝置可能有磨口部分（帶玻璃塞）、橡膠塞、導(dǎo)管（帶橡膠管或乳膠管）。這些部分由于受一些化學(xué)物質(zhì)的污染，常常會(huì)腐蝕、氧化、老化，致使玻璃塞不易打開(kāi)、橡膠管或乳膠管老化、導(dǎo)管損壞

12、等。1、成套玻璃裝置應(yīng)拆卸保存 特別是橡膠管或乳膠管容易老化應(yīng)拆卸分別保存，磨口玻璃塞也應(yīng)清洗、拆卸保管或在磨口插入一張小紙片。2、玻璃儀器特殊清洗方法v、用洗液洗滌v對(duì)難洗凈或者不宜用刷子刷洗的儀器，如移液管、刻度吸管、滴定管、容量瓶、可以根據(jù)污物的性質(zhì)，選用適宜的洗滌液洗滌。v先把儀器內(nèi)的水瀝掉，然后往儀器內(nèi)加入少量洗液，再斜著緩緩轉(zhuǎn)動(dòng)，使儀器的內(nèi)壁全部被洗液濕潤(rùn)，來(lái)回轉(zhuǎn)動(dòng)幾次后，將洗液倒回原瓶回收，接著，似需先用自來(lái)水沖洗，最后用蒸餾水沖洗3 次。v洗滌液配方：v配方1; 強(qiáng)洗液重鉻酸鉀 150g 蒸餾水 300ml 濃硫酸 3000ml 配方2：將25g k2Cr2O7置于燒杯中，加5

13、0cm3水溶解，然后在不 斷攪拌下，慢慢加入450cm3濃硫酸），呈深褐色，具有強(qiáng)酸性、強(qiáng)氧化性，對(duì)有機(jī)物、油污等的去污能力特別強(qiáng)。 v配方3：此為中等強(qiáng)度洗液濃硫酸 50% 蒸餾水 45% 重鉻酸鉀 5%v.有機(jī)物的洗滌方法v有機(jī)物蒸發(fā)后殘留的沉淀，可用有機(jī)溶劑或氫氧化鈉煮沸的方法除去。v、玻璃上污斑的洗除v玻璃上的除著的黃褐色鐵銹斑點(diǎn)可用鹽酸溶液洗除。有鉛離子參加反應(yīng)的玻璃裝置可用醋酸洗除。盛過(guò)高錳酸鉀溶液的器皿壁上附著的褐色斑點(diǎn)可用5的硫酸亞鐵溶液、10的鹽酸或0.5%的草酸進(jìn)行洗滌。玻璃上的紫黑水污斑可用碳酸鈉或氫氧化鈉的溶液洗除。盛過(guò)硫化鋇的器皿可用10硒酸鈉溶液浸洗。銀鹽污跡如氯化

14、銀、溴化銀等可用硫代硫酸鈉溶液洗滌。、超聲波清洗法v把需要清洗的儀器浸入超聲波水浴中，調(diào)節(jié)超聲波功率和時(shí)間，進(jìn)行清洗。v經(jīng)過(guò)超聲波處理的儀器過(guò)需要進(jìn)行常規(guī)清洗、干燥，方可使用。三、玻璃裝置加工與實(shí)驗(yàn)裝置制作v目的任務(wù)1、制作玻璃導(dǎo)管：直導(dǎo)管、彎導(dǎo)管、玻璃棒2、制作滴管：四顆3、毛細(xì)管：一顆（長(zhǎng)：20cm）4、橡膠塞打孔：根據(jù)需要選擇膠塞并打孔5、組裝儀器：二氧化碳、氧氣等制取裝置v制作方法1、玻璃管切割2、玻璃管兩端熔光：用酒精噴燈3、加熱玻璃管進(jìn)行制作：用酒精噴燈4、煤油燈v酒精噴燈的使用及維護(hù)1、酒精噴燈的作用；對(duì)玻璃管加熱，然后進(jìn)行彎曲，拉制，熔燒操作等。2、酒精噴燈的構(gòu)造（座式和掛式）

15、 酒精噴燈由燈管、預(yù)熱管、空氣調(diào)節(jié)器、預(yù)熱盤(pán)、噴氣孔、燈芯、酒精壺、蓋子、探針等構(gòu)成。3、酒精噴燈的使用方法：a.燈管內(nèi)的酒精蒸氣噴口直徑為0.55毫米，容易被灰粒等堵塞，堵塞后就不能引燃，所以每次使用前要檢查噴口，如發(fā)現(xiàn)堵塞，就應(yīng)該用通針把噴口刺通。b. 用漏斗把酒精倒入酒精壺。酒精的量不可超過(guò)罐內(nèi)容積的80%（約200毫升）。將蓋旋緊，避免漏氣。然后把燈身傾斜70度，使燈管內(nèi)的燈芯全部浸濕，以免燈芯燒焦。 c.在預(yù)熱盤(pán)內(nèi)少量酒精，用火柴把酒精點(diǎn)燃，對(duì)燈管加熱（此時(shí)要轉(zhuǎn)動(dòng)空氣調(diào)節(jié)器把入氣孔調(diào)到最?。?，待酒精氣化，從噴口噴出時(shí)，引火碗內(nèi)燃燒的火焰便可把噴出的酒精蒸氣點(diǎn)燃。如不能點(diǎn)燃，也可用火柴

16、來(lái)點(diǎn)燃。 d.當(dāng)噴口火焰點(diǎn)燃后，再調(diào)節(jié)空氣量，使火焰達(dá)到所需的溫度。在一般情況下，進(jìn)入的空氣越多，也就是氧氣越多，火焰溫度越高。 e.熄滅噴燈，可用事先準(zhǔn)備的廢木板平壓燈管上口，火焰即可熄滅，然后墊著布旋松螺旋蓋（以免燙傷），使罐內(nèi)溫度較高的酒精蒸氣逸出。 4、酒精噴燈的工作原理v通過(guò)預(yù)熱盤(pán)加熱使預(yù)熱管及酒精壺中的酒精汽化，壺內(nèi)氣壓增大，內(nèi)能增加，從噴氣孔噴出。v在燃燒管中有高壓的蒸氣噴出，帶走周?chē)目諝猓箛姎饪赘浇纬韶?fù)壓狀態(tài)，便從進(jìn)風(fēng)口吸入大量的空氣，和酒精蒸氣一起形成混合氣體，由于氧氣充足，燃燒充分，便得到了較高的溫度。酒精燈和酒精噴燈燃燒火焰的比較左右外焰度左右內(nèi)火焰度焰心酒精燈火焰

17、溫度690660500-400：度左右最高度左右最低酒精噴燈火焰溫度1100900：度溫度可達(dá)酒精燈（防風(fēng)罩）外焰788（1）容器中酒精過(guò)多 現(xiàn)象：點(diǎn)燃預(yù)熱盤(pán)內(nèi)的酒精后不久，噴氣孔中有酒精噴出。 原因：容器中酒精量超過(guò)了容器體積的2/3。 維修：向預(yù)熱盤(pán)內(nèi)加水后，用濕布將火熄滅，然后慢慢倒出過(guò)量的酒精。 5、酒精噴燈的常見(jiàn)故障及維修（2）漏氣 現(xiàn)象：噴燈的蒸氣壓力小，火力減弱，叫聲弱小或斷斷續(xù)續(xù)。 原因：螺母固定處不密封；注入孔螺母膠墊損壞；燈壺銹蝕或硬傷造成燈體有漏孔等。 維修：可用肥皂水檢查各接口處是否漏氣，漏氣處有氣泡?；?qū)姛舻怪?，看有無(wú)酒精溢出，來(lái)判定何處漏氣。 若噴壺上有裂紋，則該

18、噴燈應(yīng)當(dāng)報(bào)廢，不可再用。（3）燈芯焦化 現(xiàn)象：預(yù)熱后噴燈不能自動(dòng)起燃，點(diǎn)燃后火焰縮短且叫聲小，甚至自動(dòng)熄滅等。 原因：由于酒精貯量不足或是酒精上升不順利，造成燈芯中酒精量過(guò)少，使燃燒管溫度過(guò)高而燒焦。 維修：燈芯焦化嚴(yán)重的必須徹底更換，不嚴(yán)重的也應(yīng)把焦化的一段剪掉。具體做法是：擰下大螺母，取下預(yù)熱管，拉出棉線，將已焦黑的棉線剪去或重新更換。并把管內(nèi)積炭刮去，墊些石棉線，照原樣裝好。（4）噴嘴堵塞 現(xiàn)象：預(yù)熱后燈體溫度很高，無(wú)叫聲，無(wú)火焰噴 出；使用過(guò)程中噴燈叫聲突然降低或中止。 原因：噴火嘴孔徑小，常因銹蝕或異物落入而出 故障。 維修：熄滅酒精噴燈后，可以將燈壺倒置敲擊使異物掉出；也可用所附探針疏通；銹蝕嚴(yán)重者應(yīng)將噴燈嘴拆下徹底清洗。 必須注意：經(jīng)