【化学】高中知识点规律大全(18)——《化学实验方案的设计》

高中化学知识点规律大全
——化学实验方案的设计
[ 制备实验方案的设计]
物质的制备是在必然的实验条件和过程中进行的．实验条件不相同，所生成的物质的状态、性质也常会各不相同．所以，在设计物质制备的实验方案时，要使实验过程达到和保
持某种状态，发生某种特定变化并获取理想的结果，就必定对实验条件进行严格、有效的控制．
有机物的制备要经过有机反响来实现．各样有机物的结构和性质，就是有机物制备的基础．一种有机物的性质，经常是另一种有机物的制备方法．尽管有机物数量弘大，但是各样有机物之间一般存在着确定的相互转变的衍生关系．理解和掌握这种关系，能够为搜寻有机物制备的合理路子、正确地进行有机物的制备供应科学的依照．所以，在设计有机物的制备
实验方案时，要充分利用这种衍生关系．
设计制备实验方案的一般思路是：①列出可能的几种制备方法和路子；②从方法可否可
行、装置和操作可否简单、经济与安全等方面进行解析和比较；③从中采用最正确的实验
方法．在拟定详细的实验方案时，还应注意对实验条件进行严格、有效的控制．[ 性质
实验方案的设计 ]
物质在不相同条件下表现出来的各样性质都与它的结构有关，所以该物质的性质反过来也
能在必然程度上反响其结构，并决定它的用途和制法．所以，在进行性质实验方案的设计
时，要抓住物质的本质特点进行整体思虑，学会解析、比较、综合、概括．将元素及
其化合物的有关知识系统化，应用元素周期律来解析元素及其化合物的有关知识，使有
关元素的存在、性质和制法的知识条理化．
设计性质实验方案的思路是，①充分认识物质结构与性质之间的关系；②依照物质的结
构特点，设计实验方案来研究或考据物质所拥有的一些性质．
[ 化学实验方案设计的基本要求]
(1)一个完满的化学实验方案包括的内容：
①实验名称；
②实验目的；
③实验原理；
④实验用品 (仪器、药品及规格)；
⑤实验步骤 (包括实验仪器装置和操作)；
⑥实验现象记录及结果办理；
⑦问题和谈论．
(2)设计一个实验的思路和过程：
①依照实验目的，说明实验原理，选择合适的仪器和药品；②依照实验特点，设计
实验装置，画出装置图；③依照实验的要求，设计可行的操作步骤和观察重点，解
析实验中应注意的事项；④实验结束后，应写出完满的实验报告．
在设计实验时，应在各样设计方案中，经过比较和概括，选择出拥有安全性好、药品易得、操作简略、装置简单而现象明显的最正确方案．
(3)进行化学实验方案设计时应依照的基本要求：
①科学性：科学性是化学实验方案设计的首要原则．所谓科学性是指实验原理、实验操作程
序和方法必定正确．在操作程序的设计上，只能先取少许固体溶解；再取少许配成的溶液加入试剂进行实验，而不能够将样品全部溶解或在溶解后的全部溶液中加入试剂．
②安全性：实验设计时，应尽量防备使用有毒药品和进行拥有必然危险性的实验操作．若是必定使用，应在所设计的化学实验方案中详细写明注意事项，以防造成环境污染和人身伤害．③可行性：实验设计应的确可行，所采用的化学药品、仪器、设备和方法等在中学现有条件
下能够满足．
④简短性：实验设计应尽可能简单易行，应采用简单的实验装置，用较少的实验步骤和实验药品，并能在较短的时间内完成实验．
对同一个化学实验，能够设计出多种实验方案，并对它们进行选择．所采用的实验设
计方案，应拥有收效明显、操作安全、装置简单、用药少、步骤少、时间短等优点．
物质的检验
[ 物质检验的一般要求]
(1)检验时所发生的反响要有明显的外面特点，如溶液颜色的变化、积淀的生成和溶解、生
成的积淀的颜色、气体的产生以及产生的气体的气味等．其他，反响速率要大且反响完满．
(2)检验时所发生的反响要在合适的酸碱度、浓度和温度下进行．
(3)要消除搅乱物质的影响．
(4)检验时所发生的反响要有优异的选择性．要注意采用选择性高或特点反响来进行物质的
检验．
[ 物质检验的基本思路和步骤]
(1)对试样进行外观察看．对试样进行外观察看的主要目的是利用被检验物质的颜色和
状态，对可能含有的某些组分进行推断，进而消除某些组分存在的可能性．若是试样是无色
或白色晶体，则可消除有色物质的离子如 Cu2＋、 Fe3＋、Fe2＋、 MnO4－等；若是试样有颜色，也
可初步判断可能由哪一种离子构成．
(2)试样的准备．不论是固体试样还是液体试样，都只能取少许用于配制溶液或用于检
验，要留有必然量的试样备用．
由于有些阴离子在酸性溶液中会生成气体而逸出，或发生氧化还原反响而改变价态，或与 H＋发生中和反响．所以，用于检验阴离子的试样平时要配成碱性溶液，而且不能够加入氧
化剂或还原剂．
＋－
反响生成气体，还有一些阳离子在碱性溶液中会发生水解．所以，由于 NH4能够与 OH
用于检验阳离子的试样平时要配成弱酸性．
(3)检验．在进行检验时，除了要考虑各离子的特点反响外，最重要的是要采用合适的
措施消除离子之间可能存在的搅乱．只要消除搅乱的方法合适，就可以设计出正确的实验方案．
①除少许几种阴离子 (如
4
2－、Cl－等)外，阴离子检验时的搅乱一般比较少，有可能进SO
行分别检验，在检验同一试样中共存的阳离子时，相互搅乱则比很多，所以，在进行阳离子
检验时，必定第一消除搅乱，尔后才能进行检验．
②由于各样阴离子之间经常会发生相互反响，所以，在同一试样中的阴离子种类一般不
会多．但由于阳离子之间相互反响的可能性较小，所以在同一试样中的阳离子种类就会多些．
③在阴离子的检验中，可利用某些阴离子能与酸反响生成气体的性质，第一在固体试样上滴加稀盐酸或稀硫酸，尔后依照气体的气味初步判断含有的阴离子；也可利用某些阴离子可与试剂生成积淀时的反响条件和积淀颜色初步判断可能存在的阴离子．在阳离子检验中，
利用某些阳离子带有颜色，或能发生水解，或与碱反响生成积淀，或拥有两性等特点，初步
判断试样中可能存在的阳离子，进而消除某些阳离子存在的可能性．
＋＋
④焰色反响．对于像 K、 Na 等阳离子，可利用焰色反响进行检验．
[ 物质检验的操作方法]
(1)若为固体物质，应先取少许样品用蒸馏水溶解．
(2)检验的目的是为了今后的使用，若用原瓶直接进行操作，就会污染原来的整瓶试剂．所以．应取少许样品试液在试管中进行实验，而绝不能在原试剂瓶中进行检验．
(3)在同时检验多种物质时，应将各样品进行编号，省得混淆．
(4)在答题时，禁止“指名道姓” ，表达时不能出现“取某某物质加入某某试剂”的字样．表达方法为：各取少许样品→加蒸馏水溶解→加入所需试剂→描述实验现象→得出结论→原理．
[ 常有离子的检验方法]
(1)常有阳离子的特点反响和检验方法．
阳离
检验试剂实验现象
子
①紫色石蕊试液
①石蕊试液变红色
②橙色甲基橙试
＋
②甲基橙试液变红色
H液
③有能燃烧的气体产生
③锌片 (或铁片 )
＋
焰色反响紫色 (透过蓝色钴玻璃 ) K
＋
焰色反响黄色
Na
加热，产生有刺激性气＋
NaOH 溶液 (浓 )味、使湿润红色石蕊试NH4
纸变蓝色的气体
①生成白色积淀，迅速
变成灰绿色，最后变成
①NaOH 溶液红褐色
Fe2＋②新制的氯水②滴加新制的氯水，溶+KSCN溶液液由浅绿色变成黄色，
再滴加 KSCN 溶液，溶
液呈红色
Fe3＋① NaOH 溶液①生成红褐色积淀
② KSCN溶液②生成红色溶液
离子方程式
Zn + 2H＋＝ Zn2＋ + H2↑
＋－
NH4 + OH ＝NH3↑ + H2O
①Fc 2＋ + 2OH－＝ Fe(OH)2↓
4Fe(OH)2+ O2+ 2H2O ＝4Fe(OH)3
②2Fe2＋ + C12＝ 2Fe3＋+ 2Cl－
3
＋
－
＝ Fe(SCN)
Fe+ 3SCN3
① Fc 3＋ + 3OH－＝ Fe(OH)3↓
②Fe3＋－＝ Fe(SCN)
+ 3SCN3①Cu2＋+2OH－＝ Cu(OH)2↓
①生成蓝色絮状积淀，
加热后变成黑色
Cu2＋① NaOH溶液②生成的蓝色积淀，溶②浓氨水
于过分浓氨水中，呈深
蓝色溶液
①生成白色积淀，白色
①盐酸或氯化物+ 积淀不溶于稀 HNO3
＋
稀 HNO3②生成白色积淀，并迅Ag② NaOH 溶液速变成棕黑色
③氨水③生成白色积淀，过
量的氨水使积淀溶解
Cu(OH)2CuO + H2O ②Cu2＋+ 2NH3· H2O＝
＋
Cu(OH)2↓ + 2NH4
232O＝Cu(OH)+ 4NH ·H [Cu(NH 3)4]2＋+2OH－
+4H2O
＋－
① Ag + C1 ＝ AgCl↓
＋－
＝ AgOH↓② Ag + OH
2AgOH＝ Ag2O + H2O
＋
③A g +2NH3· H2O＝
＋
AgOH↓ + 2NH4 AgOH + 2NH3· H2O＝
＋
[Ag(NH 3)2 ]+ 2H2 O
Al3＋①氨水
② NaOH 溶液Mg2＋NaOH 溶液
Ca2＋Na2CO3溶液 +稀
盐酸①产生白色积淀②产生
白色胶状积淀，过分的
NaOH 溶液使积淀溶解
产生白色絮状积淀，过
分的 NaOH 溶液不能够
使积淀溶解
产生白色积淀，积淀溶
于稀盐酸中
①A13＋ +3NH3· H2 O＝
＋
Al(OH)3↓ +3NH4
②A13＋ + 3OH－＝ Al(OH)3↓
A1(OH)3 + OH－＝ A1O2－ + 2H2O
Mg 2＋ +2OH－＝ Mg(OH) 2↓
Ca2＋ + CO32－＝ CaCO3↓
CaCO3+2H＋＝ Ca2＋ + CO2↑ + H2O
(2)常有阴离子的特点反响和检验方法．
阴离
子
检验试剂实验现象离子方程式
－OH CO32－SO42 －
－Cl ①无色酚酞试液
②紫色石蕊试液
③甲基橙试液
稀盐酸 (或硫酸、
硝酸 )、澄清石灰
水
BaCl2[ 或 Ba(NO3)2
HNO3
①酚酞试液变红色②紫
色石蕊试液变蓝色③橙
色甲基橙试液变黄
色
加入酸后，有无色、无味
的气体产生，该气体能使
澄清石灰水变浑
浊
生成白色积淀，该积淀
不溶于稀 HNO3
生成白色积淀，此积淀
不溶于稀 HNO3
CO32－+ 2H＋＝ CO2↑ + H2O
CO2 + Ca(OH)2＝ CaCO3↓ + H2O
Ba2＋ + SO42－＝ BaSO4↓
＋－
Ag + Cl ＝ AgCl↓
－Br
－
I
－NO3
2 －SO3
①生成浅黄色积淀，此
①AgNO3溶液、
积淀不溶于稀HNO3
稀 HNO3
②溶液由无色变成橙
②新制的氯水、四
色，加 CCl44
氯化碳振荡后， CCl
层变成橙红色
① AgNO3溶液、①生成黄色积淀，此沉
稀 HNO3淀不溶于稀 HNO3
②新制的氯水、四②溶液由无色变成黄
氯化碳色，加 CCl4振荡后， CCl4
③新制的氯水、淀层显紫红色
粉溶液③溶液显蓝色
被检物的浓溶液
(或晶体) +
有红棕色气体产生
H SO (浓 ) +Cu 并
24
共热
放出无色有刺激性气
稀盐酸或稀硫酸味、能使品红试液褪色
的气体
①Ag＋ + Br－＝ AgBr↓
② 2Br －22
－
+ Cl＝ Br+ 2C1
＋－
＝ AgI↓
① Ag+ I
－－
②2I + Cl2＝ I2 + 2C1
③ 2I
－－
+ Cl2＝ I2 + 2C1
＋－＋
Cu + 4H + 2NO3＝ Cu2
+ 2NO
2
↑+2HO
2
SO32－+ 2H＋＝ SO2↑ + H2O AgNO3溶液、
稀 HNO3
溶液 ]、稀。