高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)的規(guī)律和方法

編輯: 逍遙路 關(guān)鍵詞: 高中化學(xué) 來源: 高中學(xué)習(xí)網(wǎng)

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(1)思考問題的順序:

① 圍繞主要問題思考。例如:選擇適當(dāng)?shù)膶?shí)驗(yàn)路線、方法;所用藥品、儀器簡(jiǎn)單易得;實(shí)驗(yàn)過程快速、安全;實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象明顯。

② 思考有關(guān)物質(zhì)的制備、凈化、吸收和存放等有關(guān)問題。例如:制取在空氣中易水解的物質(zhì)(如Al2S3、AlCl3、Mg3N2等)及易受潮的物質(zhì)時(shí),往往在裝置末端再接一個(gè)干燥裝置,以防止空氣中水蒸氣進(jìn)入。

③ 思考實(shí)驗(yàn)的種類及如何合理地組裝儀器,并將實(shí)驗(yàn)與課本實(shí)驗(yàn)比較、聯(lián)系。例如涉及到氣體的制取和處理,對(duì)這類實(shí)驗(yàn)的操作程序及裝置的連接順序大體可概括為:發(fā)生→除雜質(zhì)→干燥→主體實(shí)驗(yàn)→尾氣處理。

(2)儀器連接的順序:

① 所用儀器是否恰當(dāng),所給儀器是全用還是選用。

② 儀器是否齊全。例如制有毒氣體及涉及有毒氣體的實(shí)驗(yàn)應(yīng)有尾氣的吸收裝置。

③ 安裝順序是否合理。例如:是否遵循“自下而上,從左到右”;氣體凈化裝置中不應(yīng)先經(jīng)干燥,后又經(jīng)過水溶液洗氣。

④ 儀器間連接順序是否正確。例如:洗氣時(shí)“長(zhǎng)進(jìn),短出”;干燥管除雜質(zhì)時(shí)“大進(jìn)小出”等。

(3)實(shí)驗(yàn)操作的順序:

① 連接儀器。按氣體發(fā)生→除雜質(zhì)→干燥→主體實(shí)驗(yàn)→尾氣處理順序連接好實(shí)驗(yàn)儀器。

② 檢查氣密性。在整套儀器連接完畢后,應(yīng)先檢查裝置的氣密性,然后裝入藥品。檢查氣密性的方法要依裝置而定。

③ 裝藥品進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作。

(4)全方位思考的問題

①檢查氣體的純度,點(diǎn)燃或加熱通有可燃性氣體(H2、CO、CH4、C2H4、C2H2等)的裝置前,必須檢查氣體的純度。例如用H2、CO等氣體還原金屬氧化物時(shí),需要加熱金屬氧化物,在操作中,不能先加熱,后通氣,應(yīng)當(dāng)先通入氣體,將裝置內(nèi)的空氣排干凈后,檢查氣體是否純凈(驗(yàn)純),待氣體純凈后,再點(diǎn)燃酒精燈加熱金屬氧化物。

②加熱操作先后順序的選擇。若氣體發(fā)生需加熱,應(yīng)先用酒精燈加熱發(fā)生氣體的裝置,等產(chǎn)生氣體后,再給實(shí)驗(yàn)中需要加熱的固體物質(zhì)加熱。目的是:一則防止爆炸(如氫氣還原氧化銅);二則保證產(chǎn)品純度,防止反應(yīng)物或生成物與空氣中其它物質(zhì)反應(yīng)。例如用濃硫酸和甲酸共熱產(chǎn)生CO,再用CO還原Fe2O3,實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)首先點(diǎn)燃CO發(fā)生裝置的酒精燈,生成的CO趕走空氣后,再點(diǎn)燃加熱Fe2O3的酒精燈,而熄滅酒精燈的順序則相反,原因是:在還原性氣體中冷卻Fe 可防止灼熱的Fe再被空氣中的O2氧化,并防止石灰水倒吸。

③冷凝回流的問題。有的易揮發(fā)的液體反應(yīng)物,為了避免反應(yīng)物損耗和充分利用原料,要在發(fā)生裝置設(shè)計(jì)冷凝回流裝置。如在發(fā)生裝置安裝長(zhǎng)玻璃管等。

④冷卻問題。有的實(shí)驗(yàn)為防止氣體冷凝不充分而受損失,需用冷凝管或用冷水或冰水冷凝氣體(物質(zhì)蒸氣),使物質(zhì)蒸氣冷凝為液態(tài)便于收集。

⑤防止倒吸問題。

⑥具有特殊作用的實(shí)驗(yàn)改進(jìn)裝置。如為防止分液漏斗中的液體不能順利流出,用橡皮管連接成連通裝置;為防止氣體從長(zhǎng)頸漏斗中逸出,可在發(fā)生裝置中的漏斗末端套一支小試管等。

⑦拆卸時(shí)的安全性和科學(xué)性。實(shí)驗(yàn)儀器的拆卸要注意安全和科學(xué)性,有些實(shí)驗(yàn)為防止“爆炸”或“氧化”,應(yīng)考慮停止加熱或停止通氣的順序,如對(duì)有尾氣吸收裝置的實(shí)驗(yàn),必須將尾氣導(dǎo)管提出液面后才熄滅酒精燈,以免造成溶液倒吸;用氫氣還原氧化銅的實(shí)驗(yàn)應(yīng)先熄滅加熱氧化銅的酒精燈,同時(shí)繼續(xù)通氫氣,待加熱區(qū)冷卻后才停止通氫氣,這是為了避免空氣倒吸入加熱區(qū)使銅氧化,或形成可爆氣;拆卸用排水法收集需加熱制取氣體的裝置時(shí),需先把導(dǎo)管從水槽中取出,才能熄滅酒精燈,以防止水倒吸;拆卸后的儀器要清洗、干燥、歸位。

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