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1、云梦一中2004高考化学第二轮复习专题二十七 实验设计及评价双基知识一、实验设计步骤及分类1、实验设计及步骤（1）设计实验基本方案 （2）选择最简实验方案 （3）对实验方案进行评价2、实验分类（按原理分类）（1）制取实验 （2）性质实验 （3）测量实验二、化学实验方案的内容1、实验名称 2、实验目的 3、实验原理 4、实验用品5、实验步骤 6、实验现象记录及结果处理 7、问题和讨论巧思巧解一、简答式设计1、分析题给条件、装置的特点、试剂的使用条件、范围等，看清题目的要求，确定出实验的原理和反应的原理。2、方案的设计应优中选优，所定方案应当是效果明显、操作安全、装置简单，药品量少、步骤少、时间短
2、。3、语言文字力求简洁、准确、全面、到位。二、仪器装置、操作的创意与设计 为了达到某种特殊的实验目的，有时需要利用一些常用的仪器，通过进行必要的改进和装配，以完成合乎实验要求的创意与设计。这需要我们认真分析、领悟实验意图，灵活掌握有关仪器的组成、结构、性能特点等，然后匠心独运，巧妙创意。例如：1、启普发生器反应器的设计 2、液封装置的设计 3、尾气吸收装置的设计 4、Fe(OH)2的制备操作改进型设计 三、实验装置的连接顺序设计1、一般原则（1）气体发生装置除杂干燥主要实验尾气的处理等程序。考虑干燥与除杂的顺序时，若采用溶液除杂，则先净化后干燥；若采用加热除杂，则干燥在前；若用固体吸收剂常温除
3、杂，则据题意而定。尾气处理：有毒气体常采用溶液（或固体）吸收或将之点燃，无毒气体直接排空。若制备的物质极易水解（如SnCl4、AlCl3等），则需在尾部加装干燥管，以防空气中的水蒸气进入造成水解。（2）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。（3）气体发生：一般按装置选择与连接气密性检验装固体药品开始实验（按程序）拆卸仪器其他处理等。（4）加热操作：主体实验加热前一般应先通原料气赶走空气后再点燃酒精灯。其目的一是防止爆炸，如H2还原CuO，CO还原Fe2O3；
4、二是保证产品纯度，如制备Mg3N2、CuCl2等。熄灭酒精灯时，一般是“先点后灭”的原则。2、思维过程原理反应物仪器装置现象结论作用意义联想。如：（1）实验是根据什么性质的原理？实验的目的是什么？（2）所用反应物：名称、状态、代替物（根据实验目的和相关的化学反应原理，进行全面分析、比较和推理，并合理选择）。（3）有关装置：性能、使用方法、适用范围、注意问题、是否有替代装置可使用、仪器规格。（4）有关操作：技能、操作顺序、注意事项或操作错误的后果。（5）实验现象：自下而上、自左至右全面观察。（6）实验结论：直接结论、导出结论。四、实验设计的注意事项1、药品和装置是部分或刚好给出还是有剩余若药品和
5、装置只部分给出，则应需要作必要的补充，若有剩余，则应进行筛选和淘汰。2、题目条件有无特殊要求如采用最简单或最合理的实验步骤，这些要求对我们考虑反应原理，选择药品和装置，确定操作步骤都作了限定，必须高度重视。3、实验过程中的隐蔽性操作如某些必要的干燥、除杂、冷凝等，这些都是实验中必不可少的，但容易被忽略。4、药品的规格有些题目要求指出药品的名称，这类问题学生最难答准确，如有些药品的准确描述为：硫酸铜粉末、澄清石灰水、酸性高锰酸钾溶液、NaOH溶液、浓硫酸、饱和NaHCO3等。此外也应注意某些仪器的规格。5、会画简单的实验装置图基于评分客观公正性难以把握，近年高考题很少出现此类题目，但98高考题中
6、用规定符号画“示意装置图”的办法较好地解决了这一问题，望复习时要有所重视。6、设计实验时下因素还要考虑以：（1）净化、吸收气体及熄灭酒精灯时要防液体倒吸；（2）进行某些易燃易爆实验时要防爆炸（如H2还原CuO应先通H2、气体点燃先验纯等）；（3）防氧化（如H2还原CuO后要“先灭灯再停氢”，白磷切割宜在水中进行等）；（4）防吸水（如药品取用，制取易吸水、潮解、水解的物质宜采取必要措施，以保证达到实验目的）。（5）冷凝回流（有些反应中，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管、竖装的干燥管及冷凝管等）。（6）易挥发液体产物（导出时可为蒸气）的及时冷却。
7、（7）仪器拆卸的科学性和安全性（也从防污染、防氧化、防倒吸、防爆炸、防泄漏等角度考虑）。（8）其他（如实验操作顺序、试剂加入顺序、实验方法使用顺序等）。7、实验安全知识实验安全是进行综合实验和实验设计所必须考虑的要素之一，也是顺利进行实验的前提保障。应掌握如下安全知识：（1）酒精及其他易燃有机物小面积失火，应迅速用湿抹布扑盖。（2）钠、钾、磷等失火宜用沙土扑盖。（3）会用干粉（NaHCO3）及泡沫灭火器（NaHCO3溶液、Al2(SO4)3溶液）。（4）浓酸撒在实验台上，先用Na2CO3（NaHCO3）中和，后用水冲擦干净；沾在皮肤上，应先用抹布拭去，再用水冲净；溅在眼中应先用稀NaHCO3淋
8、洗，然后请医生处理。（5）浓碱撒在实验台上，先用稀醋酸中和，然后用水冲擦干净；溅在皮肤上，宜先用大量水冲洗，再涂上硼酸；溅在眼中用水洗净后再用硼酸溶液淋洗。（6）液溴滴在手上，要立即擦去，再用酒精或苯擦洗。（7）使用、制备有毒气体时，宜在通风橱或密闭系统中进行，外加尾气吸收处理装置。（8）不可尝药品味道。（9）误食重金属盐应立即服生蛋白或生牛奶。（10）苯酚浓溶液溅在皮肤上先用乙醇洗涤，再用水冲洗。例题精析例1、工业上测量SO2、N2、O2、混合气体中SO2含量的装置如下图。反应管中装有碘的淀粉溶液。SO2与I2发生的反应为：SO2+I2+H2O=H2SO4+2HI（N2、O2不与I2反应）（
9、1）混合气体进入反应管后，量气管内增加的水的体积等于 的体积（填写气体的分子式）。（2）反应管内溶液蓝色消失后，没有及时停止通气，则测得的SO2含量 （选填：偏高，偏低，不受影响）。（3）反应管内碘的淀粉溶液也可以用 代替（填写物质名称）。（4）若碘溶液体积为Va mL，浓度为C mol L1。N2与O2的体积为Vb mL（已折算成标准状况下的体积）。用C、Va、Vb表示SO2的体积百分含量： （5）将上述装置改为简易实验装置，除导管外，还需选用的仪器为 （以下选仪器的编号）a 烧杯 b 试管 c 广口瓶 d 容量瓶 e 量筒 f 单孔塞 g 双孔塞例2、高一教材中有一演示实验，用脱脂棉包住约
10、0.2g Na2O2粉末，置于石棉网上，往脱脂面上滴水，可观察到脱脂棉剧烈燃烧起来。（1）由实验现象所得出的有关Na2O2和水反应的结论是a b （2）某研究小组拟用下图装置进行实验以证明上述结论：用以验证a的实验方法及现象是 用以验证b的实验方法及现象是 （3）实验（2）往试管中加水至固体完全溶解且不再有气体产生后，取出试管往试管中滴加酚酞试液，发现溶液变红，振荡后，发现红色消失。为探究此现象，小组的同学查阅有关资料中得知：Na2O2与水反应可生成H2O2，H2O2有强氧化性和漂白性。设计一个简单实验，证明Na2O2与足量水反应后溶液中有H2O2存在（只要求列出实验所用的试剂及观察到的现象）
11、试剂： 现象： 例3 某化学探究性实验小组的同学对铜与硝酸反应的实验进行了下列几方面的研究。（1）用铜屑与稀硝酸反应的实验反应速率较慢，为加快反应的速率，可采取的措施是 或 。（2）铜与稀硝酸反应的离子方程式为： ；在做铜与稀硝酸反应的实验时，常观察到试管内生成的气体先为浅红棕色，其原因是 ；为了能直接观察到生成的气体的颜色，可在往稀硝酸加入铜的同时，加入少量碳酸盐即可达到目的。那么加入碳酸盐的作用为 。（3）在做铜与浓硝酸反应的实验时，实验小组为了减少污染，设计了以下四种装置，希望既能观察到反应现象，又能在不拆卸、不增加仪器的情况下使NO2被吸收（注：NaOH溶液可吸收NOx）以避免污染环境
12、。他们设计的装置能达到目的的是 。（填序号）（4）实验小组利用图中的 装置（填序号）可以在不拆卸、不增加仪器的情况下，用同一装置先后连续完成铜与浓、稀硝酸的反应。要达到此目的，棉球a蘸的物质是 ，液体b为 。例4 实验室可用氯气与金属铁反应制取无水氯化铁，该化合物呈棕红色、易潮解，100左右时升华。下图是两个学生设计的实验装置，左边的反应装置相同，而右边的产品收集装置不同，分别如（）和（）所示。试回答：（1）B中反应的化学方程式为： （2）D中的反应开始前，需排除装置中的空气，应采取的方法是： ；（3）D中反应的化学方程式为： ；（4）装置（）的主要缺点是： ；（5）装置（）的主要缺点是： ，如果选用此装置来完成实验，则必须采取的改进措施是： 。例5某学生设计了一套验证物质化学性质的实验装置。请完成下列问题：（1）该实验的目的是：
