高考第二輪化學(xué)第18課時(shí)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與評(píng)價(jià).ppt

化學(xué)（福建）,2,專(zhuān)題四 化學(xué)實(shí)驗(yàn),第18課時(shí) 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與評(píng)價(jià),3,一、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與評(píng)價(jià)內(nèi)容及要求,實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與評(píng)價(jià)：1實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 2設(shè)計(jì)要求 3設(shè)計(jì)思路 4設(shè)計(jì)程序 5設(shè)計(jì)類(lèi)型,4,5,6,7,二、實(shí)驗(yàn)順序的合理性,1儀器的安裝順序一般是“從下到上，從左到右，先內(nèi)后外，先裝后連”。拆卸順序與此相反。 2.裝置圖的連接順序：整套裝置的大體連接順序是制取除雜干燥主體實(shí)驗(yàn)尾氣處理。 3氣體的干燥順序：需收集的氣體，經(jīng)過(guò)系列洗氣除雜后再干燥、收集，不能干燥后又洗氣。需要某氣體進(jìn)行加熱反應(yīng)(如CO、H2與CuO、Fe2O3的反應(yīng))時(shí)，先干燥再反應(yīng)。,8,三、實(shí)驗(yàn)安全的可靠性,為使實(shí)驗(yàn)安全可靠，要注意以下幾個(gè)問(wèn)題。 1有毒氣體的尾氣必須處理。通常將H2S、SO2、Cl2、NO2等用水或NaOH溶液吸收，將CO點(diǎn)燃燒掉。 2易爆氣體如H2、CO、CH4、C2H4、C2H2等點(diǎn)燃之前必須要驗(yàn)純。 3用H2、CO還原CuO、Fe2O3等實(shí)驗(yàn)，應(yīng)先通氣，等體系內(nèi)的空氣排凈后再加熱，若先加熱后通氣可能會(huì)發(fā)生爆炸事故。,9,4加熱制取的氣體用排水法收集完畢，應(yīng)先將導(dǎo)氣管移出水面，再熄滅酒精燈，防止水倒吸入熱試管而使試管破裂。,10,四、創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì),1防止液體倒吸裝置的設(shè)計(jì),11,2防污染安全裝置的設(shè)計(jì),燃燒式可用于除尾氣CO；吸收式可用于除Cl2、H2S等；切斷式、漏斗式適用于吸收極易溶于水的氣體(如NH3、HBr等)；收集式可用于防止有毒氣體進(jìn)入空氣中。,12,3常規(guī)操作的創(chuàng)新設(shè)計(jì),實(shí)驗(yàn)時(shí)要熟練掌握基本實(shí)驗(yàn)操作，但不能墨守成規(guī)。如制氣體反應(yīng)遇到分液漏斗滴加液體困難時(shí)，可采用圖示裝置；再如在沒(méi)有啟普發(fā)生器時(shí)，設(shè)計(jì)啟普發(fā)生器原理式反應(yīng)器。,13,五、典型題型分析,【例1】某研究性小組借助AD的儀器裝置完成有關(guān)實(shí)驗(yàn)。,14,【實(shí)驗(yàn)一】收集NO氣體。 (1)用裝置A收集NO氣體，正確的操作是_(填序號(hào))。 a從口進(jìn)氣，用排水法集氣 b從口進(jìn)氣，用排氣法集氣 c從口進(jìn)氣，用排水法集氣 d從口進(jìn)氣，用排氣法集氣 【實(shí)驗(yàn)二】為了探究鍍鋅薄鐵板上的鋅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)w(Zn)和鍍層厚度，查詢(xún)得知鋅易溶于強(qiáng)堿： 。據(jù)此，截取面積為S的雙面鍍鋅薄鐵板試樣，剪碎、稱(chēng)得質(zhì)量為m1 g。用固體燒堿和水作試劑，擬出下列實(shí)驗(yàn)方案并進(jìn)行相關(guān)實(shí)驗(yàn)。,15,方案甲：通過(guò)測(cè)量試樣與堿反應(yīng)生成的氫氣體積來(lái)實(shí)現(xiàn)探究目標(biāo)。 (2)選用B和_ (填儀器標(biāo)號(hào))兩個(gè)裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。 (3)測(cè)得充分反應(yīng)后生成氫氣的體積為V L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)，w(Zn)=_。 (4)計(jì)算鍍層厚度，還需檢索的一個(gè)物理量是_。 (5)若裝置B中的恒壓分液漏斗改為普通分液漏斗，測(cè)量結(jié)果將_(填“偏大”、“偏小”或“無(wú)影響”)。,16,方案乙：通過(guò)稱(chēng)量試樣與堿反應(yīng)前后的質(zhì)量實(shí)現(xiàn)探究目標(biāo)。選用儀器C做實(shí)驗(yàn)，試樣經(jīng)充分反應(yīng)，濾出不溶物、洗滌、烘干，稱(chēng)得其質(zhì)量為m2g。 (6)w(Zn)=_。 方案丙：通過(guò)稱(chēng)量試樣與堿反應(yīng)前后儀器、試樣和試劑的總質(zhì)量(其差值即為H2的質(zhì)量)實(shí)現(xiàn)探究目標(biāo)。實(shí)驗(yàn)同樣使用儀器C。 (7)從實(shí)驗(yàn)誤差角度分析，方案丙_方案乙(填“優(yōu)于”、“劣于”或“等同于”)。,17,解析：本題是一個(gè)綜合實(shí)驗(yàn)考查題，要求考生能分析出實(shí)驗(yàn)?zāi)康模鶕?jù)目的選擇相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)裝置，進(jìn)行有關(guān)計(jì)算，思考回答相關(guān)問(wèn)題，分析各種方案的優(yōu)劣。 計(jì)算鍍層厚度應(yīng)知密度，恒壓分液漏斗改為普通分液漏斗時(shí)，考慮恒壓分液漏斗除能讓分液漏斗中溶液順利流下外，分液漏斗上方壓力和圓底燒瓶?jī)?nèi)壓力一樣，最終氫氣有一部分占據(jù)分液漏斗上方空間，所以恒壓分液漏斗改為普通分液漏斗，測(cè)量結(jié)果將“偏大”。 方案乙和方案丙比較：考查天平稱(chēng)量的誤差。,18,答案：(1)c (2)D (3) (或 等其他合理答案) (4)金屬鋅的密度(或其他合理答案) (5)偏大 (6) (或其他合理答案) (7)劣于,19,【變式練習(xí)1】三草酸合鐵酸鉀晶體K3Fe(C2O4)33H2O可用于攝影和藍(lán)色印刷。某小組將無(wú)水三草酸合鐵酸鉀在一定條件下加熱分解，對(duì)所得氣體產(chǎn)物和固體產(chǎn)物進(jìn)行實(shí)驗(yàn)和探究。請(qǐng)利用實(shí)驗(yàn)室常用儀器、用品和以下限選試劑完成驗(yàn)證和探究過(guò)程。 限選試劑：濃硫酸、1.0 molL-1 HNO3、1.0 molL-1鹽酸、1.0 molL-1 NaOH、3% H2O2、0.1 molL-1 KI、0.1 molL-1 CuSO4、20% KSCN、澄清石灰水、氧化銅、蒸餾水。,20,(1)將氣體產(chǎn)物依次通過(guò)澄清石灰水(A)、濃硫酸、灼熱氧化銅(B)、澄清石灰水(C)，觀察到A、C中澄清石灰水都變渾濁，B中有紅色固體生成，則氣體產(chǎn)物是_。 (2)該小組同學(xué)查閱資料后推知，固體產(chǎn)物中，鐵元素不可能以三價(jià)形式存在，而鹽只有K2CO3。驗(yàn)證固體產(chǎn)物中鉀元素存在的方法是 _，現(xiàn)象是 _。,CO2和CO,利用焰色反應(yīng),透過(guò)藍(lán)色鈷玻璃，觀察到紫色的火焰,21,(3)固體產(chǎn)物中鐵元素存在形式的探究。 提出合理假設(shè) 假設(shè)1：_； 假設(shè)2：_； 假設(shè)3：_。 設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案證明你的假設(shè) 實(shí)驗(yàn)過(guò)程 根據(jù)中方案進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。在下表寫(xiě)出實(shí)驗(yàn)步驟、預(yù)期現(xiàn)象與結(jié)論。,全部為鐵單質(zhì),全部為FeO,同時(shí)存在鐵單質(zhì)和FeO,22,23,【例2】 實(shí)驗(yàn)室用大理石等原料制取安全無(wú)毒的殺菌劑過(guò)氧化鈣。大理石的主要雜質(zhì)是氧化鐵，以下是提純大理石的實(shí)驗(yàn)步驟： 大理石 CaCO3,溶解,硝酸,操作,A,過(guò)濾,Fe(OH)3,24,(1)溶解大理石時(shí)，用硝酸而不用硫酸的原因是_。 (2)操作的目的是_，溶液A(溶質(zhì)是共價(jià)化合物)是_。 (3)寫(xiě)出檢驗(yàn)濾液中是否含鐵離子的方法：_。 (4)寫(xiě)出加入碳酸銨所發(fā)生反應(yīng)的離子方程式：_，寫(xiě)出濾液B的一種用途：_。 (5)CaO2中一般含CaO。試按下列提示完成CaO2含量分析的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。,25,試劑：氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液、鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶液、酚酞 儀器：電子天平、錐形瓶、滴定管 實(shí)驗(yàn)步驟： _； 加入_； 加入酚酞，用氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定。 (6)若理論上滴定時(shí)耗用標(biāo)準(zhǔn)溶液20.00 mL恰好完全反應(yīng)，實(shí)際操作中過(guò)量半滴(1 mL溶液為25滴)，則相對(duì)誤差為_(kāi)。,26,解析：(2)大理石溶于硝酸后生成Ca(NO3)2、Fe(NO3)3，可通過(guò)向溶液中加(NH4)2CO3或氨水的方法調(diào)節(jié)pH，使Fe3+以Fe(OH)3的形式除去Fe(OH)3在弱酸性環(huán)境下就能沉淀，又因?yàn)橐笕芤篈的溶質(zhì)是共價(jià)化合物，所以A應(yīng)為氨水。 (4)濾液B的溶質(zhì)是NH4NO3，可以用作化肥。 (6)半滴的體積為1/50 mL，則相對(duì)誤差為,100%=0.1%,27,答案：(1)硫酸鈣微溶于水 (2)沉淀除掉Fe3+ 氨水 (3)取少量濾液，向其中加入硫氰化鉀溶液，溶液不變紅色，說(shuō)明濾液中不含F(xiàn)e3+；或取少量濾液，向其中加入硫氰化鉀溶液，溶液變紅色，說(shuō)明濾液中含F(xiàn)e3+ (4) 作化肥 (5)稱(chēng)量 過(guò)量的標(biāo)準(zhǔn)鹽酸 (6)0.1%,28,【變式練習(xí)2】(2010上海)CaCO3廣泛存在于自然界，是一種重要的化工原料。大理石主要成分為CaCO3，另外有少量的含硫化合物。實(shí)驗(yàn)室用大理石和稀鹽酸反應(yīng)制備CO2氣體。下列裝置可用于CO2氣體的提純和干燥。,29,完成下列填空： (1)用濃鹽酸配制11(體積比)的稀鹽酸(約6 molL-1)，應(yīng)選用的儀器是_。 a燒杯 b玻璃棒 c量筒 d容量瓶 (2)上述裝置中，A是_ _，NaHCO3溶液可以吸收_ _。 (3)上述裝置中，B物質(zhì)是_。用這個(gè)實(shí)驗(yàn)得到的氣體測(cè)定CO2的分子量，如果B物質(zhì)失效，測(cè)定結(jié)果_ (填“偏高”、“偏低”或“不受影響”)。,abc,無(wú)水CaCl2,偏低,30,(4)一次性飯盒中石蠟(高級(jí)烷烴)和CaCO3在食物中的溶出量是評(píng)價(jià)飯盒質(zhì)量的指標(biāo)之一，測(cè)定溶出量的主要實(shí)驗(yàn)步驟設(shè)計(jì)如下： 剪碎、稱(chēng)重浸泡溶解過(guò)濾殘?jiān)娓衫鋮s、稱(chēng)重恒重 為了將石蠟和碳酸鈣溶出，應(yīng)選用的試劑是 _。 a氯化鈉溶液 b稀醋酸 c稀硫酸 d正己烷,b d,31,(5)在溶出量測(cè)定實(shí)驗(yàn)中，為了獲得石蠟和碳酸鈣的最大溶出量，應(yīng)先溶出_后溶出 _ 。 (6)上述測(cè)定實(shí)驗(yàn)中，連續(xù)_ _，說(shuō)明樣品已經(jīng)恒重。,石蠟,CaCO3,提示：由于醋酸溶液中的乙酸也是有機(jī)物，為防止石蠟損失，一般先溶出石蠟再溶出CaCO3；,32,【例3】 某課外活動(dòng)小組學(xué)生模擬呼吸面具中的原理(過(guò)氧化鈉與潮濕二氧化碳反應(yīng))，設(shè)計(jì)用下列儀器，如圖所示來(lái)制取氧氣并測(cè)量氧氣的體積。,33,上圖中量氣裝置E是由甲、乙兩根玻璃管組成，它們用橡皮管連通，并裝入適量水，甲管有刻度(050毫升)，供量氣用；乙管可上下移動(dòng)，以調(diào)節(jié)液面高低。 實(shí)驗(yàn)室可供選用的藥品還有：稀硫酸、鹽酸、過(guò)氧化鈉、碳酸鈉、大理石、水。 試回答： (1)上述裝置的連接順序是(填各接口的編號(hào)，其中連接膠管及夾持裝置均省略)_ _。,34,(2)裝置C中放入的反應(yīng)物是_和_。 (3)裝置A的作用是_； 裝置B的作用是_。 (4)為了較準(zhǔn)確地測(cè)量氧氣的體積，除了必須檢查整個(gè)裝置的氣密性之外，在讀取反應(yīng)前后甲管中液面的讀數(shù)，求其差值的過(guò)程中，應(yīng)注意_和_(填寫(xiě)字母編號(hào))。 a視線與凹液面最低處相平 b等待片刻，待乙管中液面不再上升時(shí)，立刻讀數(shù) c讀數(shù)時(shí)應(yīng)上下移動(dòng)乙管，使甲、乙兩管液面相平 d讀數(shù)時(shí)不一定使甲、乙兩管液面相平,35,解析：本題的要求是用過(guò)氧化鈉與潮濕的CO2反應(yīng)來(lái)制取O2并測(cè)其體積，要準(zhǔn)確測(cè)量其體積，就要對(duì)生成的O2進(jìn)行提純。根據(jù)題目提供的裝置，制取CO2用裝置C。該裝置與啟普發(fā)生器的原理相當(dāng)，用大理石和鹽酸反應(yīng)制取CO2，會(huì)有HCl氣體雜質(zhì)，可用B裝置除去。CO2與Na2O2反應(yīng)后還會(huì)有未反應(yīng)CO2混在O2中，可用A裝置除去。最后將純凈的O2通入E裝置的甲管中測(cè)量體積。裝置的連接順序是CBDAE，再根據(jù)裝置順序確定導(dǎo)氣管的連接順序。讀數(shù)時(shí)，應(yīng)上下移動(dòng)乙管，使甲、乙兩管液面相平，再讀取視線與甲管中凹液面最低點(diǎn)相平的刻度。,36,答案：(1)(、可顛倒) (2)大理石 鹽酸 (3)吸收混在O2中未反應(yīng)的CO2 吸收CO2中混有的HCl (4) a c,37,【變式練習(xí)3】(2010浙江) 一水硫酸四氨合銅()的化學(xué)式為Cu(NH3)4SO4H2O是一種重要的染料及農(nóng)藥中間體。某學(xué)習(xí)小組在實(shí)驗(yàn)室以氧化銅為主要原料合成該物質(zhì)，設(shè)計(jì)的合成路線為：,38,相關(guān)信息如下： Cu(NH3)4SO4H2O在溶液中存在以下電離(解離)過(guò)程： (NH4)2SO4在水中可溶，在乙醇中難溶。 Cu(NH3)4SO4H2O在乙醇和水混合溶劑中的溶解度隨乙醇體積分?jǐn)?shù)的變化曲線示意圖如下：,39,40,請(qǐng)根據(jù)以上信息回答下列問(wèn)題： (1)方案1的實(shí)驗(yàn)步驟為： a加熱蒸發(fā)；b.冷卻結(jié)晶；c.抽濾；d.洗滌；e.干燥 步驟1的抽濾裝置如所示，該裝置中的錯(cuò)誤之處是_ _；抽濾完畢或中途停止抽濾時(shí)，應(yīng)先_，然后_。,斷開(kāi)連接安全瓶與抽氣裝置間的橡皮管,關(guān)閉抽氣裝置中的水龍頭,41,42,(2)方案2的實(shí)驗(yàn)步驟為： a向溶液C中加入適量_；b. _ _ ；c.洗滌；d.干燥 請(qǐng)?jiān)谏鲜隹崭駜?nèi)填寫(xiě)合適的試劑或操作名稱(chēng)。 下列選項(xiàng)中，最適合作為步驟c的洗滌液是 _。 A乙醇 B蒸餾水 C乙醇和水的混合液 D飽和硫酸鈉溶液 步驟d不宜采用加熱干燥的方法，可能的原因是_ _。,乙醇,抽濾(或減壓過(guò)濾、吸濾),C,43,提示：(2)因Cu(NH3)4SO4H2O在水溶液中可以完全電離，又根據(jù)上圖的溶解度曲線，故選擇的洗滌劑為乙醇和水的混合液。 加熱干燥可以導(dǎo)致Cu(NH3)4SO4H2O失去結(jié)晶水和NH3。,44,1一般應(yīng)遵循裝置的排列順序：從下到上，從左到右； 對(duì)于吸收裝置，若為洗氣瓶則應(yīng)“長(zhǎng)”進(jìn)“短”出，若為干燥管，則應(yīng)“大”進(jìn)“小”出； 若為排液量氣時(shí)應(yīng)“短