化学实验方案设计--精.ppt

第四节 化学实验方案设计 * 一、 实验设计化学实验方案设计是指为了达到一定的实验目的而综合运用元素化合物知识和实验基本操作所进行的化学实验的设计。包括设计制备物质的实验、设计检验物质的实验、设计物质性质实验的方案，以及对给定实验方案加以评价。 1、实验设计的原则和要领 ①设计实验时要有正确的理论依据；②确定实验步骤时要有条理，文字叙述要简明、准确，必要时配绘装置图；③安排实验时，力求使用简单仪器，采用简便方法，确定最佳途径，优化实验的方法程序。 如何设计实验方案 从已知条件出发，弄清实验的目的和反应原理； 从反应原理出发，构思实验方法和步骤； 根据实验方法和步骤，确定实验试剂和仪器。 设计 实验 观察实验现象，收集实验数据，处理实验问题。 分析 数据处理，分析概括，得出结论 二、组装连接原则 先总体后细节，自下后上，自左后右 1、装置的排列顺序： 按气流方向确定仪器的连接顺序。一般遵循：气体发生→除杂干燥→主体实验→尾气处理 注意：除杂和干燥的顺序 若采用溶液除杂，则干燥在后（原因是气体通过溶液将带出水蒸气，干燥剂可除去水蒸气）；若采用加热除杂，则干燥在前（因气体中混有水蒸气，易引起燃烧管破裂，也易干扰反应）。 尾气处理 有毒气体常采用溶液吸收或将气体点燃；无毒无害气体可直接放空；一些易水解物质如CuCl2、AlCl3、SnCl4等的制备需在最后连接一个干燥管，防止空气中的水蒸气进入。 2、接口连接顺序按装置的排列顺序在进行接口连接设计，导管的伸向及长短是连接的关键。 吸收装置 长进短出 量气装置 短进长出 干燥装置 大进小出 多种杂质装置 逐一、有序、互不干扰 3、操作顺序 气体发生： 装置连接→气密性检查→装固体药品→加液体药品→实验 加热操作：①主体实验加热前一般先通过原料气赶走空气后点燃酒精灯，其目的是： 一是防止爆炸（如H2还原CuO，CO还原Fe2O3）； 二是保证产品纯度（如制CuCl2等）。 ②熄灭酒精灯时，一般是“先点后灭”的原则，其目的： 一是防止产物再被空气氧化； 二是防止吸收液倒吸。 浓硫酸和甲酸共热产生CO，再用CO还原Fe2O3并检验气体产物时，要点 个酒精灯。 三 先点燃生成CO的酒精灯赶走空气，再点燃使CO与Fe2O3反应的酒精灯；熄灭时先熄后点的酒精灯，其原因是： 一是防止灼热的再被空气中的氧气氧化，使产物在还原性气体中冷却。 二是防止下一步检验装置中的澄清石灰水发生倒吸。 例1：某学生课外活动小组用如图所示装置分别做如下实验： ⑴在试管中注入某红色溶液，加热试管，溶液颜色逐渐变浅，冷却后恢复红色，则原溶液可能是____________；加热时溶液由红色逐渐变浅的原因是 _______________________________ ⑵在试管中注入某无色溶液，加热试管，溶液变为红色，冷却后恢复无色，则此溶液可能是溶液______________，加热时溶液由无色变为红色的原因是_______________________________ 气球 稀氨水和酚酞 稀氨水中的氨气逸出，溶液的颜色变浅 溶有SO2的品红 SO2气体逸出，品红溶液恢复红色 例2：欲用稀盐酸和大理石制CO2气体，但没有启普发生器，只能从图所示的各种仪器中选出几种必要的仪器，组装成能随关随停的气体发生装置，则应选的仪器____________ A B C D E F G H A、C、D、E 底部开有小孔 若上述的装置制取气体，而实验室只有稀硫酸、浓硝酸、水、块状大理石，比较合理的方案，应选用的药品是__________________ 若给出下列仪器，你能组装出题中要求的实验装置吗？ 浓硝酸、水、大理石 带孔的隔板 碳酸钙 稀硝酸 底部开有小孔的试管 碳酸钙 带孔的隔板 稀硝酸 例4： 实验室可用下图的装置将二氧化碳和一氧化碳进行分离和干燥。已知a、b均为活塞，试回答： （1）甲瓶中装的是 溶液，乙中装的是 溶液分液漏斗中装的是 （2）当CO2与的CO混合 气体通过该装置时，先分离得到的是 ，活塞操作是 ，然后得到 ，活塞操作是 。 a b CO2CO NaOH 浓H2SO