绪论 1. 化学实验室安全守则 (1) 实验室内严禁吸烟、饮食、打闹。 (2) 水、电、气使用完毕立即关闭。所有药品、仪器不得带出实验室外。 (3) 洗液、浓酸、浓碱具有强腐蚀性，应避免溅落在皮肤、衣服、书本上，更应防止溅入眼睛里。 (4) 能产生有刺激性或有毒气体（如H2S、Cl2、SO2等）的实验应在通风橱内进行。有机溶剂（如苯、 丙酮、乙醚）易燃，使用时要远离火源，最好在通风橱内进行操作。 (5) 加热试管时，不要将试管口对着自己或别人，也不要俯视正在加热的液体，以免液体溅出。嗅气体时，应用手轻拂气体，把少量气体扇向自己再闻。 (6) 有毒试剂（如氰化钾、汞盐、铅盐、钡盐、重铬酸钾等）不得入口或接触伤口，也不能随便倒入下水道，应回收统一处理。在不了解化学药品性质时，禁止任意混合各种试剂药品，以免发生意外事故。 (7) 实验完毕，应将实验桌整理干净，检查水、电、气等阀门是否关闭，洗净双手后离开实验室。 (8) 灭火常识。 物质燃烧需要空气和一定的温度，所以通过降温或者将燃烧的物质与空气隔绝，能达到灭火的目的。 可采取以下措施灭火: ① 停止加热和切断电源，避免引燃电线，把易燃、易爆的物质移至远处。 ② 用湿布、石棉布、砂土灭火。 小火用湿布、石棉布覆盖在着火的物体上便可方便地扑灭。钠、钾等金属着火，常用干燥的细砂覆盖。严禁使用某些灭火器，如CCl4灭火器,因CCl4和钠、钾等金属发生剧烈反应，会强烈分解，甚至爆炸。 ③ 使用灭火器。 不同的灭火器有不同的应用范围，不能随便使用。下表给出常用灭火器种类及其应用范围。 灭火器种类及其应用范围 名称应 用 范 围 CO2灭火器内装液态CO2，用于扑灭电器设备失火和小范围油类及忌水的化学品着火 干粉灭火器这种灭火器内装NaHCO3等盐类物质与适量的润滑剂和防潮剂，用于油类、可燃气体、电器设备、精密仪器、图书文件等不能用水扑灭的火焰 1211灭火器内装CF2ClBr液化气；适用于油类、有机溶剂、精密仪器、高压电器设备的着火 CCl4灭火器内装液态CCl4, 用于电器设备和小范围的汽油、丙酮等物质的着火 泡沫灭火器用于油类着火；这种灭火器由NaHCO3与Al2(SO4)3溶液作用产生Al2(OH)3和CO2泡沫, 泡沫把燃烧物质包住，与空气隔绝而灭火。因泡沫能导电，因此不能用于电器着火 (9) 实验室中一般伤害的简单救护。 ① 割伤: 首先挑出伤口的异物，然后用红药水、紫药水或消炎粉处理。 ② 烫伤: 涂抹烫伤药（如红花油），不要把烫的水泡挑破。 ③ 酸伤: 先用大量水冲洗，再用饱和碳酸氢钠溶液或稀氨水冲洗，最后用水冲洗。 ④ 碱伤: 先用大量水冲洗，再用醋酸溶液（20g·L-1）冲洗, 最后用水冲洗。 ⑤ 吸入溴蒸气、氯气、氯化氢气体后，可吸入少量酒精和乙醚混合蒸气。 2. 学生实验守则 （1） 实验前必须认真预习，明确实验目的和要求，了解实验基本原理、方法、步骤，写出预习报告。 （2） 实验过程中认真观察，如实记录，积极思考，独立完成各项实验任务。 （3） 遵守实验室的各项制度，爱护仪器，节约药品、水、电。 （4） 听从教师的指导。 （5） 实验完毕，做好实验室的整理工作，及时完成实验报告。 3. 化学实验的学习方法 实验主要由学生独立完成，因此实验效果与正确的学习态度和学习方法密切相关。关于化学实验的学习方法，应抓住下述3个环节。 （1） 预习 预习是实验前必须完成的准备工作，是做好实验的前提。但是，这个环节往往没有引起学生足够的重视，甚至不预习就进实验室，对实验的目的、要求和内容不清楚，结果浪费时间和药品。为了确保实验质量，实验前,任课教师要检查每个学生的预习情况。对没有预习或预习不合格者，任课教师有权不让他参加本次实验，学生应听从教师的安排。 实验预习一般应达到下列要求: ① 阅读实验教材和有关参考资料，明确本次实验的目的和内容。 ② 掌握本次实验主要内容，阅读实验中有关实验操作技术及注意事项。 ③ 写出实验预习报告。预习报告是进行实验的依据，因此预习报告应包括简要的实验步骤与操作、需要记录的实验现象、记录测量数据的表格以及定量实验的计算公式等。 （2） 实验 实验是培养独立工作和思维能力的重要环节，必须认真、独立完成。 ① 按照教材内容，认真操作，细心观察，一丝不苟，如实将实验现象、数据记录填写在预习报告中，这是养成良好科学习惯必需的训练。 ② 对于设计性实验，审题要确切，方案要合理。在实验中发现设计方案存在问题时，应找出原因，及时修改方案，直至达到满意的结果。 ③ 在实验中遇到疑难问题或者“反常现象”，应认真分析操作过程，思考其原因。为了正确说明问题，可在教师指导下重做或补充进行某些实验，自觉养成研究问题的习惯。 ④ 养成良好的科学习惯，遵守实验工作规则。实验过程中应始终保持桌面布局合理、环境整齐和清洁。 （3） 实验报告 实验报告是每次实验的总结，它反映了学生的实验水平，必须严肃认真如实填写。合格报告包括以下5部分内容: ① 概述。简述实验目的和实验的基本原理。 ② 实验内容。尽量采用表格、框图、符号等形式来清晰明确地表示实验内容。避免照抄书本。 ③ 实验现象和数据记录。实验现象要表达正确，数据记录要完整。绝不允许主观臆造，抄袭别人的作业，若经发现，本次实验按不及格处理。 ④ 解释、结论或数据处理。 对现象给予简明的解释，写出主要反应方程式，分标题小结或者最后得出结论。数据处理要表达清晰。 ⑤ 问题讨论。对实验中遇到的问题提出自己的看法，或对实验方法、实验内容等提出意见。此项内容的评分作为实验附加分的依据。 化学物理量的测量 实验1溶液的pH值 1. 概述 pH值为该溶液中氢离子浓度的负对数: pH=-lg\[c(H+)/c\] 其中： c(H+)——氢离子的浓度； c——标准状态下氢离子的浓度，c=1.0mol·L-1。 许多化学、生物化学反应都要求在一定pH范围内,如电镀液只有在一定的pH范围内才能获得良好的金属镀层。人的血液自动调节pH值范围为7.3～7.4,严重失调后果严重。pH值的测定和调节是非常重要的。 1） 溶液pH值的测定方法 （1） 酸碱指示剂 酸碱指示剂一般是有机弱酸或有机弱碱,在溶液中存在解离平衡，若HIn和In-分别表示指示剂分子和离子，在溶液中达到平衡时: HInH++In- A色B色 当溶液中氢离子浓度发生变化时，解离平衡移动，相应的离子和分子具有不同颜色，因而指示剂在不同的pH值范围内显示不同颜色。 （2） pH试纸 pH试纸有两种规格。 ① 广泛pH试纸: 能测量pH整数位数值，测定pH范围为1～14。 ② 精密pH试纸: 一般能测量的pH范围为0.2～0.4，按其测量溶液的pH范围又可分为若干种,如3.8～5.4，5.5～9.0等。 （3） 酸度计（又称pH计） 若待测液需连续多次测量或溶液颜色较深，可用酸度计测量pH值。酸度计的使用方法参阅第4章（酸度计的使用）。 2） 缓冲溶液的配制及性质 往某些溶液中加入少量酸和碱或加水稀释，其溶液pH值基本不变的溶液称为缓冲溶液。弱酸及其盐的混合溶液（如HAc与NaAc溶液）,弱碱及其盐的混合溶液（如NH3·H2O与NH4Cl溶液）等都是缓冲溶液。 弱酸及其盐组成的缓冲溶液pH值的计算公式: c(H+)/c=Ka·ca/cs，pH=pKa－lg(ca/cs) 弱碱及其盐组成的缓冲溶液pH值的计算公式: c(H+)/c=1×10-14Kb·cb/cs，pH=14－pKb+lg(cb/cs) 其中, ca、cb、cs分别为溶液中弱酸、弱碱、盐的浓度。 某些盐溶解于水时，盐解离的离子与水发生反应，即水与离子发生质子转移，这种水对盐的作用称为盐的水解。发生水解的盐有强酸与弱碱生成的盐（如NH4Cl），弱酸与强碱生成的盐（如NaAc），弱酸与弱碱生成的盐（如NH4Ac）。对于前两种盐，水解后溶液的c(H+)可按下式进行计算。 弱酸强碱盐: c(H+)=KwKacs/cc 强酸弱碱盐: c(H+)=Kwcs/cKbc 2. 实验目的 （1） 掌握测定溶液pH值的方法; （2） 掌握缓冲溶液的作用原理及其配制方法; （3） 了解酸度对化学反应的影响; （4） 实验盐的水解作用。 3. 仪器及药品 pH计，复合电极，塑料烧杯，洗瓶，50mL烧杯，10mL量筒，50mL量筒，离心机，试管，试管架，玻璃棒，滴管，点滴板，酒精灯。 6mol·L－1 HAc，2mol·L－1 H2SO4，1mol·L－1HCl，0.01mol·L－1HCl，0.1mol·L－1HAc，0.01mol·L－1NaOH，0.1mol·L－1NaOH，2mol·L－1NaOH，6mol·L－1NaOH，0.1mol·L－1CaCl2，0.1mol·L－1NaAc，0.1mol·L－1Na2CO3，0.1mol·L－1NH4Cl，0.1mol·L－1KBr，2mol·L－1NH4Cl，0.01mol·L－1KMnO4，0.1mol·L－1MgCl2，0.1mol·L－1K2Cr2O7，未知液A，未知液B，未知液Ⅰ，未知液Ⅱ，定位用标准缓冲溶液，pH试纸。 4. 实验内容 1） 盐类水溶液pH值测定 取少量下列盐溶液放于点滴板上，用广泛pH试纸测定其pH值: 0.1mol·L－1CaCl2 ，0.1mol·L－1NaAc, 0.1mol·L－1Na2CO3,0.1mol·L－1NH4Cl。 2） 缓冲溶液性质 （1） 用50mL量筒量取0.1mol·L－1HAc和0.1mol·L－1NaAc各20mL，放入50mL烧杯中混合均匀，用酸度计（使用方法参阅第4章）测定HAcNaAc缓冲溶液的pH值。 （2） 在上述缓冲溶液中加入1mL 0.01mol·L－1HCl溶液，用玻璃棒搅匀，测定其pH值。 （3） 在（2)的溶液中再加入2mL 0.01mol·L－1NaOH溶液，搅匀后测定pH值。 （4） 往（3)的溶液中加入2mL去离子水，搅匀后测其pH值。 （5） 往（4)的溶液中加入3mL 1mol·L－1HCl，搅匀后测其pH值，观察pH值的变化。 通过上述实验总结缓冲溶液的性质。 3） 酸度对化学反应的影响 （1） 对氧化还原反应速度的影响 在白色点滴板的两个孔中各加入0.1mol·L－1KBr溶液1滴，然后在各个孔中分别加入1滴6mol·L－1HAc和1滴2mol·L－1H2SO4,再在两个孔中加入2滴0.01mol·L－1 KMnO4溶液，比较两个孔中紫色KMnO4褪色的快慢，写出反应产物。 （2） 对生成Mg(OH)2沉淀反应的影响 在两个试管中各加入0.5mL 0.1mol·L－1NaOH溶液，再在一个试管内加入0.5mL 2mol·L－1NH4Cl溶液，另一个试管内加入0.5mL去离子水，然后在两个孔内各加入0.5mL 0.1mol·L－1MgCl2溶液，放置，观察并解释现象。 （3） 酸度对铬酸平衡的影响 在白色点滴板两个孔中各加入1滴0.1mol·L－1K2Cr2O7溶液，再在一个孔内加入1滴2mol·L－1NaOH溶液，另一个孔中加入1滴去离子水，对比两孔中溶液的颜色。再加入2滴2mol·L－1H2SO4溶液于加过NaOH溶液的孔中，另一孔加入2滴去离子水，观察并解释现象。 提示: 2CrO2-4+2H+Cr2O2-7+H2O 黄色橙红色 4） pH值的测定和应用示例 （1） 测定未知液的pH值 测定未知液A、B的pH值(每位学生做一个)，设计达到如下测量精度的实验方法: 准确到±1pH单位的实验方法；准确到±0.1pH单位的实验方法。 （2） 离子鉴定 Pb2++CrO2-4PbCrO4↓ 黄色 沉淀能溶于浓NaOH和浓HNO3。在试管中加入3滴0.1mol·L－1Pb(NO3)2和K2CrO4, 生成黄色PbCrO4沉淀，表示有Pb2＋，离心，弃去溶液，在沉淀上滴加6mol·L－1NaOH，至沉淀刚好溶解，再加6mol·L－1HAc酸化，重新析出黄色PbCrO4沉淀，确证有Pb2＋离子。所以鉴定铅离子的方法是在未知液中加入HAc酸化，再加入K2CrO4溶液，有黄色沉淀生成则表示有铅离子。 鉴定未知液Ⅰ和未知液Ⅱ是否有铅离子（每位学生做一种未知液）。 5. 思考题 （1） 计算等体积0.1mol·L－1HAc和0.1mol·L－1NaAc混合液的pH值。 （2） 将Na2CO3溶液与AlCl3溶液混合作用，产物是什么？写出反应方程式。 （3） 0.1mol·L－1MgCl2，0.1mol·L－1NaOH和2mol·L－1NH4Cl等体积混合，是否有Mg(OH)2沉淀生成？ （4） 如何使用酸度计？