第十章+第一讲+常用仪器和基本操作+(3).ppt

1、师 之 说,1化学实验方案设计的基本要求 (1)科学性：实验原理正确，实验流程合理 (2)安全性：保护人身，保护环境，保护仪器 (3)可行性：条件允许，效果明显，操作方便 (4)简约性：步骤少、时间短、节省药品、效果好,2化学实验方案设计的步骤 (1)明确目的、原理,(2)选择仪器、药品,(3)化学实验方案设计时仪器选用及连接的顺序,3化学实验方案设计的分类 (1)物质制备实验方案的设计 发生装置净化装置干燥装置收集装置尾气处 理装置,(2)物质性质实验方案的设计 性质探索性实验方案设计 从物质的结构特点和所属类型的典型代表物去推测物质可能具有的一系列性质，然后据此设计出合理的实验方案，去探索

2、它可能具有的性质我们推测的物质的性质不一定准确，所以进行实验时要注意分析实验现象，从而得出正确结论 性质验证性实验方案设计 结合已知的物质具有的性质，选择合适的试剂，设计具体实验方案验证物质是否具有该性质,4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原理、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

3、品的规格 有些题目要求指出药品的名称，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 考纲要求能够绘制和识别典型的实验仪器装置图，可用“示意装置图”表示,(6)其他应注意的问题 冷凝回流的问题 冷却问题 防止倒吸问题 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住一支小试管等,例1(2011日照模拟)铁在冷的浓硫酸中能发生钝化某兴趣小组的同学发现将一定量的铁与浓硫酸加热时，观察到铁

4、完全溶解得到溶液A，并产生大量气体B.,提出猜想 .所得溶液中的金属离子可能含有Fe2和Fe3中的一种或两种 .所得气体B的可能组成是_(填写化学式) 实验室提供下列试剂：0.01 mol/L酸性KMnO4溶液、0.1 mol/L KI溶液、3%H2O2溶液、淀粉溶液、蒸馏水请你协助他们探究所得溶液和气体的成分,实验探究 请你完成以下部分探究实验,问题讨论 有同学提出，若另外选用KSCN溶液，则仅利用KSCN和H2O2两种溶液即可完成猜想的所有探究，请对该观点进行评价并说明理由：_.,名师精析提出猜想铁与热的浓H2SO4反应时，其还原产物为SO2气体，但随着反应的进行，硫酸的浓度降低，Fe与稀

5、H2SO4反应产生的气体为H2，故气体B的成分为SO2或SO2与H2的混合气体,实验探究Fe3具有氧化性，能使KI淀粉溶液变蓝；Fe2具有还原性，能使酸性KMnO4溶液退色，SO2具有还原性，能使酸性KMnO4溶液退色 问题讨论若溶液中同时含有Fe2和Fe3，仅用H2O2和KSCN溶液，无法检验溶液中是否含有Fe2的存在,答案提出猜想SO2或SO2与H2的混合气体,实验探究,问题讨论不正确，若溶液中含有Fe3，则无法检验原溶液中是否含有Fe2.,实验设计题中常穿插大量的现象描述、原理分析、化学方程式的书写等，答题时应简明扼，要切中要害，常见的问题是： (1)结论与现象混淆； (2)创造性思维不

6、到位，原因分析不准确； (3)方程式书写错误，如不注明反应条件等,学 之 用 1下列装置或操作能达到实验目的的是 (),AB C D,解析：中两烧杯中电解质溶液放反了，由于H2比空气的密度小，应短进长出，中温度计水银球应在支管口处，为一改进的吸收装置，可防止倒吸,答案： D,2(2011湘潭模拟)大胆、科学的假设与猜想是科学探究的 先导和价值所在在下列假设(猜想)引导下的探究肯定没有意义的是 () A探究SO2与Na2O2反应可能有Na2SO4生成 B探究Na与水的反应可能有O2生成 C探究浓硫酸与铜在一定条件下反应产生的黑色物质中 可能有CuS D探究向滴有酚酞试液的NaOH溶液中通入Cl2

7、，酚酞红 色退去的现象是溶液的酸碱性改变所致，还是HClO的漂白性所致,解析：因为H2O若变成O2，则氧元素的化合价升高，水作还原剂，而金属钠只能作还原剂，故选项B中的实验探究没有实际意义,答案： B,3(2011广州模拟)(1)实验：证明Na2SiO3具有防火性 能取两个相同的小木条，分别放入蒸馏水和Na2SiO3饱和溶液中，使之充分吸湿、浸透，取出稍沥干(不再滴液)后，同时分别放置在酒精灯外焰处观察到的现象如下表：,设计实验的目的是_ (2)实验：测定锌与稀硫酸反应的速率 测定该反应速率的方法有多种，不同的方法需要测定不同的数据请根据你设计的测定方法，填写需要记录的数据及其单位： _，单位

8、_； _，单位_ 根据你测定的实验数据，处理后可求得_(填化学式)的反应速率，单位是_,解析：(1)实验中，实验为对照实验，即证明起防火作用的是Na2SiO3而不是水(2)测定反应速率，可以记录产生相同体积的气体需要的时间或相同时间内产生气体的体积,答案：(1)与实验作对照，证明起防火作用的是Na2SiO3而不是水 (2)反应时间min(或s) 生成氢气的体积L(或mL)或H的浓度变化molL1或其他合理答案H2Lmin1(或H2SO4molL1min1或其他合理答案),师 之 说 对几个实验方案的正确与错误、严密与不严密、准确与不准确做出判断要考虑是否完全合理、有无干扰现象、经济上是否合算和

9、对环境有无污染等,化学实验方案的评价,1从可行性方面对实验方案做出评价 科学性和可行性是设计实验方案的两条重要原则，在对实验方案进行评价时，要分析实验方案是否科学可行，实验方案是否遵循化学理论和实验方法要求，在实际操作时能否做到可控易行评价时，从以下4个方面分析： (1)实验原理是否正确、可行； (2)实验操作是否安全、合理； (3)实验步骤是否简单、方便； (4)实验效果是否明显等,2从“绿色化学”视角对实验方案做出评价 “绿色化学”要求设计安全的、对环境友好的合成线路，降低化学工业生产过程中对人类健康和环境的危害，减少废弃物的产生和排放据此，对化学实验过程或方案从以下4个方面进行综合评价：

10、,(1)反应原料是否易得、安全、无毒； (2)反应速率是否较快； (3)原料利用率以及生成物质的产率是否较高； (4)实验过程中是否造成环境污染,3从“安全性”方面对实验方案做出评价 化学实验从安全角度常考虑的主要因素如下： (1)净化、吸收气体及熄灭酒精灯时要防液体倒吸； (2)进行某些易燃易爆实验时要防爆炸(如H2还原CuO应先 通H2，气体点燃先验纯等)； (3)防氧化(如H2还原CuO后要“先灭灯再停氢”，白磷切 割宜在水中等)； (4)防吸水(如实验取用、制取易吸水、潮解、水解的物质 时宜采取必要措施，以保证达到实验目的)；,(5)冷凝回流(有些反应中，为减少易挥发液体反应物的损 耗

11、和充分利用原料，需在反应装置上加装冷凝回流装 置，如长玻璃管、竖装的干燥管及冷凝管等)； (6)易挥发液体产物(导出时可为蒸气)的及时冷却； (7)仪器拆卸的科学性与安全性(也从防污染、防氧化、防 倒吸、防爆炸、防泄漏等角度考虑)； (8)其他，如实验操作顺序、试剂加入顺序、实验方法使 用顺序等,例2(2011乌鲁木齐模拟)现有铝合金样品，某同学设计两种测定样品中铝元素质量分数的实验方案： 甲方案：取一定量样品，溶于足量的氢氧化钠溶液，测定产生气体的体积； 乙方案：取一定量样品，溶于足量的稀硫酸，测定产生气体的体积他们设计装置如图所示：,(1)写出甲方案的化学方程式：_. (2)在上述装置中，

12、测定气体体积的装置应选择_(填：A或B)，若要用_(填：A或B)装置，需进行的改进为_ (3)当铝合金完全反应后，读数前应进行的操作依次为：_.,(4)若用乙方案测定样品纯度，测定数据有：铝合金样品质量为W g，气体体积为V mL(在实验条件下，查得氢气摩尔体积为a L/mol)，计算该样品中铝元素的质量分数为_ (5)评价甲、乙方案，填表：,名师精析(1)铝与NaOH溶液反应的化学方程式为：2Al2NaOH6H2O = 2NaAl(OH)43H2 (2)A装置的广口瓶中，由于进气管长，出气管短，故不能用于测量产生气体的体积；改进的方法是进气管短，出气管长,(5)甲方案中：若铝合金中含有的杂质

13、与NaOH不反应，则测量结果准确，若含有的杂质能与NaOH溶液反应，则测量结果不准确 乙方案中：若铝合金中含有的杂质与稀H2SO4不反应，则测量结果准确，若含有的杂质能与稀H2SO4反应，则测量结果不准确,(5),评价一个实验方案的优劣从以下几个方面入手：实验方法和操作程序是否科学合理，实验方案是否切实可行，实验步骤是否简单易行，实验现象是否明显，实验数据的获得是否准确，实验过程中安全及环保问题是否得以妥善解决,解析： A项，利用CaO与H2O反应放出大量的热使溶液温度升高且使氨水中氨分子的浓度增大而逸出NH3.B项，溴苯密度大于水，油状物在下层，苯密度小于水，油状物在上层，乙酸与水互溶，故可

14、用水一次性鉴别C项，Na2CO3要加在Ba(OH)2之后，以除去Ca2和多余的Ba2，正确D项，乙醇、乙酸均易挥发，要小心均匀加热，不能用大火迅速加热,答案： D,5某同学利用锌、氧化铜和稀硫酸制取铜，他设计了两套 方案，方案：利用锌与足量稀硫酸反应制氢气，氢气还原氧化铜；方案：氧化铜溶于稀硫酸生成硫酸铜，然后用锌与硫酸铜反应制备铜下列关于方案和的评价不正确的是 (),.,A方案比方案操作简便 B等质量的锌，相同条件下在方案和方案中制得的铜 的质量相同 C等质量的H2SO4参加反应，方案制取铜的质量比方案 的少 D为了加快锌与稀硫酸反应，可以在溶液中加入少量氧化 铜,解析：氢气还原氧化铜的实验

15、操作顺序是：先通入氢气排除装置中的空气(防止加热时，氢气中混有空气发生事故)，将氧化铜还原成铜后，继续通入氢气至铜冷却(防止赤热的铜再被氧化成氧化铜)，所以用于还原氧化铜的氢气的量小于生成氢气的总量,答案： B,6某无色混合气体中可能含有乙烯、二氧化碳、二氧化 硫和氧气，为确定其中一定含有二氧化碳、二氧化硫，甲、乙、丙3位同学分别设计了下述实验方案，并都认为：如果观察到的现象与自己设计的方案一样，就可确认无色气体中一定含有二氧化碳和二氧化硫,语言评价上述各实验方案是否严密？并说明原因 (1)方案甲：_； (2)方案乙：_； (3)方案丙：_.,解析：因混合气体中可能含C2H4、CO2、SO2、

16、O2，当混合气体通过酸性高锰酸钾溶液和溴水而分别使之退色时，可能是C2H4，也可能是SO2反应引起的，不能确定一定含SO2，因此甲、乙的方案设计不严密而上述混合气体中能使品红溶液退色的只有SO2，且品红溶液颜色变浅而不是退色，说明SO2完全被吸收，再使澄清的石灰水变浑浊，说明一定含有CO2.,答案：(1)不严密，有乙烯的干扰 (2)不严密，有乙烯的干扰 (3)严密，上述气体中只有SO2能使品红溶液退色，通过足量品红溶液后，除去二氧化硫，剩余气体能使澄清石灰水变浑浊，则一定有CO2存在,1解题思路、方法 (1)巧审题，明确实验目的和原理实验原理是解答实验题的 核心，是实验设计的依据和起点实验原理

17、可从题给的化学情境(或题首所给实验目的)，结合元素化合物等有关知识获取在此基础上，遵循正确性、可靠性、简捷性、精确性和安全性的原则，确定符合实验目的要求的方案,(2)想过程，理清实验操作的先后顺序根据由实验原理 所确定的实验方案，确定实验操作步骤，把握各步实验操作的要点，理清实验操作的先后顺序 (3)看准图，分析各项实验装置的作用有许多综合实验 题图文结合，思考容量大在分析解答过程中，要认真细致地分析图中所示的各项装置，并结合实验目的和原理，确定它们在该实验中的作用,(4)细分析，得出正确的实验结论实验现象(或数据)是 化学原理的外在表现在分析实验现象(或数据)的过程中，要善于找出影响实验成败

18、的关键，以及产生误差的原因，或从有关数据中归纳出定量公式，绘制变化曲线等,2解题技巧 一个化学实验，必须依据一定的实验原理，使用一定 的仪器组装成一套实验装置，按一定顺序操作，才能 顺利完成因此，一道综合实验题，我们总是可以把 它分解成几个既相互独立又互相关联的小实验、小操 作来解答由各个小实验确定各步操作，再由各个小 实验之间的关联确定操作的先后顺序基本思路如下：,操作及其先后顺序,例(2011莆田高三质检)硫酸工业尾气中二氧化硫的含量超过0.05%(体积分数)时需经处理后才能排放某校兴趣小组欲测定硫酸工业尾气中二氧化硫的含量，采用以下方案： 甲方案：如下图所示，图中气体流量计B用于准确测量通过尾气的体积将尾气通入一定体积已知浓度的碘水中测量SO2的含量当洗气瓶C中溶液蓝色消失时，立即关闭活塞A.,(1)洗气瓶