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1、化学实验方案的化学实验方案的 设计与评价设计与评价 如何测定一块金属钠如何测定一块金属钠(含含Na2O)的纯度的纯度? 方案一：测定产物方案一：测定产物H2的量的量 方案二：测定产物方案二：测定产物NaOH的量的量 方案三：测定反应物方案三：测定反应物H2O的剩余量的剩余量 如何测定一块金属钠如何测定一块金属钠(含含Na2O)的纯度的纯度? 方案一：测定产物方案一：测定产物H2的量的量 方案方案 细化细化 测定产物测定产物H2的质量的质量 测定产物测定产物H2的体积的体积 测量气体体积的几种常见装置测量气体体积的几种常见装置 一、实验设计的基本要求与思路一、实验设计的基本要求与思路 一个完整的
2、化学实验方案，一般包括： 实验目的 实验原理 实验用品（药品、仪器、设备及规格） 实验步骤及实验装置图 实验现象与结论 问题与讨论 实验设计的一般思路实验设计的一般思路 目的目的 方案方案 装置装置 实验实验 分析原理分析原理 评价选择评价选择 模拟操作模拟操作 结果验证结果验证 设想： 测定一定质量的样品中氯离子的质量分数； 测定一定质量的样品中碳酸根的质量分数。 分析： 评价： 例：测定工业制得的纯碱（含少量氯化钠）的质量分数测定工业制得的纯碱（含少量氯化钠）的质量分数 二、实验设计的类型和内容 依据实验内容划分： 1。有关物质的组成、结构和性质的实验设计有关物质的组成、结构和性质的实验设
3、计 问题问题1 1 用实验的方法证明水是氢、氧两种元素组成用实验的方法证明水是氢、氧两种元素组成 问题问题2 用实验的方法证明乙醇的分子结构用实验的方法证明乙醇的分子结构 问题问题3 用实验的方法证明用实验的方法证明AgI是胶体而不是溶液是胶体而不是溶液 2。有关化学定律、概念和原理的设计。有关化学定律、概念和原理的设计 问题问题4 用实验的方法验证质量守恒定律用实验的方法验证质量守恒定律 问题问题5 通过实验验证二氧化锰在氯酸钾分解反应中通过实验验证二氧化锰在氯酸钾分解反应中 催化作用催化作用 问题问题6 通过实验证实乙醇在不同条件下的脱水反应通过实验证实乙醇在不同条件下的脱水反应 3。有关
4、物质的制备实验设计 问题7 设计两种不同的方法制备氢氧化亚铁 4。有关物质的分离、提纯、鉴别实验设计 问题8 铝土矿的主要成分是A12O3，还含有少量的 Fe2O3和硅酸盐，请你设计一个实验方案，从铝土矿 中分离出纯净的A12O3。 问题9 有五瓶溶液，已知它们分别是氯化钾、硫酸 钠、碳酸钠、硝酸钡和氯化铁溶液，不用其它试剂和 试纸，通过观察和实验确定各瓶中的成分。 三、实验设计案例举要 ( (一一) )从从“提出假设、设计方案提出假设、设计方案”的角度切入的角度切入 题题1 1 用滴管将新制的饱和氯水逐滴滴入含有酚酞用滴管将新制的饱和氯水逐滴滴入含有酚酞 的氢氧化钠稀溶液中，边滴边振荡，直到
5、红色刚的氢氧化钠稀溶液中，边滴边振荡，直到红色刚 好褪去褪色的原因可能有两个，请用简要的文好褪去褪色的原因可能有两个，请用简要的文 字说明：字说明： （1）可能的原因是：）可能的原因是： 可能的原因是：可能的原因是： （2）请设计简单的实验证明红色褪去的原因是）请设计简单的实验证明红色褪去的原因是 或者是，简述所用试剂、操作、现象及结论：或者是，简述所用试剂、操作、现象及结论： 假设：氯水中有如下反应氯水中有如下反应 12+H2O=HC1+HC1O 要使含有酚酞的要使含有酚酞的NaOH溶液褪去溶液褪去,可从两方面可从两方面 讨论讨论: (1)是是HC1和和HC1O与与NaOH发生中和反发生中和
6、反 应使红色褪去应使红色褪去;(2)是是HC1O有强氧化性有强氧化性,具有漂具有漂 白作用白作用,使红色褪去使红色褪去. 若为原因若为原因(1)红色可恢复红色可恢复,若为原因若为原因(2)则颜色则颜色 不能恢复不能恢复. 设计:在褪色后的溶液中加入在褪色后的溶液中加入NaOH溶液溶液,若红若红 色出现色出现,则原因则原因(1)正确正确;若不出现红色若不出现红色,则原因则原因 (2)正确正确. 题题2 2 使用中学常用实验器材，试设计一个实使用中学常用实验器材，试设计一个实 验证验证Ba(OH)2与与H2SO4在溶液中的反应是离在溶液中的反应是离 子反应。要求作出有关实验原理、过程、现子反应。要
7、求作出有关实验原理、过程、现 象的说明。象的说明。 （1）实验原理：）实验原理： ； （2）实验过程：）实验过程： ； （3）实验现象：）实验现象： 。 分析:本题的实质是考查离子反应的条件:离子反应 一旦发生,反应就会向着离子数目减少的方向进行. 这样溶液的导电性就会减弱. 答案: （1）实验原理： 得用溶液的导电性与离子总数成 比例，根据溶液在不同反应阶段的不同导电性能， 来证明溶液中自由移动的离子浓度的变化，从而证 明反应是离子反应。 （2）实验过程： 利用测定导电能力的装置，在烧 杯中先加入溶液，再一边不断滴入一边适时地轻轻 摇荡。（装置见教材） （3）实验现象： 灯泡的亮度随的不断加
8、入，呈现 由明到暗，几至熄灭，再逐渐变明亮. 题题3 3 设计一实验揭示设计一实验揭示MgMg（OHOH）2 2溶于饱和溶于饱和 NHNH4 4C1C1溶液的本质溶液的本质 向少量向少量Mg(OH)2悬浊液中加入适量的饱和氯化铵溶液，悬浊液中加入适量的饱和氯化铵溶液， 结果固体完全溶解。结果固体完全溶解。 甲同学的解释：甲同学的解释：Mg(OH)2（）（）= Mg2+2OH NH4+H2O =NH3 H2OH+ H+OHH2O 由于的发生，使平衡右移，沉淀溶解。由于的发生，使平衡右移，沉淀溶解。 乙同学的解释：乙同学的解释：Mg(OH)2 （）（） = Mg2+2OH NH4Cl = NH4+
9、Cl NH4+OHNH3 H2O 由于的发生，使平衡右移，沉淀溶解。由于的发生，使平衡右移，沉淀溶解。 已知在一定温度下，稀醋酸和稀氨水的电离度相等。已知在一定温度下，稀醋酸和稀氨水的电离度相等。 请你用一种试剂，设计一个实验，验证甲或乙的观点请你用一种试剂，设计一个实验，验证甲或乙的观点 的正确性：的正确性： 、实验步骤：、实验步骤： 、实验结论：、实验结论： 参考答案: (1)向Mg(OH)2悬浊液中加入适量的饱和醋酸 铵CH3COONH4溶液，振荡，观察Mg(OH)2 是否溶解； （2）若Mg(OH)2溶解，则乙同学的解释正确； 若Mg(OH)2不溶解，则甲同学的解释正确. （二）从“完
10、成实验操作”的角度切入（二）从“完成实验操作”的角度切入 题题 已除去泥沙的粗盐中，仍含有Mg2+,Ca2+和SO42-,请填写 下列空格，完成将粗盐提纯，得到氯化钠晶体的实验设计。 实验目的：粗盐提纯，得到纯净氯化钠晶体 实验用品：药品：粗盐，NaOH溶液，HCl溶液，Na2CO3溶液， BaCl2溶液，pH试纸，蒸馏水 仪器 序号 实验步骤 实验操作 (1) 溶解 将粗盐放入烧杯中，加入适时的蒸馏水，充分搅将粗盐放入烧杯中，加入适时的蒸馏水，充分搅 拌，直至固体全部溶解拌，直至固体全部溶解 (2) 沉淀 逐滴加入氢氧化钠溶液，直至不再出现沉淀为止逐滴加入氢氧化钠溶液，直至不再出现沉淀为止
11、(3) (4) 过滤 安装好过滤器，将烧杯中的悬浊液沿玻璃棒加安装好过滤器，将烧杯中的悬浊液沿玻璃棒加 入过滤器中过滤入过滤器中过滤 (5) (6) 序号 实验步骤 实验操作 (1) 溶解 将粗盐放入烧杯中，加入适时的蒸馏水，充分搅将粗盐放入烧杯中，加入适时的蒸馏水，充分搅 拌，直至固体全部溶解拌，直至固体全部溶解 (2) 沉淀 逐滴加入氢氧化钠溶液，直至不再出现沉淀为止逐滴加入氢氧化钠溶液，直至不再出现沉淀为止 (3) 沉淀 分别逐滴加入分别逐滴加入BaC12、Na2CO3溶液，直至不再出溶液，直至不再出 现沉淀为止现沉淀为止 (4) 过滤 安装好过滤器，将安装好过滤器，将(3)烧杯中的悬浊
12、液沿玻璃棒加烧杯中的悬浊液沿玻璃棒加 入过滤器中过滤入过滤器中过滤 (5) 调pH 往的滤液中滴加适量盐酸，用玻璃棒蘸取的往的滤液中滴加适量盐酸，用玻璃棒蘸取的 滤液，点在滤液，点在pH试纸上，与比色板对照，至使试纸上，与比色板对照，至使pH7 (6) 蒸发 将将烧杯中的澄清液体倒入蒸发皿中，用酒精灯烧杯中的澄清液体倒入蒸发皿中，用酒精灯 加热，同时用玻璃棒不断搅拌液体。待蒸发皿中加热，同时用玻璃棒不断搅拌液体。待蒸发皿中 出现较多量固体时，停止加热。利用蒸发皿的余出现较多量固体时，停止加热。利用蒸发皿的余 热使其蒸干。热使其蒸干。 （三）从“实验方案评价、数据处理”角度切（三）从“实验方案评
13、价、数据处理”角度切 入入 题题5 5 用实验确定某酸用实验确定某酸HA是弱电解质。两同学的方是弱电解质。两同学的方 案是：案是： 甲：甲： 称取一定质量的称取一定质量的HA配制配制0.lmol/L的溶液的溶液 100mL； 用用pH试纸测出该溶液的试纸测出该溶液的pH值，即可证明值，即可证明HA 是弱电解质。是弱电解质。 乙：乙： 用已知物质的量浓度的用已知物质的量浓度的HA溶液、盐酸，分溶液、盐酸，分 别配制别配制pH的两种酸溶液各的两种酸溶液各100mL； 分别取这两种溶液各分别取这两种溶液各10mL，加水稀释为，加水稀释为 100mL； 各取相同体积的两种稀释液装入两个试管，各取相同体
14、积的两种稀释液装入两个试管， 同时加入纯度相同的锌粒，观察现象，即可证明同时加入纯度相同的锌粒，观察现象，即可证明HA 是弱电解质。是弱电解质。 （1）在两个方案的第步中，都要用到的定）在两个方案的第步中，都要用到的定 量仪器是量仪器是 。 （2）甲方案中，说明）甲方案中，说明HA是弱电解质的理由是弱电解质的理由 是测得溶液的是测得溶液的pH 1（选填、）（选填、） 乙方案中，说明乙方案中，说明HA是弱电解质的现象是是弱电解质的现象是 （多选扣分）（多选扣分） （a）装）装HCl溶液的试管中放出溶液的试管中放出H2的速率快；的速率快； （b）装）装HA溶液的试管中放出溶液的试管中放出H2的速率快；的速率快； （c）两个试管中产生气体速率一样快。）两个试管中产生气体速率一样快。 （3）请你评价：乙方案中难以实现之处和不）请你评价：乙方案中难以实现之处和不 妥之处妥之处 、 （4）请你再提出一个合理而比较容易进行的）请你再提出一个合理而比较容易进行的 方案（药品可任取），作简明扼要表述。方案（药品可任取），作简明扼要表述。 类例练习类例练习 为了将含有少量杂质铜的氯化铁提纯为了将含有少量杂质铜的氯化铁提纯,甲同学甲同学
