常见实验仪器

化学实验离不开各种各样的仪器。这些仪器就像厨师手中的锅碗瓢盆，每一件都有其专属的用途和使用方式。认识它们、了解它们的特点，是动手做实验的第一步。本篇将带你系统认识实验室中最常见的仪器，从外观到用途，从正确用法到使用禁忌，逐一讲清楚。

玻璃仪器总览

实验室中使用最广泛的是玻璃仪器。玻璃材质透明，便于观察反应过程；化学性质稳定，不容易与大多数药品发生反应；表面光滑，便于清洗。玻璃仪器种类繁多，不同形状对应不同用途。

下面列出了初学阶段最常见的玻璃仪器：

试管：最基础的反应容器

试管是实验室中使用频率最高的仪器之一。它体积小、用量少，非常适合做少量物质之间的反应实验，也可以直接放在酒精灯上加热。

试管的规格

试管有大有小，常见规格以“管口直径×管长”表示，例如 $15\text{ mm} \times 150\text{ mm}$（中号试管）。加热固体时通常使用大试管，溶液反应则用中号即可。

例题 1

取一根干燥的大试管，向其中加入约 $2$ 克高锰酸钾固体，用酒精灯加热。请问试管口应朝向哪个方向？为什么？

解析：

加热固体时，试管中往往含有少量水分。受热后产生的水蒸气遇冷会在试管口附近冷凝，如果试管口朝上，这些冷凝的水珠容易倒流回高温区，可能导致试管炸裂；如果试管口对着人，加热时逸出的气体或偶尔喷出的颗粒会伤及他人。因此，试管口应稍微向下倾斜，并避开有人方向，这样既可以防止冷凝水回流，也能保证安全。

答：

试管口应略微向下倾斜（约 $45^\circ$），且不能对着有人方向。

量筒：液体体积的测量工具

量筒是用来量取一定体积液体的仪器，外形是细长圆柱形，表面有刻度线，单位是毫升（mL）。

• 量筒的规格选择

量筒有 $5\text{ mL}$、$10\text{ mL}$、$25\text{ mL}$、$50\text{ mL}$、$100\text{ mL}$ 等多种规格。量取液体时，应选用与所量体积最接近的规格，这样读数误差最小。

• 正确读数：视线与凹液面相切

大多数液体（如水、稀溶液）在量筒中会形成向下弯曲的凹液面（弯月面）。读数时，眼睛必须与凹液面最低点保持水平，视线与刻度线相切，才能读出正确数值。

例题 2

取 $50\text{ mL}$ 量筒量取 $30\text{ mL}$ 水。一位同学在操作时，俯视量筒（即视线高于液面），当他看到液面“刚好与 $30\text{ mL}$ 刻度线相切”时停止加液，认为量取成功。请判断：他实际量取的水是多于还是少于 $30\text{ mL}$？请说明原因。

解析：

俯视时，视线与刻度线不在同一水平，所见液面比实际高度偏高。也就是说，他看到“刚好到 $30$ mL”时，真实液面其实低于 $30\text{ mL}$。

答：

他实际量取的水少于 $30\text{ mL}$。

胶头滴管：精细取液的小工具

胶头滴管由玻璃管和橡皮帽两部分组成，用于取用少量液体或向容器中逐滴加入液体。

正确使用方法：

先捏紧橡皮帽排出空气，再将管尖伸入液体，松开橡皮帽吸入液体；取液后，滴管要竖直悬空于容器口上方，不能插入容器中，防止污染试剂。

常见错误对比

酒精灯：最常用的加热工具

酒精灯是初中化学实验中最常见的热源，使用酒精（乙醇，$\text{C}_2\text{H}_5\text{OH}$）作为燃料。酒精灯的火焰分为三层：

加热时，应将被加热物体放在外焰部分，这样加热效果最好。

酒精灯的点火与熄火

点火：用火柴从侧面点燃，不能用另一个酒精灯来点火（否则容易引燃酒精蒸气，发生危险）。

熄火：用灯帽从侧面盖上灭火，不能用嘴吹灭（吹灭会使火焰从灯口进入灯内，引起爆燃）。

例题 3

小明在实验中发现酒精灯火焰很小，于是拿起另一个酒精灯来“借火”。这样做是否安全？为什么？

解析：

用一个酒精灯给另一个酒精灯“借火”，操作时两个酒精灯非常靠近，点火瞬间容易导致一个灯的酒精蒸气被另一个火焰点燃，引发“引燃”现象，甚至造成火灾，这样非常危险。正确的做法应当是用火柴（或专用点火器）从侧面点燃酒精灯，而不是用酒精灯点酒精灯。

答：

不安全。用酒精灯给另一个酒精灯点火时，容易引燃酒精蒸气，可能导致火灾。应使用火柴或专用点火器点燃酒精灯。

铁架台与夹持仪器

铁架台是实验室中重要的支撑工具，由底座、立杆、铁圈和铁夹等部件组成。

铁架台上固定铁夹时，铁夹应从立杆后方套入，拧紧螺母使之稳固。夹持试管时，铁夹不能夹在试管口附近（容易损坏试管），应夹在试管的中上部。

例题 4

组装一个用于给试管中液体加热的实验装置，需要哪些仪器？每种仪器的具体作用是什么？

组装步骤：

1. 把铁架台稳固地放在桌面上；
2. 按需要高度将铁夹固定在立杆上；
3. 用铁夹夹住试管（位置应为试管的中上部，避免夹近口部）；
4. 将酒精灯放在试管下方，调整位置，确保火焰外焰加热试管的中下部，切忌直接加热试管底部，以防试管因受热不均发生炸裂。

天平：固体质量的测量工具

托盘天平是实验室中测量固体或液体质量的常用工具，精度通常为 $0.1\text{ g}$。天平由底座、横梁、托盘、砝码盒和游码等部分组成。

使用步骤

第一步，调平。将天平放在水平桌面上，游码拨到零刻度，调节左右两端的平衡螺母，使指针指向刻度盘中央（或左右摆动幅度相同），此时天平处于平衡状态。

第二步，称量。左盘放被称物体，右盘放砝码（“左物右码”）。先加大砝码，再换小砝码，最后移动游码，直到天平重新平衡。

第三步，读数。

例题 5

用托盘天平称量某固体物质的质量。右盘放有 $5\text{ g}$、$2\text{ g}$、$1\text{ g}$ 砝码各一个，游码在 $0.6\text{ g}$ 处，天平平衡。请计算被称物体的质量。

被称物体的质量为 $8.6\text{ g}$。

玻璃棒与药匙：辅助操作的小工具

玻璃棒是一根实心的玻璃圆柱棒，虽然看起来简单，但在实验中用途非常广泛：

药匙通常由塑料或牛角制成（不能使用金属药匙取用具有氧化性的药品，防止反应），用于取用固体药品。使用后必须洗净擦干，不同药品不能共用同一把药匙，以免产生意外反应。

仪器的清洗与存放

用过的仪器必须及时清洗，否则残留的药品会污染下次实验，或腐蚀仪器本身。

清洗标准

向试管内壁滴入几滴水，倾斜转动，若水能均匀润湿整个内壁而不挂水珠，说明已经洗干净。若内壁挂有水珠，需要重新刷洗。

存放方式

洗干净的试管要倒扣在试管架上晾干，不能用纸或布擦拭内壁（会留下纤维污染仪器）。量筒、烧杯等大口仪器直接倒置在清洁的台面上晾干即可。

练习题

选择题

第 1 题“知识点：量筒读数”

用 $50\text{ mL}$ 量筒量取液体时，仰视读数为 $25\text{ mL}$。则实际量取的液体体积是：

A. 等于 $25\text{ mL}$

B. 大于 $25\text{ mL}$

C. 小于 $25\text{ mL}$

D. 无法判断

第 2 题“知识点：酒精灯使用”

下列关于酒精灯使用的说法，正确的是：

A. 可以用燃烧的酒精灯去点燃另一个酒精灯

B. 酒精灯熄火时，用嘴吹灭更方便

C. 加热时应将仪器置于酒精灯外焰部分

D. 酒精灯内酒精越多，加热效果越好

第 3 题“知识点：仪器用途”

下列仪器中，既能直接加热又能用于量取液体体积的是：

A. 量筒

B. 烧杯

C. 试管

D. 锥形瓶

第 4 题“知识点：天平使用规范”

用托盘天平称量NaOH固体时，正确的操作是：

A. 将NaOH直接放在左侧托盘上称量

B. 将NaOH放在右侧托盘的小烧杯中称量

C. 将NaOH放在左侧托盘的小烧杯中称量

D. 将NaOH放在称量纸上后置于右侧托盘

计算题

第 5 题“知识点：量筒读数与误差分析”

某同学用 $100\text{ mL}$ 量筒量取 $60\text{ mL}$ 液体。他读数时视线与液面形成的角度如下所示：仰视时读数为 $60\text{ mL}$，请计算并判断：

（1）实际量取的液体体积比 $60\text{ mL}$ 多还是少？

（2）若该量筒每小格代表 $2\text{ mL}$，仰视与正视相差约 $1$ 小格，则实际量取量约为多少 $\text{mL}$？

第 6 题“知识点：天平称量计算”

用托盘天平称量一种固体样品。称量前先调平天平。称量时，右盘中放有 $10\text{ g}$ 砝码一个、$5\text{ g}$ 砝码一个、$2\text{ g}$ 砝码两个，游码位于 $1.4\text{ g}$ 刻度处，天平恰好平衡。

（1）计算该固体样品的质量。

（2）若操作时将物品和砝码放反（即物品放右盘，砝码放左盘），游码仍在 $1.4\text{ g}$ 处，请计算真实的物品质量。

答：实际量取的液体约为 $62\text{ mL}$，多于目标值 $60\text{ mL}$。

答：固体样品的质量为 $20.4\text{ g}$。

（2）物品放右盘、砝码放左盘时，天平平衡的条件变为：

即：

答：真实的物品质量为 $17.6\text{ g}$，而不是 $20.4\text{ g}$。物品与砝码放反时，游码读数应从砝码质量中减去，而非加上。