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化学实验设计时应注意的问题

来源:摘抄于因特网作者:陈桂芳 点击:所属专题: 实验设计
1.设计思想、规律和方法 (1)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Al 2 S 3

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1.设计思想、规律和方法

(1)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、联靠。例如涉及到气体的制取和处理,对这类实验的操作程序及装置的连接顺序大体可概括为:发生→除杂质→干燥→主体实验→尾气处理。

(2)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应有尾气的吸收装置。

③安装顺序是否合理。例如:是否遵循“自下而上,从左到右”;气体净化装置中不应先经干燥,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。

(3)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。

2.设计时,应全方位思考的问题

(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)加热操作先后顺序的选择。若气体发生需加热,应先用酒精灯加热发生气体的装置,等产生气体后,再给实验需要加热的固体物质加热。目的是:一则防止爆炸(如氢气还原氧化铜);二则保证产品纯度,防止反应物或生成物与空气中其它物质反应。例如用浓硫酸和甲酸共热产生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,再点燃加热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受损失,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。

(6)具有特殊作用的实验改进装置。如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;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一只小试管等。

(7)拆卸时的安全性和科学性。实验仪器的拆卸要注意安全和科学性,有些实验为防止“爆炸”或“氧化”,应考虑停止加热或停止通气的顺序,如对有尾气吸收装置的实验,必须将尾气导管提出液面后才熄灭酒精灯,以免造成溶液倒吸;用氢还原氧化铜的实验应先熄灭加热氧化铜的酒精灯,同时继续通氢气,待加热区冷却后才停止通氢,这是为了避免空气倒吸入加热区使铜氧化,或形成可爆气;拆卸用排水法收集需加热制取气体的装置时,需先把导管从水槽中取出,才能熄灭酒精灯,以防止水倒吸;拆后的仪器要清洗、干燥、归位。


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