1、科目 化學(xué)年級(jí) 高三考試類型 奧賽考試時(shí)間 2000關(guān)鍵詞 化學(xué)競(jìng)賽訓(xùn)練標(biāo)題 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的技巧與非常規(guī)儀器的應(yīng)用內(nèi)容本文針對(duì)高中化學(xué)部分常見(jiàn)的幾種類型的化學(xué)實(shí)驗(yàn)作了重點(diǎn)的講解，包括儀器的選擇、藥品的選擇，反應(yīng)過(guò)程、結(jié)果分析等幾個(gè)方面。化學(xué)是一門實(shí)驗(yàn)科學(xué)，各種發(fā)現(xiàn)都和實(shí)驗(yàn)密切相關(guān)，掌握實(shí)驗(yàn)技巧，提高實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Γ扔欣趯?duì)所學(xué)知識(shí)的佐證，也有利于在未知的領(lǐng)域中作出貢獻(xiàn)。 【內(nèi)容綜述】化學(xué)實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)在化學(xué)學(xué)科中是能力考察的關(guān)鍵內(nèi)容，它可以根據(jù)學(xué)生所學(xué)的內(nèi)容擴(kuò)展的考察學(xué)生掌握基礎(chǔ)知識(shí)的情況，還可以考察學(xué)生的應(yīng)用基礎(chǔ)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力。由于考察的范圍很廣，所給的儀器又不是常規(guī)的，所畫的圖又不是立體的常見(jiàn)

2、圖形，造成學(xué)生本來(lái)就很少動(dòng)手實(shí)驗(yàn)的弱點(diǎn)體現(xiàn)的更為突出，因此，認(rèn)真的分析實(shí)驗(yàn)的要求，選擇最佳的、最簡(jiǎn)捷的、最合理的儀器，才能夠適應(yīng)實(shí)際生活或?qū)嶋H生產(chǎn)的需要，才能夠取得好的成績(jī)。由于中學(xué)階段所見(jiàn)的儀器的種類有限，因此，對(duì)給以的非常規(guī)儀器或沒(méi)有見(jiàn)過(guò)的儀器應(yīng)該根據(jù)所學(xué)過(guò)的儀器的使用、注意事項(xiàng)、實(shí)驗(yàn)中對(duì)儀器的要求，選擇好適宜的儀器，使實(shí)驗(yàn)順利完成。由于實(shí)驗(yàn)考察的內(nèi)容包括：元素化合物、化學(xué)計(jì)算、有機(jī)化學(xué)和無(wú)機(jī)化學(xué)、理論和概念以及聯(lián)系實(shí)際生活、實(shí)際生產(chǎn)、實(shí)際操作等內(nèi)容，因此，要求學(xué)生要有扎實(shí)的知識(shí)功底，才能夠在萬(wàn)變的高考試題中解放出來(lái)，以不變應(yīng)萬(wàn)變?！疽c(diǎn)講解】一化學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的技巧1關(guān)于測(cè)定物質(zhì)百分含量或元

3、素原子量的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的技巧：許多測(cè)定物質(zhì)百分含量或元素原子量的實(shí)驗(yàn)，往往預(yù)先通過(guò)反應(yīng)轉(zhuǎn)化為氣體，然后測(cè)定其氣體體積的量經(jīng)過(guò)計(jì)算得到結(jié)果。例1現(xiàn)有一定含有雜質(zhì)的試樣。請(qǐng)從下圖中選擇適當(dāng)?shù)膶?shí)驗(yàn)裝置，設(shè)計(jì)一個(gè)最簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)，測(cè)定試樣的純度（可以供選擇的反應(yīng)物只有固體，的鹽酸和蒸餾水）。（圖2）請(qǐng)?zhí)顚懴铝锌瞻祝海?）寫出實(shí)驗(yàn)中和分別發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)方程式_。（2）應(yīng)該選擇的裝置是（只要求寫圖中的標(biāo)號(hào)）_。（3）所選擇的裝置的連接順序應(yīng)該是（填寫各接口的字母：連接膠管省略）_。分析指導(dǎo)：此題關(guān)鍵的要求是設(shè)計(jì)一個(gè)最簡(jiǎn)單的檢驗(yàn)的裝置，如何將其中的轉(zhuǎn)化為氣體進(jìn)行實(shí)驗(yàn)？又如何選擇最簡(jiǎn)單的方法？（是應(yīng)用？還是應(yīng)用？

4、）根據(jù)題意中的條件應(yīng)用水為簡(jiǎn)單的。（體現(xiàn)出認(rèn)真審題的重要性）因?yàn)檠b置中沒(méi)有與反應(yīng)的基本裝置。又因?yàn)楫a(chǎn)生的氣體不溶于水，其所含有的雜質(zhì)不影響測(cè)定氣體的體積，可以直接應(yīng)用排水的方法測(cè)定氣體的體積，由排出水的體積計(jì)算的含量，從而測(cè)定出此樣品的純度。答案：（1）+=2 NaOH 2 +2 = 4 NaOH +（2） （3）G接A、B接F若應(yīng)另外一種方法就顯得復(fù)雜一些，它的答案是：（1）（2） （3）G接D、C接H、I（或IH）接J、K（或K、J）接A、B接F此方法沒(méi)有任何錯(cuò)誤，但是它的操作是很不簡(jiǎn)單的方法，因此，在選擇什么方法或儀器進(jìn)應(yīng)該考慮的是：操作簡(jiǎn)單，儀器常見(jiàn)，測(cè)定準(zhǔn)確，符合題意，計(jì)算無(wú)誤。如果

5、遇到的題意中所給的物質(zhì)要轉(zhuǎn)化為氣體時(shí)，產(chǎn)生的氣體易溶于水應(yīng)該采取什么措施呢？如在測(cè)定的固體中含有NaCl雜質(zhì)時(shí)，應(yīng)該首先考慮到：應(yīng)用什么藥品制取氣體（一般應(yīng)用的是硫酸或是鹽酸）在制取的氣體中含有雜質(zhì)氣體可能是什么（、等雜質(zhì)）雜質(zhì)氣體對(duì)測(cè)定有沒(méi)有影響（因?yàn)榇藲怏w是能夠溶于水的氣體，又因?yàn)橐獪y(cè)定氣體時(shí)應(yīng)該應(yīng)用堿石灰吸收稱重而測(cè)定的，所以，水這樣的雜質(zhì)帶入會(huì)影響測(cè)定的結(jié)果，必須首先除去。）由于是定量的實(shí)驗(yàn)，嚴(yán)格的說(shuō)還應(yīng)該考慮到外界空氣的干擾，一般實(shí)驗(yàn)中在儀器的最后再加一個(gè)干燥管。最后根據(jù)堿石灰吸收的氣體的稱重與吸收前相減得到結(jié)果。2驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)的技巧：在驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)中應(yīng)認(rèn)真分析： 驗(yàn)證的物質(zhì)之間的干

6、擾應(yīng)該如何除去干擾的物質(zhì)應(yīng)該應(yīng)用什么特效的試劑驗(yàn)證例2驗(yàn)證乙烯中的二氧化硫、二氧化碳、水、一氧化碳的存在。分析指導(dǎo)：如果考慮氣體之間的干擾：應(yīng)該有以下幾種情況乙烯與二氧化硫都能夠使溴水褪色二氧化硫與二氧化碳都能夠使澄清的石灰水變?yōu)闇啙崴窍葯z驗(yàn)還是放在最后檢驗(yàn)是有影響的如果考慮除去干擾：一般除去二氧化硫應(yīng)該應(yīng)用溴水（不應(yīng)用高錳酸鉀的原因是乙烯遇到高錳酸鉀后可能會(huì)被氧化成為二氧化碳影響了原有的二氧化碳的檢驗(yàn)）除去二氧化碳一般應(yīng)用氫氧化鈉：除去水應(yīng)該選擇干燥劑（堿石灰或濃硫酸）；除去一氧化碳的方法可以選擇點(diǎn)燃或通入灼熱的氧化銅（最后應(yīng)該有尾氣的吸收）。如果考慮驗(yàn)證的特效試劑二氧化硫應(yīng)該選擇品紅試劑

7、，二氧化碳應(yīng)該選擇澄清的石灰水，水應(yīng)該選擇無(wú)水硫酸銅，一氧化碳應(yīng)該選擇灼熱的氧化銅。根據(jù)分析可以總結(jié)出一個(gè)思路的框架如下：（圖3）答案：硫酸銅品紅溴水品紅澄清的石灰水氫氧化鈉澄清的石灰水堿石灰氧化銅澄清的石灰水點(diǎn)燃關(guān)于驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)應(yīng)該注意：看清干擾，巧選試劑，排除干擾，順序合理。3氣體參與的制取物質(zhì)的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)技巧：此類的操作在第一期的化學(xué)實(shí)驗(yàn)的講解中已經(jīng)大致的講過(guò)，在這里給大家一個(gè)完整的框架，做為參考。（圖4）其中有幾個(gè)問(wèn)題要說(shuō)明一下選擇的儀器一般是常規(guī)的，但是下面列舉的一些圖不是常規(guī)的實(shí)際應(yīng)用是相同的。具體使用哪一種儀器必須根據(jù)實(shí)驗(yàn)的要求。若已經(jīng)給的圖形中是你沒(méi)有見(jiàn)到的儀器，應(yīng)該根據(jù)圖形

8、的構(gòu)造成分析它的作用，與所學(xué)習(xí)過(guò)的儀器對(duì)比，然后選擇出正確的儀器。4儀器組裝的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)技巧：此類的題型在上期已經(jīng)講過(guò)（略）二化學(xué)實(shí)驗(yàn)中非常規(guī)的裝置的應(yīng)用分段請(qǐng)看一些非常規(guī)的裝置（圖5）1看清題意的要求與所學(xué)知識(shí)的連接點(diǎn)：，不溶于水，易溶于醇、醚、丙酮等有機(jī)溶劑。在實(shí)驗(yàn)室中可以應(yīng)用下列所示裝置制備1，2- 二乙烷。其中分液漏斗和燒瓶a中裝有乙醇和濃硫酸的混合物，試管d中裝有液體溴（表面覆蓋適量的水）。（圖6）填寫下列的空白：（1）寫出題中制備1，2- 二溴乙烷的兩個(gè)化學(xué)方程式。_。（2）安全瓶b可以防止倒吸，并可以檢驗(yàn)進(jìn)行時(shí)試管d是否發(fā)生堵塞。請(qǐng)寫出發(fā)生堵塞時(shí)b中的現(xiàn)象_。（3）容器c中NaOH

9、溶液的作用是_。（4）某學(xué)生在做此實(shí)驗(yàn)時(shí)，使用一定量的液體溴，當(dāng)溴全部褪色時(shí)所消耗乙醇的濃硫酸混合物的量，比正常情況下超過(guò)許多。如果裝置的氣密性沒(méi)有問(wèn)題，試分析其可能的原因。分析指導(dǎo)：提出問(wèn)題：從裝置圖中看到的是一個(gè)沒(méi)有見(jiàn)到過(guò)的儀器b，它在這個(gè)使用中起到的作用是什么呢？裝置a也與平時(shí)實(shí)驗(yàn)用到的儀器不完全相同，它的作用又是什么呢？分析問(wèn)題：乙醇與硫酸反應(yīng)制取乙烯需要170應(yīng)該應(yīng)用溫度計(jì)，又因?yàn)闈饬蛩釕?yīng)該隨時(shí)控制量，所以應(yīng)用分液漏斗。氣體只能由蒸餾燒瓶的支氣管口逸出，因此實(shí)驗(yàn)裝置選擇了蒸餾燒瓶。（a裝置）；b裝置的目的應(yīng)該是一個(gè)緩沖的裝置，它還可以起到檢驗(yàn)的作用（題意中有這樣的信息）。如果能夠?qū)㈩}

10、意中的信息讀出和認(rèn)真的將裝置圖分析清楚，此題的四個(gè)問(wèn)題就可以順利的答出。此題的連接點(diǎn)是：有機(jī)化合物的性質(zhì)實(shí)驗(yàn)和儀器的選擇（當(dāng)燒瓶口不可能安裝三孔塞時(shí)應(yīng)該考慮應(yīng)用蒸餾燒瓶）答案：（1）（2）b中水面會(huì)下降，玻璃管中的水柱會(huì)上升，甚至?xí)绯觥＃?）除去乙烯中帶出的酸性氣體（）（4）乙烯發(fā)生速度過(guò)于快沒(méi)有與溴反應(yīng)。乙醇與濃硫酸反應(yīng)溫度沒(méi)有達(dá)到1702應(yīng)用一般常識(shí)解決實(shí)驗(yàn)問(wèn)題：例2某課外小組學(xué)生模擬呼吸面具中的原理（過(guò)氧化鈉與潮濕的二氧化碳的反應(yīng)）設(shè)計(jì)應(yīng)用下列儀器制取氧氣并測(cè)定氧氣的體積。（圖7）圖中量氣裝置E是由甲、乙兩根玻璃管組成，它們用橡皮管連通，并裝入適量的水。甲管有刻度線（050mL），乙管

11、可以上下移動(dòng)，可以調(diào)節(jié)液面的高度。實(shí)驗(yàn)室可以供選用的藥品：稀硫酸、鹽酸、過(guò)氧化鈉、碳酸鈉、大理石、水。試回答：（1）上述裝置的連接順序（填寫接口的編號(hào)）（2）裝置C中放入的反應(yīng)物質(zhì)是_（3）裝置A的作用是_，裝置B的作用是_-。（4）為了比較準(zhǔn)確地測(cè)量氧氣的體積，除了必須檢查整個(gè)裝置的氣密性之外，在讀取反應(yīng)前后甲管中的液面的讀數(shù)、求其差值的過(guò)程中，應(yīng)該注意_和_.A視線與凹液面最低處相平B等待片刻，待乙管中液面不在上升時(shí)，立刻讀數(shù)C讀數(shù)時(shí)應(yīng)該上下移動(dòng)乙管，使甲、乙兩管液面相平D讀數(shù)時(shí)不一定使甲、乙兩管液面相平分析指導(dǎo)：提出問(wèn)題：根據(jù)題意此題是檢驗(yàn)過(guò)氧化鈉與二氧化碳反應(yīng)后的氧氣的體積因此，應(yīng)該如

12、何檢驗(yàn)氧氣的體積呢？題意中給的甲乙兩個(gè)管子的作用是什么呢？題意中的信息是，測(cè)量氣體的體積裝置是連通器通過(guò)不斷的調(diào)節(jié)高度可以準(zhǔn)確的測(cè)量氣體的體積。根據(jù)特殊的裝置，甲乙兩個(gè)管子。你是否能夠在沒(méi)有給儀器的條件下選擇這樣的儀器呢？還可以選用那些儀器呢？這就是由一題而延伸的問(wèn)題。答案：（1） （2）大理石和鹽酸 （3）吸收混合在氧氣中的二氧化碳，吸收二氧化碳中的氯化氫（除去雜質(zhì)） （4）A、B【能力訓(xùn)練】1實(shí)驗(yàn)室在室溫下，通風(fēng)櫥中制備硫化氫，經(jīng)過(guò)檢驗(yàn)純度后，在導(dǎo)出管口點(diǎn)燃，立即通入廣口瓶甲中如圖，到反應(yīng)完全為止。（1）寫出甲中先后發(fā)生反應(yīng)的兩種現(xiàn)象_，_。反應(yīng)方程式_，_。（2）實(shí)驗(yàn)開(kāi)始前乙瓶?jī)?nèi)是_或_

13、溶液。（3）乙瓶?jī)?nèi)溶液能否進(jìn)入甲瓶？2測(cè)定空氣中的氧氣的條件分?jǐn)?shù)，常用的兩種方法如下：甲法：將去底廣口瓶（500mL）倒立于水槽中，使內(nèi)外水面持平。取0.5g紅磷于燃燒匙中點(diǎn)燃后，立即插入瓶中并塞好塞子，如圖所示燃燒完華冷卻到室溫，調(diào)節(jié)內(nèi)外水面持平，讀出水面的刻度，水面上升不足原來(lái)容積的1/5。乙法：將0.4g的紅磷置于具有塞子的燒瓶?jī)?nèi)，如圖加熱直到開(kāi)始冒白煙為止。冷卻到室溫倒置進(jìn)入水面下取下塞子，水進(jìn)入瓶中，加上塞子取出，量取瓶?jī)?nèi)水的體積。某班36名學(xué)生按乙法測(cè)定空氣中的氧氣的體積分?jǐn)?shù)（%）（1）為什么乙法測(cè)定的氧氣的體積分?jǐn)?shù)比甲大？（2）有一位學(xué)生解釋水面下水進(jìn)入燒瓶現(xiàn)象時(shí)說(shuō)：因?yàn)槲逖趸?/p>

14、磷白煙溶解而使水進(jìn)入瓶?jī)?nèi)，這種解釋你同意嗎？（3）乙法中耗氧氣的體積分?jǐn)?shù)大于21的可能原因。3維生素C是一種水溶性維生素，分子式為 ，人體缺乏維生素能夠患?jí)难?，所以維生素C人稱為抗壞血酸。維生素易被空氣的氧氣氧化，加熱易變質(zhì)。在新鮮的水果，蔬菜中都含有維生素C，新鮮的橙劑中維生素C含量左右。課外小組活動(dòng)測(cè)定某名牌的軟包裝橙汁中維生素C的含量，請(qǐng)?zhí)顚懛治鰣?bào)告（1）測(cè)定目的：測(cè)定某品牌軟包裝維生素C的含量（2）測(cè)定原理：（3）實(shí)驗(yàn)用品及試劑：儀器和用品（從略）試劑：標(biāo)準(zhǔn)碘溶液、指示劑（填寫名稱）、蒸餾水等。（4）實(shí)驗(yàn)過(guò)程：洗滌檢查滴定管是否漏液，潤(rùn)洗后裝好標(biāo)準(zhǔn)碘溶液待用。打開(kāi)橙汁包裝，用_（填寫儀器名稱），向錐型瓶移入20.0mL待測(cè)液體，滴入2滴指示劑。左手控制滴定管的_（填寫部位），右手搖動(dòng)錐型瓶，眼睛注視_直到滴定終點(diǎn)。滴定終點(diǎn)的現(xiàn)象是_。（5）數(shù)據(jù)記錄與處理（請(qǐng)?jiān)谙旅婵瞻自O(shè)計(jì)數(shù)據(jù)記錄和數(shù)據(jù)處理的表格，不要填寫數(shù)據(jù)）若經(jīng)過(guò)處理的數(shù)據(jù)是消耗標(biāo)準(zhǔn)碘溶液體積15.5mL，則該橙汁中維生素C的含量是_。（6）問(wèn)題討論：滴定時(shí)能否劇烈搖蕩錐形瓶？為什么_。從得到的數(shù)據(jù)看，此軟包裝橙汁是否是純潔的天然的橙劑_。制造商可能采取的做法是_。你是否同意這種做法_。答案：1（1）生成二氧化硫 生成S （2）NaOH或 （3）能2（1）乙法加熱到冒白煙，表示有白磷生成，白磷