化学高考必备练习全套113--化学实验的探究与评价.pptx
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1、1.能够设计、评价或改进实验方案。能够设计、评价或改进实验方案。2了解控制实验条件的方法。了解控制实验条件的方法。3会分析或处理实验数据、得出合理结论。会分析或处理实验数据、得出合理结论。4能够绘制和识别典型的实验仪器装置图。能够绘制和识别典型的实验仪器装置图。第三节第三节 化学实验的探究与评价化学实验的探究与评价1实验方案设计的一般原则实验方案设计的一般原则一一个个相相对对完完整整的的化化学学实实验验方方案案一一般般包包括括下下述述内内容容:(1);(2);(3);(4)(仪仪器器、药药品品及及规规格格);(5)(包包括括实实验验仪仪器器的的装装配配和和操操作作);(6)实实验验现现象象和和
2、记记录录及及结结果果处理;处理;(7)问题和讨论。问题和讨论。实验名称实验名称实验目的实验目的实验反应物质实验反应物质实验用品实验用品实验步骤实验步骤实验方案的设计原则是方法简便、现象明显、操作易行安全,对于定量实验还要考实验方案的设计原则是方法简便、现象明显、操作易行安全,对于定量实验还要考虑系统误差要求。确定了实验所选用的方法和反应物质后,就要考虑选择用什么实虑系统误差要求。确定了实验所选用的方法和反应物质后,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是由多个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是由多个基本实验装置相互连
3、接而成的,如有关气体的制取和性质实验一般分为气体的发生基本实验装置相互连接而成的,如有关气体的制取和性质实验一般分为气体的发生装置装置(或气体反应装置或气体反应装置)、气体的净化装置、气体的收集装置、尾气的吸收装置等部、气体的净化装置、气体的收集装置、尾气的吸收装置等部分,要熟悉各基本装置的功能,并注意各基本装置连接顺序的合理性。分,要熟悉各基本装置的功能,并注意各基本装置连接顺序的合理性。2实验设计的步骤实验设计的步骤(1)明确目的、反应物质明确目的、反应物质首首先先必必须须认认真真审审题题,明明确确实实验验的的目目的的要要求求,弄弄清清题题目目有有哪哪些些新新的的信信息息,综综合合已已学过
4、的知识,通过类比、迁移、分析,从而明确实验反应物质。学过的知识,通过类比、迁移、分析,从而明确实验反应物质。(2)选择仪器、药品选择仪器、药品根根据据实实验验的的目目的的和和反反应应物物质质,以以及及反反应应物物和和生生成成物物的的性性质质、反反应应条条件件,如如反反应应物物和和生生成成物物的的状状态态,能能否否腐腐蚀蚀仪仪器器、反反应应是是否否加加热热及及温温度度是是否否控控制制在在一一定定的的范范围等,从而选择合理的化学仪器和药品。围等,从而选择合理的化学仪器和药品。(3)设计装置、步骤设计装置、步骤根根据据实实验验目目的的和和反反应应物物质质,以以及及所所选选用用的的仪仪器器和和药药品品
5、,设设计计出出合合理理的的实实验验装装置置和和实实验验操操作作步步骤骤。学学生生应应具具备备识识别别和和绘绘制制典典型型的的实实验验仪仪器器装装置置图图的的能能力力,实实验验步步骤骤应应完完整而又简明。整而又简明。(4)记录现象、数据记录现象、数据根据观察,全面而准确地记录实验过程中的现象和数据。根据观察,全面而准确地记录实验过程中的现象和数据。(5)分析得出结论分析得出结论根根据据观观察察到到的的实实验验现现象象和和记记录录的的数数据据,通通过过分分析析、计计算算、图图表表、推推理理等等处处理理,得得出出正确的结论。正确的结论。延伸:实验设计的注意事项延伸:实验设计的注意事项(1)药药品和装
6、置是部分或刚好给出,还是有剩余品和装置是部分或刚好给出,还是有剩余若若药药品品和和装装置置只只部部分分给给出出,则则应应需需要要作作必必要要的的补补充充,若若有有剩剩余余,则则应应进进行行筛筛选选和和淘汰。淘汰。(2)题目条件有无特殊要求题目条件有无特殊要求如如采采用用最最简简单单或或最最合合理理的的实实验验步步骤骤,这这些些要要求求对对我我们们考考虑虑反反应应反反应应物物质质,选选择择药药品和装置,确定操作步骤都作了限定,必须高度重视。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
7、容易被忽略。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)药品的规格药品的规格有有些些题题目目要要求求指指出出药药品品的的名名称称,这这类类问问题题学学生生最最难难答答准准确确,如如有有些些药药品品的的准准确确描描述述为为:硫硫酸酸铜铜粉粉末末、澄澄清清石石灰灰水水、酸酸性性高高锰锰酸酸钾钾溶溶液液、浓浓硫硫酸酸、饱饱和和NaHCO3溶溶液液、NaOH溶液等。此外也应注意某些仪器的规格。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会画简单的实验装置图基于评分客观公正性难以把握,近年高考题很少出现此类题目。基于评分客观公正性难以把握,近年高考题很
8、少出现此类题目。1思考问题的顺序思考问题的顺序(1)围围绕绕主主要要问问题题思思考考。如如选选择择适适当当的的实实验验路路线线、方方法法,所所用用药药品品、仪仪器器简简单单易易得,实验过程快速、安全、实验现象明显。得,实验过程快速、安全、实验现象明显。(2)思思考考有有关关物物质质的的制制备备、净净化化、吸吸收收和和存存放放等等有有关关问问题题。如如制制取取在在空空气气中中易易水水解解的的物物质质(如如Al2S3、AlCl3、Mg3N2等等)及及易易受受潮潮的的物物质质时时,往往往往在在装装置置末末端端再再接接一个干燥装置,以防止空气中的水蒸气进入。一个干燥装置,以防止空气中的水蒸气进入。(3
9、)思思考考实实验验的的种种类类及及如如何何合合理理的的组组装装仪仪器器,并并将将实实验验与与课课本本实实验验比比较较。如如涉涉及及气气体体的的制制取取和和处处理理,对对这这类类实实验验的的操操作作程程序序及及装装置置的的连连接接顺顺序序大大体体可可概概括括为为:发生发生除杂质除杂质除杂质除杂质干燥干燥主体实验主体实验尾气处理。尾气处理。2仪器连接的顺序仪器连接的顺序(1)所所用仪器是否恰当,所给仪器是全用还是选用用仪器是否恰当,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
10、)安装顺序是否合理。如气体净化装置中不应干燥后,又经水溶液洗气安装顺序是否合理。如气体净化装置中不应干燥后,又经水溶液洗气。(4)仪仪器器间间连连接接顺顺序序是是否否正正确确。如如洗洗气气时时“气气管管长长,气气管管短短”;干干燥燥管管除除杂杂质质时时“口进口进,口出口出”等。等。大大小小进进出出3实验操作的顺序实验操作的顺序(1)连连接接仪仪器器。按按气气体体发发生生 除除杂杂质质除除杂杂质质干干燥燥主主体体实实验验尾尾气气处处理理顺顺序序连接好实验仪器连接好实验仪器。(2)检检查查气气密密性性。在在整整套套仪仪器器连连接接完完毕毕后后,应应先先检检查查装装置置的的气气密密性性,然然后后装装
11、入入药药品品。检查气密性的方法要依装置而定。检查气密性的方法要依装置而定。(3)装药品,进行实验操作装药品,进行实验操作。对对给给出出的的实实验验方方案案作作出出选选择择、评评价价或或找找出出最最佳佳方方案案,包包含含的的知知识识点点很很多多,能能考考查学生分析问题和解决问题的能力。查学生分析问题和解决问题的能力。1选择选择包包括括仪仪器器的的选选择择、药药品品的的选选择择、连连接接方方式式的的选选择择等等。仪仪器器的的选选择择,包包括括发发生生装装置置(几几种种基基本本类类型型)、净净化化装装置置(除除杂杂质质的的试试剂剂与与顺顺序序)、反反应应装装置置、收收集集装装置置、尾尾气气处处理理装
12、装置置等等;药药品品的的选选择择,包包括括种种类类、浓浓度度、物物质质状状态态等等;连连接接方方式式的的选选择择,包括仪器的先后顺序、导管接口的连接等。包括仪器的先后顺序、导管接口的连接等。2评价评价对对几几个个实实验验方方案案的的正正确确与与错错误误、严严密密与与不不严严密密、准准确确与与不不准准确确作作出出判判断断。要要考考虑是否合理、有无干扰现象、经济上是否合算和对环境有无污染等。虑是否合理、有无干扰现象、经济上是否合算和对环境有无污染等。升华:实验最佳方案的选用升华:实验最佳方案的选用几几个个实实验验方方案案都都能能达达到到目目的的,选选出出其其中中最最佳佳的的一一个个并并分分析析各各
13、方方案案的的优优劣劣。所所谓谓最最佳佳,无无非非是是装装置置最最简简单单、药药品品容容易易取取得得且且价价格格低低廉廉、原原料料利利用用率率高高、现现象象明明显、无干扰物质以及无污染安全等。显、无干扰物质以及无污染安全等。1气体的发生装置气体的发生装置固固固固 气气固液固液 气气固固(或液或液)液液 气气如:如:O2、NH3如:如:CO2、H2、SO2如如Cl2、C2H42.气体的净化气体的净化(除杂除杂)选选择择除除杂杂试试剂剂的的依依据据:主主体体气气体体和和杂杂质质气气体体性性质质的的差差异异,如如溶溶解解性性、熔熔沸沸点点、酸碱性、氧化性、还原性、燃烧性等。酸碱性、氧化性、还原性、燃烧
14、性等。气气体体除除杂杂的的四四条条原原则则:不不损损失失主主体体气气体体;不不引引入入新新的的杂杂质质气气体体;在在密密闭闭装置内进行;装置内进行;先除易除的气体。先除易除的气体。除杂装置:洗气瓶、干燥管、除杂装置:洗气瓶、干燥管、U形管、硬质玻璃管等。形管、硬质玻璃管等。3气体的干燥气体的干燥(除水除水)(1)干燥的原则干燥的原则干燥剂只能吸收气体中含有的水分而不能与气体发生反应。干燥剂只能吸收气体中含有的水分而不能与气体发生反应。注:注:H2、CO、SO2虽具有还原性,但可用浓虽具有还原性,但可用浓H2SO4干燥。干燥。(2)常用干燥装置及干燥剂的选用常用干燥装置及干燥剂的选用常用干燥装置
15、常用干燥装置洗气瓶洗气瓶干燥管干燥管(或或U形管形管)常用干燥剂常用干燥剂浓硫酸浓硫酸(酸性、强氧酸性、强氧化性化性)无水氯化钙无水氯化钙(中性中性)碱石灰碱石灰(碱性碱性)不可干燥的气体不可干燥的气体NH3、HBr、HI等等NH3Cl2、SO2、CO2、NO2、HBr等等4.气体的收集气体的收集(1)密密度度比比空空气气大大的的气气体体可可用用向向上上排排空空气气法法(显显然然集集气气瓶瓶或或集集气气管管的的口口应应向向上上)收收集集。导气管应。导气管应“长进短出长进短出”。密度比空气小的气体则用向下排空气法收集。密度比空气小的气体则用向下排空气法收集。(2)易溶于水或与水反应的气体,如易溶
16、于水或与水反应的气体,如NH3、HCl、NO2等,只能用排空气法收集。等,只能用排空气法收集。(3)常常温温下下与与O2反反应应的的气气体体(如如NO),密密度度跟跟空空气气相相近近的的气气体体(如如N2、CO、C2H4等等),都不能用排空气法收集。,都不能用排空气法收集。(4)能能溶溶于于水水但但溶溶解解度度不不大大的的气气体体,可可以以用用排排某某种种饱饱和和溶溶液液的的方方法法收收集集。如如:排排饱和饱和NaCl溶液收集溶液收集Cl2。5排水量气装置:测量气体的体积。排水量气装置:测量气体的体积。6尾气处理装置尾气处理装置【例例1】下下列列各各组组气气体体中中其其制制备备装装置置、收收集
17、集装装置置和和收收集集方方法法均均相相同同,且且都都可可用用浓浓H2SO4干燥的是干燥的是()ASO2和和H2S BCH4和和NH3 CCH4和和O2 DCO2和和H2解解析析:A、B项项中中的的H2S、NH3不不能能用用浓浓H2SO4干干燥燥;D项项,CO2用用向向上上排排空空气气法法收集,收集,H2用向下排空气法收集。用向下排空气法收集。答案答案:C1判断物质在不同溶剂中的溶解性时,有一条经验规则:判断物质在不同溶剂中的溶解性时,有一条经验规则:“极性分子组成的溶剂易极性分子组成的溶剂易于溶解极性分子组成的溶质;非极性分子组成的溶剂易于溶解非极性分子组成的于溶解极性分子组成的溶质;非极性分
18、子组成的溶剂易于溶解非极性分子组成的溶质。溶质。”下列装置中,不适宜用做下列装置中,不适宜用做NH3气体尾气吸收的是气体尾气吸收的是()解解析析:A、D的的吸吸收收反反应应物物质质是是一一样样的的,由由于于NH3气气不不溶溶于于B中中四四氯氯化化碳碳,所所以以吸收安全。吸收安全。答案答案:C1仪仪器器接接口口的的连连接接:总总体体上上遵遵循循装装置置的的排排列列顺顺序序,但但对对于于吸吸收收装装置置应应“长长”进进“短短”出出(或或“深深”入入“浅浅”出出);量量气气装装置置应应“短短”进进“长长”出出;洗洗气气装装置置应应“长长”进进“短短”出;干燥管应出;干燥管应“大大”进进“小小”出。出
19、。气气密密性性检检验验气气密密性性检检验验装装固固体体药药品品加加液液体体药药品品开开始始实实验验(按按程程序序)拆拆卸卸仪器仪器其他处理等其他处理等3检验气体的纯度。检验气体的纯度。点点燃或加热通有可燃性气体燃或加热通有可燃性气体(H2、CO、CH4、C2H2等等)的装置前,的装置前,必须检验气体的纯度。例如用必须检验气体的纯度。例如用H2、CO等气体还原金属氧化物时,需要加热金属氧等气体还原金属氧化物时,需要加热金属氧化物,在操作中,不能先加热,后通气,应当先通入气体,将装置内的空气排出,化物,在操作中,不能先加热,后通气,应当先通入气体,将装置内的空气排出,检验气体是否纯净检验气体是否纯
20、净(验纯验纯),待气体纯净后,再点燃酒精灯加热金属氧化物。,待气体纯净后,再点燃酒精灯加热金属氧化物。4加热操作先后顺序的选择。加热操作先后顺序的选择。若气体产生需加热,应先用酒精灯加热产生气体的若气体产生需加热,应先用酒精灯加热产生气体的装置,等产生气体后,再给实验需要加热的固体物质加热,目的是:一则防止爆装置,等产生气体后,再给实验需要加热的固体物质加热,目的是:一则防止爆炸炸(如氢气还原氧化铜如氢气还原氧化铜);二则保证产品纯度,防止反应物或生成物与空气中的其他;二则保证产品纯度,防止反应物或生成物与空气中的其他物质反应。例如用浓硫酸和甲酸共热产生物质反应。例如用浓硫酸和甲酸共热产生CO
21、,再用,再用CO还原还原Fe2O3,实验时应首先,实验时应首先点燃产生点燃产生CO装置的酒精灯,生成的装置的酒精灯,生成的CO赶走空气后,再点燃加热赶走空气后,再点燃加热Fe2O3的酒精灯,的酒精灯,而熄灭酒精灯的顺序则相反,原因是:在还原性气体中冷却而熄灭酒精灯的顺序则相反,原因是:在还原性气体中冷却Fe,可防止灼热的,可防止灼热的Fe再被空气中的再被空气中的O2氧化,并防止石灰水倒吸。氧化,并防止石灰水倒吸。5冷冷凝凝回回流流问问题题。有有的的易易挥挥发发的的液液体体反反应应物物,为为了了避避免免反反应应物物损损耗耗和和充充分分利利用用原原料,要在发生装置中设计冷凝回流装置或在发生装置中安
22、装长玻璃管等。料,要在发生装置中设计冷凝回流装置或在发生装置中安装长玻璃管等。6防防吸吸水水问问题题。如如果果实实验验室室取取用用或或制制取取易易吸吸水水、潮潮解解、水水解解的的物物质质,要要采采取取必必要要的措施防止其吸水,以保证达到实验目的。的措施防止其吸水,以保证达到实验目的。7防倒吸问题。防倒吸问题。实实验过程用到加热操作的要防倒吸;气体易溶于水的要防倒吸。验过程用到加热操作的要防倒吸;气体易溶于水的要防倒吸。8具具有有特特殊殊作作用用的的实实验验改改进进装装置置。如如为为防防止止分分液液漏漏斗斗中中的的液液体体不不能能顺顺利利流流出出,用用橡橡皮皮管管连连接接成成连连通通装装置置;为
23、为防防止止气气体体从从长长颈颈漏漏斗斗中中逸逸出出,可可在在发发生生装装置置中中的的漏漏斗末端套一支小试管等。斗末端套一支小试管等。9拆卸时的安全性和科学性。拆卸时的安全性和科学性。实实验仪器的拆卸要注意安全性和科学性,有些实验为验仪器的拆卸要注意安全性和科学性,有些实验为防止防止“爆炸爆炸”或或“氧化氧化”,应考虑停止加热或停止通气,如对有尾气吸收装置的,应考虑停止加热或停止通气,如对有尾气吸收装置的实验,必须将尾气导管提出液面后才能熄灭酒精灯,以免造成溶液倒吸;用氢气实验,必须将尾气导管提出液面后才能熄灭酒精灯,以免造成溶液倒吸;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
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