化学实验方案的设计[上学期].doc

第页共页化学实验方案的设计知识归纳与学法指导第一节制备实验方案的设计知识归纳一制备实验方案设计的程序途径原料原理途径最佳途径设计完整实验方案实施方案制得物质二制备实验方案设计的题型限定几种原料制备一种或几种物质限定几种原料要求用几种不同的方法制备一种物质自选原料制备某一指定物质用含杂质的物质为原料提纯某一纯净物由给定废料回收提取或制备某一物质制备实验方案设计主要涉及原料基本化学反应原理实验程序和仪器设备核心是原料由原料可确定反应原理推导出实验步骤及所用仪器学法建议制备实验方案设计可考查各个层次的多种能力特别是创新能力从发展趋势看今后高考对考生设计简单实验能力的考查将于以较多的关注和尝试但考虑到高考的时限性加之理科综合考试的形式这种题的难度将不会太大建议本节复习应掌握以下几点熟练掌握常见气体的制备方法在气体实验室制备方案设计时应遵循以下原则实验室制备各种气体应以实验室常用药品为原料以方便经济安全为原则而且在几种简单易解的方法中又要选择那些能制取并收集较纯气体的方法选择实验仪器要根据反应原理及制取气体量的多少来决定必须是干净的有时还需是干燥的仪器选择试剂要注意浓度特别是盐酸硫酸硝酸的浓度对制取气体及纯度都有很大的影响熟悉装置图根据仪器装配顺序由低到高由左到右先里后外装置顺序制气装置净化装置干燥装置收集装置尾气吸收装置准确组装仪器并检查气密性熟练掌握常见单质化合物的制备方法电解法电解熔盐熔碱制备活动性强的金属如电解饱和食盐水制电解精炼铜氧化还原法还原法利用平衡移动原理方法可行仪器简单操作方便经济安全第页共页用还原剂等还原金属氧化物卤化物制备等单质氧化法非金属单质常用氧化阴离子法制取如等复分解反应如制等加热法掌握各类无机物有机物之间的相互联系及内在规律各类物质相互反应的客观规律在生产实验上有很重要的意义可以指导无机物有机物的制备第二节性质实验方案的设计知识归纳一性质实验方案设计的分类探索性实验方案设计其程序为物质实验事实科学抽象结论验证性实验方案设计其程序为物质性质推测实验验证结论二验证性性质实验方案设计的具体步骤根据物质的组成结构特征结合已有知识及实验经验预测可能具有的性质例如通过分析乙醇分子结构特征可推测其性质有设计具体实验方案来探索验证物质所具有的性质选择适宜的试剂装置仪器反应条件实施方案最后得出结论中学阶段的性质实验主要指已知物质的化学性质实验这些物质的性质尽管已为人们所掌握但它们中的部分性质对中学生却是陌生的对这样的一些物质进行性质探索或验证可进一步拓宽学生的知识面培养学生的钻研求实精神和动手能力它的意义远远超过纯粹的实验目标性质实验的目的是验证和比较元素的金属性非金属性氧化性还原性化合物的稳定性酸碱性指定离子和一些有机官能团的特征反应学法建议性质实验方案设计的题目所涉及的物质化学反应最好是学生熟悉的实验装置也不要太复杂这样可避免思维容量的扩大使学生的思维焦点集中于操作步骤的设第页共页计上但需注意整体操作过程的有序性逻辑性严密性安全性和可操作性同时要注意文字的表达有机物性质实验方案设计常常是利用官能团来推测性质但是在有机化合物的分子中官能团性质又必然地受分子中其他部分的影响所以在不同的化合物中官能团的反应活性往往有很大差异由于分子结构不同或其他官能团的存在有的活性增大有的则减小有时甚至完全失去应有的特性这样不可能制订出适用于任何有机物中某一官能团的性质实验方案对于不同的有机化合物只能从具体情况出发设计不同方案重视课本知识将元素及其化合物知识系统化应用元素周期律来分析元素及其化合物的有关知识掌握位构性之间关系重视实验基本操作强化实验技能训练在进行实验教学时要重视基本操作中常用仪器如容量瓶托盘天平烧杯漏斗等的构造原理操作要点及注意事项的剖析并注意总结物质的分离提纯气体的制取干燥收集和净化等基本操作方法强化实验动手能力熟悉各种性质的验证途径以提高学生的发散思维能力并从中选取最佳途径例如金属性非金属性的验证可通过下列途径金属性与酸与水反应的难易最高价氧化物水化物碱性强弱单质还原性强弱离子氧化性强弱氧化物稳定性非金属与反应的难易及氢化物稳定性最高价氧化物水化物酸性强弱单质的氧化性简单离子的还原性第三节物质检验实验方案的设计知识归纳一在对未知物的分析检验中被检验的物料通常有四种情况前人已经研究过文献资料上有记载的只是对分析者来说是未知的物料前人也未研究过的全然新的物料指定检验物料中是否含有某种化合物或测定物料中某种化合物的含量对指定检验物料进行鉴定鉴别推断二未知物检验的一般过程初步检验依据未知物状态固体注意它是无定形还是结晶形晶形是否一样液体注意观察有无互不相溶的其他液相有无固体悬浮颜色气味可以初步了解未知物是混合物还是纯净物纯度怎样是无机物还是有机物可能含有哪些元素属于哪种类型物理常数的测定物理常数可反映物质的特定分子结构由此可以推测物质的结构可能属于哪种类型及含有什么官能团元素分析溶解性试液未知物对不同溶剂水酸碱有机溶剂的溶解行为可表现第页共页出有无极性或极性的强弱不同表现出酸性碱性或中性以及酸性或碱性的强弱不同从而大大缩小探索范围为下一步检验提供更加准确的线索官能团鉴定元素定量分析及相对分子质量的测定推导出物料的分子式官能团定量分析确定官能团在分子中的百分比推算出分子中所含这种官能团的数目学法建议未知物的检验在中学阶段主要指对指定物质进行鉴定鉴别推断物质的鉴定依据物质的特性用化学法分析它的组成从而确定是不是这种物质解这类题时一定要通过实验将该物质的各组分逐一检验出来然后确定物质的鉴别利用几种物质不同特性用物理或化学方法把它们一一区别开解答此类题的关键在于选择恰当的试剂此类题目可用程序图示也可用列表法回答还可用叙述法但一定要简明扼要常见有以下几种类型任加试剂的鉴别这类题目不限制所加试剂的种类可有多种解法但应符合最优化原则只用一种试剂的鉴别题根据被测试剂水溶液的酸碱性不同考虑选择适当的指示剂根据被测试剂中含有不同的阳阴离子考虑选用一种强碱酸与之作用根据被测试剂发生复分解反应络合反应和水解的相互促进时的不同现象选择试剂有机物的鉴别一般可考虑加入水溴水新制氢氧化铜和等溶液不另用其他试剂鉴别题这类题目的特效试剂包含在被测物质中常用的方法有特征现象法根据被测试剂的某些特殊的物理性质先鉴别出一种再用这种鉴出物做试剂鉴别其他物质加热鉴别法根据物质的热稳定性和受热分解的产物及现象不同加以鉴别列表优选法通过列表分析优选出一种试剂加入其余几种被测试剂中含有种明显的不同现象抽样混合法对各物质的性质成竹在胸根据预期现象抽取试样两两混合推断物质或离子的推断是根据题中给出的实验现象运用物质或离子的特性对推断的物质或离子做正确的判断解题时要注意审明题意明确范围注意题目中所给的限制条件利用推理法紧扣实验现象结论要明确对肯定存在不存在可能存在三种情况都要有明确的结论应特别注意的是当得出明确的肯定后因不能共存而得出的否定的结果要注意数据对推断结论的影响第四节化学实验方案设计的基本要求知识归纳一完整的实验方案包括以下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实验仪器装配和操作实验现象记录及结果处理问题和讨论误差分析第页共页具体要求为明确目的原理首先必须认真审题明确实验的目的要求弄清题目有哪些信息综合已学过的知识通过类比迁移分析从而明确实验原理选择仪器药品根据实验的目的和原理以及反应物和生成物的性质反应条件如反应物和生成物的状态能否腐蚀仪器和橡胶反应是否加热及温度是否控制在一定范围等从而选择合理的化学仪器和药品设计装置步骤根据上述实验目的和原理以及所选用的实验仪器和药品设计出合理的实验装置和实验操作步骤学生应具备识别和绘制典型的实验仪器的装置图的能力实验步骤应完整而又简明记录现象数据根据观察全面准确地记录实验过程中的现象和数据分析得出结论根据实验观察的现象和记录的数据通过分析计算图表推理等处理得出正确的结论二实验设计的分类定性设计物质的制备物质性质的验证和比较物质的分离和提纯物质的鉴别与鉴定定量设计物质的组成及结晶水含量测定物质浓度的测定三进行化学实验方案设计时应遵循的基本要求科学性安全性可行性简约性学法建议在初步掌握化学基础知识和基本实验技能基础上进行综合实验设计可以帮助学生巩固和加深对化学基本概念基本理论的理解对物质的组成结构性质及其变化规律的认识培养学生独立思考提出问题解决问题的能力促进智力发展实验方案设计着重考查以下能力利用给出的一些装好药品的单个实验装置要求根据实验目的连接仪器叙述现象说明理由利用给出的实验的装置和反应条件要求根据实验现象和物质的性质判断物质和化学反应利用限定的仪器装置药品融气体制备除杂集气及设计操作程序仪器连接定量计算于一体考查学生设计实验基本操作和数据处理的能力给出部分实验环节根据实验要求设计完整的实验或补充部分实验步骤据实验目的实验进行的条件选取适当药品仪器或应用所指定的药品仪器完成某次指定的实验操作对给出的实验方案做出科学的评估依据仪器简单操作方便药品易得节省试剂现象明显安全防污选择出最佳方案新情境实验题运用已有知识解决新情境中的新问题考查学生灵活运用知识的迁移能力自学能力观察能力实验能力和思维能力