2019-2020年高中化學(xué) 6.4《化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)的基本要求》教案 舊人教版選修.doc

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2019-2020年高中化學(xué) 6.4《化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)的基本要求》教案 舊人教版選修 化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)的基本要求； (2)一個(gè)相對(duì)完整的化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案應(yīng)包括的主要內(nèi)容； (3)制備實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)方法和要求； (4)性質(zhì)實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)許方法和要求； (5)運(yùn)用學(xué)過(guò)的鋁和氫氧化鋁的性質(zhì)及強(qiáng)堿弱酸鹽和強(qiáng)酸弱堿鹽水解反應(yīng)的相互促進(jìn)關(guān)系，分析并評(píng)價(jià)氫氧化鋁制備的最佳途徑； (6)應(yīng)用乙二醇的性質(zhì)，設(shè)計(jì)完整的化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案； (7)運(yùn)用銅和銅的化合物知識(shí)，設(shè)計(jì)性質(zhì)實(shí)驗(yàn)方案驗(yàn)證銅與銅的化合物的性質(zhì)。 1．化學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)遵循： ①科學(xué)性，實(shí)驗(yàn)原理，準(zhǔn)確，實(shí)驗(yàn)流程合理。 ②安全性，保護(hù)人身、保護(hù)環(huán)境、保護(hù)儀器。 ③可行性，條件允許，效果明顯，操作正確。 ④簡(jiǎn)約性，做到步驟少，時(shí)間短、效果好等基本要求。 2．如何迅速、準(zhǔn)確地解答綜合實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題呢? (1)明確目的原理 首先必須認(rèn)真審題，明確實(shí)驗(yàn)的目的要求，弄清題目有哪些新的信息，綜合已學(xué)過(guò)的知識(shí)，通過(guò)類比、遷移、分析，從而明確實(shí)驗(yàn)原理。 (2)選擇儀器藥品 根據(jù)實(shí)驗(yàn)的目的和原理，以及反應(yīng)物和生成物的性質(zhì)、反應(yīng)條件，如反應(yīng)物和生成物的狀態(tài)，能否腐蝕儀器和橡皮、反應(yīng)是否加熱及溫度是否控制在一定的范圍等，從而選擇合理的化學(xué)儀器和藥品。 (3)設(shè)計(jì)裝置步驟 根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮驮?，以及所選用的儀器和藥品，設(shè)計(jì)出合理的實(shí)驗(yàn)裝置和實(shí)驗(yàn)操作步驟。學(xué)生應(yīng)具備識(shí)別和繪制典型的實(shí)驗(yàn)儀器裝置圖的能力，實(shí)驗(yàn)步驟應(yīng)完整而又簡(jiǎn)明。 (4)記錄現(xiàn)象數(shù)據(jù) 根據(jù)觀察，全面而準(zhǔn)確地記錄實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的現(xiàn)象和數(shù)據(jù)。 (5)分析得出結(jié)論 根據(jù)實(shí)驗(yàn)觀察的現(xiàn)象和記錄的數(shù)據(jù)，通過(guò)分析、計(jì)算、圖表、推理等處理，得出正確的結(jié)論。 以上只是解答綜合實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題的一般思考方法。在解答過(guò)程中，應(yīng)根據(jù)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題的具體情況和要求，作出正確的回答。 (6)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)時(shí)還要考慮以下因素： ①凈化、吸收氣體及熄滅酒精燈時(shí)要防液體倒吸；②進(jìn)行某些易燃易爆實(shí)驗(yàn)時(shí)要防爆炸 (如H2還原CuO應(yīng)先通H2，氣體點(diǎn)燃先驗(yàn)純等)；③防氧化(如H2還原CuO后要“先滅燈再停氫”，白磷切割宜在水中等)；④防吸水(如實(shí)驗(yàn)、取用、制取易吸水、潮解、水解宜采取必要措施，以保證達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康?；⑤冷凝回流(有些反應(yīng)中，為減少易揮發(fā)液體反應(yīng)物的損耗和充分利用原料，需在反應(yīng)裝置上加裝冷凝回流裝置 (如長(zhǎng)玻璃管、豎裝的干燥管及冷凝管等)；⑥易揮發(fā)液體產(chǎn)物(導(dǎo)出時(shí)可為蒸氣)的及時(shí)冷卻；⑦儀器拆卸的科學(xué)性與安全性(也從防污染、防氧化、防倒吸、防爆炸、防泄漏等角度考慮)；⑧其他(如實(shí)驗(yàn)操作順序、試劑加人順序、實(shí)驗(yàn)方法使用順序等)。 3．制備實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì) 制備實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)，對(duì)鞏固元素化合物知識(shí)和掌握好各類有機(jī)物之間的相互轉(zhuǎn)化關(guān)系，全面訓(xùn)練實(shí)驗(yàn)技能，培養(yǎng)分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力是有益的。 制備實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)，應(yīng)遵循以下原則： ①條件合適，操作方便； ②原理正確，步驟簡(jiǎn)單； ③原料豐富，價(jià)格低廉； ④產(chǎn)物純凈，污染物少。 即從多種路線中優(yōu)選出一種最佳的制備途徑，合理地選擇化學(xué)食品與藥品，設(shè)計(jì)合理的實(shí)驗(yàn)裝置和實(shí)驗(yàn)操作步驟。 4．探索性實(shí)驗(yàn)、性質(zhì)實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì) 分析其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)或從所屬類型的典型代表物去推測(cè)物質(zhì)可能具有的一系列性質(zhì)，而后據(jù)此分別設(shè)計(jì)出合理的實(shí)驗(yàn)方案，去探索它所可能具有的性質(zhì)。 5．驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)性質(zhì)實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì) 對(duì)物質(zhì)具備的性質(zhì)去求證，關(guān)鍵設(shè)計(jì)出簡(jiǎn)捷的實(shí)驗(yàn)方案，操作簡(jiǎn)單，簡(jiǎn)便宜行，現(xiàn)象明顯，且安全可行。 [例1] 用含有NaCl、MgCl2、MgS04的鈉鹽制備漂白精(次氯酸鈉)。按各反應(yīng)的先后順序?qū)懗龈饔嘘P(guān)化學(xué)反應(yīng)方程式。 [解析] 此題思路：原料→純凈物→產(chǎn)物。需除去的雜質(zhì)離子有Ca2+、Mg2+、SO42-，應(yīng)注意除雜試劑的加入順序，以便有利于除去過(guò)量試劑引來(lái)的新雜質(zhì)。例如，除Ca2+的Na2C03放在除SO42-的BaCl2試劑之后加入，可達(dá)到除去過(guò)量Ba2+的目的。 答案 ①BaCl2+MgSO4=BaSO4↓+MgCl2 ②MgC12+2NaOH=Mg(OH)2↓+2NaCl ③CaCl2+Na2CO3=CaCO3+2NaCl ④BaCl2+2Na2CO3=BaCO3↓+2NaCl ⑤NaOH+HCl=NaCl+H2O ⑥Na2CO3+2HCl=2NaCl+CO2↑+H2O ⑦2NaCl+2H2O→2NaOH+H2↑+Cl2↑ ⑧Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O [例2] 下圖是一套實(shí)驗(yàn)室制氣裝置，用于發(fā)生、干燥和收集氣體。下列各組物質(zhì)中能利用這套裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的是 A．銅屑和濃硝酸 B．二氧化錳和濃鹽酸 C.電石和水 D.碳酸鈣和稀鹽酸 [例3] 按下述實(shí)驗(yàn)方法制備氣體，合理而又實(shí)用的是 A.鋅粒與稀硝酸反應(yīng)制備H2 B.向飽和氯化鈉溶液中滴加濃硫酸制備HCl C．亞硫酸鈉與濃硫酸反應(yīng)制備SO2 D．大理石與濃硫酸反應(yīng)制備CO2 [例4] 試用空氣；焦炭、水為原料制備硝酸。 [例5] 實(shí)驗(yàn)室常用加熱氯酸鉀和二氧化錳的混合物來(lái)制取氧氣，怎樣用實(shí)驗(yàn)方法證明二氧化錳作催化劑?氯酸鉀中含鉀、氯，氧三種元素?試設(shè)計(jì)出實(shí)驗(yàn)的簡(jiǎn)單步驟。 解析：催化劑能加快反應(yīng)速率，而反應(yīng)前后的質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)保持不變。因此，設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)應(yīng)能證明加入二氧化錳后反應(yīng)速率加快，反應(yīng)前后二氧化錳質(zhì)量不變及化學(xué)性質(zhì)不變。要證明氯酸鉀中含鉀、氯、氧三種元素，可設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明產(chǎn)物中含鉀元素、氯離予和氧氣。 答案 (1)將等質(zhì)量的氯酸鉀分別加入兩支試管中，向其中一支試管中加人少量一定質(zhì)量的二氧化錳，用酒精燈分別加熱，用排水法收集產(chǎn)生的氣體。根據(jù)收集的氧氣多少，可判斷反應(yīng)速率。 (2)用水溶解反應(yīng)后的混合物，過(guò)濾并洗滌沉淀，干燥后稱量，與最初加入量比較，可證明質(zhì)量是否變化。 (3)將上述不溶物與濃鹽酸混合加熱，檢驗(yàn)是否有氯氣生成，可證明二氧化錳化學(xué)性質(zhì)是否發(fā)生變化。 (4)將收集的氣體用帶火星的木條檢驗(yàn)，可證明氯酸鉀含氧元素。 (5)將(2)步驟作的濾液做焰色反應(yīng)，可證明氯酸鉀中是否含鉀元素。 (6)將(2)步操作的濾液中加入用硝酸酸化的硝酸銀溶液可證明氯酸鉀中是否含氯元素。