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1、第13讲 化学实验方案的设计与评价,【考纲点击】 1能根据实验要求，完成相关实验探究： (1)设计、评价或优化实验方案。 (2)了解控制实验条件的方法。 (3)描述及分析实验现象，收集及处理相关数据，得出合理结论。 (4)识别和绘制典型的实验仪器装置图。 2以上各部分知识与技能的综合应用。 3了解化学实验研究的一般过程，掌握化学实验的基本方法和技能。,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”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：BaCl2Na2CO3NaOH过滤
2、后向滤液中加入稀盐酸至中性蒸发结晶。 方法：BaCl2NaOHNa2CO3过滤后向滤液中加入稀盐酸至中性蒸发结晶。 方法：NaOHBaCl2Na2CO3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
3、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、K3Fe(CN)6溶液、氯水。,高考印证,(1)请完
4、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。,【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)。
5、 【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K3Fe(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 K3Fe(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)b Ag、NO2、O2,1(2013攀枝花二模)某研究小组在实验室中用铜粉(含铁粉5%以上)制取胆矾(C
6、uSO45H2O)并检验其纯度，限选试剂：3 molL1H2SO4溶液、浓硝酸、3%H2O2溶液、0.2 molL1NaOH溶液、20% KSCN溶液、BaCl2溶液。有关物质溶解度如下表(单位g/100 g H2O)：,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)23H2O，测定其中CuSO45H2O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CuSO45H2O的质量分数为_(列出算式)。,答案 (1),
7、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.(201
8、2福建理综，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
9、验：准确量取残余清液稀释一定倍数后作为试样。 a量取试样20.00 mL，用0.100 0 molL1 NaOH标准溶液滴定，消耗22.00 mL，该次滴定测得试样中盐酸浓度为_molL1； 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)2.8109，Ksp(MnCO3)2.31011,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
10、于Ksp(MnCO3)M(CaCO3)，故最终剩余的固体质量增加，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) 0.110 0 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
11、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CuSO45H2O(Mr250)含量。取a g试样配成100 mL溶液，每次取20.00 mL，消除干扰离子后，用c mol L1 EDTA(H2Y2)标准溶液滴定至终点，平均消耗EDTA溶液b mL。滴定反应如下：Cu2 H2Y2=CuY22H 写出计算CuSO45H2O质量分数的表达式w_；,下列操作会导致CuSO45H2O含量的测定结果偏高的是 _。 a未干燥锥形
12、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(SO4)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
13、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：_
