《2014届高考化学二轮复习简易通江苏专用配套课件第13讲化学实验方案的设计与评价》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2014届高考化学二轮复习简易通江苏专用配套课件第13讲化学实验方案的设计与评价（73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了解控制实验条件的方法，能改进简单的实验方案。 2能识别简单的实验仪器装置图，能对实验数据进行初步分析或处理，并得出合理结论。 3能综合运用化学实验原理和方法，设计实验方案解决简单的化学问题，能对实验方案、实验过程和实验结果进行分析和评价。,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过滤后向滤液中加入稀盐酸至中性蒸发结晶。 方法：BaCl2NaO
2、HNa2CO3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)实施实验(步骤、操作要点、控制反应条件等)分离提纯产品。,考点
3、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。,高考印证 1(2013江苏，19)柠檬酸亚铁(FeC6H6O7)是一种易吸收的高效铁制剂，可由绿矾(FeSO47H2O)通过下列反应制备： FeSO4Na2CO3=FeCO3Na2SO4 FeCO3C6H8O7=FeC6H6O7CO2H2O 下表列出了相关金属离子生成氢氧化物沉淀的pH(开始沉淀的pH按金属离子浓度为1.0 molL1计算)。,(1)制备FeCO3时，选用的加
4、料方式是_(填字母)，原因是_。 a将FeSO4溶液与Na2CO3溶液同时加入到反应容器中 b将FeSO4溶液缓慢加入到盛有Na2CO3溶液的反应容器中 c将Na2CO3溶液缓慢加入到盛有FeSO4溶液的反应容器中 (2)生成的FeCO3沉淀需经充分洗涤，检验洗涤是否完全的方法是_。 (3)将制得的FeCO3加入到足量柠檬酸溶液中，再加入少量铁粉，80 下搅拌反应。铁粉的作用是_。反应结束后，无需过滤，除去过量铁粉的方法是_。,(4)最后溶液经浓缩、加入适量无水乙醇、静置、过滤、洗涤、干燥，获得柠檬酸亚铁晶体。分离过程中加入无水乙醇的目的是_。,(5)某研究性学习小组欲从硫铁矿烧渣(主要成分为
5、Fe2O3、SiO2、Al2O3)出发，先制备绿矾，再合成柠檬酸亚铁。请结合右图的绿矾溶解度曲线，补充完整由硫铁矿烧渣制备FeSO47H2O晶体的实验步骤(可选用的试剂：铁粉、稀硫酸和NaOH溶液)：向一定量烧渣中加入足量的稀硫酸充分反应，_，得到FeSO4溶液，_，得到FeSO47H2O晶体。 解析 (1)由表格中的数据可知Fe2在pH5.8时开始沉淀，pH8.8时沉淀完全，因此在制备过程中要避免Fe2生成Fe(OH)2沉淀，由于FeSO4溶液显酸性，Na2CO3溶液显碱性，所以将Na2CO3溶液加入FeSO4溶液中。,二是使Fe3生成沉淀，过滤得固体再溶解得Fe2(SO4)3，再加铁粉还原
6、。由FeSO4溶液制得FeSO47H2O晶体，采用冷却结晶的方法，先制取饱和溶液再降温结晶。由溶解度曲线可知，温度高于60 时绿矾的溶解度下降，因此需配成60 的饱和溶液再降温至0 ，过滤，由于绿矾的溶解度随温度的升高而增大，故用冰水洗。 答案 (1)c 避免生成Fe(OH)2沉淀 (2)取最后一次的洗涤滤液12 mL于试管中，向其中滴加用盐酸酸化的BaCl2溶液，若无白色沉淀产生，则表明已洗涤干净。,(3)防止2价的铁元素被氧化 加入适量柠檬酸让铁粉反应完全 (4)降低柠檬酸亚铁在水中的溶解量，有利于晶体析出 (5)“(过滤，)向反应液中加入足量的铁粉，充分搅拌后，滴加NaOH溶液调节反应液
7、的pH约为5，过滤”或“过滤，向滤液中滴加过量的NaOH溶液，过滤，充分洗涤固体，向固体中加入足量稀硫酸至固体完全溶解，再加入足量的铁粉，充分搅拌后，过滤” (滴加稀硫酸酸化，)加热浓缩得到60 饱和溶液，冷却至0 结晶，过滤，少量冰水洗涤，低温干燥,应用体验 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。 (1)请完成下表：,【实验结论】 Fe的
8、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)。 【实验结论】 根据上述实验结
9、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。 (4)a实验中，加入氨水黑色固体不溶解，证明原物质不含Ag2O，同时也证明原物质为Ag；b实验中，只能证明原黑色固体含有Ag，因Ag2O也可以溶解在足量稀硝酸中，所以不能证明是否含有Ag2O。,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
10、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,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
11、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。,高考印证 2.(2012福建理综，25)实验室常用MnO2与浓盐酸反应制备Cl2(发生装置如下图所示)。,(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,(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
12、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
13、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)。 解析 (1)注意加药品时先加入固体MnO2，再通过分液漏斗加入浓盐酸，最后才能加热。,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,应用体验 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：,请回答下列
14、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。 (3)用第步所得CuSO45H2O制备无水CuSO4的方法是_。 (4)由滤渣2制取Al2(SO4)318H2O，探究小组设计了三种方案：,上述三种方案中，_方案不可行，原因是_： 从原子利用率角度考虑，_方案更合理。,(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,(3)第步由CuSO45H2O制备CuSO4的方法应是在坩埚中加热脱水；(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
