《【2017年整理】江苏省高考化学二轮 专题十六 实验设计与评价最新讲义》由会员分享，可在线阅读，更多相关《【2017年整理】江苏省高考化学二轮 专题十六 实验设计与评价最新讲义（9页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、 - 1 -专题十六 实验设计与评价【备考策略】实验设计和实验评价是综合实验考题的呈现方式之一，近 3 年的江苏高考试题中非择题实验部分（制备实验、理论运用实验等）都有体现，一般多有实验的评价，而2010、2012 年出现了实验步骤的完整设计，预示着实验部分难度的加大。展望 2013 年江苏高考，将延续近几年的模式，实验设计和评价一定伴随二卷实验题的考查。关注以下各类背景的实验：（1）以物质制备为背景的实验题；（2）以实验探究为背景的实验题；（3）以实验方案设计为背景的实验题；（4）以定性、定量分析为背景的实验题；解题之道首先了解实验流程的目的和反应原理、其次分析反应条件控制的目的。类型一、实
2、验探究例 1 （2012北京理综卷有删改）有文献记载:在强碱条件下，加热银氨溶液可能析出银镜。某同学进行如下验证和对比实验。装置 实验序号 试管中的药品 现象实验2mL 银氨溶液和数 滴较浓 NaOH 溶液 有气泡产生: 一段时间后，溶液 逐渐变黑:试管壁附着银镜 实验 2mL 银氮溶液和数滴浓氨水有气泡产生:一段时间后，溶液无明显变化该同学欲分析实验和实验的差异，查阅资料:abAgOH 不稳定，极易分解为黑色 Ag2O(I)配制银氨溶液所需的药品是 。(2)经检验，实验的气体中有 NH3,黑色物质中有 Ag2O.用湿润的红色石蕊试纸检验 NH3 产生的现象是 。实验设计与评价科学性操作性经济
3、性安全性设计依据流程性制备评价检验、检测评价探究性评价性质探究组成探究原理探究变化探究类型 - 2 -产生 Ag2O 的原因是 。(3)该同学对产生银镜的原因提出瑕设:可能是 NaOH 还原 Ag2O。实验及现象:向 AgNO3 溶液中加入 ，出现黑色沉淀;水浴加热，未出现银镜。(4)重新假设:在 NaOH 存在下.可能是 NH3，还原 Ag2O。将氨气通入含 NaOH 的潮湿 Ag2O 并水浴加热，而后出现银镜。(5)该同学认为在(4)的实验中会有 Ag(NH3)2OH 生成.由此又提出假设:在 NaOH 存在下，可能是 Ag(NH3)2OH 也参与了 NH3 还原 Ag2O 的反应.进行如
4、下实验:有部分 Ag2O 溶解在氨水中，该反应的化学方程式是 。验结果证实假设成立，依据的现象是 。（6）用 HNO3,消洗试管壁上的 Ag，该反应的化学方程式是 。【知识总结】化学实验中常探究的物质性质(1)氯气、次氯酸盐或次氯酸、高氯酸都有不同程度的氧化性，而盐酸或氯化物中的氯元素则具有还原性。(2)硝酸、双氧水、氯水常体现氧化性和不稳定性。(3)铁具有较强的还原性，Fe3+具有氧化性，而 Fe2+则具有强的还原性。(4)铝既能与酸液反应放出 H2，又能与强碱液反应放出 H2，A12O3 和 AI(OH)3 都具有两性。(5)烃中饱和烃(包括烷烃、环烷烃)以及苯遇溴水或高锰酸钾酸性溶液都不
5、褪色。烯烃、二烯烃、炔烃以及苯乙烯遇以上试剂都褪色，而苯的同系物甲苯、乙苯、二甲苯等只遇高锰酸钾酸性溶液褪色。二氧化硫、硫化氢、亚硫酸钠遇上述试剂都褪色。但应弄清苯、甲苯、液态烷或环烷甚至乙醚等都能萃取溴，产生水层褪色的现象并不是发生了反应。(6)新制的氢氧化铜能与具有羧基的有机物如甲酸、乙酸等反应形成蓝色溶液；遇醛基有机物如甲醛、乙醛、葡萄糖，在受热时产生红色 Cu2O。(7)具有羟基、醛基、羧基、氨基结构有机物质都有对应的性质。【变式训练 1】硫代硫酸钠(Na2S2O3)可看成是一个 S 原子取代了 Na2SO4 中的一个 O 原子而形成。某校化学研究性学习小组运用类比学习的思想，通过实验
6、探究 Na2S2O3 的化学性质。【提出问题】Na2S2O3 是否与 Na2SO4 相似具备下列性质呢？猜想： ；猜想：溶液呈中性，且不与酸反应；猜想：无还原性，不能被氧化剂氧化。【实验探究】基于上述猜想、，设计实验方案。实验操作 实验现象或预期实验现象 现象解释（用离子方程式表示）溶液 pH8 猜想 向 pH=2 的硫酸中滴加Na2S2O3 溶液S2O32+2H=S+SO2+H2O猜想 向新制氯水(pH2)中滴 氯水颜色变浅 - 3 -加少量 Na2S2O3 溶液【实验结论】Na2S2O3 能与酸反应，具有还原性，与 Na2SO4 的化学性质不相似。【问题讨论】甲同学向探究“猜想”反应后的溶
7、液中滴加硝酸银溶液，观察到有白色沉淀产生，并据此认为氯水可将 Na2S2O3 氧化。你认为该方案是否正确并说明理由 。请重新设计一个实验方案，证明 Na2S2O3 被氯水氧化。该实验方案是 。类型二、流程性制备评价例 2 （2012 年镇江期末）用金属钴板（含少量 Fe、Ni）制备应用广泛的氯化钴的工艺流程如下：() pH=x pH pH=4注：钴与盐酸反应极慢，需加入催化剂硝酸才可能进行实际生产。有关钴、镍和铁化合物的性质见下表：（1） “除镍”步骤中，NH3H2O 用量对反应收率的影响见下表，从表中可知 x 时，除镍效果最好。（2） “除镍”步骤必须控制在一定的时间内完成，否则沉淀中将有部
8、分 Co(OH)2 转化为Co(OH)3，此反应的化学方程式为 。（3） “除铁”步骤中加入双氧水发生反应的离子方程式是。（4） “除铁”步骤中加入的纯碱作用是。（5）在“调 pH”步骤中，加盐酸的作用是 。 【知识总结】（1）易溶物质的获取实验室或工业制备（或合成）的物质，都需要经过分离和提纯，其中易溶物质的提取或提纯常有加入试剂，促进析出（降低目标物质的溶解性） ，所加试剂多是有机溶剂。蒸发溶剂，结晶过滤。化学式 沉淀完全时的 pH 钴镍性质Co(OH)2 9.4Fe(OH)2 9.6Fe (OH)3 3.7Co2HClCoCl2H2Co22NH3H2OCo(OH)22NH4Co22H2O
9、 Co(OH)22HNi2HClNiCl2H2Ni26NH3H2ONi(NH3)626H2O加 NH3H2O 调 pH 收率/% Ni2含量/%9 98.1 0.089.5 98 0.0510 97.6 0.00510.3 94 0.005 - 4 -（2）结晶水化物的获取如胆钒晶体、碳酸钠晶体等一般通过蒸发浓缩、结晶过滤得到，一般不采用加热蒸干，否则，得到的晶体少含结晶水或不含结晶水。（3）易水解物质的获取在蒸发获取易水解物质时，必须加以保护，抑止它的水解。比如 MgCl2 溶液蒸发时，是在HCl 气流中蒸发获取 MgCl2 晶体。【变式训练 2】 （2012浙江理综卷)过碳酸钠（2Na2C
10、O33H2O2）是一种集洗涤、漂白、杀菌于一体的氧系漂白剂。某兴趣小组制备过碳酸钠的实验方案和装置示意图如下： H2O2(aq)Na2CO3(aq) 控30 min X 2Na2CO3 3H2O2 已知：主反应 2Na2CO3 (aq) + 3H2O2 (aq) 2Na2CO33H2O2 (s) H 0副反应 2H2O2 = 2H2O + O2滴定反应 6KMnO4 + 5(2Na2CO33H2O2) +19H2SO4 = 3K2SO4 + 6MnSO4 +10Na2SO4 + 10CO2 + 15O2 + 34H2O50时 2Na2CO33H2O2 (s) 开始分解请回答下列问题：（1）图中
11、支管的作用是 。（2）步骤的关键是控制温度，其措施有 、 和 。（3）在滤液 X 中加入适量 NaCl 固体或无水乙醇，均可析出过碳酸钠，原因是 。（4）步骤中选用无水乙醇洗涤产品的目的是 。（5）下列物质中，会引起过碳酸钠分解的有 。AFe2O3 BCuO CNa2SiO3 DMgSO4（6）准确称取 0.2000 g 过碳酸钠于 250 mL 锥形瓶中，加 50 mL 蒸馏水溶解，再加 50 mL 2.0 molL-1 H2SO4，用2.00010-2 molL-1 KMnO4 标准溶液滴定至终点时消耗 30.00 mL，则产品中 H2O2 的质量分数为 。类型三、实验设计例 3 （201
12、2 阜宁、大丰、栟茶联考）NiSO46H2O 是一种绿色易溶于水的晶体，广泛用于化学镀镍、生产电池等，可由电镀废渣（除含镍外，还含有：Cu、Zn、Fe、Cr 等杂质）为原料获得。操作步骤如下：用稀硫酸溶液溶解废渣，保持 pH 约 1.5，搅拌 30min，过滤。向滤液中滴入适量的 Na2S，除去 Cu2+、Zn2+，过滤。保持滤液在 40左右，用 6%的 H2O2 氧化 Fe2+，再在 95加入 NaOH 调节 pH，除去铁和铬。在的滤液中加入足量 Na2CO3 溶液，搅拌，得 NiCO3 沉淀。_。_。蒸发、冷却结晶并从溶液中分离出晶体。用少量乙醇洗涤并凉干。（1）步骤除可观察到黑色沉淀外，
13、还可嗅到臭鸡蛋气味，用离子方程式说明气体的产生： - 5 -_。（2）步骤中，加 6%的 H2O2 时，温度不能过高，其原因是：_。（3）除铁方法有两种，一是用 H2O2 作氧化剂，控制 pH 值 24 范围内生成氢氧化铁沉淀；另一种方法常用 NaClO3 作氧化剂，在较小的 pH 条件下水解，最终生成一种浅黄色的黄铁矾钠Na2Fe6(SO4)4(OH)12沉淀除去。下图是温度-pH 值与生成的沉淀关系图，图中阴影部分是黄铁矾稳定存在的区域（已知 25时，Fe(OH)3 的 Ksp= 2.641039） 。下列说法正确的是_（选填序号） 。aFeOOH 中铁为+2 价 b若在 25时，用 H2O2 氧化 Fe2+，再在 pH=4 时除去铁，此时溶液中 c(Fe3+)=2.641029c用氯酸钠在酸性条件下氧化 Fe2+离子方程式为：6F
