《江苏省16—17学学年高中学业水平测试基础过关化学必修一：主题2 化学实验基础 第五讲 实验设计和评价（附答案）$8343.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《江苏省16—17学学年高中学业水平测试基础过关化学必修一：主题2 化学实验基础 第五讲 实验设计和评价（附答案）$8343.doc（12页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第五讲实验设计和评价测试内容测试要求1.了解化学实验是科学探究过程中的一种重要方法，能根据试题有关要求设计、评价或改进简单实验方案，体验科学探究过程。D2.能说明有关实验的原理、操作方法、现象等。C3.能根据实验目的记录实验现象和数据，并进行分析和处理，得出正确结论，完成实验报告。DB一、 探究性实验方案的设计1题目特征(1) 开放性(2) 探究性 (3) 综合性2思路方法一个完整的探究性实验方案包括以下几个方面：(1) 实验目的：明确实验要想知道什么或证明什么，即提出欲探究的问题。(2) 实验设计：选择合适的方法，包括合适的反应、仪器、条件等，设计出实验探究的具体步骤。(3) 实验过程：认真
2、细致地进行实验，如实记录数据、现象。(4) 分析与结论：对实验结果进行认真地整理、讨论、分析，得出结论。二、 探究性实验方案的评价1题目特征该类题目一般给出一个或几个实验方案，让考生根据化学实验原理、元素化合物知识，以及科学实验的手段等，通过分析与综合，比较与论证，归纳与筛选，从不同角度对指定实验方案的优劣作出综合评价。2思路方法(1) 选择。仪器的选择：发生装置、净化装置、反应装置、性质检验装置(或收集装置)、尾气处理装置。药品的选择：药品的种类、浓度、状态等。连接方式的选择：仪器连接的先后顺序、导管接口顺序等。(2) 评价。科学性实验原理、实验方法和操作程序必须科学合理。安全性实验操作要尽
3、量防止带有危害性的操作、尽量避免与有毒物质接触，若无法避免，则应采取相应的安全措施。环保性有毒物质必须处理，以防污染环境。可行性设计的实验方案要切实可行，所选用的药品、仪器、设备和方法在现有的条件下能得到满足。简约性实验设计应尽可能简单易行，应采用简单的实验装置，用较少的实验步骤，能在较短的时间内完成实验，且效果明显。经济性综合考虑原料的用量、价格。(3) 最佳方案的选用。对给出的几个实验方案都能达到实验目的，选出其中最佳的一个并分析各方案的优劣。所谓最佳，是指原理正确可行、操作安全合理、步骤简单方便，药品经济、效果明显、无干扰现象、无污染等。【例】 (2016届南京市模拟)胆矾(CuSO45
4、H2O)有广泛的用途。某研究性学习小组利用某次实验后的稀硫酸、稀硝酸混合液制备胆矾。实验流程如下：请回答下列问题：(1) 操作X为_。(2) NO需要回收利用，写出NO与空气、H2O反应生成硝酸的化学方程式：_。(3) 现有48 g含CuO质量分数为20%的铜粉，与一定量的稀硫酸、稀硝酸混合液恰好完全反应生成CuSO4。理论上生成胆矾的质量为多少？ (写出计算过程)原混合液中硫酸和硝酸的物质的量之比为_。解析：(3) 3Cu8H2NO=3Cu22NO4H2On(HNO3)0.6 mol230.4 moln(H2SO4)n(HNO3)0.72 mol0.4 mol95答案：(1) 蒸发浓缩、降温
5、(冷却)结晶(2) 4NO3O22H2O=4HNO3(3) n(CuO)48 g20%80 g mol10.12 moln(Cu)48 g(120%)64 g mol10.6 moln(CuSO45H2O)(0.120.6) mol0.72 molm(CuSO45H2O)0.72 mol250 g mol1180 g95 1. (2015年江苏省普通高中学业水平测试)某硫酸厂产生的烧渣(主要含Fe2O3、FeO，还有一定量的SiO2)可用于制备FeCO3，其流程如下：已知：“还原”时，FeS2与H2SO4不反应，Fe3通过反应、被还原，其中反应如下：FeS214Fe38H2O=15Fe22SO
6、16H(1) 加入FeS2还原后，检验Fe3是否反应完全的试剂为_。(2) 所得FeCO3需充分洗涤，检验是否洗净的方法是_。“沉淀”时，pH不宜过高，否则制备的FeCO3中可能混有的杂质是_。(3) 写出“还原”时反应的离子方程式：_。“还原”前后溶液中部分离子的浓度见下表(溶液体积变化忽略不计)：离子离子浓度/(molL1)还原前还原后Fe20.102.5SO3.53.7请计算反应、中被还原的Fe3的物质的量之比(写出计算过程)。 2. (2014年江苏省普通高中学业水平测试)碱式次氯酸镁Mg2ClO(OH)3H2O微溶于水，不吸湿，相对稳定，是一种有开发价值的无机抗菌剂。某研发小组通过下
7、列流程制备碱式次氯酸镁：(1) 从上述流程可以判断，滤液中可回收的主要物质是_。(2) NaClO溶液用Cl2与NaOH溶液反应获得，写出该反应的化学方程式：_。(3) 有效氯含量是衡量次氯酸盐氧化能力的重要指标。次氯酸盐的有效氯含量可用次氯酸盐与盐酸反应所生成的氯气的含量来表示：ClOCl2H=Cl2H2O有效氯含量100%若测得某碱式次氯酸镁产品中镁含量为29.01%，有效氯含量为40.28%。通过计算判断该产品中镁和有效氯含量的测定值与理论值相比，是偏低还是偏高？(写出计算过程)根据你的判断，推测产品中可能含有的杂质，并给出制备过程能减少产品中含有该杂质的措施。3. (2013年江苏省普
8、通高中学业水平测试)某研究人员按下图所示流程进行“燃煤烟气的脱硫研究”。实验中，SO2和O2混合气体连续通入，水和铁在起始时一次性加入，反应液多次循环。(1) 吸收时，温度不宜过高的原因是_。(2) 为确保反应液的循环吸收效果，吸收液与铁的反应需控制在40 左右进行，在此条件下欲加快该反应速率宜采取的措施有_。(3) 实验中，对循环的反应液的pH进行跟踪检测，测得pH随时间的变化曲线如下图所示(A点为纯水的pH)。 AB段，pH下降的主要原因是_。CD段，反应液的pH发生突变，是由于吸收液中_(填化学式)含量的突增，请分析引起该物质含量突增的原因：_。(4) 经过多次循环以后，反应液可用于制备
9、FeSO47H2O。某补血剂的有效成分为FeSO47H2O，药品标签注明“0.3g/片，FeSO47H2O含量为95%110%”。为检测该补血剂是否合格，取10片药片，配成100mL溶液。取20.00mL溶液，向其中逐滴加入0.1000molL1Ce(SO4)2溶液，发生反应Fe2Ce4=Ce3Fe3，当反应恰好完全进行时，共消耗Ce(SO4)2溶液21.00mL。请通过计算判断该补血剂是否合格(写出计算过程)。4. (2012年江苏省普通高中学业水平测试)纳米氧化铝在陶瓷材料、电子工业、生物医药等方面有广阔的应用前景，它可通过硫酸铝铵晶体热分解得到。已知：硫酸铝铵晶体的化学式为Al2(NH4
10、)2(SO4)424H2O，相对分子质量为906(1) 制备硫酸铝铵晶体的实验流程如下：检验上述流程中“过滤”后杂质是否除尽的实验方法是_。上述流程中，“分离”所包含的操作依次为_、_、过滤、洗涤、干燥。(2) 取4.53g 硫酸铝铵晶体加热分解，最终剩余0.51g Al2O3固体。加热过程中，固体质量随温度的变化如下图所示：请通过计算确定400时剩余固体成分的化学式(写出计算过程)。 1. (2016届南通市模拟)高氯酸铜Cu(ClO4)26H2O易溶于水，120 开始分解，常用于生产电极和作催化剂等。制备高氯酸铜的流程如下：(1) 上述流程中“过滤”后需对滤渣进行洗涤，检验滤渣是否洗涤干净
11、的实验方法是_。(2) 滤渣的主要成分为Cu2(OH)2CO3，上述流程中反应的化学方程式是_。(3) 加热时，Cu(ClO4)2的分解方式有以下两种：2Cu(ClO4)22CuO7O22Cl2Cu(ClO4)2CuCl24O2取一定质量的Cu(ClO4)26H2O样品，加热至某温度使其完全分解，得到7.75 g固体。在常温下将生成的气体通过盛有NaOH溶液的洗气瓶时体积减少 。通过计算确定所得固体产物中CuO的质量百分含量(写出计算过程，结果保留两位小数)。若气体通过NaOH溶液时，氯气未被完全吸收，则所测得固体产物中CuO的质量分数比实际值_(填“偏大”或“偏小”)。 2. (2016届扬
12、州市模拟三)CoxFe3xO4磁粉是一种比较好的高矫顽力磁粉。工业上以FeSO4为原料制备CoxFe3xO4的主要步骤如下：FeSO4FeOOH晶种FeOOHFe2O3Fe3O4CoxFe3xO4(1) 步骤是在FeSO4溶液中加入NaOH溶液，在40 下搅拌生成FeOOH晶种。生成晶种的化学方程式为_。(2) 步骤将FeOOH固体在200300 下加热脱水，生成红色Fe2O3。实验室完成该操作需要下列仪器中的_(填字母)。a. 蒸发皿b. 烧杯c. 坩埚d. 泥三角e. 酒精灯(3) 步骤通入H2，加热至300400，生成Fe3O4。通入H2前要向加热炉中通入N2，其作用为_。(4) 步骤加入CoSO4溶液，所得粗产品经过滤、洗涤、干燥即得成品。检验粗产品洗涤干净的实验操作和现象是_。(5) 某研究小组欲用锂离子电池正极废料(含LiCoO2、铝箔、铁的氧化物)制备CoSO47H2O晶体。下表列出了相关金属离子生成氢氧化物沉淀的pH(开始沉淀的pH按金属离子浓度为1.0 molL1计算)。金属离子开始沉淀的pH沉淀完全的pHFe31.13.2Fe25.88.8Co26.99.4请完成下列实验步骤(可选用的试剂：H2O2、稀硝酸、稀硫酸、NaOH溶液)。用N甲基吡咯烷酮在120 下浸洗正极废料，使LiCoO2与铝箔分离，得到LiCoO2粗品并回收铝。
