一. 思考問題的順序
1. 圍繞主要問題思考。例如,選擇適當(dāng)?shù)膶嶒灺肪、方法;所用藥品、儀器簡單易得;實驗過程快速、安全;實驗現(xiàn)象明顯。
2. 思考有關(guān)物質(zhì)的制備、凈化、吸收和存放等有關(guān)問題。例如,抽取在空氣中易潮的物質(zhì)時,往往在裝置末端再接一個干燥裝置,以防止空氣中水蒸氣進(jìn)入。
3. 思考實驗的種類及如何合理地組裝儀器,并將實驗與課本實驗比較、聯(lián)靠。例如,實驗室用加熱氯化銨和堿石灰的固體混合物制取氨氣,可通過遷移實驗室制取O2的實驗原理,選用與制O2的裝置制取NH3,用向下排空氣法收集NH3。
二. 儀器連接的順序
1. 所用儀器是否恰當(dāng),所給儀器是全用還是選用。
2. 儀器是否齊全。例如,制有毒氣體及涉及有毒氣體的實驗是否有尾氣的吸收裝置。
3. 安裝順序是否合理。例如,安裝儀器是否遵循“自下而上,從左到右”;氣體凈化裝置中不應(yīng)該先經(jīng)干燥,后又經(jīng)過水溶液洗氣。
4. 儀器間連接順序是否正確。例如,洗氣時“進(jìn)氣管長、出氣管短”;干燥管除雜質(zhì)時“大進(jìn)小出”等。
三. 實驗操作的順序
1. 連接儀器。按“氣體發(fā)生→除雜質(zhì)→干燥→主體實驗→尾氣處理”順序連接好實驗儀器。
2. 檢查氣密性。在整套儀器連接完畢后,應(yīng)先檢查裝置的氣密性,然后裝入藥品。檢查氣密性的方法要依裝置而定。
3. 裝藥品進(jìn)行實驗操作。
例:在實驗室里制氧氣時常用氯酸鉀做原料,用二氧化錳做催化劑,根據(jù)催化劑的涵義,二氧化錳的質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)都不發(fā)生改變。試設(shè)計一個實驗,證明二氧化錳在氯酸鉀分解前后的質(zhì)量不變,說明實驗程序和主要操作步驟。
分析:要證明二氧化錳在氯酸鉀分解前后質(zhì)量不變,就必須測定兩個質(zhì)量,一個是加到反應(yīng)器中的MnO2的質(zhì)量,一個是反應(yīng)后剩余固體中的MnO2的質(zhì)量。
加到反應(yīng)器中的MnO2的質(zhì)量可以在加入前測得,而反應(yīng)后的質(zhì)量,必須從反應(yīng)剩余固體中將MnO2分離出來才能測出。因此,整個實驗便以如何解決MnO2的分離為實驗?zāi)康牧恕?br>
根據(jù)學(xué)過的知識,MnO2不溶于水,而KCl溶于水,由此可用溶解、過濾的方法將它們分離開。
解答:(1)用天平稱量 和 混合均勻,放入大試管中;(2)組裝制氧氣的裝置,加熱到不再有氣體放出為止;(3)特大試管冷卻后將剩余固體取出放入一小燒杯中,加水?dāng)嚢枋筀Cl溶解;(4)取一張濾紙對折后剪去多余部分,稱量其質(zhì)量為 ;(5)用該濾紙做過過濾器,過濾(3)制成的液體,全部過濾完后,再用清水洗滌不溶物;(6)取下濾紙,小心干燥后稱量,濾紙連同濾紙上濾出的不溶物的質(zhì)量共為 ;(7)將濾液蒸干稱量其質(zhì)量為 ;(8)將收集到的氧氣換算成質(zhì)量為 ;(9)比較各質(zhì)量之間的關(guān)系,若 , ,則證明氯酸鉀分解前后的 質(zhì)量沒有改變。
注意:本題是較簡單的實驗設(shè)計,但也需要全面考慮。通常只要證明 即認(rèn)為任務(wù)完成,但由于沒有驗證溶質(zhì)和濾渣的性質(zhì),有必要從質(zhì)量守恒的角度證明濾渣確實為 。若不用 ,則濾出的不溶物不易被收集起來。事實上可能有誤差,即可能是 ,這是因為MnO2不是絕對不溶,濾紙也不能完全將MnO2全部濾出。
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