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时间:2018-12-26
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1、谈“化学实验设计与评价”的复习方法 高中化学的实验考察在历年的高考中占有较大的比例,学生对本块知识掌握的往往不够牢固,失分较多。究其原因是对综合实验的设计和评价的方法缺少归纳总结,未能形成有效的知识体系。现根据自己多年的教学实践,作些总结希望能给高三后期的实验复习提供帮助。一、实验设计(一)实验方案设计的原则和思路一个相对完整的化学实验方案,一般包括下述内容:实验名称、实验目的、实验原理、实验用品(仪器、药品及规格)、实验步骤(包括仪器组装和操作)、实验现象和结果处理、问题和讨论等七个部分。要求方法简便、现象明显
2、、操作方便,对定量实验还要考虑系统误差分析。其基本的设计思路为:实验目的选择实验用品实验原理根据实验要求方案Ⅰ、方案Ⅱ……比较优化方案完成设计分析(二)设计方案中的实验顺序1、围绕主要问题思考。如所选实验原理、方法是否合理,所用仪器、药品简单易得,实验过程安全,实验现象明显等。2、根据实验的种类,合理确定仪器组装的顺序。如气体制备和处理实验操作及装置的连接大致按“制备→除杂→干燥→主体实验→尾气处理”的顺序来进行。如果是对易吸水和能与CO2反应的物质的定量测量实验中,往往在测量装置后再接一个干燥装置,防止空气中的
3、水蒸气和CO2进入。3、仪器连接的顺序(1)所用仪器是否恰当,所给仪器是全用还是选用,是否可重复使用,仪器的规格等。(2)安装顺序是否合理首先要遵循“自下而上,从左到右”的原则,其次要注意“五进五出”:①气体流向通常是左进右出。②洗气瓶用于洗气时长(管)进短(管)出。③洗气瓶用于量气或收集气体(排水法)时短(管)进(气)长(管)出(气)。④干燥管用于干燥气体时粗(端)进细(端)出。⑤冷凝管用的冷却水下进上出。(3)实验操作的顺序①连接仪器,充分考虑到仪器的作用和实验的要求来确定其规格和位置。②检查气密性,整套装置
4、连接完毕后,不能立即装入药品,应先检查装置气密性。气密性一般有注水式和加热式两种,要根据实验的性质和具体装置而定。③装药品,进行具体的实验操作。(三)设计方案时需注意的问题1、科学性(1)制备还原性物质时,皆不能强氧化性物质。如制氢气不能用HNO3、浓H2SO4;制备Al(OH)3时若Al3+制Al(OH)3,宜用氨水,若AlO2—制Al(OH)3,宜通入CO2等。(2)与反应进行、停滞有关问题。制CO2时,不宜用大理石和稀硫酸反应,因二者反应生成微溶物覆盖在反应物表面而很快停止。酸性废气可用碱石灰或强碱溶液吸收
5、,一般不用澄清石灰水,因澄清石灰水中Ca(OH)2含量少。(3)检查多个连续装置的气密性时,一般不用手捂法,因手掌热量有限,而采用酒精灯微热或用热毛巾焐。在用排水法量气时,一定要注意装置内外压强应相同。2、可行性(1)在除杂类的实验中,一定要注意所选方法的可行性,如除去CO2中少量CO,则不宜采用点燃法,而是混合气体通过灼热的氧化铜。(2)在制备Fe(OH)2的实验中,宜将NaOH溶液煮沸以除去溶解的O2,所制的FeSO4溶液中加一层苯,长滴管应伸入液面以下加液才能得到Fe(OH)2白色沉液。(3)尾气处理装置除
6、了课本提供的倒置漏斗法外,还有很多种形式也可防倒吸。因此实验设计时应切实可行,所选的药品、仪器、设备和方法等,要在中学现有的条件下能够达到。但值得一提的是,实验仪器、试剂和方法不一定拘泥于课本上介绍的,可以大胆改进,重在实效。如比较Na2CO3和NaHCO3的稳定性,采用套管实验现象明显、效果显著,比课本的实验方法好。3、安全性实验设计中,要尽量避免使用有毒药品和有危险性的实验操作。若必须使用,应注意药品的回收处理,以防造成环境污染和人身伤害。(1)点燃或加热可燃性气体前务必认真验纯,以防爆炸。(2)实验过程中用
7、到加热操作,气体易溶于水的吸收时均要使用防倒吸装置。(3)对液体加热时,一定不能对着自己或他人。固体加热时,试管口要低于管底,且先对试管均匀加热,再对准药品加热。(4)混合和稀释时,应将密度大的液体缓慢加到密度小的液体中,并不断搅拌,及时散热,以防飞溅。(5)闻气体气味时,只能用手轻轻煽动,让少量气体飘进鼻孔;切记不能品尝药品;有毒气体的制备和性质实验应在通风橱中进行。4、节约性。实验设计尽可能简单易行。应采用装置简单,实验步骤少,所需药品少,并能在短时间内完成的实验。如由铜制硫酸铜,宜采用先将铜在空气中加热成氧
8、化铜,再溶于浓硫酸。由铝制氢氧化铝,宜采用1/4的铝制备Al3+、3/4的铝制备AlO2—,再混合发生双水解反应生成Al(OH)3是最节省原料。二、化学实验方案的评价这部分实验知识的考察,是要求同学们能从以下几个方面进行分析讨论,给出合理的解释或改进措施。(一)、从可行性方面进行讨论科学性和可行性是实验设计的两条重要原则,因此首先要对给定的实验方案进行这方面的分析,主要从
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