方法,可制得具有坚韧、刚硬、柔软、轻盈、透明等性质的各种制品,广泛 用于日常生活、包装材料和农用薄膜等。还可以制成管材、板材、棒材和各 种零配件。
橡胶 高弹性的有机高分子化合物(分子量从几万到几十万)。分为天 然橡胶与合成橡胶两大类。天然橡胶是从橡胶树割取的胶乳,经过加工制得。 合成橡胶是用石油、天然气等原料,经过化学加工制得。常见的有丁苯橡胶、 顺丁橡胶、氯丁橡胶等。未经硫化处理的生橡胶受热变软、遇冷变硬,易变 形、易磨损、容易老化(受外界条件影响龟裂或发粘变性),经过与硫磺共 热的硫化处理,改变橡胶的部分结构,增加了强度和韧性制成硫化橡胶(俗 称熟橡胶),改进了生橡胶的许多性能。橡胶除具有高弹性外,还有电绝缘、 不透水、不透气等性质,广泛地用以制造轮胎、运输带、胶鞋、胶管等橡胶 制品。
纤维 纺织纤维的简称。分天然纤维与化学纤维两大类。天然纤维中的 棉、麻等来自植物,主要成分是纤维素;蚕丝、羊毛等来自动物,主要成分 是蛋白质。化学纤维又分为人造纤维与合成纤维两类。人造纤维是以天然的 棉、麻、毛、丝等原料,经过化学处理和机械加工制得的化学纤维,如人造 棉、人造丝、粘胶纤维、丝蛋白纤维等。人造纤维一般具有与天然纤维相似 的性能,如吸湿性、透气性与染色性好,手感柔软、富有光泽等。可以纯纺 也可以跟天然纤维或合成纤维混纺,是重要的纺织材料。合成纤维是以化工 产品为原料,用人工方法合成的线型高分子化合物,经纺丝成型等处理而制 得的化学纤维。品种很多,常见的有 40 多种,如锦纶、涤纶、维纶、腈纶、 氯纶、丙纶等。与天然纤维相比,合成纤维的生产不受自然条件的限制,产 品有结实、轻盈、易洗快干、弹性好、不怕虫蛀等优点。不同品种的合成纤 维还具有某些特性。如腈纶保暖性好、手感如羊毛;涤纶挺括不易起褶等。 合成纤维可以纯纺,也可以与其它纺织纤维混纺用做衣料和装饰布。由于合 成纤维还有耐磨、不易吸水、耐酸碱腐蚀、电绝缘等特性,工业上用来制作 轮胎的帘子线、渔网、绳索、运输带、滤布、潜水服等。
煤 亦称煤炭。是古代植物埋藏在地下经历了复杂的生物化学和物理化
学变化逐渐形成的固体可燃性矿物。煤除了主要含有碳元素外,还含有少量 的硫、磷、氢、氮、氧等元素,以及无机矿物质(主要含硅、铝、钙、铁等 元素)。煤是由多种结构的有机物和少量种类不同的矿物质组成的复杂混合 物。煤除了直接用做燃料外,还可以进行化学加工使煤得到综合利用。煤经 过干馏能生产出焦炭、煤焦油、粗氨水和焦炉气。焦炭是质坚多孔的灰黑色 固体,主要用于冶金、制电石、作燃料。煤焦油是黑褐色粘稠的液体,其中 含有 400 多种化合物,经过分馏能分离出苯、甲苯、二甲苯、酚、萘等,这 些有机物是染料、医药、香料、农药、炸药、塑料、合成纤维、合成橡胶等 的重要原料,分馏后剩下的沥青可用做筑路材料和电极。粗氨水含氨和铵盐, 可用做氮肥。焦炉气含有氢气、甲烷、一氧化碳、乙烯等气体,可供城市民 用煤气和高温工业炉的燃料,也可用做合成氨等化工原料。在能源中,煤炭 的储藏量最丰富,已有 80 多个国家探明有煤炭资源,中国的煤炭资源在世界
居于前列,仅次于美国和原苏联。
石油 亦称原油。从油井开采出来的原油一般是棕褐色或暗绿色的粘稠 油状液体,常与天然气并存。石油是由古代海洋或湖泊中的生物,在地下经 过地球化学的演变而形成的。石油中主要元素为碳和氢,碳占 83~87%、氢
占 11~14%,还有少量的硫、氮、氧等元素以及微量的镍、钒、铁、铜等金 属元素。石油不但是重要的能源,也是重要的有机合成(指从简单物质通过 化学反应制备较复杂有机物的过程)的基本原料。石油是复杂的混合物,经 过分馏可以分离出汽油、煤油、柴油、润滑油、凡士林、石蜡、石油沥青、 石油焦等。汽油、煤油、柴油用做汽车、飞机、拖拉机、坦克、军舰、轮船 的燃料;润滑油、凡士林用做机械上的润滑剂、防锈剂等;石蜡用于制蜡烛、 蜡纸、绝缘材料等;石油沥青用于铺路、建筑材料、防腐涂剂等;石油焦用 于制电极、生产金刚砂(主要成分 SiC)等。原料油在一定条件下经过化学 加工(如裂化、裂解、重整),可以得到高质量的汽油和裂解气体等,从中 分离出乙烯、丙烯、丁二烯、苯、甲苯、二甲苯、乙炔等重要的有机物,利 用这些有机物能合成纤维、橡胶、塑料以及化肥、农药等产品。
能源 能量资源的简称。指可以从中取得能量,以转变为人们所需要的 热、光、动力、电力等的自然资源。主要包括:(1)矿物燃料,如煤炭、石 油、天然气等。这类能源都是由古代生物经过漫长的地质年代形成的。(2) 可再生能源,如水力、风力、潮汐、波浪、柴草等。这类能源一面供利用, 一面不断自然发生。(3)核能,即原子能,指原子核发生裂变或聚变时释放 出的能量。这类能源目前主要利用它发电。(4)太阳辐射能,直接利用太阳 能可种植作物、杀灭霉菌等。这类能源是人类赖以生存的重要能源。(5)地 热,即蕴藏于地球内部的热能。这类能源目前广泛应用的是地下热水和蒸气。
(6)生物能源,指利用动植物产生的有机废物,经微生物或化学作用而产生
的沼气、醇类等燃料。能源又有一次能源、二次能源之分。例如,由燃料、 水力、核能等经过两次能量转化成为电力,即属于二次能源。
煤炭和石油是当代主要能源,但可供开采使用的储藏量有限,由于大量
消耗,日趋减少,在其它能源未能大量取代之前,经济发展受到威胁,形成 世界性能源危机。充分利用可再生能源,发展新能源以代替部分煤炭和石油, 辅以节能措施,是解决能源需求不断增长的必由之路。
有机化合物的应用 有机化合物形态各异,种类繁多,到 1990 年为止,
已知的有机物有一千余万种,它们广泛应用于国民经济、人民生活的各个方 面。如最简单的有机物甲烷是很好的气体燃料,更是重要的化工原料,以它 为原料而得到的一系列化工产品有着广泛的用途:甲烷的氯代物可用做溶 剂、有机硅树脂原料、冷冻剂、麻醉剂等,其中的四氯化碳还是常用的萃取 剂、干洗剂,并适用于扑灭油火和电源附近的火灾;甲烷的氧化产物甲醛的
40%水溶液,即福尔马林被用做医药和农业上的消毒剂,甲酸用做纺织、印染
工业中的酸洗还原剂以及制革工业中的乳酸凝聚剂和消毒防腐剂;甲烷的热 解产物炭黑可用做橡胶填料、油墨、颜料、吸附剂等;甲烷的硝化产物硝基 甲烷可用做火箭的燃料。乙炔燃烧时产生高温,氧炔焰的温度高达 3200℃, 可用于切割和焊接金属。乙烯除用于化工原料,还是植物生长调节剂,可用 做果实催熟剂等。石蜡可用于制蜡烛、蜡笔、蜡纸、复写纸,还可用于电器 元件绝缘。沥青广泛用于筑路、房屋建筑、水利工程、管道防腐以及电缆绝 缘等。汽油、煤油、柴油主要用于工业、交通运输和生活中的燃料。苯及其 衍生物广泛用于生产合成纤维、合成橡胶、塑料、农药、医药、染料、香料 等。萘可用于杀菌、防蛀、驱虫,是卫生球的成分①。乙醇可用做燃料和消毒、
① 萘丸(卫生球)对人体有害,衣物防蛀已禁用。宜用樟脑作防虫剂和驱虫剂。
防腐剂,也是酒的主要成分。乙酸是食醋的主要成分(含 6~8%),还用于 生产醋酸纤维、维纶、喷漆溶剂、香料、染料、医药、农药等。草酸可用于 除去铁锈和蓝墨水痕迹。丙三醇即甘油常用做化妆品及皮革、烟草、食品、 纺织品的吸湿剂和滋润剂。硝化甘油有扩张冠状动脉的作用,可用于治疗心 绞痛。食品和饮料的味道、颜色、添加剂、营养物质等都是有机物,用的牙 膏、肥皂、洗涤剂、纸墨笔等文具、服装鞋帽等都与有机物有关。总之,有 机化合物用途甚广,日常生活中衣食住行都离不开有机物。
高分子化合物的用途 高分子化合物是分子量大的化合物,也称高聚 物。如纤维素、蛋白质、蚕丝、橡胶、淀粉等天然高分子化合物,以及以高 聚物为基础的合成材料,如各种塑料,合成橡胶,合成纤维、涂料与粘接剂 等。高分子化合物与人类的物质生活密不可分。人的肌体中有 20%以上是高 分子化合物(各解剖部位含有大量高分子),与生命构造有很大关系的酶、 遗传因子或染色体等也都是高分子。人的各种衣着,可以说全部是由高分子 物质制成的,布绸呢绒、毛线皮革无一不是高分子材料。人们所食用的粮食、 肉类、蛋类以及蔬菜等,都含有大量的高分子物质,它们是人体所需要的营 养成分。据悉,现已有人开始制造人造肉的研究。人们的住所也使用了许多 高分子材料,如建筑房屋用的木材、油毡、涂料、粘接剂,装饰房屋用的壁 纸、地板革等都是。汽车的轮胎、座椅、玻璃、路面上的交通设施也用了许 多高分子材料。我们日常生活中用的牙刷、塑料碗盆、医疗用的药物、科研 上用的试剂、农业上用的薄膜、以及工业用的大量电器零件、各种把手、叶 轮、风扇叶片、高压密封圈、垫片、电缆包层等许多物品的制造都要使用高 分子材料。随着科技的发展,功能高分子(如高分子半导体、感光树脂、电 解质高分子等)和仿生高分子(如模拟酶和固定酶等)的研制开发,使得高 分子化合物更加深入到国防工业、尖端科技等领域。高分子材料已经广泛应 用于人类生活的各个方面,有人认为已占到人类所用各种材料的一半以上。 铁的物理性质 纯净的铁是光亮的银白色金属,它的密度为 7.86 克/
厘米 3(20℃),熔点为 1535℃,沸点为 2750℃。按金属的分类,铁属高熔、
沸点的重金属,是黑色金属之一。通常用的铁一般都含有碳和其它元素,所 以常常带有颜色且熔点显著降低。铁有延展性和导热性,可用于机械加工。 铁也能导电,但不及铜、铝的导电性强,故通常不用做导线。纯铁的磁化和 去磁化都很快,常用于制发电机和电动机的铁芯。正是由于铁具有可塑性、 硬度大、铁磁性等工程技术上所要求的许多优良性能,使它成为应用最广泛、 用量最多的金属。
铁的化学性质 铁 Fe,原子序数 26,原子量 55.847。铁有多种同素异 形体,如α铁、β铁、γ铁、б铁等。铁是比较活泼的金属,在金属活动顺 序表里排在氢的前面。常温时,铁在干燥的空气里不易与氧、硫、氯等非金
属单质起反应,在高温时,则剧烈反应。铁在氧气中燃烧,生成 Fe3O4,赤热
的铁和水蒸气起反应也生成 Fe3O4。铁易溶于稀的无机酸和浓盐酸中,生成二
价铁盐,并放出氢气。在常温下遇浓硫酸或浓硝酸时,表面生成一层氧化物 保护膜,使铁“钝化”,故可用铁制品盛装浓硫酸或浓硝酸。铁是一变价元 素,常见价态为+2 和+3。铁与硫、硫酸铜溶液、盐酸、稀硫酸等反应时失去 两个电子,成为+2 价。与 Cl2、Br2、硝酸及热浓硫酸反应,则被氧化成 Fe3+。
铁与氧气或水蒸气反应生成的 Fe3O4,可以看成是 FeO·Fe2O3
的 Fe 为+2 价,另 2/3 为+3 价。铁的+3 价化合物较为稳定。
①,其中有 1/3
钢 含碳量 0.03~2%的铁碳合金。钢坚硬,有韧性、弹性,可以锻打、 压延,也可以铸造。钢的分类方法很多,根据冶炼方法可分为平炉钢、电炉 钢、转炉钢和坩埚钢,根据用途可分为结构钢、工具钢和特殊性能钢。若按 化学成分分类,钢可以分为碳素钢和合金钢两大类。碳素钢即普通钢,它所 含的碳、硅、锰、硫、磷等比生铁要少得多。碳素钢的性质与含碳量有关, 含碳量越多的硬度越大,含碳量越低的韧性越强。工业上一般把含碳量低于
0.3%的叫低碳钢;含碳量在 0.3~O.6%之间的叫中碳钢;含碳量在 0.6%以上 的叫高碳钢。低碳钢和中碳钢用来制造机器零件、管子等;高碳钢用来制造 刀具、量具和冲压模具等。合金钢也叫特种钢,是含有一定量的合金元素的 钢,常用的合金元素有硅、锰、铬、镍、钨、钼、钒、钛、锆、铝、铜、铌、 硼等。由于所加入的合金元素不同,使钢具有不同的性能和用途。例如,钨 钢、锰钢硬度很大,可制金属加工工具、拖拉机履带和车轴等;锰硅钢韧性 特别强,可以制造弹簧片、弹簧圈;钼钢能抗高温,可以制造飞机的曲轴、 特别硬的工具等;钨铬钢的硬度大,韧性很强,可以做机床刀具和模具;镍 铬钢抗蚀性强,不易氧化,也叫不锈钢,可以制造化工生产上用的耐酸塔以 及医疗器械、日常用具等。
生铁 一般指含碳量在 2~4.3%的铁的合金。又称铸铁。生铁里除含碳
外,还含有硅、锰及少量的硫、磷等,它可铸不可锻。根据生铁里碳存在形 态的不同,又可分为炼钢生铁、铸造生铁和球墨铸铁等几种。炼钢生铁里的 碳主要以碳化铁的形态存在,其断面呈白色,通常又叫白口铁。这种生铁性 能坚硬而脆,一般都用做炼钢的原料。铸造生铁中的碳以片状的石墨形态存 在,它的断口为灰色,通常又叫灰口铁。由于石墨质软,且有润滑作用,因 而铸造生铁具有良好的切削、耐磨和铸造性能。但它的抗拉强度不够,故不 能锻轧,只能用于制造各种铸件,如铸造各种机床床座、铁管等。球墨铸铁 里的碳以球形石墨的形态存在,其机械性能远胜于灰口铁而接近于钢,它具 有优良的铸造、切削加工和耐磨性能,有一定的弹性,广泛用于制造曲轴、 齿轮、活塞等高级铸件以及多种机械零件。此外还有含硅、锰、镍或其它元 素量特别高的生铁,叫合金生铁,如硅铁、锰铁等,常用做炼钢的原料。在 炼钢时加入某些合金生铁,可以改善钢的性能。
钢铁的生锈 普通钢铁制品在潮湿的空气中,渐渐变色,并在表面生成
一种红褐色的物质,这种现象叫做钢铁的生锈。其实质是铁和空气中的氧气、 水蒸气等起作用,生成铁的多种氧化物的水合物。铁锈的成分比较复杂,通 常简略用 Fe2O3·xH2O 表示。铁锈是一种松脆多孔的物质,它不能保护里层
的铁不被锈蚀,因此时间久了,钢铁制品就可能锈蚀成一堆无用的废品。尤 其严重的是,钢铁在含有酸气、氯气的水蒸气中,或接触电解质溶液时,锈 蚀得特别快。据统计,每年世界上都有几千万吨钢铁变成了铁锈,而钢铁制 品遭破坏而引起的停工减产、产品质量下降、环境污染、危害人体健康,甚 至造成严重事故的损失是无法估量的。因此,钢铁防锈具有重要的经济意义 和社会意义。
钢铁防锈 既然钢铁生绣是由于铁跟周围物质发生化学反应所引起
① 近代测试表明,实际是铁的混合价态化合物,化学式应为 FeⅡFeⅢ[FeⅢO4]。
的,那么,钢铁的防锈也必须从钢铁和周围物质两方面来考虑。生产上常用 的一些防锈方法有:(1)覆盖保护层:即在钢铁表面覆盖致密的保护层,使 之和周围物质隔离开。如在铁制品表面涂上一层油漆、沥青、塑料、搪瓷等 非金属材料。短期的防腐可涂上机油、凡士林、石蜡等。例如船身、车厢、 水桶等常涂油漆,汽车外壳常喷漆,枪炮、机器常涂机油,脸盆等日用品常 涂搪瓷等。还可以用电镀、热镀、喷镀的方法,在钢铁表面镀上一层不易被 腐蚀的金属,如锌、锡、铬、镍等。这些金属都能因氧化而形成一层致密的 氧化物薄膜,从而阻止水和空气对钢铁的腐蚀。例如,常用的白铁皮就是在 薄钢板的表面镀上一层锌,做罐头用的马口铁就是在铁上镀一层耐有机酸而 无毒的锡,自行车钢圈就是电镀一层既耐腐蚀又耐磨的铬或镍。还可以用化 学方法使钢铁表面生成一层致密的氧化膜。例如,工业上常借一些溶液(亚 硝酸钠和浓碱)的氧化作用,在枪械、自行车车链、刀片、机器零件等钢铁 制品的表面上形成一层致密的墨色的四氧化三铁薄膜。(2)改变钢铁的内部 组织结构:炼钢时加入某些合金元素,从根本上改变普通钢铁的内部结构, 起到抗蚀作用。例如把铬、镍等加入碳素钢里制成不锈钢。此外,利用热处 理或渗铬、渗铝、渗氮等来改变钢铁的内部组织,或使金属产生一层抗蚀性 能很强的表面。(3)改善腐蚀环境,即加入少量缓蚀剂来防止腐蚀。例如用 亚硫酸钠除去水中的氧,可防止锅炉腐蚀。(4)电化学保护法,即根据电化 学原理而采用的方法。此法常用于海水或河道中钢铁设备的保护。除了采取 各种防锈措施外,在钢铁制品的保管中还应保持环境干燥、清洁,保护其防 护层或包装不受损坏等。
金属元素和人体健康的关系 据科学家测定,人体中含有多种金属元
素,按其含量的不同,分成两种。在人体中含量超过百万分之五十(50ppm) 的属于常量金属元素,如钙、钾、钠、镁等。而含量在百万分之五十以下的, 属于微量金属元素,如铁、锌、锰、铜、钼、铬、钒、钴、镍、锡、钛、锶、 锂等。有的元素含量甚微,可是对人体健康却有大作用。如果身体里某元素 含量低于标准,可引起疾病,甚至死亡。钙是人体中含量最多的金属元素, 约占成人体重的 1.5~2%,其中 99%的钙存在于骨骼和牙齿中,1%存在于血液
中。钙参与骨骼和牙齿的形成并钙化,还能促进维生素 B1 的吸收,使脂肪分
解酶被激活①,参与凝血和肌肉的收缩过程。婴幼儿缺少钙,常发生软骨病和 佝偻病。成人体中含有 21~28 克镁,存在于骨骼、肌肉和软组织中。镁是细 胞中几百万种生化反应的催比剂。钠和钾的化合物是人体重要的电解质,对 于保持细胞和血液之间的电平衡、化学平衡起着重要作用。钠存在于细胞外, 钾在细胞内。对高血压患者,应注意“低盐”,或用氯化钾代替。至于肾脏 病患者,这两种盐都必须限制。铁在人体中的含量为百万分之四十,是人体 血红蛋白,肌红蛋白皮细胞色素的主要成分,它的主要功能是参加氧和二氧 化碳的运输。人长期慢性失血、铁摄入量不足或吸收障碍,可患缺铁性贫血。 人体中平均含锌总量为 2 克。锌是一百多种酶的合成成分之一,对蛋白质合 成以及新陈代谢起重要作用,所以儿童缺锌会影响生长和发育。另外锌含量 低还与听力减退有关。但是锌也不能摄入过多,高剂量的锌可造成铜的缺乏, 还可引起缺铁性贫血。一般成人体内含铜 0.l~0.2 克,它是许多酶的组成部 分,并对人体新陈代谢的调节起重要作用。缺铜还会引起脱发症。铅和铅的
① 酶,音 méi,是生物体内的一种有机物,由蛋白质组成,它的功能是加速有机体内进行的化学变化。
化合物都有毒,它能抑制血红蛋白的合成,致使卟吩代谢发生障碍①,引起中 毒。铬元素对人体有两面性。低价态的铬,能参与糖和脂肪类物质的代谢作 用,并促进人体的发育成长。缺少低价铬,胰岛素的作用很快下降,严重时 可患糖尿病。而高价态的铬可以干扰很多重要酶的活性,破坏肝、肾的重要 功能,严重的引起癌症。镉、汞等金属对人体有毒。
盐酸 氯化氢气体的水溶液,又称氢氯酸。纯净的浓盐酸无色、有刺激 性酸味。工业品的浓盐酸因含杂质而显黄色。实验室常用浓盐酸的密度为
1.19 克/厘米 3,质量百分比浓度约为 38%。盐酸是挥发性酸,故装有浓盐酸 的试剂瓶应用玻璃塞塞紧放于阴凉处。盐酸能够导电,在稀溶液中几乎完全 电离为氢离子和氯离子,是重要的一元强酸。盐酸具有酸的通性,它跟硝酸 银溶液反应生成不溶于稀硝酸的氯比银凝乳状白色沉淀,此反应可用于检验 盐酸或氯离子。盐酸有腐蚀性,3 体积浓盐酸和 1 体积浓硝酸混合而成的王 水,腐蚀性极强,能溶解金、铂等贵金属。盐酸是重要的工业原料之一,广 泛应用于化学、石油、冶金、印染、医药等工业部门。人的胃液里含~0.5% 的盐酸,它能促进食物消化和杀死各种病菌。当胃酸过多时,可服少量的碳 酸氢钠、氧化镁或氢氧化铝凝胶来中和。
硫酸 三氧化硫溶于水即为硫酸,它是一种重要的活泼的二元强酸。纯 品为无色粘稠的油状液体,工业品因含杂质而呈黄、棕等色。实验室常用浓 硫酸的浓度是 98.3%,密度为 1.84 克/厘米 3,熔点 10.49℃,沸点 338℃, 不易挥发。加热时由于分解为水和三氧化硫而发烟。浓硫酸溶于水放出大量 热。稀释时,必须把浓硫酸慢慢倒入水中,并不断搅拌。切不可将水注入浓 硫酸,以防浓硫酸猛烈飞溅而引起事故。浓硫酸有强烈的吸水作用,是很好 的干燥剂,久存的浓硫酸因吸收空气中的水分而降低浓度,浓硫酸可将许多 有机化合物脱水,对动植物组织有很强的破坏作用,有很强的腐蚀性。浓硫 酸是氧化性酸,常温下可使铁、铝等金属钝化而不与之作用,故可用铁或铝 制容器贮存浓硫酸。但在受热的条件下,浓硫酸可氧化绝大多数金属和非金 属,如与铜反应生成硫酸铜和二氧化硫,与碳作用生成二氧化碳和二氧化硫。 稀硫酸具有酸的通性,实验室常用稀硫酸与锌反应来制备氢气,它与氯化钡 反应生成不溶于硝酸的白色硫酸钡沉淀,可用于检验硫酸或硫酸根离子的存 在。硫酸是重要的基本化工产品之一,其产量常用来衡量一个国家的化工生 产能力。硫酸广泛用于肥料工业、石油、冶金、制造炸药、农药、合成染料 等部门。还可用硫酸来制取各种挥发性酸。硫酸还是化学实验室里的常用试
剂。
硝酸 五氧化二氮溶于水即得硝酸。纯硝酸是无色、易挥发、有刺激性 气味的油状液体,熔点为-42℃,沸点为 86℃,密度为 1.5027 克/厘米 3,它 能以任意比例溶解于水。当溶有二氧化氮时,即得发烟硝酸。发烟硝酸为红 褐色液体,在空气中猛烈发烟并吸收水分。实验室常用浓硝酸的浓度约 68%, 密度为 1.41 克/厘米 3。硝酸受热或见光就会分解放出二氧化氮(使硝酸带 有微黄色),所以须把它盛在棕色瓶中,贮放于冷暗处。硝酸是重要的一元 强酸,具有酸的通性。硝酸有很强的氧化性,与金属反应时一般不生成氢气。 浓硝酸的氧化性比稀硝酸的氧化性强。铝、铁、铬等金属在浓硝酸中钝化, 所以可用铝槽车装运浓硝酸。浓硝酸和浓盐酸的混合物(体积比 1:3)叫做
① 卟吩,音 p ōfēn。一种含碳、氢、氮的复杂的有机物。
王水,氧化能力更强,能使不溶于硝酸的金、铂等贵金属溶解。硝酸还能使 许多非金属及某些有机物氧化。硝酸腐蚀性很强,溅在皮肤上引起疼痛并产 生黄色斑点,使用时应小心。实验室里用硝酸钠跟浓硫酸共同加热来制取硝 酸。硝酸是一种重要的化工原料,广泛用于制造化肥、炸药、染料、塑料、 硝酸盐等许多化学产品。硝酸也是常用的化学试剂。
氢氧化钠 化学式 NaOH,是常见的、重要的碱;式量 40.00,密度 2.130 克/厘米 3。熔点 318.4℃,沸点 1390℃,纯的无水氢氧化钠为白色半透明, 结晶状固体。氢氧化钠极易溶于水,溶解度随温度的升高而增大,溶解时能 放出大量的热。它的水溶液有涩味和滑腻感,溶液呈强碱性,具备碱的一切 通性。氢氧化钠还易溶于乙醇、甘油,但不溶于乙醚、丙酮、液氨。固体氢 氧化钠溶解或浓溶液稀释时会放出热量,与无机酸反应生成相应的盐类;能 从水溶液中沉淀金属离子成为氢氧化物;能使油脂发生皂化反应①,生成相应 的有机酸的钠盐和醇,这是去除织物上的油污的原理。
氢氧化钠的用途十分广泛,在化学实验中,除了用做试剂以外,由于它 有很强的吸水性,还可用做碱性干燥剂。在工业上,氢氧化钠通常称为烧碱, 俗称又叫火碱或苛性钠。这是因为较浓的氢氧化钠溶液,溅到皮肤上会腐蚀 表皮,造成烧伤,大量接触烧碱时应佩带防护用具。工作服或工作帽应用棉 布或适当的合成材料制作。接触片状或粒状烧碱时,工作场所应有通风装置, 室内空气中最大允许浓度为 2 毫克/米 3。碱液触及皮肤,可用 5~10%硫酸镁 溶液清洗,如溅入眼睛里,应立即用大量硼酸水溶液清洗。烧碱在国民经济 中有广泛应用,许多工业部门都需要烧碱。使用烧碱最多的部门是化学药品 的制造,其次是造纸、炼铝、炼钨、人造丝、人造棉和肥皂制造业。另外, 在生产染料、塑料、药剂及有机中间体,旧橡胶的再生,制金属钠、水的电 解以及无机盐生产中,制取硼砂、铬盐、锰酸盐、磷酸盐等,也要使用大量 的烧碱。
在保存固体氢氧化钠时要注意把试剂瓶口封严,以防止暴露在空气中吸
收水和二氧化碳。烧碱可通过电解食盐溶液,或通过碳酸钠与石灰乳反应获 得。
氢氧化钙 化学式 Ca(OH)2,式量 74.09,俗名熟石灰或消石灰,白色
粉末,密度 2.24 克/厘米 3,在 580℃时失去水。微溶于水,具有很强的腐蚀 性和吸湿性,对皮肤、织物等有腐蚀作用。它的澄清水溶液叫做石灰水,放 在空气中能吸收二氧化碳,生成碳酸钙。二氧化碳同样可使澄清的石灰水溶 液变浑浊,这也是实验室中检验二氧化碳气体生成的方法。氢氧化钙也能溶 于酸、氯化铵等溶液中,氢氧化钙可用于制糖、医药和化学工业等方面,如 制漂白粉、硬水软化剂、消毒剂、制酸剂、收敛剂等。用氢氧化钙和水组成 的石灰乳可用来粉刷墙壁和保护树木等。
氯化钠(食盐) 化学式 NaCl,式量 58.44,食盐的主要成分,白色 立方晶体或细小的晶体粉末,密度 2.165 克/厘米 3(25℃),熔点 801℃, 沸点 1413℃,味咸。溶于水,显中性,易溶于甘油,但难溶于乙醇,易潮解。 自然界中有海盐、池盐、井盐、岩盐。含有气体的岩盐,叫鸣盐。我国西北 盐湖所特产的直径为 3~4 厘米的珠状盐粒叫珍珠盐。将自然界中得到的常含 氯化钙、氯化镁等杂质的粗盐溶于水,加入石灰水、碳酸钠,除去沉淀,蒸
① 皂化,动植物油脂与碱作用生成肥皂和甘油的反应。
发后得精盐。氯化钠无论在工业生产、医学及日常生活中都发挥着重要的作 用。通过电解饱和食盐水的方法可用来制取氯气、氢气和氢氧化钠,还可用 来制盐酸、金属钠等,以及供盐析肥皂和鞣制皮革等。高度精制后的氯化钠 可用于制造生理盐水,可用于失钠、失水和失血等情况的临床治疗及生理实 验。氯化钠可用于食品调味和腌制鱼肉蔬菜则是人所共知的。
碳酸钠(纯碱) 化学式为 Na2CO3,俗名纯碱,又称苏打、碱灰,一种
重要的化工基本原料,纯碱工业的主产品。通常为白色粉末,高温下易分解, 易溶于水,水溶液呈碱性。纯碱在潮湿的空气里会潮解,慢慢吸收二氧化碳 和水,部分变为碳酸氢钠,所以包装要严,否则会吸潮结块,碳酸钠与水生
成 Na2CO3·10H2O,Na2CO3·7H2O,Na2CO3·H2O 三种水合物,其中 Na2CO3·10H2O
最为稳定,且溶于水的溶解热非常小。多应用于照相行业,其商品名称为碳 氧。Na2CO3·10H2O 又称晶碱,以前,晶碱常用于家庭洗涤和洗羊毛,故又称 “洗濯碱”①。过去,我国民间习惯使用既能洗衣又能发面的“块碱”,那是 用纯碱加大量水搅拌制成的(另加有一些小苏打(NaHCO3),其含水量在 50% 以上。碳酸钠溶于水时呈吸热反应,在空气中易风化。Na2CO3·7H2O 不稳定, 仅在 32.5~36℃范围内才能从碳酸钠饱和溶液中析出。碳酸钠是弱酸强碱 盐。用化学方法制出的 Na2CO3 比天然碱纯净,人们因此称它为“纯碱”。
纯碱的用途很广,一般都是利用它的碱性。它可用于制造玻璃,如平板 玻璃、瓶玻璃、光学玻璃和高级器皿;还可利用脂肪酸与纯碱的反应制肥皂; 在硬水的软化、石油和油类的精制、冶金工业中脱除硫和磷、选矿、以及铜、 铅、镍、锡、铀、铝等金属的制备、化学工业中制取钠盐、金属碳酸盐、漂 白剂、填料、洗涤剂、催化剂及染料等均要用到它,在陶瓷工业中制取耐火 材料和釉也要用到纯碱。
纯碱是一种重要的大吨位的化工原料。纯碱生产有索尔维法①,侯氏制碱
法②和天然碱加工法等,所用原料因加工方法不同而异。主要原料为原盐(包 括海盐、池盐、矿盐及地下卤水)、天然碱、石灰石、氨等。中国主要纯碱 厂有大连化工公司碱厂,天津碱厂,青岛碱厂,自贡鸿鹤化工总厂,湖北省 化工厂。
五水硫酸铜(胆矾) 化学式 CuSO4·5H2O,式量 249.68,俗名胆矾,
蓝色晶体,具有光泽,玻璃状,密度 2.284 克/厘米 3,于 110℃失去 4 分子 H2O,于 150℃失去 5 分子 H2O。五水硫酸铜可溶于水。在空气中风化后,变 为白色无水 CuSO4,性脆,无臭,味涩,有毒!根据
CuSO4·5H2O CuSO4+5H2O 蓝色白色可用在实验室中测定某些试剂是否含水,也可用无水 CuSO4 做
脱水剂。硫酸铜可用做中药,具有催吐、祛腐、解毒的功用,也用做木材防 腐剂、媒染剂、杀菌剂、杀虫剂、颜料、电镀液、染发剂、雕刻剂。如配制 电解法精炼铜和电镀铜的电解液,跟石灰乳混合可以配成波尔多液,用做防 治植物病虫害的农药,制造绿色颜料。用热的浓硫酸溶解铜屑,或在有充足
① 洗濯碱中的“濯”,读 zhuó。
① 索尔维(E.Solvay ,1838—1992)比利时国工业化学家。
② 我国著名化学家侯德榜(1890—1974)发明的联合制碱法。参看本系列学习词典的《高中化学学习词典》。
空气供给的条件下,用热的稀硫酸来溶解废铜可以制得。
化学肥料 简称化肥。用化学和(或)物理方法人工制成的含有一种或 几种农作物生长需要的营养元素的肥料。作物生长所需要的常量营养元素有 碳、氢、氧、氮、磷、钾、钙、镁、硫。微量营养元素有硼、铜、铁、锰、 钼、锌、氯等。土壤中的常量营养元素氮、磷、钾通常不能满足作物生长的 需求,需要施用含氮、磷、钾的化肥来补足。而微量营养元素中除氯在土壤 中不缺外,另外几种营养元素则需施用微量元素肥料。化肥一般多是无机化
合物,仅尿素[CO(NH2)2]是有机化合物。凡只含一种可标明含量的营养元素
的化肥称为单元肥料,如氮肥、磷肥、钾肥等。凡含有氮、磷、钾三种营养 元素中的两种或两种以上且可标明其含量的化肥称为复合肥料或混合肥料。 品位是化肥质量的主要指标。它是指化肥产品中有效营养元素或其氧化物的 含量百分率。
氮肥 含有作物营养元素氮的化肥。元素氮对作物生长起着非常重要的 作用,它是植物体内氨基酸的组成部分、是构成蛋白质的成分,也是植物进 行光合作用起决定作用的叶绿素的组成部分。氮还能帮助作物分殖。施用氮 肥不仅能提高农产品的产量,还能提高农产品的质量。常见氮肥及其主要成 分和性质如下表所示:
肥料 主要化学成分 平均含量(%) 在水中溶解性
硝酸铵 NH4NO3 34.7 ~ 35.0 易溶
无水氨 NH3 82.3 易溶
氨水 NH3 · H2O 20 可和水任意比例混合
硫酸铵 (NH4)2SO4 20.5 ~ 21.5 易溶
尿素 NH2CONH2 46 易溶 硝酸钙 Ca(NO3)2 · 2H2O 17.0 易溶
氯化铵 NH4Cl 26.0 一般
硝酸钠 NaNO3 16.0 易溶
硝酸铵钙 NH4NO3+CaCO3 20.0 易溶,但其中石灰不溶
碳酸氢铵 NH4HCO3 17.5 易溶
氨水和无水氨属液态氮肥,其它属固态氮肥。氨水是一种廉价的速效肥
料,施入土壤后,作物能很快吸收,不会残留有害物质,不影响土壤的结构 和性质。但由于氨水易分解、挥发,放出氨气,因此在运输、贮存时,应把 氨水密封在容器里,或在氨水表面覆盖一层矿物油,放在阴凉的地方。由于 氨水对多种金属有腐蚀作用,还应将其放在耐腐蚀的容器里,如橡皮袋、陶 瓷坛或内涂沥青的铁桶等。施用时必须稀释,深施到土层中,再用土盖覆, 或灌溉时使氨水随水流入田地里。还应注意,对于含有 NH4+的氮肥,都不能 跟石灰、草木灰等碱性物质混合,否则会影响肥效。因为铵盐能同碱反应, 放出氨气。
氮肥生产的主要原料是合成氨,少量来自煤气工业和其它工业回收的副 产氨。因此,氮肥生产一般需要与合成氨生产配套进行。
磷肥 以磷矿为原料生产的含有作物营养元素磷的化肥。磷在植物体内 是细胞原生质的组分,对细胞的生长和增殖起重要作用;磷还参与植物生命 过程的光合作用,糖和淀粉的利用和能量的传递过程。磷肥还能促进植物苗
期根系的生长,使植物提早成熟。植物在结果时,磷大量转移到籽粒中,使 得籽粒饱满。最早的磷肥是过磷酸钙,现已逐渐被磷酸铵和重过磷酸钙等高 浓度磷肥取代。磷肥的有效组分的品位以五氧化二磷的百分含量表示。磷肥 主要品种及其主要成分和性质如下表所示:
名称
含量
( P2O5%)
主要组分
溶解性质
过磷酸钙
重过磷酸钙①
富过磷酸钙
14 ~ 20
42 ~ 46
20 ~ 30
Ca(H2PO4)2 · H2O , CaSO4
Ca(H2PO4)2 · H2O
Ca(H2PO4)2 · H2O,CaSO4
水溶性
水溶性
水溶性
磷酸二钙
38 ~ 48
CaHPO4 · 2H2O 或 CaHPO4
不溶于水,溶于枸橼 酸铵溶液②
偏磷酸钙
65 ~ 68
Ca(PO3)n 玻璃质
微溶于水,溶于枸橼 酸铵溶液
名称
含量
( P2O5%)
主要组分
溶解性质
脱氟磷酸钙
22 ~ 42
a-Ca3(PO4)2
不溶于水,溶于枸橼 酸铵溶液
钙钠磷肥
28 ~ 30
CaNaPO4
不溶于水,溶于枸橼 酸铵溶液
熔融钙镁磷肥
钢渣磷肥
16 ~ 22
15 ~ 20
H3PO4 ( Ca,Mg,Si )
5CaO · P2O5 · SiO2 和
7CaO · P2O5 · 2SiO2
溶于 2%枸橼酸溶液
溶于枸橼酸铵溶液
近代产量最大的磷肥品种是磷酸铵类肥料,它们是既含营养元素磷,又
含营养元素氮的复合肥料。 钾肥含有作物营养元素钾的一种化肥。由于钾元素在植物体内以游离钾
离子形式存在,它有促进碳水化合物和氮的代谢、控制和调节各种矿物营养
元素的活性、活化各种酶的活动、控制养分和水的输送、保持细胞的内压、 防止植物枯萎的功效。施用钾肥能促进作物茁壮生长,茎秆粗硬,增强对病 虫害和倒伏的抵抗能力,并能促进糖分和淀粉的生成。目前主要的钾肥品种 是用天然钾盐矿经富集精制加工而制得的氯化钾,占钾肥产量的 90%以上;
其次是硫酸钾和无水钾镁矾(K2SO4·2MgSO4),占 8~10%,少量是水泥生产
中回收的窑灰钾肥。其主要成分是 K2SO4·K2CO3,硅酸钾等。钾肥的有效成
分以氧化钾的百分含量表示。农用氯化钾含 K2O55~62%、硫酸钾含 K2O48~
52%。氯化钾主要是由钾石盐矿以下面三种方法富集:①浮选法;②溶解结晶 法;③重液分离法。硫酸钾主要是用可溶性硫酸盐钾矿为原料。工业上常用 的碳酸钾的制备有电解法和离子交换法。农业上从各种植物壳,如棉籽壳、 茶子壳、桐子壳、葵花籽壳燃烧生成的草木灰(其主要成分是 K2CO3 和少量 钙、镁、磷的化合物),也可得到钾肥。但应注意,由于 K2CO3 溶于 H2O,因 此堆放草木灰要防止雨淋,避免肥价的流失;窑灰钾肥和草木灰都含有 K2CO3,而具碱性,注意不可和铵态氮肥混合使用。
农药 用于防治农业上各种有害生物,和调节农作物生长发育的一类精 细化工产品。农药按来源分类有生物源农药和化学合成农药。后者又分为无 机农药和有机农药。农药产品按用途又可分为杀虫剂、杀菌剂、除草剂、杀 螨剂、杀线虫剂、杀鼠剂、植物生长调节剂等许多门类。如无机农药波尔多 液是一种杀菌剂,有机农药乐果、敌百虫都是杀虫剂。每种农药原药,即农 药有效成分,都是工业纯度的、有特定化学结构的化合物。农药在田间实际 使用时,药效常受到制剂质量,施药方法,有害生物的种群和生长阶段、危 害方式与程度,作物栽培管理情况,田间环境条件(气温、湿度、风雨、土 壤性质)等诸多因素的影响。因此必须根据具体情况来选择农药的种类和施 用的剂量及方法。使用农药在生物灾害的防治中起着非常大的作用。估计每 年全世界由各种生物灾害(虫害、病害、草害等)造成的损失,约占农业潜 在产量的 35%。一般使用农药可提高农业产量的 10~20%以上。据联合国粮食 及农业组织(FAO)估计,在发展中国家如果不使用杀虫剂、棉花将减产 50%。 农药在卫生保健,预防传染病,建筑物的保护,城市和庭园的绿化,交通沿 线或工业场地等许多领域都有着广泛的用途。农药还可用来杀蚊蝇、蟑螂、 家鼠,防虫、防霉、防腐、防蚁,除草、灭病等。
一种农药长期使用,由于目标有害生物产生了抗药性,药效会减退。因 此,在同一地区应轮换使用多种农药来避免或延缓抗药性的发展。
农药虽然对人类有许多益处,但由于农药施用后,分布在农作物上和土
壤表层并通过风吹雨淋灌溉等转移到大气和水中。大多数农药可在较短时间 内通过化学或生物途径分解成无毒物质,但有些农药如滴滴涕、六六六等有 机氯杀虫剂,性质稳定,不易降解,残留时期长,可能造成环境污染。残留 的农药可通过收获的农产品直接被摄入人体;也可由生态系统中食物链的传 递和富集,间接地最后进入人体。使用农药必须遵循农药使用的管理法规。 黑火药 黑火药是由硝酸钾、硫黄和炭等组成的混合火药。它的成分配 比从古到今变化不大,一般配比为硝酸钾 75%;炭 15%;硫黄 10%。黑火药三
种组分燃烧时的反应如下(按 KNO3 74.8%,C 13.4%,S 11.8%的配比):
20KNO3+10S+30C→6K2CO3+K2SO4+3K2S3+14CO2+10CO+10N2
黑火药的化学反应是以爆燃或爆炸形式出现的。 由于黑火药具有易被火焰、火花点燃,燃烧时又产生许多灼热的固体颗
粒,而易于点燃其它火药的特点,在军事上广泛用做火药装药的点火药和传
火药,可用于照明弹、信号弹、燃烧弹和烟幕弹的抛射装药。民用制爆竹、 礼花、导火索、猎枪发射器以及某些矿山的爆破作业等。
明矾 又称白矾、钾矾、钾铝矾、钾明矾。是含有结晶水的硫酸钾和硫
酸铝的复盐。化学式 KAl(SO4)2·12H2O,式量 474.39,无色立方,单斜或六
方晶体,有玻璃光泽,密度 1.757 克/厘米 3,熔点 92.5℃。64.5℃时失去 9 分子结晶水,200℃时失去 12 分子结晶水,溶于水,不溶于乙醇。明矾性味 酸涩,寒,有毒。故有抗菌作用、收敛作用等,可用做中药。明矾还可用于 制备铝盐、发酵粉、油漆、鞣料、澄清剂、媒染剂、造纸、防水剂等。明矾 净水是过去民间经常采用的方法,它的原理是明矾在水中可以电离出两种金 属离子:
KAl(SO4)2=K++Al3++2SO42-
而 Al3+很容易水解,生成胶状的氢氧化铝 Al(OH)3:
Al3++3H2O Al(OH)3(胶体)+3H+ 氢氧化铝胶体的吸附能力很强,可以吸附水里悬浮的杂质,并形成沉淀,使 水澄清。所以,明矾是一种较好的净水剂。
明矾可由明矾石经煅烧、萃取,结晶而制得。我国产地有浙江平阳,福 建福鼎等。
三、化学基本计算
计算物质的式量 式量就是化学式中各原子的原子量的总和。计算物质式 量的步骤是:(1)写出物质正确的化学式;(2)用各元素的原子量分别乘 以化学式中所含的该原子个数,得出各元素的原子量之和;(3)把各元素原 子的原子量之和相加,就可算出该物质的式量。
[例]计算明矾晶体的式量。
[分析]明矾晶体的化学式是 KAl(SO4)2 ·12H2O,计算结晶水合物
(A·nH2O)的式量,先要算出 A 的式量,再用水的式量乘以所含结晶水个数
n,算出含有的结晶水的式量,把无水盐 A 的式量与结晶水 nH2O 的式量相加,
便可得到结晶水合物(A·nH2O)的式量。在结晶水合物 A·nH2O 的化学式中,
A 与 nH2O 之间的小圆点“·”,在计算时是表示相加的符号。
[解]明矾的化学式是 KAl(SO4)2·12H2O,其中无水盐 KAl(SO4)2 的式量为:
39×1+27×1+(32+16×4)×2=258 明矾 KAl(SO4)2·12H2O 中含有结晶水的式量为:
(1×2+16)×12=216
明矾晶体的式量为:
258+216=474
答:明矾晶体的式量是 474。
计算化合物中各元素的质量比 化合物中各元素的质量比,就是在该 化合物的一个分子中各元素原子的原子量之和的比值。计算化合物中各元素 的质量比,要依据化合物的化学式分别算出各元素的原子量之和,再进而求 出各元素的原子量之和的比值。
[例]计算四氧化三铁中铁元素与氧元素的质量比是多少?
[分析]四氧化三铁的化学式是 Fe3O4,在 Fe3O4 的一个分子中,含有 3 个
铁原子和 4 个氧原子,3 个铁原子的原子量之和是:
3×56=168
4 个氧原子的原子量之和是:
4×16=64
铁元素与氧元素的质量比是 168:64,可简化为 21:8。
[解]在 Fe3O4 中铁元素与氧元素的质量比是:
3×56∶4×16=21∶8 答:在 Fe3O4 中 Fe 与 O 的质量比是 21 比 8。
计算化合物中各元素的百分含量 计算化合物中各元素的百分含量, 先要写出该化合物的化学式并计算出式量,再用化学式中各元素原子的原子 量之和,分别除以化合物的式量,乘以百分之百,便可算出化合物中各元素 的百分含量。
[例]计算化肥硝酸铵(NH4NO3)中氮元素、氢元素、氧元素的百分含量。
[分析]计算化合物中某元素的百分含量可以应用下面的公式:
元素原子量×原子个数
化合物中某元素的百分含量 =
在 NH4NO3 中氮元素的百分含量为:
化合物式量
×100%
氢元素的百分含量为:
氧元素的百分含量为:
N的原子量×2
NH 4 NO3 式量×100%
H的原子量×4 ×100%
NH 4 NO3 式量
O的原子量×3 ×100%
NH 4 NO 3式量
[解]氢的原子量是 1,氮的原子量是 14,氧的原子量是 16,NH4NO3 的式
量是 80。在 NH4NO3 中氮元素的百分含量是:
14×2
氢元素的百分含量是:
氧元素的百分含量是:
80
1×4
80
16×3
80
×100% = 35%
×100% = 5%
×100% = 60%
答:在 NH4NO3。中含 N35%,含 H5%,含 O60%。
溶解度的计算 在一定温度下的饱和溶液里,溶质的质量、溶剂的质量 与该物质的溶解度存在以下关系:
溶质的质量(克)
溶解度(克)
溶剂的质量(克) = 100(克)
将上式移项处理后可得:
溶解度 =
溶质的质量
溶剂的质量
×100
只要知道饱和溶液里溶质的质量和溶剂的质量,便可以计算出该物质在该温 度下的溶解度。
[例]在 20℃时,把 25 克蓝矾(CuSO4·5H2O)溶解在 71 克水中,恰好形
成饱和硫酸铜溶液,计算 20℃时 CuSO4 的溶解度。
[分析]蓝矾溶于水中形成硫酸铜饱和溶液,在该饱和溶液中,溶质是 CuSO4,溶剂是 H2O。蓝矾是带有 5 个结晶水的硫酸铜,在本题中计算溶质 CuSO4 的质量时,要把含水晶体 CuSO4·5H2O 的质量换算为无水 CuSO4 的质量;在 计算溶剂的质量时,又要加上 25 克 CuSO4·5H2O 中含有的结晶水的质量。
[解]在该饱和硫酸铜溶液中溶质 CuSO4 的质量是:
160
溶剂的质量是:
25克×
250
= 16克
90
71克 + 25克×
在 20℃时 CuSO4 的溶解度是:
250
= 80克
16克
80克
×100 克 = 20克
答:20℃时 CuSO4 的溶解度是 20 克。
质量百分比浓度的计算 依据质量百分比浓度的定义,计算溶液的质 量百分比浓度,可以应用下列换算式:
溶质的质量
质量百分比浓度 =
溶液的质量
×100%
计算质量百分比浓度还要应用下面的公式: 溶液的质量=溶质的质量+溶剂的质量
当已知溶液的密度 d 和体积 V,计算溶液、溶质的质量,还可以应用下面的 公式:
溶液的质量(克)=溶液密度 d(克/厘米 3)×V(厘米 3) 溶质的质量(克)=d(克/厘米 3)×V(厘米 3)×质量百分比浓度 关于溶液质量百分比浓度的计算,主要有以下三种基本类型:
①已知溶质和溶剂的质量,计算溶液的质量百分比浓度
[例]把 2 克固体 NaOH 溶解在 18 克水中,计算所得溶液的质量百分比浓 度。
[分析]在该 NaOH 溶液中,溶质的质量是 2 克,溶剂的质量是 18 克,溶
液的质量是:
2 克+18 克=20 克 氢氧化钠溶液的质量百分比浓度为:
NaOH质量
×100%
溶液的质量
[解]
2 克
18克 + 2 克
×100% = 10%
答:该 NaOH 溶液质量百分比浓度是 10%。
②已知溶液的质量百分比浓度,计算溶质和溶剂的质量
[例]欲配制质量百分比浓度为 2%AgNO3 溶液 500 克,应称取 AgNO3 多少
克?加入水多少毫升?
[分析]用 AgNO3 溶液的质量乘以质量百分比浓度,便可得到溶质 AgNO3
的质量;用 AgNO3 溶液的质量减去 AgNO3 溶质的质量,便可得到应加入水的质
量;用水的质量除以水的密度,便可计算出加入水的体积。
[解]应当称取 AgNO3 的质量为:
500 克×2%=10 克
应当加入水的质量为:
加入水的体积为:
500 克-10 克=490 克
490 克÷1 克/毫升=490 毫升
答:配制 2%AgNO3 溶液 500 克应称取 AgNO310 克,加入水 490 毫升。
③关于溶液稀释的计算
[例]配制质量百分比浓度为 20%,溶液密度为 1.14 克/厘米 3,体积为
500 毫升的稀硫酸,需要量取质量百分比浓度为 98%,密度为 1.84 克/厘米 3
的浓硫酸多少毫升?
[分析]溶液在稀释过程中,溶液的体积和浓度都会发生变化,溶液中所 含溶质的质量却始终保持不变。即
原溶液中所含溶质的质量=稀释后溶液中所含溶质的质量 运用这一规律,各种类型的溶液稀释计算,均可正确求解。
[解]设量取 V 毫升的浓硫酸,则浓硫酸中所含溶质的质量为: V×1.84×98%
稀硫酸溶液中所含溶质的质量为:
500×1.14×20% 按照溶液稀释过程中溶质质量保持不变,可以列出下列等式:
V×1.84×98%=500×1.14×20% V=63.22(毫升)
所需水的质量为:
所需水的体积为:
500-63.22×1.84=383.67(克)
383.67克
= 383.67 毫升
1克 / 毫升
[注意]进行溶液稀释(或混合)计算时,溶液与溶剂(或另一溶液) 的质量可以相加,其体积不能相加。
答:需要量取浓硫酸 63.22 毫升,量取水 383.67 毫升。
溶解度与质量百分比浓度的换算 溶解度是表示一定温度下的饱和溶 液里溶剂质量与溶质质量的关系;质量百分比浓度是表示任何溶液(饱和溶 液或不饱和溶液)里溶液质量与溶质质量的关系。溶解度与质量百分比浓度 的换算,是对一定温度下的饱和溶液而言,溶解度的分母是溶剂质量,质量 百分比浓度的分母是溶液质量。
①已知溶解度计算质量百分比浓度
[例]在 30℃时,CuSO4 的溶解度是 25 克,计算该温度下硫酸铜饱和溶液
的质量百分比浓度是多少?
[分析]30℃时 CuSO4 的溶解度是 25克,说明在100克水中溶解25克CuSO4
时,可以形成该温度下硫酸铜饱和溶液。根据溶质 CuSO4 的质量是 25 克,溶
液质量是 125 克,便可计算出硫酸铜饱和溶液的质量百分比浓度。
[解]
质量百分比浓度 =
=
溶质质量 溶液质量
25克
×100%
×100%
100克 + 25克
= 20%
答:30℃时 CuSO4 饱和溶液的质量百分比浓度是 20%。
②已知饱和溶液的质量百分比浓度计算该温度下溶质的溶解度
[例]在 30℃时硫酸铜饱和溶液的质量百分比浓度是 20%,计算该温度下 CuSO4 的溶解度是多少克?
[分析]从 30℃时硫酸铜饱和溶液的质量百分比浓度是 20%,可知当溶
液质量为 100 克时,溶质质量为 20 克,则溶剂的质量为: 溶剂质量=溶液质量-溶质质量
=100 克-20 克=80 克
知道了饱和溶液里溶质的质量和溶剂的质量,便可计算出 30℃时 CuSO4 的溶
解度。
[解]30℃时 CuSO4 的溶解度为:
溶质质量 溶剂质量
×100 =
20
100 - 20
×100 = 25(克)
答:30℃时 CuSO4 的溶解度是 25 克。
溶液析晶计算 正确运用溶解度和浓度概念,算出原溶液里溶质和溶剂 的质量;依据题给条件,找出析出晶体后溶液里的溶质与溶剂的质量关系; 把握住析晶后的溶液肯定是该物质在该温度下的饱和溶液。抓好以上三点, 对于各种条件下的溶液析晶计算,都可以用简单方法求出析出晶体的质量。
①饱和溶液降温析出晶体的计算
[例]已知 72℃时 KNO3 的溶解度为 140 克,18℃时 KNO3 的溶解度为 30 克。
现有 72℃饱和 KNO3 溶液 48 克,当冷却至 18℃时析出晶体多少克?
[分析]从 72℃KNO3 的溶解度是 140 克,可知在 100 克水中能溶解 KNO3140
克,按照溶剂质量与溶质质量之和等于溶液质量,可知在 240 克硝酸钾饱和 溶液中含有 KNO3140 克,当冷却至 18℃时,可以析出 KNO3(140-30)克,运 用正比例关系,就可计算出 72℃时 48 克 KNO3 饱和溶液冷却至 18℃时析出晶 体的质量。
[解]设 72℃时 48 克 KNO3 饱和溶液冷却至 18℃时析出晶体的质量为 x
克。
溶液质量 析晶质量
100克 + 140克
48克
140克 - 30克
=
x
x=22 克 答:冷却至 18℃析出晶体 22 克。
②蒸发饱和溶液中水分析出晶体的计算
[例]已知 70℃时 NH4Cl 的溶解度是 60 克,若将 320 克 70℃的 NH4Cl 饱
和溶液,加热蒸发 40 克水之后,再冷却至 70℃时,有多少克 NH4Cl 晶体析
出?
[分析]在一定温度下,饱和溶液蒸发溶剂析出的晶体质量,就是被蒸发 的溶剂质量所能溶解溶质达于饱和时的质量。这样,只需运用溶剂质量与溶 质质量的关系,便可计算出蒸发水分析出的晶体的质量。
[解]设蒸发 40 克水析出 NH4Cl 晶体为 x 克
溶剂质量 溶质质量
100 克
40克
60克
=
x
x=24 克 答:蒸发 40 克水可析出 24 克 NH4Cl 晶体。
③不饱和溶液蒸发水分和降低温度的析晶计算
[例]今有 40℃时 250 克 20%KNO3 溶液,蒸发 150 克水,仍保持 40℃时可
析出 KNO3 多少克?若降温至 10℃时,又能析出 KNO3 多少克?
[分析]在 250 克 20%的 KNO3 溶液中,含有溶质 KNO3 的质量为:
250 克×20%=50 克
含有溶剂的质量为:
250 克-50 克=200 克
从溶解度曲线查出 40℃KNO3 溶解度是 64 克,10℃KNO3 溶解度是 20 克,由此
可知 40℃时 20%的 KNO3 溶液是不饱和溶液。对于不饱和溶液蒸发水分的析晶
计算,要用原溶液里含有的溶质质量减去剩余水中溶解的溶质质量。
[解]在 250 克 20%的 KNO3 溶液中,含有溶质 KNO3 50 克,溶剂 200 克,
蒸发 150 克水后,溶液里剩余水的质量为:
200 克-150 克=50 克
50 克水在 40℃时可溶解 KNO3 为 x 克
溶剂质量
100克
50克
KNO3 质量
64克
=
x
在 40℃时可析出 KNO3 的质量为:
x=32 克
50 克-32 克=18 克 设继续降温至 10℃时,析出 KNO3 的质量为 y 克。
溶液质量 溶质质量
100克 + 64克
50克 + 32克 =
64克 - 20克
y
共析出 KNO3 的质量为:
y=22 克
18 克+22 克=40 克
答:250 克 20%KNO3 溶液蒸发 150 克水并冷却至 40℃析出 KNO318 克,继
续降温至 10℃时又析出 KNO322 克,共析出 KNO340 克。
④析出含水晶体的计算
[例]浓度为 15%的硫酸铜溶液 500 克,在加热蒸发 300 克并冷却至 20℃ 时,可析出蓝矾晶体(CuSO4·5H2O)多少克?(在 20℃时 CuSO4 的溶解度是
20 克)
[分析]本题硫酸铜溶液中的溶质是 CuSO4,析出的晶体是 CuSO4·5H2O。
计算析晶后溶液里含有的溶质质量时,要先把析出的含水晶体 CuSO4·5H2O
的质量,换算为无水晶体 CuSO4 的质量,再用原溶液里总溶质质量减去换算
为无水晶体 CuSO4 的质量;在计算析晶后溶液里含有的水的质量时,又要减
去析出含水晶体 CuSO4·5H2O 带走的结晶水的质量。
[解]原硫酸铜溶液里含有的溶质 CuSO4 的质量是:
500 克×15%=75 克
含有的溶剂 H2O 的质量是:
500 克-75 克=425 克
当蒸发 300 克水并冷却至 20℃析出 CuSO4·5H2O 的质量为 x 克时,析晶
后溶液中的溶质 CuSO4 的质量是:
160
75克 ? x· 克
250
析出 x 克 CuSO4·5H2O 后溶液中水的质量是:
90
425克 - 300 克 - x· 克
250
依据析出 x 克 CuSO4·5H2O 后的溶液是该温度下的饱和溶液,可列出如
下比例关系
溶质: 溶剂:
160
75克 ? x· 克
250
90
425克 ? 300克 ? x· 克
250
20克
?
100克
x=88 克
答:可析出 CuSO4·5H2O 88 克。
根据化学方程式计算有关反应物或生成物的质量 化学方程式可以 表示在该化学反应中,各反应物与生成物间的质量关系,是进行化学计算的 依据。根据化学方程式的计算,一般按以下三步进行:
第一步 认真审题,依据题意写出正确的化学方程式。
第二步 深入析题,充分认清已知条件和未知求问,找出已知条件和未知 求问间的联系,并写在化学方程式有关物质化学式的下方。
第三步 根据化学方程式各物质的质量关系,列出比例式,具体完成该题
的计算。应该做到解题要有根据,解法要规范,书写要工整,答案要确切。
①计算反应物或生成物的质量
[例]由红磷燃烧制取五氧化二磷,现有红磷 0.62 克,若充分反应可制取 五氧化二磷多少克?需耗用标准状况下的氧气体积为多少升?(标准状况下 氧气的密度是 1.429 克/升)
[分析]化学方程式所表示的是各物质的质量关系
4P+5O22P2O5
4×31 克 5×32 克 2×142 克 依据红磷完全燃烧的化学方程式,可知 124 克红磷完全燃烧需耗用氧气 160 克,生成五氧化二磷 284 克。题目给出红磷质量是 0.62 克,用正比例关系, 可以计算出生成五氧化二磷的质量和耗用氧气的质量。
[解]设 0.62 克红磷完全燃烧生成 x 克五氧化二磷,耗用 y 克氧气。
4P+5O22P2O5
4×31克
0.62克
5×32克
=
y
2×142 克
=
x
x=1.42 克
y=0.80 克
0.80 克氧气在标准状况下占有的体积为:
0.80克
1.429克 / 升
= 0.56升
答:0.62 克红磷完全燃烧需耗用标准状况下氧气 0.56 升,生成五氧化 二磷 1.42 克。
②计算物质的纯度
[例]含有铁锈(主要成分是 Fe2O3)的铁粉质量为 7.0 克,跟足量稀盐酸
充分反应后,生成氢气 0.2 克,计算该铁粉的纯度。
[分析]铁粉跟稀盐酸发生置换反应,生成氯化亚铁和氢气 Fe+2HCl=FeCl2+H2↑
根据生成 H2 的质量可以计算出 Fe 的质量,再用 Fe 的质量除以不纯铁粉的质
量,乘以 100%,便可得出该铁粉的纯度。
[解]设该铁粉中含 Fe 为 x 克 Fe+2HCl=H2↑+FeCl2
56克
x
2 克
= 0.2 克
该铁粉的纯度为:
5.6 克
7.0克
x=5.6 克
×100% = 80.0%
答:该铁粉的纯度为 80%。
根据化学方程式计算反应物或生成物的质量百分比浓度 这种计算 的特点是把质量百分比浓度与化学方程式的计算结合起来。进行这种类型的 计算,先要依据化学方程式,计算出反应物或生成物的质量;再分别除以各 自溶液的质量,就可以计算出反应物或生成物的质量百分比浓度。
[例]含有 Al2O3 的 Al 粉 3 克,已知 Al 的百分含量为 90%,该铝粉跟质量
为 100 克的稀硫酸恰好反应完全,计算稀硫酸的质量百分比浓度是多少?所
得 Al2(SO4)3 溶液的质量百分比浓度是多少?
[分析]把含有 Al2O3 的 Al 粉放入稀硫酸中,发生的化学反应是:
2Al+3H2SO4=Al2(SO4)3+3H2↑
Al2O3+3H2SO4=Al2(SO4)3+3H2O
在 3 克铝粉(内含 Al2O3)中含有铝(Al)的质量为:
3 克×90%=2.7 克 含有三氧化二铝(Al2O3)的质量为:
3 克×(1-90%)=0.3 克
跟 2.7 克 Al 反应的 H2SO4 与跟 0.3 克 Al2O3 反应的 H2SO4 的质量之和,是稀
H2SO4 中的溶质质量,据此可以计算出稀硫酸的质量百分比浓度。
2.7 克 Al 跟 H2SO4 反应生成的 Al2(SO4)3 与 0.3 克 Al2O3 跟 H2SO4 反应生
成的 Al2(SO4)3 的质量之和,是 Al2(SO4)3 溶液中 Al2(SO4)3 溶质的质量,据此
可以计算出所得 Al2(SO4)3 溶液的质量百分比浓度。
[解]设跟 2.7 克 Al 反应的 H2SO4 为 x1 克,生成 Al2(SO4)3 y1 克,产生 H2z1
克;跟 0.3 克 Al2O3 反应的 H2SO4 为 x2 克,生成 Al2(SO4)3 y2 克,生成水 z2
克。
2Al+3H2SO4=Al2(SO4)3+3H2↑
2×27克
2.7克
3×98克
=
x1
342克
= =
y1
3×2克
z1
x1=14.7 克
y1=17.1 克
z1=0.3 克
Al2O3+3H2SO4=Al2(SO4)3+3H2O
102克
0.3克
3×98克
=
x2
342克
=
y2
3×18克
=
z2
稀硫酸的质量百分比浓度为:
x2=0.86 克
y2=1.01 克
z2=0.16 克
14.7克 + 0.86 克
100克
生成 Al2(SO4)3 的质量为:
×100% = 15.56%
17.1克 + 1.01克 = 18.11克
Al2(SO4)3 溶液的质量为:
18.11 克+(100-14.7-0.86)克+0.16 克=102.71 克 Al2(SO4)3 溶液的质
量也可用含有 Al2O3 的铝片与稀硫酸质量之和,再减去产生的氢气质量算出
3 克+100 克-0.3 克=102.7 克 Al2(SO4)3 溶液的质量百分比浓度为:
18.11克
102.71克
×100% = 17.63%
答:稀 H2SO4 的质量百分比浓度是 15.56%,Al2(SO4)3 溶液的质量百分比
浓度是 17.63%。
根据化学方程式计算含一定量杂质的反应物或生成物的质量 化学 方程式表示的各反应物和生成物间的质量关系,都是指纯物质间的定量关 系,运用化学方程式计算时,必须把纯物质的质量代入方程。如果题目给出 的是不纯物质应当先把不纯物质的质量换算为纯物质的质量再进行计算;如 果计算物质的纯度,应当用纯物质的质量除以不纯物质的质量,再以百分率 表示。
[例]把 15.0 克含有不溶性杂质的硫酸钠放入 85.8 克水中溶解,过滤除
去不溶性杂质,取 10.0 克滤液,加入 10%的 BaCl2 溶液 20.8 克,恰好完全反
应,计算不纯硫酸钠中 Na2SO4 的百分含量。
[分析]硫酸钠跟 BaCl2 溶液发生的化学反应是:
Na2SO4+BaCl2=BaSO4↓+2NaCl
从耗用 BaCl2 的质量可以算出 10.0 克滤液里含有的 Na2SO4 质量,进而算出
Na2SO4 溶液的质量百分比浓度。再从 Na2SO4 溶液的质量百分比浓度出发,计
算出 15 克样品中所含的 Na2SO4 的质量,从而计算出不纯硫酸钠中 Na2SO4 的
百分含量。
[解]设 10.0 克滤液里 Na2SO4 为 x 克,15.0 克样品里含 Na2SO4 为 y 克。 Na2SO4+BaCl2=BaSO4↓+2NaCl
142 克
x
208克
= 20.8×10%
滤液的质量百分比浓度为:
1.42克
10.0克
x=1.42 克
×100% = 14.2%
样品中所含 Na2SO4 的质量 y 克为:
14.2克
100克 =
y
85.8克 + y
y=14.2 克 不纯硫酸钠中 Na2SO4 的百分含量为:
14.2克
15.0克
×100% = 94.67%
答:不纯硫酸钠中含 Na2SO494.67%。
四、化学实验
试管的使用 试管是一种常用而简单的玻璃容器,常用于常温或加热条 件下的少量试剂间的反应,发生或收集少量气体等。使用试管时应注意:① 持拿试管应三指(拇指、食指、中指)握持试管的上部,无名指和小指拳向 掌心,不可大把抓。②试管盛装液体的量不应超过其容积的 1/2,当振荡或 加热试管中的液体时,液体的量不应超过其容积的 1/3,以便于振摇和防止 沸腾时液体溢出管外。③振荡试管中的液体时,应用适当的腕力来回甩动试 管,以使试管中的液体能兜底上翻。振荡时不能上下振荡,更不能用拇指堵 住管口上下振荡。④给试管加热前应将外壁擦干,以防因试管受热不匀而炸 裂。不能用手直接持拿试管进行加热,应用试管夹夹持或把试管固定在铁架 台上,夹持的位置距管口约 2~3 厘米处。⑤液体加热要均匀,不可固定加热 试管底部,以防液体喷出。加热时试管应与实验台面保持 45°角,这样液体 会有较大的受热面积和蒸发表面,减少爆沸现象。加热时试管口不可对人, 更不能把眼睛对着正在加热的试管口张望,以防液体喷溅伤人。⑥固体加热 应先预热,然后固定加热。为防冷凝水回流到灼热的试管底部而引起炸裂, 试管口要稍向下倾斜。⑦加热后的试管要放在试管架(木制)或石棉网上, 让其慢慢冷却,以免骤冷而引起炸裂。
试管夹的使用 试管夹是一有长、短两个柄的木制或竹制夹子,用于夹
持试管进行加热。使用试管夹的方法是:把试管夹张开,由管底部套上、取 下。不应由试管口部套上取下,以防夹子上的污物落入试管中。也不能由侧 面套入试管,否则夹口张开较大,超过弹性限度时试管夹易损坏。试管夹应 夹在离管口约 2 厘米处或离管口为管长的 1/4~1/5 处。加热时要用右手拇、 食、中三指持握试管夹的长柄。不应同时持握试管夹的长、短柄,以防无意 间用力捏夹时使试管脱落。
玻璃棒的使用 玻璃棒即玻璃制成的实心细棒,主要用于搅拌、引流等
操作。实验中使用的玻璃棒必须洁净,用过的玻璃棒必须用水洗涤后才能与 另一种物质接触,以免污染试剂。使用玻璃棒搅拌液体时,应右手持棒,转 动手腕,使玻璃棒在容器内绕圈转动,速度不可太快,且不要使玻璃棒和容 器撞击,以防将容器打破或损坏玻璃棒。若用玻璃棒帮助转移液体时,应将 盛放液体的容器口贴紧玻璃棒,棒的下端靠在接收容器的内壁上,使液体沿 玻璃棒缓缓流下。
酒精灯的使用 酒精灯是实验室中常用的加热仪器,由灯壶、灯帽和灯
芯三部分组成。使用酒精灯应注意以下事项:①使用前应先检查灯体是否完 好,灯颈如有炸纹,则不能使用,以免发生事故。要检查灯芯,灯芯要有足 够的长度,其下端一定要浸润在酒精中。灯芯顶端要平齐,应用剪刀剪去参 差不齐或已烧焦的灯芯头。还要检查灯壶中酒精的量是否合适,酒精量应在 灯壶容积的 1/4 到 2/3 之间。酒精量太少,易引起事故;太多则受热膨胀, 易造成酒精溢出,引起着火。向灯壶内添加酒精时要使用漏斗,绝不能向燃 着的灯内添加酒精。②点燃酒精灯要用火柴或木条点燃,不准用燃着的另一 个酒精灯去点火,以防使酒精洒出而失火。③加热时应用酒精灯的外焰(氧 化焰),它的温度最高可达 500℃。若用金属窗纱卷成圆筒套在火焰周围, 既可以防止气流对酒精灯焰的影响,又可提高灯焰的温度。④熄灭酒精灯时 应用灯帽盖灭。然后再将灯帽提起一下,使热蒸气放走,以防灯帽内气压减
小,再次使用时不易打开。决不能用嘴吹灭酒精灯,因为吹时很可能使火焰 缩入灯内,使灯内酒精燃烧起火或造成爆炸事故。⑤使用酒精灯应注意安全。 取下的灯帽应正放在桌面上,以免滚落摔碎。实验时酒精灯应放稳,不要碰 翻。万一洒出的酒精在桌上燃烧起来,应立即用湿抹布盖住或撒砂土扑灭。
⑥酒精灯不用时应及时熄灭,盖好灯帽,以免酒精蒸发。如长期不用,应将 灯内酒精倒出,以免挥发浪费;周时要在玻璃灯帽跟灯颈之间夹一小纸条, 以防粘连。
铁架台的使用 铁架台是用于固定和支持反应容器的铁制品,由底座和 立柱两部分组成,立柱上配有持夹、铁夹和铁圈。使用铁架台的方法是:① 持夹和铁夹需配合使用。持夹的两端为旋柄,它的一端固定在立柱上,另一 端用来固定铁夹。固定铁夹的一端凹面应朝上,便于支持和固定铁夹。②用 铁夹固定试管和烧瓶时,应先松开铁夹的螺丝,套上仪器后,左手按紧铁夹, 右手旋动螺丝,直至仪器不能转动为止。旋动螺丝时不可用力过猛,以防夹 破仪器。③用铁夹固定外径较小的容器时,可在铁夹两边套上胶管或缠上布 条,以缩小铁夹的口径。④在铁架台上固定仪器时,必须使零件跟铁架台的 底座在同一侧,以免整个装置的重心超出底座而使铁架台翻倒。
烧杯的使用 烧杯由普通玻璃或硬质玻璃制成,其规格用容量大小表 示,实验室常用的有 50,100,150,200,250,500ml 等。烧杯用做常温或 加热情况下配制溶液、溶解物质和较大量物质的反应容器。使用烧杯应注意:
①给烧杯加热时要垫上石棉网。不能用火焰直接加热烧杯。因为烧杯底面大,
用火焰直接加热,只可烧到局部,使玻璃受热不匀而引起炸裂。②用烧杯加 热液体时,液体的量以不超过烧杯容积的 1/3 为宜,以防沸腾时液体外溢。 加热时,烧杯外壁须擦干。③加热腐蚀性药品时,可将一表面皿盖在烧杯口 上,以免液体溅出。④不可用烧杯长期盛放化学药品,以免落入尘土和使溶 液中的水分蒸发。
量筒的使用 量筒是用于量取液体体积的玻璃仪器,外壁上有刻度。常
用量筒的规格有 5,10,20,25,50,100,200ml 等。使用量筒量液时,应 把量筒放在水平的桌面上,使眼的视线和液体凹液面的最低点在同一水平面 上,读取和凹面相切的刻度即可。(如图所示)不可用手举起量筒看刻度。 量取指定体积的液体时,应先倒入接近所需体积的液体,然后改用胶头滴管 滴加。使用量筒时应注意:用量筒量取液体体积是一种粗略的计量法,所以 在使用中必须选用合适的规格。不要用大量筒计量小体积,也不要用小量筒 多次量取大体积的液体,否则都会引起较大的误差。量筒是厚壁容器,绝不 能用来加热或量取热的液体,也不能在其中溶解物质、稀释和混合液体,更 不能用做反应容器。
胶头滴管的使用 胶头滴管的一端带胶头,另一端为细口的玻璃管,主 要用于吸取和滴加少量液体试剂。使用胶头滴管吸取液体时,应先用拇指和
食指适度地捏滴管上的胶头,压出空气,然后插入欲移取的液体中,松开手 指,液体即被吸入。吸取的液体不能过多,以免进入胶头而腐蚀橡皮。滴加 液体时,应将滴管垂直于接受容器口上方正中,轻轻挤压胶头使液体滴出。 不能使玻璃尖嘴触及容器内壁,以免尖嘴蘸上别的药品带入试剂瓶里而沾污 试剂。要经常保持滴管的洁净。最好是移取一种液体专用一支滴管,如需用 一支滴管移取多种液体时,每次用完必须用水洗净,并用蒸馏水冲洗。滴管 里有液体时,必须使管口朝下。不要横持试管,更不能使玻璃尖嘴朝上,以 免液体流入胶头,沾污胶帽,并影响试剂的纯度。若用胶头滴管粗略地量取 液体,可用量筒测定每毫升的滴数。滴液时必须垂直,否则体积不准。若使 用滴瓶中的胶头滴管移取液体,用毕应立刻放回原瓶。
固体药品的取用 固体药品一般盛放于广口试剂瓶中,取用时应严格按 照实验说明规定的用量取用。取药时瓶塞应倒放在桌面上,以防试剂沾污桌 面和瓶塞上沾上污物。取药后及时塞好瓶塞,药瓶用毕要放回原处。固体药 品的取用方法是:①取用粉末状或小颗粒状的药品,应用角匙。若取用很少 量时还可用角匙柄端的小凹穴挖取。用完角匙应立即擦净,千万不能用刚取 过药品未擦净的角匙又取另一种药品,以免影响药品的纯度。往试管或烧瓶 里装入固体粉末时,为避免药品粘在管口和管壁上,应把容器横放,把盛有 药品的角匙或用小纸条折成的 V 形纸槽小心地送入容器底部,然后使容器直 立起来,并用手指轻弹药匙或 V 形纸槽,让药品全部落入底部。②取用颗粒 较大的固体药品,应用镊子夹取,不可用手去拿。往玻璃容器里装入坚硬的 块状药品或比重较大的金属颗粒时,应先把容器横放,把药品或金属颗粒放 在容器口,然后把容器慢慢竖起来,使之缓缓地滑到容器底部,以免打破容 器。绝不能将颗粒从容器口垂直投入。
液体药品的取用 液体药品通常存放于细口瓶中。往试管里倾倒液体药
品的操作方法是:取下试剂瓶的塞子,右手拿试剂瓶,瓶上的标签应向着手 心(以免倒完药品后,残留在瓶口的药液流下来腐蚀标签),左手拿试管, 使试管口紧贴试剂瓶口,缓缓地倾倒,并使液体沿试管内壁流入试管中。倒 完后留在试剂瓶口的液滴应用试管口刮一下,使之流入试管中。往烧杯里倾 倒液体时,应把烧杯放在桌上,用左手拿着倾斜的玻璃棒,使棒的下端和烧 杯壁接触,同时把试剂瓶口靠在玻璃棒上,使液体沿着玻璃棒下流,以免液 体飞溅出来。停止倾倒时,应将试剂瓶沿玻璃棒稍向上提,并同时使试剂瓶 直起来到瓶与玻璃棒几乎平行后再离开,以防液体从瓶口流下。若取用很少 量液体试剂,可用胶头滴管从试剂瓶中吸取(参看 胶头滴管的使用)。
把玻璃导管插入带孔橡皮塞 要把玻璃管插入带孔的塞中,首先要选 择同玻璃管口径相配的带孔橡皮塞或软木塞,左手拿塞子,右手拿住玻璃管 靠近要插入塞子的一端,先把玻璃管要插入塞子的一端用水润湿(见图), 然后稍稍用力转动,使玻璃管逐渐插入。注意用力大小要合适,不要使玻璃
管折断刺破手掌。为了安全,最好用布包住玻璃管,再小心插入。
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