高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)

1、高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì) 制備實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)物質(zhì)的制備是在一定的實(shí)驗(yàn)條件和過程中進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)條件不同， 所生成的物質(zhì)的狀態(tài)、 性質(zhì)也常會(huì)各不相同因此，在設(shè)計(jì)物質(zhì)制備的實(shí)驗(yàn)方案時(shí)，要使實(shí)驗(yàn)過程達(dá)到和保持某種狀態(tài)， 發(fā)生某種特定變化并得到理想的結(jié)果，就必須對實(shí)驗(yàn)條件進(jìn)行嚴(yán)格、有效的控制有機(jī)物的制備要通過有機(jī)反應(yīng)來實(shí)現(xiàn)各類有機(jī)物的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)，就是有機(jī)物制備的基礎(chǔ)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)量龐大，但是各類有機(jī)物之間一般存在著確定的相互轉(zhuǎn)化的衍生關(guān)系理解和掌握這種關(guān)系，可以為尋找有機(jī)物制備的合理途徑、正確地進(jìn)行有機(jī)物的制備提供科學(xué)的依據(jù)因此，在設(shè)計(jì)有機(jī)物的制備實(shí)驗(yàn)方案時(shí)，要充

2、分利用這種衍生關(guān)系設(shè)計(jì)制備實(shí)驗(yàn)方案的一般思路是：列出可能的幾種制備方法和途徑；從方法是否可行、裝置和操作是否簡單、經(jīng)濟(jì)與安全等方面進(jìn)行分析和比較；從中選取最佳的實(shí)驗(yàn)方法在制定具體的實(shí)驗(yàn)方案時(shí)，還應(yīng)注意對實(shí)驗(yàn)條件進(jìn)行嚴(yán)格、有效的控制 性質(zhì)實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì) 物質(zhì)在不同條件下表現(xiàn)出來的各種性質(zhì)都與它的結(jié)構(gòu)有關(guān)，因而該物質(zhì)的性質(zhì)反過來也能在一定程度上反映其結(jié)構(gòu)， 并決定它的用途和制法 因此，在進(jìn)行性質(zhì)實(shí)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)行整體思考，學(xué)會(huì)分析、比較、綜合、概括將元素及其化合物的有關(guān)知識(shí)系統(tǒng)化，應(yīng)用元素周期律來分析元素及其化合物的有關(guān)知識(shí)，使有關(guān)元素的存在、性質(zhì)和制法的知識(shí)條理化設(shè)計(jì)性質(zhì)

3、實(shí)驗(yàn)方案的思路是，充分了解物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)之間的關(guān)系；根據(jù)物質(zhì)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案來探索或驗(yàn)證物質(zhì)所具有的一些性質(zhì) 化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)的基本要求(1)一個(gè)完整的化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案包括的內(nèi)容：實(shí)驗(yàn)名稱；實(shí)驗(yàn)?zāi)康?；?shí)驗(yàn)原理；實(shí)驗(yàn)用品 (儀器、藥品及規(guī)格)；實(shí)驗(yàn)步驟 (包括實(shí)驗(yàn)儀器裝配和操作)；實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象記錄及結(jié)果處理；問題和討論(2)設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)的思路和過程：根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康模U明實(shí)驗(yàn)原理，選擇合適的儀器和藥品；根據(jù)實(shí)驗(yàn)特點(diǎn)，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)裝置，畫出裝置圖；根據(jù)實(shí)驗(yàn)的要求，設(shè)計(jì)可行的操作步驟和觀察重點(diǎn)，分析實(shí)驗(yàn)中應(yīng)注意的事項(xiàng)；實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，應(yīng)寫出完整的實(shí)驗(yàn)報(bào)告在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)時(shí)， 應(yīng)在各種設(shè)計(jì)方案中，通過對比和歸納， 選擇

4、出具有安全性好、藥品易得、操作簡便、裝置簡單而現(xiàn)象明顯的最佳方案(3)進(jìn)行化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)遵循的基本要求：科學(xué)性： 科學(xué)性是化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)的首要原則所謂科學(xué)性是指實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)操作程序和方法必須正確 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加入試劑進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，而不能將樣品全部溶解或在溶解后的全部溶液中加入試劑安全性： 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)時(shí)， 應(yīng)盡量避免使用有毒藥品和進(jìn)行具有一定危險(xiǎn)性的實(shí)驗(yàn)操作如果第1頁共4頁必須使用，應(yīng)在所設(shè)計(jì)的化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案中詳細(xì)寫明注意事項(xiàng)，以防造成環(huán)境污染和人身傷害可行性： 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)應(yīng)切實(shí)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)有條件下能夠滿足

5、簡約性： 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)應(yīng)盡可能簡單易行，應(yīng)采取簡單的實(shí)驗(yàn)裝置，用較少的實(shí)驗(yàn)步驟和實(shí)驗(yàn)藥品，并能在較短的時(shí)間內(nèi)完成實(shí)驗(yàn)對同一個(gè)化學(xué)實(shí)驗(yàn)， 可以設(shè)計(jì)出多種實(shí)驗(yàn)方案， 并對它們進(jìn)行選擇 所采用的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案，應(yīng)具有效果明顯、操作安全、裝置簡單、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)生的反應(yīng)要有明顯的外部特征，如溶液顏色的變化、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，反應(yīng)速率要大且反應(yīng)完全(2)檢驗(yàn)時(shí)所發(fā)生的反應(yīng)要在適宜的酸堿度、濃度和溫度下進(jìn)行(3)要排除干擾物質(zhì)的影響(4)檢驗(yàn)時(shí)所發(fā)生的反應(yīng)要有良好的選擇性要注意選用選擇性高或特征反

6、應(yīng)來進(jìn)行物質(zhì)的檢驗(yàn) 物質(zhì)檢驗(yàn)的基本思路和步驟(1)對試樣進(jìn)行外觀觀察對試樣進(jìn)行外觀觀察的主要目的是利用被檢驗(yàn)物質(zhì)的顏色和狀態(tài)， 對可能含有的某些組分進(jìn)行推斷，進(jìn)而排除某些組分存在的可能性如果試樣是無色或白色晶體，則可排除有色物質(zhì)的離子如 Cu2、 Fe3 、Fe2 、 MnO4等；如果試樣有顏色，也可初步判斷可能由哪種離子構(gòu)成(2)試樣的準(zhǔn)備不論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)生氧化還原反應(yīng)而改變價(jià)態(tài)，或與 H發(fā)生中和反應(yīng)因此，用于檢驗(yàn)陰離子的試樣通常要配成堿性溶液，而且不能加入氧化劑或還原劑反應(yīng)

7、生成氣體， 還有一些陽離子在堿性溶液中會(huì)發(fā)生水解因此，由于 NH4可以與 OH用于檢驗(yàn)陽離子的試樣通常要配成弱酸性(3)檢驗(yàn)在進(jìn)行檢驗(yàn)時(shí)，除了要考慮各離子的特征反應(yīng)外，最重要的是要選取適當(dāng)?shù)拇胧┡懦x子之間可能存在的干擾 只要排除干擾的方法得當(dāng)， 就可以設(shè)計(jì)出正確的實(shí)驗(yàn)方案42除少數(shù)幾種陰離子 (如、 Cl 等 )外，陰離子檢驗(yàn)時(shí)的干擾一般比較少，有可能進(jìn)SO行分別檢驗(yàn)，在檢驗(yàn)同一試樣中共存的陽離子時(shí)，相互干擾則比較多，因此，在進(jìn)行陽離子檢驗(yàn)時(shí)，必須首先排除干擾，然后才能進(jìn)行檢驗(yàn)由于各種陰離子之間往往會(huì)發(fā)生相互反應(yīng)，因此，在同一試樣中的陰離子種類一般不會(huì)多但因?yàn)殛栯x子之間相互反應(yīng)的可能性較小，

8、所以在同一試樣中的陽離子種類就會(huì)多些在陰離子的檢驗(yàn)中， 可利用某些陰離子能與酸反應(yīng)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)氣體的氣味初步判斷含有的陰離子；也可利用某些陰離子可與試劑生成沉淀時(shí)的反應(yīng)條件和沉淀顏色初步判斷可能存在的陰離子在陽離子檢驗(yàn)中，利用某些陽離子帶有顏色，或能發(fā)生水解，或與堿反應(yīng)生成沉淀，或具有兩性等特點(diǎn)， 初步判斷試樣中可能存在的陽離子，從而排除某些陽離子存在的可能性等陽離子，可利用焰色反應(yīng)進(jìn)行檢驗(yàn)焰色反應(yīng)對于像 K、 Na 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使用，若用原瓶直接進(jìn)行操作，就會(huì)污

9、染原來的整瓶試第2頁共4頁劑因此應(yīng)取少許樣品試液在試管中進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，而絕不可在原試劑瓶中進(jìn)行檢驗(yàn)(3)在同時(shí)檢驗(yàn)多種物質(zhì)時(shí)，應(yīng)將各樣品進(jìn)行編號，以免混淆(4)在答題時(shí)，不許“指名道姓” ，敘述時(shí)不可出現(xiàn)“取某某物質(zhì)加入某某試劑”的字樣敘述方法為： 各取少許樣品加蒸餾水溶解加入所需試劑描述實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象得出結(jié)論原理 常見離子的檢驗(yàn)方法(1)常見陽離子的特征反應(yīng)和檢驗(yàn)方法陽離檢驗(yàn)試劑實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象子紫色石蕊試液石蕊試液變紅色橙色甲基橙試甲基橙試液變紅色H液有能燃燒的氣體產(chǎn)生鋅片 (或鐵片 )焰色反應(yīng)紫色 (透過藍(lán)色鈷玻璃 )K焰色反應(yīng)黃色Na加熱，產(chǎn)生有刺激性氣NaOH 溶液 (濃 )味、使?jié)駶櫦t色石蕊試NH4

10、紙變藍(lán)色的氣體生成白色沉淀，迅速變?yōu)榛揖G色，最后變成NaOH 溶液紅褐色Fe2新制的氯水滴加新制的氯水，溶+KSCN溶液液由淺綠色變?yōu)辄S色，再滴加 KSCN 溶液，溶液呈紅色Fe3 NaOH 溶液生成紅褐色沉淀 KSCN溶液生成紅色溶液生成藍(lán)色絮狀沉淀，加熱后變成黑色 NaOH 溶液離子方程式Zn + 2H Zn2 + H2 NH4 + OH NH3 + H2O Fc 2 + 2OH Fe(OH)24Fe(OH)2+O2+2H2O 4Fe(OH)3 2Fe2 + C12 2Fe3+ 2Cl3 Fe(SCN)Fe+ 3SCN3 Fc 3 + 3OH Fe(OH)3 Fe3 Fe(SCN)+ 3S

11、CN3 Cu2+2OH Cu(OH)2Cu(OH)2CuO + H2O Cu2+ 2NH3· H2OCu2生成的藍(lán)色沉淀， 溶濃氨水Cu(OH)2 + 2NH4于過量濃氨水中，呈深藍(lán)色溶液生成白色沉淀，白色鹽酸或氯化物+ 沉淀不溶于稀 HNO3稀 HNO3生成白色沉淀， 并迅Ag NaOH 溶液速變?yōu)樽睾谏彼砂咨恋?，過量的氨水使沉淀溶解氨水產(chǎn)生白色沉淀Al3產(chǎn)生白色膠狀沉淀， NaOH 溶液過量的 NaOH 溶液使沉232OCu(OH)+ 4NH ·HCu(NH )2+2OH3 4+4H2O AgCl Ag + C1 AgOH Ag+ OH2AgOH Ag2O +

12、H2O Ag +2NH3· H2OAgOH + 2NH4AgOH + 2NH3· H2OAg(NH 3)2 + 2H2 O A13 +3NH3· H2 OAl(OH)3 +3NH4 A13 + 3OH Al(OH)3第3頁共4頁AgNO3 溶液、稀 HNO3溶液 、稀Mg2NaOH 溶液Ca2Na2CO3 溶 液 +稀鹽酸淀溶解產(chǎn)生白色絮狀沉淀， 過量的 NaOH 溶液不能使沉淀溶解產(chǎn)生白色沉淀， 沉淀溶于稀鹽酸中A1(OH)3 + OH A1O2 + 2H2OMg 2 +2OH Mg(OH) 2Ca2 + CO32 CaCO3CaCO3+2H Ca2 + CO2

13、 + H2O(2)常見陰離子的特征反應(yīng)和檢驗(yàn)方法陰離子檢驗(yàn)試劑實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象離子方程式OHCO32SO42 Cl無色酚酞試液紫色石蕊試液甲基橙試液稀鹽酸 (或硫酸、硝酸 )、澄清石灰水BaCl2 或 Ba(NO3)2HNO3酚酞試液變紅色紫色石蕊試液變藍(lán)色橙色甲基橙試液變黃色加入酸后，有無色、無味的氣體產(chǎn)生，該氣體能使澄清石灰水變渾濁生成白色沉淀，該沉淀不溶于稀 HNO3生成白色沉淀，此沉淀不溶于稀 HNO3CO32+ 2H CO2 + H2OCO2 + Ca(OH)2 CaCO3 + H2OBa2 + SO42 BaSO4Ag+ Cl AgClBr生成淺黃色沉淀，此 AgNO3 溶液、沉淀不溶于稀HNO3稀 HNO3溶液由無色變?yōu)槌刃轮频穆人?、四色，?CCl4 振蕩后， CCl4氯化碳層變?yōu)槌燃t色 Ag + Br AgBr 2Br 22+ Cl Br+ 2C1INO3SO32 AgNO3 溶液、稀 HNO3新制的氯水、四氯化碳新制的氯水、淀粉溶液被檢物