高考化学实验试题中的创新设计.doc

高考化学实验试题中的创新设计 特别提醒 1.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组装，以完成合乎实验要求的创意与设计。这就需要学生认真领悟实验意图，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。 2.实验创意与设计的基本要求是： = 1 \* GB2 ⑴科学性——实验原理、实验操作程序和方法必须正确； = 2 \* GB2 ⑵安全性——尽量避免使用有毒药品和进行具有一定危险性的操作； = 3 \* GB2 ⑶可行性——所选用的药品、仪器、设备、方法等，在中学现有的实验条件下能够得到满足； = 4 \* GB2 ⑷简约性——装置简单、实验步骤和药品用量少，能在短时间内完成。 依据上述要求设计(选出)安全性好、药品易得、操作简便、装置简单、现象明显、产品纯净的最佳方案。 3.对实验设计题，要联系(联想)所学实验知识，操作技能，基本装置进行知识类比、迁移和重组，全面、周密的思考，才能设计出正确的实验装置、实验方案和回答提出的问题。 一、启普发生器原理式反应器的设计： 启普发生器的操作原理是利用气压知识使固、液接触或脱离，控制对气体反应随即产生或停止，使之控制反应的发生。若无启普发生器，可根据启普发生器反应原理设计多种简易的启普发生器。如： 装置( = 1 \* ROMAN I)～( = 5 \* ROMAN V)：若打开活塞，则酸液与块状固体接触，发生反应，产生的气体由支管导口出；若关闭活塞，则酸液与块状固体脱离接触，反应自行停止。需要时，再打开活塞，又可以产生气体。 装置(Ⅵ)：依靠铜丝向上向下提取，使固、液接触或脱离，控制反应产发生或停止。实现对反应的控制。 二、防止液体倒吸发生装置的设计： 在某些实验中，由于吸收液的倒吸，会对实验产生不良影响，如玻璃仪器炸裂，反应试剂的污染等，因此，在有关实验中必须采取一定的措施防止吸收液的倒吸。防止倒吸一般采用下列措施： 1.切断装置：将有可能产生液体倒吸的密闭装置系统切断，以防止液体倒吸。如：隔离式装置(I)、(Ⅱ)； 2.设置源头化解装置：在接近液面的导气管一端连一个具有容积较大，蓄液能力强的仪器(如漏斗、球形干燥管等)，让其接触液面。如：(Ⅲ)、(Ⅳ)； 3.设计蓄液装置：当吸收液发生倒吸时，倒吸进来的吸收液被预先设计的蓄液装置贮存起来，以防止吸收液进入受热仪器或反应器。这种装置又称为安全瓶。如：(Ⅴ)； 4.设置平衡压强装置：为防止反应体系中压强减小，引起吸收液倒吸，可以在密闭装 置系统中连接一个能与外界相通的装置，起到自动调节系统内外压强差的作用，防止溶液的倒吸。如：(Ⅵ)。 三、测量气体的体积装置的设计： 利用气体不溶于某些液体的性质(如：H2不溶于水，Cl2不溶于饱和食盐水)，可用排液法粗略测量气体的体积。根据给出的仪器和实验目的的不同，可设计如下多种量气装置 实验操作水平的高低决定了测量误差的大小。为减少量气误差，应注意： 装置(I)：反应后应恢复到室温再读数，实验前广口瓶中应充满水。气体体积即量筒中水的体积； 装置(Ⅱ)：读数时应上下移动乙管，使甲、乙管液面相平。读取反应前后甲管中液面体积读数的差值即为气体体积； 装置(Ⅲ)：测量收集到气体体积，应先使气体冷却至室温，再慢慢将量筒下移，使量筒内外液面高度相同，再读取读数； 装置(Ⅳ)：实验中水面要浸没过漏斗颈，量筒中装满水，反应在漏斗中进行，生成气体的体积即为量筒内气体的体积； 装置(Ⅴ)：用于测量混合气体中被吸收(或不被吸收)的体积分数。读数时，球形容器和量气管液面相平，量气管内增加的水的体积等于不被反应管吸收的气体的体积。 四、喷泉实验装置的设计： 喷泉实验的本质是形成压强差而引发液体上喷。为此可设计多种不同的装置和采用不同的操作(如使气体溶于水、热敷或冷敷、生成气体、发生气体体积减小的反应等)来使喷泉产生。 装置(Ⅱ)：改变了胶头滴管的位置。胶头滴管挤入少量水于试剂瓶中，即可使少量溶 液沿导管进入烧瓶中，导致大量的氨溶解，烧瓶内形成负压而产生喷泉。 装置(Ⅲ)：隐去了胶头滴管。打开止水夹，用手(或热毛巾等)捂热烧瓶，氨气受热膨胀，赶出玻璃导管内的空气，使氨气与水接触，即发生喷泉。(开放性问题，或用浸冰水的毛巾“冷敷”烧瓶，使水进入烧瓶，瓶内氨溶于水)。 装置(Ⅳ)：在锥形瓶中加入能产生气体的物质。使锥形瓶内气体压强明显增大，将液体压入烧瓶而产生喷泉。 装置(Ⅴ)：在水槽中加入能使水温升高的物质，致使锥形瓶内酒精因升温而挥发，锥形瓶内气体压强增大而产生喷泉。 装置(Ⅵ)：在导管中通入一定量的H2S和SO2，现象如有淡黄色粉末状物质生成，瓶内壁附有水珠，NaOH