1、解決化學(xué)實(shí)驗(yàn)問(wèn)題的技術(shù)路線根據(jù)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容特點(diǎn)， 中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容作了較為分散的安排，以緊密配合其他內(nèi)容的學(xué)習(xí)。 在總復(fù)習(xí)階段對(duì)實(shí)驗(yàn)問(wèn)題進(jìn)行一個(gè)較為系統(tǒng)的整理是非常必要的。但多年來(lái)師生一直為實(shí)驗(yàn)復(fù)習(xí)中出現(xiàn)的問(wèn)題困擾著，例如感覺(jué)實(shí)驗(yàn)復(fù)習(xí)內(nèi)容較為枯燥，學(xué)生覺(jué)得復(fù)習(xí)過(guò)的知識(shí)考試時(shí)用不上等等。建議大家調(diào)整一下復(fù)習(xí)的思路和模式，特別要對(duì)處理實(shí)驗(yàn)問(wèn)題的程序進(jìn)行一個(gè)討論，把落腳點(diǎn)放在解決問(wèn)題上來(lái)。我們可以把這歸結(jié)為“技術(shù)路線”。一 基礎(chǔ)知識(shí)1 .常用儀器中學(xué)常用化學(xué)實(shí)驗(yàn)儀器約 30余種。將這些儀器羅列出來(lái)，一一討論它們的用途和使用注意事項(xiàng)，無(wú)異于背誦詞典，是令人生厭的。其實(shí)所有儀器都是為完成某項(xiàng)具體任務(wù)而

2、設(shè)計(jì)和制作的，其中的原理樸素而簡(jiǎn)單。如果能從實(shí)際需要出發(fā)理解和掌握各種儀器及其功能會(huì)有趣得多。讓我們來(lái)看下面幾組儀器。第一組圖1玻璃片是最簡(jiǎn)單的儀器，可以用來(lái)作金屬鈉（固體）的切割墊襯，也可用來(lái)封蓋集氣瓶。但進(jìn)行與液體有關(guān)的操作則會(huì)流撒，需要玻璃片有一點(diǎn)弧度，于是可以設(shè)計(jì)成表面皿。 晶便可以設(shè)計(jì)耐高溫的陶瓷制品一一蒸發(fā)皿（當(dāng)然比表面皿的弧度更大些）玻璃材質(zhì)難耐高溫，因此作蒸發(fā)結(jié)。蒸發(fā)皿沒(méi)有蓋，作定量實(shí)驗(yàn)時(shí)可設(shè)計(jì)成帶蓋的塔埸（當(dāng)然其深度和容積也有所不同）第二組表面皿培養(yǎng)皿3O,可盛液體）。若蒸發(fā)皿呈弧形，若要能在桌面上平穩(wěn)安放，可設(shè)計(jì)成平底的培養(yǎng)皿（四周有“圍欄” 要盛放大量液體，可將“圍欄”增

3、高，即為燒杯。燒杯可水平觀察其中的反應(yīng)現(xiàn)象，若為節(jié)約藥品可縮小橫 截面，即可設(shè)計(jì)成試管。試管為收口儀器，易于導(dǎo)出氣體，若要生成大量氣體，則可擴(kuò)大底部容積，設(shè)計(jì)為、蒸儲(chǔ)燒瓶。燒瓶。試管、燒杯、燒瓶又進(jìn)行一些改進(jìn)設(shè)計(jì)成具支試管、錐形瓶（收口） 第三組酒精燈酒精噴燈 W 三捻酒精燈圖3酒精等用于加熱，其溫度約 300 C ,如需更高的溫度（例如 600 C）則可選用酒精噴燈，如需長(zhǎng)距離加 熱，可使用三捻酒精燈。2 .基本操作中學(xué)化學(xué)基本操作約 10余種，諸如藥品的存放與取用，過(guò)濾，分液，儀器的裝配、裝置氣密性檢查等。基本操作技能的形成在于平時(shí)的積累，復(fù)習(xí)階段至少要做兩個(gè)方面的工作，一要制作這些操作的

4、詳細(xì)說(shuō)明（多數(shù)教學(xué)輔助材料中都會(huì)提供相應(yīng)資料的列表），二要以多種方式進(jìn)行實(shí)際演練（例如開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室，同學(xué)分組進(jìn)行展示性操作，資源共享，提高效率）。值得注意的是有些操作事關(guān)對(duì)相關(guān)原理或操作設(shè)計(jì)的理解，甚至能夠考查學(xué)生創(chuàng)新精神、實(shí)踐能力，高考試題中也時(shí)有涉及。這種問(wèn)題就應(yīng)該設(shè)立小型專題，予以較為深入的討論。“裝置氣密性檢查”即屬此列。現(xiàn)以此為例，練習(xí)如下：圖4裝置氣密性檢查的“經(jīng)典”操作：將導(dǎo)管插入水中，用手或酒精燈微熱試管，導(dǎo)管口有氣泡放出，撤去 熱源，水回流并在導(dǎo)管口形成一段水柱，說(shuō)明該裝置的氣 密性良好。用這種方法檢驗(yàn)下述裝置的氣密性就不一定都合適。但 它們有沒(méi)有一個(gè)共同的“程序”呢？我們嘗試

5、從上面裝置的圖4操作中加以總結(jié)：形成一個(gè)封閉空間， 被檢查部位全部位于這個(gè)空間內(nèi)，通過(guò)改變外界條件， 改變?cè)摽臻g內(nèi)的氣體壓強(qiáng)，描述發(fā)生的現(xiàn)象，得出結(jié)論。按照這樣的程序，我們是對(duì)下列第四個(gè)裝置進(jìn)行氣密性的檢驗(yàn)：關(guān)閉旋塞（造成一個(gè)封閉空間），用手為試管加熱（增大封閉空間內(nèi)氣體的壓強(qiáng)） ，長(zhǎng)頸漏斗導(dǎo)管內(nèi)液面上升（現(xiàn)象） ，說(shuō)明該裝置氣密性良好 （結(jié) 論）。其他幾種裝置的氣密性又該怎么檢驗(yàn)?zāi)兀空?qǐng)同學(xué)們自己練習(xí)。3 .簡(jiǎn)單裝置及其功能由較少量的儀器組成的相對(duì)小型的裝置稱為簡(jiǎn)單裝置，其功能較易辨識(shí)和理解。 大型綜合實(shí)驗(yàn)的裝置通常由若干簡(jiǎn)單裝置組裝而成，這些簡(jiǎn)單裝置在其中承擔(dān)著各自的功能。然而，若將這些簡(jiǎn)單

6、裝置從大型裝置中分割出來(lái)進(jìn)行孤立的考察，就會(huì)發(fā)現(xiàn)它們的功能并不是單一的，它們出現(xiàn)在不同的實(shí)驗(yàn)中可能承擔(dān)不同的功能。也就是說(shuō)同一個(gè)裝置可以具有不同的功能。研究還發(fā)現(xiàn)，同樣一個(gè)任務(wù)有時(shí)可以由不同的簡(jiǎn)單裝置來(lái)承擔(dān)，也就是說(shuō)不同的裝置可以實(shí)現(xiàn)同一個(gè)功能。因此理解大型實(shí)驗(yàn)裝置的設(shè)計(jì)首先要搞清楚簡(jiǎn)單裝置，簡(jiǎn)單裝置又要從“裝置及其功能”關(guān)系的角度加以研究。(1)由裝置到功能例1下列簡(jiǎn)單裝置中均含有干燥管，試述它們的功能。CuSO.(2)(4)干燥管最典型的功能是氣體的干燥圖6(1),此外用它還可以檢驗(yàn)氣體中是否含有水分圖6 (2)、裝配簡(jiǎn)易其普發(fā)生器圖 6- (3)、作為極易溶于水的氣體防倒吸的裝置圖 6-

7、 (4)等。例2裝有雙孔塞和長(zhǎng)短不同玻璃管的集氣瓶可用來(lái)除去氣體中的某些雜質(zhì)，通常被稱為“洗氣瓶”(如圖7),使用它或?qū)ζ渖约痈倪M(jìn)就可以“開(kāi)發(fā)”出更多的功能。試據(jù)此進(jìn)行設(shè)計(jì)。作為洗氣裝置：長(zhǎng)管進(jìn)氣，短管出氣，瓶?jī)?nèi)裝有雜質(zhì)氣體的吸收液。作為氣體的收集裝置：收集密度大于空氣的氣體。改進(jìn)1:,可收集密度大于空氣的氣體圖 8- ( 1)。(誰(shuí)說(shuō)裝置必須“正著放”？)改進(jìn)2:瓶?jī)?nèi)裝滿水，短管進(jìn)氣長(zhǎng)管出氣，可用于排水法收集氣體。圖8- (2)(誰(shuí)說(shuō)氣體必須長(zhǎng)管進(jìn)氣短管出氣？)改進(jìn)3:瓶?jī)?nèi)裝滿水，將裝置掉轉(zhuǎn)180° ,長(zhǎng)管進(jìn)氣短管出氣， 仍可用于排水法收集氣體。圖8- (3)改進(jìn)4:加裝量筒可通過(guò)

8、測(cè)量排水量測(cè)定氣體的體積。圖 9- ( 1)改進(jìn)5:改裝“三孔塞”，瓶?jī)?nèi)盛有雜質(zhì)氣體的吸收劑，可實(shí)現(xiàn)氣體的凈化、混合，通過(guò)觀察氣泡可控 制混合氣的比例。圖9- (2)改進(jìn)6:長(zhǎng)管換成長(zhǎng)頸漏斗，短管加裝玻璃旋塞，可用作儲(chǔ)氣罐。圖9- (3)(1)(2)(3)圖9凡此種種，不一而足。這些可以看作是一種“變式”練習(xí)，其目的不是窮盡所有可能的設(shè)計(jì)，而是要求根據(jù)具體實(shí)驗(yàn)的任務(wù)辨別它們所發(fā)揮的特定作用，這無(wú)疑是一種“創(chuàng)造性的思維”。(2)由功能到裝置為了完成某項(xiàng)任務(wù)可以設(shè)計(jì)專門(mén)的儀器或裝置。例如實(shí)驗(yàn)中常要用某些固體干燥劑除去某些氣體中的水分，人們?cè)O(shè)計(jì)了干燥管。然而，對(duì)氣體進(jìn)行干燥并非僅能使用干燥管，經(jīng)過(guò)設(shè)

9、計(jì)很多儀器或裝置可以具有這例3氣體的干燥:可見(jiàn)同一功能可以有不同的儀器或裝置來(lái)實(shí)現(xiàn),一功能。(4)圖10解題時(shí)應(yīng)有意識(shí)地加以辨認(rèn)。 例4和例5分別是防止液體倒吸和進(jìn)行尾氣處理的裝置，這些都是老師、同學(xué)設(shè)計(jì)的，有些是出題專家設(shè)計(jì)的，收集在這里，請(qǐng)同學(xué) 們思考這些裝置是怎樣完成相應(yīng)功能的，這里不作過(guò)多提示。例4防止液體倒吸*水圖11例5尾氣處理圖12二技術(shù)路線所謂技術(shù)路線，既指解決問(wèn)題的策略和思路，又包括解決問(wèn)題的程序步驟和具體方法。這里主要討論 “裝置切割”和“任務(wù)實(shí)現(xiàn)”兩種技術(shù)路線。1.裝置切割裝置切割是指將大型綜合實(shí)驗(yàn)裝置看成是由若干簡(jiǎn)單裝置組裝而成的，并將這些簡(jiǎn)單裝置進(jìn)行單獨(dú) 的考察，分析

10、它們?cè)诳傃b置中的功能，再按照其組裝順序分析它們是如何協(xié)同完成實(shí)驗(yàn)任務(wù)的。這種先分 析后綜合的策略能為我們理解實(shí)驗(yàn)裝置的設(shè)計(jì)提供有力支持，從而幫助我們正確回答題目的設(shè)問(wèn)。例6實(shí)驗(yàn)室可用氯氣與金屬鐵反應(yīng)制備無(wú)水三氯化鐵，該化合物是棕紅色、易潮解，100c左右時(shí)升華。圖13是兩個(gè)學(xué)生設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)裝置，左邊的反應(yīng)裝置相同，而右邊的產(chǎn)品收集裝置則不同，分別如（I） 和（n）所示。分析：將總裝置分割為 7個(gè)較小的簡(jiǎn)單裝置，根據(jù)實(shí)驗(yàn)的總?cè)蝿?wù)可以很容易地確定它們?cè)趯?shí)驗(yàn)中承擔(dān) 的具體功能。將這些裝置回歸總圖，不難理解整套裝置的設(shè)計(jì)。在這個(gè)基礎(chǔ)上回答題設(shè)問(wèn)題。圖13試回答：(1)B中反應(yīng)的化學(xué)方程式為：MnO 2+

11、4HCl(濃)= MnCl 2+Cl 2 T +2H20;(2)D中的反應(yīng)開(kāi)始前，需排除裝置中的空氣，應(yīng)采取的方法是：先使氯氣發(fā)生，使其充滿裝置后再給D加熱。(3)D中反應(yīng)化學(xué)方程式為：2Fe+3Cl2=2FeCl3°(4 )裝置()的主要缺點(diǎn)是：牛成的氯化鐵經(jīng)過(guò)較細(xì)長(zhǎng)的導(dǎo)管時(shí)易冷卻凝華、造成阻塞。(5 )裝置(n )的主要缺點(diǎn)是：E未接干燥裝置，可能進(jìn)入水汽造成氯化鐵的水解。如果選用此裝置來(lái)完成實(shí)驗(yàn)，則必須采取的改進(jìn)措施是：在 E和F之間加裝干燥裝置。2.任務(wù)實(shí)現(xiàn)任務(wù)實(shí)現(xiàn)是依據(jù)題給信息明確實(shí)驗(yàn)要完成的總?cè)蝿?wù)，根據(jù)化學(xué)反應(yīng)特點(diǎn)、相關(guān)反應(yīng)物生成物的性質(zhì)， 預(yù)測(cè)實(shí)驗(yàn)中可能遇到的問(wèn)題，并設(shè)

12、計(jì)解決問(wèn)題的可能方法及所需其相關(guān)裝置。在這個(gè)基礎(chǔ)上可以更加全面 而主動(dòng)地分析理解題目所給裝置的設(shè)計(jì)意圖，更加準(zhǔn)確回答相關(guān)問(wèn)題。例7某研究性學(xué)習(xí)小組的同學(xué)為在實(shí)驗(yàn)室再現(xiàn)二氧化硫催化氧化的過(guò)程，并制取少量三氧化硫晶體，設(shè)計(jì)了如圖14所示的裝置。已知三氧化硫遇水生成硫酸、并放出大量熱，容易形成酸霧。圖14分析：這是氣體和固體之間再加熱的條件下的反應(yīng)，生成物也是氣體，反應(yīng)裝置應(yīng)為玻璃管。化學(xué)方程式:上述文本框是對(duì)可能影響反應(yīng)進(jìn)行的因素的分析。將這一分析與裝置圖加以對(duì)照不難看出：裝置A的功能為，將二氧化硫和氧氣以一定的比例混合，同時(shí)利用洗氣功能除去混合氣體中可能混有的水汽；裝置B時(shí)反應(yīng)發(fā)生的裝置；裝置

13、C用于提供低溫環(huán)境，有利于低沸點(diǎn)的SO3晶體的形成。試回答：(1)已知6.4g二氧化硫被氧氣氧化成氣態(tài)三氧化硫，放出 9.83kJ熱量。反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為:2SQ? ( g)_ ,_1+O_2(g)=2SO 3(g)QH= 196.6kJ mol 1;(2) A裝置可用來(lái)觀察二氧化硫和氧氣的進(jìn)氣量。實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)使A中兩根導(dǎo)氣管冒出氣泡的速率相同，其目的是:增大氧氣的比例，以增大二氧化硫的轉(zhuǎn)化率，A中的藥品是：濃硫酸；(3)檢查完裝置的氣密性且加入藥品后，開(kāi)始進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。此時(shí)首先應(yīng)該進(jìn)行的操作是：點(diǎn)燃B處的酒精燈;(4)在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中不能持續(xù)加熱的理由是：此反應(yīng)為放熱反應(yīng)，持續(xù)加熱平衡左移，不利于SO

14、g 的生成；(5) C裝置用來(lái)收集二氧化硫，其中冰鹽水的作用是：降低溫度，使SO色固化;若用ag銅跟足量濃硫酸反應(yīng)制二氧化硫，實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)得到bg三氧化硫，該實(shí)驗(yàn)中二氧化硫的轉(zhuǎn)化率不小于 80b % ;a(6)為了減輕實(shí)驗(yàn)對(duì)環(huán)境的污染，請(qǐng)你設(shè)計(jì)尾氣處理裝置，用簡(jiǎn)要文字說(shuō)明：按順序加裝分別盛有濃硫酸和氫氧化鈉溶液的洗氣裝置。濃硫酸用于吸收多余的三氧化硫，氫氧化鈉溶液用于吸收未反應(yīng)的二氧化硫。評(píng)述與啟示裝置切割的思路是“從裝置到功能”，其技術(shù)路線可以概括為：裝置切割二功能分析 rT 組裝復(fù)原回答問(wèn)題y,需要對(duì)儀器、簡(jiǎn)單裝置及其需要對(duì)簡(jiǎn)單裝置的需要文字的表功能、實(shí)驗(yàn)操作較為熟悉。功能進(jìn)行篩選。達(dá)能力。

15、如果學(xué)生對(duì)簡(jiǎn)單裝置很熟悉，又能從試題提出的任務(wù)的角度出發(fā)，能夠緊貼實(shí)際問(wèn)題，避免旁枝末節(jié) 的干擾，地理解試題設(shè)計(jì)思路，從而順利做答。所以說(shuō)裝置切割是一種簡(jiǎn)捷、實(shí)用、高效的解題方法。任務(wù)實(shí)現(xiàn)的思路是“從功能到裝置”，其技術(shù)路線可以概括為：明確任務(wù)仁)分析問(wèn)題二理解裝置二回答問(wèn)題需要對(duì)化學(xué)原理、元素化合 物的理化性質(zhì)較為熟悉。需要理論與實(shí)踐相結(jié)合的意識(shí)和能力。需要文字的表達(dá)能力。這種思路從基本原理出發(fā)，明確任務(wù)以及完成任務(wù)可能遇到的種種問(wèn)題。在這樣的背景下去考察試題 提供的解決方案(通常用裝置圖的形式加以呈現(xiàn))和設(shè)問(wèn)，自然能夠做到視野開(kāi)闊，高屋建領(lǐng)，回答問(wèn)題準(zhǔn) 確，甚至可以對(duì)題目提供的解決方案進(jìn)行評(píng)價(jià)。