化学实验方案的设计和评价

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1、八、化学实验方案的设计和评价1．实验方案设计的基本要求：（1）科学性：（2）安全性：（3）环保性：（4）可行性：（5）简约性：（6）经济性：2．化学实验方案设计的基本思路：3.化学实验方案设计的分类：（1）物质制备实验方案：发生装置→净化装置→干燥装置→收集装置→尾气处理装置制备实验的典型案例：硫酸亚铁铵(摩尔盐)的制备、阿司匹林的合成（2）物质性质实验方案：I、性质实验方案设计的思路II、探索性实验与验证性实验性质探索性实验方案：根据物质的结构特点或所属类型的典型代表物去推测物质可能具有的一系列性质，而后据此分别设计出合理的实验方案，去探究该物质可能具有的性质。程序：物质→实验事实→科学

2、抽象→结论性质验证性实验方案：对物质具备的性质去求证，关键在于设计出简捷的实验方案，操作简单，现象明显，且安全可行。程序：物质→性质推测→实验事实→科学抽象→结论III、中学常见物质性质实验方案的设计①证明金属、非金属性大小；②证明氧化、还原性大小；③证明酸性强弱；④证明醇、酚羟基；⑤证明醛基；⑥证明碳碳双键(叁键)；⑦证明胶体。探索性实验方案：铝及其化合物的性质-7-验证性实验方案：乙醇和苯酚的性质4、化学实验方案的评价（1）从可行性评价：原理是否正确、可行；操作是否安全、合理；步骤是否简单、方便；效果是否明显等。（2）从“绿色化”评价：原料是否易得、安全、无毒；反应速率是否较快；原料利

3、用率、产物产率是否较高；合成过程是否有环境污染。（3）从安全性评价：防倒吸；防爆炸；防氧化；防吸水；防挥发等。5．注重对实验基础知识的整理和归纳。这部分内容较为琐碎，学习时可以依据以下思路，在理解的前提下加以掌握。物质的性质药品的变质、保存物质的鉴别、检验物质的制备物质的分离、提纯化学实验仪器实验装置决定选择组合使用方法和操作要领【典型例子】气体实验装置的连接顺序设计1、一般原则（1）气体发生装置除杂干燥主要实验尾气处理等顺序。考虑干燥与除杂的顺序时，若采用溶液除杂，则应该先净化后干燥；若采用加热除杂，干燥在前；若用固体吸收剂常温除杂，则根据题意而顶。（2）尾气处理：有毒气体常采用溶液（或

4、固体）吸收或将之点燃，无毒气体直接排空。若制备的物质极易水解（如SnCl4、AlCl3等），则在尾部加装干燥管，以防空气中的水蒸气进入造成水解。（3）接口的连接：总体上遵循装置的排列顺序，但对于吸收装置应“长”进“短”出；干燥管应“大”进“小”出。（4）气体发生：一般按装置选择与连接气密性检查装固体药品加液体药品开始实验（按程序）拆卸仪器其它处理等（制气体的实验，在实验前均应进行气密性检查，气体在点燃之前一般应进行纯度的检验）。（5）加热操作：主体实验加热前一般应先通原料气赶走空气后再点燃酒精灯。其目的是：一是防止爆炸（如氢气还原氧化铜、CO还原Fe2O3等）；二是保证产品纯度，如制备Mg

5、2N3、CuCl2等。熄灭酒精灯时，一般是“先点后灭”的原则。2、设计实验时还应该考虑以下因素（1）净化、熄灭酒精灯时要防止液体倒吸；（2）进行某些摩尔写易爆、易燃实验时要防止爆炸（如氢气还原氧化铜应该下通氢气，气体点燃前应该先验纯等）；（3）防氧化（如H2还原CuO后要“先灭灯，再停氢”，白磷的切割要在水中进行等）；（4）防吸水（如实验取用制取易吸水、潮解的物质必须采取有效措施）；（5）冷凝回流（6）易挥发的液体产物要及时冷却，并注意冷却剂的选择。-7-经典案例：1.(98全国，27，11分)测定一定质量的铝锌合金与强酸溶液反应产生的氢气的体积，可以求得合金中铝和锌的质量分数。现有下列实

6、验用品：中学化学实验常用仪器、800mL烧杯、100mL量筒、短颈玻璃漏斗、铜网、铝锌合金样品、浓盐酸（密度1.19g·cm－3）、水。按图示装置进行实验，回答下列问题。（设合金样品完全反应，产生的气体体积不超过100mL）（1）补充下列实验步骤，直到反应开始进行（铁架台和铁夹的安装可省略）：①将称量后的合金样品用铜网小心包裹好，放在800mL烧杯底部，把短颈漏斗倒扣在样品上面。②；③；④；（2）合金样品用铜网包裹的目的是：；[解析]本题是考查实验操作的设计题。实验原理：H2的制取；H2的收集；H2体积的测量；[答案]（1）②往烧杯中注入水，直至水面没过漏斗颈。（没答水面没过漏斗颈不给分）

7、（3分）③在100mL量筒中装满水，倒置在盛水的烧杯中（量筒中不应留有气泡），使漏斗颈插入量筒中。烧杯中水面到杯口至少保留约100mL空间。（只要黑斜体中的要点全部答对给3分，装满水的量筒怎样倒置在杯中可不作要求，答或不答不加分也不扣分）（3分）④-7-将长颈漏斗（或答玻璃棒）插入烧杯并接近烧杯底部，通过它慢慢加入浓盐酸，至有气体产生（3分）注：实验步骤顺序写错，或者步骤②中加入盐酸，则不论其它步骤回答是否正确，小题（1