逍遥学能 2017-05-16 10:31
初三化学实验设计题的解题思路和方法
一、思考问题的顺序
1、围绕主要问题思考。例如：选择适当的实验路线、方法;所用药品、仪器简单易得;实验过程快速、安全;实验现象明显。
2、思考有关物质的制备、净化、吸收和存放等有关问题。例如：制取在空气中易水解的物质(如AL2S3、ALCL3、MG3N2等)及易受潮的物质时，往往在装置末端再接一个干燥装置，以防止空气中的水蒸气进入。
3、思考实验的种类及如何合理地组装仪器，并将实验与课本实验比较、联系。例如：涉及到气体的制取和处理时，实验的操作程序及装置的连接顺序大体可概括为：气体发生→除杂质→干燥→主体实验→尾气处理。
二、仪器连接的顺序
1、所用仪器是否恰当，所给仪器是全用还是选用。
2、仪器是否齐全。例如：制有毒气体及涉及有毒气体的实验是否有尾气的吸收装置。
3、安装顺序是否合理。例如：是否遵循“自上而下，从左到右”;气体净化装置中不应先干燥，后又经过水溶液洗气。
4、仪器间连接顺序是否正确。例如：洗气时“进气管长，出气管短”;干燥管除杂质时“大进小出”等。
三、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”的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。
例题：在实验室里制氧气时常用氯酸钾作原料，用二氧化锰作催化剂，根据催化剂的含义，二氧化锰的质量和化学性质都不发生改变。试设计一个实验，证明二氧化锰在氯酸钾分解前后的质量不变，并说明实验程序和主要操作步骤。
解析：要证明二氧化锰在氯酸钾分解前后质量不变，就必须测定两个质量，一个是加到反应器中的二氧化锰的质量，另一个是反应后剩余固体中的二氧化锰的质量。
加到反应器中的MnO2的质量可以在加入前测得，而反应后的质量，必须从反应后剩余固体中将MnO2分离出来才能测得。因此，整个实验便以如何解决MnO2的分离为实验目的。
根据学过的知识，MnO2不溶于水，而KCL溶于水，由此可应用溶解过滤的方法将它们分离开。
(1)用天平称量w1gKCLO3和w2gMnO2，混合均匀，放入大试管中;
(2)组装成制氧气的装置，加热，至不再有气体放出为止;
(3)待大试管冷却后将剩余固体取出放入一小烧杯中，加水搅拌使KCL溶解;
(4)取一张滤纸对折后剪去多余部分，称量其质量为w3;
(5)用该滤纸做成过滤器，过滤(3)制成的液体，全部过滤完后，再用清水洗涤不溶物;
(6)取下滤纸，小心干燥后称量，滤纸连同滤纸上滤出的不溶物的质量共为w4;
(7)将滤液蒸干称量其质量为w5;
(8)将收集到的氧气换算成质量为w6;
(9)比较各质量之间的关系，若w5+w6=w1,w4-w3=w2，则证明氯酸钾分解前后MnO2的质量没有改变。
注意：本题是较简单的实验设计，但也需要全面考虑。通过只要证明w4-w3=w2即认为任务完成，但由于没有验证溶质和滤渣的性质，有必要从质量守恒的角度证明滤渣确实为MnO2。事实上可能有误差，即可能是w4-w3<w2，这是因为MnO2是绝对不溶，滤纸也不能完全将MnO2全部滤出。