综合性实验的设计与评价

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1、1.化学实验方案设计的思路2.化学实验方案设计时遵循的原则（1）科学性：实验原理准确，实验流程合理。（2）安全性：保护人身安全、保护环境、保护仪器。综合性实验的设计与评价（3）可行性：条件允许，效果明显，操作简便可行。（4）简约性：方案简单易行，尽可能采取简单的实验装置，用较少的步骤和药品完成实验。3.实验方案的评价对所给出的实验方案做出分析、选择、判断或找出最佳方案，包含的知识点很多，能考查学生分析问题和解决问题的能力。（1）选择包括仪器的选择、药品的选择、连接方式的选择等。仪器的选择包括发生装置（

2、几种基本类型）、净化装置（除杂质的试剂与顺序）、反应装置、收集装置、尾气处理装置等；药品的选择包括种类、浓度、物态等；连接方式的选择包括仪器的先后顺序、导管接口的连接等。（2）评价对几个实验方案的正确与错误、严密与不严密、准确与不准确做出判断，要考虑是否合理、有无干扰现象、经济效益高低和对环境有无污染等。（3）最佳方案的选用几个实验方案都能达到目的，分析各方案的优劣并选出其中最佳的一个。所谓最佳，无非是装置最简单、药品容易取得且价格低廉、现象明显、无干扰物质以及无污染等。4.实验操作的设计与注意的问题（

3、1）仪器接口的连接：总体上遵循装置的排列顺序，但对于吸收装置应“长”进“短”出（或“深”入“浅”出）；量气装置应“短”进“长”出；洗气装置应“长”进“短”出；干燥管应“大”进“小”出。（2）实验操作的顺序：装置选择与连接→气密性检验→装固体药品→加液体药品→开始实验（按程序）→拆卸仪器→其他处理等。（3）如果实验室取用或制取易吸水、潮解、水解的物质，要采取必要的措施防止其吸水，以保证达到实验目的。（4）冷凝回流：有些实验中，为减少易挥发液体反应物的损耗和充分利用原料，需在反应装置上加装冷凝回流装置（如长玻璃

4、管及冷凝管等）。（5）仪器拆卸的科学性与安全性：要从防污染、防氧化、防倒吸、防爆炸等方面考虑。（6）其他：如试剂加入先后顺序、实验方法使用顺序等。考点一物质制备实验方案的设计【例1】（2009·山东理综，30）孔雀石主要含Cu2(OH)2CO3,还含少量Fe、Si的化合物。实验室以孔雀石为原料制备CuSO4·5H2O及CaCO3，步骤如下：请回答下列问题：（1）溶液A中的金属离子有Cu2+、Fe2+、Fe3+。从下列所给试剂中选择：实验步骤中试剂①为（填代号），检验溶液A中Fe3+的最佳试剂为（填代号）。a

5、.KMnO4b.(NH4)2Sc.H2O2d.KSCN（2）由溶液C获得CuSO4·5H2O，需要经过加热蒸发、、过滤等操作。除烧杯、漏斗外，过滤操作还用到另一玻璃仪器，该仪器在此操作中的主要作用是。（3）制备CaCO3时，应向CaCl2溶液中先通入（或先加入）（填化学式）。若实验过程中有氨气逸出，应选用下列装置回收（填代号）。（4）欲测定溶液A中Fe2+的浓度，需要用容量瓶配制某标准溶液，定容时视线应，直到。用KMnO4标准溶液滴定时应选用滴定管（填“酸式”或“碱式”）。解析（1）试剂①的目的是将Fe2

6、+氧化为Fe3+，同时又不能再引入新的杂质，只有H2O2符合；Fe3+的检验用KSCN最为灵敏。（2）从溶液中获得晶体，需经过加热蒸发、冷却结晶、过滤等操作;在过滤操作中玻璃棒的作用为引流。（3）因NH3在水中的溶解度远远大于CO2在水中的溶解度，故应先通NH3使CaCl2溶液显碱性，再通CO2才利于CaCO3的生成；对易溶气体，为防倒吸可采取不同的防护措施。（4）配制一定物质的量浓度溶液时，视线应与凹液面相切，且要平视；KMnO4具有强氧化性，只能用酸式滴定管。答案（1）cd（2）冷却结晶引流（3）NH

7、3（或NH3·H2O）bd（4）平视凹液面（或平视刻度线）凹液面的最低处与刻度线相切酸式制备实验方案的设计，对巩固元素化合物知识和掌握好各类有机物之间的相互转化关系，全面训练实验技能，培养分析问题和解决问题的能力是有益的。制备实验方案的设计，应遵循以下原则：①条件合适，操作方便；②原理正确，步骤简单;③原料丰富,价格低廉;④产物纯净,污染物少。即从多种路线中选出一种最佳的制备途径，合理地选择化学仪器与药品，设计合理的实验装置和实验操作步骤。由于大多数有机反应，副反应较多，且为可逆反应，因此设计有机物制备实验

8、方案时，尽可能选择步骤少、副产物少的有机反应。若两种有机物参加的可逆反应，应考虑多加一些价廉的有机物，以提高另一种有机物的转化率和产率，另外有机物的制备实验，控制反应条件尤为重要。如实验室欲制备苯甲酸甲酯，在设计实验方案时，可这样考虑：用甲醇与苯甲酸进行酯化反应，以浓H2SO4作催化剂。因为酯化反应是可逆的。根据化学平衡移动原理，增大反应物如甲醇的浓度，可以使平衡向有利