专题复习-实验方案设计与评价(综合实验设计与评价)

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1、1第2讲 化学实验方案设计 与评价专题五：化学实验21掌握常见气体的实验室制法(包括所用试 剂、仪器、反应原理和收集方法)。2能根据实验试题要求，做到：(1)设计、评价或改进实验方案；(2)了解控制实验条件的方法；(3)分析或处理实验数据，得出合理结论；(4)绘制和识别典型的实验仪器装置图。3了解科学探究的基本过程，并运用以实验 和推理为基础的科学探究方法解决有关问题。学习目标3 1. 实验方案的设计类型： （1）制备实验的方案设计 （2）性质实验的方案设计 （3）物质的分离、提纯、检验等实验方案的设 计。 2. 实验方案设计的基本要求：（1）科学性 （2）安全性（3）可行性 （4）简约性 3

2、. 实验设计报告的基本内容：（1）实验名称 （2）实验目的（3）实验原理 （4）实验用品（5）实验步骤（6）实验现象记录及结果处理（7）问题和讨论4(2011年北京理综) 下列实验方案中，不能测 定Na2CO3和NaHCO3混合物中Na2CO3质量分数 A.取a克混合物充分加热，减重b克 B.取a克混合物与足量稀盐酸充分反应，加热 、蒸干、灼烧，得b克固体 C.取a克混合物与足量稀硫酸充分反应，逸出 气体用碱石灰吸收，增重b克 D.取a克混合物与足量Ba(OH)2溶液充分反应 ，过滤、洗涤、烘干，得b克固体C5(1)验证氧化性：KMnO4Cl2Br2。 所用试剂：甲_，乙_，丙_。(3)请利用

3、该装置自行设计一个实验， 简述丙中实验现象及根据此现象所 得出的实验结论。 所用试剂：甲_，乙_，丙_ 实验现象：丙中_。 实验结论：_。(2)所用试剂：甲：盐酸；乙：石灰石；丙：苯酚 钠溶液。实验现象：丙中_。实验结论：_。浓盐酸KMnO4KBr溶液溶液变浑浊酸性：HClH2CO3溴水褪色水CaC2溴水乙炔能使溴水褪色例1 利用下图所示装置，选用适当试剂完 成下述实验或得出实验结论：6 （练习）下面是牙膏样品中碳酸钙的定量测定的实 验，某化学兴趣小组欲测定某牙膏的碳酸钙的质量 分数，请根据装置图分析其测定原理 评价此装置能否正确测 定碳酸钙的质量分数？欠除去HCl、 H2O的装置7二、化学实

4、验装置的设计与评价 实验装置的设计与评价既要确保完成实验，同时 还要从制备、除杂反应、收集、尾气处理、副反 应、误差、环保、安全等方面考虑问题，要遵循 科学性、可行性、简约性、安全性等原则。8 某种碱式碳酸铜是孔雀绿色固体粉末，其组成可表 示为Cu2(OH)2CO3xH2O。 在加热的条件下，它在失 去结晶水的同时发生分解，化学方程式为 Cu2(OH)2CO3xH2O 2CuOCO2(x1)H2O。 现取一定量该固体样品，准确称量其质量，用两套 仪器装置，先后进行两个实验： 实验()测定该碱式碳酸铜粉末组成中结晶水x的 值； 实验()用实验()结束后的残留固体与乙醇蒸气 反应，并检验反应产物。

5、试回答下列问题：(1)现 已装配好下面一套仪器装置(参见下图，装置中必 要的铁架台、铁夹、铁圈、酒精灯、石棉网在图中 均已略去)，这套装置是用来完成上述的实验的 (填标号)。 9 实验()测定该碱式碳酸铜粉末组成中结晶水x的 值； 实验()用实验()结束后的残留固体与乙醇蒸气 反应，并检验反应产物。试回答下列问题：(1)现 已装配好下面一套仪器装置(参见下图，装置中必 要的铁架台、铁夹、铁圈、酒精灯、石棉网在图中 均已略去)，这套装置是用来完成上述的实验的 (填标号)。 () 10(2)用下图的仪器(必要的铁架台、铁夹、酒精灯均 在图中略去)组装完成另一个实验的实验装置。组 装时仪器按气流方向

6、从左到右连接顺序是 _；在这套实验装置中 ，干燥管H的作用是_。 FEGH吸收空气中的CO2和水蒸气,防止进入E瓶 FGEH11 (3)实验开始时，碱式碳酸铜放在仪器(填装置对应 字母)_中，乙醇放在仪器(填装置对应字母 )_中。 (4)这两套装置中在实验时需要加热的仪器是(填 装置对应字母) _ (5)实验结束后可见试管D的内壁有银白色金属析 出。实验中试管A内发生反应的化学方程式是_，从试管A通入试管D的导管中气 体的成分是(写名称，其中水蒸气不必写出 )_。CH3CH2OHCuO CH3CHOCuH2OF CABCF乙醛、乙醇 6、为了测定X的值，至少需要测定哪些数据？12三、化学实验步

7、骤的设计与评价根据题目要求给定的实验仪器和药品以及实验 目的，设计或补全实验步骤。这类题目体现了高考 试题理论联系实际的原则和学以致用的趋向。要求 教学中要强化实验，培养学生“根据实验试题的要 求和有关原理设计出简单实验方法”的能力，或者 在题目限制的范围内(单题)延续思考的能力。注意此类题在文字表达过程中一定要注意细节！ 如“取少(适)量试剂”、“溶解”、“另取”、“滴 加”、“振荡”、“静置片刻”等。 13例3 某学生要做检验Na2CO3粉末中含有少量的NaOH和 NaCl的实验。他设计的实验分为7个步骤，所用的试剂及 实验操作列于下表：实验步骤选用的试剂及实验操作( )取少量样品放入试管

8、甲中( )再向溶液中加入几滴AgNO3溶液( )过滤，取少量滤液于试管乙中( )向试管中加入蒸馏水，振荡( )滴加几滴酚酞试液来源:Zxxk.Com( ) 来源:学科网ZXXK( ) 请将上表中所缺的两个步骤选用的试剂及实验操作补写完整，然后 将实验的顺序填入“实验步骤”栏中相应的括号内。滴加Ba(NO3)2或Ca(NO3)2溶液至不再产生沉淀滴加稀硝酸至酚酞褪色后再过量少许 14 四、化学实验安全、环保等细节的设计与评价解题时必须注意题目有无特殊要求；题给的药 品、仪器的数量规格、所制得的产品有无特殊性质 (吸水、腐蚀、易被氧化、易潮解等等)；注意实验 过程中的隐蔽性操作；注意防倒吸、防爆炸

9、、防燃 烧、防爆沸、防氧化、防吸水、防污染。除杂、冷 凝、冷却、水浴加热时要采取相应措施；同一仪器 在不同位置的相应作用等。15 已知：碱金属或碱土金属(A)与H2在隔绝空气加 热时可以发生反应，生成离子型金属氧化物，如 NaH、CaH2等,它们易与水反应.现有甲、乙两位同 学分别设计了制备CaH2的实验，装置如下图所示( 分别为以序号、表示)，铁架台等夹持固定仪 器已略去 请回答下列问题： (1)锌与盐酸反应的离子方程式为 。Zn2H+Zn2+H2 16(2)最后实验结果显示，两位同学的实验装置设计 都有缺陷。 装置的不足之处是 ， 装置的不足之处是 。 (3)请你从两套装置中选取你认为合理

10、的部分，按 从左到右的顺序组装一套制取H2合理装置(用序号 A、B、C表示)_。 (4)检查完装置的气密性后，为了保证产品的纯度 和实验安全必须先_，然后再 _，才能点燃酒精灯加热。同样，为了安 全，反应开始后，在E口处应_。 (5)军事和气象野外作业常用CaH2作生氢剂，使之 与水反应产生H2，其反应的化学方程式为 。制H2装置后缺少除HCl气体的装置 制CaH2装置后缺少干燥装置 C、B 通氢气检验氢气纯度点燃尾气CaH22H2OCa(OH) 22H217五、化学实验改进的设计与评价 为了证明在实验室制备Cl2的过程中会有水蒸气和 HCl挥发出来，甲同学设计了如下图所示的实验装 置，按要求

11、回答问题。 (1)请根据甲同学的意图，连接相应的装置，接口 顺序：b接_，_接_，_接a。 (2)U形管中所盛试剂的化学式为_。 (3)装置中CCl4的作用是_。efdc CuSO4 吸收Cl2 18(4)乙同学认为甲同学实验有缺陷，不能证明最终 通入AgNO3溶液中的气体只有一种，为了确保实验 结论的可靠性，证明最终通入AgNO3溶液的气体只 有一种，乙同学提出在某两个装置之间再加装置 。你认为装置应加在_之间(填装 置序号)。瓶中可以放入_。 湿润的KI淀粉试纸 19(5)丙同学看到甲同学设计的装置后提出无需多加 装置，只需将原来烧杯中的AgNO3溶液换成其他 溶液。你认为可将溶液换成_，

12、如 果观察到_的现象 ，则证明制Cl2时有HCl挥发出来。紫色石蕊试液 紫色石蕊试液变红而不褪色 20六、开放性化学实验的设计与评价这类试题完全为开放性试题，其条件、方法 和方案均具有不确定性。通常以实验原理、 化学知识或所给仪器、药品的特点出发进行 发散性思维，要求根据题型要求自行设计 21 某化学课外兴趣小组为探究铜跟浓硫酸的反应情 况，用下图所示装置先进行了有关实验：(1)B是用来收集实验中 产生的气体的装置，但未 将导管画全，请直接在原 图上把导管补充完整。B装置中导气管气体长进短 出（图略 ）22(2)实验中他们取6.4g铜片和12mL18molL-1浓硫 酸放在圆底烧瓶中共热，直到

13、反应完毕，最后发现 烧瓶中还有铜片剩余，该小组学生根据所学的化学 知识队为还有一定量的硫酸剩余。 请写出铜跟浓硫酸反应的化学方程式： _。 为什么有一定量的余酸但未能使铜片完全溶解。 你认为原因是。 下列药品中能够用来证明反应结束后的烧瓶中确 有余酸的是_(填写字母编号)。 ABaCl2溶液 B银粉 CNa2CO3溶液（略） 反应过程中H2SO4被不断消耗，生成的水逐渐增多， 使浓硫酸逐渐变稀，至一定溶液就不再与铜片反应 C 23(3)为定量测定余酸的物质的量浓度，在余酸体积已 测定的情况下，甲、乙两学生进行了如下设计：甲学生设计方案是：先测定铜与浓硫酸反应 产生SO2的量，再计算余酸的物质的

14、量浓度。他认 为测定SO2的方法有多种，请问下列实验方案中不 可行的是_(填写字母编号)。A将装置A产生的气体缓缓通过预先称量过的 盛有碱石灰的干燥管，结束反应后再次称量B用排水法测定装置A产生的气体的体积(已 折算成标准状况)C用排饱和NaHSO3溶液的方法测出装置A产 生气体的体积(已折算成标准状况)乙学生设计的方案操作更简单，但能同样达 到目的，你认为该实验方案是_。A、B 取出剩余的铜片，洗涤干燥后称量，根据消耗铜片 的质量，再计算余酸的浓度(其他合理答案也可)24 （练习）已知某纯碱试样中含有NaCl杂质，为测 定试样中纯碱的质量分数，可用下图中的装置进行 实验。主要实验步骤如下： 按图组装仪器，并检查装置的气密性； 将ag试样放入锥形瓶中，加适量蒸馏水溶解，得到试样溶液； 称量盛有碱石灰的U形管的质量，得到bg； 从分液漏斗滴入6molL-1的硫酸，直到不再产生气体时为止； 从导管A处缓缓鼓入一定量的空气； 再次称量盛有碱石灰的U形管的质量，得到cg； 重复步骤和的操作，直到U形管的质量基本不变，为dg。 还可以用其他实验方法测定试样中纯碱