化学实验的探究与评价.doc

化学实验的探究与评价知识点一：化学实验的设计与探究1实验方案设计的一般原则一个相对完整的化学实验方案一般包括下述内容：(1)实验名称；(2)实验目的；(3)实验步骤；(4)实验反应物质（仪器、药品及规格）；(5)实验用品(包括实验仪器的装配和操作)；(6)实验现象和记录及结果处理；(7)问题和讨论。2实验设计的步骤(1)明确目的：首先必须认真审题，明确实验的目的要求，弄清题目有哪些新的信息，综合已学过的知识，通过类比、迁移、分析，从而明确实验反应物质。(2)选择仪器、药品：根据实验的目的和反应物质，以及反应物和生成物的性质、反应条件，如反应物和生成物的状态，能否腐蚀仪器、反应是否加热及温度是否控制在一定的范围等，从而选择合理的化学仪器和药品。(3)设计装置、步骤：根据实验目的和反应物质，以及所选用的仪器和药品，设计出合理的实验装置和实验操作步骤。学生应具备识别和绘制典型的实验仪器装置图的能力，实验步骤应完整而又简明。(4)记录现象、数据：根据观察，全面而准确地记录实验过程中的现象和数据。(5)分析得出结论：根据观察到的实验现象和记录的数据，通过分析、计算、图表、推理等处理，得出正确的结论。实验设计的注意事项：(1)药品和装置是部分或刚好给出，还是有剩余。若药品和装置只部分给出，则应需要作必要的补充，若有剩余，则应进行筛选和淘汰。(2)题目条件有无特殊要求，如采用最简单或最合理的实验步骤，这些要求对我们考虑反应物质，选择药品和装置，确定操作步骤都作了限定，必须高度重视。(3)实验过程中的隐蔽性操作：如某些必要的干燥、除杂、冷凝等，这些都是实验中必不可少的，但容易被忽略。(4)药品的规格：有些题目要求指出药品的名称，这类问题学生最难答准确，如有些药品的准确描述为：硫酸铜粉末、澄清石灰水、酸性高锰酸钾溶液、浓硫酸、饱和NaHCO3溶液、NaOH溶液等。此外也应注意某些仪器的规格。(5)会画简单的实验装置图知识点二：设计方案时思考实验顺序的选择1思考问题的顺序：(1)围绕主要问题思考。如选择适当的实验路线、方法，所用药品、仪器简单易得，实验过程快速、安全、实验现象明显。(2)思考有关物质的制备、净化、吸收和存放等有关问题。如制取在空气中易水解的物质(如Al2S3、AlCl3、Mg3N2等)及易受潮的物质时，往往在装置末端再接一个干燥装置，以防止空气中的水蒸气进入。(3)思考实验的种类及如何合理的组装仪器，并将实验与课本实验比较。如涉及气体的制取和处理，对这类实验的操作程序及装置的连接顺序大体可概括为：发生除杂质除杂质干燥主体实验尾气处理。2仪器连接的顺序：(1)所用仪器是否恰当，所给仪器是全用还是选用。(2)仪器是否齐全。如制有毒气体及涉及有毒气体的实验是否有尾气的吸收装置。(3)安装顺序是否合理。如气体净化装置中不应干燥后，又经水溶液洗气。(4)仪器间连接顺序是否正确。如洗气时“进气管长，出气管短”；干燥管除杂质时“大口进，小口出”等。3实验操作的顺序：(1) 连接仪器。按气体发生 除杂质除杂质干燥主体实验尾气处理顺序连接好实验仪器。(2)检查气密性。在整套仪器连接完毕后，应先检查装置的气密性，然后装入药品。检查气密性的方法要依装置而定。(3)装药品，进行实验操作。知识点三：化学实验方案的评价1选择：包括仪器的选择、药品的选择、连接方式的选择等。仪器的选择，包括发生装置(几种基本类型)、净化装置(除杂质的试剂与顺序)、反应装置、收集装置、尾气处理装置等；药品的选择，包括种类、浓度、物质状态等；连接方式的选择，包括仪器的先后顺序、导管接口的连接等。2评价：对几个实验方案的正确与错误、严密与不严密、准确与不准确作出判断。要考虑是否合理、有无干扰现象、经济上是否合算和对环境有无污染等。实验最佳方案的选用几个实验方案都能达到目的，选出其中最佳的一个并分析各方案的优劣所谓最佳，无非是装置最简单、药品容易取得且价格低廉、原料利用率高、现象明显、无干扰物质以及无污染安全等。考点一：气体的制备1气体的发生装置固固 气固液 气固(或液)液 气如：O2、NH3如：CO2、H2、SO2如Cl2、C2H42.气体的净化(除杂)选择除杂试剂的依据：主体气体和杂质气体性质的差异，如溶解性、熔沸点、酸碱性、氧化性、还原性、燃烧性等。气体除杂的四条原则：不损失主体气体；不引入新的杂质气体；在密闭装置内进行；先除易除的气体。除杂装置：洗气瓶、干燥管、U形管、硬质玻璃管等。3气体的干燥(除水)(1)干燥的原则：干燥剂只能吸收气体中含有的水分而不能与气体发生反应。注：H2、CO、SO2虽具有还原性，但可用浓H2SO4干燥。(2)常用干燥装置及干燥剂的选用：常用干燥装置洗气瓶干燥管(或U形管)常用干燥剂浓硫酸(酸性、强氧化性)无水氯化钙(中性)碱石灰(碱性)不可干燥的气体NH3、HBr、HI等NH3Cl2、SO2、CO2、NO2、HBr等4. 气体的收集(1)密度比空气大的气体可用向上排空气法(显然集气瓶或集气管的口应向上)收集。导气管应“长进短出”。密度比空气小的气体则用向下排空气法收集。(2)易溶于水或与水反应的气体，如NH3、HCl、NO2等，只能用排空气法收集。(3)常温下与O2反应的气体(如NO)，密度跟空气相近的气体(如N2、CO、C2H4等)，都不能用排空气法收集。(4)能溶于水但溶解度不大的气体，可以用排某种饱和溶液的方法收集。如：排饱和NaCl溶液收集Cl2。5排水量气装置：测量气体的体积6尾气处理装置考点二：设计实验方案时需注意的问题1仪器接口的连接：总体上遵循装置的排列顺序，但对于吸收装置应“长”进“短”出(或“深”入“浅”出)；量气装置应“短”进“长”出；洗气装置应“长”进“短”出；干燥管应“大”进“小”出。2. 气密性检验：气密性检验装固体药品加液体药品开始实验(按程序)拆卸仪器其他处理等3检验气体的纯度：点燃或加热通有可燃性气体(H2、CO、CH4、C2H2等)的装置前，必须检验气体的纯度。例如用H2、CO等气体还原金属氧化物时，需要加热金属氧化物，在操作中，不能先加热，后通气，应当先通入气体，将装置内的空气排出，检验气体是否纯净(验纯)，待气体纯净后，再点燃酒精灯加热金属氧化物。4加热操作先后顺序的选择：若气体产生需加热，应先用酒精灯加热产生气体的装置，等产生气体后，再给实验需要加热的固体物质加热，目的是：一则防止爆炸(如氢气还原氧化铜)保证产品纯度，防止反应物或生成物与空气中的其他物质反应。例如用浓硫酸和甲酸共热产生CO，再用CO还原Fe2O3，实验时应首先点燃产生CO装置的酒精灯，生成的CO赶走空气后，再点燃加热Fe2O3的酒精灯，而熄灭酒精灯的顺序则相反，原因是：在还原性气体中冷却Fe，可防止灼热的Fe再被空气中的O2氧化，并防止石灰水倒吸。5冷凝回流问题：有的易挥发的液体反应物，为了避免反应物损耗和充分利用原料，要在发生装置中设计冷凝回流装置或在发生装置中安装长玻璃管等。6防吸水问题：如果实验室取用或制取易吸水、潮解、水解的物质，要采取必要的措施防止其吸水，以保证达到实验目的。7防倒吸问题：实验过程用到加热操作的要防倒吸；气体易溶于水的要防倒吸。8具有特殊作用的实验改进装置：如为防止分液漏斗中的液体不能顺利流出，用橡皮管连接成连通装置；为防止气体从长颈漏斗中逸出，可在发生装置中的漏斗末端套一支小试管等。9拆卸时的安全性和科学性：实验仪器的拆卸要注意安全性和科学性，有些实验为防止“爆炸”或“氧化”，应考虑停止加热或停止通气，如对有尾气吸收装置的实验，必须将尾气导管提出液面后才能熄灭酒精灯，以免造成溶液倒吸；用氢气还原氧化铜的实验应先熄灭加热氧化铜的酒精灯，同时继续通氢气，待加热区冷却后再停止通氢气，这是为了避免空气倒吸入加热区使铜氧化，或形成易爆气体；拆卸用排水法收集需要加热制取气体的装置时，需先把导管从水槽中取出，才能熄灭酒精灯，以防止水倒吸；拆下的仪器要清洗、干燥、归位。规律总结：对于综合性实验设计的基本流程如下：反应物质反应物质仪器装置现象结论作用意义联想。具体分析为：(1)实验是根据什么性质和反应物质设计的？