烧杯可以用明火加热吗(加热操作在中学化学实验中的应用)

Posted 2023-06-02

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烧杯可以用明火加热吗(加热操作在中学化学实验中的应用)

化学离不开实验，实验的基本操作在做好化学实验和学好化学知识中具有重要作用。而加热是中学化学实验中常用的实验基本操作之一,它贯穿于整个化学的学习过程之中。加热与物质的结构、性质和化学反应有着非常密切的关系，可使物质发生三态变化，可改变物质的溶解度和溶解速度，可改变沉淀物的颗粒大小，可使某些物质发生分解反应，可改变化学反应的速率和可逆反应进行的方向，改变化学反应进行的形式等等；在物质制备的实验中，加热的先后顺序不同，实验的结果也大不相同。弄清加热与物质性质的关系、与化学反应的关系及加热的方法等，对学好中学化学有很大的帮助。为此，笔者特将化学实验中常用的加热操作进行了初步总结归纳，供广大同仁及同学们参考。

一、与物质性质相关的加热

1. 与物质的物理性质相关的加热

⑴ 加热可使物质发生三态变化

虽然加热不能改变物质的熔点和沸点，但可改变物质的温度，从而使物质发生三态变化，利用这一特点，我们可对物质进行蒸发、蒸馏、熔化和升华等操作。

⑵ 加热可加快物质的溶解速度。

溶解物质时，加热可加快溶质微粒脱离固体表面而进入溶剂的速度，从而加快物质的溶解速度。

⑶ 加热可改变物质的溶解度

大多数固体和液体在水中的溶解度都是随温度的升高而增大的，只有少数固体（如熟石灰）的溶解度随温度的升高而降低。对溶解度随温度升高而增大的物质，升高饱和溶液的温度可使其转化为不饱和溶液，降低饱和溶液的温度，可使溶质析出形成晶体。

⑷ 加热可改变沉淀物的颗粒大小

物质提纯是使杂质转化为沉淀物后通过过滤除去的一种重要方法，若过滤时固体物质的颗粒太小便会堵塞滤纸的缝隙甚至会透过滤纸，从而使过滤速度减慢或不能达到完全分离的目的。通过加热可使固体聚集物的颗粒变大而消除上述不利影响，对胶体长时间加热可发生凝聚就是这个道理。

⒉ 与物质化学性质相关的加热

⑴ 加热使某些反应的方向发生转变

许多常温下不能自发进行的反应，通过加热可转化成能自发进行的反应，如CaCO3和CaO的转化反应：高温下，CaCO3可分解生成CaO和CO2；常温下，CaO可与CO2结合生成CaCO3。

⑵ 加热可加快化学反应的速率

① 某些能自发进行的化学反应，通过加热使这些反应的反应速率加快后，反应所放出的能量即可维持这些反应在较快的速度下进行，从而引发某些反应。

② 在工业生产或实验中，可通过加热的方法缩短反应时间，从而提高反应的效率。

二、加热基本操作

中学化学最常用的加热仪器是酒精灯，使用酒精灯前要注意检查酒精灯的灯芯是否平整，灯内的酒精是否过少，若酒精过少就要通过漏斗添加酒精，并注意不能向燃着的酒精灯内添加酒精，不能用一个酒精灯到另一个燃着的酒精灯上去接火，加热时要用火焰的外焰部分，熄灭时要用灯帽盖灭，不能用嘴吹，防止回火产生危险，熄灭的酒精灯要用灯帽盖好，防止酒精挥发。而加热的方式有：

⑴ 直接加热：化学实验中直接给液体加热可以用试管、烧杯、烧瓶和蒸发皿；给固体加热可以用干燥的试管、蒸发皿和坩埚。加热时应注意：如果被加热的容器外壁有水，必须在加热前擦拭干净，以免容器受热时炸裂。另外，加热的时候，不要使容器的底部跟灯

⑵ 间接加热，间接加热又包括隔着石棉网加热和水浴（或其它浴）加热。

① 一般加热：主要用于反应物较多的固体和液体、液体和液体(一般需加少量浮石或碎瓷片，以防止暴沸)的反应，如实验室制取HCl、SO2、Cl2以及C与浓H2SO4、HNO3的反应等。

② 控温加热：中学化学实验中控温加热主要有4种形式，在进行控温加热的实验中一定要选择量程在受热温度范围内的温度计。

③ 水浴或沙浴加热：水浴加热是反应所需温度小于100的均匀受热，如银镜反应。当均匀受热温度大于100时可以选择沙浴加热。

三、实验中加热的先后顺序

一个实验中，有许多实验步骤，何时点燃酒精灯开始加热，要根据实验的具体情况确定。

⒈ 发生气体与加热的先后顺序

⑴ 先通气体后加热

① 由于可燃性气体与空气混合加热易发生爆炸，故实验中必须先通气体排尽装置中的空气，然后才能点燃酒精灯加热！如用H2还原CuO的实验等；

② 装配好的装置中充满了空气，若用于实验的物质加热时易与空气发生反应而影响主要反应时，实验中也必须先通气体排尽装置中的空气，然后才能点燃酒精灯加热！如用Fe和Cl2加热反应制取FeCl3的实验等。

⑵ 先加热后通气体。无上述两种情况的，实验中要先加热后通气体，以提高原料气的利用率！特别是有催化剂的反应，要先加热催化剂使其达到最佳的活性温度范围。

⒉ 一个实验中有几处加热时的先后顺序

对于有多处加热的实验，要分清各处加热的目的后再确定加热的先后顺序！如用CO还原CuO的反应共有三处加热：加热浓H2SO4和HCOOH的混合物生成CO、加热还原CuO、点燃尾气进行处理。由于CO可燃、有毒，实验中要先产生CO排出装置中的空气，并要及时地点燃尾气防止污染。因此，实验中要先加热产生CO，再点燃CO，最后再加热还原CuO！

⒊ 停止加热的注意事项

实验中何时停止加热要考虑以下三个方面的因素：

⑴ 防倒吸：可先从水中撤出导管，再停止加热！如实验室制取O2的实验，要先从水中取出导管，再停止加热。

⑵ 防回火：要确保可燃性气体不再有明火的情况下产生倒吸！如用CO还原Fe2O3的实验，要先熄灭加热Fe2O3的酒精灯，等装置冷却后再熄灭CO尾气处理处的酒精灯，再熄灭CO发生装置处的酒精灯。

⑶ 防产品变质：防止在高温下倒吸的空气与制得的产品发生反应而使产品变质！如用H2还原CuO要等到硬质玻璃管稍冷才停止通H2。

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