高考化學(xué)實(shí)驗(yàn)題的解題方法
(一)化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)的原則
①科學(xué)性的原則。所設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)應(yīng)該符合科學(xué)道理，不能憑空捏造
②對(duì)照性的原則。要設(shè)計(jì)一個(gè)對(duì)照性的實(shí)驗(yàn)，要想這個(gè)實(shí)驗(yàn)更能夠說明問題，一定要有正反兩個(gè)方面的實(shí)驗(yàn)。
③等量性的原則。所設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)中的平衡反應(yīng)，試劑的取用應(yīng)該是等量的
④單因子變量原則。對(duì)某個(gè)實(shí)驗(yàn)的影響，會(huì)有很多的因素，實(shí)驗(yàn)正是要人為控制條件，使眾多變量中，只能有一個(gè)因素是變量，其余幾個(gè)是一樣的。
(二)高考化學(xué)實(shí)驗(yàn)題的解題方法：化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)的基本思路
(1)明確目的原理：首先必須認(rèn)真審題，明確實(shí)驗(yàn)的目的要求，弄清題目有哪些新的信息，綜合已學(xué)過的知識(shí)，通過類比、遷移、分析，從而明確實(shí)驗(yàn)原理。
(2)選擇儀器藥品：根據(jù)實(shí)驗(yàn)的目的和原理以及反應(yīng)物和生成物的性質(zhì)、反應(yīng)條件，如反應(yīng)物和生成物的狀態(tài)、能否腐蝕儀器和橡皮、反應(yīng)是否加熱及溫度是否控制在一定范圍內(nèi)等，從而選擇合理的化學(xué)儀器和藥品。
(3)設(shè)計(jì)裝置步驟：根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮驮�，以及所選用的實(shí)驗(yàn)儀器和藥品，設(shè)計(jì)出合理的實(shí)驗(yàn)裝置和實(shí)驗(yàn)操作步驟，學(xué)生應(yīng)具備識(shí)別和繪制典型的實(shí)驗(yàn)儀器裝置圖的能力，實(shí)驗(yàn)步驟應(yīng)完整而又簡(jiǎn)明。
(4)記錄現(xiàn)象、數(shù)據(jù)：根據(jù)觀察，全面準(zhǔn)確地記錄實(shí)驗(yàn)過程中的現(xiàn)象和數(shù)據(jù)。
(5)分析得出結(jié)論：根據(jù)實(shí)驗(yàn)觀察的現(xiàn)象和記錄的數(shù)據(jù)，通過分析、計(jì)算、圖表、推理，得出正確的結(jié)論。
(三)化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)的規(guī)律和方法
(1)思考問題的順序：
① 圍繞主要問題思考。例如：選擇適當(dāng)?shù)膶?shí)驗(yàn)路線、方法;所用藥品、儀器簡(jiǎn)單易得;實(shí)驗(yàn)過程快速、安全;實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象明顯。
② 思考有關(guān)物質(zhì)的制備、凈化、吸收和存放等有關(guān)問題。例如：制取在空氣中易水解的物質(zhì)(如Al2S3、AlCl3、Mg3N2等)及易受潮的物質(zhì)時(shí)，往往在裝置末端再接一個(gè)干燥裝置，以防止空氣中水蒸氣進(jìn)入。
③ 思考實(shí)驗(yàn)的種類及如何合理地組裝儀器，并將實(shí)驗(yàn)與課本實(shí)驗(yàn)比較、聯(lián)系。例如涉及到氣體的制取和處理，對(duì)這類實(shí)驗(yàn)的操作程序及裝置的連接順序大體可概括為：發(fā)生除雜質(zhì)干燥主體實(shí)驗(yàn)尾氣處理。
(2)儀器連接的順序：
① 所用儀器是否恰當(dāng)，所給儀器是全用還是選用。
② 儀器是否齊全。例如制有毒氣體及涉及有毒氣體的實(shí)驗(yàn)應(yīng)有尾氣的吸收裝置。
③ 安裝順序是否合理。例如：是否遵循自下而上，從左到右氣體凈化裝置中不應(yīng)先經(jīng)干燥，后又經(jīng)過水溶液洗氣。
④ 儀器間連接順序是否正確。例如：洗氣時(shí)長(zhǎng)進(jìn)，短出干燥管除雜質(zhì)時(shí)大進(jìn)小出等。
(3)實(shí)驗(yàn)操作的順序：
① 連接儀器。按氣體發(fā)生除雜質(zhì)干燥主體實(shí)驗(yàn)尾氣處理順序連接好實(shí)驗(yàn)儀器。
② 檢查氣密性。在整套儀器連接完畢后，應(yīng)先檢查裝置的氣密性，然后裝入藥品。檢查氣密性的方法要依裝置而定。
③ 裝藥品進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作。
(4)全方位思考的問題
①檢查氣體的純度，點(diǎn)燃或加熱通有可燃性氣體(H2、CO、CH4、C2H4、C2H2等)的裝置前，必須檢查氣體的純度。例如用H2、CO等氣體還原金屬氧化物時(shí)，需要加熱金屬氧化物，在操作中，不能先加熱，后通氣，應(yīng)當(dāng)先通入氣體，將裝置內(nèi)的空氣排干凈后，檢查氣體是否純凈(驗(yàn)純)，待氣體純凈后，再點(diǎn)燃酒精燈加熱金屬氧化物。
②加熱操作先后順序的選擇。若氣體發(fā)生需加熱，應(yīng)先用酒精燈加熱發(fā)生氣體的裝置，等產(chǎn)生氣體后，再給實(shí)驗(yàn)中需要加熱的固體物質(zhì)加熱。目的是：一則防止爆炸(如氫氣還原氧化銅);二則保證產(chǎn)品純度，防止反應(yīng)物或生成物與空氣中其它物質(zhì)反應(yīng)。例如用濃硫酸和甲酸共熱產(chǎn)生CO，再用CO還原Fe2O3，實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)首先點(diǎn)燃CO發(fā)生裝置的酒精燈，生成的CO趕走空氣后，再點(diǎn)燃加熱Fe2O3的酒精燈，而熄滅酒精燈的順序則相反，原因是：在還原性氣體中冷卻Fe 可防止灼熱的Fe再被空氣中的O2氧化，并防止石灰水倒吸。
③冷凝回流的問題。有的易揮發(fā)的液體反應(yīng)物，為了避免反應(yīng)物損耗和充分利用原料，要在發(fā)生裝置設(shè)計(jì)冷凝回流裝置。如在發(fā)生裝置安裝長(zhǎng)玻璃管等。
④冷卻問題。有的實(shí)驗(yàn)為防止氣體冷凝不充分而受損失，需用冷凝管或用冷水或冰水冷凝氣體(物質(zhì)蒸氣)，使物質(zhì)蒸氣冷凝為液態(tài)便于收集。
⑤防止倒吸問題。
⑥具有特殊作用的實(shí)驗(yàn)改進(jìn)裝置。如為防止分液漏斗中的液體不能順利流出，用橡皮管連接成連通裝置;為防止氣體從長(zhǎng)頸漏斗中逸出，可在發(fā)生裝置中的漏斗末端套一支小試管等。
⑦拆卸時(shí)的安全性和科學(xué)性。實(shí)驗(yàn)儀器的拆卸要注意安全和科學(xué)性，有些實(shí)驗(yàn)為防止爆炸或氧化，應(yīng)考慮停止加熱或停止通氣的順序，如對(duì)有尾氣吸收裝置的實(shí)驗(yàn)，必須將尾氣導(dǎo)管提出液面后才熄滅酒精燈，以免造成溶液倒吸;用氫氣還原氧化銅的實(shí)驗(yàn)應(yīng)先熄滅加熱氧化銅的酒精燈，同時(shí)繼續(xù)通氫氣，待加熱區(qū)冷卻后才停止通氫氣，這是為了避免空氣倒吸入加熱區(qū)使銅氧化，或形成可爆氣;拆卸用排水法收集需加熱制取氣體的裝置時(shí)，需先把導(dǎo)管從水槽中取出，才能熄滅酒精燈，以防止水倒吸;拆卸后的儀器要清洗、干燥、歸位。
(四)化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案評(píng)價(jià)
①科學(xué)性：實(shí)驗(yàn)原理、操作程序和方法是否正確
②安全性：用藥及操作是否安全，環(huán)境保護(hù)問題是否得到解決
③可行性：是否滿足中學(xué)現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)條件
④簡(jiǎn)約性：裝置要盡量簡(jiǎn)單、步驟要盡量少、藥品用量要盡量少、時(shí)間要盡量短。
⑤環(huán)保性：有毒有害物質(zhì)是否經(jīng)過處理。
⑥經(jīng)濟(jì)性：原料用量要盡量少，價(jià)格要盡量便宜
化學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)是一個(gè)系統(tǒng)問題，我們應(yīng)該首先知道實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的目的、題型和要具備的知識(shí)方法;其次，復(fù)習(xí)時(shí)要求動(dòng)手寫(寫方案、寫步驟、寫現(xiàn)象、寫原因、寫結(jié)論等)、重點(diǎn)做(做系列實(shí)驗(yàn))、仔細(xì)觀察(觀察現(xiàn)象)、學(xué)會(huì)表述(說現(xiàn)象、說原理);三是要有幾份配套練習(xí)題，通過訓(xùn)練，理論聯(lián)系實(shí)際，在實(shí)驗(yàn)操作中來加強(qiáng)對(duì)實(shí)驗(yàn)理論的理解，同時(shí)又用實(shí)驗(yàn)理論知識(shí)來指導(dǎo)自己的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，在復(fù)習(xí)中將兩者有機(jī)地結(jié)合起來，扎扎實(shí)實(shí)搞好實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。
(1)準(zhǔn)確地把握實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>
(2)利用已學(xué)知識(shí)，分析如何實(shí)現(xiàn)這個(gè)目的 ?D?D 實(shí)驗(yàn)原理
(3)結(jié)合實(shí)驗(yàn)材料，初步確定設(shè)計(jì)對(duì)策 ?D?D 實(shí)驗(yàn)方案
4、探究實(shí)驗(yàn)的解答注意點(diǎn)：
(1)細(xì)心審題是關(guān)鍵：目的、原理要畫出。
(2)認(rèn)真分析是核心：①原理分析 ②材料分析 ③變量分析 ④結(jié)果分析
(3)正確表達(dá)是保障：大多化學(xué)生有實(shí)驗(yàn)思路，就是拿不到分，因此我們?cè)诒磉_(dá)過程中一定要按格式答題，同時(shí)要體現(xiàn)出科學(xué)、等量、單一變量與對(duì)照性等原則，提高實(shí)驗(yàn)題的得分率。
5、實(shí)驗(yàn)基本操作中的先后順序：在化學(xué)實(shí)驗(yàn)中，操作和滴加試劑順序的先后，對(duì)實(shí)驗(yàn)的成功有著至關(guān)重要的作用�，F(xiàn)將常見的實(shí)驗(yàn)中先后順序總結(jié)歸納如下：
⑴制取氣體時(shí)，先檢查裝置的氣密性，后裝入藥品。檢查裝置氣密性時(shí)，先把導(dǎo)管插入水中，后用手掌緊貼容器的外壁。
⑵排水法收集氣體時(shí)，先排凈空氣，后收集氣體;集滿后，應(yīng)先把導(dǎo)管移出水面，后熄滅火焰。
⑶氫氣還原氧化銅和一氧化碳還原氧化鐵時(shí)，先通氣(H2或CO)后加熱;實(shí)驗(yàn)完畢時(shí)，先熄燈后停氣。
⑷點(diǎn)燃可燃性氣體(H2、CO、CH4、C2H4、C2H2等)，應(yīng)先檢驗(yàn)純度，然后點(diǎn)燃。
⑸用托盤天平稱量物質(zhì)時(shí)，應(yīng)先調(diào)零，后稱量;加砝碼時(shí)，應(yīng)先加質(zhì)量大的砝碼，后加質(zhì)量小的砝碼;稱量完后，先記下讀數(shù)，后把砝碼放回盒中，最后把游碼移回零處。
⑹使用試紙檢驗(yàn)溶液的性質(zhì)時(shí)，先把一小塊試紙放在表面皿或玻片上，后用玻棒沾待測(cè)液點(diǎn)試紙中部，再觀察變化;檢驗(yàn)氣體的性質(zhì)時(shí)，先用蒸餾水潤(rùn)濕粘在玻棒一端，后接近管口檢驗(yàn)。
⑺容量瓶、滴定管等應(yīng)先查漏后使用。
⑻組裝裝置時(shí)遵循：從左至右，由下而上的原則。取用塊狀藥品或密度較大的金屬顆粒放入玻璃容器時(shí)，應(yīng)先把容器橫放，后把藥品放入容器口，再把容器慢慢地豎立起來。
⑼配制一定物質(zhì)的量濃度的溶液時(shí)，溶于水放熱的物質(zhì)應(yīng)先冷卻，后轉(zhuǎn)移。
⑽制乙烯配制混合液時(shí)，應(yīng)先在容器中加酒精，再沿器壁慢慢注入濃H2SO4，并不斷攪拌。
⑾氣體中混有水蒸氣和其它雜質(zhì)，若要得到純凈干燥的氣體，使用液體試劑除雜時(shí)，應(yīng)先除去雜質(zhì)，后除水蒸氣;使用加熱方法除雜時(shí)，應(yīng)先除水蒸氣，后除去雜質(zhì)。
⑿中和滴定時(shí)，應(yīng)先用標(biāo)準(zhǔn)液潤(rùn)洗滴定管，后加標(biāo)準(zhǔn)液;錐形瓶先用水洗，后加待測(cè)液。
6、注意幾種常見的實(shí)驗(yàn)操作如：過濾、萃取與分液、蒸餾與分餾、蒸發(fā)結(jié)晶與蒸餾濃縮、酸堿中和滴定等，以及常見氣體的制備原理及裝置圖：如：O2、H2、CO2、SO2、NH3、Cl2、CH2=CH2、CHCH等。
7、掌握幾種常見離子的檢驗(yàn)方法：如：陰離子中的Cl-、Br-、I-、SO42-、CO32-、S2-、SO32-、NO3-等的檢驗(yàn);陽離子中的Ba2+、Ag+、NH4+、Na+、K+、Al3+、Fe2+、Fe3+等的檢驗(yàn)。
8、幾種常用的干燥劑的使用范圍：無水氯化鈣、堿石灰、濃硫酸、五氧化二磷等。
【典型例題】
例1、用pH試紙測(cè)定某無色溶液的pH值時(shí)，規(guī)范的操作是：
A、將pH試紙放入溶液中觀察其顏色變化，跟標(biāo)準(zhǔn)比色卡比較
B、將溶液倒在pH試紙上，跟標(biāo)準(zhǔn)比色卡比較
C、用干燥的潔凈玻璃棒蘸取溶液，滴在pH試紙上，跟標(biāo)準(zhǔn)比色卡比較
D、在試管內(nèi)放少量溶液，煮沸，把pH試紙放在管口，觀察顏色，跟標(biāo)準(zhǔn)比色卡比較
答案：C
例2、進(jìn)行化學(xué)實(shí)驗(yàn)必須注意安全，下列說法正確的是(填寫標(biāo)號(hào))。
A、不慎將酸濺到眼中，應(yīng)立即用水沖洗，邊洗邊眨眼睛
B、不慎將濃堿溶液沾到皮膚上，要立即用大量水沖洗，然后涂上硼酸溶液
C、如果苯酚濃溶液沾到皮膚上，應(yīng)立即用酒精洗
D、配制硫酸溶液時(shí)，可先在量筒中加入一定體積的水，再在攪拌下慢慢加入濃硫酸
答案：ABC
例3、為了除去粗鹽中的 Ca2 、Mg2 、SO42-及泥砂，可將粗鹽溶于水，然后進(jìn)行下列五項(xiàng)操作。其中正確的操作順序是：
①過濾;②加過量的NaOH溶液;③加適量鹽酸;④加過量NaC03溶液;⑤加過量BaCl2溶液
A、①④②⑤③ B、④①②⑤③ C、②⑤④①③ D、⑤②④①③
答案：CD
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