《2012届高三化学二轮专题复习课件专题十四实验设计与实验方案评价（新课标湖南版）》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2012届高三化学二轮专题复习课件专题十四实验设计与实验方案评价（新课标湖南版）（65页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、专题十四 实验设计与实验方案评价,综合实验设计类题目由于涉及知识点多，综合性大，对能力要求层次高，是近年来高考中必考的题型。考生在备战高考时要特别重视。但是这类题目往往难度较大，历年高考中考生得分率都比较低，究其原因，主要是平时学习中对实验重视不够，甚至靠“背”来解决实验中的问题；再加上作答时语言表达不够严密，导致失分严重。 实验设计与评价试题的命题一般都是从中学阶段学生最熟悉的基础实验入手，由简单到复杂，从单一到综合，从教材内容到实际应用。开放性试题是高考命题新的探索方向。这类高考试题的特点有：一是重视以课本实验为突破口，考查学生基本的实验能力，即体现基础。二是以实验为中心，将化学实验与其他
2、化学知识有机地结合于一体，着重考查学生的能力和素质，特别是对思维能力的考查。三是原理均源于课本，但装置基于课本又不同于课本，即强调创新。考查学生对实验的深层次的掌握情况。,(2011新课标全国，28) 氢化钙固体是登山运动员常用的能源提供剂。某兴趣小组拟选用如下装置制备氢化钙。,请回答下列问题： (1)请选择必要的装置，按气流方向连接顺序为_(填仪器接口的字母编号)。 (2)根据完整的实验装置进行实验,实验步骤如下：检查装置气密性后，装入药品；打开分液漏斗活塞；_(请按正确的顺序填入下列步骤的标号)。 A加热反应一段时间 B收集气体并检验其纯度 C关闭分液漏斗活塞 D停止加热，充分冷却,(3)
3、实验结束后，某同学取少量产物，小心加入水中，观察到有气泡冒出，溶液中加入酚酞后显红色,该同学据此判断，上述实验确有CaH2生成。 写出CaH2与水反应的化学方程式_； 该同学的判断不正确，原因是_。 (4)请你设计一个实验，用化学方法区分钙与氢化钙，写出实验简要步骤及观察到的现象：_。 (5)登山运动员常用氢化钙作为能源提供剂，与氢气相比，其优点是_。,透析引领 (1)钙属于极活泼的金属,极易与水反应生成氢氧化钙和氢气，而制备的氢气中会混有水蒸气和氯化氢，所以在与钙化合之前需要除杂和干燥，分别选用试剂氢氧化钠和浓硫酸；同时为防止空气中水蒸气进入，最后还需要连接干燥管，所以正确的顺序为：ie，f
4、d，cj，k(或k，j)a。 (2)由于多余的氢气需要燃烧反应掉，所以应该先收集一部分气体并检验其纯度，反应结束后还需要使氢化钙在氢气的氛围中冷却，所以应该最后关闭分液漏斗活塞，因此正确的顺序为BADC。 (3)氢化钙中H显1价，极易与水反应生成氢氧化钙和氢气，方程式为CaH22H2O=Ca(OH)22H2；因为金属钙与水反应也会生成氢氧化钙和氢气，同样会出现上述现象，所以该同学的判断不正确。,(4)由于氢化钙中含有氢元素，因此氢化钙的燃烧产物有水，所以可以利用无水硫酸铜检验其燃烧产物。 (5)氢气是气体不方便携带，而氢化钙是固体，便于携带。 答案 (1)ie，fd，cj，k(或k，j)a (
5、2)BADC (3)CaH22H2O=Ca(OH)22H2 金属钙与水反应也有类似现象 (4)取适量氢化钙，在加热条件下与干燥氧气反应，将反应气相产物通过装有无水硫酸铜的干燥管，观察到白色粉末变为蓝色晶体；取钙做类似实验，观察不到此现象。 (5)氢化钙是固体，携带方便,(2011山东，30)实验室以含有Ca2、Mg2、Cl、SO 、Br等离子的卤水为主要原料制备无水CaCl2和Br2，流程如下：(1)操作使用的试剂是_，所用主要仪器的名称是_。 (2)加入溶液W的目的是_。用CaO调节溶液Y的pH，可以除去Mg2。由表中数据可知，理论上可选择pH最大范围是_ 。酸化溶液Z时，使用的试剂为 _。
6、,(3)实验室用贝壳与稀盐酸反应制备并收集CO2气体，下列装置中合理的是_。,(4)常温下，H2SO3的电离常数Ka11.2102，Ka26.3103，H2CO3的电离常数Ka14.5107，Ka24.71011。某同学设计实验验证H2SO3酸性强于H2CO3：将SO2和CO2气体分别通入水中至饱和，立即用酸度计测量溶液的pH，若前者的pH小于后者，则H2SO3酸性强于H2CO3。该实验设计不正确，错误在于_。 设计合理实验验证H2SO3酸性强于H2CO3(简要说明实验步骤、现象和结论)。_。仪器自选。 供选择的试剂：CO2、SO2、Na2CO3、NaHCO3、Na2SO3、NaHSO3、蒸馏
7、水、饱和石灰水、酸性KMnO4 溶液、品红溶液、pH试纸。 透析引领 本题主要考查常见的基本实验操作、仪器的使用、离子的除杂和实验方案的设计，综合性强。,(1)氯气具有强氧化性，通入氯气后可以将溶液中的Br氧化成溴单质，因为单质溴极易溶于有机溶剂，所以可以采用萃取的方法分离，萃取的主要仪器是分液漏斗。由流程图可知单质溴在下层，因此该有机溶剂的密度要比水的大且不溶于水，所以该试剂是CCl4。 (2)由于SO 会与Ca2结合形成微溶性的硫酸钙而影响氯化钙的制备，因此必须除去；由表中数据可知pH大于11时Mg2沉淀完全,pH大于12.2时，Ca2开始沉淀，所以理论上可选择pH的最大范围是11.0pH
8、12.2；因为不能引入新的杂质，所以酸化溶液Z时，使用的试剂应该为盐酸。 (3)实验室制取CO2的特点是固体和液体反应且不需要加热，由于盐酸易挥发，因此在收集之前需要除去挥发出的HCl气体；因为CO2的密度大于空气的密度，所以采用向上排空气法收集CO2气体。若使用长颈漏斗，长颈漏斗的下端必须插入到溶液中，以防止CO2气体从长颈漏斗中跑出来，因此选项b、d正确。,(4)H2SO3和H2CO3均属于二元酸，要想通过比较二者的pH来验证二者的酸性强弱，必须使二者的浓度相同，但是SO2和CO2气体溶于水后的饱和溶液其浓度显然不相等(因为二者的溶解度不同)，所以该实验设计不正确。要检验酸性强弱，可以采用
9、多种方法，例如利用水解原理(酸越弱相应的强碱盐就越易水解)，也可以利用较强的酸制取较弱的酸来检验。由于SO2和CO2气体均可以使饱和石灰水变浑浊，所以CO2气体在通入饱和石灰水之前必须除去其中混有的SO2气体。 答案 (1)四氯化碳 分液漏斗 (2)除去溶液中的SO 11.0pH12.2 盐酸 (3)b、d,(4)用于比较pH的两种酸的物质的量浓度不相等。 方案一：配制相同物质的量浓度的NaHSO3和NaHCO3溶液，用酸度计(或pH试纸)测两溶液的pH。前者的pH小于后者，证明H2SO3酸性强于H2CO3 方案二：将SO2气体依次通过NaHCO3(Na2CO3)溶液、酸性KMnO4溶液、品红
10、溶液、澄清石灰水。品红溶液不褪色，且澄清石灰水变混浊，证明H2SO3酸性强于H2CO3 方案三：将CO2气体依次通过NaHSO3(Na2SO3)溶液、品红溶液。品红溶液不褪色，证明H2SO3酸性强于H2CO3。,(2011北京，27)甲、乙两同学为探究SO2与可溶性钡的强酸盐能否反应生成白色BaSO3沉淀，用下图所示装置进行实验(夹持装置和A中加热装置已略，气密性已检验)。实验操作和现象：,(1)A中反应的化学方程式是_。 (2)C中白色沉淀是_，该沉淀的生成表明SO2具有_性。 (3)C中液面上方生成浅棕色气体的化学方程式是_。 (4)分析B中不溶于稀盐酸的沉淀产生的原因，甲认为是空气参与反
11、应，乙认为是白雾参与反应。 为证实各自的观点，在原实验基础上： 甲在原有操作之前增加一步操作，该操作是_；,乙在A、B间增加洗气瓶D，D中盛放的试剂是_。 进行实验，B中现象：检验白色沉淀，发现均不溶于稀盐酸。结合离子方程式解释实验现象异同的原因：_。 (5)合并(4)中两同学的方案进行实验。B中无沉淀生成，而C中产生白色沉淀，由此得出的结论是_。,(5)通过以上分析不难得出，SO2与可溶性钡的强酸盐不能反应生成白色BaSO3沉淀。,简单实验设计题 【典型题例】使用中学常备器材，试设计一个实验证实Ba(OH)2溶液和H2SO4溶液的反应是离子反应.要求作出有关实验原理、过程、现象的说明。 (1
12、)实验原理：_。 (2)实验过程：_。 (3)实验现象：_。 解析 依据中学化学的知识证明一个反应是离子反应只能采用间接的办法，联系到教材中讲述离子反应时的实验溶液的导电性实验，可采取观测两物质反应过程中离子浓度的变化的方法来证明。观测溶液中离子浓度的变化可通过观测连接在电路中的灯泡的亮度变化来进行。至此，可顺利解决本问题。,当然，也可以采用电导仪来测量溶液中离子浓度的变化，但电导仪不属于中学的常用仪器。 答案 (1)利用溶液导电性与离子浓度的关系，根据溶液在不同阶段的不同导电性能，来证明溶液中自由移动离子的浓度变化，从而证明该反应是离子反应 (2)利用测定溶液导电能力的装置，在烧杯中先加入5
13、0 mL的Ba(OH)2溶液，然后一边不断地滴加1 mol/L的H2SO4溶液，一边轻轻振荡 (3)灯泡的亮度随H2SO4溶液的不断加入，呈现由明到暗，乃至熄灭，再逐渐变亮 点评 这是一道典型的实验设计题。问题直白，但不容易。如何联系已有知识解决问题是顺利解决本题的关键。“通过对新旧信息的加工开发，实现指定的实验设计”是应对这类问题的基本方法。,【归纳提升】 探究性实验的过程中发现科学方法、探索科学问题的基本过程：发现问题提出假设设计方案实验探究得出结论。 化学实验设计题(如高考大实验题)重在培养或考查把已有知识和技能运用于新情景的能力，它所选择的课题往往是没有直接在教学系统中实践过的。从信息
14、加工角度分析解答时，还要能够从题目中敏捷地接受信息，分析评价信息，选择、调用自己贮存的相关知识，将新信息与已有知识有机地结合起来，以解决实验设计的新问题。大致过程与思路如下：,1接受信息 接受、分析、筛选信息，明确实验设计的课题、条件和要求。要求迅速、全面地吸收题目中的新信息,分析提供这些信息的目的，把信息归类、并对各个信息在实验设计中的作用做初步评估。接受信息主要解决以下问题：一是明确实验课题；二是明确实验条件；三是明确设计要求。 2实验设计原理 通过对新旧信息的加工开发，实现指定的实验设计。从设计的要求及解决问题的顺序分析,大致有以下两个层次：一是实验方法的选定。这是从总体上考虑实验方案的设计。一般说来，实验方法主要取决于实验原理，并受实验条件的制约。二是实验装置和实验操作设计。装置和操作都是为了具体实施实验方法，完成实验任务，通常属于实验方案细节的设计。和基本实验方法比较，它们往往更贴近实验的基础知识与基本技能。,
