化學(xué)實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)

第第#頁共4頁第二單元研究物質(zhì)的實(shí)驗(yàn)方法（四）化學(xué)實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)教學(xué)目的1、初步了解化學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的方案，了解物質(zhì)制備實(shí)驗(yàn)、物質(zhì)性質(zhì)實(shí)驗(yàn)、物質(zhì)鑒別實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)。2、通過實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)，提高實(shí)驗(yàn)操作技能提高實(shí)驗(yàn)效率。教學(xué)重難點(diǎn)一個(gè)相對(duì)完整的化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)應(yīng)包括的基本內(nèi)容。教學(xué)過程一、化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)的基本要求［講述］一般說來，化學(xué)實(shí)驗(yàn)過程大致可分為實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備、實(shí)驗(yàn)實(shí)施和實(shí)驗(yàn)結(jié)果的處理等階段。在實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)備階段中，確定化學(xué)實(shí)驗(yàn)需要解決的問題和設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案是最主要的工作。一個(gè)相對(duì)完整的化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案一般包括下述內(nèi)容：（1）實(shí)驗(yàn)名稱；（2）實(shí)驗(yàn)?zāi)康?；?）實(shí)驗(yàn)原理；（4）實(shí)驗(yàn)用品（儀器、藥品及規(guī)格）；（5）實(shí)驗(yàn)步驟（包括實(shí)驗(yàn)儀器和操作）；（6）實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象記錄和結(jié)果處理；（7）問題和討論。設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)應(yīng)從以下幾方面入手：根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，闡明實(shí)驗(yàn)原理，選擇合適的儀器和藥品；根據(jù)實(shí)驗(yàn)的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)裝置，畫出裝置圖；根據(jù)實(shí)驗(yàn)的要求，設(shè)計(jì)可行的操作步驟和觀察重點(diǎn)，分析實(shí)驗(yàn)中應(yīng)注意的事項(xiàng)；實(shí)驗(yàn)結(jié)束后應(yīng)寫出完整的實(shí)驗(yàn)報(bào)告。在進(jìn)行化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)遵循以下幾項(xiàng)基本要求?？茖W(xué)性科學(xué)性是化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)的首要原則。所謂科學(xué)性是指實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)操作程序和方法應(yīng)該正確。在操作程序上，應(yīng)取少量固體先溶解，然后再取少量配成的溶液并加入試劑，就不能將樣品全部溶解或在溶解后的全部溶液中加入試劑。安全性實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)盡量避免使用有毒藥品和進(jìn)行具有一定危險(xiǎn)性的實(shí)驗(yàn)操作。如果必須使用，應(yīng)在所設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方案中詳細(xì)寫明注意事項(xiàng)，以防造成環(huán)境污染和人身傷害?？尚行詫?shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)應(yīng)盡可能切實(shí)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(shí)驗(yàn)條件下能夠得到滿足。簡約性實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)應(yīng)盡可能簡單易行，應(yīng)采用簡單的實(shí)驗(yàn)裝置，用較少的實(shí)驗(yàn)步驟和實(shí)驗(yàn)藥品，并能在較短的時(shí)間內(nèi)完成實(shí)驗(yàn)。對(duì)同一個(gè)化學(xué)實(shí)驗(yàn)，可以設(shè)計(jì)出多種實(shí)驗(yàn)方案，應(yīng)具有效果明顯、操作安全、裝置簡單、用藥少、步驟少、時(shí)間短等優(yōu)點(diǎn)。［強(qiáng)調(diào)］實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)的基本思路：明確目的弄清原理一?具體設(shè)計(jì)（包括儀器選擇和組裝、實(shí)驗(yàn)步驟）f實(shí)驗(yàn)分析（包括實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的記錄和分析，實(shí)驗(yàn)結(jié)論和分析）。二、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)案例：例1．設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)用三種方法制取氧氣。例2．設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明氯酸鉀中含鉀、氯、氧三種元素。例3?有四瓶化肥的無色溶液它們分別是（NH4）2SO4、NH4CI、KC1、K2SO4請?jiān)O(shè)計(jì)一組實(shí)驗(yàn)，將它們一、一鑒別出來。（畫出鑒別的流程圖）44424例4.用Na2CO3、NaOH、BaCl2和鹽酸作試劑，除去NaCl溶液中含有的少量Ca2+、Mg2+和SO42-離子。（每種試劑只能使用一次）。寫出簡要的操作步驟和有關(guān)化學(xué)反應(yīng)方程式。（畫出流程圖）例5.實(shí)驗(yàn)探究：氫氧化鈉溶液中哪種粒子（H2O、Na+、OH_）能使指示劑變色。實(shí)驗(yàn)步驟：在第一支試管中加入2mL蒸餾水，滴入幾滴無色酚酞試液，觀察現(xiàn)象；在第二支試管中加入2mLNaCl（pH=7）溶液，滴入幾滴無色酚酞試液，觀察現(xiàn)象；在第一支試管中加入2mLNaOH溶液，滴幾滴無色酚酞試液，觀察現(xiàn)象；TOC\o"1-5"\h\z通過上述實(shí)驗(yàn)探究，回答下列問題：（下述“現(xiàn)象”是只無色酚酞試液是否變紅）實(shí)驗(yàn)①看至0的現(xiàn)象，你得出的結(jié)論;實(shí)驗(yàn)②看到的現(xiàn)象，說明。實(shí)驗(yàn)③看到的現(xiàn)象，你得出的結(jié)論。例6、當(dāng)氫氣中混有二氧化碳、硫化氫、氯化氫和水蒸氣時(shí)，為了得到干燥、純凈的H2,可能經(jīng)過如下操作：①通過裝有濃H2SO4的洗氣瓶；②通過盛有水的洗氣瓶；③通過NaOH溶液的洗氣瓶；④通過灼熱的CuO；⑤通過裝有硫酸銅溶液的洗氣瓶；⑥通過裝有五氧化二磷的干燥管。（提示：CuSO4+h2s==CuSI+h2so4）下列各項(xiàng)中的操作步驟和順序全部正確的是（）②⑤③①B.①③④⑥C.②④③①D.①③⑤⑥

［課外練習(xí)］1、按下列添加試劑的先后順序，即可將鹽酸、硫酸、硫酸鉀、氫氧化鈉和硝酸鉀五種無色透明溶液鑒別開來的是（）石蕊試液、AgNO3溶液，稀HNO3B.BaCl2溶液、酚酞試液、AgNO3溶液C.石蕊試液、BaCl3溶液3D.酚酞試液、BaCl溶液、AgNO3溶液2、某學(xué)生在實(shí)驗(yàn)室欲制備氧氣，但僅有錐形瓶、普通漏斗、各種玻璃導(dǎo)管、橡皮管、膠塞、集氣瓶、藥匙，據(jù)此，他只能選用哪組試劑來制備氧氣（）A.KMnOB.KClOC.3%的HO和MnOD.KMnO、KClO43333433、有一包白色粉末，其中可能含有Ba（NO3）3、CaCl3、屯匹，現(xiàn)做以下實(shí)驗(yàn)：將部分粉末加入水中，振蕩，有白色沉淀生成。向①的懸濁液中加入過量稀硝酸，白色沉淀消失，并有氣泡產(chǎn)生。取少量②的溶液滴入幾滴稀硫酸，有白色沉淀生成。另取少量②的溶液滴入AgNO3溶液，有白色沉淀生成?；卮鹣铝袉栴}：（1）原白色粉末的成分（寫名稱）是。案：（提示：2NaHCO°=^Na2CO3+CO2案：（提示：2NaHCO°=^Na2CO3+CO2+H2O）⑴操作①盛放藥品需選用。（填名稱）⑵操作②為什么不用Ba（NO3）2溶液，其理由是⑶進(jìn)行操作②后，如何判斷SO2-已除盡，方法是4⑷操作③的目的是，為什么不先過濾后加的溶液，其理由是⑸此設(shè)計(jì)方案是否嚴(yán)密，說明理由TOC\o"1-5"\h\z6、（1）配置500mL0.1mol/LNaOH溶液，需要NaOH的質(zhì)量是。（2）將21.9gHCl氣體溶于水配成250mL溶液，該溶液中HCl的物質(zhì)的量濃度為_。（若砝碼和藥品位置放顛倒（假設(shè)稱量時(shí)未用燒杯），天平平衡時(shí)，實(shí)際稱得碳酸鈉的質(zhì)量是。（4）下列操作使所配溶液濃度偏高的是。若稱取28.6gNaCO?HO進(jìn)行配制稱量時(shí)用了生銹的*123砝3若砝碼和藥品位置放顛倒（假設(shè)稱量時(shí)未用燒杯），天平平衡時(shí)，實(shí)際稱得碳酸鈉的質(zhì)量是。（4）下列操作使所配溶液濃度偏高的是。若稱取28.6gNaCO?HO進(jìn)行配制稱量時(shí)用了生銹的*123砝3碼2往容量瓶中轉(zhuǎn)移溶液時(shí)，有少量液體濺出碳酸鈉中含有不溶性雜質(zhì)未洗滌溶解NaCO的燒杯定容時(shí)仰視刻度線容量瓶未干燥就用來配制溶液5、為了將混有NaSO、NaHCO的NaCl提純，并制得純凈的NaCl溶液，某學(xué)生設(shè)計(jì)如下實(shí)驗(yàn)方243（4）將30mL0.5mol/LNaOH溶液加水稀釋至500mL，稀釋后所得溶液的物質(zhì)的量濃度為。（5）配制250mL1mol/LHCl溶液，需要12mol/LHCl溶液的體積是_7*、某學(xué)生課外活動(dòng)小組利用右圖所示裝置分別做如下實(shí)驗(yàn)：⑴在試管中注入某紅色溶液，加熱試管，溶液顏色逐漸變淺，冷卻后恢復(fù)紅色，則原溶液可能是溶液；加熱時(shí)，溶液由紅色逐漸變淺的原因是。⑵在試管中注入某紅色溶液，加熱試管，溶液變?yōu)樽仙?，冷卻后恢復(fù)紅色，則此溶液可能是溶液；加熱時(shí)，溶液由紅色變?yōu)樽仙脑蚴?。?）原混合液中NaCO和NaSO的物質(zhì)的量濃度；（1）原混合液中NaCO和NaSO的物質(zhì)的量濃度；2324（2）產(chǎn)生的氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積。序號(hào)實(shí)驗(yàn)步驟簡述實(shí)驗(yàn)操作（不必?cái)⑹鋈绾伟惭b實(shí)驗(yàn)裝置）①②③④⑤⑥請?zhí)顚懕碇械目崭?，完成由上述混合物得到固體甲的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。9、取50mLNa2C03和Na$04的混合溶液，加入過量BaC—溶液后得到14.51g白色沉淀，用過量稀硝酸處理沉淀后沉淀量減少到4.66g，并有氣體放出。。試計(jì)算：10、標(biāo)準(zhǔn)狀況下，用一定量的水吸收氨氣制得物質(zhì)的量濃度為12.0mol/L、密度為0.915g/cm_3的氨水。試計(jì)算1體積水吸收多少體積的氨氣可制得上述氨水。（本題中氨的相對(duì)分子質(zhì)量以17.0計(jì)，水的密度以1.00g/cm-3計(jì)）*6、用實(shí)驗(yàn)方法分別判斷明礬水溶液、氯化鈉溶液、淀粉溶液、用水稀釋過的藍(lán)墨水、一瓶未知液是不是膠體？寫出實(shí)驗(yàn)方案和操作要點(diǎn)。*7、甲、乙、丙三位同學(xué)各設(shè)計(jì)了一個(gè)實(shí)驗(yàn)，結(jié)果各自都認(rèn)為自己的試樣中含有SO42-離子。甲的實(shí)驗(yàn)為：①乙認(rèn)為甲的實(shí)驗(yàn)不嚴(yán)謹(jǐn)，因?yàn)樵嚇覣中若含有離子（僅填一種）也會(huì)有此現(xiàn)象。乙的實(shí)驗(yàn)為：②丙認(rèn)為乙的實(shí)驗(yàn)也不嚴(yán)謹(jǐn)，因?yàn)樵嚇覤中若含有離子（僅填一種）也會(huì)有此現(xiàn)象。丙的實(shí)驗(yàn)為：若丙方案合理，回答：③其中試劑I是，現(xiàn)象I是；試劑II是，現(xiàn)象II是。（若你認(rèn)為丙方案不合理，以上四空可以不填）9、利用實(shí)驗(yàn)探索硫酸和鋅反應(yīng)制取氫氣時(shí)的適宜濃度：（取4份粗鋅，分別跟H2SO4的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為60％、40％、20％、10％的硫酸溶液反應(yīng)，從一定時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的氫氣的體積來分析硫酸的適宜濃度。）6、實(shí)驗(yàn)室將粗鹽制成精鹽的實(shí)驗(yàn)過程中，主要步驟之一是蒸發(fā)。在加熱蒸發(fā)過程中，還要進(jìn)行的動(dòng)手操作是；這樣做的目的是；停止加熱的依據(jù)是。3．使用鎂粉、鹽酸、醋酸設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)，證明在同溫同壓下，當(dāng)上述兩種酸的物質(zhì)的量相同時(shí)與鎂粉反應(yīng)生成的氫氣的體積相同，但兩者的反應(yīng)速率不同。例1．設(shè)計(jì)