【文章內(nèi)容簡介】 焰色呈草綠色，Cu2+焰色呈孔雀綠色，Sr2+焰色呈紅色等。適當?shù)厥褂醚嫔磻獧z出一些金屬陽離子，不失為一種簡易的有效方法。4．檢驗中學常見物質(zhì)的一般程序與思路為了綜合運用以上物質(zhì)(特別是離子)檢驗的知識解決具體問題，理出中學常見的固態(tài)和液態(tài)待檢無機物檢驗的一般程序與思路將是有益的。(1)固態(tài)物質(zhì)的檢驗(表56)表56　 常見的一些固態(tài)物質(zhì)的檢驗(2)無色溶液的檢驗(表57)表57　 無色待檢溶液的檢驗五、中學化學中的一些定量實驗高中化學課本中的定量實驗數(shù)目不多，除配制一定體積、一定物質(zhì)的量濃度的溶液(見化學基本操作)外，主要的定量實驗是中和滴定、硫酸銅晶體結(jié)晶水含量的測定以及鹽的溶解度的測定。中和滴定，旨在初步學會中和滴定的操作和運用，鞏固中和滴定的計算技能。結(jié)晶水的測定和鹽的溶解度的測定，旨在運用天平稱量等操作技能，學習測定晶體里結(jié)晶水含量和鹽的溶解度的實驗方法與計算方法。學習這些定量的化學實驗，要注意培養(yǎng)宏觀與微觀結(jié)合、定性與定量結(jié)合等化學思想、化學方法；必須以嚴謹、求實的科學態(tài)度對待實驗問題和實驗結(jié)果；要堅持探索、創(chuàng)新的精神去完成定量的實驗問題的設計、實施與實驗結(jié)果的評價。定量實驗應該做到：準確運用化學實驗基本操作技能，使實驗結(jié)果在該實驗設備條件下達到相對準確，減少誤差；對實驗操作引起的誤差或失敗的原因作出客觀的判斷與合理的解釋；能夠?qū)⒁陨隙繉嶒灥乃枷肱c方法，適當遷移運用到某些類似的定量實驗中去，解決一些原理和操作較簡單的定量問題。1．中和滴定滴定的操作過程大致是：首先稱取一定質(zhì)量的試樣制成溶液(或者取一定體積的試樣溶液)，然后通過滴定管將已知濃度的溶液逐滴加到被測溶液中去，根據(jù)指示劑顏色的變化而終止滴定。最后，可通過有關溶液的濃度和所用體積算出被測試樣的含量或被測溶液的濃度。滴定包括中和滴定、氧化還原滴定、絡合滴定等。酸堿中和滴定，是利用酸堿中和反應的原理測定酸、堿的含量或酸、堿溶液濃度的滴定方法。(1)中和滴定的實驗程序(以標準鹽酸溶液滴定未知濃度的氫氧化鈉溶液為例)①儀器的洗滌將滴定需用的滴定管、移液管和錐形瓶均洗滌干凈，并用蒸餾水洗2～3次。滴定管、移液管再用少量要盛的溶液洗2～3次，備用。②滴定的操作在酸式滴定管中注入標準鹽酸，使尖嘴部分充滿溶液后，記錄起始讀數(shù)。用堿式滴定管或移液管量取一定體積的未知濃度的NaOH溶液，放入錐形瓶中，并加入少量適當?shù)乃釅A指示劑(例如2～3滴無色酚酞試液)，振蕩、搖勻。滴定時，在錐形瓶下墊一白紙。右手沿同一方向搖動錐形瓶，眼睛集中觀察瓶內(nèi)指示劑顏色的變化，以確定滴定終點。常用的簡單方法是：滴入鹽酸到酚酞由紅色變?yōu)闇\粉紅色，最后剛剛變?yōu)闊o色為止。此外，還可在滴入1滴鹽酸后，酚酞由紅色變?yōu)闊o色，再反滴入1滴NaOH溶液時，酚酞又由無色變紅色，即達滴定終點。如果用NaOH溶液滴定鹽酸(仍用酚酞作指示劑)，當?shù)稳?滴NaOH溶液后，瓶內(nèi)溶液由無色變淺粉紅色且搖動時在半分鐘內(nèi)顏色不消失，即達滴定終點。滴定后觀測、記錄已知標準溶液消耗的體積數(shù)。(2)中和滴定應注意的幾個問題作為定量實驗，關鍵要力求實驗數(shù)值和測定結(jié)果準確，努力減少誤差。為此，應特別注意以下幾點：①滴定管不能漏水，酸式滴定管的活塞應該轉(zhuǎn)動靈活。滴定管中加入液體后，應該從下面放出液體，調(diào)節(jié)到尖嘴部分充滿溶液，并使滴定管內(nèi)部沒有氣泡，再把起始時液面的讀數(shù)記錄下來。②滴定過程中，要小心搖動錐形瓶，確保所有滴加的液體進入瓶內(nèi)溶液，不能有任何的溶液從瓶內(nèi)濺出。③要恰當?shù)剡x擇酸堿指示劑。各種酸堿指示劑都有一定的變色范圍。一般說來，用適當濃度的一元強酸與一元強堿相互滴定時，上述幾種指示劑均可使用。相對而言，使用酚酞或甲基橙較易掌握；一元弱酸(如乙酸)滴定一元強堿(如NaOH)時，因生成的鹽水解，溶液顯弱堿性，通常使用酚酞作指示劑相對好一些；一元弱堿(如氨水)，滴定一元強酸(如鹽酸)時，因生成的鹽水解，溶液顯弱酸性，使用甲基橙作指示劑相對好一些。④滴定操作，應重復適當?shù)拇螖?shù)，至少應重做一次。取兩次或多次測定數(shù)據(jù)的平均值去計算待測試樣的含量或待測溶液的濃度。2．硫酸銅晶體結(jié)晶水含量的測定通過實際稱量硫酸銅晶體的質(zhì)量、這些晶體受熱完全失去結(jié)晶水后的質(zhì)量，求出晶體中含結(jié)晶水的質(zhì)量和結(jié)晶水的質(zhì)量分數(shù)，最終可以確定硫酸銅晶體的化學式。此實驗是中學化學里學生實際操作以確定物質(zhì)組成與化學式的重要代表性實驗。(1)實驗步驟①稱量——用天平準確稱量一干燥瓷坩堝的質(zhì)量，并用此坩堝稱取2g研碎了的硫酸銅晶體。②加熱——慢慢加熱盛有硫酸銅晶體的坩堝，直到硫酸銅晶體完全變白，不再逸出水蒸氣為止。然后將坩堝放在干燥器里冷卻。③稱量——稱量冷卻后的坩堝，記下瓷坩堝和無水硫酸銅的質(zhì)量。④加熱再稱量，至質(zhì)量不再變——把盛有無水硫酸銅的坩堝再加熱，放在干燥器里冷卻后再稱量，記下質(zhì)量。⑤計算結(jié)晶水質(zhì)量=硫酸銅晶體和瓷坩堝的質(zhì)量無水硫酸銅和瓷坩堝質(zhì)量(2)結(jié)晶水含量測定實驗應注意的幾個問題①托盤天平只能用于粗略的稱量。若用托盤天平稱量(即使“準確稱量”)，必然存在儀器誤差，這就決定本實驗只能粗略地測得結(jié)晶水質(zhì)量分數(shù)的近似值。②用酒精燈慢慢加熱硫酸銅晶體使之分解為無水鹽和水(蒸氣)的反應，因?qū)嶋H條件所限，很難反應很完全。整個實驗過程中，無水硫酸銅難免會吸收空氣中一些水分。這類因素是由實驗方法造成的，屬于方法誤差。為了減少方法誤差，應該既盡可能使硫酸銅晶體充分地受熱，硫酸銅晶體事先應盡量研成細小顆粒，盡可能使失水反應進行充分。同時，又要控制溫度小心慢慢加熱并根據(jù)需要進行攪拌，防止局部過熱引起晶體濺失或無水鹽進一步分解；整個稱量過程，特別是稱量無水硫酸銅和瓷坩堝的質(zhì)量，最好蓋嚴瓷坩堝蓋，減少稱量時間；干燥器中的濃硫酸應該有足夠的濃度，或用其他高效固體干燥劑如無水氯化鈣、硅酸等，確保干燥的效果。若因操作不慎，加熱時固體濺失多，會引起很大誤差，應視為過失誤差，測得的數(shù)據(jù)應該棄去不用，整個實驗應該重做。③用托盤天平“準確稱量”2g硫酸銅晶體。，它的有效數(shù)字為二位。同樣地，稱得無水硫酸銅的質(zhì)量，其有效數(shù)字也為二位。在此基礎上，求出結(jié)晶水的質(zhì)量分數(shù)，有效數(shù)字也為二位，若用百分數(shù)表示，只能表示到百分之一。即，求得值可以表示為35％或40％，％％等。3．室溫下鹽的溶解度的測定硝酸鉀在室溫下溶解度的測定，是中學化學教材中最早出現(xiàn)的定量(選做)實驗，對于理解定量的化學概念——溶解度具有重要作用。(1)實驗步驟①稱量——用托盤天平準確稱量一干燥蒸發(fā)皿的質(zhì)量a()。②量取——用10mL量筒量取10mL蒸餾水，倒入大試管里，再逐漸加入少量KNO3晶體，用玻璃棒攪拌至在5分鐘內(nèi)不再溶解為止。③傾倒——將大試管內(nèi)KNO3飽和溶液傾倒入已稱過的蒸發(fā)皿，然后稱量它的質(zhì)量b。④蒸發(fā)——蒸發(fā)盛在蒸發(fā)皿中的溶液。在加熱過程中用玻璃棒不斷攪拌，防止液滴飛濺出來，至蒸發(fā)皿中出現(xiàn)較多晶體時，停止加熱。然后，放入干燥器中冷卻，冷地后稱量它的質(zhì)量c。⑤計算——利用所測數(shù)據(jù)計算在該室溫下硝酸鉀的溶解度S。其中，(ca)為溶質(zhì)的質(zhì)量，(bc)為水的質(zhì)量。⑥重復上述操作，取兩次測定結(jié)果的平均值。(2)室溫下鹽的溶解度測定實驗應注意的幾個問題①溶解必須充分，使硝酸鉀溶液確實成為室溫下的飽和溶液，否則會使測得溶解度的數(shù)值偏小。②蒸發(fā)過程要控制好溫度，充分攪拌，避免蒸發(fā)時液滴濺出。接近蒸干時，要及時停止加熱，利用余熱剛好把液體蒸干，得到無水鹽。要防止對已蒸干的蒸發(fā)皿繼續(xù)加熱(特別是強熱)，以免硝酸鉀進一步分解。做好上述工作，可以減少方法誤差，避免過失誤差。③，儀器誤差決定溶解度測定的數(shù)值不可能精度太高，通常精確到整數(shù)位(有效數(shù)字二位)即可。六、有關中學化學實驗規(guī)范的一些問題化學實驗規(guī)范，有助于落實化學實驗和化學基本操作，有利于對實驗知識技能的明確掌握和對實驗問題的解答。鑒于目前對某些化學實驗缺少明確，統(tǒng)一的規(guī)范，或者規(guī)定過死不利于實際操作和應用，現(xiàn)對若干實驗規(guī)范明確如下：1．量筒和滴定管的讀數(shù)因為量筒和滴定管的刻度數(shù)結(jié)構(gòu)不同，即：量筒的零刻度在底部，滴定管的零刻度通常在上部。目前對視線的偏角、偏低、仰視、俯視、高讀數(shù)、低讀數(shù)等的表述及相互關系較易混淆，可按圖524和圖525所示統(tǒng)一規(guī)范表述。此外，容量瓶、移液管等量一定體積液體的儀器，均可參照以上規(guī)范讀數(shù)計量。2．滴管的使用為了保證滴管滴加的液體有較準確的體積，滴管必須垂直地放在試管口或其他容器的上方，將試液逐滴加入。為了觀察實驗所發(fā)生的現(xiàn)象(如酸堿中和滴定)或通過現(xiàn)象去認識變化的過程(如氫氧化鋁的兩性)，可把試管稍微傾斜一個角度，將滴管內(nèi)的液體滴入試管內(nèi)反應溶液液面的試管壁上，使試劑與反應溶液逐漸接觸，以觀察反應現(xiàn)象與細微的變化過程。滴管滴液完畢，應將管內(nèi)剩余的試劑擠入滴瓶后再插回滴瓶，不要在滴管內(nèi)裝有試劑。3．坩堝、蒸發(fā)皿的加熱坩堝和蒸發(fā)皿通常用于直接高溫加熱，加熱時是否墊石棉網(wǎng)，視具體情況而定。例如，在坩堝或蒸發(fā)皿中加熱硫酸銅晶體制無水硫酸銅，該反應本身不需很高溫度，溫度過高硫酸銅會再分解生成黑色的氧化銅，此時應墊著石棉網(wǎng)加熱。4．氣體收集方法的選擇凡能用排水集氣法收集的氣體，盡可能用排水集氣法收集，這是因為用排水法集得的氣體純度較高，而排空氣集氣法集得的氣體通?；煊幸恍┛諝狻τ诳扇夹詺怏w檢純或貯備較多量易燃性氣體，通常也不用排空氣集氣法。這是因為可燃性氣體混入空氣后，達到爆炸極限時點火有爆炸的危險。用排空氣法收集HCl、SONH3等刺激性氣體時，在集氣瓶口(或試管口)堵有小的脫脂棉團。實際上，在集氣瓶口(或試管口)塞少許脫脂棉團，或用穿過導氣管的硬紙片檔住瓶口，可避免因空氣對流的沖擊妨礙氣體的收集，此法適用于排氣法收集所有的氣體。5．干燥管的使用球形干燥管是粗端進氣還是細端進氣，抑或可以隨意，可視具體情況而定，不必強求一個模式。不過，一般情況下多為粗端進氣、細端出氣。6．分液漏斗的使用目前化學用書的插圖中，在分液漏斗中盛放液體，有加蓋和不加蓋的，即使裝同樣一種液體也是如此。塞子與分液漏斗是配套使用的儀器，漏斗塞須用耐酸、堿的繩把它系在漏斗頸上以防止丟失、摔碎或調(diào)換。所以，使用分液漏斗時應堅持加蓋。7．化學儀器與裝置圖的畫法規(guī)范(1)化學儀器和裝置圖是用來表示儀器的形象、裝配、組合、操作的示意圖，只要求畫幾何平面圖，一般不必畫立體圖和把玻璃儀器的反光部分影示出來。(2)一般儀器可用幾何平面圖(即平視圖)表示它們的形狀。畫圖時，須抓住不同儀器的對稱軸線，先畫左、次畫右、再封底、后封口的順序按比例畫出它們的形狀。單個儀器，懸空放置。(3)化學實驗裝置圖是實驗裝置的組合圖形，它既要表達儀器的外形、位置、連接方式，又要表達儀器的作用等。為此，畫實驗裝置圖通常從上畫到下，從左畫到右，儀器之間常以橡皮管連接。應選擇最低的一個儀器(如鐵架臺)為水平線，把其它儀器放在或用木墊墊放在同一水平線上。[能力歸納]一、從整體上把握化學實驗知識與技能的能力系統(tǒng)論的觀點認為，整體的功能大于構(gòu)成它的各個要素功能之和。實現(xiàn)知識的系統(tǒng)化、結(jié)構(gòu)化，抓住每類實驗知識、技能內(nèi)在的特點與本質(zhì)，從整體上進行把握，這既是一種思維能力，又是一種有效的學習方法。現(xiàn)舉例說明如下：1．儀器及其使用每件化學儀器都是為了解決某種實驗的需要而設計的，集中抓化學儀器的功能與特點，將有助于從總體上把握儀器及其使用方法。例如，溫度計在化學實驗中的功能大致是測量氣體(含蒸氣)或液體(含溶液)的溫度。在實際情境中使用溫度計，首要的是明確用它測量哪種物質(zhì)的溫度，從而確定它應放置在何位置。為測量室內(nèi)空氣溫度，顯然不應把溫度計放在熱源旁邊。同樣地，分餾石油以獲得不同沸點范圍的石油產(chǎn)品，應該控制從蒸餾燒瓶支管處逸出蒸氣的溫度，將溫度計的水銀球放在石油中不正確，應使其下端球體位于支管附近。如果用溫度計控制乙醇(濃硫酸為催化劑、脫水劑)脫水反應的溫度在170℃左右，它應測量反應混合液溫度，應將其下端球體插入液面下(勿接觸瓶底)，再放到支管口附近就沒有意義了。此外，儀器及其使用要領還可能與它的特點有關，特點包括儀器的規(guī)格、材料與結(jié)構(gòu)等。仍以溫度計為例，從量程看，使用酒精溫度計不能測量170℃的溫度，以使用水銀溫度計為宜；由于溫度計貯存液體的玻璃球體材料易碰碎，若以它兼作攪拌用是不正確的。又如，干燥管中放入固體干燥劑。用來干燥氣體。使用干燥管干燥某種氣體時，應該能恰當選用干燥劑。鑒于干燥劑均有吸水功能，干燥劑使用是否合適，關鍵要保證被干燥的氣體不被該固體吸收，二者不能發(fā)生化學反應(中和、氧化—還原或絡合等)。至于哪一端進氣、哪一端出氣，與干燥管功能的發(fā)揮及結(jié)構(gòu)特點關系不太大，可遵從粗端進氣、細端出氣的常規(guī)進行操作，但不必過分苛求。2．化學實驗基本操作每項化學實驗基本操作都有其明確的目的，該項操作的規(guī)范要求，都是為實現(xiàn)實驗目的服務的。在明確化學實驗基本操作目的的基礎上，充分理解規(guī)范操作的意義，分清操作要領的主次，在全面把握操作要求的同時，集中理解和掌握實現(xiàn)該項基本操作中的重點與關鍵，是培養(yǎng)化學基本操作技能的重要方法。只有在理解和整體把握基礎上的強化訓練，才能高效地提高化學基本操作技能。例如，過濾是除去液體中混有不溶解固體的一種物理分離方法，其目的是將液體與不溶性固體顆粒分開。用制備好的過濾器進行過濾，其操作要領可概括為“二低三靠”，即：濾紙低于漏斗邊緣；濾液低于濾紙邊緣；傾倒液體的燒杯口靠在玻璃棒上；引流的玻璃棒靠在過濾器三層濾紙一側(cè)；漏斗下端管口靠在燒杯內(nèi)壁上。過濾操作正誤，可以自上至下依次按上述操作規(guī)范要求進行審核。至于以上的五個要領，均應從過濾的總體目的——分離液體與混有的不溶解固體去理解。“二低”旨在保證被過濾的物質(zhì)全部接觸濾紙，液體經(jīng)過濾紙成為濾液，不溶解固體留在濾紙上，從而達到最佳分離效果。反之，則可能有的被過濾物質(zhì)直接進入濾液，使分離不完全甚至失??；“三靠”是通過安全、有序地向過濾器中轉(zhuǎn)移物質(zhì)，形成連續(xù)水流加快過濾速度，以及防止濾液濺失，確保分離的效率和效果。圍繞過濾操作目的實現(xiàn)去理解規(guī)范操作要領，有利于完整、