高三化學總復習化學實驗教案-wenkub.com

　 　

【正文】 1．解答簡單實驗設計問題的一般過程與思路化學實驗設計題(如高考大實驗題)重在培養或考查把已有知識和實驗技能運用于新情境的能力，它所選擇的課題往往是沒有直接系統實踐過的。設計實驗方案以完成新情境下的新的實驗課題，有助于提高掌握化學實驗知識和技能的水平，培養信息提取和加工能力、自學能力和創造能力，并能發揮大實驗題多方位、多層面的考核、檢測功能。還有這樣一個涉及量的關系的實驗問題：(NO3)2使之完全分解，并用排水法收集產生的氣體，最后可集得氣體體積在標準狀況下約為多少升？(、接近OL)Cu(NO3)2受熱分解的化學方程式為：2Cu(NO3)2 2CuO+4NO2↑+O2↑在水中收集氣體，若按下式反應：4NO2+O2+2H2O 4HNO3最終應無氣體剩余。這就要求有靈活、變通的思維品質，應該為客觀事實提出有理有據的說明，進而深化和拓寬已有的認識。有這樣一個涉及量的關系的實驗問題：在一定條件下，將等體積NO和O2的混合氣體置于試管中，并將試管倒置于水槽中，充分反應后剩余氣體的體積約為原體積的幾分之一？(1／3／1／3／8)命題的意圖似乎是希望考查能否從NO、O2及H2O間已知反應中量的關系做出定量的推斷。這表明，在學習實驗室制甲烷時對原料摳得過死，產生了副作用。那么，若用醋酸鈉的結晶水合物與堿石灰共熱將如何呢？這里有兩種解決此問題的方法：一是做推理判斷。但是，查苯酚的溶解度數據表明，在15℃時，其飽和溶液中苯酚的質量分數達8％，可見把苯酚溶解性表述為“溶解度不大”、“微溶”欠妥。還有這樣一個實驗現象的問題：苯酚鈉溶液、稀氫氧化鈉溶液、乙酸鈉溶液、碳酸氫鈉溶液、石灰水五種溶液，若分別通入適量二氧化碳，定可觀察到明顯現象(如產生沉淀、油珠、渾濁等)的是哪些溶液。而果糖是酮糖，與溴水不反應，可推知存在溴水不能氧化酮糖的一般規律。事實是否如此，不難通過實驗印證、肯定，這就是依據原理提出推論再進行事實檢驗的正確認識過程。下面從實驗現象、實驗結果和實驗中量的關系三個方面，分別舉例進行一些討論。思維的發散必須以事實為依據，實驗是判定認識正誤的“最高法庭”。因此，檢出溴乙烷中含溴元素的操作程序應為：轉化——中和——檢驗溴離子。有關化學方程式為：C2H5Br+NaOH C2H5OH+NaBrC2H5Br+NaOH C2H4↑+H2O+NaBr應該強調的是，要注意把握好起始轉化和產生溴離子檢驗二者中間的聯系與環節。另一方面，也應能從無序的、有干擾的若干備選操作中，篩出必要的操作及正確的順序，以完成指定的實驗任務。若用一般的托盤天平()，儀器誤差較大，因敞口造成稱量誤差可以接受，但所得溶液溶液濃度不夠精確。抓住此定量實驗的實質，不難確切地領會操作的步驟與規范。配制一定體積、一定物質的量濃度的某溶液的操作，從根本上說是準確控制溶質物質的量和嚴格把握所得溶液的體積，從而得到指定要求的溶液。這些溶劑均因與被萃取物發生化學反應，不應該作溴的萃取劑。事實說明這些物質均不宜做溴的萃取劑。高中化學課本第一冊23頁指出：“溴和碘比較容易溶解于汽油、苯、四氯化碳、酒精等有機溶劑中。1．萃取劑的選擇和使用萃取是利用溶質在互不相溶的溶劑里溶解度的不同，用一種溶劑把溶質從它與另一溶劑所組成的溶液里提取出來的方法。三、從實質上把握化學實驗知識與技能的能力化學實驗，大量地表現為實驗事實、實驗設備、實驗現象與實驗操作等，以及相關的實驗技能技巧。在CO2溶液中存在以下轉化關系：H2O+CO2 H2CO3 H++HCO3酸(H+)既抑制H2CO3的電離，進而抑制CO2在水中的溶解，這就是CO2在酸溶液中溶解速率較小、溶解度也較小的原因。而CO2是酸性氧化物，在水中除了溶解過程外，還有CO2與水化合生成H2CO3的化學反應過程。實驗表明：在七天以內，盡管C2H2的溶解度比CO2的溶解度大，但CO2在水中溶解速率比C2H2在水中溶解速率大，即在相同時間內CO2溶解的實際量相對較多。那么，為什么實驗室用排水法收集C2H2，而不用排水法收集CO2？為解決這一“難題”，可分別從實驗事實和理論探討兩個角度突破。抓住這兩個特點，在遷移運用制氣裝置時，不難明確制CO的裝置不必使用溫度計，而需要裝配有分液漏斗，以便通過滴加甲酸的快慢控制CO生成的速率。(1)以甲酸(濃硫酸催化、脫水)為原料制CO和以乙醇(濃硫酸催化、脫水)制C2H4，原理相似，均為加熱液體混合物制氣體；生成的氣體密度相同且均不易溶于水。此外，物質的分離、提純與凈化，液體的蒸餾與混合液的分餾等概念，運用比較的方法學習與掌握也是很有幫助的。再另取原試樣分別檢驗每組中的SO42或Cl，從而完成四種物質的鑒別。鑒別的對象物質通常已知物質的范圍，重在它們一一區別出來。1．比較相關的實驗概念對并列或者容易混淆的化學實驗概念，通過比較把握、遷移和辨析，是一種有效的方法。將相關的兩個事物聯系起來加以考慮，找出共同的本質和相互之間關系，這就是綜合。總之，依據混合物的狀態、組成成分的物理性質與化學性質，以及分離提純的目的，較系統、完整地形成混合物分離提純的知識網絡，便于相關知識信息的儲存和提取，并可以為這些知識、技能的運用提供思路，對提高解決物質分離提純的實際問題能力將是有益的。用化學方法凈化含雜質的氣體，應該選取某種液體或固體吸收劑，通過化學反應使應分離除去的氣體成分轉入溶液或固體，以得到某種純凈氣體。(2)溶液中各組成成分的分離提純用物理方法將溶液中的組成成分分開，常用的方法包括：萃取法，加入某種溶劑將易溶于該溶劑的成分提取出來；蒸發溶劑法，通過蒸發溶劑，得到固體溶質，蒸餾法，蒸出溶劑并回收；分餾法，分離出溶液中各種不同沸點的液態組成成分。常用分離固體混合物的化學方法主要包括：“溶解法”，即：加入某種溶液使其中一種物質因轉化為其它產物進入溶液，從而與另外的不溶物分開，然后再通過化學反應使產物重新變為原來的物質。為方便起見，可將常見的被分離提純的物質分為固體混合物、溶液和氣體混合物三類，并分別從物理方法和化學方法兩個角度加以討論。這種方法的遷移運用將有助于解決新情境下新物質的合成問題。這類制備都存在將產物從混合物里分離出來的問題。制乙酸乙酯量較多時，反應容器燒瓶導出的蒸氣應該通過冷凝器冷凝，再以接受器收集。氣體產物的收集方法這里不再討論。至于是否在反應容量內放小瓷片，關鍵看該溫度下混合液或其中的組成成分是否達到沸點，是否可能發生“爆沸”。顯然，可以用試管(少量制備)或燒瓶(較大量制備)作反應容器。系統地研究、學習和實踐某些物質的制法，一般要掌握所用的原料及其狀態、反應條件、產物的逸出，或從混合物中如何提取、分離出該物質，以及儀器裝置、操作過程等。蒸發盛在蒸發皿里的稀溶液，為加快蒸發速度，可用酒精燈直接加熱；待溶液達到較高濃度后，為防止局部過熱溶液或固體濺失，必須將蒸發皿放在石棉網上間接加熱，至溶液接近蒸干時應停止加熱，利用余熱將液體蒸干；整個蒸發過程中，均應不斷以玻璃棒攪拌。圍繞過濾操作目的實現去理解規范操作要領，有利于完整、系統地掌握該項操作。過濾操作正誤，可以自上至下依次按上述操作規范要求進行審核。在明確化學實驗基本操作目的的基礎上，充分理解規范操作的意義，分清操作要領的主次，在全面把握操作要求的同時，集中理解和掌握實現該項基本操作中的重點與關鍵，是培養化學基本操作技能的重要方法。使用干燥管干燥某種氣體時，應該能恰當選用干燥劑。此外，儀器及其使用要領還可能與它的特點有關，特點包括儀器的規格、材料與結構等。在實際情境中使用溫度計，首要的是明確用它測量哪種物質的溫度，從而確定它應放置在何位置。[能力歸納]一、從整體上把握化學實驗知識與技能的能力系統論的觀點認為，整體的功能大于構成它的各個要素功能之和。單個儀器，懸空放置。所以，使用分液漏斗時應堅持加蓋。5．干燥管的使用球形干燥管是粗端進氣還是細端進氣，抑或可以隨意，可視具體情況而定，不必強求一個模式。對于可燃性氣體檢純或貯備較多量易燃性氣體，通常也不用排空氣集氣法。滴管滴液完畢，應將管內剩余的試劑擠入滴瓶后再插回滴瓶，不要在滴管內裝有試劑。目前對視線的偏角、偏低、仰視、俯視、高讀數、低讀數等的表述及相互關系較易混淆，可按圖524和圖525所示統一規范表述。做好上述工作，可以減少方法誤差，避免過失誤差。(2)室溫下鹽的溶解度測定實驗應注意的幾個問題①溶解必須充分，使硝酸鉀溶液確實成為室溫下的飽和溶液，否則會使測得溶解度的數值偏小。然后，放入干燥器中冷卻，冷地后稱量它的質量c。②量取——用10mL量筒量取10mL蒸餾水，倒入大試管里，再逐漸加入少量KNO3晶體，用玻璃棒攪拌至在5分鐘內不再溶解為止。在此基礎上，求出結晶水的質量分數，有效數字也為二位，若用百分數表示，只能表示到百分之一。若因操作不慎，加熱時固體濺失多，會引起很大誤差，應視為過失誤差，測得的數據應該棄去不用，整個實驗應該重做。整個實驗過程中，無水硫酸銅難免會吸收空氣中一些水分。④加熱再稱量，至質量不再變——把盛有無水硫酸銅的坩堝再加熱，放在干燥器里冷卻后再稱量，記下質量。(1)實驗步驟①稱量——用天平準確稱量一干燥瓷坩堝的質量，并用此坩堝稱取2g研碎了的硫酸銅晶體。④滴定操作，應重復適當的次數，至少應重做一次。③要恰當地選擇酸堿指示劑。(2)中和滴定應注意的幾個問題作為定量實驗，關鍵要力求實驗數值和測定結果準確，努力減少誤差。常用的簡單方法是：滴入鹽酸到酚酞由紅色變為淺粉紅色，最后剛剛變為無色為止。②滴定的操作在酸式滴定管中注入標準鹽酸，使尖嘴部分充滿溶液后，記錄起始讀數。滴定包括中和滴定、氧化還原滴定、絡合滴定等。學習這些定量的化學實驗，要注意培養宏觀與微觀結合、定性與定量結合等化學思想、化學方法；必須以嚴謹、求實的科學態度對待實驗問題和實驗結果；要堅持探索、創新的精神去完成定量的實驗問題的設計、實施與實驗結果的評價。4．檢驗中學常見物質的一般程序與思路為了綜合運用以上物質(特別是離子)檢驗的知識解決具體問題，理出中學常見的固態和液態待檢無機物檢驗的一般程序與思路將是有益的。3．常用陽離子的檢驗方法(表55)使用上述方法檢驗陽離子時，應該特別注意：(1)NaOH溶液可以同時鑒別出若干種陽離子，包括Al3+、Fe3+、Fe2+、Cu2+、NH4+、Mg2+等多種離子，在陽離子鑒別中，是一種應用較廣的試劑。若加硝酸，因它的氧化性和SO32的還原性，之間的氧化還原反應有時會干擾檢驗，故最好使用鹽酸，不用硝酸。2．常用陰離子的檢驗方法(表 54)使用上述檢驗陰離子時，應該特點注意：(1)AgNO3溶液與稀HNO3和BaCl2溶液與稀HNO3(或鹽酸)，這兩組試劑，可以鑒別出若干種陰離子，是陰離子鑒別最常用的試劑組合。氟氣、氯氣、溴蒸氣、臭氧(O3)、二氧化氮等氣體都能有上述現象。例如，用點燃的方法鑒別氫氣、一氧化碳和甲烷與乙炔時，根據燃燒時產生黑煙的特殊現象，首先可檢出乙炔。推斷——綜合運用物質常規的檢驗法和物質有關的性質，根據已知的實驗步驟和現象，經過分析、推理，確認被檢驗的一種物質或幾種物質的混合物的過程。鑒別——區別2種或2種以上物質的過程。四、物質的檢驗物質的檢驗，大致可分為以下3種情況：鑒定——確認某一未知物是何種物質的過程。例如，可用帶火星的木條放在收集氧氣的集氣瓶口處，如果木條劇烈燃燒，表明氧氣已集滿。(4)氣體的驗滿收集氣體時，常需確切地了解集氣瓶中某氣體是否已充滿。常用的吸收氣體的裝置有兩種(圖523)。②某些氣體跟某種干燥劑發生特殊的作用。除去不同氣體中的水蒸氣，應選用不跟被干燥氣體反應的干燥劑。例如，用飽和食鹽水洗滌含氯化氫的氯氣時，氯化氫大量溶于鹽水中，氯氣不易溶于飽和食鹽水，從而達到去除雜質氣體的目的。實驗室制取氣體時，常因原料不純、反應物揮發和發生副反應等原因，使得到的氣體中混有雜質氣體，欲得到純度更高的氣體，就需要洗滌除去雜質氣體(表51)。此法可用于收集氧氣、氯氣、氯化氫、二氧化碳、二氧化氮、二氧化硫和硫化氫等氣體。此法可用于收集氫氣、氨氣、甲烷等氣體。排水集氣法可用來收集氧氣、氫氣、一氧化氮、一氧化碳、甲烷、乙烯和乙炔等氣體。關閉旋塞，容器內壓強增大，一些液體壓到球形漏斗中，液體與固體脫離接觸，可以終止反應。該裝置的燒瓶有時可用廣口瓶代替。此裝置可用于制氯氣、氯化氫、一氧化氮、一氧化碳和乙烯等。①加熱固體制氣體的裝置(圖517A)常用大試管和單孔橡皮塞組成的反應容器。制一氧化碳的反應在加熱的條件下較劇烈，應將甲酸逐滴加到熱的濃硫酸中，以控制生成一氧化碳的速度。(11)實驗室制乙炔常用電石跟水反應制乙炔CaC2+2H2O→Ca(OH)2+C2H2↑反應很激烈，要控制好水量，最好逐步加入水，使放出乙炔的速度相對較穩定。醋酸鈉晶體中含結晶水，相比之下，還是用無水醋酸鈉與堿石灰反應制甲烷更好。CaCO3+2HCl CaCl2+H2O+CO2↑不能用硫酸與碳酸鈣反應制二氧化碳，這是因為硫酸鈣的溶解性小，附在碳酸鈣表面，反應難以持續進行。2NH4Cl+Ca(OH)2 CaCl2+2H2O+2NH3↑氨極易溶于水，一般用加熱上述的固體混合物來制氨氣。⑤實驗室制硫化氫常用硫化亞鐵和稀硫酸反應制硫化氫。氯氣有毒。2KClO3 2KCl+3O2↑2KMnO4 K2MnO4+MnO2+O2↑此外，過氧化氫(H2O2)在二氧化錳催化下分解，也可作為實驗室制氧氣的一種簡便方法。應該掌握的具體內容主要有：會選擇適宜的反應物，并能熟練地書寫有關氣體生成的化學方程式；根據反應物的狀態和反應條件等因素，選擇適宜的氣體發生裝置，能判斷裝置圖的正誤，會組裝氣體發生裝置；根據氣體的密度、在水中的溶解性等性質，選擇適宜的集氣方法與裝置；根據所制氣體的性質，會用簡便的方法檢驗或驗滿。10．儀器洗滌一般用去污粉、洗衣粉洗滌。例如，制取氯氣的裝置(圖516)，應按以下順序組裝：由下到上裝配氯氣發生器；鐵架臺——酒精燈——鐵圈，石棉網、燒瓶——燒瓶夾——帶分液漏斗、導管的膠塞。(3)待分液漏斗內液體分層后，左手旋動活塞，使塞孔