《【创新设计】高考化学二轮复习简易通知能提升课件：第13讲 化学实验方案的设计与评价（高考命题视角+考场失分防范+学科素养提升）》由会员分享，可在线阅读，更多相关《【创新设计】高考化学二轮复习简易通知能提升课件：第13讲 化学实验方案的设计与评价（高考命题视角+考场失分防范+学科素养提升）（80页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第13讲化学实验方案的设计与评价 考纲点击 1 了解化学实验是科学探究过程中的一种重要方法 了解实验探究的一般过程 2 了解对物质进行定性研究和定量分析的基本方法 3 认识反应条件控制在化学实验研究中的意义 初步掌握控制反应条件的方法 4 能发现生产 生活和化学实验研究中有意义的化学问题 5 能绘制和识别简单的实验仪器装置图 能根据具体情况设计解决化学问题的实验方案 并能对设计的实验方案进行分析 比较 优化和改进 6 能通过化学实验收集有关数据和事实 并进行分析和处理 1 化学实验方案设计的基本思路是什么 答案化学实验方案设计的基本思路 2 实验安全的 七防 指的是什么 答案实验安全的 七防
2、是指 防爆炸 防暴沸 防失火 防中毒 防倒吸 防污染 防炸裂 答案方法 BaCl2 Na2CO3 NaOH 过滤后向滤液中加入稀盐酸至中性 蒸发结晶 方法 BaCl2 NaOH Na2CO3 过滤后向滤液中加入稀盐酸至中性 蒸发结晶 方法 NaOH BaCl2 Na2CO3 过滤后向滤液中加入稀盐酸至中性 蒸发结晶 4 怎样筛选和处理实验数据 答案对实验数据分析和处理的一般方法和思路为五看 一看数据是否符合测量仪器的精确特点 二看数据是否在误差允许范围内 三看反应是否完全 是否是过量反应物作用下所得的数据 四看所得数据的测试环境是否一致 特别是气体体积数据 五看数据测量过程是否规范 合理 知识
3、链接实验方案设计的基本流程 根据目标产物 确定可能原理 设计可能实验方案 优化实验方案 选择原料 设计反应装置 方法 仪器等 实施实验 步骤 操作要点 控制反应条件等 分离提纯产品 考点一实验方案的设计 知识链接性质验证方案设计的基本流程 根据物质的性质 设计可能的实验方案 优化实验方案 实施实验 原理 方法 仪器 药品 操作要点等 观察现象 记录数据 综合分析得出结论 角度发散常见物质性质的验证方法 1 2013 四川理综 9 为了探究AgNO3的氧化性和热稳定性 某化学兴趣小组设计了如下实验 AgNO3的氧化性将光亮的铁丝伸入AgNO3溶液中 一段时间后将铁丝取出 为检验溶液中Fe的氧化产
4、物 将溶液中的Ag 除尽后 进行了如下实验 可选用试剂 KSCN溶液 K3 Fe CN 6 溶液 氯水 高考印证 1 请完成下表 实验结论 Fe的氧化产物为Fe2 和Fe3 AgNO3的热稳定性用下图所示的实验装置A加热AgNO3固体 产生红棕色气体 在装置D中收集到无色气体 当反应结束后 试管中残留固体为黑色 2 装置B的作用是 3 经小组讨论并验证该无色气体为O2 其验证方法是 4 查阅资料 Ag2O和粉末状的Ag均为黑色 Ag2O可溶于氨水 提出设想 试管中残留的黑色固体可能是 Ag Ag2O Ag和Ag2O 实验验证 该小组为验证上述设想 分别取少量黑色固体放入试管中 进行了如下实验
5、实验评价 根据上述实验 不能确定固体产物成分的实验是 填实验编号 实验结论 根据上述实验结果 该小组得出AgNO3固体热分解的产物有 解析 1 Fe3 遇KSCN溶液 溶液变红色 由于氯水与Fe2 反应 现象不明显 应直接用K3 Fe CN 6 溶液检验 如有蓝色沉淀出现 则证明Fe2 存在 否则不存在 2 B装置为安全瓶 可以防止倒吸 3 检验氧气的常用方法是利用其助燃性 使带有火星的木条复燃 答案 1 溶液呈红色K3 Fe CN 6 溶液产生蓝色沉淀 2 防倒吸 3 用带火星的木条伸入集气瓶内 木条复燃 证明无色气体为O2 4 bAg NO2 O2 1 2013 温州统考 某研究小组在实验
6、室中用铜粉 含铁粉5 以上 制取胆矾 CuSO4 5H2O 并检验其纯度 限选试剂 3mol L 1H2SO4溶液 浓硝酸 3 H2O2溶液 0 2mol L 1NaOH溶液 20 KSCN溶液 BaCl2溶液 有关物质溶解度如下表 单位g 100gH2O 应用体验 1 完成制取胆矾的实验方案 2 完成步骤1后 检验铜粉中的铁是否除尽的实验操作是 3 若胆矾中含有少量Cu NO3 2 3H2O 测定其中CuSO4 5H2O的含量 实验步骤如下 称量胆矾样品的质量为m1 加水溶解 滴加足量BaCl2溶液 充分反应后过滤 将滤渣烘干 冷却 称得其质量为m2 样品中CuSO4 5H2O的质量分数为
7、列出算式 答案 1 知识链接实验方案设计的基本原则 1 条件合适 操作方便 2 原理正确 步骤简单 3 原料丰富 价格低廉 4 产物纯净 污染物少 考点二实验方案的评价 知识链接物质性质探究实验方案评价的四点要求 1 实验方案要可行 要尽量避免使用高压和特殊催化剂等实验室难以达到的条件 实验方案要简单易行 2 实验顺序要科学 要对各个实验步骤进行统一的规划和安排 同时要减少副反应的发生和避免实验步骤间的干扰 3 实验现象要直观 要求设计的实验在操作过程中有明显的实验现象 便于物质化学性质的确认 4 实验结论要可靠 要反复推敲实验步骤和多方论证实验结果 做到实验结论准确 可靠 2 2012 福建
8、理综 25 实验室常用MnO2与浓盐酸反应制备Cl2 发生装置如图所示 1 制备实验开始时 先检查装置气密性 接下来的操作依次是 填序号 A 往烧瓶中加入MnO2粉末B 加热C 往烧瓶中加入浓盐酸 高考印证 2 制备反应会因盐酸浓度下降而停止 为测定反应残余液中盐酸的浓度 探究小组同学提出下列实验方案 甲方案 与足量AgNO3溶液反应 称量生成的AgCl质量 乙方案 采用酸碱中和滴定法测定 丙方案 与已知量CaCO3 过量 反应 称量剩余的CaCO3质量 丁方案 与足量Zn反应 测量生成的H2体积 继而进行下列判断和实验 判定甲方案不可行 理由是 进行乙方案实验 准确量取残余清液稀释一定倍数后
9、作为试样 a 量取试样20 00mL 用0 1000mol L 1NaOH标准溶液滴定 消耗22 00mL 该次滴定测得试样中盐酸浓度为 mol L 1 b 平行滴定后获得实验结果 判断丙方案的实验结果 填 偏大 偏小 或 准确 已知 Ksp CaCO3 2 8 10 9 Ksp MnCO3 2 3 10 11 进行丁方案实验 装置如图所示 夹持器具已略去 使Y形管中的残余清液与锌粒反应的正确操作是将 转移到 中 反应完毕 每间隔1分钟读取气体体积 气体体积逐次减小 直至不变 气体体积逐次减小的原因是 排除仪器和实验操作的影响因素 由于Ksp MnCO3 M CaCO3 故最终剩余的固体质量增
10、加 导致测得的c H 偏小 如果把残余清液转移到Zn粒中 则Y形管内壁就会附着一些清液 Zn与盐酸反应放热 因此 冷却后气体的体积将缩小 答案 1 ACB 2 残余清液中 n Cl n H 或其他合理答案 0 1100 偏小 Zn粒残余清液 按顺序写出两项 装置内气体尚未冷至室温 2 2012 天津 9 信息时代产生的大量电子垃圾对环境构成了极大的威胁 某 变废为宝 学生探究小组将一批废弃的线路板简单处理后 得到含70 Cu 25 Al 4 Fe及少量Au Pt等金属的混合物 并设计出如下制备硫酸铜和硫酸铝晶体的路线 应用体验 请回答下列问题 1 第 步Cu与酸反应的离子方程式为 得到滤渣1的
11、主要成分为 2 第 步加H2O2的作用是 使用H2O2的优点是 调溶液pH的目的是使 生成沉淀 5 探究小组用滴定法测定CuSO4 5H2O Mr 250 含量 取ag试样配成100mL溶液 每次取20 00mL 消除干扰离子后 用cmol L 1EDTA H2Y2 标准溶液滴定至终点 平均消耗EDTA溶液bmL 滴定反应如下 Cu2 H2Y2 CuY2 2H 写出计算CuSO4 5H2O质量分数的表达式w 下列操作会导致CuSO4 5H2O含量的测定结果偏高的是 a 未干燥锥形瓶b 滴定终点时滴定管尖嘴中产生气泡c 未除净可与EDTA反应的干扰离子 4 甲方案在滤渣中只加硫酸会生成Fe2 S
12、O4 3和Al2 SO4 3 冷却 结晶 过滤得到的硫酸铝晶体中混有大量硫酸铁杂质 方法不可行 乙和丙方法均可行 乙方案先在滤渣中加H2SO4 生成Fe2 SO4 3和Al2 SO4 3 再加Al粉和Fe2 SO4 3生成Al2 SO4 3 蒸发 冷却 结晶 过滤可得硫酸铝晶体 丙方案先在滤渣中加NaOH 和Al OH 3反应生成NaAlO2 再在滤液中加H2SO4生成Al2 SO4 3 蒸发 冷却 结晶 过滤可得硫酸铝晶体 但从原子利用率角度考虑方案乙更合理 知识链接探究性综合实验题的一般解题思路 发现问题 提出猜想 设计验证方案 具体实施实验 观察现象 分析数据 总结归纳得出结论 考点三探
13、究性综合实验 知识链接实验探究题中会遇到由于各种原因导致的 反常 如试剂添加顺序不当 药品变质 反应条件控制不当等等 解答此类试题的一般思路 探究 反常 现象 利用已有知识理论提出猜想 设计实验验证猜想 合理解释 反常 现象得出结论 3 2013 北京 28 某学生对SO2与漂粉精的反应进行实验探究 高考印证 1 Cl2和Ca OH 2制取漂粉精的化学方程式是 2 pH试纸颜色的变化说明漂粉精溶液具有的性质是 3 向水中持续通入SO2 未观察到白雾 推测现象 的白雾由HCl小液滴形成 进行如下实验 a 用湿润的碘化钾淀粉试纸检验白雾 无变化 b 用酸化的AgNO3溶液检验白雾 产生白色沉淀 实
14、验a的目的是 由实验a b不能判断白雾中含有HCl 理由是 4 现象 中溶液变为黄绿色的可能原因 随溶液酸性的增强 漂粉精的有效成分和Cl 发生反应 通过进一步实验确认了这种可能性 其实验方案是 5 将A瓶中混合物过滤 洗涤 得到沉淀X 向沉淀X中加入稀HCl 无明显变化 取上层清液 加入BaCl2溶液 产生白色沉淀 则沉淀X中含有的物质是 用离子方程式解释现象 中黄绿色褪去的原因 解析 1 联系氯的化合物基础知识和生产漂粉精的原理 写出下列化学方程式 2Cl2 2Ca OH 2 CaCl2 Ca ClO 2 2H2O 2 pH试纸先变蓝 说明漂粉精溶液呈碱性 后褪色是由于ClO 的强氧化性所
15、致 3 检验白雾中有无HCl的关键是检验出Cl 的存在 故实验a b即围绕Cl 的检验展开 实验a的目的是通过湿润碘化钾淀粉试纸是否变蓝判断有无Cl2的干扰 实验b试图通过AgCl的生成来检验Cl 的存在 但应考虑到过量SO2和AgNO3溶液反应生成白色沉淀的可能性 3 2013 绍兴模拟 有文献记载 在强碱条件下 加热银氨溶液可能析出银镜 某同学进行如下验证和对比实验 应用体验 3 该同学对产生银镜的原因提出假设 可能是NaOH还原Ag2O 实验及现象 向AgNO3溶液中加入 出现黑色沉淀 水浴加热 未出现银镜 4 重新假设 在NaOH存在下 可能是NH3还原Ag2O 用下图所示装置进行实验
16、 现象 出现银镜 在虚线框内画出用生石灰和浓氨水制取NH3的装置简图 夹持仪器略 5 该同学认为在 4 的实验中会有Ag NH3 2OH生成 由此又提出假设 在NaOH存在下 可能是Ag NH3 2OH也参与了NH3还原Ag2O的反应进行如下实验 有部分Ag2O溶解在氨水中 该反应的化学方程式是 实验结果证实假设成立 依据的现象是 6 用HNO3清洗试管壁上的Ag 该反应的化学方程式是 5 Ag2O溶解在氨水中的反应化学方程式为 Ag2O 4NH3 H2O 2Ag NH3 2OH 3H2O 由于与溶液接触的试管壁上析出银镜 可证明假设成立 6 银是不活泼的金属 其和硝酸反应的化学方程式和铜相似为 Ag 2HNO3 浓 AgNO3 NO2 H2O 知识链接 1 气体制备原理决定发生装置 气体性质决定干燥装置 所制气体的性质和杂质气体的性质共同决定了净化方法 2 气体制备装置的连接顺序 发生装置 净化装置 含干燥装置 收集装置 尾气处理装置 3 安装顺序 由下往上 从左到右 4 操作顺序 检查装置的气密性 固体药品先放 液体药品后放 点燃酒精灯 1 实验室用如图装置制取某种较纯净的气体 防
