高三下册化学化学实验方案设计的基本要求教案

第四节：化学实验方案设计的基本要求
学习目标
1.理解化学实验方案设计时的内容﹑方法﹑要求。

2.学会设计化学实验方案及科学评论实验方案。

学习过程
一、学习研究活动
阅读课本全文，回答以下问题。

（1）一个完好的化学实验方案一般包含的内容是__________________________ 。

（2）设计一个化学实验哪些方面下手
（3）设计化学实验时应按照哪几项要求
二、总结与评论
【总结】
实验设计的基本要求
（ 1）科学性，所谓科学性是指实验原理，实验操作程序和方法一定正确。

比如，鉴识
Na2SO3和 NaI，在试剂的选择上就不宜采纳HNO3等拥有氧化性的酸，在操作程序的设计上，
应取少许固体先溶解，而后再取少许配成的溶液并再加入试剂，而不可以将样品所有溶解或
在溶解后的所有溶液中加入试剂。

（2）安全性：实验设计时应尽量防止使用有毒药品和进行拥有必定危险性的实验操作。

（3）可行性：实验设计应的确可行，所采纳的化学药品、仪器、设施和方法等在中
学现有的实验条件下能够获得知足。

（4）简洁性：实验设计应尽可能简单易行，应采纳简单的实验装置，用较少的实验
步骤和实验药品，并能在较短的时间内达成实验。

3．化学实验方案设计的基本思路
（1）明确目的原理：第一一定仔细审题，明的确验的目的要求，弄清题目有哪些新
的信息，综合已学过的知识，经过类比、迁徙、剖析，从而明的确验原理。

（2）选择仪器药品：依据实验的目的和原理以及反响物和生成物的性质、反响条件，
如反响物和生成物的状态、可否腐化仪器和橡皮、反响能否加热及温度能否控制在必定范围
等，从而选择合理的化学仪器和药品。

（3）设计装置步骤：依据上述实验目的和原理，以及所采纳的实验仪器和药品，设计
出合理的实验装置和实验操作步骤，学生应具备辨别和绘制典型的实验仪器装置图的能力，
实验步骤应完好而又简洁。

（4）记录现象数据：依据察看、全面正确地记录实验过程中的现象和数据。

（5）剖析得出结论：依据实验察看的现象和记录的数据，经过剖析、计算、图表、
推理，得出正确的结论。

【例题解说】
[例 1]设计实验，比较以下各物质分子中-OH 上氢原子的活动性次序：
① H-OH ② CH3COOH ③CH3 CH2-OH④ HO-COOH ⑤ C6H5-OH
[剖析解说 ]从上述五种化合物的构造剖析可知，②、④呈弱酸性，⑤拥有极弱的酸性，①，③呈中性，这样我们用五种化合物经过与指示剂作用、跟碱液反响、跟开朗金属反响、跟
新制取的 Cu(OH)2悬液反响等，来进行性质的比较，从而得出各化合物中氢原子开朗性的
大小次序。

其实验方案设计以下表：
操作现象结论（— OH 中 H 原子
开朗性次序）1．五种物质各取少许于试②、④变红，其余不变
管中，各加入紫色石蕊试②、④ >①、③、⑤
液 2 滴
2．在②、④试管中，各加②中产生气体
入少许碳酸钠溶液② >④
3．在①、③、⑤中各加入⑤由污浊变澄清⑤ >①、③
少许氢氧化钠溶液
4.在①、③中各加入少许①产生气体，并有焚烧现象① >③
金属钠、加热③产生气体，没有焚烧现象
综上设计，五种物质分子中 -OH 上氢原子的开朗性由大到小的次序是：② >④ >⑤ >① >③。

[例 2]某同学做同周期元生性质递变规律实验时，自己设计了一套实验方案，并记录了有关实验现象以下表。

实验方案实验现象
1．用砂纸擦后的镁带与开水反响，再 A．浮于水面，熔成小球，在水面上无定向
向反响液中滴加酚酞挪动，随之消逝，溶液变为红色
2．向新制的 H2S 饱和溶液中滴加新制B．产生大批气体，可在空气中焚烧，溶液
的氯水变为浅红色
3．钠与含酚酞试液的冷水反响C．反响不强烈，产生气体可焚烧
4．镁带与
-1
的盐酸反响D．强烈反响，气体产物在空气中可燃2mol ·L
5．铝条与
-1
的盐酸反响E．生成白色胶状积淀，既而积淀消逝2mol ·L
6．AlCl3溶液中加NaOH 溶液F．生成淡黄色积淀
请你帮助该同学整理并达成实验报告。

（1）实验目的： _____。

（2）请增补必需的实验，以证明此周期中此外两种元素的性质递变规律。

[剖析解说 ]
（1）考证第三周期元素从左至右金属性递减、非金属性递加的规律。

（2）实验中还没考证硅、磷两种元素的性质。

要考证铝、硅、磷、硫等元素的性质，
能够有多种思路，为了使实验操作简单易行，能够从考证硅酸、磷酸、硫酸的酸性强弱下手。

要比较这些酸的酸性强弱能够有以下几种方法。

方案一：测定·L-1的 Na2SiO3、 Na3PO4、 Na2SO4的 pH，由此判断三种盐溶液的水解能力，得出硅酸、磷酸、硫酸三种最高价含氧酸的酸性强弱次序，从而得出硅、磷、氮三元素非金
属强弱次序。

方案二：测定硅酸、硫酸、磷酸溶液的pH。

方案三：在硅酸钠溶液中滴加磷酸溶液，可发生反响：
SiO32-+H3PO4=H2SiO3↓+HPO4-
在磷酸镁积淀中滴加稀硫酸溶液，积淀可溶解：
Mg 3(PO4)2+4H+=3Mg 2++2H2PO4-
【评论】
1．实验室用氨气复原氧化铜的方法测定铜的近似原子量，反响的化学方程式为：
3CuO+2NH3======N2+3Cu+2H2O
（1）假如采纳测定反响物 CuO 和生成物 H2O 的质量 [m CuO、 m H2O] 的方法进行测定，请用
图示所列仪器设计一个简单的实验方案，并回答以下问题。

①仪器连结的次序为（用字母编号表示，仪器可重复使用）。

d中浓硫酸的作用是____________________ 。

实验完成时，察看到 a 中的现象是。

②列出计算 Cu 的原子量的表达式：。

③以下状况将使测定结果偏大的是。

A． CuO 末所有复原的 Cu B．部份 CuO 受潮
C．CuO 混有 Cu2
D．部份 CuO 复原为 Cu O
(1) 假如仍采纳上述仪器装置，其余方案可采纳测定的物理量有。

A． m Cu和 m CuO B．m N2和 m H2O
C． m Cu和 m H2O D． m NH3和 m H2O
2．右图是某化学课外活动小组设计的乙醇与氢卤
酸反响的实验装置图。

在烧瓶 A 中放入一些新制的无水CuSO4粉末，并
加入约 20mL 无水乙醇，锥形瓶 B 盛放浓盐酸，分液
漏斗 C 和广口瓶 D 中分别盛浓 H2SO4，干燥管 F 中填
满碱石灰，烧杯作水浴噐。

当翻开分液漏斗 C 的活塞后，因为浓H2 4
SO 慢慢
流入 B 中，则 D 中的导管口有气泡产生，过几分钟后，
无水 CuSO粉末由无色变蓝色，此时水浴加热后，将 F
端逸出的气体点燃，发生特别的绿色火焰。

试回答：
（ 1） B 中逸出的主要气体是原由是。

（ 2） D 广口瓶的作用是； E 管的作用是。

（ 3） F 管口点燃的气体是（填化学式），生成其气体的化学方程式______。

（ 4） A 瓶中无水 CuSO4变蓝的原由是。

（ 5）由 A 中发生反响的事实，可推测出的结论是。

3．化学课本中常常设计实验研究某种物质的性质。

下边是高一化学课本中对于氯气、
浓硫酸的两个实验：
（1）研究氯气跟金属的反响时，采纳金属铜进行实验。

用坩埚钳夹住一束铜丝，灼热
后马上放入充满氯气的集气瓶里。

铜丝焚烧后把少许水注入集气瓶里，用玻璃片遮住瓶口，
振荡。

依据哪些实验现象可判断铜丝焚烧后生成了+2 价铜的化合物 ______________________ 。

写出相关化学方程式______________________________________________ 。

（2）研究浓硫酸的强氧化性时，采纳金属铜跟浓硫酸进行实验。

实验装置以以下图所示。

依据乙试管中发生的现象可判断铜跟浓硫酸反响有_________生成；稀释反响后装置甲
中残留液可察看到_______________，由此判断铜跟浓硫酸反响有_______________ 生成。

综合起来可推测甲装置中发生的主要反响的化学方程式是__________________________ 。

（图 7-4）
你在进行本实验时，试管甲中还察看到了哪些现象（写出两条）_____________。

（ 3）上述两个实验为何都选金属铜作样原来进行实验，请提出两条原由：
___________________________________ 、____________________________________ 。

（4）要研究某种物质的强氧化性，若要选一种金属作样本进行实验，以下金属中最
好选哪一种（）
（ A）钾（B）钠（C）镁（D）铜
答案
1． (1) ①bc a c d；
汲取 NH3，防备空气中水蒸气进入 C 中；固体由黑变红。

② (18mCuO/mH 2O)-16③ A C
(2)AC
2．（ 1） HCl；浓 H2SO4滴入浓盐酸中，吸水放热，使HCl 气体逸出
（ 2）干燥 HCl 气体；冷凝回流乙醇蒸气
（3） CH3 232322
CH Cl； CH CH OH+HCl CH CH Cl+H O
（4） CH3CH2OH 和 HCl 反响生成 CH3CH2Cl 和 H2O，无水硫酸铜遇水变为胆矾显蓝色。

（5）乙醇分子中的羟基可被氯化氢分子中的氯原子代替。

3．（ 1）反响前先用小火加热烧瓶， B、 C、 D 瓶中有气泡冒出，停止加热后，水会升到
导管里形成一段水柱，证明装置不漏气。

（2） 2H2 4222
SO （浓） +C2H O+2SO +CO
（ 3） A：无水硫酸铜。

查验水。

B：酸性高锰酸钾溶液（最好不用品红，因为 B 装置有两个作用，一是查验有二氧化硫
生成，二是要把二氧化硫所有汲取洁净，若用品红溶液，汲取成效不理想）。

查验二氧化硫。

（ 4）酸性高锰酸钾溶液的颜色不褪尽。

（ 5） C中品红（或酸性高锰酸钾溶液）溶液不退色， D 中澄清石灰水变污浊。

剖析：第（ 3）小题中要注意“所有产物”这一重点条件。

一般地说，要查验二氧化碳、二氧化硫、水三种物质，要分以下五种实验步骤：
第一步，先经过无水硫酸铜粉末，依据粉末变蓝色判断有水蒸气；
第二步，经过品红溶液，依据品红退色判断有二氧化硫；
第三步，经过酸性高锰酸钾溶液或氢氧化钠溶液等，汲取除掉所有二氧化硫；
第四步，再经过品红溶液，依据品红不退色判断二氧化硫已所有除掉；第五步，
经过澄清石灰水，依据能否变污浊判断二氧化碳。

但题中只有四个装置，明显不可以依据一般操作步骤进行。

一定考虑把此中两步操作归
并成一步。

哪两步能够归并两种考虑：
一是将第二步、第三步归并。

考虑到品红溶液汲取二氧化硫的效率不高，归并后应采纳
酸性高锰酸钾溶液。

既可能查验二氧化硫，也能够较完好地汲取二氧化硫。

二是将第三步、第四步归并。

也应采纳酸性高锰酸钾溶液。

因为归并后既要汲取二氧化
硫，也要判断二氧化硫已被汲取洁净。

因此，这一装置中的现象应是“溶液的颜色变浅，但
不完好退色” 。