高中化学实验方案的设计第一节制备实验方案设计
4页1、新人教版高中化学实验方案的设计第一节制备实验方案设计考纲要求 掌握常见气体的实验室制法(包括所用试剂、仪器、反应原理和收集方法)教材导读 制备实验方案的设计,对巩固元素化合物知识和掌握好各类有机物之间的相互转化关系,全面训练实验技能,培养分析问题和解决问题的能力是有益的。 制备实验方案的设计,应遵循以下原则: 条件合适,操作方便; 原理正确,步骤简单; 原料丰富,价格低廉; 产物纯净,污染物少。 即从多种路线中优选出一种最佳的制备途径,合理地选择化学食品与药品,设计合理的实验装置和实验操作步骤。要点解读对于常见气体的制备应注意以下几个问题1、检查气体的纯度。点燃或加热通有可燃性气体(H2、CO、CH4、C2H4、C2H2等)的装置前,必须检查气体的纯度。例如用H2、CO等气体还原金属氧化物时,需要加热金属氧化物,在操作中,不能先加热,后通气,应当先通入气体,将装置内的空气排干净后,检查气体是否纯净(验纯),待气体纯净后,再点燃酒精灯加热金属氧化物。2、加热操作先后顺序选择。若气体产生需加热,应先用酒精灯加热产生气体的装置,等产生气体后,再给实验需要加热的固体物质加热。例如用浓硫酸和甲酸
2、共热产生CO,再用CO还原Fe2O3,实验时应首先点燃CO发生装置的酒精灯,生成的CO赶走空气后,再点燃Fe2O3的酒精灯,而熄灭酒精灯的顺序则相反,原因是:在还原性气体中冷却Fe可防止灼热的Fe再被空气中的O2氧化,并防止石灰水倒吸。3、冷凝回流的问题。有的易挥发的液体反应物,为了避免反应物损耗和充分利用原料,要在发生装置设计冷凝回流装置。如在发生装置安装长玻璃管等。4、冷却问题。有的实验为防止气体冷凝不充分而损失,需用冷凝管或用冷水或冰水冷凝气体(物质蒸气),使物质蒸气冷凝为液态便于收集。5、防止倒吸问题。在某些实验中,由于吸收液的倒吸,会对实验产生不良的影响,如玻璃仪器的炸裂,反应试剂的污染等,因此,在有关实验中必须采取一定的措施防止吸收液的倒吸。防止倒吸一般采用下列措施:(1)切断装置:将有可能产生液体倒吸的密闭装置系统切断,以防止液体倒吸,如实验室中制取氧气、甲烷时,通常用排水法收集气体,当实验结束时,必须先从水槽中将导管拿出来,然后熄灭酒精灯。(2)设置防护装置倒立漏斗式:如图2甲所示,这种装置可以增大气体与吸收液的接触面积,有利于吸收液对气体的吸收。当易溶性气体被吸收液吸
3、收时,导管内压强减少,吸收液上升到漏斗中,由于漏斗容积较大,导致烧杯中液面下降,使漏斗口脱离液面,漏斗中的吸收液受自身重力的作用又流回烧瓶内,从而防止吸收液的倒吸。肚容式:如图2乙所示,当易溶于吸收液的气体由干燥管末端进入吸收液被吸收后,导气管内压强减少,使吸收液倒吸进入干燥管的吸收液本身质量大于干燥管内外压强差,吸收液受自身重量的作用又流回烧杯内,从而防止吸收液的倒吸。这种装置与倒置漏斗很类似。蓄液式:如图2丙所示,当吸收液发生倒吸时,倒吸进来的吸收液被预先设置的蓄液装置贮存起来,以防止吸收液进入受热仪器或反应容器。这种装置又称安全瓶。平衡压强式:如图2丁所示,为防止反应体系中压强减少,引起吸收液的倒吸,可以在密闭装置系统中连接一个能与外界相通的装置,起着自动调节系统内外压强差的作用,防止溶液的倒吸。(6)具有特殊作用的实验改进装置。防堵塞安全装置:如图3所示,为防止分液漏斗中的液体不能顺利流出,用橡皮管连接成连通装置(见恒压式);为防止粉末或糊状物堵塞导气管,可将棉花团置于导管口处(见防阻式(I、II)。液封装置:如图3所示,为防止气体从长颈漏斗中逸出,可在发生装置中的漏斗末端套住
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