探究实验设计与评价教案.doc

探究实验设计与评价【常见问题】1系列装置的连接、搭配不当。近几年高考阅卷的抽样分析表明，由于缺乏对问题的总体分析，常导致气体系列装置连接不当，而引起答题的系列失误。主要错误有：看不懂装置图，不了解各仪器或有关试剂的作用；不注意区分实验装置中的细节问题，如导管长短，洗气与量气的区别，安全装置，尾气处理等。复习时应根据反应物的状态及反应条件对气体发生装置进行分类、整理，气体综合实验的知识框架一般为：制气净化干燥收集或化学反应尾气吸收。2简答时分析不清、表达不明。实验题中常穿插大量的现象描述、原理分析、化学格式书写等。答题时应简明扼要切中要害，常见问题是：结论与现象混凝淆；创造思维不到位，原因分析不准确；方程式书写失误，如反应不配平，不注明反应条件，有机物结构简式书写错误等。3实验设计题解答能力差。主要是思维不严密，对学过的基础实验不理解或不能联想迁移。建议平时解题时要真正弄清实验的原理，分析为什么这样做，还可以怎样做，不可怎样做，同时尽可能自已动手，多做一些实验。4在实验设计中的实验操作顺序的设计，如有关气体的实验首先应进行装置的气密性检查，点燃或高温加热可燃性气体前应先进行气体纯度的检验等，以保证实验的安全和准确。【一、实验方案的设计与评价的一般原则】一个相对完整的化学实验方案一般包括下列内容：实验名称、实验目的、实验原理、实验用品(仪器、药品及规格)、实验步骤(实验仪器的装配和操作)、实验现象和记录及结果处理、问题和讨论。实验方案的设计原则是方法简便、现象明显、操作易行、环保、安全，对于定量实验还要考虑系统误差小。确定了实验所选用的方法和原理后，就要考虑选择用什么实验装置来完成此实验，即进行实验装置的设计，一套完整的实验装置往往由多个基本实验装置相互连接而成，一般分为气体发生装置、除杂装置、反应(收集)装置和尾气吸收装置等部分，要熟悉各部分基本装置的功能，并注意各基本装置连接顺序的合理性。【二、设计和评价实验方案时思考和实验顺序的角度选择】1思考问题的顺序：(1)围绕主要问题思考，如选择实验路线、方法恰当与否；所用药品仪器简单易得与否；实验过程快速、安全、环保与否；实验现象明显与否(有干扰否)；(2)思考有关物质的制备、净化、吸收、存放、环保、安全，是否需驱赶空气，防止空气中H2O、CO2进入装置等有关问题，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，以防止空气中水蒸气进入；(3)思考实验的仪器、实验的操作程序及装置的连接顺序一般为：驱赶气体流动装置、发生、除杂质(干燥)、主体实验和尾气处理(或防止空气中H2O、CO2进入装置内的装置)。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，如是否遵循“自下而上、从左到右”的原则，又如气体净化装量中不应先干燥后又经过水溶液洗气；(4)仪器间连接顺序是否正确，如洗气时“进气管长、出气管短”；排液法量气时则是“短进长出”；干燥管除杂质时“大进小出”。3实验操作的顺序：(1)连接仪器。按气体发生、除杂质、主体实验和尾气处理的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，检查装置的气密性的方法依装置的特点而定；(3)装药品，进行实验操作。【三、设计和评价实验方案时注意的问题】1需注意杂质离子、副反应的干扰，药品不符合规格(如变质)的影响、反应实际不能完全进行(即反应物剩余)的影响的问题。2点燃或加热通有可燃性气体的装置前，必须检查气体的纯度。如用氢气、一氧化碳等气体还原金属氧化物时，不能先加热后通气体，应先通入气体，将装置内的空气排尽后，检查气体是否纯净，待验纯后，再点燃酒精灯加热金属氧化物。3加热操作先后顺序的选择。若气体的发生需加热且空气能作为杂质气体参与体系内的反应，一般先用酒精灯加热发生气体的装置，等气体充满装置后，再给实验需要加热的固体物质加热，目的是：一则防止可能的爆炸，二则保证产品纯度，防止反应物或生成物与空气中其他物质反应生成杂质。4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。如在发生装置中安装长玻璃管或水冷凝装置。有的实验为防止气体冷凝不充分而受损失，需用冷凝管或冷水(或冰水)冷凝气体(物质蒸气)，使物质蒸气冷凝为液态便于收集。5实验仪器的拆卸一般从防爆炸、防氧化、防生成、杂质、防倒吸等角度考虑停止加热或停止通气的时间、顺序，如对有尾气吸收的装置的实验，一般必须将尾气导管提出液面后才能熄灭酒精灯，以免溶液倒吸；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，待加热区冷却后才停止通氢气，这是为避免空气倒吸入加热区使铜氧化，或形成易爆气体；有多个酒精灯的实验，一般后撤产生气体的酒精灯以防倒吸；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；拆下的仪器要冷却清洗、干燥和归位。6防止倒吸问题：某些实验在溶解度大(或与液体反应迅速)的气体溶于液体后，可能会引起倒吸，从而影响实验，为防气体溶解而引起的倒吸一般需加专门的防倒吸装置。7具有特殊作用的实验改进措施：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住一支小试管形成液封等。8空气中H2O、CO2的问题：在制取易和H2O、CO2反应的物质的实验中，通常需在装置的末端加盛碱石灰的干燥管类装置，以防空气中H2O、CO2进入体系，影响实验。9驱赶空气的问题：在需要驱赶空气的实验中或者是用反应的气体驱赶空气，或者是用外加的实验装置产生不参与反应的气体(如N2、H2、CO2等)驱赶空气。10环保问题：凡是产生对环境有危害性的气体(中学只有O2、N2、CO2等不属)的实验必须加尾气吸收装置，不能一厢情愿认为这些气体已反应完)，注意通风橱的使用。11安全问题：实验装置的设计或评价中必须注