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综合化学实验主干知识1.化学实验方案的设计(1)实验方案设计的一般原则实验方案的设计原则是方法简便、现象明显、操作易行。(2)实验设计的总体思路①明确实验目的,弄清实验原理;②根据要求正确选择仪器和药品(要尽量选择无毒无污染的药品);③设计实验装置和实验步骤(装置要简单合理,步骤应简洁清楚)。(3)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。(4)综合实验中实验装置的选择①制气装置的选择根据反应物的状态、溶解性和反应条件确定制气装置的类型。②反应装置的选择③除杂、干燥装置的选择主要有洗气瓶、干燥管和U形管等。④冷凝装置的选择连接冷凝水的冷凝管、放置在冷水中的U形管及连接单孔塞的长玻璃导管等。⑤集气装置的选择排水集气法、向上排空气法、向下排空气法⑥尾气处理装置的选择对有污染且易燃的尾气,可在尾气出口处加一燃着的酒精灯。对有污染的酸性气体用碱液吸收,对水溶性不大的可直接将导管插入吸收剂中吸收,对极易溶于水的,可在导气管出口连接一倒置的漏斗与吸收剂液面接触进行吸收。2.化学实验方案的评价对几个实验方案的正确与错误、严密与不严密、准确与不准确做出判断。要考虑是否安全合理、有无干扰现象、经济上是否合算和对环境有无污染等。(1)从可行性方面对实验方案做出评价科学性和可行性是设计实验方案的两条重要原则。评价时,从以下4个方面分析:①实验原理是否正确、可行;②实验操作是否安全、合理;③实验步骤是否简单、方便;④实验效果是否明显。(2)从“绿色化学”视角对实验方案做出评价时,从以下4个方面进行综合评价:①反应原料是否易得、安全、无毒;②反应速率是否较快;③原料利用率以及合成物质的产率是否较高;④合成过程中是否造成环境污染。(3)从“安全性”方面对实验方案做出评价化学实验从安全角度常考虑的主要因素如下:①净化、吸收气体及熄灭酒精灯时要防液体倒吸;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”,白磷切割宜在水中等);④防吸水(如实验取用、制取易吸水、潮解、水解的物质时宜采取必要措施,以保证达到实验目的);⑤冷凝回流(有些反应中,为减少易挥发液体反应物的损耗和充分利用原料,需在反应装置上加装冷凝回流装置,如长玻璃管、竖装的干燥管及冷凝管等);⑥易挥发液体产物(导出时可为蒸气)的及时冷却;⑦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);⑧其他(如实验操作顺序、试剂加入顺序、实验方法使用顺序等)。易错易混近年来许多高考试题都是通过对教材实验进行重新设计或改进创新而成,其创新主要体现在:(1)在仪器或装置上的创新,如多装置一用或一装置多用。(2)实验形式上的创新。(3)实验方案或反应原理设计上的创新,如仪器、用品的选择。练习1.某校化学小组学生利用下图所列装置进行“铁与水反应”的实验,并利用产物进一步制取FeCl3·6H2O晶体。(图中夹持及尾气处理装置均已略去)(1)装置B中发生反应的化学方程式是:(3)停止反应,待B管冷却后,取其中的固体,加入过量稀盐酸充分反应,过滤。简述检验滤液中Fe3+的操作方法:(4)该小组学生利用上述滤液制取FeCl3·6H2O晶体,设计流程如下:③该流程中需保持盐酸过量,主要原因是(结合离子方程式简要说明):2.实验室用SO2制备SO3.已知制取SO2的反应原理为:Na2SO3+H2SO4(浓)===Na2SO4+SO2↑+H2O。请用下列装置设计一个实验制备SO3。(2)实验时甲仪器的作用与原理是。(3)从乙处均匀通入O2,为使SO2有较高的转化率,实验时Ⅰ处滴入浓硫酸与Ⅱ处加热催化剂的先后顺序是。(4)Ⅳ处观察到的现象是。(5)在Ⅰ处用大火加热烧瓶时,SO2的转化率会(填“增大”“不变”或“减小”)。实验题答题需要注意事项:三、定量实验是精确计算某物质(或离子)的量,关键是解决误差问题。定量实验需要考虑的一般问题有:1.需要测哪些量?2.如何测定这些量3.如何计算?如何列式?4.有没有造成误差的因素?怎样减少误差?那我们要关注的主要问题有:a.杂质是什么?来源:外界空气,是H2O还是CO2或是O2?前面反应剩余物质或者副产物?b.实验装置的缺陷?杂质除去没有?要测的量是否完全被吸收?13.传统的定量化学实验受到计量手段的制约而研究范围狭窄、精确度不高。随着DIS系统(即数字化信息系统,由传感器、数据采集器和计算机组成)的