化学实验设计解题思路和方法.doc

化学实验设计解题思路和方法实验设计题主要考查学生对实验仪器的应用能力、实验原理的迁移能力和实验方案的选择能力。其基本原则是：原理正确、操作简便、现象明显、药品经济、安全可靠。其基本解题思路和方法是：一. 思考问题的顺序1. 围绕主要问题思考。例如，选择适当的实验路线、方法；所用药品、仪器简单易得；实验过程快速、安全；实验现象明显。2. 思考有关物质的制备、净化、吸收和存放等有关问题。例如，抽取在空气中易潮的物质时，往往在装置末端再接一个干燥装置，以防止空气中水蒸气进入。3. 思考实验的种类及如何合理地组装仪器，并将实验与课本实验比较、联靠。例如，实验室用加热氯化铵和碱石灰的固体混合物制取氨气，可通过迁移实验室制取O2的实验原理，选用与制O2的装置制取NH3，用向下排空气法收集NH3。二. 仪器连接的顺序1. 所用仪器是否恰当，所给仪器是全用还是选用。2. 仪器是否齐全。例如，制有毒气体及涉及有毒气体的实验是否有尾气的吸收装置。3. 安装顺序是否合理。例如，安装仪器是否遵循“自下而上，从左到右”；气体净化装置中不应该先经干燥，后又经过水溶液洗气。4. 仪器间连接顺序是否正确。例如，洗气时“进气管长、出气管短”；干燥管除杂质时“大进小出”等。三. 实验操作的顺序1. 连接仪器。按“气体发生→除杂质→干燥→主体实验→尾气处理”顺序连接好实验仪器。2. 检查气密性。在整套仪器连接完毕后，应先检查装置的气密性，然后装入药品。检查气密性的方法要依装置而定。3. 装药品进行实验操作。例：在实验室里制氧气时常用氯酸钾做原料，用二氧化锰做催化剂，根据催化剂的涵义，二氧化锰的质量和化学性质都不发生改变。试设计一个实验，证明二氧化锰在氯酸钾分解前后的质量不变，说明实验程序和主要操作步骤。分析：要证明二氧化锰在氯酸钾分解前后质量不变，就必须测定两个质量，一个是加到反应器中的MnO2的质量，一个是反应后剩余固体中的MnO2的质量。加到反应器中的MnO2的质量可以在加入前测得，而反应后的质量，必须从反应剩余固体中将MnO2分离出来才能测出。因此，整个实验便以如何解决MnO2的分离为实验目的了。根据学过的知识，MnO2不溶于水，而KCl溶于水，由此可用溶解、过滤的方法将它们分离开。解答：（1）用天平称量 和 混合均匀，放入大试管中；（2）组装制氧气的装置，加热到不再有气体放出为止；（3）特大试管冷却后将剩余固体取出放入一小烧杯中，加水搅拌使KCl溶解；（4）取一张滤纸对折后剪去多余部分，称量其质量为 ；（5）用该滤纸做过过滤器，过滤（3）制成的液体，全部过滤完后，再用清水洗涤不溶物；（6）取下滤纸，小心干燥后称量，滤纸连同滤纸上滤出的不溶物的质量共为 ；（7）将滤液蒸干称量其质量为 ；（8）将收集到的氧气换算成质量为 ；（9）比较各质量之间的关系，若 ， ，则证明氯酸钾分解前后的 质量没有改变。注意：本题是较简单的实验设计，但也需要全面考虑。通常只要证明 即认为任务完成，但由于没有验证溶质和滤渣的性质，有必要从质量守恒的角度证明滤渣确实为 。若不用 ，则滤出的不溶物不易被收集起来。事实上可能有误差，即可能是 ，这是因为MnO2不是绝对不溶，滤纸也不能完全将MnO2全部滤出。