高中化學(xué)知識(shí)點(diǎn)規(guī)律大全——《化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)》

1、高中化學(xué)知識(shí)點(diǎn)規(guī)律大全化學(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(guò)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(guò)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(duì)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(guò)有機(jī)反應(yīng)來(lái)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)

2、方案時(shí)，要充分利用這種衍生關(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(jiǎn)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(duì)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(lái)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(guò)來(lái)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(lái)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

3、設(shè)計(jì)性質(zhì)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(lái)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(wèn)題和討論(2)設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)的思路和過(guò)程：根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，闡明實(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(guò)對(duì)比和歸納，選擇出

4、具有安全性好、藥品易得、操作簡(jiǎn)便、裝置簡(jiǎn)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)有條件下能夠滿足簡(jiǎn)約性：實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)應(yīng)盡可能簡(jiǎn)單

5、易行，應(yīng)采取簡(jiǎn)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(duì)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(duì)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(jiǎn)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應(yīng)來(lái)進(jìn)行物質(zhì)的檢驗(yàn)物質(zhì)檢驗(yàn)的基本思路和

6、步驟 (1)對(duì)試樣進(jìn)行外觀觀察對(duì)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(duì)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(wú)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 由于NH4可以與OH反應(yīng)生成氣體，還有一些陽(yáng)離子在

7、堿性溶液中會(huì)發(fā)生水解因此，用于檢驗(yàn)陽(yáng)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 除少數(shù)幾種陰離子(如SO42、Cl等)外，陰離子檢驗(yàn)時(shí)的干擾一般比較少，有可能進(jìn)行分別檢驗(yàn)，在檢驗(yàn)同一試樣中共存的陽(yáng)離子時(shí)，相互干擾則比較多，因此，在進(jìn)行陽(yáng)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?yáng)離子之間相互反應(yīng)的可能性較小，所以在同一試樣中的陽(yáng)離子種類就會(huì)多些 在陰離子的檢驗(yàn)中，可

8、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(yáng)離子檢驗(yàn)中，利用某些陽(yáng)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(yáng)離子，從而排除某些陽(yáng)離子存在的可能性 焰色反應(yīng)對(duì)于像K、Na等陽(yáng)離子，可利用焰色反應(yīng)進(jìn)行檢驗(yàn)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)污染原來(lái)的整瓶試劑因此應(yīng)取少許樣品試液在試管中進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，而絕不可在

9、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(hào)，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(jiàn)離子的檢驗(yàn)方法(1)常見(jiàn)陽(yáng)離子的特征反應(yīng)和檢驗(yàn)方法陽(yáng)離子檢驗(yàn)試劑實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象離子方程式H紫色石蕊試液橙色甲基橙試液鋅片(或鐵片)石蕊試液變紅色甲基橙試液變紅色有能燃燒的氣體產(chǎn)生Zn + 2HZn2+ H2K焰色反應(yīng)紫色(透過(guò)藍(lán)色鈷玻璃)Na焰色反應(yīng)黃色NH4NaOH溶液(濃)加熱，產(chǎn)生有刺激性氣味、使?jié)駶?rùn)紅色石蕊試紙變藍(lán)色的氣體NH4+ OHNH3+ H2OFe2Na

10、OH溶液新制的氯水+KSCN溶液生成白色沉淀，迅速變?yōu)榛揖G色，最后變成紅褐色滴加新制的氯水，溶液由淺綠色變?yōu)辄S色，再滴加KSCN溶液，溶液呈紅色Fc 2+ 2OHFe(OH)24Fe(OH)2 + O2 + 2H2O4Fe(OH)32Fe2+ C122Fe3+ 2ClFe3 + 3SCN Fe(SCN)3Fe3NaOH溶液KSCN溶液生成紅褐色沉淀生成紅色溶液Fc 3+ 3OHFe(OH)3Fe3 + 3SCN Fe(SCN)3Cu2NaOH溶液濃氨水生成藍(lán)色絮狀沉淀，加熱后變成黑色生成的藍(lán)色沉淀，溶于過(guò)量濃氨水中，呈深藍(lán)色溶液Cu2+2OHCu(OH)2 Cu(OH)2CuO + H2OCu

11、2+ 2NH3H2O Cu(OH)2+ 2NH4Cu(OH)2 + 4NH3H2OCu(NH3)42 +2OH+4H2OAg鹽酸或氯化物+稀HNO3NaOH溶液 氨水生成白色沉淀，白色沉淀不溶于稀HNO3 生成白色沉淀，并迅速變?yōu)樽睾谏?生成白色沉淀，過(guò)量的氨水使沉淀溶解Ag + C1AgCl Ag + OHAgOH 2AgOHAg2O + H2O Ag+2NH3H2O AgOH+ 2NH4AgOH + 2NH3H2O Ag(NH3)2 + 2H2OAl3氨水NaOH溶液產(chǎn)生白色沉淀產(chǎn)生白色膠狀沉淀，過(guò)量的NaOH溶液使沉淀溶解A13+3NH3H2O Al(OH)3+3NH4A13+ 3OHA

12、l(OH)3A1(OH)3 + OHA1O2 + 2H2OMg2NaOH溶液產(chǎn)生白色絮狀沉淀，過(guò)量的NaOH溶液不能使沉淀溶解Mg2+2OHMg(OH)2Ca2Na2CO3溶液+稀鹽酸產(chǎn)生白色沉淀，沉淀溶于稀鹽酸中Ca2 + CO32CaCO3CaCO3+2HCa2+ CO2+ H2O(2)常見(jiàn)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OH無(wú)色酚酞試液紫色石蕊試液甲基橙試液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CO32稀鹽酸(或硫酸、硝酸)、澄清石灰水加入酸后，有無(wú)色、無(wú)味的氣體產(chǎn)生，該氣體能使澄清石灰水變渾濁CO32+ 2HCO2+ H2OCO2 + Ca(OH)2 CaCO3+ H2OSO42BaCl2或Ba(NO3)2溶液、稀HNO3生成白色沉淀，該沉淀不溶于稀HNO3Ba2 + SO42BaSO4ClAgNO3溶液、稀HNO3生成白色沉淀，此沉淀不溶于稀HNO3Ag + ClAgClBrAgNO3溶液、稀HNO3新制的氯水、四氯化碳生成淺黃色沉淀，此沉淀不溶于稀HNO3溶液由無(wú)色變?yōu)槌壬?，加CCl4振蕩后，CCl4層變?yōu)槌燃t色Ag + BrAgBr2Br+ Cl2 Br2 + 2C1IAgNO3溶液、稀HNO3新制的氯水、四氯化碳新制的氯水、淀粉溶液生成黃色沉淀，此沉