中学化学实验的基础知识和技能.doc

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数） ￡「解决问题时〕 =T 各因素的交 J 〔互作用过程J J 冷本成相基技 冷础WJ 相基知 『分析问题） 解决问题 '基本方法/ 冷学 相科思 r < 能力=（函数）

中学化学实验的基础知识和技能

化学实验对于巩固化学知识、加深理解概念，培养观察能力、思维能力，提高运用基础知识和 基本方法分析问题、解决问题的能力都具有十分重要的作用。因此，实验能力的考核是高考化学试 题中重要方面，历年高考I 分重视化学实验能力的考核。近些年高考理综化学试题中除选择题有实 验题外，第H 卷四道大题趋向于实验、推断和计算综合题的方向发展。从近几年高考理综化学实验 题赋分最高、失分最多、得分最少的现象看，如何加强中学化学实验教学，培养学生化学实验能力 仍是我们化学教师面临的I ?分重要的课题。

一般说来，能力是在科学思想指导下，运用基础知识、基本技能、基本方法解决问题的过程中 形成的。即能力与“双基”具有下图所示的一般关系。

法则 自变量

教育新理念下的能力与“双

基”的一般关系

f

r 解

决问题时） 各因素的交 1互作用过程j 法则

欹育新理念下的能力与“双基”的一放关系 化学实验能力是化学基础知识、化学实验基木技能、典型化学实验的设计方法和设计思想等, 在完成具体实验任务、解决实验问题的过程中交互作用形成的，同时在顺利完成化学实验任务、解 决化学实验问题过程中必然表现出化学实验能力。这就是高考化学实验试题总是以化学“双基”为 载体来考杏学生的化学实验能力的根木原因。化学“双基”既是化学实验能力形成的基础，又是化 实验能力的载体。因此，无论是平时化学教学，还是高考备考，必须做到落实好化学“双基”的同 时，加强化实验能力的培养和提高。为便于有计划地在落实化学实验“双基”的基础上，培养学生 的化学实验能力，本文仅就化学实验“双基”，以化学实验的基本技能为线索作以归纳。

一、化学实验仪器使用的技能

化学实验仪器使用的技能包括识别仪器、确定仪器用途、使用仪器方法（选择仪器控制实验的 方法、检查仪器是否完好、操作仪器的方法、保存仪器方法）、使用仪器进行实验要注意的问题等。 就中学化学而言，主要是会使用30神常见仪器，其中重点是以下20种仪器（按主要用途分六类）。r 相

关、 、基础1知识/ ，分析问题） 解决问题， 、基本方法/

常

用

的

20

种

仪

一其它

①试剂存放原则

基

本

操作技⑵化学实验中重要基本操作

-即［可以直接加热：⑴试管、⑵地埸、⑶蒸发皿。

盗新垫石棉网加热：⑷烧杯、⑸烧瓶（平底、圆底、蒸邃烧瓶）、⑹锥形瓶。

〔不能加热仪器：⑺集气瓶、⑻试剂瓶（细口、广口）、（9）启普发生器、00）滴管（滴瓶）

测粗童器：0D童筒（精度：O.lmL）。

里”1精童器：?容重瓶、曲滴定管（酸式、膝式）（精度：O.OlmDo

计量器：粗重器：凹托盘天平（精度：0. lg）s 05温度计。

分离器：06）漏斗（普通漏斗、长颈漏斗、分液漏斗）.

加热器：?酒精灯。

J分鼎器：08）干燥管（球形、U形）、09）洗气瓶。

1搅拌器：伽玻璃棒。

二、化学药品的使用技能

化学药品的使用技能包括化学药品的使用要求、取用化学药品的器具的控制（选择器具的方法依据）和取用的操作方法、注意的问题和有效安全防范的措施等。可用下图作以简单的概括。

一⑴内由J"①使用药器的原则：（“三不”安全原则；“按规定或少重”节约原则；“防污”保纯原

则）富譬舅- ［②取用方法及取用方法选择依据（取用仪器和药品性质）?的技御〔⑵两种状态六种方法：固体三种（块状、粉状、定童）；液体三种（少重、多重、定重）。

三、化学实验基本操作的技能

化学实验基木操作的技能是完成具体化学实验时所采用的若干操作动作技术，主要包括存放试剂操

作技能、…些化学实验普遍使用的技能、定量实验操作技能、物质分离和提纯实验操作技能等。

J“药品保存要安全，防变防污便取用七具味的说主要是《物质状态定口1径，瓶塞取决酸赣

性。易燃易爆远火源，见光分解棕色瓶七

NaOH、氨水、苏打水、水玻璃；氢氟酸、浓硫酸、浓硝酸、浓盐

酸;

石炭酸、白磷、Na和K、硝酸银溶液、氯水、KMnO4溶液等。

J①溶解（研磨、搅拌、加热促进溶解）；②试纸使用；③仪器洗涤和连接组装;

I④物质加热三种方法；⑤装苣气密性检验；⑥安全操作常识《五防七

⑶定室实验操作：①溶液配制；②中和滴定；③硫酸铜晶体中结晶水含重测定；④中和热测定。“四步曲七⑷物质分离操作：①过滤；②分液和萃取；③蒸发和结晶；④蒸演和分邃；⑤升华；⑥渗析；⑦盐析。

〔⑸其它基本操作：①喷泉实验（原理、方法和注意事项）；②焰色反应（烧一洗一烧，醮一烧一醮）。

四、化学实验装置图绘制的技能

根据仪器或装置的形状比例，准确绘制仪器和实验装置图。主要包括：①观察仪器形状比绘制仪器图；②实验装置图绘制：观察装置形状比例，整体布局规划，确定先后顺序来绘制实验装置图。

五、化学实验记录和实验总结的技能

”①现象记录（a新现象:如溶液变红、变濯浊等。b新旧现象对比法:溶液由无色变红）

②特殊试剂存放方法

实蛤很彳［②有效数据记录：有效数据与计重仪器精度有关（③天平：记为“。.1广；b童筒: I 记为％LlmL”； c滴定管：记为：《O?OlmL?）。

.③实验过程中意外情况的记录等。

.①分析现象本质，揭示规律。

2.实验总结< ②对比现象和本质，归纳规律或得出公式或绘制图形等。

一③科学地解释异常现象。

六、化学实验方案设计的技能

化学实验方案设计的技能是要求最高的一项技能，它要求综合应用相关化学基础知识和仪器使用技能、药品使用技能、化学实验基本操作技能等设计出比较科学的化学实验方案。就中学化学而言一般包括物质制备实验方案设计的技能、性质实验方案设计的技能、物质检验实验方案设计的技能和物质分离及提纯实验方案设计的技能等。

化学实验方案设计技能的核心是对化学实验三大原理的设计技能。即：⑴实验原理：实验原理就是化学反应原理，指的是每个具体化学实验反映了或说明了或推断了什么样的物质发生了何种变化的理论（包括反应物用量，反应状态，定量关系，温度、压强和催化剂等反应条件）。⑵装置原理: 装置原理是指为达到某个具体实验目的，应当选择何种仪器、设备，采用何种组合、联接方式的道理。⑶操作原理：操作原理是根据具体实验的目的、仪器，进行操作活动的理由（包括操作步骤、注意事项和安全防范措施等）o

（一）、明确化学实验方案设计的原则：⑴科学性、⑵安全性、⑶可行性、⑷简约性。综合起来

说就是“效果明显、操作安全、步药时少、装置简单” 0 （二）、正确列出实验所需的药品、仪器、实验方.法和步骤、实验装置图、注意事项等。

（三）、设计化实验方案、论征化学实验方案。根据同类化学实验在反应原理、装置构造原理、对试剂、仪器、基本操作的要求具有相似性，通过对照课本上类似的代表性实验和设计原则来选择最佳

实验方案。

（四）、化学实验方案设计技能的基本要素

1.制备实验方案设计的技能

⑴制备实验方案设计的原则和一般思路（可能途径一优化选择一拟定步骤一具体方案）。

⑵制备实验方案设计的注意事项。

⑶典型的物质制备实验方案（设计的原理、装置、步骤和方法等）。重点是气体制备方案，可概括为气体制备九问：原理一原料一装置一净化一干燥一收集一检验一吸收一验密。

应熟悉制备实验方案的常见的14种气体（按原理类型排列）是：①固、固加热类：。2、NH3> ；

CH

4

%1固、液不加热类:足、CO?、眼、SO?、NO?、C2H2；③固、液加热类:C12、HCk NO、CO、

C2H4 等。

⑷应熟悉气体制备或气体制备并实验的装置设计规律

气体制取发生装置设计规律：主要三类型①固固加热类；②固液不加热类；③固液加热类。

成套装置一般由无部分组成：①发生一②除杂一③干燥一④收集或实验一⑤尾气吸收。

⑸几种特殊装置：①储气瓶原理；②安全瓶原理；③尾接干燥的作用；④三孔塞广口瓶的三个作（使气体混合均匀；干燥气体;通过观察气泡控制气体比例和速率）;⑤双孔塞广曰瓶的多种用途（向上集气、向下集气、排液集气、洗气瓶、干燥气体、安全瓶、储气瓶、组装气体发生装置等）。⑥可用量筒排水集气测量气体体积。

⑹装置气密性查检验方法设计规律：①操作规律：密闭系统f使气体彭胀或压缩一观察现象一推理结论。②熟悉三类装置气密性检验操作方法：普通装置；启普发生器类装置；成套装置检验等。

⑺加热方法和加热顺序的设计规律：熟悉常见二种加热方法及特点①直接加热法；②垫石棉网加热法；③水浴加热法。点燃和熄灭酒精灯的顺序规律：点燃酒精灯顺序是先加热发生装置一后加热实验装置（用原料气排尽装置中空气以防产品不纯或发生爆炸）；熄灭酒精灯顺序是先灭实验装置酒精灯一后灭发生装置酒精灯（防止产物不纯或发生倒吸现象）。

⑻除杂设计规律：一般是①先除杂一②后除水一③加热除杂放末尾（加热除通常放末尾）o

2.性质实验方案设计的技能

⑴性质实验方案设计的要求和一般思路（①充分了解结构与性质的关系一②列出所有可能的性质f③深挖细找、反复推敲，探索或验证性质）。

⑵性质实验方案设计的注意事项。

⑶典型的性质实验方案设计（原理和方法）

第1种是证明酸性：①PH试纸或酸碱指示剂；②与Na2CO3反应；③与Zn反应等。

第2种是证明弱酸性：①证明存在电离平衡；②测定对应钠盐溶液酸碱性；③测定稀释前后溶液PH值的变化等。

第3种是证明氧化性：与还原剂（如KI、SO?、H?S等）反应，产生明显的实验现象。

第4种是还原性：与氧化剂（如KMnO4、浓HNO3等）反应，产生明显的实验现象。

第5种是证明为胶体分散系：有丁达尔现象。

第6种是证明有碳碳双键（或矣键）:使浪水或酸化的KMnO4溶液褪色。

第7种是证明有酚羟基：①与浓浪水反应产生白色沉定；②与FeCG 溶液发生显色反应。

第8种是证明有醛基：①与银氛溶液作用发生银镜反应；②与新制知氧化铜浊液作用产生砖红 色沉淀。

第9种是证明醇羟基：与酸发生酯化反应，其产物不溶于水，有果香味。

第10种是比较金属活动性：①与水反应；②与非氧化性酸反应；③最高价氧化物的水化物的碱 性强弱；④置换反应；⑤对应硝酸盐溶液的酸性强弱；⑥原电池；⑦电解盐溶液时阳离了放电顺序。

第11种是比较非金属活动性：①单质与纭I 反应的难易；②气态翅化物的稳定性、还原性；③最 高价氧化物的水化物的酸性强弱；④置换反应；⑤对应含氧酸钠盐溶液的碱性强弱。

第12种是比较酸（碱）的酸（碱）性强弱：较强的酸（碱）能制取较弱的酸（碱）o

3. 物质检验实验方案设计的技能

⑴物质检验实验方?案设计的要求。

⑵物质检验实验的一般思路：①外观观察一②试样准备一③检验实验（检验实验一般规律：取少 许试样一加入试剂一观察现象一推断结论）。

⑶典型的物质检验实验方案设计（原理和方法）

%1 应熟悉检验实验方案的常见的15种气体:。2、田、CO2、。2、HC1、H 2S> SO 2X NH 3> NO 、 NO 2> CO 、CH4、C 2H 4> C 2H 2X N2等。

%1 应熟悉检验实验方案的24种离子：12种阳离子：H\ K\ Ca 2\ Na\ Mg 2\ Al 3\ Fe 2\ Fe 3

\ NH 4\ Ba"、Cu 2+> Ag*等。12 种阴离子：OH\ Cl\ Br\ I\ CO 32\ SO —、SO 32\ S 2\ NO 3\ PO 43\ SiO 32

\ AIO?-等。

%1 应熟悉检验实验方案的常见的烧:烷烷（饱和炷）、烯烧（实质是c=c 键）、快炷（实质是c C ）、 苯和苯的同系物。

%1 应熟悉检验实验方案的常见的烷的衍生物：乙醇、乙醪、苯酚、乙酸、乙酸乙酯、葡萄糖、 蔗糖、淀粉、蛋白质等。

%1 熟悉检验有机物常用的试剂：浪水、浓硝酸、银氛溶液、新制的氢氧化铜浊液、酸化的KMnO 4 溶液、FeCh 溶液、Na 2CO 3溶液等。

4. 物质分离或提纯实验方案设计的技能

⑴物质分离或提纯的科学思想。

基本方法基本原理科学思想

①分液①分液是将两种互不相溶的两种液

体混合物分离的方法。

根据两种互不相溶的液体密度不同而乂存在分界

面，在分液漏斗中通过活塞控制放出下层液体，

将上层液体从上曰倒出。

②过滤②过滤是将液体和不溶固体混合物

分离的方法。

据根不溶固体颗粒大不能透过滤纸，液体粒子很

小易透过滤:纸，将混合装入过滤器中，使液体

透过滤纸，固体仍留在滤纸上使混合物分开。

③蒸发③蒸发是根据液体混合物组分挥发

性不同，加热使易挥发组分气化分

离混合物的方法。

根据混合物组分挥发性不同，加热使易挥发物质

气化离开体系实现混合物的分离。

④升华升华是利固体混合物组分升华性不

同，将混合物分离的方法。

根据固体混合物中组分升华性不同，加热使易升

华物质升华离开体系，实现混合物的分离。

当混合物不具有上述特性（不能直接分离）时，则采用溶解、萃取、盐析等（蒸偕和分馅实质是将蒸发分离与冷凝回|收蒸气联合的操作）物理方法，气化、沉淀、酸或碱溶解等化学方法使混合物转变化成具有上述特性的混合物后再用基本方法来分离，以达到分离或提纯物质的目的。对于分离来说, 还要将改变了的组分恢夏原状。

⑵物质分离和提纯实验方案设计注意事项。

⑶应熟悉常见的分离与提纯的典型题型和解题思路。