化学实验设计.ppt

化学实验设计 江苏省淮阴中学高三化学备课组2003 1 6 化学实验方案设计的基本要求 1 科学性 即实验原理 实验操作程序和方法正确 2 安全性 实验设计时应当尽量避免使用有毒药品和进行具有一定危险性的实验操作 3 可行性 实验设计应切实可行 所选用的化学药品 仪器 和方法等在中学现有的实验条件下能够得到满足 4 简约性 实验设计尽可能简单易行 应采用简单的实验装置 用较少的实验步骤和实验药品 并能在较短的时间内完成实验 一 制备实验方案的设计物质的制备是在一定的实验条件和过程中进行的 实验条件不同 所生成的物质的状态 性质也常各不相同 因此 在设计物质的制备方案时 要使实验过程达到和保持某种状态 发生某种特定的变化 并得到理想的结果 就必须注意对实验条件进行严格 有效的控制 例1 以还原铁粉为原料制备Fe OH 2并观察它在空气中的氧化过程 2 确定实验的具体步骤 将还原铁粉氧化Fe2 的溶液 用Fe2 的溶液与碱溶液反应生成Fe OH 2沉淀 使Fe OH 2在空气中氧化成Fe OH 3 1 分析实验的化学原理 实验 Fe Fe2 方案一 将过量还原铁粉跟稀硫酸 或稀盐酸 反应方案二 将过量还原铁粉跟FeCl3溶液反应 思考 在实际操作中 哪个方案更好些 为什么两个方案都要加入过量的铁粉 回答 方案二比方案一更好些 后者比前者反应的时间短 加入过量的铁粉是为了防止Fe2 被氧化成Fe3 实验 Fe2 Fe OH 2方案一 将胶头滴管插入Fe2 的溶液液面下 逐滴滴入NaOH溶液 方案二 将NaOH溶液直接滴入Fe2 的溶液中 思考 上述两个实验方案观察到的现象一样吗 哪一个实验方案更好 回答 方案一可以看到白色沉淀 方案二看不到白色沉淀 方案二要比一好 归纳 实验方案的设计中要注意操作方法的设计 它会直接影响到实验的成败 思考 为了在短时间内能够观察到Fe OH 2氧化过程中的颜色的变化可以采取几个方案 试加以比较 实验 Fe OH 2 Fe OH 3方案一 给盛有Fe OH 2沉淀的试管微热 方案二 将试管倾斜 使白色沉淀贴在试管壁上 方案二不需加热 而且可以细致地观察到颜色的变化过程 归纳 条件的改变会影响实验结果 这是化学实验中的一个规律 关键是要寻找合适的方法和途径 例2 传统的制取Fe OH 2的方法存在一定的局限性 制得的Fe OH 2往往不纯 看不到有白色沉淀生成 有人用两支具支试管 一支 T 型导管 一支直角导管 一个止水夹和橡皮管 另有铁粉 稀硫酸和氢氧化钠溶液 并运用下图装置制得较纯的Fe OH 2 请回答下列问题 1 A B两支试管中分别加入什么药品 2 写出简要的实验步骤 思考 制备Fe OH 2的方法很多 有人用电解的方法也制得了Fe OH 2白色沉淀 现象很明显 你能吗 电极材料你选择什么 电解质溶液呢 本实验在烧杯中进行还是在 U 型管中进行好 还有哪些地方需要注意的 练习1 欲制无水氯化铝并保存备用 现有仪器如下图所示 并有食盐晶体 水 固体烧碱 铝粉 二氧化锰 浓硫酸等六种试剂 设计的制取过程是 制氯气 加净化和干燥氯气 制氯化铝请回答下列问题 1 从上列仪器中选取必须的几种 连接成一个制无水氯化铝的连续装置 按前后顺序填写图的编号 不一定填满 并写出各仪器里放入的试剂的化学式 仪器编号 放入试剂 2 写出实验过程中有关反应的化学方程式 练习2 1 2 二溴乙烷可作汽油抗爆剂的添加剂 常温下它是无色液体 密度2 18g cm3 沸点131 4 熔点9 79 不溶于水 易溶于醇 醚 丙酮等有机溶剂 在实验室中可以用下图所示装置制备1 2 二溴乙烷 其中分液漏斗和烧瓶a中装有乙醇和浓硫酸的混合液 试管d中装有液溴 表面覆盖少量水 填写下列空白 1 写出本题中制备1 2 二溴乙烷的两个化学反应方程式 2 安全瓶b可以防止倒吸 并可以检查实验进行时试管d是否发生堵塞 请写出发生堵塞时瓶b中的现象 3 容器c中NaOH溶液的作用是 4 某学生在做此实验时 使用一定量的液溴 当溴全部褪色时 所消耗乙醇和浓硫酸混合液的量 比正常情况下超过许多 如果装置的气密性没有问题 试分析其可能的原因 例1 已知 硝酸铅分解反应的方程式为 2Pb NO3 22PbO 4NO2 O2 某学生根据高中课本中硝酸钾受热分解的实验操作来判断硝酸铅的分解产物之一是氧气 将试管中的硝酸铅加热到熔融 把带有火星的细木条伸进试管口 检验放出的气体 当发现木条复燃时该学生即断言 硝酸铅受热分解有氧气放出 请你对上述实验及结论的合理性作出评价 如有必要 可提出改进的实验方案 例2 研究某一化学反应的实验装置如下图所示 A F属于下列物质中的六种物质 浓硫酸 浓盐酸 浓氨水 稀硫酸 稀盐酸 稀氟水 水 锌粒 铜片 食盐 高锰酸钾 氯化钙 氧化钙 四氧化三铁 氧化铁 氧化铜 氢气 二氧化碳 二氧化氮 一氧化碳 氯气 氯化氢 氨气 氮气 氧气 实验现象 1 D物质由黑色变为红色 2 无水硫酸铜粉末放入无色透明的E中得到蓝色溶液 3 点燃的镁条伸入无色无味的F中 镁条表面生成一种灰黄色固体物质 将该发黄色物质放入水中 有气体放出 该气体具有刺激性气味 并能使润湿的红色石蕊试纸变蓝 通过分析回答 l 写出A F的物质名称 A B C D E F 2 写出有关的化学方程式 A与B C与D E与无水硫酸铜 F与Mg F与Mg的反应产物与水 思考题 1 怎样用实验方法证明氯酸钾中含钾 氯 氧三种元素 2 氯化铝是较活泼的金属和活泼的非金属单质化合而成的化合物 如何用实验验证氯化铝是离子化合物还是共价化合物 3 根据平衡移动原理 设计两种实验方案 以证明氨水是一种弱碱 除氨水外 限从以下范围内选用试剂 蒸馏水 酚酞试液 石蕊试液 氯化铵晶体 消石灰 浓盐酸 醋酸铵晶体 练习1 用下列仪器 药品验证由铜和适量浓硝酸反应产生的气体中含NO 仪器可选择使用 N2和O2的用量可自由控制 已知 NO NO2 2OH 2NO H2O 气体液化温度 NO221 NO 152 试回答 1 仪器的连接顺序 按左 右连接 填各接口的编号 为 2 反应前先通入N2目的是 3 确认气体中含NO的现象是 4 装置F的作用是 5 如果O2过量 则装置B中发生反应的化学方程式为 练习2 练习3 将氯气用导管通入较浓的NaOH和H2O2的混和液中 在导管口与混合液的接触处有闪烁的红光出现 这是因为通气后混和液中产生的ClO 被H2O2还原 发生激烈反应 产生能量较高的氧分子 它立即转变为普通氧分子 将多余的能量以红光放出 进行此实验 所用的仪器及导管如图 根据要求填写下列空白 1 组装氯气发生器时 应选用的仪器及导管 填写图中编号 是 2 实验进行中 按气流方向从左到右的