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水在化学实验中的作用

来源:未知作者:寇介芳 点击:所属专题: 纯水 药品应用
水是人类赖以生存的重要物质,也是化学实验室中不可缺少的实验用品。本文着重盘点水在化学实验中的重要应用。 一、作溶剂 1、实验室里形形色色的溶液大都需要用水来配制。配制溶液时,一般是将溶质溶解在溶剂中即可。但稀释浓硫酸时,一定要将浓硫酸小心地加入水中,并

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水是人类赖以生存的重要物质,也是化学实验室中不可缺少的实验用品。本文着重盘点水在化学实验中的重要应用。

一、作溶剂

1、实验室里形形色色的溶液大都需要用水来配制。配制溶液时,一般是将溶质溶解在溶剂中即可。但稀释浓硫酸时,一定要将浓硫酸小心地加入水中,并及时搅拌散热。在配制氯化铝、氯化铁等易水解的盐溶液时,要将溶质先溶解在相应的酸中,再用水来稀释得到所需要的浓度的溶液,以防止盐水解而导致溶液变浑浊。

2、用试纸检验气体的性质时,必须先用水润湿试纸,以便于气体溶于水中形成溶液来显示气体的性质。但使用pH试纸检验溶液的pH时,不可用水润湿,以免溶液被稀释而产生误差。

3、通常用喷泉实验来验证氯化氢和氨气在水中的溶解性,而喷泉实验使用的主要溶剂就是水。

4、除去难溶于水的物质中的易溶性物质的一般方法,就是用水将杂质溶解,再用过滤或分液法分离。

例如,除去碳酸钙中的少量氯化钠,可采用水洗过滤法;除去硝基苯中的少量硫酸和硝酸,可采用水洗分液法。

5、可用水来吸收多余的氯化氢和氨气,以减少对空气的污染。用水来吸收氯化氢和氨气时,要注意防倒吸,方法可用连接倒置漏斗,并使漏斗下沿刚好没入水中,或者将气体通入盛有四氯化碳和水的混合物的烧杯里,导管末端插入四氯化碳层中。

6、利用物质在水中的溶解性不同,用水鉴别一组物质。

例如,下列三组物质均可用水来鉴别。

⑴苯、四氯化碳、酒精:能与水互溶不分层的是酒精,与水不互溶在水上层的是苯,与水不互溶在水下层的是四氯化碳。

⑵硫酸铜、碳酸钙、硫化铝、氯化钠:溶于水溶液呈蓝色的是硫酸铜,不溶于水得到白色悬浊液的是碳酸钙,与水剧烈反应既有白色沉淀,又有刺激性气味气体生成的是硫化铝,溶于水得无色溶液的是氯化钠。

⑶氢氧化钠、硝酸铵、氯化钠:溶于水有明显放热现象的是氢氧化钠,溶于水有明显吸热现象的是硝酸铵,溶于水无明显热效应的是氯化钠。

二、作洗涤剂

1、实验前后,需要用水洗刷仪器,玻璃仪器洗干净的标志是:水在玻璃仪器内壁附着均匀,既不聚成水滴,也不成股留下。

要注意几种特殊仪器的洗涤和保存方法:

⑴滴定管应先用自来水洗涤,再用蒸馏水洗涤,用前还要用待装液润洗2~3次;

⑵酸式滴定管、容量瓶、分液漏斗和带磨口玻璃塞的试剂瓶等仪器用完后,要用水洗干净,凉干后,在磨口塞处缠一纸条,再塞入保存,以防粘结。

2、过滤时,要用水洗涤沉淀,方法是:在过滤器中加入蒸馏水至没过沉淀,让水自行流下,如此重复操作2~3次,即可洗去沉淀表面的残留杂质。

3、实验时,若不慎将酸或碱溶液溅在皮肤上或眼睛里或衣服上,一般的处理方法是立即用大量水冲洗,再针对不同的试剂作一些处理。但若是浓硫酸溅在皮肤上,应先用干抹布拭去,再用大量水冲洗。

4、除去NO气体中的二氧化氮气体可以通过盛有水的洗气瓶。

5、将半透膜袋悬挂在流动的水中可以净化、精制胶体。

三、作指示剂

1、制取气体前检验装置的气密性就常用水作指示剂。检验较简单的气体发生装置是否漏气的方法是:将导管末端插入水中,用手紧握或用酒精灯微热试管或烧瓶,观察导管末端是否有气泡冒出;松开手后,再观察导管中是否有一段水柱上升。对于水在化学实验中的作用启普发生器或有长颈漏斗的气体发生装置,常先加入一定量的水使漏斗下端液封,然后关闭导气管活塞,继续向漏斗中加水至漏斗中的某一高度,观察漏斗中的液面是否下降,若液面不下降,则装置气密性良好。

2、收集难溶于水的气体的最好方法是排水集气法,水可以指示出气体是否已经集满,而且使用该法收集到的气体较纯净。收集氯气时,为了减少氯气的溶解量,常用排饱和食盐水法。收集二氧化碳可以用排饱和碳酸氢钠溶液法。

3、在定量实验中,在装置的末端连接一个装满水的试剂瓶,配上双孔橡皮塞,插入两根导管,使短管进气,长管与量筒相连接组成量气装置,可测量难溶于水的气体的体积。

4、在气体反应实验中,为了控制气体的流速,提高气体的反应效率,可以将气体同时通入水中,通过观察气泡产生的快慢来调整活塞来控制气体的流速。例如在实验室模拟工业制氨气或二氧化硫的催化氧化等实验时,均可用如图2所示的装置来控制气体的流速,并使气体充分混合。

5、容量瓶、酸式滴定管和分液漏斗在使用前都要检查是否漏水。容量瓶的检查方法是:在容量瓶中加入少量水,塞好磨口玻璃塞,用左手食指顶住玻璃塞,右手托住瓶底,将容量瓶倒转,观察玻璃塞周围是否有水漏出,若无水漏出,将容量瓶倒转,将磨口玻璃塞旋转1800,后塞紧,再如上述重复操作一次,若不漏水,则容量瓶可以使用。分液漏斗既要检查活塞部位,又要检查上口的磨口玻璃塞。

四、作保护剂

实验室里保存液溴和白磷时,常用水作保护剂,以防止溴的挥发和白磷被空气中的氧气氧化。

五、作导热剂

有些化学反应所需要的温度低于1000C,且要求受热均匀,反应温度相对恒定。应采取水浴加热法。

例如:

⑴硝酸钾溶解度的测定

⑵硝基苯的制取

⑶苯的水在化学实验中的作用磺化反应

⑷银镜反应

⑸乙酸乙酯的水解反应

⑹ 蔗糖的水解反应等等。

六、作冷却剂

1、蒸馏装置中通入冷凝管中的冷水即起到了冷却蒸气的作用,注意通水的方向是下口进上口出。

2、将U形管或试管放在盛有冰水的烧杯中冷却产品或分离物质。

例如NO和NO2的分离(常压下NO2的液化温度是21℃,NO的液化温度是-152℃)。

七、作灭火剂

水的汽化热比较大,普通的可燃物着火可用大量水灭火,但酒精、钠、钾等物质着火不宜用水灭火。酒精着火应用湿抹布盖灭;钠、钾等着火应用沙土盖灭。

八、作润滑剂

在装配实验装置时,常需将玻璃管与橡皮管连接在一起,将玻璃管插入橡皮塞中。操作时,应用少量水将玻璃管润湿,然后旋转插入,水起了润滑剂的作用。

九、作催化剂

水可以作液溴或碘粉与金属粉末反应的催化剂。

例如 Zn + I2=ZnI2,将镁粉加入溴水中发生的主要反应是:Mg +Br2 = MgBr2 ,次要反应是:Mg +2HBr = MgBr2 +H2↑。

十、作反应物

1、用水作反应物的重要制备实验有:

⑴用过氧化钠与水反应制氧气;

⑵用水(实际用的是饱和食盐水以减缓反应速率)与电石反应制乙炔。

2、用水作反应物的重要的性质实验有:

⑴钠与水反应

⑵过氧化钠与水反应

⑶钾与水反应

⑷镁与水反应

⑸氨气与水反应

⑹盐类的水解反应

⑺铁与水蒸气

⑻乙酸乙酯、蔗糖、淀粉和纤维素的水解反应等。

(责任编辑:化学自习室)
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