2020届二轮复习 化学实验方案的设计与评价 学案（全国通用）

专题三   化学实验方案的设计与评价

【考纲要求】

◆ 根据实验试题要求，运用化学知识设计一些基本实验。

◆ 能绘制和识别典型的实验仪器装置图。

◆ 化学实验的各部分知识与技能的综合应用。

【要点精讲】

一、化学实验设计：

1．化学实验设计的要求

(1)明确目的原理：首先必须认真审题，明确实验的目的要求，弄清题目有哪些新的信息，综合已学过的知识，通过类比、迁移、分析，从而明确实验原理。

    (2)选择仪器药品：根据实验的目的和原理，以及反应物和生成物的性质、反应条件，如反应物和生成物的状态，能否腐蚀仪器和胶塞、反应是否加热及温度是否控制在一定的范围等，从而选择合理的化学仪器和药品。

    (3)设计装置步骤：根据上述实验目的和原理，以及所选用的仪器和药品，设计出合理的实验装置和实验操作步骤。学生应具备识别和绘制典型的实验仪器装置图的能力，实验步骤应完整而又简明。

    (4)记录现象数据：根据观察，全面而准确地记录实验过程中的现象和数据。

    (5)分析得出结论：根据实验观察的现象和记录的数据，通过分析、计算、图表、推理等处理，得出正确的结论。

    此外，在解答过程中，应根据实验设计题的具体情况和要求，作出正确的回答。

    (6)设计实验时还要考虑的其它因素：

①净化、吸收气体要防液体倒吸；②进行某些易燃易爆实验时要防爆炸 (如H2还原CuO应先通H2，气体点燃先验纯等)；③防氧化(如H2还原CuO后要“先灭灯再停氢”)；④防吸水(如实验、取用、制取易吸水、潮解、水解宜采取必要措施，以保证达到实验目的)；⑤易挥发液体产物(导出时可为蒸气)的及时冷却；⑥仪器拆卸的科学性与安全性(也从防污染、防氧化、防倒吸、防爆炸、防泄漏等角度考虑)；⑦其他(如实验操作顺序、试剂加入顺序、实验方法使用顺序等)。

2．化学实验设计程序

（1）根据实验的目的，阐明实验原理，选择合适的仪器和药品；

（2）根据实验的特点，设计实验装置，画出实验装置图；

（3）根据实验的要求，设计可行的操作步骤和观察重点，分析实验中应注意的事项；

（4）实验结束后应写出完整的实验报告。

例1、实验室有CuO和Cu粉的混合物。请你利用给出的实验仪器及试剂，设计两种测定该样品（已称得其质量为mg）中氧化铜质量分数的方法，并填写表格中的有关内容。

实验可能用到的主要仪器：

①托盘天平　②启普发生器　　③硬质玻璃管　　④泥三角　⑤烧杯　　⑥坩埚　⑦酒精灯  ⑧玻璃棒　　⑨漏斗　　　    ⑩干燥管

实验可能用到的试剂：A、锌粒     B、稀硫酸　  C、氯化钠溶液    D、浓硫酸

 3.制备实验方案的设计

       制备实验方案的设计，应遵循以下原则：

    ①条件合适，操作方便；    ②原理正确，步骤简单；   

    ③原料丰富，价格低廉；    ④产物纯净，污染物少。

即从多种路线中优选出一种最佳的制备途径，合理地选择化学仪器与药品，设计合理的实验装置和实验操作步骤。

  例2、近年来，冠以“绿色”的新概念不断产生，如绿色食品、绿色材料、绿色能源、绿色化学等，这里的“绿色”是对人类社会可持续发展的形象表述。“绿色化学”要求从经济、环保和技术上设计可行的化学反应。据此，由单质镁制硝酸镁的下列四个方案中，你认为可行而且符合“绿色化学”要求的方案是（　　）。

例3、在实验室里可按下图所示的装置来干燥、收集气体R，多余的气体可用水吸收，则R是（　）

A．HCl      B．Cl2    

C．NO2         D．NH3

3、实验方案的评价

对给出的实验方案作出选择、评价或找出最佳方案。

（1）选择：包括仪器的选择、药品的选择、连接方式的选择等。仪器的选择包括发生装置（几种基本类型）、净化装置（除杂质的试剂和顺序）、反应装置、收集装置、尾气处理装置等；药品的选择，包括种类、浓度、物质聚集状态等；连接方式的选择，包括仪器的先后顺序、导管接口的连接等。

（2）评价：对几个实验方案的正确与错误、严密与不严密、准确与不准确作出判断。要考虑是否合理、有无干扰现象、经济上是否合算和对环境又无污染等。

（3）最佳方案的选择：所谓最佳，无非是装置最简单、药品容易取得并价格低廉、现象明显、无干扰物质以及无污染等。

二、特殊实验装置的创新设计

    1．气体反应装置：

2．实验装置的改进：

3．实验中的安全装置

温馨提示

1．近几年高考阅卷的抽样分析表明，由于缺乏对问题的总体分析，常导致气体系列装置连接不当，而引起答题的系列失误。主要错误有：①看不懂装置图，不了解各仪器或有关试剂的作用；②不注意区分实验装置中的细节问题，如导管长短，洗气与量气的区别，安全装置，尾气处理等。复习时应根据反应物的状态及反应条件对气体发生装置进行分类、整理，气体综合实验的知识框架一般为：制气→净化→干燥→收集或化学反应→尾气吸收。

2．实验题中常穿插大量的现象描述、原理分析、化学格式书写等。答题时应简明扼要切中要害，常见问题是：①结论与现象混凝淆；②创造思维不到位，原因分析不准确；③方程式书写失误，如反应不配平，不注明反应条件，有机物结构简式书写错误，漏写小分子（如H2O）等。

3．建议平时解题时要真正弄清实验的原理，分析为什么这样做，还可以怎样做，不可怎样做，同时尽可能自已动手，多做一些实验。

4．在实验设计中的实验操作顺序的设计，如有关气体的实验首先应进行装置的气密性检查，点燃或高温加热可燃性气体前应先进行气体纯度的检验等，以保证实验的安全和准确。

答案

 例1

 例2. C     例3. D