【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(dāng)?shù)厥褂醚嫔磻?yīng)檢出一些金屬陽離子，不失為一種簡易的有效方法。4．檢驗中學(xué)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(xué)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(xué)化學(xué)中的一些定量實驗高中化學(xué)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(xué)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(xué)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(xué)習(xí)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(xué)習(xí)這些定量的化學(xué)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(xué)思想、化學(xué)方法；必須以嚴(yán)謹(jǐn)、求實的科學(xué)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(shè)計、實施與實驗結(jié)果的評價。定量實驗應(yīng)該做到：準(zhǔn)確運用化學(xué)實驗基本操作技能，使實驗結(jié)果在該實驗設(shè)備條件下達(dá)到相對準(zhǔn)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(dāng)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(guān)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(luò)合滴定等。酸堿中和滴定，是利用酸堿中和反應(yīng)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(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)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(dāng)?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(dá)滴定終點。如果用NaOH溶液滴定鹽酸(仍用酚酞作指示劑)，當(dāng)?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(dá)滴定終點。滴定后觀測、記錄已知標(biāo)準(zhǔn)溶液消耗的體積數(shù)。(2)中和滴定應(yīng)注意的幾個問題作為定量實驗，關(guān)鍵要力求實驗數(shù)值和測定結(jié)果準(zhǔn)確，努力減少誤差。為此，應(yīng)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(yīng)該轉(zhuǎn)動靈活。滴定管中加入液體后，應(yīng)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(jìn)入瓶內(nèi)溶液，不能有任何的溶液從瓶內(nèi)濺出。③要恰當(dāng)?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(dāng)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(yīng)重復(fù)適當(dāng)?shù)拇螖?shù)，至少應(yīng)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?jǐn)?shù)，最終可以確定硫酸銅晶體的化學(xué)式。此實驗是中學(xué)化學(xué)里學(xué)生實際操作以確定物質(zhì)組成與化學(xué)式的重要代表性實驗。(1)實驗步驟①稱量——用天平準(zhǔn)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(yīng)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(zhǔn)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?jǐn)?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(yīng)，因?qū)嶋H條件所限，很難反應(yīng)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(yīng)該既盡可能使硫酸銅晶體充分地受熱，硫酸銅晶體事先應(yīng)盡量研成細(xì)小顆粒，盡可能使失水反應(yīng)進(jìn)行充分。同時，又要控制溫度小心慢慢加熱并根據(jù)需要進(jìn)行攪拌，防止局部過熱引起晶體濺失或無水鹽進(jìn)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(yán)瓷坩堝蓋，減少稱量時間；干燥器中的濃硫酸應(yīng)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(yīng)視為過失誤差，測得的數(shù)據(jù)應(yīng)該棄去不用，整個實驗應(yīng)該重做。③用托盤天平“準(zhǔn)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(chǔ)上，求出結(jié)晶水的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，有效數(shù)字也為二位，若用百分?jǐn)?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(xué)化學(xué)教材中最早出現(xiàn)的定量(選做)實驗，對于理解定量的化學(xué)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(zhǔn)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(fù)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(yīng)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?jǐn)嚢?，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(jìn)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(guān)中學(xué)化學(xué)實驗規(guī)范的一些問題化學(xué)實驗規(guī)范，有助于落實化學(xué)實驗和化學(xué)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(xué)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(yīng)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(guān)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(zhǔn)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(rèn)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(yīng)溶液液面的試管壁上，使試劑與反應(yīng)溶液逐漸接觸，以觀察反應(yīng)現(xiàn)象與細(xì)微的變化過程。滴管滴液完畢，應(yīng)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(yīng)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(yīng)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?。對于可燃性氣體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(dá)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(tuán)。實際上，在集氣瓶口(或試管口)塞少許脫脂棉團(tuán)，或用穿過導(dǎo)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(jìn)氣還是細(xì)端進(jìn)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(jìn)氣、細(xì)端出氣。6．分液漏斗的使用目前化學(xué)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(yīng)堅持加蓋。7．化學(xué)儀器與裝置圖的畫法規(guī)范(1)化學(xué)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(xué)實驗裝置圖是實驗裝置的組合圖形，它既要表達(dá)儀器的外形、位置、連接方式，又要表達(dá)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(yīng)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(xué)實驗知識與技能的能力系統(tǒng)論的觀點認(rèn)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(jìn)行把握，這既是一種思維能力，又是一種有效的學(xué)習(xí)方法?，F(xiàn)舉例說明如下：1．儀器及其使用每件化學(xué)儀器都是為了解決某種實驗的需要而設(shè)計的，集中抓化學(xué)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(xué)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(yīng)放置在何位置。為測量室內(nèi)空氣溫度，顯然不應(yīng)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(yīng)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(yīng)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(yīng)的溫度在170℃左右，它應(yīng)測量反應(yīng)混合液溫度，應(yīng)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(lǐng)還可能與它的特點有關(guān)，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(yīng)該能恰當(dāng)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(guān)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(xué)反應(yīng)(中和、氧化—還原或絡(luò)合等)。至于哪一端進(jìn)氣、哪一端出氣，與干燥管功能的發(fā)揮及結(jié)構(gòu)特點關(guān)系不太大，可遵從粗端進(jìn)氣、細(xì)端出氣的常規(guī)進(jìn)行操作，但不必過分苛求。2．化學(xué)實驗基本操作每項化學(xué)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?zāi)康姆?wù)的。在明確化學(xué)實驗基本操作目的的基礎(chǔ)上，充分理解規(guī)范操作的意義，分清操作要領(lǐng)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(guān)鍵，是培養(yǎng)化學(xué)基本操作技能的重要方法。只有在理解和整體把握基礎(chǔ)上的強化訓(xùn)練，才能高效地提高化學(xué)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(jìn)行過濾，其操作要領(lǐng)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(jìn)行審核。至于以上的五個要領(lǐng)，均應(yīng)從過濾的總體目的——分離液體與混有的不溶解固體去理解?！岸汀敝荚诒ＷC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(dá)到最佳分離效果。反之，則可能有的被過濾物質(zhì)直接進(jìn)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(lǐng)，有利于完整、