【學海導航】高中化學第1輪總復習 第12章 第40講 簡單的化學實驗設計與評價 C（化學人教版）全國版 .ppt

第40講簡單的化學實驗設計與評價 特別提醒 制備實驗方案遵循的原則 1 條件合適 操作方便 2 原理正確 步驟簡單 3 原料豐富 價格低廉 4 產物純凈 染污物少 例1fe oh 2是一種白色沉淀 在空氣中或在含有o2的水中容易被氧化而變色 難以看到它的 真面目 為了解決這個問題 許多科學家對此實驗做了研究和改進 以下三個圖有一定的代表性 1 按照常規(guī)實驗的要求 用膠頭滴管滴加溶液時 填 能 或 不能 伸入試管中 原因是 圖 中 長膠頭滴管伸入液面下的目的是 2 在圖 中 要觀察到fe oh 2的生成 b管中的試劑可以是 實驗操作的步驟是 反應試劑已加入 關閉止水夾 不能 藥品會被污染 防止帶入空氣 加速藥品的氧化變質 稀硫酸 打開止水夾待c中溶液有大量氣泡 因進入c管的溶液中含有大量尚未反應的硫酸 故不能在c中生成fe oh 2沉淀 能 fe fe 2e fe2 2h 2e h2 解析 此題制備fe oh 2在 裝置中fe oh 2會被氧化 圖ii制備fe oh 2就是先在b裝置中加入鐵屑和稀硫酸產生h2 將裝置b c中的空氣排出后 把止水夾關上 b裝置中不斷的產生h2增大氣體的物質大量使氣體壓強增大 利用的是溫度和體積不變 增大氣體的物質的量 從而將b裝置中生成的feso4被氣體壓入ii裝置 feso4和ii中的naoh接觸發(fā)生反應 制備出fe oh 2 圖 則利用電解原理制備fe oh 2 點評 解答此題要求對鐵元素的化合的知識能靈活運用 正確掌握fe oh 2制備條件 能將物理中大氣壓的知識運用到化學實驗中 將基礎實驗與創(chuàng)新運用結合 將裝置創(chuàng)新與原理創(chuàng)新結合 考點2性質實驗的設計 1 探索性性質實驗方案的設計分析其結構特點或從所屬類型的典型代表物去推測物質可能具有的一系列性質 而后據(jù)此設計合理實驗方案 探索可能具有的性質 2 驗證性性質實驗方案的設計對物質具備的性質進行求證 關鍵是設計出簡捷的實驗 操作簡單安全 實驗現(xiàn)象明顯 特別提醒 要按照課程內容的要求 積極開展實驗探究活動 通過探究活動 發(fā)現(xiàn)學習和生產 生活中有意義的化學問題 并進行實驗探究 能根據(jù)具體情況設計解決化學問題的實驗方案 并予以評價和優(yōu)化 能通過化學實驗收集有關數(shù)據(jù) 并科學地加以處理 能對實驗現(xiàn)象做出合理的解釋 運用比較 歸納 分析 綜合等方法初步揭示化學變化的規(guī)律 例2三氧化二鐵和氧化亞銅都是紅色粉末 常用作顏料 某校一化學實驗小組通過實驗來探究一紅色粉末是fe2o3 cu2o或二者的混合物 探究過程如下 查閱資料 cu2o溶于稀硫酸生成cu和cu2so4 在空氣中加熱生成cuo提出假設假設1 紅色粉末是fe2o3假設2 紅色粉末是cu2o假設3 紅色粉末是fe2o3和cu2o的混合物設計探究實驗取少量粉末放入足量稀硫酸中 在所得溶液中滴加kscn試劑 1 若假設1成立 則實驗現(xiàn)象是 2 若假設2成立 則實驗現(xiàn)象是有 3 若固體放入足量稀硫酸中 經充分反應后 固體全部溶解 滴加kscn試劑時 溶液不變紅色 則證明假設 填數(shù)字 成立 寫出可能發(fā)生的離子方程式 4 經實驗分析 確定紅色粉末為fe2o3和cu2o的混合物 實驗小組欲用加熱法測定cu2o的質量分數(shù) 取ag固體粉末在空氣中充分加熱 待質量不再變化時 稱其質量為bg b a 則混合物中cu2o的質量分數(shù)為 溶液變?yōu)檠t色 3 解析 本題主要從fe3 與scn 顯現(xiàn)血紅色 cu2o與稀硫酸反應cu2o 2h cu cu2 h2o 2fe3 cu 2fe2 cu2 入手 點評 定性檢驗實驗設計是用來判定實驗對象具有那些性質 某種因素是否存在 某個因素是否起作用 某些因素之間是否具有某種關系 測定某些物質的定性組成 探討研究對象具有怎樣的內部結構等所進行的實驗 它主要解決 有沒有 是不是 的問題 考點3定量測定實驗的設計 定量測量實驗設計是為了深入了解物質和自然現(xiàn)象的量的特征 揭露各因素之間的數(shù)量關系 從而確定某些因素的數(shù)值 它能夠具體的數(shù)量上來測定對象所具有的某種性質或者他們的數(shù)量關系 它得到的結果是一定質和量之間的準確函數(shù)關系 因此所有影響此函數(shù)關系準確的因素都視為干擾因素 設計實驗就是確定了具體某一方案后 排除此方案中所有干擾因素 干擾因素全部排除 此方案具體的實施程序就清晰且明確了 例3某化學興趣小組測定某fecl3樣品 含少量fecl2雜質 中鐵元素的質量分數(shù) 實驗室按以下步驟進行 稱取ag樣品 置于燒杯中 加適量鹽酸和適量蒸餾水使樣品溶解 準確配制成250ml溶液 準確量取25 00ml步驟 中配得的溶液 置于燒杯中 加入適量的氯水 使反應完全 加入過量氨水 充分攪拌 使沉淀完全 過濾 洗滌沉淀 將沉淀轉移到坩堝內 加熱 攪拌 直到固體由紅褐色全部變?yōu)榧t棕色后 在干燥器中冷卻至室溫后 稱量 請根據(jù)上面敘述 回答 1 下圖儀器中 實驗步驟 中必須用到的儀器是e和 填儀器序號 cfg 向過濾器里注入蒸餾水 使水面沒過濾渣 等水自然流完后 重復操作2 3次 繼續(xù)加熱 放在干燥器中冷卻 稱量 至最后兩次稱得的質量差不超過0 1g 或恒重 為止 2fe2 cl2 2fe3 2cl 5 若坩堝質量是w1g 最終坩堝和固體的總質量是w2g 則樣品中鐵元素的質量分數(shù)為 或 解析 1 稱取ag樣品需要天平 準確配制成250ml溶液需要250ml的容量瓶 準確量取25 00ml溶液需要酸式滴定管 3 洗滌沉淀的方法是向過濾器里注入蒸餾水 使水面沒過濾渣 等水自然流完后 重復操作2 3次 4 當兩次稱量差值較大時 應繼續(xù)加熱冷卻 稱量 到兩次稱得的質量差不超過0 1g為止 點評 本題以實驗數(shù)據(jù)測定為主線 考查學生通過實驗數(shù)據(jù)分析實驗原理 并推斷實驗操作流程的能力 表面看上去試題考查的內容較為單一化 但本題卻對學生的實驗能力和推理能力和平時實驗的動手能力等均有較高層次的要求 要解答好此類試題 要求教師讓學生在平時的實驗課上多親自體驗實驗探究的過程 多動手實驗 并做到實驗前進行實驗預習和認真填寫實驗報告的好習慣 這樣使學生對實驗流程做到心中有數(shù) 記憶深刻 實驗中所需要的實驗儀器不用死記硬背 而是記住實驗過程 便能順利推出 化學實驗方案的設計是綜合性很強的問題 如制備實驗 往往與物質溶解 分離 提純聯(lián)系起來 解題時不僅要綜合運用化學實驗基本技能 而且要熟練運用化學原理 如復分解反應 化學平衡 水解平衡原理等 1 實驗室制取1 氯丙烷 沸點46 6 的正確操作順序是 向蒸餾燒瓶中加入固體氯化鈉 再加入1 丙醇及濃硫酸混合液 塞好帶溫度計的活塞 把蒸餾燒瓶固定在鐵架臺上 塞好帶溫度計的木塞 把酒精燈放在鐵架臺上 根據(jù)酒精燈的火焰確定鐵圈的高度 固定鐵圈 放上石棉網 檢查裝置的氣密性 加熱 通入冷卻水a b c d b 2 下列關于物質的制備方法正確的是 a 用加熱蒸發(fā)alcl3溶液的方法制取無水alcl3b 小心加熱稀hno3使水蒸發(fā)可制得濃hno3c 因乙醇的沸點較低 可將工業(yè)酒精加熱并冷卻蒸氣得到無水乙醇d 將膽礬放入坩堝中灼燒 可得無水硫酸銅 d 3 有一如右圖所示的裝置 用以制備某種干燥的純凈氣體 該裝置中所裝的藥品正確的是 a a中裝濃硫酸 b中裝濃鹽酸b a中裝濃鹽酸 b中裝濃硫酸c a中裝氫氧化鈉濃溶液 b中裝濃氨水d a中裝濃氨水 b中裝氫氧化鈉濃溶液 bd 4 2011 新課標 氫化鈣固體是登山運動員常用的能源提供劑 某興趣小組擬選用如下裝置制備氫化鈣 請回答下列問題 1 請選擇必要的裝置 按氣流方向連接順序為 填儀器接口的字母編號 2 根據(jù)完整的實驗裝置進行實驗 實驗步驟如下 檢查裝置氣密性后 裝入藥品 打開分液漏斗活塞 請按正確的順序填入下列步驟的標號 a 加熱反應一段時間b 收集氣體并檢驗其純度c 關閉分液漏斗活塞d 停止加熱 充分冷卻 i e f d c j k 或k j a badc cah2 2h2o ca oh 2 2h2 5 登山運動員常用氫化鈣作為能源提供劑 與氫氣相比 其優(yōu)點是 氫化鈣是固體 攜帶方便 1 今有大試管 集氣瓶 導管 燒杯 藥匙 膠塞 根據(jù)這些儀器 能制備的氣體是 a no2 so2 cl2b h2 ch4 hclc h2 h2s co2d c2h4 so2 h2s c 備選題 2 在實驗室進行物質制備 下列從原料及有關試劑分別制取相應的最終產物的設計較為合理的是 d 3 濃h2so4和木炭在加熱時發(fā)生反應的化學方程式是 請從下圖中選用所需的儀器 可重復選用 組成一套進行該反應并檢出反應產物的裝置 現(xiàn)提供濃h2so4 木炭和酸性kmno4溶液 其他固 液試劑自選 連接和固定儀器用的玻璃管 膠管 鐵夾 鐵架臺及加熱裝置等均略去 將所選的儀器按連接順序由上至下依次填入下表 并寫出該儀器中應加試劑的名稱及其作用 c b a a a 解析 成套裝置包括反應裝置 檢驗裝置和尾氣處