高三化学攻关三十六法之――实验安全

实验安全是化学实验的重要内容，因实验时常被忽视，使相关考题具有了一定难度。

●难点磁场

请试做下列题目，然后自我界定学习本篇是否需要。

下列关于实验的基本操作及安全知识的叙述，正确的是(填序号)________。

A.将玻璃管折断时，须将挫痕向外，拇指在内，其余四指在外，用三分推力、七分拉力折断玻璃管

B.附着于试管内壁上的硫，可用热碱液洗涤

C.干燥SO2时，可以将其通过盛有浓H2SO4的U型干燥管

D.切割白磷时，必须用镊子夹取，置于桌面的玻璃片上，小心用小刀切割

E.实验时，万一酒精被打翻引起酒精燃烧，应立即用湿布盖住火焰

F.万一金属镁失火燃烧，不可用CO2扑灭，但可用CCl4扑灭

●案例探究

[例题]在一定条件下用普通铁粉和水蒸气反应，可以得到铁的氧化物，该氧化物又可以经过此反应的逆反应，生成颗粒很细的铁粉。这种铁粉具有很高的反应活性，在空气中受撞击或受热时会燃烧，所以俗称“引火铁”。请分别用图43―1中示意的两套仪器装置，制取上述铁的氧化物和“引火铁”。实验中必须使用普通铁粉和6 mol?L－1盐酸，其他试剂自选(装置中必要的铁架台、铁夹、铁圈、石棉网、加热设备等在图中均已略去)。

图43―1

填写下列空白：

(1)实验进行时试管A中应加入的试剂是________；烧瓶B的作用是________；烧瓶C的作用是________；在试管D中收集得到的是________。

(2)实验时，U型管G中应加入的试剂是________；长颈漏斗H中应加入________。

(3)两套装置中，在实验时需要加热的仪器是(填该仪器对应的字母)________。

(4)烧瓶Ⅰ中发生的反应有时要加入少量硫酸铜溶液，其目的是________。

(5)试管E中发生反应的化学方程式是________。

(6)为了安全，在E管中的反应发生前，在F出口处必须________；E管中的反应开始后，在F出口处应________。

命题意图：考查学生区分并选择实验装置完成化学实验、解决实验问题的能力。

知识依托：H2的制法、除杂、干燥及有关性质，Fe与H2O(g)的反应，原电池原理，实验安全常识。

错解分析：不能区分两套装置而错解，不了解原电池原理而错解，不了解实验安全装置而错解。

解题思路：有关反应为：①3Fe＋4H2O(g) Fe3O4＋4H2↑，②Fe3O4＋4H23Fe＋4H2O，③Zn＋2HCl====ZnCl2＋H2↑。

题中两个装置图，非常相似，因此具有一定迷惑性。由于图(1)中长颈漏斗和烧瓶可产生H2，因而此装置适合反应②的发生(突破口)。所以A中放置的是Fe粉。那么B中必须盛水，且应予以加热，以产生水蒸气，使①反应发生。显然，当B中出气不均，发生倒吸时，C的作用显露出来：安全瓶。D中应为H2。若用C来提供水蒸气，则水蒸气无法到达A中，因为从C向右装置密封。

产生的H2中混有H2O(g)和HCl气体是显然的，G中应加碱性干燥剂，为减少HCl的挥发，H中应加稀盐酸。制取H2时，加入CuSO4，活泼金属与被置换出并覆盖在其表面上的Cu形成原电池可加快产出H2的速率。

F处导出的H2，应予以验纯，否则点燃酒精灯加热E，可能发生爆炸。

答案：(1)Fe粉      用来产生H2O(g)  防止倒吸(或用作安全瓶)     H2

(2)NaOH(s)(或碱石灰、CaO等碱性固体干燥剂)     6 mol?L－1 HCl(aq)

(3)A、B、E

(4)加快H2产生速率

(5)Fe3O4＋4H2=====3Fe＋4H2O

(6)收集并检验H2纯度        点燃H2

●锦囊妙计

常见实验安全装置有以下几种：

1.防倒吸安全装置

图43―2

2.防堵塞安全装置

图43―3

3.防倒火安全装置

图43―4

4.防污染安全装置

图43―5

●歼灭难点训练

1.(★★★)进行化学实验，必须注意安全，下列说法正确的是(填写标号)________。

A.不慎将酸溅到眼中，应立即用水冲洗，边洗边眨眼睛

B.不慎将浓碱溶液沾到皮肤上，要立即用大量水冲洗，然后涂上硼酸溶液

C.如果苯酚浓液沾到皮肤上，应立即用酒精洗

D.配制硫酸溶液时，可先在量筒内加入一定体积的水，再在搅拌下慢慢加入浓硫酸

2.(★★★★)工业上生产盐酸，必须先合成氯化氢气体，生产中得到的氯化氢气体中或多或少都会含有生成氯化氢的一种反应物，将该混合物用蒸水吸收可得一定浓度的纯盐酸，此过程中逸出的气体可以循环利用。

(1)写出工业电解食盐水制取H2和Cl2的化学方程式：________。

(2)工业上要得到纯盐酸并保障工人工作安全，如何合成氯化氢是关键的一步。则下列合成氯化氢气体的方法能达到生产目的的是________。

A.点燃H2和Cl2的混合物，二者体积(标准状况下测定)比为1∶1最合适。

B.点燃H2和Cl2的混合物，二者体积(同温同压下测定)比不应为1∶1。

C.纯净的H2在过量的Cl2中安静地燃烧。

D.纯净的Cl2在过量的H2中安静地燃烧。

3.(★★★★)已知H2的爆炸极限是4.0%~74%(体积分数)。某H2中含有0.8%(体积分数)的O2，甲学生用它还原CuO，设计了如图43―6所示装置(夹持装置已略去)：

图43―6

请回答下列问题：

(1)实验开始，应将酒精灯放在a管的________

A.左端                         B.中间                         C.右端

然后，使酒精灯缓缓向另一端移动，以保证CuO完全被还原。

(2)a管右端略向下倾斜的原因是_______________。

a管中石棉绒的作用是                       。

b管中Cu网的作用是                       。

(3)经观察黑色CuO已完全变为红色，能否表明CuO已完全被还原为Cu，为什么？

4.(★★★★★)1，2―二溴乙烷可作汽油抗爆剂的添加剂。常温下它是无色液体，密度为2.18 g?mL－1，沸点为131.4℃，熔点为9.79℃，不溶于水，易溶于醇、醚、丙酮等有机溶剂。在实验室中可以用如图43―7所示装置制备1，2―二溴乙烷。其中分液漏斗和烧瓶a中装有乙醇和浓硫酸的混合液，试管d中装有液溴(表面覆盖少量水)。

图43―7

填写下列空白：

(1)写出本题中制备1，2―二溴乙烷的两个化学反应方程式①                     ，②                             。

(2)安全瓶b可以防止倒吸，并可以检查实验进行时试管d是否发生堵塞。请写出发生堵塞时瓶b中的现象：                               。

(3)容器c中NaOH溶液的作用是：_____________。

(4)某学生在做此实验时，使用一定量的液溴，当溴全部褪色时，所消耗乙醇和浓硫酸混合液的量，比正常情况下超出许多。如果装置的气密性没有问题，试分析其可能的原因。

难点磁场

提示：①盛有浓H2SO4的U型管，气体无法通过。②切割白磷应在水下进行。③Mg可夺去CO2中的O，就能夺取CCl4中的Cl。

答案：ABE

歼灭难点训练

1.ABC

2.提示：不论H2在Cl2中燃烧，还是Cl2在H2中燃烧，都是H2和Cl2的反应，反应的温度条件是相同的；前者产生的HCl中混有一定的Cl2，后者产生的HCl中混有一定量的H2；HCl(Cl2)溶于水得到盐酸和氯水的混合液，HCl(H2)溶于水得到纯盐酸，H2循环利用。

答案：(1)2NaCl＋2H2OH2↑＋Cl2↑＋2NaOH  (2)D

3.提示：反应后的气体中O2的体积分数增大，为防止还原的Cu被氧化，还原宜从左向右进行。

石棉绒疏松，可使CuO与H2接触的更充分，有利于还原反应的进行。

b管中H2的体积分数有可能达到爆炸极限，Cu网可使多余的热量迅速散失，防止回火爆炸。

Cu2O也是红色的，也是H2还原CuO的一种产物。

答案：(1)A

(2)防止生成的H2O(g)冷凝回流炸裂玻璃管使CuO与H2充分接触防止回火，引发爆炸。

(3)否，因为另一还原产物Cu2O也是红色的。

4.提示：1，2―二溴乙烷熔点低(9.79℃)，在D中遇冷能变为固体，堵塞气路。若气路被堵塞，则b中气压增大，这时b中直管内液面就会上升，甚至会有液体从此喷出，从而可以保障实验安全。