高三化學攻關三十六法之――實驗安全

實驗安全是化學實驗的重要內容，因實驗時常被忽視，使相關考題具有了一定難度。

●難點磁場

請試做下列題目，然后自我界定學習本篇是否需要。

下列關于實驗的基本操作及安全知識的敘述，正確的是(填序號)________。

A.將玻璃管折斷時，須將挫痕向外，拇指在內，其余四指在外，用三分推力、七分拉力折斷玻璃管

B.附著于試管內壁上的硫，可用熱堿液洗滌

C.干燥SO2時，可以將其通過盛有濃H2SO4的U型干燥管

D.切割白磷時，必須用鑷子夾取，置于桌面的玻璃片上，小心用小刀切割

E.實驗時，萬一酒精被打翻引起酒精燃燒，應立即用濕布蓋住火焰

F.萬一金屬鎂失火燃燒，不可用CO2撲滅，但可用CCl4撲滅

●案例探究

[例題]在一定條件下用普通鐵粉和水蒸氣反應，可以得到鐵的氧化物，該氧化物又可以經過此反應的逆反應，生成顆粒很細的鐵粉。這種鐵粉具有很高的反應活性，在空氣中受撞擊或受熱時會燃燒，所以俗稱“引火鐵”。請分別用圖43―1中示意的兩套儀器裝置，制取上述鐵的氧化物和“引火鐵”。實驗中必須使用普通鐵粉和6 mol?L－1鹽酸，其他試劑自選(裝置中必要的鐵架臺、鐵夾、鐵圈、石棉網、加熱設備等在圖中均已略去)。

圖43―1

填寫下列空白：

(1)實驗進行時試管A中應加入的試劑是________；燒瓶B的作用是________；燒瓶C的作用是________；在試管D中收集得到的是________。

(2)實驗時，U型管G中應加入的試劑是________；長頸漏斗H中應加入________。

(3)兩套裝置中，在實驗時需要加熱的儀器是(填該儀器對應的字母)________。

(4)燒瓶Ⅰ中發(fā)生的反應有時要加入少量硫酸銅溶液，其目的是________。

(5)試管E中發(fā)生反應的化學方程式是________。

(6)為了安全，在E管中的反應發(fā)生前，在F出口處必須________；E管中的反應開始后，在F出口處應________。

命題意圖：考查學生區(qū)分并選擇實驗裝置完成化學實驗、解決實驗問題的能力。

知識依托：H2的制法、除雜、干燥及有關性質，Fe與H2O(g)的反應，原電池原理，實驗安全常識。

錯解分析：不能區(qū)分兩套裝置而錯解，不了解原電池原理而錯解，不了解實驗安全裝置而錯解。

解題思路：有關反應為：①3Fe＋4H2O(g) Fe3O4＋4H2↑，②Fe3O4＋4H23Fe＋4H2O，③Zn＋2HCl====ZnCl2＋H2↑。

題中兩個裝置圖，非常相似，因此具有一定迷惑性。由于圖(1)中長頸漏斗和燒瓶可產生H2，因而此裝置適合反應②的發(fā)生(突破口)。所以A中放置的是Fe粉。那么B中必須盛水，且應予以加熱，以產生水蒸氣，使①反應發(fā)生。顯然，當B中出氣不均，發(fā)生倒吸時，C的作用顯露出來：安全瓶。D中應為H2。若用C來提供水蒸氣，則水蒸氣無法到達A中，因為從C向右裝置密封。

產生的H2中混有H2O(g)和HCl氣體是顯然的，G中應加堿性干燥劑，為減少HCl的揮發(fā)，H中應加稀鹽酸。制取H2時，加入CuSO4，活潑金屬與被置換出并覆蓋在其表面上的Cu形成原電池可加快產出H2的速率。

F處導出的H2，應予以驗純，否則點燃酒精燈加熱E，可能發(fā)生爆炸。

答案：(1)Fe粉      用來產生H2O(g)  防止倒吸(或用作安全瓶)     H2

(2)NaOH(s)(或堿石灰、CaO等堿性固體干燥劑)     6 mol?L－1 HCl(aq)

(3)A、B、E

(4)加快H2產生速率

(5)Fe3O4＋4H2=====3Fe＋4H2O

(6)收集并檢驗H2純度        點燃H2

●錦囊妙計

常見實驗安全裝置有以下幾種：

1.防倒吸安全裝置

圖43―2

2.防堵塞安全裝置

圖43―3

3.防倒火安全裝置

圖43―4

4.防污染安全裝置

圖43―5

●殲滅難點訓練

1.(★★★)進行化學實驗，必須注意安全，下列說法正確的是(填寫標號)________。

A.不慎將酸濺到眼中，應立即用水沖洗，邊洗邊眨眼睛

B.不慎將濃堿溶液沾到皮膚上，要立即用大量水沖洗，然后涂上硼酸溶液

C.如果苯酚濃液沾到皮膚上，應立即用酒精洗

D.配制硫酸溶液時，可先在量筒內加入一定體積的水，再在攪拌下慢慢加入濃硫酸

2.(★★★★)工業(yè)上生產鹽酸，必須先合成氯化氫氣體，生產中得到的氯化氫氣體中或多或少都會含有生成氯化氫的一種反應物，將該混合物用蒸水吸收可得一定濃度的純鹽酸，此過程中逸出的氣體可以循環(huán)利用。

(1)寫出工業(yè)電解食鹽水制取H2和Cl2的化學方程式：________。

(2)工業(yè)上要得到純鹽酸并保障工人工作安全，如何合成氯化氫是關鍵的一步。則下列合成氯化氫氣體的方法能達到生產目的的是________。

A.點燃H2和Cl2的混合物，二者體積(標準狀況下測定)比為1∶1最合適。

B.點燃H2和Cl2的混合物，二者體積(同溫同壓下測定)比不應為1∶1。

C.純凈的H2在過量的Cl2中安靜地燃燒。

D.純凈的Cl2在過量的H2中安靜地燃燒。

3.(★★★★)已知H2的爆炸極限是4.0%~74%(體積分數)。某H2中含有0.8%(體積分數)的O2，甲學生用它還原CuO，設計了如圖43―6所示裝置(夾持裝置已略去)：

圖43―6

請回答下列問題：

(1)實驗開始，應將酒精燈放在a管的________

A.左端                         B.中間                         C.右端

然后，使酒精燈緩緩向另一端移動，以保證CuO完全被還原。

(2)a管右端略向下傾斜的原因是_______________。

a管中石棉絨的作用是                       。

b管中Cu網的作用是                       。

(3)經觀察黑色CuO已完全變?yōu)榧t色，能否表明CuO已完全被還原為Cu，為什么？

4.(★★★★★)1，2―二溴乙烷可作汽油抗爆劑的添加劑。常溫下它是無色液體，密度為2.18 g?mL－1，沸點為131.4℃，熔點為9.79℃，不溶于水，易溶于醇、醚、丙酮等有機溶劑。在實驗室中可以用如圖43―7所示裝置制備1，2―二溴乙烷。其中分液漏斗和燒瓶a中裝有乙醇和濃硫酸的混合液，試管d中裝有液溴(表面覆蓋少量水)。

圖43―7

填寫下列空白：

(1)寫出本題中制備1，2―二溴乙烷的兩個化學反應方程式①                     ，②                             。

(2)安全瓶b可以防止倒吸，并可以檢查實驗進行時試管d是否發(fā)生堵塞。請寫出發(fā)生堵塞時瓶b中的現象：                               。

(3)容器c中NaOH溶液的作用是：_____________。

(4)某學生在做此實驗時，使用一定量的液溴，當溴全部褪色時，所消耗乙醇和濃硫酸混合液的量，比正常情況下超出許多。如果裝置的氣密性沒有問題，試分析其可能的原因。

難點磁場

提示：①盛有濃H2SO4的U型管，氣體無法通過。②切割白磷應在水下進行。③Mg可奪去CO2中的O，就能奪取CCl4中的Cl。

答案：ABE

殲滅難點訓練

1.ABC

2.提示：不論H2在Cl2中燃燒，還是Cl2在H2中燃燒，都是H2和Cl2的反應，反應的溫度條件是相同的；前者產生的HCl中混有一定的Cl2，后者產生的HCl中混有一定量的H2；HCl(Cl2)溶于水得到鹽酸和氯水的混合液，HCl(H2)溶于水得到純鹽酸，H2循環(huán)利用。

答案：(1)2NaCl＋2H2OH2↑＋Cl2↑＋2NaOH  (2)D

3.提示：反應后的氣體中O2的體積分數增大，為防止還原的Cu被氧化，還原宜從左向右進行。

石棉絨疏松，可使CuO與H2接觸的更充分，有利于還原反應的進行。

b管中H2的體積分數有可能達到爆炸極限，Cu網可使多余的熱量迅速散失，防止回火爆炸。

Cu2O也是紅色的，也是H2還原CuO的一種產物。

答案：(1)A

(2)防止生成的H2O(g)冷凝回流炸裂玻璃管使CuO與H2充分接觸防止回火，引發(fā)爆炸。

(3)否，因為另一還原產物Cu2O也是紅色的。

4.提示：1，2―二溴乙烷熔點低(9.79℃)，在D中遇冷能變?yōu)楣腆w，堵塞氣路。若氣路被堵塞，則b中氣壓增大，這時b中直管內液面就會上升，甚至會有液體從此噴出，從而可以保障實驗安全。