2019-2020年高中化學 6.4《化學實驗方案設計的基本要求》教案 舊人教版選修.doc

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2019-2020年高中化學 6.4《化學實驗方案設計的基本要求》教案 舊人教版選修 化學實驗方案設計的基本要求； (2)一個相對完整的化學實驗方案應包括的主要內容； (3)制備實驗方案的設計方法和要求； (4)性質實驗方案的設許方法和要求； (5)運用學過的鋁和氫氧化鋁的性質及強堿弱酸鹽和強酸弱堿鹽水解反應的相互促進關系，分析并評價氫氧化鋁制備的最佳途徑； (6)應用乙二醇的性質，設計完整的化學實驗方案； (7)運用銅和銅的化合物知識，設計性質實驗方案驗證銅與銅的化合物的性質。 1．化學實驗設計時應遵循： ①科學性，實驗原理，準確，實驗流程合理。 ②安全性，保護人身、保護環(huán)境、保護儀器。 ③可行性，條件允許，效果明顯，操作正確。 ④簡約性，做到步驟少，時間短、效果好等基本要求。 2．如何迅速、準確地解答綜合實驗設計題呢? (1)明確目的原理 首先必須認真審題，明確實驗的目的要求，弄清題目有哪些新的信息，綜合已學過的知識，通過類比、遷移、分析，從而明確實驗原理。 (2)選擇儀器藥品 根據(jù)實驗的目的和原理，以及反應物和生成物的性質、反應條件，如反應物和生成物的狀態(tài)，能否腐蝕儀器和橡皮、反應是否加熱及溫度是否控制在一定的范圍等，從而選擇合理的化學儀器和藥品。 (3)設計裝置步驟 根據(jù)上述實驗目的和原理，以及所選用的儀器和藥品，設計出合理的實驗裝置和實驗操作步驟。學生應具備識別和繪制典型的實驗儀器裝置圖的能力，實驗步驟應完整而又簡明。 (4)記錄現(xiàn)象數(shù)據(jù) 根據(jù)觀察，全面而準確地記錄實驗過程中的現(xiàn)象和數(shù)據(jù)。 (5)分析得出結論 根據(jù)實驗觀察的現(xiàn)象和記錄的數(shù)據(jù)，通過分析、計算、圖表、推理等處理，得出正確的結論。 以上只是解答綜合實驗設計題的一般思考方法。在解答過程中，應根據(jù)實驗設計題的具體情況和要求，作出正確的回答。 (6)設計實驗時還要考慮以下因素： ①凈化、吸收氣體及熄滅酒精燈時要防液體倒吸；②進行某些易燃易爆實驗時要防爆炸 (如H2還原CuO應先通H2，氣體點燃先驗純等)；③防氧化(如H2還原CuO后要“先滅燈再停氫”，白磷切割宜在水中等)；④防吸水(如實驗、取用、制取易吸水、潮解、水解宜采取必要措施，以保證達到實驗目的)；⑤冷凝回流(有些反應中，為減少易揮發(fā)液體反應物的損耗和充分利用原料，需在反應裝置上加裝冷凝回流裝置 (如長玻璃管、豎裝的干燥管及冷凝管等)；⑥易揮發(fā)液體產物(導出時可為蒸氣)的及時冷卻；⑦儀器拆卸的科學性與安全性(也從防污染、防氧化、防倒吸、防爆炸、防泄漏等角度考慮)；⑧其他(如實驗操作順序、試劑加人順序、實驗方法使用順序等)。 3．制備實驗方案的設計 制備實驗方案的設計，對鞏固元素化合物知識和掌握好各類有機物之間的相互轉化關系，全面訓練實驗技能，培養(yǎng)分析問題和解決問題的能力是有益的。 制備實驗方案的設計，應遵循以下原則： ①條件合適，操作方便； ②原理正確，步驟簡單； ③原料豐富，價格低廉； ④產物純凈，污染物少。 即從多種路線中優(yōu)選出一種最佳的制備途徑，合理地選擇化學食品與藥品，設計合理的實驗裝置和實驗操作步驟。 4．探索性實驗、性質實驗方案的設計 分析其結構特點或從所屬類型的典型代表物去推測物質可能具有的一系列性質，而后據(jù)此分別設計出合理的實驗方案，去探索它所可能具有的性質。 5．驗證性實驗性質實驗方案的設計 對物質具備的性質去求證，關鍵設計出簡捷的實驗方案，操作簡單，簡便宜行，現(xiàn)象明顯，且安全可行。 [例1] 用含有NaCl、MgCl2、MgS04的鈉鹽制備漂白精(次氯酸鈉)。按各反應的先后順序寫出各有關化學反應方程式。 [解析] 此題思路：原料→純凈物→產物。需除去的雜質離子有Ca2+、Mg2+、SO42-，應注意除雜試劑的加入順序，以便有利于除去過量試劑引來的新雜質。例如，除Ca2+的Na2C03放在除SO42-的BaCl2試劑之后加入，可達到除去過量Ba2+的目的。 答案 ①BaCl2+MgSO4=BaSO4↓+MgCl2 ②MgC12+2NaOH=Mg(OH)2↓+2NaCl ③CaCl2+Na2CO3=CaCO3+2NaCl ④BaCl2+2Na2CO3=BaCO3↓+2NaCl ⑤NaOH+HCl=NaCl+H2O ⑥Na2CO3+2HCl=2NaCl+CO2↑+H2O ⑦2NaCl+2H2O→2NaOH+H2↑+Cl2↑ ⑧Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O [例2] 下圖是一套實驗室制氣裝置，用于發(fā)生、干燥和收集氣體。下列各組物質中能利用這套裝置進行實驗的是 A．銅屑和濃硝酸 B．二氧化錳和濃鹽酸 C.電石和水 D.碳酸鈣和稀鹽酸 [例3] 按下述實驗方法制備氣體，合理而又實用的是 A.鋅粒與稀硝酸反應制備H2 B.向飽和氯化鈉溶液中滴加濃硫酸制備HCl C．亞硫酸鈉與濃硫酸反應制備SO2 D．大理石與濃硫酸反應制備CO2 [例4] 試用空氣；焦炭、水為原料制備硝酸。 [例5] 實驗室常用加熱氯酸鉀和二氧化錳的混合物來制取氧氣，怎樣用實驗方法證明二氧化錳作催化劑?氯酸鉀中含鉀、氯，氧三種元素?試設計出實驗的簡單步驟。 解析：催化劑能加快反應速率，而反應前后的質量和化學性質保持不變。因此，設計的實驗應能證明加入二氧化錳后反應速率加快，反應前后二氧化錳質量不變及化學性質不變。要證明氯酸鉀中含鉀、氯、氧三種元素，可設計實驗證明產物中含鉀元素、氯離予和氧氣。 答案 (1)將等質量的氯酸鉀分別加入兩支試管中，向其中一支試管中加人少量一定質量的二氧化錳，用酒精燈分別加熱，用排水法收集產生的氣體。根據(jù)收集的氧氣多少，可判斷反應速率。 (2)用水溶解反應后的混合物，過濾并洗滌沉淀，干燥后稱量，與最初加入量比較，可證明質量是否變化。 (3)將上述不溶物與濃鹽酸混合加熱，檢驗是否有氯氣生成，可證明二氧化錳化學性質是否發(fā)生變化。 (4)將收集的氣體用帶火星的木條檢驗，可證明氯酸鉀含氧元素。 (5)將(2)步驟作的濾液做焰色反應，可證明氯酸鉀中是否含鉀元素。 (6)將(2)步操作的濾液中加入用硝酸酸化的硝酸銀溶液可證明氯酸鉀中是否含氯元素。