化学实验复习（四）化学实验复习（四） 实验方案的设计实验方案的设计制备实验方案的设计制备实验方案的设计性质实验方案的设计性质实验方案的设计物质检验实验方案的设计物质检验实验方案的设计团风中学高三化学备课组团风中学高三化学备课组考试说明要求的实验能力考试说明要求的实验能力v1用用正正确确的的化化学学实实验验基基本本操操作作，完完成成规规定定的的“学生实验学生实验”的能力的能力v2观察记录实验现象，分析实验结果和处理实观察记录实验现象，分析实验结果和处理实验数据，得出正确结论的能力验数据，得出正确结论的能力v3初步处理实验过程中的有关安全问题的能力初步处理实验过程中的有关安全问题的能力v4能识别和绘制典型的实验仪器装置图的能力能识别和绘制典型的实验仪器装置图的能力v5根据实验试题的要求，设计简单实验方案的根据实验试题的要求，设计简单实验方案的能力。能力。包括：某个实验操作顺序的设计，确认包括：某个实验操作顺序的设计，确认某混合物组分实验的设计，验证化学原理的设某混合物组分实验的设计，验证化学原理的设计，测定物质纯度的设计。计，测定物质纯度的设计。高考命题走向高考命题走向v实验题在命题方法上趋向于实验题在命题方法上趋向于v重视动手能力、安全操作以及重视动手能力、安全操作以及v设计、评价和改进实验的能力设计、评价和改进实验的能力v设计一个实验，你首先从设计一个实验，你首先从 入手入手？ A A实验目的实验目的 B. B. 实验原理实验原理 C. C. 实验步骤实验步骤 D. D. 实验装置实验装置A综合实验方案设计的一般方法综合实验方案设计的一般方法1.明确实验目的、要求明确实验目的、要求2.构思实验方法、步骤构思实验方法、步骤3.选择实验仪器、药品选择实验仪器、药品4.观察现象、记录数据观察现象、记录数据5.分析、得出结论分析、得出结论一、性质实验方案设计v1、设计实验室制备设计实验室制备硫酸亚铁硫酸亚铁的方案的方案制备硫酸亚铁的实验步骤如下：v在在烧杯中到入烧杯中到入40ml稀硫酸，加入足量废铁屑，以使稀稀硫酸，加入足量废铁屑，以使稀硫酸浸没所有铁屑为度。小心加热（保持温度在硫酸浸没所有铁屑为度。小心加热（保持温度在50-80之间，不要沸腾），直到只有极少量气泡发生，之间，不要沸腾），直到只有极少量气泡发生，同时溶液呈浅绿色为止（这时烧杯底部仍应留有少量同时溶液呈浅绿色为止（这时烧杯底部仍应留有少量铁屑）。铁屑）。v用少量热水通过过滤器，以提高它的温度（防止溶液用少量热水通过过滤器，以提高它的温度（防止溶液在漏斗里析出晶体），然后将溶液趁热过滤。将滤液在漏斗里析出晶体），然后将溶液趁热过滤。将滤液转入试管中，用橡皮塞塞住管口（防止空气进入），转入试管中，用橡皮塞塞住管口（防止空气进入），静置、冷却、结晶，观察滤液冷却生长出浅绿色硫酸静置、冷却、结晶，观察滤液冷却生长出浅绿色硫酸亚铁晶体的现象。亚铁晶体的现象。v待结晶完毕后，取出晶体，用少量水洗涤待结晶完毕后，取出晶体，用少量水洗涤23次，再次，再用滤纸将晶体擦干。用滤纸将晶体擦干。v把制得的晶体放在小广口瓶中，密闭保存。把制得的晶体放在小广口瓶中，密闭保存。性质实验方案设计要点v熟悉各种性质的验证途径，提高发散熟悉各种性质的验证途径，提高发散v思维能力；思维能力；v重视基本操作要点及注意事项；重视基本操作要点及注意事项；v注意整体设计的可操作性、有序性、注意整体设计的可操作性、有序性、v严密性；严密性；v注意文字表达。注意文字表达。 二、实验装置创新设计v2.（1）在没有现成）在没有现成的的CO2气体发生器的气体发生器的情况下，请你选用下图中的部分仪器，情况下，请你选用下图中的部分仪器，装配成一个简易的、能随开随用、随关装配成一个简易的、能随开随用、随关随停随停的的CO2气体发生装置。应选用的仪气体发生装置。应选用的仪器是（填入仪器的编号器是（填入仪器的编号）a c d e实验装置创新设计要点实验装置创新设计要点v掌掌握握一一些些装装置置和和仪仪器器药药品品的的替替代代方方法法，力力求求使使设设计计的的实实验验仪仪器器简简单单、操操作作便便捷捷、节节省省试试剂剂、现现象象明明显显、安全防污等。安全防污等。防倒吸装置防堵塞装置干燥装置冷凝装置量气装置三、物质检验实验方案设计 4、某某学学生生要要做做检检验验碳碳酸酸钠钠粉粉末末中中含含有有少少量量的的氢氢氧氧化化钠钠和和氯氯化化钠钠的的实实验验。他他的的实实验验设设计计了了7个个步步骤骤，其其中中5个个步步骤所用试剂及实验操作均已写明，实验步骤如下：骤所用试剂及实验操作均已写明，实验步骤如下：a.取少量样品放入试管甲中取少量样品放入试管甲中b.再向溶液里滴加几滴硝酸银溶液再向溶液里滴加几滴硝酸银溶液c.过滤，取少量滤液盛在试管乙里过滤，取少量滤液盛在试管乙里d.向试管里加入适量蒸馏水，振荡向试管里加入适量蒸馏水，振荡e.滴入几滴酚酞试剂滴入几滴酚酞试剂f. g.试将上面尚缺的两个步骤所用的试剂（自选）及实验操作试将上面尚缺的两个步骤所用的试剂（自选）及实验操作补写完整，然后按实验操作的顺序排列。（注意排除补写完整，然后按实验操作的顺序排列。（注意排除CO32-对对OH-和和Cl-的干扰）的干扰） 滴加硝酸钡（或硝酸钙）溶液至沉淀不增加滴加硝酸钡（或硝酸钙）溶液至沉淀不增加 滴加稀硝酸至酚酞褪至无色滴加稀硝酸至酚酞褪至无色 a d f c e g b 物质检验实验方案设计要点物质检验实验方案设计要点v物质检验尽可能利用特征反应，物质检验尽可能利用特征反应，v注意检验顺序、排除干扰。注意检验顺序、排除干扰。v5 5、欲欲制制无无水水氯氯化化铝铝并并保保存存备备用用。现现有有仪仪器器如如下下图图所所示示，并并有有食食盐盐晶晶体体、水水、固固体体烧烧碱碱、铝铝粉粉、二二氧氧化化锰锰、浓硫酸等六种试剂。浓硫酸等六种试剂。 v设设计计的的制制取取过过程程是是：制制氯氯气气 加加净净化化和和干干燥燥氯氯气气 制氯化铝（易潮解，易升华）制氯化铝（易潮解，易升华）v请回答下列问题：请回答下列问题：v从上面仪器中选取必须的几种，连接成一个制无水氯从上面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。填满），并写出各仪器里放入的试剂的化学式。 参考答案仪器编号仪器编号放入试剂放入试剂NaCl、MnO2、浓浓H2SO4饱和食饱和食盐水；盐水；浓浓H2SO4Al、NaOH溶液溶液本设计的缺点是本设计的缺点是未能收集升华的氯化铝，可能造成导管堵塞，直接通入氢氧化钠溶液会造成氯化铝潮解 制备实验方案设计制备实验方案设计 要点v基本思路：基本思路：列列出出可可能能的的几几种种制制备备方方法法和和途途径径，从从方方法法是是否否可可行行，装装置置和和操操作作是是否否简简单单、是是否否经经济济与与安安全全等等方方面面进进行行分分析析和和比比较较，从从中中选选取取最最佳佳的的实实验验方方法法，在在制制定定具具体体的的实实验验方方案案时时，还还应应注注意意对对实实验验条条件件进进行行严严格格有有效的控制。效的控制。v制制备备实实验验应应注注意意防防污污染染、防防倒倒吸吸、防防氧氧化、防潮解、防爆炸、防挥发，化、防潮解、防爆炸、防挥发，同时要求产率高、易分离、易收集、杂质同时要求产率高、易分离、易收集、杂质少、步骤少。少、步骤少。v6、碱碱式式碳碳酸酸镁镁有有多多种种不不同同的的组组成成，如如Mg2(OH)2CO3、Mg4(OH)2(CO3)3、Mg5(OH)2(CO3)4等等，请请你你设设计计一一个个测测定定碱碱式式碳碳酸酸镁镁组组成成的的实实验验方方案案，包包括括：（1）测测定原理（定原理（2）测定实验的装置图（）测定实验的装置图（3）简要的操作步骤。）简要的操作步骤。v可选用的仪器、试剂和用品如下：可选用的仪器、试剂和用品如下：v主主要要仪仪器器：天天平平（附附砝砝码码）、大大试试管管、酒酒精精灯灯、洗洗气气瓶、球形干燥管、角匙（固定及连接仪器自选）瓶、球形干燥管、角匙（固定及连接仪器自选）v试剂：碱式碳酸镁（粉状）、浓硫酸、石灰水、无水试剂：碱式碳酸镁（粉状）、浓硫酸、石灰水、无水氯化钙、碱石灰氯化钙、碱石灰五、定量测定实验设计五、定量测定实验设计 【参考答案】v（1）通过测定MgO、CO2、H2O的物质的量之比来确定碱式碳酸镁的组成。（2）装置图如下： v （3）操作步骤： 将装置连接好后，检查装置的气密性将装置连接好后，检查装置的气密性v称取一定量（称取一定量（W1）样品放于大试管底部，样品放于大试管底部，v称量洗气瓶和干燥管称量洗气瓶和干燥管C的质量的质量v加热至样品完全分解加热至样品完全分解v实验结束后称量洗气瓶和干燥管的增重（设为实验结束后称量洗气瓶和干燥管的增重（设为W2、W3)v计算：计算：MgO、CO2、H2O的物质的量之比为的物质的量之比为v(W1W2W3)/40:W3/44:W2/18然后确定组然后确定组成成。定量测定实验设计要点定量测定实验设计要点 v实验项目包括：一定温度下硝酸钾溶解度的实验项目包括：一定温度下硝酸钾溶解度的测定、硫酸铜晶体中结晶水含量的测定、质测定、硫酸铜晶体中结晶水含量的测定、质量百分比浓度溶液的配制、物质的量浓度溶量百分比浓度溶液的配制、物质的量浓度溶液的配制、酸碱中和滴定、中和热测定。液的配制、酸碱中和滴定、中和热测定。v保证测定结果具有较高准确度和精确度保证测定结果具有较高准确度和精确度v对于实验结果的分析，一般是要求考生分析对于实验结果的分析，一般是要求考生分析实验的关键、细节以及产生误差的因素等。实验的关键、细节以及产生误差的因素等。 v 小结实验设计基本原则：v科学性、安全性、v可行性、简约性。化学实验设计应注意的问题v1.供选用药品和装置是部分、刚好或有剩余。v2题目条件有无特殊要求。如采用最简单、最合理的实验步骤。v3实验过程中的隐蔽性操作，如必要的干燥、除杂、冷凝、静置、振荡、静置、振荡、等不能忽略不能忽略v4、所需药品应准确描述，如粉末、固体、溶液、饱和、澄清、酸性、浓、稀、浓度值。仪器要注明规格。v5.防倒吸、防爆炸、防潮解、防氧化、防污防倒吸、防爆炸、防潮解、防氧化、防污染等染等