12-4化学实验方案的设计与评价.doc

第四节 化学实验方案的设计与评价 考纲要求 1.能根据试题要求设计、评价或改进实验方案。 2．了解控制实验条件的方法。 3．能分析或处理实验数据得出合理结论。 4．能绘制和识别典型的实验仪器装置图。 5．实验知识和技能的综合应用。 学法指导 综合实验方案的设计和评价是综合应用实验基础知识、基本操作，结合化学基本理论、元素化合物知识、化学计算等相关知识，进行整合，从而解决有关实验问题。主要考查方向有：一是根据实验要求，设计实验方案，分析相关问题。二是结合相关知识，联系题给信息的实验设计。预计今后对教材实验进行重组、优化和创新的题目会在高考中有所体现。 重点难点 一、化学实验方案的设计 1．实验设计的步骤 (1)明确目的原理：首先必须认真审题，明确实验的目的及要求，弄清题目有哪些新的信息，综合已学过的知识，通过类比、迁移、分析，从而明确实验原理。 (2)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，能否腐蚀仪器和其他物件、反应是否加热及温度是否控制在一定的范围内等，从而选择合理的化学仪器和药品。 (3)设计装置步骤：根据上述实验目的和原理，以及所选用的仪器和药品，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装置图的能力，实验步骤应完整而又简明。 (4)记录现象数据：根据观察，全面而准确地记录实验过程中的现象和数据。 (5)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。 2．化学实验方案设计的仪器选用及连接顺序 3．实验操作的顺序 (1)连接仪器。按气体发生→除杂质→干燥→主体实验→尾气处理顺序连接好实验仪器。 (2)检查气密性。 (3)装药品，进行实验操作。 4．实验设计的注意事项 (1)药品和仪器是部分或刚好给出还是有剩余 若药品和仪器只部分给出，则应作必要的补充，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，浓硫酸、饱和NaHCO3溶液、NaOH溶液等。此外也应注意某些仪器的规格。 (5)会画简单的实验装置图 考纲要求能够绘制和识别典型的实验仪器装置图，可用“示意装置图”表示。 (6)其他应注意的问题 ①冷凝回流的问题。 ②冷却问题。 ③防止倒吸问题。 ④具有特殊作用的实验改进装置。如为防止分液漏斗中的液体不能顺利流出，用橡皮管连接成连通装置；为防止气体从长颈漏斗中逸出，可在发生装置中的漏斗末端套住一支小试管等。 二、化学实验方案的评价 对几个实验方案的正确与错误、严密与不严密、准确与不准确做出判断。要考虑是否完全合理、有无干扰现象、经济上是否合算和对环境有无污染等。 1．从可行性方面对实验方案做出评价 科学性和可行性是设计实验方案的两条重要原则，在对实验方案进行评价时，要分析实验方案是否科学可行，实验方案是否遵循化学理论和实验方法要求，在实际操作时能否做到可控易行。评价时，从以下4个方面分析： (1)实验原理是否正确、可行； (2)实验操作是否安全、合理； (3)实验步骤是否简单、方便； (4)实验效果是否明显等。 2．从“绿色化学”视角对实验方案做出评价 “绿色化学”要求设计安全的、对环境友好的合成线路，降低化学工业生产过程中对人类健康和环境的危害，减少废弃物的产生和排放。据此，对化学实验过程或方案从以下4个方面进行综合评价： (1)反应原料是否易得、安全、无毒； (2)反应速率是否较快； (3)原料利用率以及合成物质的产率是否较高； (4)合成过程中是否造成环境污染。 3．从“安全性”方面对实验方案做出评价 化学实验从安全角度常考虑的主要因素如下： (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”，白磷切割宜在水中等)； (4)防吸水(如实验取用、制取易吸水、潮解、水解的物质时宜采取必要措施，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器等)； (6)易挥发液体产物(导出时可为蒸气)的及时冷却； (7)仪器拆卸的科学性与安全性(也