高三化学实验方案设计的基本要求人教版 知识精讲

高三和高三化学实验程序设计的基本要求化学实验程序设计的基本要求教师版本培训版本同步教育信息同步教育信息 i .本周教育内容：化学实验程序设计的基本要求2。焦点，困难：1。理解化学实验程序设计的基本要求。2.培养学生的分析、总结、总结、综合和归纳能力，提高学生的思维能力。3.具体内容：实验设计是利用多种设备和仪器，以某种目的排成一列完成某项实验，其种类比较多，考试形式多样。要解决这种问题，必须将所学物质的特性、准备、净化、仪器和装置的作用、使用时要注意的问题等知识融合在一起，以便很好地吸收和灵活地利用新信息。化学实验方案的设计问题具有较强的综合性，但一个化学实验必须根据一定的实验原理，利用一定的仪器组装成一个实验装置，按一定的顺序进行实验操作，才能顺利完成。因此，综合实验程序设计问题可以通过相互独立、相互关联的几个小实验、小操作来解决。每个阶段工作方法由每个小实验确定，工作顺序由每个小实验之间的相关性确定。(a)化学实验设计的类型可以根据多种标准在中学化学教学中把实验设计分为不同的类型。(1)根据实验在化学教育认识过程中的作用进行划分。灵感(或探索)实验设计。应注意，这种实验在课堂上与具有其他化学知识的教授一起进行，并且采用了很多实验或演示实验形式，因此设计这种实验时效果明显，易于操作，时间短，安全可靠。验证实验设计。这种实验的目的主要是验证化学假设和理论，在学生实验课或讲课的同时采取实验形式，因此，设计这种实验时，除了上述要求外，还要注意服务能力强。使用实验设计。这种实验的目的是综合利用所学的化学知识和技术，解决一些化学实验练习或实验问题。因此，引导学生进行实验设计时，最好考虑到灵活性和综合性，尽量设计和比较多种方案。分为课堂内、课外观点，可用性实验设计还包括课堂内实验练习设计、课外生产、生活小实验设计。(2)根据化学实验的工具。改进或替换化学实验设备、装置和药物。化学实验方法的改进。这是因为中学化学教科书中的一些实验，装置太复杂，操作不简单，方法不当，可见性低，影响了化学教育效果，需要改进程序，重新设计新的设计。另一方面，中学受到多种条件的限制，因此经常缺乏特定的设备或药品，因此，需要制造一些设备和代用品，或者进行小规模实验，所以需要重新设计实验。(3)根据化学实验内容进行划分。物质的组成、结构和性质的实验设计。物质准备实验设计。物质分离、纯化、鉴定实验设计。(b)化学实验设计的内容比较完整的化学实验方案一般包括以下内容：(1)实验目的。(2)实验原理。(3)实验用品(药品、仪器、设备、设备)和规格。(4)实验装置示意图、实验步骤和操作方法。(5)注意事项。(6)实验现象和结论记录表。(c)化学实验设计的要求1。科学科学是化学实验程序设计的主要原则。科学性意味着实验原理、实验操作程序和方法必须正确。例如，确认Na2SO3和NaI，选择试剂不能选择硝酸等氧化性酸，操作程序设计必须先溶解少量固体，然后用少量溶液添加试药，不要将试剂全部溶解或放入所有溶解的溶液中。2.在安全实验设计中，应尽量避免有毒药品，做一些危险的实验操作。必须使用的话，必须在旨在防止环境污染和身体伤害的化学实验项目中详细说明注意事项。3.可行性实验设计要有实效，选择的化学药品、仪器、设备、方法等，在中学现有实验项目下要满意。4.简易实验设计应尽量采用简单、简单的实验装置，少用实验阶段和实验药物，短时间完成实验。对于相同的化学实验，可以设计并选择多种实验方案。选择采用的实验设计方案要有效果明显、运行安全、设备简单、投药少、步骤少、时间短的优点。(d)接受化学实验设计的一般想法信息。接受、分析、筛选信息，明确实验设计的主题、条件和要求。实验设计原理。通过新旧信息的加工，实现开发的实验设计。设计要求和故障排除的顺序分析主要有两个级别。一个是选择实验方案。第二，实验装置和实验操作设计。设计实验内容。请参阅。1.设计思想，法则和方法(1)思考问题的顺序：以主要问题为中心思考。例如：选择适当的实验路径、方法。使用的药品、设备简单易行。实验过程快速安全。实验现象明显。考虑有关物质的准备、净化、吸收和保管的问题。例如：在制造空气中容易水解的物质(例如Al2S3、AlCl3、Mg3N2等)和潮湿的物质时，装置末端通常会附加一个干燥装置，防止空气中的水蒸气进入。思考实验的种类和仪器如何合理组装，并将实验与教科书中的实验进行比较。例如，与气体的制造和处理相关的这种实验程序和装置的连接顺序一般可以概括为发生去除杂质干燥主体实验废气处理。(2)仪表连接顺序：使用的仪表是否适当，是全部还是选择给定的仪表。乐器是否齐全。例如，包括有毒气体或有毒气体的实验必须有废气的吸收装置。安装顺序是否合理。示例：“从下到上，从左到右”；煤气净化装置中不能先经过干燥，然后经过水溶液冲洗煤气。仪器之间的连接顺序是否正确。例如：煤气洗涤时，“进气机构长度，排出机构缩短”；干燥管去除杂质时“大进入”等。(3)实验操作顺序：连接设备。煤气发生除杂干燥主要实验废气处理顺序连接实验仪器。检查机密性。连接好整个机构后，首先要确认设备的机密性，然后装载药品。检查机密性的方法取决于设备。安装实验用药品。2.设计时需要全方位思考的问题(1)检查气体的纯度，在通过可燃气体(H2，CO，CH4，C2H4，C2H2等)点燃或加热装置之前，必须检查气体的纯度。例如，要用H2，CO等气体加热金属氧化物，操作过程中不先加热，通风后渗透气体，净化装置内的空气，确认气体是否纯(纯)，气体纯后点燃酒精灯，加热金属氧化物。(2)加热作业顺序的选择。当气体需要加热时，要用葡萄酒阳井灯加热气体发生的部分，等到气体产生后，再加热实验需要加热的固体物质。其目的是防止爆炸(如氢还原氧化铜)；第二，确保产品的纯度，使反应物或产物不会与空气中的其他物质发生反应。例如，CO以浓硫酸和甲酸联产，使用CO还原Fe2O3，实验时首先点燃CO发生装置的酒精等，产生的CO表明去除空气后加热Fe2O3的酒精灯，关闭酒精灯的顺序相反，因为如果在还原气体中冷却Fe，燃烧的Fe会在空气中被O2重新氧化，防止石灰水的反向吸收。(3)冷凝回流问题。一些挥发性液体反应物要防止反应物损失，充分利用原料，必须在发生装置上设计冷凝回流装置。在复本装置上安装长玻璃管等。(4)冷却问题。也有实验表明，为了防止因气体冷凝液不足而造成的损失，通过冷凝液或冷水或冰水凝结气体(物质蒸汽)，使物质蒸汽凝结成液体，从而便于回收。(5)防止吸入问题。(以前已经叙述过了。(6)具有特殊效果的实验改进装置。橡子管连接装置，防止分液漏斗中的液体顺利排出；为了防止长脖子漏斗里的气体逸出，发生器的漏斗末端可以夹上小试管等。(7)分解时的安全性和科学性。实验设备的拆卸也要注意安全科学性。有些实验阻止“爆炸”或“氧化”。应考虑停止加热或停止通风的顺序。例如，在有废气吸收装置的实验中，必须将煤气管抬高到液体水平以上，才能关掉酒精灯，防止溶液反向吸。利用氢还原铜氧化物的实验必须首先关闭加热铜的酒精灯，继续通过氢，停止通过氢，直到加热区域冷却。这是为了加热区域吸入空气，使铜氧化或产生可爆炸的气体。收集需要用排水法加热气体的装置时，首先要将导管从水槽中取出，才能关闭酒井灯，防止水停止反向吸入。拆除的设备必须清洁、干燥、就位。“典型示例”将Ag2HPO4和Ag3PO4都称为黄色沉淀(Ag2HPO4颜色略浅)。现在，将0.02 mol-1 agno 3溶液和0.01 moll-1 k2 hpo 4溶液与相同体积混合，生成黄色沉淀物，设计最简单的实验方法之一，以证明产物是Ag2HPO4还是Ag3PO4。实验试剂为：内奥溶液、氨、盐酸、硝酸、pH试纸。(不能使用其他试剂)分析：由于Ag2HPO4和Ag3PO4的颜色相似，因此不能通过产物的颜色或Ag2HPO4 Ag3PO4(溶液酸碱调节)反应过程中的颜色变化来判断。换个角度想，反应中：k2hpo 4 2 agno 3=ag2hpo 42k NO3k2hpo 4 3 agno 3=ag3po 4 8502k NO3 HNO 3如果产物是Ag2HPO4，溶液是中性的；如果产物是Ag3PO4，则溶液是酸性的。回答：回答：取少量当量K2HPO4和AgNO3溶液反应，用pH测试条进行试验，如果溶液是中性的，则用ag 2 hpo 4沉淀。溶液呈酸性时，沉淀为Ag3PO4。例2为了验证无色气体同时包含SO2和CO2，3名学生设计了以下3个实验程序：场景1:无色气体通过酸性KMnO4溶液，KMnO4溶液褪色，反应后气体通过石灰水，石灰水浑浊。可以证明原来无色气体中含有SO2和CO2。案例2:确认无色气体为溴，溴水褪色后气体通过石灰水，石灰水浑浊，原来无色气体中含有SO2和二氧化碳。场景3:将无色气体传递到洋红色测试品，依次通过酸化KMnO4溶液、洋红溶液，最后通过清澈的石灰水。结果证明，品红测试溶液褪色，KMnO4溶液颜色浅洋红测试溶液不褪色，石灰水浑浊，原来无色气体中同时含有SO2和CO2。以上三种情景中，证明原来无色气体有SO2，包含CO2的方法如下。_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _。分析：分析：比较、分析相关物质的共性和差异，评价实验程序的可行性。在评价实验方案的可行性时，选择的依据是比较相关物质的性质及其共性，找出并判断其差异。分析时，SO2和CO2的共同点是，清澈的石灰水可以变成泥浆，第二是必须考虑SO2是还原的，洋红可以褪色，CO2没有这些特性。第三，应考虑酸性KMnO4溶液，可能褪色溴数的物质，不仅是SO2，还应考虑H2S，C2H4，C2H2等。因此，证明SO2和CO2均存在的实际操作过程通常是确认SO2存在排除SO2证明SO2不存在证明CO2存在。答案：答案：与上述实验程序相匹配的应该是程序3。示例3如果包含Na2O杂质的Na2O2样品目前为一定量，则在图中选择适当的实验装置，以设计测量Na2O2样品纯度的最简单的实验(可选反应物只有CaCO3固体、6mol/l盐酸和蒸馏水)。请输入以下空格：(1)实验中Na2O2和Na2O分别反应的化学方程式_ _ _ _ _ _ _ _ _ _。(2)可选设备(仅应标记图中的设备)_ _ _ _ _ _ _ _ _。(3)选定设备的连接顺序为(连接的软管填充省略的每个接口的字符)_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _。分析：分析：查看有关选择和连接实验设备的知识。明确实验目的测定 Na2O2样品的纯度。比较Na2O2和Na2O的不同化学性质，选择Na2O2含量测定方法。其中，Na2O2是可以与H2O、CO2一起创建O2的明显特征，可以通过测量结果O2来测量Na2O2的数量。根据实验要求，只选择最简单的实验(也考虑提供的试剂)，蒸馏水符合试样的反应。另外，由于它是测量O2体积的倍数，因此不需要干燥，接口时线轴长管排出与煤气洗涤装置不同，请注意。答案：(1)2 N2 o 2 2 H2O=4 nao ho2Na2 o H2O=2 NaOH(2)要选择的设备(3)连接顺序必须是GABF。示例4基本碳酸镁由、322 (coach mg 3324) () (coach mg等)等多种组成。设计确定碱式碳酸镁组成的实验程序。包括4325)(cool mg(1)测量原理(2)测量实验的设备图(3)操作步骤。可用的仪器、试剂及用品包括：天平(包括重量)、大试管(带短玻璃管的橡胶塞)、酒井灯、洗衣缸、球形干燥管(带短玻璃管的橡胶塞)、铁架、铁夹、角钥匙。试剂：碱式碳酸镁(粉末)、浓硫酸、石灰水、无水氯化钙、碱石灰。其他：火柴、棉、短橡胶管、弹簧夹。注：上述仪器和试剂只需应用其中的一部分。仪器、试剂、用品的数量无限制。分析：分析：探讨测定碱式碳酸镁组成的实验程序设计。通过加热碱式碳酸镁产生的MgO，CO2，H2O的质量比，可以确定碱式碳酸镁的组成。用浓硫酸吸收H2O，根据浓硫酸的体重增加而求水的物质量；用灰色吸收CO2，根据灰色的体重增加确定CO2物质的量。答：答：(1)以测定MgO、CO2、H2O物质量的比率测定碱式碳酸镁的组成。(2)测量实验装置，如下图所示。(3)操作步骤将设备连接到上图后检查设备的机密性。在试管