第六单元第六单元化学实验方案的设计化学实验方案的设计什么什么是化学实验方案设计是化学实验方案设计？P69是在实施化学实验之前是在实施化学实验之前, ,根据化学实验的目的和要求根据化学实验的目的和要求, ,运运用相关的化学知识和技能用相关的化学知识和技能, ,对实对实验的仪器、装置和方法所进行的验的仪器、装置和方法所进行的一种规划。一种规划。设计的设计的意义意义（P69）直接关系到实验效率的高低，直接关系到实验效率的高低，乃至实验的成败。在化学科乃至实验的成败。在化学科学研究中科学、合理、周密、学研究中科学、合理、周密、巧妙的实验设计，往往能导巧妙的实验设计，往往能导致化学科学的重大发现致化学科学的重大发现第一节第一节 制备实验方案的设计制备实验方案的设计第二节第二节 性质实验方案的设计性质实验方案的设计第三节第三节 物质检验实验方案的设计物质检验实验方案的设计第四节第四节 化学实验方案设计的基本要求化学实验方案设计的基本要求第一节第一节 制备实验方案的设计制备实验方案的设计物质制备的意义：物质制备的意义：科学科学的进步和的进步和社会社会的发展，都离不开的发展，都离不开物质物质特别特别是新物质是新物质的制备的制备；因为物质的成功合成，不但；因为物质的成功合成，不但可以可以弥补弥补科学发展的空白，还可以科学发展的空白，还可以丰富丰富我们的我们的物质生活。可以说生活中的物质生活。可以说生活中的所有所有东西都与物质东西都与物质的制备的制备分不开分不开的的进行物质制备时，特别应进行物质制备时，特别应注意注意的是严格控制反的是严格控制反应应条件条件，否则，就得不到我们想要的物质。，否则，就得不到我们想要的物质。示例一：示例一： 以铝屑为原料制备以铝屑为原料制备AlAl（OHOH）3 3的实验方案设计的实验方案设计一、无机物的制备一、无机物的制备方案一：方案一：1 1、先与酸应：、先与酸应：2Al+6H2Al+6H+ +=2Al=2Al3+3+3H+3H2 2 2 2、再与碱反应再与碱反应: :AlAl3+3+3OH+3OH- -= Al(OH)= Al(OH)3 3思考思考：此时最好用什么：此时最好用什么碱碱？写出相应？写出相应的离子方程式的离子方程式AlAl3+3+3NH+3NH3 3HH2 2O= Al(OH)O= Al(OH)3 3+3NH+3NH4 4+ +1 1、设计可能的实验方案、设计可能的实验方案方案二：方案二：1 1、先与碱应：、先与碱应：2Al+2OH2Al+2OH- -+2H+2H2 2O=2AlOO=2AlO2 2- -+3H+3H2 2 2 2、再与酸反应再与酸反应: :AlOAlO2 2- -+H+H+ +H+H2 2O= AlO= Al（OHOH）3 3 思考思考：此时最好用什么：此时最好用什么酸酸？写出相应的离？写出相应的离子方程式子方程式2AlO2AlO2 2- -+3H+3H2 2O+COO+CO2 2=2Al=2Al（OHOH）3 3+CO+CO3 32-2-方案三：方案三：1 1、先将、先将两份两份铝屑铝屑分别分别与与酸酸、碱碱反应：反应： 2Al+6H2Al+6H+ +=2Al=2Al3+3+3H+3H2 2 2Al+2OH 2Al+2OH- -+2H+2H2 2O=2AlOO=2AlO2 2- -+3H+3H2 22.2.然后，将两溶液然后，将两溶液混合混合：AlAl3+3+ 3AlO+ 3AlO2 2- -+6H+6H2 2O= 4AlO= 4Al（OHOH）3 3 2 2、进行优化选择、进行优化选择33AlAlAlAl3+3+AlAl（OHOH）3 3H+OH-一一11AlAlAlOAlO2 2- -AlAl（OHOH）3 3OH-H+二二3/43/43/41/4AlAlAlOAlO2 2- -OH-AlAl3+3+AlAl（OHOH）3 3H+三三AlAlAlClAlCl3 3AlAl（OHOH）3 3Cl2OH-四四AlAlAlAl2 2S S3 3AlAl（OHOH）3 3SH2O五五AlAlAlAl2 2O O3 3O2六六AlAl3+3+AlAl（OHOH）3 3H+OH-思考思考：1 1、应选择什么、应选择什么酸酸？2 2、应选择什么、应选择什么碱碱？3 3、酸碱酸碱的的用量用量应如何应如何控制控制？4 4、铝铝的的用量用量应如何应如何分配分配？AlAlAlOAlO2 2- -OH-AlAl3+3+AlAl（OHOH）3 3H+最佳最佳方案：方案：3 3、设计具体详细的实验方案、设计具体详细的实验方案n实验名称实验名称n实验目的实验目的n实验原理实验原理n实验用品实验用品n实验步骤实验步骤n实验现象记录及结果处理实验现象记录及结果处理n问题讨论问题讨论（无机）（无机）物质物质制备制备实验方案设计实验方案设计的的一般思路一般思路：多种多种可行的可行的方法方法优优化化选选择择具体具体详细详细实验实验方案方案最佳最佳实验实验方案方案应从应从反应物反应物、反、反应应条件条件和和生成物生成物三方面考虑：三方面考虑：反应物反应物：要：要尽可能尽可能价廉易得价廉易得；无毒无腐蚀性无毒无腐蚀性；用量少用量少反应反应条件条件：要：要易于控制易于控制；操作；操作要要安全安全；装置装置/设备设备简单；简单；能能耗耗要低；反应物要低；反应物转化率转化率要高。要高。生成物生成物：尽可能：尽可能纯纯；副产物副产物要要无毒无污染无腐蚀无毒无污染无腐蚀性且性且易于除易于除去去详细详细的实验的实验方案方案应包应包含含多多方面内容，关键方面内容，关键是实验是实验原理原理和和步骤步骤二、有机物的制备二、有机物的制备有机物有机物A A的性质的性质乙醇的消去反应乙醇的消去反应有机物有机物B的制法的制法乙烯的实验室制法乙烯的实验室制法1、有机物的转化关系：、有机物的转化关系：酯酯卤代烃卤代烃 醇醇 醛醛 酸酸烃烃烯烃烯烃炔烃炔烃盐盐2 2、设计、设计制取制取苯甲酸甲酯苯甲酸甲酯的实验方案的实验方案 P73P73 甲醇甲醇 苯甲酸苯甲酸苯甲酸甲酯苯甲酸甲酯 熔点熔点-97.56-97.56 122.4122.4 -12.3 -12.3 沸点沸点 64.7 64.7 249 249 199.6 199.6 密度密度 - - 1.09371.0937水溶性水溶性 易溶易溶 微溶微溶 难溶难溶相关资料相关资料*进行进行有机有机实验时，应特别注意以下问题：实验时，应特别注意以下问题：反应反应速率速率、减少、减少损失损失、产品、产品净化净化、环境环境保护保护思考思考：1 1、进行、进行酯化酯化反应时，应如何反应时，应如何加快加快反应的反应的速率速率？2 2、如何、如何减少减少有机物的有机物的损失损失？3 3、最后所得的粗产品中有什么、最后所得的粗产品中有什么杂质杂质？如何对？如何对粗产品进行粗产品进行净化净化？C C6 6H H5 5COOCHCOOCH3 3C C6 6H H5 5COOHCOOHCHCH3 3OHOHH H2 2O O、H H2 2SOSO4 4水洗水洗分液分液C C6 6H H5 5COOCHCOOCH3 3C C6 6H H5 5COOHCOOHH H2 2O(O(少少) )NaNa2 2COCO3 3(s)(s) 过滤过滤C C6 6H H5 5COOCHCOOCH3 3C C6 6H H5 5COONaCOONaH H2 2O(O(很少很少) )NaNa2 2COCO3(aq)3(aq) 分液分液吸水剂吸水剂 蒸馏蒸馏C C6 6H H5 5COOCHCOOCH3 3参考实验方案参考实验方案 实验名称实验名称:合成苯甲酸甲酯合成苯甲酸甲酯 实验目的实验目的:合成苯甲酸甲酯合成苯甲酸甲酯 实验原理实验原理:C C6 6H H5 5COOH+CHCOOH+CH3 3OH OH C C6 6H H5 5COOCHCOOCH3 3+H+H2 2O O 实验用品实验用品:( (仪器、试剂仪器、试剂) ) 实验步骤实验步骤 : : 实验现象和结果处理实验现象和结果处理 ： 问题讨论问题讨论 ：15g苯甲酸苯甲酸与与20mL甲甲醇混合后，醇混合后，小心加入小心加入3mL浓硫浓硫酸酸碎瓷片碎瓷片冷冷却却25mL水水下层液下层液移入移入干燥的干燥的锥形瓶锥形瓶移至分液漏移至分液漏斗，斗，摇动分液摇动分液过滤过滤蒸馏蒸馏产品产品1gNa2CO33 3、用乙醇制取乙醛，设计实验步骤、用乙醇制取乙醛，设计实验步骤 P73P73 反应反应原理原理：2CH2CH3 3CHCH2 2OH + OOH + O2 2 2CH 2CH3 3CHO + 2HCHO + 2H2 2O O 铜铜加热加热2Cu + O2Cu + O2 2 2CuO 2CuOCuOCuO + CH + CH3 3CHCH2 2OH Cu + HOH Cu + H2 2O + CHO + CH3 3CHOCHO加热加热加热加热参考实验参考实验步骤步骤：将铜丝绕成将铜丝绕成螺旋状螺旋状，在酒精灯火焰上，在酒精灯火焰上加热加热到到变变黑黑后后迅速迅速伸入盛伸入盛乙醇乙醇的试管的试管中中，直到铜丝，直到铜丝又变又变红红；重复重复2-32-3次，次，闻闻管内液体的管内液体的气味气味。三、常见气体的三、常见气体的实验室实验室制法制法反应原理反应原理发生装置发生装置净化干燥净化干燥收集或反应收集或反应尾气处理尾气处理CaCO3+2HCl=CaCl2+CO2+H2O1 1、几种几种常见常见气体气体的的实验室实验室制取原理制取原理2KClO3 2KCl+3O22KMnO4 K2MnO4+MnO2+O22H2O2 2H2O+O22NH4Cl+Ca(OH)2 CaCl2+2NH3+2H2ONH3H2O NH3+H2OCH3COONa+NaOH Na2CO3+CH4FeS+H2SO4(稀稀)=FeSO4+H2SO2NH3CH4CO2H2SSO2Na2SO3+H2SO4(浓浓)=Na2SO4+SO2+H2OCu+4HNO3(浓浓)=Cu(NO3)2+2NO2+2H2O3Cu+8HNO3(稀稀)=3Cu(NO3)2+2NO+4H2OCaC2+2H2OCa(OH)2+CHCHMnO2+4HCl(浓浓) MnCl2+Cl2+2H2ONaCl(固固)+H2SO4(浓浓) NaHSO4+HClNaCl(固固)+NaHSO4 Na2SO4+HClC2H5OH CH2=CH2+H2OHClNO2NOC2H2Cl2C2H4H2Zn+H2SO4(稀稀)=ZnSO4+H2反应物的状态和反应条件气体发生装置的基本类型A、S+S（加热）C、S+l 或 l+l（不加热）B、S+l 或 l+l（加热）气体发生装置的选择原则： 2 2、气体、气体发生装置发生装置的选择的选择可用于制备可用于制备O O2 2、NHNH3 3和和CHCH4 4 注意事项：注意事项：（1 1）试管口应略向下倾斜）试管口应略向下倾斜（2 2）试管夹夹在试管的中上部）试管夹夹在试管的中上部; ;（3 3）药品应平铺于试管底部）药品应平铺于试管底部（4 4）导管不宜伸入试管过长）导管不宜伸入试管过长（5 5）实验开始时先检验装置的气密性）实验开始时先检验装置的气密性（6 6）加热时，先预热且应用外焰加热）加热时，先预热且应用外焰加热试管 导管酒精灯 铁架台（1）、S+S（加热）(2)(2)、S+l S+l 或或 l+l l+l （加热）加热） 主要仪器主要仪器：圆底圆底烧瓶烧瓶、分液、分液漏斗漏斗、酒精、酒精灯灯; ;铁架台、石棉网、双孔塞铁架台、石棉网、双孔塞操作步骤操作步骤：连接仪器连接仪器检查气密性检查气密性装入药品（先装入药品（先固固体后体后液液体）体）打开旋塞放下打开旋塞放下液体液体再再加热加热能能制取：制取：NONO、HClHCl、ClCl2 2、SOSO2 2 、COCO 、C C2 2H H4 4等等(3)(3)、S+l S+l 或或 l+l l+l （不加热）不加热） 主要仪器主要仪器：圆底烧瓶、分液漏斗、双圆底烧瓶、分液漏斗、双孔塞、铁架台孔塞、铁架台能能制取：制取：COCO2 2、H H2 2S S、NONO2 2、H H2 2、C C2 2H H2 2等等替代装置替代装置制制取取少少量量气气体体替代装置替代装置注意注意事项事项漏斗口浸入漏斗口浸入液面下液面下不适用于不适用于剧烈剧烈的反应的反应不能装不能装挥发性挥发性液体液体思考思考：如何检查装置的如何检查装置的气密性气密性？制取少少量量气体启普发生器启普发生器思考：思考：启普发生器启普发生器优点优点是什么？是什么？原理原理是什么？是什么？这是一种这是一种什么类型什么类型的发生装置？的发生装置？对对反应物反应物和和生成物生成物的的要求要求是什么是什么？能够制取能够制取哪些哪些气体？气体？为什么为什么不能不能用来制取用来制取乙炔？乙炔？如何检查如何检查气密性气密性？应如何应如何装入装入反应物？反应物？如何如何取出取出剩余剩余液体液体？下列装置能否起到下列装置能否起到启普发生器启普发生器的的随随开随用、随关随停开随用、随关随停的作用？的作用？简易启普发生器简易启普发生器如何检查以上装置的如何检查以上装置的气密性气密性？设计设计简易简易启普发生器启普发生器的的要点要点是什么是什么？3 3、气体的、气体的净化净化和和干燥干燥（1 1）选择选择净化净化试剂试剂A A、一般一般原则原则：只与杂质反应只与杂质反应，不能与被提纯的物质反应；，不能与被提纯的物质反应；不能用不能用气体气体来除去来除去气体气体中的杂质，试剂与杂质中的杂质，试剂与杂质反应时，反应时，不产生新的气体不产生新的气体；最最理想理想的方法是将的方法是将杂质也转化成被提纯的物质杂质也转化成被提纯的物质。例如：例如：COCO2 2(SO(SO2 2) )；CHCH3 3CHCH3 3(CH(CH2 2=CH=CH2 2) )；COCO2 2(CO)(CO)一般一般思路思路：选择：选择试剂试剂、确定、确定顺序顺序、选择、选择装置装置B B、选择选择净化试剂净化试剂的的思路思路易溶于水易溶于水的气体杂质的气体杂质可可用用水水来吸收；来吸收；如：如：ClCl2 2(HCl);CO(HCl);CO2 2(HCl)(HCl)酸性酸性杂质可用杂质可用碱性碱性物质吸收；物质吸收；如如: :C C2 2H H2 2(H(H2 2S)S)碱性碱性杂质可用杂质可用酸性酸性物质吸收；物质吸收；如如: :COCO2 2(NH(NH3 3) )水水分可用分可用干燥剂干燥剂来吸收；来吸收；能与杂质反应能与杂质反应生成非气体生成非气体的也可用作吸收剂。的也可用作吸收剂。如如: :C C2 2H H2 2(H(H2 2S)S)（2 2）、）、干燥剂干燥剂的选择的选择a a 、酸性酸性干燥剂：干燥剂： 浓浓H H2 2SOSO4 4、P P2 2O O5 5。可干燥可干燥酸性酸性或或中性中性气体：气体：COCO2 2、SOSO2 2、NONO2 2、HClHCl、H H2 2、ClCl2 2、O O2 2、 CHCH4 4 不能不能干燥干燥碱性碱性气体气体；浓硫酸浓硫酸不能不能干燥干燥还原性还原性气体气体b b、碱性碱性干燥剂：干燥剂： 生石灰、固体烧碱、碱石灰生石灰、固体烧碱、碱石灰可干燥可干燥碱性碱性或或中性中性气体：气体： NHNH3 3、H H2 2、O O2 2、CHCH4 4不能不能干燥干燥酸性酸性气体气体c c、中性中性干燥剂：干燥剂： 固体固体CaClCaCl2 2 、硅胶硅胶几乎几乎可以干燥可以干燥所有所有气体，气体，但但CaClCaCl2 2不能不能干燥干燥NHNH3 3（3 3）、）、气体气体净化净化与与干燥干燥的的顺序顺序 若用若用溶液溶液做做净化净化试剂：试剂：应先应先净化净化后干燥后干燥如如: :ClCl2 2(HCl(HCl、H H2 2O)O)若用若用固体固体在在加热加热条件下作条件下作净化净化试剂：试剂：应应先先干燥干燥后加热净化后加热净化如：如：N N2 2(O(O2 2、H H2 2O)O)与净化试剂的与净化试剂的状态状态和和条件条件有关有关 看试剂的看试剂的状态状态和反应和反应条件条件（4 4）、）、净化、干燥净化、干燥装置装置的的选择选择：长进短出长进短出大口进小口出大口进小口出 ( (用棉花防堵塞用棉花防堵塞) )液液体体试试剂剂固固体体试试剂剂固体试固体试剂加热剂加热cd可用可用U形管形管4 4、气体的、气体的收集收集（1 1）向上向上排气法：排气法：ClCl2 2、HClHCl、COCO2 2、SOSO2 2、H H2 2S S、NONO2 2、O O2 2主要用于收集主要用于收集比空气重比空气重的气体的气体装置图：装置图：注意事项：注意事项：导气管导气管应尽可能应尽可能伸入伸入集气瓶集气瓶底部底部在在瓶口瓶口放一块放一块玻璃片玻璃片或或棉花棉花，防，防止瓶外空气向瓶里止瓶外空气向瓶里扩散扩散（防止形防止形成对流成对流）收集完毕后应收集完毕后应缓缓缓缓撤出导管，再撤出导管，再盖上玻璃片盖上玻璃片，将集气瓶，将集气瓶正放正放在实在实验桌上验桌上保存时为保存时为防止漏气防止漏气，可在，可在瓶口外瓶口外沿沿涂抹涂抹凡士林凡士林（2 2）向下向下排气法：排气法：H H2 2、CHCH4 4、NHNH3 3主要用于收集主要用于收集比空气轻比空气轻的气体的气体装置图：装置图：注意事项：注意事项：与向上排气法相同与向上排气法相同（3 3）排水排水法：法：H H2 2、CHCH4 4、C C2 2H H2 2、C C2 2H H4 4、COCO、NONO、O O2 2、N N2 2用于收集用于收集难溶于水难溶于水的气体的气体装置图：装置图：注意事项：注意事项：某些某些可溶性可溶性气体，气体，不不能用能用排水法排水法但但可可以用以用排液法排液法收集收集操作要点操作要点何时何时开始收集气体？开始收集气体？如何如何停止停止制取和收集气体制取和收集气体如何从水槽中如何从水槽中取出取出集气瓶？集气瓶？问题讨论问题讨论1 1、NONO、C C2 2H H6 6、C C2 2H H4 4、COCO、N N2 2等气体只能用等气体只能用排水法收集，为什么？排水法收集，为什么？2 2、NONO2 2、HClHCl、HBrHBr、SOSO2 2、NHNH3 3等等气体只能用气体只能用排气法收集，为什么？排气法收集，为什么？3 3、下面两套装置分别有、下面两套装置分别有哪些哪些用途？用途？5 5、尾气尾气处理处理1 1、 燃燃烧烧法法2 2、吸收吸收法法处理处理燃烧产物无毒燃烧产物无毒的的可燃性可燃性气体：气体：CHCH4 4、C C2 2H H4 4、COCO如如：ClCl2 2、H H2 2S S、COCO2 2、SOSO2 2、NONO2 2等等酸性酸性气体，一般用气体，一般用碱碱液吸收液吸收而而HClHCl、NHNH3 3等等极易溶极易溶的气体，则一般用的气体，则一般用水水吸收吸收，3 3、收集收集法（法（袋装袋装法）：法）：常用于处理常用于处理难被吸收难被吸收的气体：的气体：COCO、NONO常见防倒吸装置：常见防倒吸装置：吸收吸收极易溶极易溶、比比空气重空气重的气体的气体吸收吸收充分充分、且可且可防倒吸防倒吸原原理理与与B B相相似似注意注意导管的导管的位置位置E E放在装置放在装置中间中间还可还可以起到以起到防堵塞防堵塞作用作用只能吸收只能吸收少量少量、极易溶极易溶的气体的气体A AB BC CD DE EF F思考：思考：下列装置能否起到下列装置能否起到防止倒吸防止倒吸的作用的作用？巩固练习：巩固练习：1 实验室制备实验室制备Al2S3，下列方案可行的是下列方案可行的是 ( ) A 将将AlCl3溶液与溶液与Na2S溶液混合。溶液混合。B 将将H2S气体通入气体通入Al2（SO4）3溶液中。溶液中。C 将将Al（NO3）3固体与固体与K2S固体混合。固体混合。D 将金属铝与硫磺混合加热。将金属铝与硫磺混合加热。D2 实验室制备实验室制备Cu（NO3）2的最佳途径为的最佳途径为 （ ）A Cu Cu（NO3）2B Cu Cu（NO3）2C Cu Cu（OH）2 Cu（NO3）2D Cu CuO Cu（NO3）2浓浓HNO3稀稀HNO3D第二节第二节一、物质性质实验方案的设计性质实验方案的设计内容性质实验方案的设计内容（1）证明酸性）证明酸性 PH试纸或酸碱指示剂，试纸或酸碱指示剂，与碳酸与碳酸钠反应钠反应与锌等反应与锌等反应（2）证明弱酸性）证明弱酸性证明存在电离平衡证明存在电离平衡测定对应盐测定对应盐溶液的酸碱性溶液的酸碱性测量在稀释前后的测量在稀释前后的PH变化。变化。（3）证明氧化性；与还原剂反应现象明显）证明氧化性；与还原剂反应现象明显（4）证明还原性；与氧化剂反应现象明显）证明还原性；与氧化剂反应现象明显（5）证明为胶体分散系；丁达尔现象）证明为胶体分散系；丁达尔现象（6）证明有碳碳双键（或三键）是溴水或酸性高锰）证明有碳碳双键（或三键）是溴水或酸性高锰酸钾溶液褪色酸钾溶液褪色（7）证明酚羟基：）证明酚羟基：与浓溴水产生白色沉淀与浓溴水产生白色沉淀与氯与氯化铁溶液发生显色反应化铁溶液发生显色反应（8）证明醛基；）证明醛基；与银氨溶液作用与银氨溶液作用与与新制氢氧化铜反应新制氢氧化铜反应（9）证明醇羟基；酯化产物不溶与水有）证明醇羟基；酯化产物不溶与水有果香味果香味（10）比较金属的活动性）比较金属的活动性水水酸酸置换置换原电池原电池电解电解最高价氧化物水化物的最高价氧化物水化物的碱性碱性对应盐的酸碱性对应盐的酸碱性（11）比较非金属性的强弱）比较非金属性的强弱置换置换氢气氢气气态氢化物稳定性气态氢化物稳定性最高价氧化物水化最高价氧化物水化物的酸性物的酸性（12）比较酸碱性；强酸或强碱制弱）比较酸碱性；强酸或强碱制弱一、性质实验方案设计1、设设计计一一个个实实验验证证明明醋醋酸酸是是 弱弱酸（尽可能列出多种方案）酸（尽可能列出多种方案）参考方案参考方案a比较同浓度的醋酸和盐酸的导电性比较同浓度的醋酸和盐酸的导电性b. 测量已知浓度（如测量已知浓度（如0.1mol/L）的醋酸的的醋酸的PH值值c. 测测定定醋醋酸酸钠钠溶溶液液的的PH值值，或或检检验验醋醋酸酸钠钠溶溶液液的的酸酸碱性。碱性。d. 将将醋醋酸酸溶溶液液稀稀释释100倍倍，测测定定稀稀释释前前后后溶溶液液的的PH值值e 往往加加了了石石蕊蕊的的醋醋酸酸溶溶液液中中加加入入醋醋酸酸钠钠固固体体，观观察察溶液的颜色变化溶液的颜色变化f往往稀稀盐盐酸酸溶溶液液中中加加入入醋醋酸酸钠钠固固体体，测测定定前前后后PH值的变化值的变化g. 比较同浓度、同体积的醋酸和盐酸分别与镁粉反比较同浓度、同体积的醋酸和盐酸分别与镁粉反应的速率及生成气体的体积。应的速率及生成气体的体积。 示例示例：乙二酸性质实验方案的设计乙二酸性质实验方案的设计一、性质实验方案设计的一、性质实验方案设计的一般思路一般思路1 1、根据、根据结构结构和和用途用途预测预测可能的性质可能的性质2 2、设计、设计验证验证性实验性实验1 1、结构、结构 结构式：结构式：HOOC-COOHHOOC-COOH二、二、乙二酸性质实验方案的设计乙二酸性质实验方案的设计用途用途去除去除衣服上的衣服上的蓝墨水蓝墨水2 2、预测性质、预测性质酸性酸性酯化酯化反应反应不稳定不稳定性性有有还原还原性性使使蓝墨水蓝墨水褪色褪色( (弱弱酸性、但酸性、但比碳酸强比碳酸强) )、( (分解分解产物产物为：为：H H2 2O O、COCO、COCO2 2) )晶体：晶体：C C2 2H H2 2O O4 42H2H2 2O O验证验证乙二酸的乙二酸的酸性酸性3 3、设计设计验证验证实验实验思考思考1 1：如何验证：如何验证固体固体酸的酸性？酸的酸性？将将固体酸固体酸溶于水溶于水，再用，再用紫色石蕊试液紫色石蕊试液或或蓝色石蕊试纸蓝色石蕊试纸或或pHpH试纸试纸检验检验思考思考2 2：如何检验难：如何检验难溶性固体酸溶性固体酸或或极弱酸极弱酸的酸性？的酸性？用用红红酚酞酚酞思考思考3 3：如何证明：如何证明草酸草酸是是弱酸弱酸？比较比较同浓度同浓度的的草酸草酸和和硫酸硫酸的的pHpH值值或或导电性导电性；将将pHpH相同相同的的草酸草酸和和硫酸硫酸同等程度稀释同等程度稀释后比较后比较pHpH值值；测量；测量草酸钠草酸钠溶液的溶液的pHpH值值；向；向草酸草酸中加中加入入草酸钠草酸钠固体，看固体，看pHpH有无有无变化变化。思考思考4 4：如何证明草酸的：如何证明草酸的酸性比碳酸强酸性比碳酸强？看看草酸能否草酸能否制得碳酸制得碳酸（2 2）验证乙二酸的）验证乙二酸的酯化反应酯化反应思考：思考：1 1、酯化反应的、酯化反应的条件条件是什么？是什么？2 2、如何如何向反应器中向反应器中加入加入三种物质？三种物质？3 3、进行酯化反应时应、进行酯化反应时应如何如何对装置进行对装置进行加热加热？4 4、集中加热时，蒸馏出来的、集中加热时，蒸馏出来的蒸汽中有哪些物质蒸汽中有哪些物质？5 5、如何如何对产品进行对产品进行提纯提纯？6 6、根据以上问题，、根据以上问题，设计实验步骤设计实验步骤。P74P747 7、装置中、左边的、装置中、左边的试管试管为何为何要要倾斜倾斜一定角度？一定角度？8 8、右边试管上方的、右边试管上方的竖直长导管竖直长导管有何有何作用作用？9 9、导管导管出出口口为何要在为何要在液面上液面上？1010、通过什么、通过什么现象现象证明乙二酸发生了证明乙二酸发生了酯化酯化反应？反应？在在一只试管中依次加入一只试管中依次加入乙二乙二醇醇、浓硫酸浓硫酸和和乙二酸乙二酸，按右，按右图连接好装置图连接好装置，用酒精灯用酒精灯小小心均匀加热心均匀加热3-5min3-5min，再再集中集中加热加热，将产生的蒸汽导入，将产生的蒸汽导入饱饱和碳酸钠和碳酸钠溶液中，观察现象。溶液中，观察现象。（3 3）验证乙二酸的）验证乙二酸的不稳定性不稳定性1 1、加热、灼烧加热、灼烧固体固体一般在什么一般在什么仪器仪器中进行？中进行？2 2、如何、如何检验检验草酸分解产生的三种气体？草酸分解产生的三种气体？3 3、画出能够、画出能够连续完成连续完成该实验的该实验的装置图装置图：草酸晶体草酸晶体无水硫酸铜无水硫酸铜石石灰灰水水氧化铜氧化铜4 4、用以上装置检验三种产物、用以上装置检验三种产物是否严密是否严密？请设计？请设计更严密更严密的实验装置。的实验装置。（4 4）验证乙二酸的）验证乙二酸的还原性还原性如何如何验证草酸的验证草酸的还原性还原性？加加酸化酸化的的高锰酸钾高锰酸钾溶液，看有无溶液，看有无褪色褪色。为了观察到酸性高锰酸钾为了观察到酸性高锰酸钾明显明显的的褪色褪色现现象，其象，其用量用量应如何控制？应如何控制？草酸草酸溶液用量要溶液用量要多多，浓度浓度要要大大；高锰酸钾高锰酸钾用量相对要用量相对要少少一些。一些。参考实验步骤参考实验步骤 P74（5 5）验证乙二酸）验证乙二酸使使蓝蓝墨水褪色墨水褪色在在两支两支试管中各放入一块粘有试管中各放入一块粘有蓝墨水蓝墨水的布条，的布条，分别用分别用高锰酸钾高锰酸钾（做对比实验）溶液、（做对比实验）溶液、乙二乙二酸与乙二酸钾酸与乙二酸钾混合液浸泡，观察现象。混合液浸泡，观察现象。参考实验参考实验步骤步骤：见：见P75P75相关知识（相关知识（了解了解）：蓝黑）：蓝黑墨水墨水是是鞣酸亚铁鞣酸亚铁和和蓝色蓝色染料染料的的水溶液水溶液，鞣酸亚铁鞣酸亚铁是是没有颜没有颜色色的，因此的，因此刚刚用蓝黑墨水写的字是用蓝黑墨水写的字是蓝色蓝色的，的，在纸上接触在纸上接触空气空气后逐渐后逐渐氧化氧化，变成了在水，变成了在水里里不溶解不溶解的的鞣酸铁鞣酸铁。鞣酸铁是黑色的，所。鞣酸铁是黑色的，所以字迹就逐渐地以字迹就逐渐地由篮变黑由篮变黑，遇水不化，永，遇水不化，永不褪色。不褪色。草酸草酸溶液电离出的溶液电离出的草酸根草酸根离子可离子可以与以与鞣酸铁鞣酸铁中的中的铁离子铁离子结合成结合成可溶于水可溶于水的的无色络离子无色络离子溶解在水里而除去。若加入强溶解在水里而除去。若加入强电解质电解质草酸钾草酸钾，则草酸根，则草酸根离子浓度离子浓度更大，更大，故洗涤故洗涤效果效果更好。要注意草酸对衣服有腐更好。要注意草酸对衣服有腐蚀性，应尽快漂洗干净。蚀性，应尽快漂洗干净。小结小结性质性质实验方案设计的实验方案设计的一般思路一般思路1 1、根据物质的、根据物质的结构结构、用途用途预测预测可能的可能的性质性质2 2、设计、设计验证性验证性实验方案。实验方案。实验五实验五 红砖中氧化铁成分的检验红砖中氧化铁成分的检验思考思考 如何检验氧化铁？如何检验氧化铁？其实就是检验其中含有其实就是检验其中含有FeFe3+3+。如何检验如何检验FeFe3+3+? ?1 1、用、用KSCNKSCN溶液，看是否显血红色。溶液，看是否显血红色。2 2、加、加NaOHNaOH溶液，生成红褐色沉淀溶液，生成红褐色沉淀上述方法哪一种更好？上述方法哪一种更好？第一种更好，因其灵敏度更高，效果好。第一种更好，因其灵敏度更高，效果好。实验操作步骤实验操作步骤把约把约2020克红砖碎块研成粉末，放入小烧杯克红砖碎块研成粉末，放入小烧杯中，加入中，加入20-30mL3mol/L20-30mL3mol/L盐酸，放置约盐酸，放置约30min30min。从烧杯中取出从烧杯中取出2mL2mL溶液于试管中，溶液于试管中，滴入滴入0.1mol/LKSCN0.1mol/LKSCN溶液溶液2323滴，溶液立即滴，溶液立即显血红色，证明溶液中含有显血红色，证明溶液中含有FeFe3+3+。注意事项注意事项 红红砖与砖与盐酸反应较慢，要给予足盐酸反应较慢，要给予足够的反应时间。可以用够的反应时间。可以用KSCNKSCN溶液检验，溶液检验，也可以用也可以用NaOHNaOH溶液检验。前者比后者灵溶液检验。前者比后者灵敏度高，效果好。敏度高，效果好。第三节第三节一、物质检验的一、物质检验的一般一般步骤步骤1 1、先对试样进行、先对试样进行外观观察外观观察2 2、然后、然后准备试样准备试样：3 3、进行检验进行检验：确定其颜色、状态、气味等。确定其颜色、状态、气味等。若样品是若样品是固体固体，则一般先取，则一般先取少量少量配成溶液；配成溶液；并注意并注意观察观察试样的试样的溶解情况：溶解情况：是否溶解是否溶解、有无气体有无气体产生、有无明显的热效产生、有无明显的热效应、所得水溶液的颜色等应、所得水溶液的颜色等每次均应移取每次均应移取少量少量溶液进行检验溶液进行检验离子离子试剂或操作试剂或操作 实实 验验 现现 象象1 1、常见阳离子的检验方法、常见阳离子的检验方法焰色反应焰色反应紫色紫色(透过蓝色的钴玻璃透过蓝色的钴玻璃)焰色反应焰色反应黄色黄色(浓浓) NaOH加热加热,生成刺激性气体、使湿润生成刺激性气体、使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体的红色石蕊试纸变蓝的气体.NaOHKSCN溶液溶液生成血红色溶液生成血红色溶液NaOH溶液溶液先白色沉淀后溶解。先白色沉淀后溶解。白色白色 灰绿色灰绿色 红褐色红褐色NaOH溶液溶液KNaNH4Fe2Fe3Al3Mg2白色白色 二、离子的检验二、离子的检验2、常见阴离子的检验方法、常见阴离子的检验方法 离子离子 检验试剂检验试剂 实实 验验 现现 象象AgNO3溶液、稀溶液、稀HNO3AgNO3溶液、稀溶液、稀HNO3AgNO3溶液、稀溶液、稀HNO3产生不溶于稀硝酸的白色沉淀产生不溶于稀硝酸的白色沉淀产生不溶于稀硝酸的浅黄色沉淀产生不溶于稀硝酸的浅黄色沉淀产生不溶于稀硝酸的黄色沉淀产生不溶于稀硝酸的黄色沉淀盐酸、盐酸、Ca(OH)2溶液溶液加入盐酸后放出使澄清石灰水变加入盐酸后放出使澄清石灰水变浑浊的无色无味气体浑浊的无色无味气体盐酸、盐酸、BaCl2溶液溶液 产生不溶于稀盐酸的白色沉淀产生不溶于稀盐酸的白色沉淀Cl Br I CO32 SO42SO32 盐酸、品红溶液盐酸、品红溶液产生的无色刺激性气体能使产生的无色刺激性气体能使品红褪色品红褪色几个注意事项n1.碳酸根和酸式碳酸根的严格检验方法？n2.亚硫酸根和酸式亚硫酸根的严格检验方法？n3.三酸三碱以及阴阳离子相互检验方法。n4.特效试剂的选择。3 3、对离子检验、对离子检验反应反应的的要求要求反应要反应要有明显的现象有明显的现象反应要有足够的反应要有足够的灵敏度灵敏度。反应的反应的选择性选择性要好要好有一瓶有一瓶失去标签失去标签的的固体固体如图所示，如图所示，设计实验证明它是设计实验证明它是硫酸亚铁铵硫酸亚铁铵晶晶体：体：(NH(NH4 4) )2 2Fe(SOFe(SO4 4) )2 2 6H 6H2 200示例示例1 1：三、三、物质物质的检验的检验一般通过一般通过离子离子的检验来实现的检验来实现注意注意：要证明是要证明是 (NH(NH4 4) )2 2Fe(SOFe(SO4 4) )2 2 6H 6H2 20 0晶体，也就是要检验其中的晶体，也就是要检验其中的结晶结晶水水以及以及三种离子三种离子参考实验参考实验步骤步骤见见p77-p78p77-p78以上实验只能确定物质含那些微以上实验只能确定物质含那些微粒，还不能确定物质的粒，还不能确定物质的化学式化学式。示例示例2 在在某某澄清、透明澄清、透明的的浅黄色浅黄色溶液中，可能溶液中，可能含有下列离子：含有下列离子：K K+ +、NHNH4 4+ +、FeFe3+3+、BaBa2+2+、AlAl3+3+、SOSO4 42-2-、HCOHCO3 3- -、ClCl- -。试设计实验，检验溶液中存在的离子。试设计实验，检验溶液中存在的离子。分析：分析：根据题意，溶液是根据题意，溶液是澄清、透明澄清、透明且为且为浅黄色浅黄色的，的，可初步推知溶液中可能含有可初步推知溶液中可能含有Fe3+，不含不含HCO3-，且，且Ba2+2+和和SOSO4 42-2-不能同时存在，这两种离子只用检验出其不能同时存在，这两种离子只用检验出其中一种就可以了。其它离子必须一一进行检验。中一种就可以了。其它离子必须一一进行检验。检验检验K K+ +只能用只能用焰色反应焰色反应的方法；的方法；具体的实验步骤见具体的实验步骤见P78 检验检验NHNH4 4+ +、可用可用热浓热浓碱碱液和液和红红色的色的石蕊石蕊试纸，同时还可以检验出试纸，同时还可以检验出AlAl3+3+或或FeFe3+3+( (如何操作如何操作?)?)； 检验检验SOSO4 42-2-可用酸化的可用酸化的硝硝酸钡酸钡, ,检验检验BaBa2+2+可用可用稀硫酸稀硫酸( (可能不用进行可能不用进行, ,为什么为什么?);?); 检验检验ClCl- -可用酸化的可用酸化的AgNOAgNO3 3, ,( (若溶液中有若溶液中有SOSO4 42-2-, ,还得注意防止干扰还得注意防止干扰, ,如何防止如何防止?)?)提示：提示：注意物质检验的注意物质检验的描述方法：描述方法：操作（取样、加试剂）操作（取样、加试剂）-现象现象-结论结论-原理原理，* *只能有现象得结论，不能有结论推现象只能有现象得结论，不能有结论推现象如：如：检验检验某溶液中是否含某溶液中是否含FeFe3+3+: :取少量取少量样品于试管中，加入适量样品于试管中，加入适量KSCNKSCN溶液；溶液；若若溶液变红，溶液变红，则则说明含说明含FeFe3+3+；（不能说成：不能说成：FeFe3+3+使溶液变红）使溶液变红）原理原理：方程式：方程式 四、物质的四、物质的鉴别鉴别物质物质检验检验鉴别鉴别鉴定鉴定使用其它试剂使用其它试剂的鉴别的鉴别不用其它试剂不用其它试剂的鉴别的鉴别鉴别鉴别：是指用一定的方法把多种物质加以：是指用一定的方法把多种物质加以区别区别。鉴定鉴定：是指用：是指用化学方法化学方法来来确定确定某物质的组成成分。某物质的组成成分。鉴定所用的反应或现象必须是该物质或离鉴定所用的反应或现象必须是该物质或离子的子的特征特征反应或现象，即必须是反应或现象，即必须是独一无二独一无二的。如淀粉遇碘变的。如淀粉遇碘变蓝蓝，FeFe3+3+遇遇SCNSCN- -变变红红等。等。鉴别所用的反应或现象鉴别所用的反应或现象不一定不一定要是要是特征特征的的反应或现象反应或现象,只要能根据现象的不同将物质只要能根据现象的不同将物质加以加以区别区别即可即可.1、使用其它试剂、使用其它试剂的鉴别的鉴别示例示例 设计实验，鉴别设计实验，鉴别NHNH4 4NONO3 3、K K2 2SOSO4 4、KNOKNO3 3、(NH(NH4 4) )2 2SOSO4 4四种白色固体。四种白色固体。分析分析物质物质的检验是通过的检验是通过离子离子的检验来实现的，的检验来实现的，鉴别鉴别物质物质也可以从也可以从离子离子的鉴别着手：的鉴别着手：阳离子阳离子分别是分别是K+、NH4+，可用可用OH-鉴别；鉴别；阴离子分别是阴离子分别是NO3-、SO42-，可用可用Ba2+鉴别；鉴别；故可用故可用Ba(OH)2鉴别鉴别,（现象现象互不相同）互不相同）具体实验步骤见具体实验步骤见P79提示提示注意注意描述描述方法；方法；为了避免产生混淆，应先将未知液为了避免产生混淆，应先将未知液编号编号示例：示例：只用一种试剂只用一种试剂鉴别：鉴别：Na2CO3、Na2SO3、Na2S2O3、NaAlO2、Na2SiO3、NaCl六瓶白色固体。六瓶白色固体。答案：用答案：用稀盐酸稀盐酸或或稀硫酸稀硫酸（H+）提示：限定用一种物质鉴别多钟物质时，所选的提示：限定用一种物质鉴别多钟物质时，所选的这一种物质与所有的未知液的这一种物质与所有的未知液的反应现象反应现象（沉淀的（沉淀的颜色，气体的颜色、气味等）应颜色，气体的颜色、气味等）应各不相同各不相同，这样，这样才能一一加以鉴别；但才能一一加以鉴别；但有时有时也可以用一种试剂先也可以用一种试剂先鉴别出部分未知物，再一这些物质为已知试剂去鉴别出部分未知物，再一这些物质为已知试剂去鉴别剩余的未知物。鉴别剩余的未知物。用用一种试剂鉴别时，一种试剂鉴别时，常用常用的试剂有：的试剂有：NaOH、H2SO4、HCl、FeCl3、Ba(OH)2、(NH4)2CO3等等提示：提示：进行物质鉴别时，进行物质鉴别时，不一定不一定要通过要通过化学化学方法方法例：例：用用一种试剂一种试剂鉴别下列各组物质鉴别下列各组物质（1）NaCl、KNO3、NaOH三种白色固体三种白色固体（2）CH3CHO、C6H6、CCl4三种液体三种液体（3）CH3CHO、CH3CH2OH、CH3COOH、C6H6、CCl4五种液体五种液体（4）CH3CH2OH、C6H5OH、己烯、己烯、C6H6、CCl4五五种溶液或液体种溶液或液体（5）CuSO4、Na2SO4两种白色固体两种白色固体2、不用其它试剂不用其它试剂的鉴别：的鉴别：(1)、观察法观察法：先先根据试样的根据试样的外部特征外部特征(主要是颜色主要是颜色)鉴别出其鉴别出其中中部分部分物质，再用这些物质鉴别出其它物质。物质，再用这些物质鉴别出其它物质。示例示例：不用其它试剂不用其它试剂鉴别鉴别FeCl3、MgCl2、AlCl3、 NaOH、NaCl五瓶五瓶溶液溶液分析分析：可先用观察法鉴别出可先用观察法鉴别出FeCl3，再用它，再用它鉴别出鉴别出 NaOH，然后用然后用NaOH鉴别出鉴别出剩余剩余三种溶液三种溶液提示提示：有色的离子有色的离子主要有：主要有：Fe3+、Fe2+、Cu2+、MnO4-(2)、互滴法互滴法:一般只限于一般只限于两种两种试剂的鉴别试剂的鉴别,若两种试剂若两种试剂相互滴相互滴加加时时现象不同现象不同,则可用此法鉴别则可用此法鉴别示例示例：不用其它试剂鉴别：不用其它试剂鉴别AlCl3和和NaOH溶液溶液分析分析：若向：若向AlCl3中中逐滴加入逐滴加入NaOH则则先先沉淀后溶解沉淀后溶解若向若向NaOH中中逐滴加入逐滴加入AlCl3则则先溶解后沉淀先溶解后沉淀步骤步骤：1、将两种溶液编号为、将两种溶液编号为A、B 2、取、取少量少量A与试管中，与试管中，逐滴加入逐滴加入过量过量的的B 若若先先产生白色产生白色沉淀沉淀，后溶解后溶解，则，则A为为AlCl3、B为为NaOH若若先无沉淀先无沉淀，后后有白色有白色沉淀沉淀，则，则A为为NaOH、B为为AlCl3。实例实例：NaOH+AlCl3、HCl+NaAlO2、AgNO3+NH3H2O、Na2CO3+HCl、H3PO4+Ca(OH)2、Fe(OH)3胶体胶体+HCl、H2SiO3胶体胶体+NaOH(3)、两两混合：、两两混合：示例示例：不用其它试剂鉴别：不用其它试剂鉴别NH4Cl、NaOH 、KNO3 、 AgNO3四瓶无色溶液。四瓶无色溶液。分析分析：四种溶液只能通过两两混合的方法鉴别：即每一：四种溶液只能通过两两混合的方法鉴别：即每一种溶液都与其它三种溶液进行混合种溶液都与其它三种溶液进行混合(共要做共要做6次实验次实验)，此时每种溶液所出现的现象互不相同，可以鉴别。此时每种溶液所出现的现象互不相同，可以鉴别。步骤步骤：1、将四种溶液编号为、将四种溶液编号为A、B、C、D ； 2、取、取少量少量A于三支试管中，分别加入少量于三支试管中，分别加入少量B、C、D； 3、取少量取少量B于于两支试管中，分别加入少量两支试管中，分别加入少量C、D； 4、取少量取少量C于一支试管中，加入少量于一支试管中，加入少量D； 5、列表记录实验现象并根据现象推导结论：列表记录实验现象并根据现象推导结论： D C B A D C B A白白灰灰灰灰白白现象：现象：结论：结论：A-NH4Cl B-NaOHC-AgNO3 D-KNO3练习练习：有下列两组无色稀溶液，其中：有下列两组无色稀溶液，其中不不用其它试剂用其它试剂，仅用两两混合仅用两两混合的方法的方法能能鉴鉴别的是别的是 （ ）A、硫酸铝、氯化钡、碳酸钾、盐酸；硫酸铝、氯化钡、碳酸钾、盐酸；B、氢氧化钠、酚酞、盐酸、氯化钠。氢氧化钠、酚酞、盐酸、氯化钠。A思考思考：上述：上述B组在组在不用其它试剂不用其它试剂的条件下的条件下（不限定只用两两混合不限定只用两两混合的方法）到底能的方法）到底能不能鉴别？不能鉴别？讨论讨论：设计实验，设计实验，不用其它试剂不用其它试剂鉴别鉴别NaOH、 酚酞、酚酞、HCl、NaCl四瓶无色稀溶液。四瓶无色稀溶液。分析分析：若将若将四种溶液进行两两混合，根据实验现四种溶液进行两两混合，根据实验现象只能将溶液象只能将溶液分成两组分成两组；HCl和和NaOH的的反应没有明显现象，但反应没有明显现象，但 可用酚酞来指示！可用酚酞来指示！步骤：步骤：1、将溶液、将溶液编号编号为为A、B、C、D2、将四种溶液进行将四种溶液进行两两混合两两混合，根据现象将，根据现象将溶液分为两组：混合时变溶液分为两组：混合时变红红色的色的(A、B)为为组；另外的组；另外的(C、D)为为组；组；3、向、向组组红色红色混合溶液中加入混合溶液中加入过量过量的的C，若混合液若混合液不褪色不褪色，则，则C为为NaCl，若若褪色褪色，则，则C为为HCl；4、向、向3中中褪色褪色后的溶液中加入后的溶液中加入过量过量的的A，若若得得红色红色溶液，则溶液，则A是是NaOH，B是酚酞；若得是酚酞；若得无色无色溶液，则溶液，则A为为酚酞酚酞，B为为NaOH。化学实验方案设计的化学实验方案设计的基本要求基本要求第四节第四节一、化学实验过程一、化学实验过程1 1、实验、实验准备准备阶段：阶段：2 2、实验、实验实施实施阶段阶段3 3、实验、实验结果的处理结果的处理阶段阶段2 2、实验、实验目的目的3 3、实验、实验原理原理4 4、实验、实验用品用品( (仪器仪器、试剂试剂及及规格规格) )1 1、实验、实验名称名称5 5、实验、实验步骤步骤（包括（包括仪器仪器的装配及的装配及操作操作）6 6、实验、实验现象现象记录及记录及结果结果处理处理7 7、问题问题和和讨论讨论二、完整的实验方案包括二、完整的实验方案包括三、化学实验设计的三、化学实验设计的基本要求基本要求1 1、科学性：、科学性：实验实验原理原理、实验、实验操作操作程序和程序和方法方法必须正确。必须正确。例如：例如：用用ZnZn和稀和稀HNOHNO3 3反应制反应制H H2 2用用乙醇乙醇与与稀硫酸稀硫酸加热到加热到140140制取制取乙烯乙烯制取制取乙烯乙烯时时不使用温度计不使用温度计直接用直接用Cu(OH)Cu(OH)2 2来来检验检验淀粉的水解产物淀粉的水解产物都不具备科学性都不具备科学性2 2、安全性：、安全性：尽量避免使用有尽量避免使用有毒毒、有、有腐蚀性腐蚀性的药品，避免进的药品，避免进行行危险性危险性的操作，避免对环境造成的操作，避免对环境造成污染污染。如：用如：用CuCu为原料制取为原料制取硫酸铜硫酸铜、用氯碱工业副产、用氯碱工业副产盐酸盐酸、用、用氢气还原氢气还原CuOCuO的的实验、排水集气实验、排水集气停止收停止收集集气体时、气体时、加热液体加热液体、点燃点燃可燃性可燃性气体气体 都要考虑安全性的问题都要考虑安全性的问题若必须使用，应在所设计的实验方案中详细写若必须使用，应在所设计的实验方案中详细写明明注意事项注意事项，并必须进行，并必须进行尾气处理尾气处理，且实验应，且实验应该在该在密闭系统密闭系统或或通风橱通风橱中进行。中进行。3 3、可行性：、可行性：你的方案中所用的化学你的方案中所用的化学药品药品、仪器仪器、设备设备、方法方法和和条件条件等在中学实验室现有的实验条件等在中学实验室现有的实验条件下能够得到满足。下能够得到满足。如：如：煅烧石灰石煅烧石灰石制取二氧化碳制取二氧化碳用用合成氨合成氨反应作为氨气的反应作为氨气的实验室制法实验室制法实验室中实验室中分离空气分离空气制取制取氧气氧气都不具有可行性都不具有可行性4 4、简约性：、简约性：即要简单节约：即要简单节约：反应物反应物要价廉易得且用量要少；要价廉易得且用量要少；反应过程反应过程要容易控制（速率适当、步骤少、装置要容易控制（速率适当、步骤少、装置简单、能耗低）；简单、能耗低）；生成物生成物要尽量纯净、副产物要要尽量纯净、副产物要容易分离。容易分离。例如：例如：用铝为原料用铝为原料制取氢氧化铝制取氢氧化铝测定碳酸钙和二氧化硅混合物中测定碳酸钙和二氧化硅混合物中碳酸钙含量碳酸钙含量* *对于定量实验，还得考虑减少实验误差的问题对于定量实验，还得考虑减少实验误差的问题提升实验设计的综合能力提升实验设计的综合能力1 1、实验原理的科学性，反应原理的正确性，、实验原理的科学性，反应原理的正确性，实验方法的合理性。实验方法的合理性。2 2、实验过程的安全性，注意实验过程中易燃、实验过程的安全性，注意实验过程中易燃、易爆、有毒气体、药品的处理，防止倒流，易爆、有毒气体、药品的处理，防止倒流，受热不均等意外事故的发生。受热不均等意外事故的发生。3 3、实验装置、步骤的简易性。、实验装置、步骤的简易性。4 4、实验现象的直观性：现象明显，一般是：、实验现象的直观性：现象明显，一般是：颜色变化、沉淀或气体的生成；物质的改颜色变化、沉淀或气体的生成；物质的改变等。变等。-整体把握，局部认知整体把握，局部认知实验方案设计的一般思路：实验方案设计的一般思路：1 1、用、用CuCu为原料制取为原料制取硝酸铜硝酸铜，设计可能的实，设计可能的实验方案，并对你的各种方案进行评价。验方案，并对你的各种方案进行评价。四、化学实验方案的四、化学实验方案的评价评价2 2、下列制备、下列制备AlAl2 2S S3 3的方案可行的是的方案可行的是 ( ) ( ) A A 将将AlClAlCl3 3溶液与溶液与NaNa2 2S S溶液混合。溶液混合。B B 将将H H2 2S S气体通入气体通入AlAl2 2（SOSO4 4）3 3溶液中。溶液中。C C 将将AlAl（NONO3 3）3 3固体与固体与K K2 2S S固体混合。固体混合。D D 将金属铝与硫磺混合加热。将金属铝与硫磺混合加热。D D例例1 1、以还原铁粉为原料制备、以还原铁粉为原料制备FeFe（OHOH）2 2并观并观察它在空气中的氧化过程。察它在空气中的氧化过程。（2 2）确定实验的具体步骤：）确定实验的具体步骤：（1 1）分析实验的化学原理）分析实验的化学原理示例示例将还原铁粉氧化将还原铁粉氧化FeFe2+2+的溶液；的溶液；用用FeFe2+2+的溶液与碱溶液反应生成的溶液与碱溶液反应生成Fe(OH)Fe(OH)2 2沉沉淀；淀；使使Fe(OH)Fe(OH)2 2在空气中氧化成在空气中氧化成Fe(OH)Fe(OH)3 3。方案二比方案一更好些，后者比前者反应的时间方案二比方案一更好些，后者比前者反应的时间短。短。加入过量的铁粉是为了防止加入过量的铁粉是为了防止FeFe2+2+被氧化成被氧化成FeFe3+3+。【实验】FeFe FeFe 2+2+方案一：将过量还原铁粉跟稀硫酸（或稀方案一：将过量还原铁粉跟稀硫酸（或稀盐酸）反应盐酸）反应方案二：将过量还原铁粉跟方案二：将过量还原铁粉跟FeClFeCl3 3溶液反应溶液反应【思考思考】在实际操作中，哪个方案更好些？在实际操作中，哪个方案更好些？为什么两个方案都要加入过量的铁粉？为什么两个方案都要加入过量的铁粉？【回答回答】【实验实验】FeFe2+2+FeFe（OHOH）2 2方案一：将胶头滴管插入方案一：将胶头滴管插入FeFe2+2+的溶液液面下，逐滴滴入的溶液液面下，逐滴滴入NaOHNaOH溶液。溶液。方案二：将方案二：将NaOHNaOH溶液直接滴入溶液直接滴入 FeFe2+2+的溶液中的溶液中【思考思考】上述两个实验方案观察到的现象一样吗？上述两个实验方案观察到的现象一样吗？哪一个实验方案更好？哪一个实验方案更好？【回答回答】方案一可以看到白色沉淀，方案二看不到方案一可以看到白色沉淀，方案二看不到白色沉淀。方案二要比一好。白色沉淀。方案二要比一好。【归纳归纳】实验方案的设计中要注意操作方法的设计，它会直实验方案的设计中要注意操作方法的设计，它会直接影响到实验的成败。接影响到实验的成败。【思考思考】为了在短时间内能够观察到为了在短时间内能够观察到FeFe（OHOH）2 2氧化氧化过程中的颜色的变化可以采取几个方案？试加以比较。过程中的颜色的变化可以采取几个方案？试加以比较。【实验实验】FeFe（OHOH）2 2FeFe（OHOH）3 3【归纳归纳】条件的改变会影响实验结果，这是化学实条件的改变会影响实验结果，这是化学实验中的一个规律，关键是要寻找合适的方法和途径。验中的一个规律，关键是要寻找合适的方法和途径。方案一：给盛有方案一：给盛有FeFe（OHOH）2 2沉淀的试管微热。沉淀的试管微热。方案二：将试管倾斜，使白色沉淀贴在试管壁上。方案二：将试管倾斜，使白色沉淀贴在试管壁上。【比较比较】方案二不需加热，而且可以细致地观察方案二不需加热，而且可以细致地观察到颜色的变化过程。到颜色的变化过程。例例2 2、传统的制取、传统的制取FeFe（OHOH）2 2的方法存在一定的局限性，的方法存在一定的局限性，制得的制得的FeFe（OHOH）2 2往往不纯，看不到有白色沉淀生成。往往不纯，看不到有白色沉淀生成。有人用两支具支试管，一支有人用两支具支试管，一支“T”T”型导管，一支直角型导管，一支直角导管，一个止水夹和橡皮管，另有铁粉，稀硫酸和氢导管，一个止水夹和橡皮管，另有铁粉，稀硫酸和氢氧化钠溶液，并运用下图装置制得较纯的氧化钠溶液，并运用下图装置制得较纯的FeFe（OHOH）2 2，请回答下列问题：请回答下列问题：1 1、A A、B B两支试管中分别加入两支试管中分别加入什么药品？什么药品？2 2、写出简要的实验步骤。、写出简要的实验步骤。A A中加铁粉和稀硫酸，中加铁粉和稀硫酸，B B中加中加氢氧化钠溶液。氢氧化钠溶液。 加加好好药品、连接好装置后，先打开止水夹，让药品、连接好装置后，先打开止水夹，让A A中产中产生的生的H H2 2排尽排尽B B中的空气后，关闭止水夹，产生的中的空气后，关闭止水夹，产生的H H2 2使使A A中中的压强增大，将的压强增大，将A A中的溶液压入中的溶液压入B B中，生成中，生成Fe(OH)Fe(OH)2 2，可看可看到白色絮状沉淀到白色絮状沉淀制备制备FeFe（OHOH）2 2的方法很多，有人用电解的的方法很多，有人用电解的方法也制得了方法也制得了FeFe（OHOH）2 2白色沉淀，现象很白色沉淀，现象很明显，你能吗？明显，你能吗？电极材料你选择什么？电解质溶液呢？本电极材料你选择什么？电解质溶液呢？本实验在烧杯中进行还是在实验在烧杯中进行还是在“U”U”型管中进行型管中进行好？还有哪些地方需要注意的好？还有哪些地方需要注意的？【思考思考】 铁铁作作阳极、碳棒作阴极，饱和食盐水溶液作电解阳极、碳棒作阴极，饱和食盐水溶液作电解液。在液。在U U形管中好形管中好( (因其密封性好因其密封性好) )，还要加热赶尽，还要加热赶尽溶液中的空气，溶液表面覆盖一层苯以隔绝空气。溶液中的空气，溶液表面覆盖一层苯以隔绝空气。练练习习1、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，并并有有食盐晶体、水、固体烧碱、铝粉、二氧化锰、浓硫酸等六种试剂。食盐晶体、水、固体烧碱、铝粉、二氧化锰、浓硫酸等六种试剂。设计的制取过程是：制氯气设计的制取过程是：制氯气 净化和干燥氯气净化和干燥氯气 制氯化铝制氯化铝 请请回回答答下下列列问问题题：（1）从从上上列列仪仪器器中中选选取取必必须须的的几几种种，连连接接成成一一个个制制无无水水氯氯化化铝铝的的连连续续装装置置，按按前前后后顺顺序序填填写写图图的的编编号号（不不一一定定填满），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。仪器编号：仪器编号： 、 、 、 、 。放入试剂：放入试剂： 、 、 、 、 。（2）写出实验过程中有关反应的化学方程式。）写出实验过程中有关反应的化学方程式。NaCl、MnO2、H2SO4H2O浓浓H H2 2SOSO4 4铝粉、铝粉、固体固体烧碱烧碱例例2 2、研究某一化学反应的实验装置如下图所示：、研究某一化学反应的实验装置如下图所示： A AF F属属于于下下列列物物质质中中的的六六种种物物质质：浓浓硫硫酸酸、浓浓盐盐酸酸、浓浓氨氨水水、稀稀硫硫酸酸、稀稀盐盐酸酸、稀稀氨氨水水、水水、锌锌粒粒、铜铜片片、食食盐盐、高高锰锰酸酸钾钾、氯氯化化钙钙、氧氧化化钙钙、四四氧氧化化三三铁铁、氧氧化化铁铁、氧氧化化铜铜、氢氢气气、二二氧氧化化碳碳、二二氧氧化化氮氮、一一氧氧化化碳碳、氯氯气气、氯氯化化氢氢、氨氨气气、氮氮气、氧气。气、氧气。实实验验现现象象：（1 1）D D物物质质由由黑黑色色变变为为红红色色；（2 2）无无水水硫硫酸酸铜铜粉粉末末放放入入无无色色透透明明的的E E中中得得到到蓝蓝色色溶溶液液；（3 3）点点燃燃的的镁镁条条伸伸入入无无色色无无味味的的F F中中镁镁条条表表面面生生成成一一种种灰灰黄黄色色固固体体物物质质。将将该该发发黄黄色色物物质质放放入入水水中中，有有气气体体放放出出，该该气气体体具具有有刺刺激激性性气气味味。并并能能使使润润湿湿的的红红色色石石蕊蕊试试纸纸变变蓝蓝。通通过过分分析析回回答答：l l、写写出出A AF F的的物物质质名名称称： A A ，B B ，C C ，D D ，E E ，F F 。 2 2、写写出出有有关关的的化化学学方方程程式式：A A与与B B ； C C与与 D D ； E E与与 无无 水水 硫硫 酸酸 铜铜 ；F F与与MgMg ；F F与与MgMg的反应产物与水的反应产物与水 。浓浓氨水氨水氧化钙氧化钙氨气氨气氧化铜氧化铜氮气氮气水水例例1铜和铜和HNO3 反应实验装置的设计反应实验装置的设计1.教材实验装置及评价分析教材实验装置及评价分析（l）NO的现象不明显；的现象不明显；（2）反应不易控制；）反应不易控制；（3）防止氮氧化物污染）防止氮氧化物污染 环境操作要求熟练。环境操作要求熟练。拓展一拓展一铜和稀铜和稀HNO3 反应实验装置改进反应实验装置改进方案之一：先在稀方案之一：先在稀HNO3中加入少量的中加入少量的CaCO3，用产生的用产生的CO2排出反应容器中的空气，最后排出反应容器中的空气，最后再挤压皮囊鼓人空气，看到无色再挤压皮囊鼓人空气，看到无色NO气体变气体变成红棕色的成红棕色的NO2 气体，靠铜丝的上、下移气体，靠铜丝的上、下移 动控制反应的停始，用动控制反应的停始，用NaOH溶液吸收尾气。溶液吸收尾气。 拓展二拓展二 铜与浓硝酸反应实验装置改进铜与浓硝酸反应实验装置改进联系前面学习的二氧化氮的性质，联系前面学习的二氧化氮的性质，对实验进行了如图的改进评价改进后的方案对实验进行了如图的改进评价改进后的方案重视和开发课本的有关实验，培养创新能力重视和开发课本的有关实验，培养创新能力n复习中，要重视课本中的演示实验和学复习中，要重视课本中的演示实验和学生实验的复习，对于实验涉及的相关知生实验的复习，对于实验涉及的相关知识、原理、装置、操作、现象和结论等识、原理、装置、操作、现象和结论等问题都要落实，不仅要知其然，还要知问题都要落实，不仅要知其然，还要知其所以然。同时应注意课本中的某些化其所以然。同时应注意课本中的某些化学反应的结论在中学范围内通过实验可学反应的结论在中学范围内通过实验可以验证，复习中注意开发。以验证，复习中注意开发。对课本实验的的探究性改进对课本实验的的探究性改进典典例例：某某化化学学探探究究性性实实验验小小组组的的同同学学对对铜铜与与硝硝酸酸反反应应的的实实验验进进行行了下列几方面的研究。了下列几方面的研究。（1）用用铜铜与与稀稀硝硝酸酸反反应应的的实实验验反反应应速速率率较较慢慢，为为加加快快反反应应速速率率，可采取的措施是：可采取的措施是：_或或_.（2）铜铜与与稀稀硝硝酸酸反反应应的的离离子子反反应应方方程程式式为为_; 在在做做铜铜与与稀稀硝硝酸酸反反应应的的实实验验时时，常常看看到到生生成成的的气气体体为为浅浅红红棕棕色色，其其原原因因是是：_;为为了了能能直直接接观观察察到到生生成成气气体体的的颜颜色色，可可在在往往稀稀硝硝酸酸中中加加入入铜铜的的同同时时，加加入入少少量量碳碳酸酸盐盐即即可达到目的，那么加入碳酸盐的作用是：可达到目的，那么加入碳酸盐的作用是：_.(3) 在在做做铜铜与与浓浓硝硝酸酸反反应应的的实实验验时时，为为了了减减少少污污染染，设设计计了了以以下下四四种种装装置置，希希望望既既能能观观察察到到反反应应现现象象，又又能能不不拆拆除除、不不增增加加仪仪器器的的情情况况下下使使二二氧氧化化氮氮被被吸吸收收（氢氢氧氧化化钠钠可可吸吸收收）。设设计计的的装装置置能能达目的的是：达目的的是：_(填序号填序号.【 探究性实验探究性实验】典典例例：（4）实实验验小小组组利利用用上上图图中中的的_装装置置（填填序序号号），可可以以在在不不拆拆卸卸、不不增增加加仪仪器器的的情情况况下下，用用同同一一个个装装置置前前后后连连贯贯完完成成铜铜与与浓浓、稀稀硝硝酸酸反反应应。达达此此目目的的，棉棉球球a蘸蘸的的是是_,液液体体b为为_.23图（一）-15(1)(1)改用铜粉或微热或加热改用铜粉或微热或加热（2 2）3Cu+8H3Cu+8H+ +2NO+2NO3 3- -=3Cu=3Cu2+2+2NO+4H+2NO+4H2 2O O试管内有空气存在，将生成的试管内有空气存在，将生成的NONO氧化为氧化为NONO2 2（或或2NO+O2NO+O2 2=2NO=2NO2 2）由由于于碳碳酸酸盐盐与与硝硝酸酸反反应应速速率率快，生成的快，生成的COCO2 2排走了试管内的空气排走了试管内的空气（3 3）（4 4）蒸馏水、蒸馏水、 NaOHNaOH溶液溶液以氢氧化亚铁的制备为切入点进行探究以氢氧化亚铁的制备为切入点进行探究与装置设计与装置设计载体高二载体高二P89例例1 1：木炭与浓硫酸加热反应的产物验证：木炭与浓硫酸加热反应的产物验证根据下图回答问题根据下图回答问题根据图回答问题：根据图回答问题：1 1上上述述装装置置中中，在在反反应应前前用用手手掌掌紧紧贴贴烧烧瓶瓶外外壁壁检检查查装装置置的的气气密密性性，如如观观察察不不到到明明显显的的现现象象，还还可可以用什么简单的方法证明该装置不漏气。以用什么简单的方法证明该装置不漏气。2 2写写出出浓浓硫硫酸酸和和木木炭炭粉粉在在加加热热条条件件下下发发生生反反应应的的化化学方程式：学方程式：3 3根据图回答问题：根据图回答问题：如如果果用用图图中中的的装装置置检检验验上上述述反反应应的的全全部部产产物物，写写出出下下面面标标号号所所表表示示的的仪仪器器中中应应加加入入的的试试剂剂的的名称及其作用：名称及其作用：A A中加入的试剂是中加入的试剂是 ，作用是，作用是 。B B中加入的试剂是中加入的试剂是 ，作用是，作用是 。C C中加入的试剂是中加入的试剂是 ，作用是除尽作用是除尽 气体。气体。D D中加入的试剂是中加入的试剂是 ，作用是，作用是 。4 4实验时，实验时，C C中应观察到的现象是中应观察到的现象是_例例2 2验证锌与浓硫酸反应的产物验证锌与浓硫酸反应的产物n某课外活动小组的同学，在实验室做锌与浓硫某课外活动小组的同学，在实验室做锌与浓硫酸反应的实验时，甲同学认为产生的气体是二酸反应的实验时，甲同学认为产生的气体是二氧化硫，而乙同学认为除二氧化硫外，还可能氧化硫，而乙同学认为除二氧化硫外，还可能产生氢气。为了验证甲、乙两位同学的判断是产生氢气。为了验证甲、乙两位同学的判断是否正确，丙同学设计了如下图所示实验装置否正确，丙同学设计了如下图所示实验装置（锌与浓硫酸共热时产生的气体为（锌与浓硫酸共热时产生的气体为X X，且该装置且该装置略去）略去）n试回答：试回答：n（1 1）上上述述反反应应中中生生成成二二氧氧化化硫硫的的化化学学方方程程式式n（2 2）乙乙同同学学认认为为还还可可能能产产生生氢氢气气的的理理由由n（3 3）丙丙同同学学在在安安装装好好装装置置后后，必必不不可可少少的的一一步步操操作作是是n（4 4）A A中中加加入入的的试试剂剂可可能能是是，作作用用是是B B中中加加入入的的试试剂剂可可能能是是，作作用用是是E E中中加加入入的的试试剂剂可可能能是是，作作用用是是n（5 5）可可以以证证明明气气体体X X中中含含有有氢氢气气的的实实验验现现象象是是：C C中中：，D D中：，中：，n（6 6）若若无无B B装装置置，还还能能否否根根据据D D中中的的现现象象判判断断气气体体X X中中有有氢氢气？（填能或不能），原因是气？（填能或不能），原因是例例3 3：验证亚硫酸钠是否氧化等问题：验证亚硫酸钠是否氧化等问题n长长期期存存放放的的亚亚硫硫酸酸钠钠可可能能会会被被部部分分氧氧化化，现现通通过过实实验验来来测测定定某某无无水水亚亚硫硫酸酸钠钠试试剂剂的的纯纯度度。实实验验步步骤如下：骤如下：n称量称量a a g g样品，置于烧杯中。样品，置于烧杯中。n加入适量蒸馏水，使样品溶解。加入适量蒸馏水，使样品溶解。n加加入入稀稀盐盐酸酸，使使溶溶液液呈呈强强酸酸性性，再再加加过过量量的的BaClBaCl2 2溶液。溶液。n过滤，用蒸馏水洗涤沉淀。过滤，用蒸馏水洗涤沉淀。n加热干燥沉淀物。加热干燥沉淀物。n将沉淀物冷却至室温后，称量。将沉淀物冷却至室温后，称量。n重重复复、操操作作直直到到合合格格，最最后后得得到到b b g g固固体体n回答下面问题：回答下面问题：n（1 1）本本实实验验中中是是否否能能用用Ba(NOBa(NO3 3) )2 2代代替替BaClBaCl2 2？_其理由是：其理由是：_n（2 2）步步骤骤中中加加盐盐酸酸使使溶溶液液呈呈强强酸酸性性的的目目的的是：是：_n（3 3）步骤）步骤的的“合格合格”标准是：标准是：_。n（4 4）实实验验测测得得样样品品中中无无水水亚亚硫硫酸酸钠钠的的质质量量分分数是：数是：_。n（列出算式，不需化简）（列出算式，不需化简）例例5 5：氨气与氯化氢反应实验装置设计：氨气与氯化氢反应实验装置设计改进改进解析：解析：关键是确关键是确定原理，由于题定原理，由于题给仪器中没有酒给仪器中没有酒精灯，只有用快精灯，只有用快速氨气的原理。速氨气的原理。（2006年广东）21(12分) 某研究小组进行与NH3有关的系列实验。 （1）从下图中挑选所需仪器，画出制取干燥NH3的装置简图(添加必要的塞子、玻璃导管、胶皮管。固定装置和尾气处理装置不用画)，并标明所用试剂。（2006年江苏理综）年江苏理综）1实验室可用右图所示装置干燥、实验室可用右图所示装置干燥、收集某气体收集某气体R，则，则R可能是（可能是（ ） AS02 BNH3 CHCl DCl2 B