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高考不僅考查考生實驗知識、技能的掌握情況，更注重考查考生的實驗?zāi)芰Γ�考查考生是否能運用化學(xué)實驗手段和方法來研究物質(zhì)的組成、性質(zhì)變化、實驗方案設(shè)計等等。本文擬對性質(zhì)實驗方案設(shè)計所考查的內(nèi)容作一粗淺賞析。

 

1、性質(zhì)實驗方案設(shè)計的一般原則

 

（1）科學(xué)性原則

 

它指設(shè)計的實驗原理、操作方法、操作程序都必須與化學(xué)理論知識以及化學(xué)實驗方法相一致。是實驗方案設(shè)計的首要原則。

 

例如：驗證氯酸鉀（KClO3）中存在氯元素，不應(yīng)采取將其溶于水再加AgNO3溶液的方法，因為KClO3中不存在Cl－。而應(yīng)先讓固體與MnO2混合，充分反應(yīng)后，冷卻。再將固體溶于水，取上面的清液滴入少量的AgNO3溶液，產(chǎn)生白色沉淀，再加入稀硝酸，振蕩，沉淀不溶解，這樣才能證明氯酸鉀中存在氯元素。

 

（2）可行性原則

 

指設(shè)計實驗方案時，所運用的實驗原理在實施時切實可行，而且所選用的化學(xué)藥品、儀器、設(shè)備和方法等在現(xiàn)有條件下能夠滿足。

 

例如：鑒別NaCl和Na2SO4：選用AgNO3溶液就不行，因為盡管溶解性表明AgCl難溶而Ag2SO4微溶，但事實上我們難以將它們區(qū)分。

 

（3）簡約性原則

 

是指實驗設(shè)計盡可能采用簡單的裝置或方法，用較少的實驗步驟及藥品，在較短的時間內(nèi)完成實驗，且效果明顯。

 

例如：除去銅表面的氧化銅雜質(zhì)，初學(xué)者很容易想到用還原劑（H2、C或CO）還原的方法，此法需要加熱甚至高溫條件下才反應(yīng)，因此對裝置及操作的要求比較高，不宜采用.簡便易行的方法是：用稀鹽酸或稀硫酸在常溫下清洗銅片。

 

（4）安全性原則

 

是指實驗操作盡量防止帶有危險性的操作，盡量避免與有毒物質(zhì)接觸，若無法避免應(yīng)采取安全措施。

 

例如：鑒別稀溴水和稀碘水（均呈淺黃色），就不能采用加熱蒸發(fā)，通過觀察蒸氣顏色的方法來區(qū)分，因為溴氣、碘氣均有毒，是危險的不安全的。應(yīng)該采用加入有機溶劑（如CCl4）萃取的方法，則很快就可將兩者區(qū)別開來。因此，構(gòu)成環(huán)境污染、造成人身傷害的思路及操作是不安全的，在實驗方案設(shè)計中也是不可取的。

 

綜上所述：實驗方案設(shè)計的優(yōu)選標準：原理恰當(dāng)、效果明顯、裝置簡單、操作安全、節(jié)約藥品、步驟簡單、誤差較小。更要符合“綠色化學(xué)”的要求。

 

2、性質(zhì)實驗方案設(shè)計的規(guī)律

 

（1）證明酸性：pH試紙或酸堿指示劑；與碳酸鈉溶液反應(yīng)；與鋅等活潑金屬反應(yīng)。

 

（2）證明弱酸性：證明存在電離平衡；測定對應(yīng)鹽溶液酸堿性；測量稀釋后pH變化。

 

（3）證明氧化性：與還原劑（如KI、、等）反應(yīng)，產(chǎn)生明顯的現(xiàn)象。

 

（4）證明還原性：與氧化劑（如、濃等）反應(yīng)，產(chǎn)生明顯的現(xiàn)象。

 

（5）比較金屬的活動性：與水反應(yīng)；與酸反應(yīng)；置換反應(yīng)；原電池；電解放電順序；最高價氧化物的水化物的堿性強弱；對應(yīng)鹽的酸堿性強弱。

 

（6）比較非金屬的活動性：置換反應(yīng)；與氫氣反應(yīng)快慢；氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性、還原性；最高價氧化物的水化物的酸性強弱；對應(yīng)鹽的酸堿性強弱。

 

（7）比較酸（堿）的酸（堿）性強弱；較強的酸（堿）能制得較弱的酸（堿），此外還必須掌握常見的陽離子、陰離子的特征反應(yīng)。

 

  3、考點例析

 

（1）探究性質(zhì)實驗方案的設(shè)計

 

基本思路：①分析其物質(zhì)結(jié)構(gòu)特點或找出所屬類型的典型代表物；②推測物質(zhì)可能具有的一系列性質(zhì)；③由此設(shè)計出合理的實驗方案，去探究它所具有的性質(zhì)。

 

例1：某班學(xué)生在野炊時用石灰石堆成簡易灶臺做飯，野炊后有同學(xué)從灶臺內(nèi)側(cè)敲下幾小塊石片，帶回實驗室研究灼燒過程中是否有新物質(zhì)生成，請你參與此項研究。

 

（1）根據(jù)你的知識和經(jīng)驗提出假設(shè)，反應(yīng)中可能有________________生成，支持這個假設(shè)的依據(jù)是（用化學(xué)方程式表示）______________。

 

（2）請你設(shè)計實驗驗證假設(shè)：

 

 

（3）如果要研究某塊石片中參加反應(yīng)的碳酸鈣的質(zhì)量，請你設(shè)計一個簡單的實驗方案（寫出簡要步驟，不要具體計算）：

 

步驟一：_____________________；

 

步驟二：_____________________；

 

步驟三：_____________________；

 

步驟四：_____________________；

 

解析：石灰石（CaCO3）在高溫時會分解生成生石灰（CaO），生石灰與水反應(yīng)生成熟石灰[Ca（OH）2]，根據(jù)這個性質(zhì)既可以檢驗生石灰的存在，又可以除去石灰石中的生石灰，從而測定石片中參加反應(yīng)的碳酸鈣的質(zhì)量。

 

答案：（1）CaO；CaCO3    CaO+CO2↑

 

（2）

 

 

（3）步驟一：稱量石片的質(zhì)量；

 

 步驟二：將石片放在大量水中浸泡或用水洗滌；

 

 步驟三：將石片洗凈、烘干、稱量；

 

 步驟四：計算（注：其它合理方法均可）

 

 點評：這是一道探究性試題，扣緊實驗的目的、明確實驗原理是解題的關(guān)鍵。

 

（2）驗證性質(zhì)實驗方案的設(shè)計

 

基本思路：①根據(jù)物質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)特征，結(jié)合已有知識及實驗經(jīng)驗預(yù)測可能具有的性質(zhì)；②設(shè)計具體實驗方案來驗證物質(zhì)所具有的性質(zhì)；③選擇適宜的試劑、儀器、裝置、反應(yīng)條件實驗方案；④最后得出結(jié)論。

 

例2：堿式碳酸鎂有多種不同組成，請你設(shè)定一個測定堿式碳酸鎂組成的實驗方案。包括：（1）測定原理；（2）測定實驗的裝置圖；（3）操作步驟。

 

   可使用的儀器、試劑和用品如下：

 

   儀器：天平（附砝碼）、大試管（附帶有短玻璃管的橡皮塞）、酒精燈、洗氣瓶、球形干燥管（附帶有短玻璃管的橡皮塞）、鐵架臺、鐵夾、角匙。

 

   試劑：堿式碳酸鎂（粉末）、濃硫酸、石灰水、無水氯化鈣、堿石灰。

 

   其它：火柴、棉花、短橡皮管、彈簧夾。

 

   注意：①上述儀器和試劑只需應(yīng)用其中一部分；②儀器、試劑、用品的數(shù)量不限。

 

  解析：可加熱堿式碳酸鎂，通過測定生成的MgO、CO2H2O的物質(zhì)的量之比來確定堿式碳酸鎂的組成.用濃硫酸來吸收水，根據(jù)濃硫酸增加的質(zhì)量，求出水的物質(zhì)的量；用堿石灰來吸收CO2，根據(jù)堿石灰增加的質(zhì)量，求出CO2的物質(zhì)的量。

 

  答案：（1）測定原理 ：通過測定生成的MgO、CO2,H2O的物質(zhì)的量之比來確定堿式碳酸鎂的組成。

 

  （2）測定實驗的裝置圖：

    （3）操作步驟：

      ①將裝置按圖連接好，檢查裝置的氣密性；

      ②稱取一定量（W1g）樣品于大試管中；

      ③加熱，至樣品完全分解；

      ④實驗結(jié)束后，稱量洗氣瓶和干燥管增加的質(zhì)量（分別設(shè)為W2gW3g）；

      ⑤計算MgO、CO2H2O 的物質(zhì)的量之比為：

      n（MgO）：n（CO2）：n（H2O）=（W1－W2－W3）/40：W3/44：W2/18

     由比值可確定堿式碳酸鎂的組成.

     點評：設(shè)計一般實驗都要講究實驗的科學(xué)性、可行性、簡約性、安全性等原則。

本文來自：逍遙右腦記憶 http://douzifanli.com/gaoer/76481.html

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