高中化學(xué)知識(shí)點(diǎn)化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)

高中化學(xué)學(xué)問(wèn)點(diǎn)規(guī)律大全——化學(xué)試驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)[制備試驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)]物質(zhì)的制備是在一定的試驗(yàn)條件和過(guò)程中進(jìn)展的．試驗(yàn)條件不同，所生成的物質(zhì)的狀態(tài)、性質(zhì)也常會(huì)各不一樣．因此，在設(shè)計(jì)物質(zhì)制備的試驗(yàn)方案時(shí)，要使試驗(yàn)過(guò)程到達(dá)和保持某種狀態(tài)，發(fā)生某種特定變更并得到志向的結(jié)果，就必需對(duì)試驗(yàn)條件進(jìn)展嚴(yán)格、有效的限制．有機(jī)物的制備要通過(guò)有機(jī)反響來(lái)實(shí)現(xiàn)．各類有機(jī)物的構(gòu)造和性質(zhì)，就是有機(jī)物制備的根底．一種有機(jī)物的性質(zhì)，往往是另一種有機(jī)物的制備方法．盡管有機(jī)物數(shù)量浩大，但是各類有機(jī)物之間一般存在著確定的互相轉(zhuǎn)化的衍生關(guān)系．理解和駕馭這種關(guān)系，可以為找尋有機(jī)物制備的合理途徑、正確地進(jìn)展有機(jī)物的制備供應(yīng)科學(xué)的根據(jù)．因此，在設(shè)計(jì)有機(jī)物的制備試驗(yàn)方案時(shí)，要充分利用這種衍生關(guān)系．設(shè)計(jì)制備試驗(yàn)方案的一般思路是：①列出可能的幾種制備方法和途徑；②從方法是否可行、裝置和操作是否簡(jiǎn)潔、經(jīng)濟(jì)與平安等方面進(jìn)展分析和比擬；③從中選取最佳的試驗(yàn)方法．在制定具體的試驗(yàn)方案時(shí)，還應(yīng)留意對(duì)試驗(yàn)條件進(jìn)展嚴(yán)格、有效的限制．[性質(zhì)試驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)]物質(zhì)在不同條件下表現(xiàn)出來(lái)的各種性質(zhì)都與它的構(gòu)造有關(guān)，因此該物質(zhì)的性質(zhì)反過(guò)來(lái)也能在一定程度上反映其構(gòu)造，并確定它的用處和制法．因此，在進(jìn)展性質(zhì)試驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)時(shí)，要抓住物質(zhì)的本質(zhì)特征進(jìn)展整體思索，學(xué)會(huì)分析、比擬、綜合、概括．將元素及其化合物的有關(guān)學(xué)問(wèn)系統(tǒng)化，應(yīng)用元素周期律來(lái)分析元素及其化合物的有關(guān)學(xué)問(wèn)，使有關(guān)元素的存在、性質(zhì)和制法的學(xué)問(wèn)條理化．設(shè)計(jì)性質(zhì)試驗(yàn)方案的思路是，①充分理解物質(zhì)構(gòu)造與性質(zhì)之間的關(guān)系；②根據(jù)物質(zhì)的構(gòu)造特點(diǎn)，設(shè)計(jì)試驗(yàn)方案來(lái)探究或驗(yàn)證物質(zhì)所具有的一些性質(zhì)．[化學(xué)試驗(yàn)方案設(shè)計(jì)的根本要求](1)一個(gè)完好的化學(xué)試驗(yàn)方案包括的內(nèi)容：①試驗(yàn)名稱；②試驗(yàn)?zāi)康?；③試?yàn)原理；④試驗(yàn)用品(儀器、藥品及規(guī)格)；⑤試驗(yàn)步驟(包括試驗(yàn)儀器裝配和操作)；⑥試驗(yàn)現(xiàn)象記錄及結(jié)果處理；⑦問(wèn)題和探討．(2)設(shè)計(jì)一個(gè)試驗(yàn)的思路和過(guò)程：①根據(jù)試驗(yàn)?zāi)康?，說(shuō)明試驗(yàn)原理，選擇適宜的儀器和藥品；②根據(jù)試驗(yàn)特點(diǎn)，設(shè)計(jì)試驗(yàn)裝置，畫出裝置圖；③根據(jù)試驗(yàn)的要求，設(shè)計(jì)可行的操作步驟和視察重點(diǎn)，分析試驗(yàn)中應(yīng)留意的事項(xiàng)；④試驗(yàn)完畢后，應(yīng)寫出完好的試驗(yàn)報(bào)告．在設(shè)計(jì)試驗(yàn)時(shí)，應(yīng)在各種設(shè)計(jì)方案中，通過(guò)比照和歸納，選擇出具有平安性好、藥品易得、操作簡(jiǎn)便、裝置簡(jiǎn)潔而現(xiàn)象明顯的最佳方案．(3)進(jìn)展化學(xué)試驗(yàn)方案設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)遵循的根本要求：①科學(xué)性：科學(xué)性是化學(xué)試驗(yàn)方案設(shè)計(jì)的首要原則．所謂科學(xué)性是指試驗(yàn)原理、試驗(yàn)操作程序和方法必需正確．在操作程序的設(shè)計(jì)上，只能先取少量固體溶解；再取少量配成的溶液參加試劑進(jìn)展試驗(yàn)，而不能將樣品全部溶解或在溶解后的全部溶液中參加試劑．②平安性：試驗(yàn)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)盡量避開(kāi)運(yùn)用有毒藥品和進(jìn)展具有一定危急性的試驗(yàn)操作．假如必需運(yùn)用，應(yīng)在所設(shè)計(jì)的化學(xué)試驗(yàn)方案中具體寫明留意事項(xiàng)，以防造成環(huán)境污染和人身?yè)p害．③可行性：試驗(yàn)設(shè)計(jì)應(yīng)實(shí)在可行，所選用的化學(xué)藥品、儀器、設(shè)備和方法等在中學(xué)現(xiàn)有條件下可以滿意．④簡(jiǎn)約性：試驗(yàn)設(shè)計(jì)應(yīng)盡可能簡(jiǎn)潔易行，應(yīng)實(shí)行簡(jiǎn)潔的試驗(yàn)裝置，用較少的試驗(yàn)步驟和試驗(yàn)藥品，并能在較短的時(shí)間內(nèi)完成試驗(yàn)．對(duì)同一個(gè)化學(xué)試驗(yàn)，可以設(shè)計(jì)出多種試驗(yàn)方案，并對(duì)它們進(jìn)展選擇．所采納的試驗(yàn)設(shè)計(jì)方案，應(yīng)具有效果明顯、操作平安、裝置簡(jiǎn)潔、用藥少、步驟少、時(shí)間短等優(yōu)點(diǎn)．物質(zhì)的檢驗(yàn)[物質(zhì)檢驗(yàn)的一般要求](1)檢驗(yàn)時(shí)所發(fā)生的反響要有明顯的外部特征，如溶液顏色的變更、沉淀的生成和溶解、生成的沉淀的顏色、氣體的產(chǎn)生以及產(chǎn)生的氣體的氣味等．此外，反響速率要大且反響完全．(2)檢驗(yàn)時(shí)所發(fā)生的反響要在相宜的酸堿度、濃度和溫度下進(jìn)展．(3)要解除干擾物質(zhì)的影響．(4)檢驗(yàn)時(shí)所發(fā)生的反響要有良好的選擇性．要留意選用選擇性高或特征反響來(lái)進(jìn)展物質(zhì)的檢驗(yàn)．[物質(zhì)檢驗(yàn)的根本思路和步驟](1)對(duì)試樣進(jìn)展外觀視察．對(duì)試樣進(jìn)展外觀視察的主要目的是利用被檢驗(yàn)物質(zhì)的顏色和狀態(tài)，對(duì)可能含有的某些組分進(jìn)展推斷，進(jìn)而解除某些組分存在的可能性．假如試樣是無(wú)色或白色晶體，則可解除有色物質(zhì)的離子如Cu2＋、Fe3＋、Fe2＋、MnO4－等；假如試樣有顏色，也可初步推斷可能由哪種離子構(gòu)成．(2)試樣的打算．不管是固體試樣還是液體試樣，都只能取少量用于配制溶液或用于檢驗(yàn)，要留有一定量的試樣備用．由于有些陰離子在酸性溶液中會(huì)生成氣體而逸出，或發(fā)生氧化復(fù)原反響而變更價(jià)態(tài)，或與H＋發(fā)生中和反響．因此，用于檢驗(yàn)陰離子的試樣通常要配成堿性溶液，而且不能參加氧化劑或復(fù)原劑．由于NH4＋可以與OH－反響生成氣體，還有一些陽(yáng)離子在堿性溶液中會(huì)發(fā)生水解．因此，用于檢驗(yàn)陽(yáng)離子的試樣通常要配成弱酸性．(3)檢驗(yàn)．在進(jìn)展檢驗(yàn)時(shí)，除了要考慮各離子的特征反響外，最重要的是要選取適當(dāng)?shù)拇胧┙獬x子之間可能存在的干擾．只要解除干擾的方法得當(dāng)，就可以設(shè)計(jì)出正確的試驗(yàn)方案．①除少數(shù)幾種陰離子(如SO42－、Cl－等)外，陰離子檢驗(yàn)時(shí)的干擾一般比擬少，有可能進(jìn)展分別檢驗(yàn)，在檢驗(yàn)同一試樣中共存的陽(yáng)離子時(shí)，互相干擾則比擬多，因此，在進(jìn)展陽(yáng)離子檢驗(yàn)時(shí)，必需首先解除干擾，然后才能進(jìn)展檢驗(yàn)．②由于各種陰離子之間往往會(huì)發(fā)生互相反響，因此，在同一試樣中的陰離子種類一般不會(huì)多．但因?yàn)殛?yáng)離子之間互相反響的可能性較小，所以在同一試樣中的陽(yáng)離子種類就會(huì)多些．③在陰離子的檢驗(yàn)中，可利用某些陰離子能與酸反響生成氣體的性質(zhì)，首先在固體試樣上滴加稀鹽酸或稀硫酸，然后根據(jù)氣體的氣味初步推斷含有的陰離子；也可利用某些陰離子可與試劑生成沉淀時(shí)的反響條件和沉淀顏色初步推斷可能存在的陰離子．在陽(yáng)離子檢驗(yàn)中，利用某些陽(yáng)離子帶有顏色，或能發(fā)生水解，或與堿反響生成沉淀，或具有兩性等特點(diǎn)，初步推斷試樣中可能存在的陽(yáng)離子，從而解除某些陽(yáng)離子存在的可能性．④焰色反響．對(duì)于像K＋、Na＋等陽(yáng)離子，可利用焰色反響進(jìn)展檢驗(yàn)．[物質(zhì)檢驗(yàn)的操作方法](1)若為固體物質(zhì)，應(yīng)先取少量樣品用蒸餾水溶解．(2)檢驗(yàn)的目的是為了以后的運(yùn)用，若用原瓶干脆進(jìn)展操作，就會(huì)污染原來(lái)的整瓶試劑．因此．應(yīng)取少許樣品試液在試管中進(jìn)展試驗(yàn)，而絕不行在原試劑瓶中進(jìn)展檢驗(yàn)．(3)在同時(shí)檢驗(yàn)多種物質(zhì)時(shí)，應(yīng)將各樣品進(jìn)展編號(hào)，以免混淆．(4)在答題時(shí)，不許“指名道姓”，敘述時(shí)不行出現(xiàn)“取某某物質(zhì)參加某某試劑…”的字樣．?dāng)⑹龇椒椋焊魅∩僭S樣品→加蒸餾水溶解→參加所需試劑→描繪試驗(yàn)現(xiàn)象→得出結(jié)論→原理．[常見(jiàn)離子的檢驗(yàn)方法](1)常見(jiàn)陽(yáng)離子的特征反響和檢驗(yàn)方法．陽(yáng)離子檢驗(yàn)試劑試驗(yàn)現(xiàn)象離子方程式H＋①紫色石蕊試液②橙色甲基橙試液③鋅片(或鐵片)①石蕊試液變紅色②甲基橙試液變紅色③有能燃燒的氣體產(chǎn)生Zn+2H＋＝Zn2＋+H2↑K＋焰色反響紫色(透過(guò)藍(lán)色鈷玻璃)Na＋焰色反響黃色NH4＋NaOH溶液(濃)加熱，產(chǎn)生有刺激性氣味、使潮濕紅色石蕊試紙變藍(lán)色的氣體NH4＋+OH－＝NH3↑+H2OFe2＋①NaOH溶液②新制的氯水+KSCN溶液①生成白色沉淀，快速變?yōu)榛揖G色，最終變成紅褐色②滴加新制的氯水，溶液由淺綠色變?yōu)辄S色，再滴加KSCN溶液，溶液呈紅色①Fc2＋+2OH－＝Fe(OH)2↓4Fe(OH)2+O2+2H2O＝4Fe(OH)3②2Fe2＋+C12＝2Fe3＋+2Cl－Fe3＋+3SCN－＝Fe(SCN)3Fe3＋①NaOH溶液②KSCN溶液①生成紅褐色沉淀②生成紅色溶液①Fc3＋+3OH－＝Fe(OH)3↓②Fe3＋+3SCN－＝Fe(SCN)3Cu2＋①NaOH溶液②濃氨水①生成藍(lán)色絮狀沉淀，加熱后變成黑色②生成的藍(lán)色沉淀，溶于過(guò)量濃氨水中，呈深藍(lán)色溶液①Cu2＋+2OH－＝Cu(OH)2↓Cu(OH)2CuO+H2O②Cu2＋+2NH3·H2O＝Cu(OH)2↓+2NH4＋Cu(OH)2+4NH3·H2O＝[Cu(NH3)4]2＋+2OH－+4H2OAg＋①鹽酸或氯化物+稀HNO3②NaOH溶液③氨水①生成白色沉淀，白色沉淀不溶于稀HNO3②生成白色沉淀，并快速變?yōu)樽睾谏凵砂咨恋恚^(guò)量的氨水使沉淀溶解①Ag＋+C1－＝AgCl↓②Ag＋+OH－＝AgOH↓2AgOH＝Ag2O+H2O③Ag＋+2NH3·H2O＝AgOH↓+2NH4＋AgOH+2NH3·H2O＝[Ag(NH3)2]＋+2H2OAl3＋①氨水②NaOH溶液①產(chǎn)生白色沉淀②產(chǎn)生白色膠狀沉淀，過(guò)量的NaOH溶液使沉淀溶解①A13＋+3NH3·H2O＝Al(OH)3↓+3NH4＋②A13＋+3OH－＝Al(OH)3↓A1(OH)3+OH－＝A1O2－+2H2OMg2＋NaOH溶液產(chǎn)生白色絮狀沉淀，過(guò)量的NaOH溶液不能使沉淀溶解Mg2＋+2OH－＝Mg(OH)2↓Ca2＋Na2CO3溶液+稀鹽酸產(chǎn)生白色沉淀，沉淀溶于稀鹽酸中Ca2＋+CO32－＝CaCO3↓CaCO3+2H＋＝Ca2＋+CO2↑+H2O(2)常見(jiàn)陰離子的特征反響和檢驗(yàn)方法．陰離子檢驗(yàn)試劑試驗(yàn)現(xiàn)象離子方程式OH－①無(wú)色酚酞試液②紫色石蕊試液③甲基橙試液①酚酞試液變紅色②紫色石蕊試液變藍(lán)色③橙色甲基橙試液變黃色CO32－稀鹽酸(或硫酸、硝酸)、澄清石灰水參加酸后，有無(wú)色、無(wú)味的氣體產(chǎn)生，該氣體能使澄清石灰水變渾濁CO32－+2H＋＝CO2↑+H2OCO2+Ca(OH)2＝CaCO3↓+H2OSO42－BaCl2[或Ba(NO3)2溶液]、稀HNO3生成白色沉淀，該沉淀不溶于稀HNO3Ba2＋+SO42－＝BaSO4↓Cl－AgNO3溶液、稀HNO3生成白色沉淀，此沉淀不溶于稀HNO3Ag＋+Cl－＝AgCl↓Br－①AgNO3溶液、稀HNO3②新制的氯水、四氯化碳①生成淺黃色沉淀，此沉淀不溶于稀HNO3②溶液由無(wú)色變?yōu)槌壬?，加CCl4振蕩后，CCl4層變?yōu)槌燃t色①Ag＋+Br－＝AgBr↓②2Br－+Cl2＝Br2+2C1－I－①AgNO3溶液、稀HNO3②新制的氯水、四氯化碳③新制的氯水、淀粉溶液①生成黃色沉淀，此沉淀不溶于稀HNO3②