高考化学第28讲实验设计与评价导学案无解答9页

第 28 讲 实验设计与评价
【考纲要求】
1.了解化学实验是科学探究过程中的一种重要方法，能根据试题有关要求设计、评价或改进实验方
案，体验科学探究过程 D
2.以离子反应发生条件、金属和非金属及其化合物性质、化学反应与能量的变化等有关实验为例，
初步学会运用以实验为基础的实证研究方法 B
3.能说明有关实验的原理、操作方法、现象等 C
4.能根据实验目的记录实验现象和数据，并进行分析、处理，得出正确结论，完成实验报告 D
5.初步认识实验方案设计、实验条件控制、实验数据处理等方法在化学学习和科学研究中的应用 A
【学习过程】
【知识点扫描】
一、化学实验方案设计
1.化学实验设计的内容：
①实验目的；②实验原理；③实验用品（药品、仪器、装置、设备）及规格；④实验装置图、
实验步骤和操作方法；⑤注意事项；⑥实验现象及结论记录表和结果处理；⑦问题和讨论。
2. 设计的基本要求：科学性、安全性、可行性、简约性、环保性——如实验过程中有有毒物质
或污染环境的物质需排放到环境中，则需要有处理装置（如：尾气吸收装置）、经济性等。
4.实验设计的注意事项
（1）检查气体的纯度。（2）加热操作先后顺序的选择。（3）冷凝回流问题。（4）冷却问题。
（5）防止倒吸问题。（6）拆卸时的安全性和科学性。
5．实验方案的评价
对实验方案进行评价，需从化学实验方案设计的基本要求的几个方面考虑，即科学性、安全性、
可行性、简约性、环保性、经济性等。
实验方案的评价的解题思路：分析题给条件，弄清反应原理，明确实验目的，选准反应物，明
确生成物性质，绘好(或连接好)仪器装置，明确操作过程，根据实验现象，得出实验正确结论
二、气体的制备
1．气体的发生装置
一般根据反应物状态和反应条件设计气体发生装置，通常气体的发生装置有如下几种
（见下图）
固态反应物加热产生气体 有液体反应物不加热产生气 有液体反应物加热产生气体

体
2．气体的收集方法
根据气体的密度、溶解性、稳定性可将气体的收集方法分为三种：
（1）排水集气法
适用于不溶于水或微溶于水且不与水发生反应的气体。 （装置见图 a）
（2）向上排空气收集法
适用于不跟空气发生反应且密度比空气大的气体。（装置见图 b）
（3）向下排空气集气法
适用于不跟空气发生反应且密度比空气小的气体。（装置如图 c）
3．尾气的处理装置
具有毒性或污染性的尾气必须进行处理，常用处理尾气装置，如图 7—7。
一般常用吸收液吸收这些有害气体，a、b、c为溶解度不是很大的尾气处理装置，d为溶液度大
且吸收速率很快的尾气处理装置，难以吸收的尾气如 CO，应于末端燃烧除去，如 e。此处还可以用
塑料袋盛装尾气。

4．气体的净化和干燥
气体的净化、干燥装置一般常用的有洗气瓶、干燥管、U形管和双通加热管几种。
（1）洗气瓶（如图 c）中一般装入液体除杂试剂。除杂试剂应通过化学反应将杂质吸收或将杂质气
体转化为所制取的气体。常见除杂试剂有：
① 强碱溶液：如 NaOH溶液可吸收 CO2、SO2、Cl2、NO2等呈酸性的气体。
② 饱和的酸式盐溶液，可将杂质气体吸收转化，如：
饱和 NaHCO3溶液能除去 CO2中混有的 HCl、SO2等强酸性气体。
饱和 NaHSO3溶液能除去 SO2中混有的 HCl、SO3等气体。
饱和 NaHS溶液能除去 H2S中混有的 HCl气体。
③ 浓 H2SO4：利用它的吸水性，可除去 H2、SO2、HCl、CO、NO2、CH4等气体中混有的水蒸气。但由于
浓 H2SO4有强氧化性，不能用来干燥具有强还原性气体，如 H2S 等。
④ 酸性 KMnO4溶液：利用它的强氧化性，可以除去具有还原性的气体，如除去混在 CO2气体中的
SO2、H2S等。
（2）干燥管、U形管一般装入固体的干燥剂。常见的固体干燥剂有：
① 酸性干燥剂，用来干燥酸性气体。如 P2O5、硅胶、等。
② 碱性干燥剂，用来干燥碱性气体。如 CaO、碱石灰、固体 NaOH等。
③ 中性干燥剂，既能干燥碱性气体又能干燥酸性气体。如 CaCl2（但 CaCl2不能干燥 NH3）。
（3）双通加热管一般装入固体除杂剂，除杂试剂和混合气体中的某一组分反应。例如：Cu和混合
气体中 O2反应而将 O2除去。
5． 防倒吸安全装置（...