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201*屆高三化學(xué)基礎(chǔ)復(fù)習(xí)知識點總結(jié):化學(xué)實驗

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201*屆高三化學(xué)基礎(chǔ)復(fù)習(xí)知識點總結(jié):化學(xué)實驗

世紀(jì)金榜圓您夢想

第四部分化學(xué)實驗

(一)化學(xué)實驗常用儀器1、可加熱的儀器

⑴可直接加熱的儀器。試管、坩堝、蒸發(fā)皿、石棉網(wǎng)、燃燒匙、玻璃棒、鉑絲。

⑵可間接加熱(加墊石棉網(wǎng)加熱、水浴加熱等),但不能直接的儀器。燒杯、圓底燒瓶、平底燒瓶、蒸餾燒瓶、錐形瓶。2、用于計量的儀器⑴測量物質(zhì)質(zhì)量的儀器

A、粗測托盤天平(有砝碼、鑷子與之配套)。

B、精測分析天平、電子天平(中學(xué)化學(xué)實驗不作要求)。⑵測量液體體積的儀器A、粗測量筒、量杯

B、精測滴定管(分酸式和堿式)、容量瓶(限用于配制一定體積濃度準(zhǔn)確的溶液中)、移液管。⑶用于物質(zhì)分離的主要玻璃儀器⑴分液分液漏斗、燒杯

⑵過濾過濾漏斗、濾紙、玻璃棒、燒杯

⑶液體蒸發(fā)蒸發(fā)皿(有玻璃質(zhì)的,也有瓷質(zhì)的)、玻璃棒、蒸餾燒瓶(必要時要配備溫度計、冷凝管、牛角管)、酒精燈4、物質(zhì)儲存儀器

⑴儲存氣體集氣瓶、儲氣瓶

⑵儲存固體廣口試劑瓶,它又分為:無色玻璃瓶和棕色玻璃瓶;磨砂玻璃塞瓶和絲扣塑料塞瓶;塑料瓶;水槽。

(二)儀器的裝配和拆卸

裝配儀器時,首先要根據(jù)儀器裝置圖,選擇合適的儀器和附件,然后進行儀器和附件的連接和全套儀器的總裝配。操作規(guī)律為:1、“先后”規(guī)律

⑴“先下后上”:如制Cl2的發(fā)生裝置組裝順序是:放鐵架臺→擺酒精燈→固定鐵圈→放石棉網(wǎng)→固定圓底燒瓶。

⑵“先左后上”:如制Cl2:發(fā)生裝置→洗氣裝置→干燥裝置→收集裝置→尾氣處理裝置。⑶“先塞后定”:當(dāng)被固定儀器上連有塞子時,應(yīng)先塞好塞子,再行固定。

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⑷“先固后液”:當(dāng)反應(yīng)物既有固體又有液體時,應(yīng)向反應(yīng)器中先加入固體,后加入液體。⑸“先查后裝”:先檢查氣密性,后裝入藥品和固定裝置。⑹“先吸后干”:先將氣體通過溶液吸收非水雜質(zhì),再行干燥。⑺“先組后燃”:先組裝好整套裝置并加入試劑,再點燃酒精燈。⑻“先撤后滅”:實驗完畢后,應(yīng)先從水中撤出導(dǎo)管,后熄滅酒精燈。

⑼“先燃后滅”:有多個酒精燈的實驗,開始應(yīng)先點燃制氣裝置中的酒精燈,后點燃其他裝置中的酒精燈,如用CO還原Fe2O3,應(yīng)先點燃制CO的酒精燈,后點燃燃燒CO的酒精燈,再點燃熱還原裝置中的酒精燈,實驗完畢后,應(yīng)相反。

⑽“先通氫、后點燈、先滅燈、后停氫”:即用H2還原CuO的操作順序。2、“進出”規(guī)律

⑴“長進短出”:洗氣瓶的安裝。(或“深入淺出”)⑵“短進長出”:量氣瓶的安裝

⑶“粗進細(xì)出”:球形干燥管干燥氣體時的安裝。⑷“低進高出”:冷凝管中水流方向3、性質(zhì)實驗和制備實驗中操作順序

⑴做Fe絲(在O2中)、Cu絲(在Cl2中)、Mg(在CO2中)等燃燒實驗時,應(yīng)先在集氣瓶中鋪一層薄細(xì)沙或加入少量水,以防熔物炸裂瓶底。⑵制備膠體:如Fe(OH)3溶膠(沸水)玻璃。

⑶苯的硝化,先加入濃硝酸,再加濃硫酸,冷卻,滴入苯。

⑷配銀氨溶液:向AgNO3溶液中滴入稀氨水,產(chǎn)生白色沉淀后繼續(xù)加氨水到沉淀剛好消失。(三)物質(zhì)的分離與提純1、物質(zhì)的分離與提純的含義

物質(zhì)的分離是指將混合物中的物質(zhì)一一分開;物質(zhì)的提純是指將物質(zhì)中的其他物質(zhì)(也叫雜質(zhì))除去,得到較為純凈的物質(zhì)。

物質(zhì)的提純和分離應(yīng)遵循以下幾點:被提純或分離物物質(zhì),最終不能再引入新的雜質(zhì)(即除雜不加雜);盡量不減少被提純和分離的物質(zhì);采用的方法應(yīng)盡量使被提純和分離的物質(zhì)跟其他物質(zhì)易分離開;如果在分離操作中,被分離的物質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)槠渌镔|(zhì),應(yīng)采用適當(dāng)方法將其恢復(fù)為原物質(zhì),可記作:不增;不減;易分;復(fù)原。

2、物質(zhì)的分離與提純的常用方法。

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滴入FeCl3飽和溶液加熱至沸;制硅酸溶膠應(yīng)向過量鹽酸中加入水世紀(jì)金榜圓您夢想

⑴過濾法

液體中混有不溶性固體物質(zhì)時使用,要點:一角、二低、三接觸。⑵蒸發(fā)法

將溶液中的溶劑蒸發(fā)掉,得到溶質(zhì)的分離方法⑶結(jié)晶法

根據(jù)兩種可溶性固體物質(zhì)在同一溶劑中,其溶解度受溫度影響大小的不同,將溶液蒸發(fā)溶劑或使高溫飽和溶液降溫得到一種晶體的方法,例如,分離NaCl和KNO3的混合物,結(jié)晶之后還要過濾。⑷萃取和分液法

分液是把兩種不相混溶的液體分開的操作,使用的主要儀器是分液漏斗

萃取是利用溶質(zhì)在互不相溶的溶劑里溶解度的不同,用一種溶劑把溶質(zhì)從它與另一溶劑組成的溶液里提取出來的方法,應(yīng)注意,萃取劑跟另一種溶劑的密度應(yīng)相差較大且互不相溶,以利于靜置時分層。⑸蒸餾法

把沸點不同的幾種液體物質(zhì)的混合物,通過控制溫度加熱再冷凝,先后得到一種或幾種較純凈的物質(zhì)的方法叫蒸餾,能先后得到幾種分離產(chǎn)物的蒸餾又叫分餾,例如,石油的分餾。⑹滲析法

把混有離子或小分子雜質(zhì)的膠體溶液裝入半透膜的袋里,并把這個袋放在溶劑中,從而使離子或小分子從膠體溶液里分離出來的操作叫滲析。⑺升華法

固體混合物中有某種物質(zhì)具有升華特性時,可用加熱升華再凝華的方法加以分離,如NaCl中混有I2,就可用升華法分離。⑻洗氣瓶內(nèi)除雜法

此方法適應(yīng)于氣體的除雜,如將不干燥的H2通過洗氣瓶中的濃H2SO4可除去H2O蒸氣,將SO2、CO2的混合氣體通過洗氣瓶中的NaHCO3溶液可除去SO2等等,常用的洗氣瓶為自制簡易洗氣瓶。⑼干燥管內(nèi)的除雜法

此方法適用于氣體的除雜,如將不干燥的CH4通過干燥管中的堿石灰可使CH4干燥,將CO2、O2的混合氣體通過干燥管中的Na2O2可除去CO2等等。⑽直接加熱法

混合物中混有熱穩(wěn)定性差的物質(zhì)時,可直接加熱,使熱穩(wěn)定性差的物質(zhì)分解而分離出去,有時受熱后轉(zhuǎn)變?yōu)楸惶峒兾镔|(zhì)。例:食鹽中混有氯化銨,氯化鉀中混有氯酸鉀,純堿中混有小蘇打等。⑾高溫管內(nèi)轉(zhuǎn)化法

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該方法適合于氣體的除雜,如將N2、O2的混和氣體通過高溫管中的Cu網(wǎng)時,可除去O2。⑿酸化法

即使雜質(zhì)與酸反應(yīng)而轉(zhuǎn)化為非雜質(zhì)成分或轉(zhuǎn)化為易揮發(fā)的氣體而除雜的方法。如向Na2CO3與NaHCO3的混合溶液中通入過量的CO2氣體,可使Na2CO3轉(zhuǎn)化為NaHCO3。(四)化學(xué)實驗設(shè)計與評價1、化學(xué)實驗方案設(shè)計的基本要求

⑴科學(xué)性:所謂科學(xué)性是指實驗原理、實驗操作程序和方法必須正確。例如,鑒別Na2SO4和NaI,在試劑的選擇上就不宜選用HNO3等具有氧化性的酸。在操作程序的設(shè)計上,應(yīng)取少量固體先溶解,然后再取少量配成的溶液并再加入試劑,而不能將樣品全部溶解或在溶解后的全部溶液中加入試劑。⑵安全性:實驗設(shè)計應(yīng)盡量避免使用有毒藥品和進行具有一定危險性的實驗操作。

⑶可行性:實驗設(shè)計應(yīng)切實可行,所選用的化學(xué)藥品、儀器、設(shè)備和方法等在中學(xué)現(xiàn)有的實驗條件下能夠得到滿足。

⑷簡約性:實驗設(shè)計應(yīng)盡可能簡單易行,應(yīng)采用簡單的實驗裝置,用較少的實驗步驟和實驗藥品,并能在較短的時間內(nèi)完成實驗。2、化學(xué)實驗設(shè)計的基本思路

⑴明確目的的原理:首先必須認(rèn)真審題,明確實驗的目的要求,弄清題目有哪些新的信息,綜合已學(xué)過的知識,通過類比、遷移、分析,從而明確實驗原理。

⑵選擇儀器藥品:根據(jù)實驗的目的和原理以及反應(yīng)物和生成物的性質(zhì)、反應(yīng)條件,如反應(yīng)和生成物的狀態(tài)、能否腐蝕儀器和橡皮、反應(yīng)是否加熱及溫度是否控制在一定范圍等,從而選擇合理的化學(xué)儀器和藥品。

⑶設(shè)計裝置步驟:根據(jù)上述實驗?zāi)康暮驮,以及所選用的實驗儀器和藥品,設(shè)計出合理的實驗裝置和實驗操作步驟,學(xué)生應(yīng)具備識別和繪制典型的實驗儀器裝置圖的能力,實驗步驟應(yīng)完整而又簡明。⑷記錄現(xiàn)象數(shù)據(jù):根據(jù)觀察,全面準(zhǔn)確地記錄實驗過程中的現(xiàn)象和數(shù)據(jù)。

⑸分析得出結(jié)論:根據(jù)實驗觀察的現(xiàn)象和記錄的數(shù)據(jù),通過分析、計算、圖表、推理等處理,得出正確的結(jié)論。

3、評價確定最佳實驗方案⑴優(yōu)化思路

實驗設(shè)計就是要求學(xué)生利用化學(xué)知識,設(shè)計實驗完成預(yù)期目的。設(shè)計時一定要有目的性,設(shè)計周密、可行、優(yōu)化的方案。

例如:如何以還原性鐵粉為原料制備Fe(OH)2,并觀察它在空氣中的氧化過程。

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應(yīng)分為三步:

⑴FeFe2+②Fe2(SO4)3①直接滴加①H2SO4

⑵Fe2+Fe(OH)2②長導(dǎo)管伸入①加熱

⑶Fe(OH)2Fe(OH)3②傾斜

在⑴中,用②比①好,因過量鐵防止Fe2被氧化;因⑵中,應(yīng)減少O2存在對Fe(OH)2生成的影響,最佳方案用剛好生成的FeSO4與NaOH反應(yīng),NaOH溶液應(yīng)煮沸,且用長滴管伸入FeSO4溶液中。在⑶中應(yīng)把試管傾斜使之與O2接觸。反應(yīng)環(huán)境的選擇對設(shè)計也有影響。⑵優(yōu)化藥品

在均能達到實驗?zāi)康牡那疤嵯拢紤]用價格便宜的原料,提高經(jīng)濟效益。如MgCl2中含有FeCl2,如何除去?現(xiàn)提供信息如下:

漂液(含NaClO)試劑25.2%價格450(元/噸)

前兩者可除去Fe2,考慮價格應(yīng)選用漂液。其次要考慮所加藥品不能引進新的雜質(zhì),否則也不能達到實

雙氧水(30%)2400NaOH210Na2CO3600鹵塊(MgCl230%)3100驗?zāi)康囊。⑶?yōu)化裝置

在設(shè)計裝置中,要求儀器簡單、操作方便、安全合理,突破思維定勢,開發(fā)儀器功能。如洗氣瓶的多種用途,組裝一套簡單的啟普發(fā)生器等,需要學(xué)生在不違背儀器使用方法的前提下,大膽動腦,合理拓展思維,使實驗設(shè)計方案在現(xiàn)有儀器前提下能得以實現(xiàn)。⑷優(yōu)化實驗順序

①儀器的安裝順序:先豎向:從下至上;后橫向:從左至右

②裝置圖的連接:整套裝置大體的連接順序是:制取→除雜→干燥→主體實驗→尾氣處理。而就單個裝置的連接要注意:“五進五出”:氣體的流向通常是左進右出;洗氣瓶作洗氣用時長(管)進短(管)出;洗氣瓶作量氣(制出的氣體從洗氣瓶中把壓到量筒中)用時短(管)進長(管)出;干燥管干燥氣體粗(端)進細(xì)(端)出;冷凝管用的水下進上出(逆流原理)。

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③氣體的干燥順序:需收集的氣體,經(jīng)過系列洗氣除雜后再干燥、收集,不能干燥后又洗氣。需要某氣體進行加熱反應(yīng)(如CO、H2與CuO、Fe2O3的反應(yīng))時,先干燥再反應(yīng)。

④加熱的先后順序:同一實驗中有幾處需要加熱時,通常先加熱制氣裝置,待產(chǎn)生的氣體把系統(tǒng)內(nèi)的空氣排凈后再加熱反應(yīng)的部分。停止加熱時,先停反應(yīng)的部分再停制氣的部分,使產(chǎn)生的氣體繼續(xù)通一會兒使生成物冷卻,防止又被氧化(如CO還原Fe2O3的實驗)

⑤操作的一般順序:程序設(shè)計→連接儀器→檢查氣密性→裝入藥品→實驗及現(xiàn)象觀察→裝置拆除→儀器清洗。

⑸優(yōu)化實驗安全措施

為使實驗安全可靠,要注意以下幾個問題。①

有毒氣體的尾氣必須處理。通常將H2S、SO2、Cl2、HCl、NO2等用水或NaOH溶液吸改,將

CO點燃燒掉。②③

易燃?xì)怏w如H2、CO、CH4、C2H4、C2H2等點燃這前必須要驗純。

用H2、CO還原CuO、Fe2O3等實驗,應(yīng)先通氣,等體系內(nèi)的空氣排凈后再加熱,若先加熱后

通氣可能會發(fā)生爆炸事故。④

加熱制取的氣體用排氣法收集完畢,應(yīng)先將導(dǎo)氣管移出水面,再熄滅酒精燈,防止水倒吸入熱

試管而使試管破裂。

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第四部分化學(xué)實驗

(一)化學(xué)實驗常用儀器1、可加熱的儀器

⑴可直接加熱的儀器。試管、坩堝、蒸發(fā)皿、石棉網(wǎng)、燃燒匙、玻璃棒、鉑絲。

⑵可間接加熱(加墊石棉網(wǎng)加熱、水浴加熱等),但不能直接的儀器。燒杯、圓底燒瓶、平底燒瓶、蒸餾燒瓶、錐形瓶。2、用于計量的儀器⑴測量物質(zhì)質(zhì)量的儀器

A、粗測托盤天平(有砝碼、鑷子與之配套)。

B、精測分析天平、電子天平(中學(xué)化學(xué)實驗不作要求)。⑵測量液體體積的儀器A、粗測量筒、量杯

B、精測滴定管(分酸式和堿式)、容量瓶(限用于配制一定體積濃度準(zhǔn)確的溶液中)、移液管。

⑶用于物質(zhì)分離的主要玻璃儀器⑴分液分液漏斗、燒杯

⑵過濾過濾漏斗、濾紙、玻璃棒、燒杯

⑶液體蒸發(fā)蒸發(fā)皿(有玻璃質(zhì)的,也有瓷質(zhì)的)、玻璃棒、蒸餾燒瓶(必要時要配備溫度計、冷凝管、牛角管)、酒精燈4、物質(zhì)儲存儀器

⑴儲存氣體集氣瓶、儲氣瓶

⑵儲存固體廣口試劑瓶,它又分為:無色玻璃瓶和棕色玻璃瓶;磨砂玻璃塞瓶和絲扣塑料塞瓶;塑料瓶;水槽。(二)儀器的裝配和拆卸

裝配儀器時,首先要根據(jù)儀器裝置圖,選擇合適的儀器和附件,然后進行儀器和附件的連接和全套儀器的總裝配。操作規(guī)律為:1、“先后”規(guī)律

⑴“先下后上”:如制Cl2的發(fā)生裝置組裝順序是:放鐵架臺→擺酒精燈→固定鐵圈→放石棉網(wǎng)→固定圓底燒瓶。

⑵“先左后上”:如制Cl2:發(fā)生裝置→洗氣裝置→干燥裝置→收集裝置→尾氣處理裝置。⑶“先塞后定”:當(dāng)被固定儀器上連有塞子時,應(yīng)先塞好塞子,再行固定。

⑷“先固后液”:當(dāng)反應(yīng)物既有固體又有液體時,應(yīng)向反應(yīng)器中先加入固體,后加入液體。⑸“先查后裝”:先檢查氣密性,后裝入藥品和固定裝置。⑹“先吸后干”:先將氣體通過溶液吸收非水雜質(zhì),再行干燥。⑺“先組后燃”:先組裝好整套裝置并加入試劑,再點燃酒精燈。⑻“先撤后滅”:實驗完畢后,應(yīng)先從水中撤出導(dǎo)管,后熄滅酒精燈。

⑼“先燃后滅”:有多個酒精燈的實驗,開始應(yīng)先點燃制氣裝置中的酒精燈,后點燃其他裝置中的酒精燈,如用CO還原Fe2O3,應(yīng)先點燃制CO的酒精燈,后點燃燃燒CO的酒精燈,再點燃熱還原裝置中的酒精燈,實驗完畢后,應(yīng)相反。

⑽“先通氫、后點燈、先滅燈、后停氫”:即用H2還原CuO的操作順序。2、“進出”規(guī)律

⑴“長進短出”:洗氣瓶的安裝。(或“深入淺出”)⑵“短進長出”:量氣瓶的安裝

⑶“粗進細(xì)出”:球形干燥管干燥氣體時的安裝。⑷“低進高出”:冷凝管中水流方向3、性質(zhì)實驗和制備實驗中操作順序

⑴做Fe絲(在O2中)、Cu絲(在Cl2中)、Mg(在CO2中)等燃燒實驗時,應(yīng)先在集氣瓶中鋪一層薄細(xì)沙或加入少量水,以防熔物炸裂瓶底。⑵制備膠體:如Fe(OH)3溶膠(沸水)酸中加入水玻璃。

⑶苯的硝化,先加入濃硝酸,再加濃硫酸,冷卻,滴入苯。

⑷配銀氨溶液:向AgNO3溶液中滴入稀氨水,產(chǎn)生白色沉淀后繼續(xù)加氨水到沉淀剛好消失。(三)物質(zhì)的分離與提純1、物質(zhì)的分離與提純的含義

物質(zhì)的分離是指將混合物中的物質(zhì)一一分開;物質(zhì)的提純是指將物質(zhì)中的其他物質(zhì)(也叫雜質(zhì))除去,得到較為純凈的物質(zhì)。

物質(zhì)的提純和分離應(yīng)遵循以下幾點:被提純或分離物物質(zhì),最終不能再引入新的雜質(zhì)(即除雜不加雜);盡量不減少被提純和分離的物質(zhì);采用的方法應(yīng)盡量使被提純和分離的物質(zhì)跟其

滴入FeCl3飽和溶液加熱至沸;制硅酸溶膠應(yīng)向過量鹽

他物質(zhì)易分離開;如果在分離操作中,被分離的物質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)槠渌镔|(zhì),應(yīng)采用適當(dāng)方法將其恢復(fù)為原物質(zhì),可記作:不增;不減;易分;復(fù)原。2、物質(zhì)的分離與提純的常用方法。⑴過濾法

液體中混有不溶性固體物質(zhì)時使用,要點:一角、二低、三接觸。⑵蒸發(fā)法

將溶液中的溶劑蒸發(fā)掉,得到溶質(zhì)的分離方法⑶結(jié)晶法

根據(jù)兩種可溶性固體物質(zhì)在同一溶劑中,其溶解度受溫度影響大小的不同,將溶液蒸發(fā)溶劑或使高溫飽和溶液降溫得到一種晶體的方法,例如,分離NaCl和KNO3的混合物,結(jié)晶之后還要過濾。⑷萃取和分液法

分液是把兩種不相混溶的液體分開的操作,使用的主要儀器是分液漏斗

萃取是利用溶質(zhì)在互不相溶的溶劑里溶解度的不同,用一種溶劑把溶質(zhì)從它與另一溶劑組成的溶液里提取出來的方法,應(yīng)注意,萃取劑跟另一種溶劑的密度應(yīng)相差較大且互不相溶,以利于靜置時分層。⑸蒸餾法

把沸點不同的幾種液體物質(zhì)的混合物,通過控制溫度加熱再冷凝,先后得到一種或幾種較純凈的物質(zhì)的方法叫蒸餾,能先后得到幾種分離產(chǎn)物的蒸餾又叫分餾,例如,石油的分餾。⑹滲析法

把混有離子或小分子雜質(zhì)的膠體溶液裝入半透膜的袋里,并把這個袋放在溶劑中,從而使離子或小分子從膠體溶液里分離出來的操作叫滲析。⑺升華法

固體混合物中有某種物質(zhì)具有升華特性時,可用加熱升華再凝華的方法加以分離,如NaCl中混有I2,就可用升華法分離。⑻洗氣瓶內(nèi)除雜法

此方法適應(yīng)于氣體的除雜,如將不干燥的H2通過洗氣瓶中的濃H2SO4可除去H2O蒸氣,將SO2、CO2的混合氣體通過洗氣瓶中的NaHCO3溶液可除去SO2等等,常用的洗氣瓶為自制簡易洗氣瓶。

⑼干燥管內(nèi)的除雜法

此方法適用于氣體的除雜,如將不干燥的CH4通過干燥管中的堿石灰可使CH4干燥,將CO2、O2的混合氣體通過干燥管中的Na2O2可除去CO2等等。⑽直接加熱法

混合物中混有熱穩(wěn)定性差的物質(zhì)時,可直接加熱,使熱穩(wěn)定性差的物質(zhì)分解而分離出去,有時受熱后轉(zhuǎn)變?yōu)楸惶峒兾镔|(zhì)。例:食鹽中混有氯化銨,氯化鉀中混有氯酸鉀,純堿中混有小蘇打等。

⑾高溫管內(nèi)轉(zhuǎn)化法

該方法適合于氣體的除雜,如將N2、O2的混和氣體通過高溫管中的Cu網(wǎng)時,可除去O2。⑿酸化法

即使雜質(zhì)與酸反應(yīng)而轉(zhuǎn)化為非雜質(zhì)成分或轉(zhuǎn)化為易揮發(fā)的氣體而除雜的方法。如向Na2CO3與NaHCO3的混合溶液中通入過量的CO2氣體,可使Na2CO3轉(zhuǎn)化為NaHCO3。(四)化學(xué)實驗設(shè)計與評價1、化學(xué)實驗方案設(shè)計的基本要求

⑴科學(xué)性:所謂科學(xué)性是指實驗原理、實驗操作程序和方法必須正確。例如,鑒別Na2SO4和NaI,在試劑的選擇上就不宜選用HNO3等具有氧化性的酸。在操作程序的設(shè)計上,應(yīng)取少量固體先溶解,然后再取少量配成的溶液并再加入試劑,而不能將樣品全部溶解或在溶解后的全部溶液中加入試劑。

⑵安全性:實驗設(shè)計應(yīng)盡量避免使用有毒藥品和進行具有一定危險性的實驗操作。⑶可行性:實驗設(shè)計應(yīng)切實可行,所選用的化學(xué)藥品、儀器、設(shè)備和方法等在中學(xué)現(xiàn)有的實驗條件下能夠得到滿足。

⑷簡約性:實驗設(shè)計應(yīng)盡可能簡單易行,應(yīng)采用簡單的實驗裝置,用較少的實驗步驟和實驗藥品,并能在較短的時間內(nèi)完成實驗。2、化學(xué)實驗設(shè)計的基本思路

⑴明確目的的原理:首先必須認(rèn)真審題,明確實驗的目的要求,弄清題目有哪些新的信息,綜合已學(xué)過的知識,通過類比、遷移、分析,從而明確實驗原理。

⑵選擇儀器藥品:根據(jù)實驗的目的和原理以及反應(yīng)物和生成物的性質(zhì)、反應(yīng)條件,如反應(yīng)和生成物的狀態(tài)、能否腐蝕儀器和橡皮、反應(yīng)是否加熱及溫度是否控制在一定范圍等,從而選擇合理的化學(xué)儀器和藥品。

⑶設(shè)計裝置步驟:根據(jù)上述實驗?zāi)康暮驮恚约八x用的實驗儀器和藥品,設(shè)計出合理的實驗裝置和實驗操作步驟,學(xué)生應(yīng)具備識別和繪制典型的實驗儀器裝置圖的能力,實驗步

驟應(yīng)完整而又簡明。

⑷記錄現(xiàn)象數(shù)據(jù):根據(jù)觀察,全面準(zhǔn)確地記錄實驗過程中的現(xiàn)象和數(shù)據(jù)。

⑸分析得出結(jié)論:根據(jù)實驗觀察的現(xiàn)象和記錄的數(shù)據(jù),通過分析、計算、圖表、推理等處理,得出正確的結(jié)論。

3、評價確定最佳實驗方案⑴優(yōu)化思路

實驗設(shè)計就是要求學(xué)生利用化學(xué)知識,設(shè)計實驗完成預(yù)期目的。設(shè)計時一定要有目的性,設(shè)計周密、可行、優(yōu)化的方案。

例如:如何以還原性鐵粉為原料制備Fe(OH)2,并觀察它在空氣中的氧化過程。應(yīng)分為三步:

⑴FeFe2+②Fe2(SO4)3①直接滴加①H2SO4

⑵Fe2+Fe(OH)2②長導(dǎo)管伸入①加熱

⑶Fe(OH)2Fe(OH)3②傾斜

在⑴中,用②比①好,因過量鐵防止Fe2+被氧化;因⑵中,應(yīng)減少O2存在對Fe(OH)2生成的影響,最佳方案用剛好生成的FeSO4與NaOH反應(yīng),NaOH溶液應(yīng)煮沸,且用長滴管伸入FeSO4溶液中。在⑶中應(yīng)把試管傾斜使之與O2接觸。反應(yīng)環(huán)境的選擇對設(shè)計也有影響。⑵優(yōu)化藥品

在均能達到實驗?zāi)康牡那疤嵯拢紤]用價格便宜的原料,提高經(jīng)濟效益。如MgCl2中含有FeCl2,如何除去?現(xiàn)提供信息如下:

漂液(含NaClO)試劑25.2%價格(元/噸)

前兩者可除去Fe,考慮價格應(yīng)選用漂液。其次要考慮所加藥品不能引進新的雜質(zhì),否則也

2+

雙氧水(30%)NaOH2100Na2CO3鹵塊(MgCl230%)45024006003

不能達到實驗?zāi)康囊蟆"莾?yōu)化裝置

在設(shè)計裝置中,要求儀器簡單、操作方便、安全合理,突破思維定勢,開發(fā)儀器功能。如洗氣瓶的多種用途,組裝一套簡單的啟普發(fā)生器等,需要學(xué)生在不違背儀器使用方法的前提下,大膽動腦,合理拓展思維,使實驗設(shè)計方案在現(xiàn)有儀器前提下能得以實現(xiàn)。⑷優(yōu)化實驗順序

①儀器的安裝順序:先豎向:從下至上;后橫向:從左至右

②裝置圖的連接:整套裝置大體的連接順序是:制取→除雜→干燥→主體實驗→尾氣處理。而就單個裝置的連接要注意:“五進五出”:氣體的流向通常是左進右出;洗氣瓶作洗氣用時長(管)進短(管)出;洗氣瓶作量氣(制出的氣體從洗氣瓶中把壓到量筒中)用時短(管)進長(管)出;干燥管干燥氣體粗(端)進細(xì)(端)出;冷凝管用的水下進上出(逆流原理)。③氣體的干燥順序:需收集的氣體,經(jīng)過系列洗氣除雜后再干燥、收集,不能干燥后又洗氣。需要某氣體進行加熱反應(yīng)(如CO、H2與CuO、Fe2O3的反應(yīng))時,先干燥再反應(yīng)。

④加熱的先后順序:同一實驗中有幾處需要加熱時,通常先加熱制氣裝置,待產(chǎn)生的氣體把系統(tǒng)內(nèi)的空氣排凈后再加熱反應(yīng)的部分。停止加熱時,先停反應(yīng)的部分再停制氣的部分,使產(chǎn)生的氣體繼續(xù)通一會兒使生成物冷卻,防止又被氧化(如CO還原Fe2O3的實驗)⑤操作的一般順序:程序設(shè)計→連接儀器→檢查氣密性→裝入藥品→實驗及現(xiàn)象觀察→裝置拆除→儀器清洗。⑸優(yōu)化實驗安全措施

為使實驗安全可靠,要注意以下幾個問題。①

有毒氣體的尾氣必須處理。通常將H2S、SO2、Cl2、HCl、NO2等用水或NaOH溶液

吸改,將CO點燃燒掉。②③

易燃?xì)怏w如H2、CO、CH4、C2H4、C2H2等點燃這前必須要驗純。

用H2、CO還原CuO、Fe2O3等實驗,應(yīng)先通氣,等體系內(nèi)的空氣排凈后再加熱,

若先加熱后通氣可能會發(fā)生爆炸事故。④

加熱制取的氣體用排氣法收集完畢,應(yīng)先將導(dǎo)氣管移出水面,再熄滅酒精燈,防

止水倒吸入熱試管而使試管破裂。

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