編制僅供參考審核批準(zhǔn)生效日期地址：電話：傳真:郵編:八、化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)和評(píng)價(jià)1．實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)的基本要求：（1）科學(xué)性：（2）安全性：（3）環(huán)保性：（4）可行性：（5）簡(jiǎn)約性：（6）經(jīng)濟(jì)性：2．化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)的基本思路：3.化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)的分類：（1）物質(zhì)制備實(shí)驗(yàn)方案：發(fā)生裝置→凈化裝置→干燥裝置→收集裝置→尾氣處理裝置制備實(shí)驗(yàn)的典型案例：硫酸亞鐵銨(摩爾鹽)的制備、阿司匹林的合成（2）物質(zhì)性質(zhì)實(shí)驗(yàn)方案：I、性質(zhì)實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)的思路II、探索性實(shí)驗(yàn)與驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)性質(zhì)探索性實(shí)驗(yàn)方案：根據(jù)物質(zhì)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)或所屬類型的典型代表物去推測(cè)物質(zhì)可能具有的一系列性質(zhì)，而后據(jù)此分別設(shè)計(jì)出合理的實(shí)驗(yàn)方案，去探究該物質(zhì)可能具有的性質(zhì)。程序：物質(zhì)→實(shí)驗(yàn)事實(shí)→科學(xué)抽象→結(jié)論性質(zhì)驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)方案：對(duì)物質(zhì)具備的性質(zhì)去求證，關(guān)鍵在于設(shè)計(jì)出簡(jiǎn)捷的實(shí)驗(yàn)方案，操作簡(jiǎn)單，現(xiàn)象明顯，且安全可行。程序：物質(zhì)→性質(zhì)推測(cè)→實(shí)驗(yàn)事實(shí)→科學(xué)抽象→結(jié)論III、中學(xué)常見物質(zhì)性質(zhì)實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)①證明金屬、非金屬性大??；②證明氧化、還原性大??；③證明酸性強(qiáng)弱；④證明醇、酚羥基；⑤證明醛基；⑥證明碳碳雙鍵(叁鍵)；⑦證明膠體。探索性實(shí)驗(yàn)方案：鋁及其化合物的性質(zhì)驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)方案：乙醇和苯酚的性質(zhì)4、化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案的評(píng)價(jià)（1）從可行性評(píng)價(jià)：原理是否正確、可行；操作是否安全、合理；步驟是否簡(jiǎn)單、方便；效果是否明顯等。（2）從“綠色化”評(píng)價(jià)：原料是否易得、安全、無毒；反應(yīng)速率是否較快；原料利用率、產(chǎn)物產(chǎn)率是否較高；合成過程是否有環(huán)境污染。（3）從安全性評(píng)價(jià)：防倒吸；防爆炸；防氧化；防吸水；防揮發(fā)等。5．注重對(duì)實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)知識(shí)的整理和歸納。這部分內(nèi)容較為瑣碎，學(xué)習(xí)時(shí)可以依據(jù)以下思路，在理解的前提下加以掌握。物質(zhì)的性質(zhì)物質(zhì)的性質(zhì)藥品的變質(zhì)、保存物質(zhì)的鑒別、檢驗(yàn)物質(zhì)的制備物質(zhì)的分離、提純化學(xué)實(shí)驗(yàn)儀器實(shí)驗(yàn)裝置決定選擇組合使用方法和操作要領(lǐng)【典型例子】氣體實(shí)驗(yàn)裝置的連接順序設(shè)計(jì)1、一般原則（1）氣體發(fā)生裝置除雜 干燥主要實(shí)驗(yàn)尾氣處理等順序?？紤]干燥與除雜的順序時(shí)，若采用溶液除雜，則應(yīng)該先凈化后干燥；若采用加熱除雜，干燥在前；若用固體吸收劑常溫除雜，則根據(jù)題意而頂。（2）尾氣處理：有毒氣體常采用溶液（或固體）吸收或?qū)⒅c(diǎn)燃，無毒氣體直接排空。若制備的物質(zhì)極易水解（如SnCl4、AlCl3等），則在尾部加裝干燥管，以防空氣中的水蒸氣進(jìn)入造成水解。（3）接口的連接：總體上遵循裝置的排列順序，但對(duì)于吸收裝置應(yīng)“長(zhǎng)”進(jìn)“短”出；干燥管應(yīng)“大”進(jìn)“小”出。（4）氣體發(fā)生：一般按裝置選擇與連接氣密性檢查裝固體藥品加液體藥品開始實(shí)驗(yàn)（按程序）拆卸儀器其它處理等（制氣體的實(shí)驗(yàn)，在實(shí)驗(yàn)前均應(yīng)進(jìn)行氣密性檢查，氣體在點(diǎn)燃之前一般應(yīng)進(jìn)行純度的檢驗(yàn)）。（5）加熱操作：主體實(shí)驗(yàn)加熱前一般應(yīng)先通原料氣趕走空氣后再點(diǎn)燃酒精燈。其目的是：一是防止爆炸（如氫氣還原氧化銅、CO還原Fe2O3等）；二是保證產(chǎn)品純度，如制備Mg2N3、CuCl2等。熄滅酒精燈時(shí)，一般是“先點(diǎn)后滅”的原則。2、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)時(shí)還應(yīng)該考慮以下因素（1）凈化、熄滅酒精燈時(shí)要防止液體倒吸；（2）進(jìn)行某些摩爾寫易爆、易燃實(shí)驗(yàn)時(shí)要防止爆炸（如氫氣還原氧化銅應(yīng)該下通氫氣，氣體點(diǎn)燃前應(yīng)該先驗(yàn)純等）；（3）防氧化（如H2還原CuO后要“先滅燈，再停氫”，白磷的切割要在水中進(jìn)行等）；（4）防吸水（如實(shí)驗(yàn)取用制取易吸水、潮解的物質(zhì)必須采取有效措施）；（5）冷凝回流（6）易揮發(fā)的液體產(chǎn)物要及時(shí)冷卻，并注意冷卻劑的選擇。經(jīng)典案例：1.(98全國(guó)，27，11分)測(cè)定一定質(zhì)量的鋁鋅合金與強(qiáng)酸溶液反應(yīng)產(chǎn)生的氫氣的體積，可以求得合金中鋁和鋅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)?，F(xiàn)有下列實(shí)驗(yàn)用品：中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)常用儀器、800mL燒杯、100mL量筒、短頸玻璃漏斗、銅網(wǎng)、鋁鋅合金樣品、濃鹽酸（密度1.19g·cm－3）、水。按圖示裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，回答下列問題。（設(shè)合金樣品完全反應(yīng)，產(chǎn)生的氣體體積不超過100mL）

（1）補(bǔ)充下列實(shí)驗(yàn)步驟，直到反應(yīng)開始進(jìn)行（鐵架臺(tái)和鐵夾的安裝可省略）：

①將稱量后的合金樣品用銅網(wǎng)小心包裹好，放在800mL燒杯底部，把短頸漏斗倒扣在樣品上面。②；③；④；

（2）合金樣品用銅網(wǎng)包裹的目的是：；[解析]本題是考查實(shí)驗(yàn)操作的設(shè)計(jì)題。實(shí)驗(yàn)原理：H2的制?。籋2的收集；H2體積的測(cè)量；[答案]（1）②往燒杯中注入水，直至水面沒過漏斗頸。（沒答水面沒過漏斗頸不給分）（3分）

③在100mL量筒中裝滿水，倒置在盛水的燒杯中（量筒中不應(yīng)留有氣泡），使漏斗頸插入量筒中。燒杯中水面到杯口至少保留約100mL空間。（只要黑斜體中的要點(diǎn)全部答對(duì)給3分，裝滿水的量筒怎樣倒置在杯中可不作要求，答或不答不加分也不扣分）（3分）

④將長(zhǎng)頸漏斗（或答玻璃棒）插入燒杯并接近燒杯底部，通過它慢慢加入濃鹽酸，至有氣體產(chǎn)生（3分）

注：實(shí)驗(yàn)步驟順序?qū)戝e(cuò)，或者步驟②中加入鹽酸，則不論其它步驟回答是否正確，小題（1）均為0分。

（2）使樣品在反應(yīng)時(shí)能保持在燒杯底適當(dāng)?shù)奈恢茫ɑ虼鸨苊夥磻?yīng)時(shí)樣品漂?。?分）2、（10臺(tái)州二次，27，16分）硫酸銅是一種應(yīng)用極其廣泛的化工原料，可通過多種途徑制取硫酸銅晶體。銅不能與稀硫酸直接反應(yīng)，本實(shí)驗(yàn)中將適量濃硝酸分多次加入到銅粉與稀硫酸的混合物中，加熱使之反應(yīng)完全，通過蒸發(fā)、結(jié)晶得到硫酸銅晶體（裝置如圖1、2所示）。請(qǐng)回答相關(guān)問題：（1）圖1分液漏斗中裝的液體是。燒瓶中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為。（2）本實(shí)驗(yàn)中若硝酸過量，造成的結(jié)果是。（3）圖2是圖1的改進(jìn)裝置，其優(yōu)點(diǎn)是①，②。（4）為符合綠色化學(xué)的要求，某研究性學(xué)習(xí)小組進(jìn)行如下設(shè)計(jì)：第一組：以空氣為氧化劑方案1：將銅粉在某儀器中反復(fù)灼燒，使銅粉與空氣充分反應(yīng)生成氧化銅，再將氧化銅與稀硫酸反應(yīng)。方案2：將空氣或氧氣直接通入到銅粉與稀硫酸的混合物中，發(fā)現(xiàn)在常溫下幾乎不反應(yīng)。向混合物中加入Fe2(SO4)3，即發(fā)生反應(yīng)。反應(yīng)完全后向其中加物質(zhì)甲調(diào)節(jié)pH到3～4，產(chǎn)生Fe(OH)3沉淀，過濾、蒸發(fā)、結(jié)晶，得到硫酸銅晶體，濾渣循環(huán)使用[已知Fe(OH)3和Cu(OH)2完全沉淀時(shí)的pH分別為3.7、6.4]。①方案1中用于灼燒的儀器名稱是。②方案2中甲物質(zhì)可以是（填字母序號(hào)）。a．CuOb．CuCO3c．CaCO3d．③方案2中發(fā)生反應(yīng)的總化學(xué)方程式為（注明反應(yīng)條件）。第二組：過氧化氫為氧化劑法將3.2g銅絲放到45mL1.5mol·L-1的稀硫酸中，控溫在50℃。加入18mL10%的H2O2，反應(yīng)0.5h后，升溫到60℃，持續(xù)反應(yīng)1h后，過濾、蒸發(fā)濃縮、減壓抽濾等，用少量95%的酒精淋洗后晾干，得CuSO4·5H2O請(qǐng)回答下列問題：④加熱時(shí)溫度不宜過高的原因是，寫出組裝減壓抽濾裝置的注意點(diǎn)。（至少二點(diǎn)）晶體采用酒精淋洗的優(yōu)點(diǎn)是。⑤本實(shí)驗(yàn)CuSO4·5H2O的產(chǎn)率為。上述兩種氧化法中，更符合綠色化學(xué)理念的是(填“第一組”或“第二組”)，理由是。[答案]（1）濃硝酸（1分）（2）制得的硫酸銅晶體不純（1分）（3）①有利于氮氧化合物的吸收（1分）②防止倒吸（1分）（4）①坩堝（1分）②a、b（2分，答對(duì)1個(gè)1分，多選、錯(cuò)選均為0分）③2Cu＋O2＋2H2SO42CuSO4＋2H2O（3分，其中反應(yīng)條件1分，CuSO4也可寫成CuSO4·5H2O）④防止雙氧水分解(1分)濾紙不得大于布氏漏斗底且覆蓋所有小孔；橡皮塞插入部分不超過三分之二；布氏漏斗頸口斜面與吸濾瓶支管口相對(duì)；安全瓶中導(dǎo)管與吸濾瓶相連短與抽濾泵相連長(zhǎng)（四點(diǎn)中任答二點(diǎn)共2分）酒精與水互溶且極揮發(fā)，減少晶體溶解。⑤84％(2分)第二組(1分)第一組方案1需要灼燒，多消耗能源(1分)；第一組方案2所得產(chǎn)品含有鐵元素雜質(zhì)(1分)；而第二組方案幾乎不產(chǎn)生有害氣體，且所得產(chǎn)品純度較高(1分)3.（10廣東，33，16分）某科研小組用MnO2和濃鹽酸制備Cl2時(shí)，利用剛吸收過少量SO2的NaOH溶液對(duì)其尾氣進(jìn)行吸收處理。（1）請(qǐng)完成SO2與過量NaOH溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式：SO2+2NaOH=________________。（2）反應(yīng)Cl2+Na2SO3+2NaOH=2NaCl+Na2SO4+H2O中的還原劑為________________。（3）吸收尾氣一段時(shí)間后，吸收液（強(qiáng)堿性）中肯定存在Cl－、OH－和SO42－。請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，探究該吸收液中可能存在的其他陰離子（不考慮空氣的CO2的影響）。提出合理假設(shè)。假設(shè)1：_____________；假設(shè)2：_____________；假設(shè)3：_____________。設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。請(qǐng)?jiān)诖痤}卡上寫出實(shí)驗(yàn)步驟以及預(yù)期現(xiàn)象和結(jié)論。限選實(shí)驗(yàn)試劑：3moLL-1H2SO4、1moLL-1NaOH、0.01molL-1KMnO4、淀粉-KI溶液、紫色石蕊試液。實(shí)驗(yàn)步驟預(yù)期現(xiàn)象和結(jié)論步驟1：取少量吸收液于試管中，滴加3moLL-1H2SO4至溶液呈酸性，然后將所得溶液分置于A、B試管中。步驟2：步驟3：[解題模式]提出假設(shè)→實(shí)驗(yàn)步驟→結(jié)論⑴SO2+2NaOH=Na2SO3+H2O⑵Na2SO3⑶只存在SO32-；既不存在SO32-也不存在ClO；只存在ClO—。步驟2：在A試管中滴加0.01molL-1KMnO4溶液1~2滴，振蕩預(yù)期現(xiàn)象和結(jié)論：如果溶液顏色褪去，說明有SO32-，則假設(shè)1成立，反之則說明沒有SO32-，則假設(shè)1不成立。步驟3：在B試管中滴加淀粉-KI溶液1~2滴，振蕩預(yù)期現(xiàn)象和結(jié)論：如果溶液顏色變藍(lán)色，說明有ClO—，則假設(shè)3成立。反之則說明沒有ClO—，則假設(shè)3不成立【典型例子】氣體實(shí)驗(yàn)裝置的連接順序設(shè)計(jì)1、一般原則（1）氣體發(fā)生裝置除雜 干燥主要實(shí)驗(yàn)尾氣處理等順序?？紤]干燥與除雜的順序時(shí)，若采用溶液除雜，則應(yīng)該先凈化后干燥；若采用加熱除雜，干燥在前；若用固體吸收劑常溫除雜，則根據(jù)題意而頂。（2）尾氣處理：有毒氣體常采用溶液（或固體）吸收或?qū)⒅c(diǎn)燃，無毒氣體直接排空。若制備的物質(zhì)極易水解（如SnCl4、AlCl3等），則在尾部加裝干燥管，以防空氣中的水蒸氣進(jìn)入造成水解。（3）接口的連接：總體上遵循裝置的排列順序，但對(duì)于吸收裝置應(yīng)“長(zhǎng)”進(jìn)“短”出；干燥管應(yīng)“大”進(jìn)“小”出。（4）氣體發(fā)生：一般按裝置選擇與連接氣密性檢查裝固體藥品加液體藥品開始實(shí)驗(yàn)（按程序）拆卸儀器其它處理等（制氣體的實(shí)驗(yàn)，在實(shí)驗(yàn)前均應(yīng)進(jìn)行氣密性檢查，氣體在點(diǎn)燃之前一般應(yīng)進(jìn)行純度的檢驗(yàn)）。（5）加熱操作：主體實(shí)驗(yàn)加熱前一般應(yīng)先通原料氣趕走空氣后再點(diǎn)燃酒精燈。其目的是：一是防止爆炸（如氫氣還原氧化銅、CO還原Fe2O3等）；二是保證產(chǎn)品純度，如制備Mg2N3、CuCl2等。熄滅酒精燈時(shí)，一般是“先點(diǎn)后滅”的原則。2、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)時(shí)還應(yīng)該考慮以下因素（1）凈化、熄滅酒精燈時(shí)要防止液體倒吸；（2）進(jìn)行某些摩爾寫易爆、易燃實(shí)驗(yàn)時(shí)要防止爆炸（如氫氣還原氧化銅應(yīng)該下通氫氣，氣體點(diǎn)燃前應(yīng)該先驗(yàn)純等）；（3）防氧化（如H2還原CuO后要“先滅燈，再停氫”，白磷的切割要在水中進(jìn)行等）；（4）防吸水（如實(shí)驗(yàn)取用制取易吸水、潮解的物質(zhì)必須采取有效措施）；（5）冷凝回流（6）易揮發(fā)的液體產(chǎn)物要及時(shí)冷卻，并注意冷卻劑的選擇。[例1]．設(shè)計(jì)一個(gè)粗略測(cè)定鋅（二價(jià)金屬）的相對(duì)原子質(zhì)量的實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)室環(huán)境條件：25℃1.01×105儀器及材料：大試管一支（容量約50mL）、500mL錐形瓶一只、500mL量筒一只，玻璃導(dǎo)管、橡皮管、橡皮塞、鐵架臺(tái)（附鐵夾）、wg鋅粒（w＜1g）、足量稀硫酸、水⑴畫出實(shí)驗(yàn)裝置示意圖。⑵欲保證不漏出氫氣，應(yīng)如何操作？

⑶若實(shí)驗(yàn)測(cè)出的氫氣的體積為VmL，寫出計(jì)算鋅的相對(duì)原子質(zhì)量的計(jì)算式。[例2]根據(jù)乙醇的分子式和各元素的化合價(jià)，乙醇分子可能有兩種結(jié)構(gòu)：（I）CH3－O－CH3（II）CH3CH2－OH。為了確定乙醇究竟是哪一種結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)一實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。在一定條件下，將一定量的無水乙醇與足量的鈉反應(yīng)，根據(jù)所產(chǎn)生的氫氣的體積，可以推測(cè)乙醇分子的結(jié)構(gòu)。進(jìn)行此實(shí)驗(yàn)，可供選用的儀器如下：aab水乙醇鈉cde（1）請(qǐng)選用適當(dāng)?shù)膬x器，組裝實(shí)驗(yàn)裝置。裝置的連接順序是（填儀器接口的字母）。（2）乙醇與鈉反應(yīng)的化學(xué)方程式是。（3）比起水跟鈉的反應(yīng)來，乙醇跟鈉的反應(yīng)要（填”緩和”或”劇烈”）得多。（4）測(cè)得實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下：n（C2H6O）=0.100mol/L，V（H2）=1.12L（標(biāo)況下）由此得出乙醇的結(jié)構(gòu)式為。[例3]某光鹵石樣品中含有不跟氫氧化鈉溶液、鹽酸反應(yīng)的雜質(zhì)，學(xué)?；瘜W(xué)課外活動(dòng)研究小組欲測(cè)定此樣品中KCl·MgCl2·6H2O的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，經(jīng)過