《高二化学实验方案的设计和评价.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高二化学实验方案的设计和评价.doc（18页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、 化学实验方案的设计和评价考纲解读掌握化学实验的记录方法，根据实验现象，观察、记录、分析或处理数据，得出正确结论。根据实验试题要求，运用化学知识设计一些基本实验。能绘制和识别典型的实验仪器装置图。化学实验的各部分知识与技能的综合应用。考纲通鉴考向指南在定量实验中，推断完成实验所要测定的数据及数据的处理计算等。根据实验原理组装仪器或对几套装置进行评价，设计简单的实验或在大型实验题中部分环节的设计。考查常见仪器的识别、回顾典型装置所包含的仪器等，绘制实验装置图。大型实验题常包含多个考点，可全面考查学生能力。要点精讲一、化学实验方案设计1化学实验设计的要求（1）原理正确；（2）方法简单；（3）操作方
2、便；（4）现象明显；（5）产率高；（6）误差小；（7）安全防污。2化学实验设计的内容（1）实验目的；（2）实验原理；（3）实验用品；（4）实验装置图、实验步骤和操作方法；（5）注意事项；（6）实验现象、数据记录及结论；（7）问题和讨论。3化学实验设计程序（1）根据实验的目的，阐明实验原理，选择合适的仪器和药品；（2）根据实验的特点，设计实验装置，画出实验装置图；（3）根据实验的要求，设计可行的操作步骤和观察重点，分析实验中应注意的事项；（4）实验结束后应写出完整的实验报告。5实验设计题的注意事项（1）原题中药品和装置是部分给出，还是有剩余。若药品和装置只是部分给出，则需要作必要的补充，若有剩余
3、，则应进行筛选和淘汰。（2）正确分析实验数据。实验中测定的数据能否达到实验目的，是否每个数据都有用。若已测出多种数据，则根据所测数据可以有哪些解答方法；如果数据不足，还需要什么数据才能完成实验目的。（3）题目条件有无特殊要求。如采用最简单和最合理的实验步骤，这些要求对我们考虑反应原理，选择药品和装置，确定操作步骤都作了限定，须高度重视。（4）实验中的隐蔽性操作。如某些必要的干燥、除杂、冷凝等，这些都是实验中必不可少的，但很容易被忽略。（5）药品名称和仪器的描述。有些题目要求指出药品的名称，这类问题学生最难答准确，如有些药品的准确描述为：无水硫酸铜粉末、澄清石灰水、酸性高锰酸钾溶液、浓硫酸、饱和
4、碳酸氢钠溶液、等。注意常见仪器的规格，如使用容量瓶必须注明其容积；正确书写仪器名称，如分液漏斗和长颈漏斗、圆底烧瓶和蒸馏烧瓶等不能混淆。解题警示解题时应注意认真审题，充分利用题目提供的用品和条件，特别是一些隐含的条件以及重要提示（如括号内的指导语、文字下的着重号等）。（6）会绘制简单的实验装置图。二、实验方案的评价对给出的实验方案作出选择、评价或找出最佳方案，包含的知识点很多，能考查学生的分析问题和解决问题的能力。（1）选择：包括仪器的选择、药品的选择、连接方式的选择等。仪器的选择包括发生装置（几种基本类型）、净化装置（除杂质的试剂和顺序）、反应装置、收集装置、尾气处理装置等；药品的选择，包括
5、种类、浓度、物质聚集状态等；连接方式的选择，包括仪器的先后顺序、导管接口的连接等。（2）评价：对几个实验方案的正确与错误、严密与不严密、准确与不准确作出判断。要考虑是否合理、有无干扰现象、经济上是否合算和对环境又无污染等。解题警示实验评价问题是高考题经常考查的一类综合性实验试题，可以很好的考查学生分析问题和解决问题的能力。在比较几个实验方案及选择合理装置时，首先要明确实验原理和实验目的，体会各方案设计是否合理，确定不合理方案的原应。认真对比各方案、各装置的异同，重点分析其中的不同之处，体会在不同之处哪个方案、装置更合理有效。经过对不同之处逐一分析，选择各方案中的优点，重新组合可以得到最佳方案。
6、（3）最佳方案的选择：所谓最佳，无非是装置最简单、药品容易取得并价格低廉、现象明显、无干扰物质以及无污染等。发散思维三、化学实验中的细节问题（1）干燥与除杂：若采用溶液除杂，则先净化后干燥。（2）尾气处理：有毒气体常采用溶液（或固体）吸收或点燃。（3）接口的连接：对于吸收装置和洗气装置应“长”进“短”出（或“深”入“浅”出）；量气装置应“短”进“长”出；干燥管应“大”进“小”出，冷凝管水流方向“下”进“上”出。（4）气体制备顺序：装置选择与连接气密性检验装固体药品加液体药品按程序实验拆卸仪器气体处理等。（5）加热操作：主体实验加热前一般应先通原料气赶走空气再点燃酒精灯，其目的一是防止爆炸，如H
7、2还原CuO，CO还原Fe2O3；二是保证产品纯度，如制Mg3N2、CuCl2等。熄灭酒精灯时，一般按“先点燃的后熄灭”原则，如在H2还原CuO实验中“氢气早出晚归，酒精灯迟到早退”。（6）取用或制取易吸水、潮解、水解的物质：要采取必要的措施防止其吸水，以保证达到实验目的。（7）冷凝回流：为减少易挥发的液体反应物的损耗和充分利用原料，需在反应装置上加装冷凝回流装置（如竖直长玻璃管、冷凝管等）。（8）易挥发液体产物：导出的蒸气要及时冷却（如制取乙酸乙酯中的竖直长导管、石油分馏中的冷凝器等）。（9）仪器拆卸的科学性和安全性：从防污染、防氧化、防倒吸、防爆炸、防泄漏等角度考虑。（10）其他：如实验操
8、作顺序、试剂加入顺序、实验方法使用顺序等。解题警示一个大型实验题其实就是许多小实验的综合，因此解题时要把操作细节问题与实验情境紧密结合，不能出现违背科学或常理的解答。平时学习中要加强实践，增强实验操作经验，善于借鉴其他经验性知识。实验设计中不要忽略了杂质的干扰，尾气的处理等。典题分析【典题1】（2007年日照市二轮考试题）下列实验方案设计能达到预期目的的是A利用与水反应的速率比较钙和钠的金属活动性顺序B取加热至亮棕色的纤维素水解液少许，滴入新制的Cu(OH)2悬浊液，加热有红色沉淀物生成，证明水解产物为葡萄糖C利用能否与乙醇发生酯化反应来鉴别乙酸和硝酸D利用FeCl3溶液鉴别苯酚溶液和甲酸溶液
9、解析 本题主要考查了实验方案设计的原理以及实验中的注意事项。虽然金属活动性顺序CaNa，但两种金属与水反应时，由于Ca与水反应生成的Ca(OH)2微溶于水，附着在Ca的表面，阻止反应的进行，因此Na的反应更剧烈，A说法错误。纤维素水解时用浓硫酸做催化剂，加入的Cu(OH)2会溶于硫酸，加热时不能生成Cu2O红色沉淀，无法鉴别出是否含有葡萄糖，B说法错误。乙酸和硝酸均可与乙醇发生酯化反应，C说法错误。FeCl3溶液可与苯酚显紫色，与甲酸不反应，D说法正确。答案：D【典题2】（2006年天津市考试题）某学生设计了一套验证物质化学性质的实验装置，如下图所示。回答下列问题：（1）该实验的目的是_。（2
10、）该实验的原理是_（用化学方程式表示）。（3）实验用品：实验仪器除铁架台（带铁夹）、储气瓶（两个）、直管活塞（K1、K2）、止水夹（K3）、橡皮管、橡皮塞以及若干玻璃管连件外，还有_，实验所用试剂为_。（4）实验步骤：按上图连接好仪器。扭开活塞K1和K2，一段时间后，关闭活塞K1、K2，主要现象为：_。关闭活塞K1和K2，打开止水夹K3，要使烧瓶中产生喷泉可采用的方法是_。（5）反应停止后，烧瓶内气体及液体（溶质）的成分可能为（用化学式表示）：_。解析：（1）题干中注明该装置是验证物质化学性质的装置，将此信息与图中物质相结合，可以确定实验目的为：验证NO易被O2氧化和NO2可与水反应的性质。（
11、3）纵观整套装置，除题干所述的仪器外，还剩下的主要仪器有圆底烧瓶和烧杯，所有的试剂也可由图中读出。（4）从喷泉的原理出发寻找答案。由于连接烧瓶的竖直玻璃管中充满空气，因此烧瓶中的NO2气体不能与烧杯中的水接触，不能形成喷泉。只有利用热胀冷缩的性质，把导管中的空气吸入或排出，才能使NO2与水接触后发生反应，则气体体积减小，形成喷泉。要特别注意“打开K3”这一环节。（5）由于实验中通入圆底烧瓶中的O2量并不确定，根据反应：4NO2O22H2O4HNO3，若烧瓶中NO2与O2物质的量之比为4：1，则气体完全被吸收，得到HNO3溶液；若气体物质的量之比大于4：1，除上述反应外NO2过量，过量的NO2与
12、水反应逸出气体NO，溶液为HNO3溶液；若物质的量之比小于4：1，则除得到HNO3外还有过量的O2。答案：（1）验证NO与O2反应，NO2与H2O反应（2）2NO+O2=2NO2，3NO2H2O2HNO3NO（3）圆底烧瓶、烧杯 NO、O2和H2O（4）试管内气体变红棕色 用手或热毛巾捂热圆底烧瓶（5）NO、HNO3；O2、HNO3；HNO3【典题3】（2007年济南市二轮试题）向溴水中加入足量乙醛溶液，可以看到溴水褪色。对产生该现象的原因有如下三种猜想：溴水与乙醛发生取代反应；由于乙醛分子中有不饱和键，溴水与乙醛发生加成反应；由于乙醛具有还原性，溴水将乙醛氧化为乙酸。为探究哪一种猜想正确，一
13、研究学习小组提出了如下两种实验方案：方案一：检验褪色后溶液的酸碱性。方案二：测定反应前溴水中Br2的物质的量和反应后Br离子的物质的量。（1）方案一是否可行？ 。理由是 。（2）假设测得反应前溴水中Br2的物质的量为amol，若测得反应后n(Br) mol则说明溴水与乙醛发生取代反应，若测得反应后n(Br) mol则说明溴水与乙醛发生加成反应，若测得反应后n(Br) mol则说明溴水将乙醛氧化为乙酸。（3）按物质的量之比为1：5配制1000mL KBrO3KBr溶液，该溶液在酸性条件下可生成0.5mol Br2。取该溶液10mL，加入足量乙醛溶液使其褪色，然后将所得溶液稀释为100mL，准确量
14、取其中10mL，加入过量AgNO3溶液，过滤，洗涤干燥后称量得固体0.188g。已知CH3COOAg易溶于水，试通过计算判断溴水与乙醛发生反应的类型为 （填序号）。解析：（1）溴与乙醛发生取代反应生成HBr，乙醛被溴水氧化生成乙酸和HBr，反应后的溶液均呈酸性，因此通过测定反应后溶液酸碱性无法判断和。（2）根据取代反应实质，Br2发生取代反应时，有一半生成HBr，一半进入有机物，而溶液中的Br来源于HBr的电离，因此n(Br)amol。Br2与乙醛发生加成反应，Br原子全部进入有机物，因此溶液中n(Br)0mol。Br2氧化乙醛，则Br原子全部被还原变为Br进入溶液，因此n(Br)2amol。（3）加入AgNO3溶液后生成的沉淀为AgBr，则n(Br)0.001mol。0.5mol Br2反应生成的Br物质的量为1mol。则1mol Br2反应生成2mol Br，因此为溴水将乙醛氧化为乙酸。答案：（1）不行 溴水与乙醛发生取代反应有HBr生成，乙醛被氧化生成乙酸和
