【三維設(shè)計(jì)】高考化學(xué)二輪復(fù)習(xí) 專題五 第二講 化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)與評(píng)價(jià)課件（廣東、江蘇專版）.ppt

專題三元素及其化合物 抓基礎(chǔ) 提能力 研考點(diǎn) 第二講 化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)與評(píng)價(jià) 1 掌握常見(jiàn)氣體的實(shí)驗(yàn)室制法 包括所用試劑 儀器 反應(yīng)原理和收集方法 2 能根據(jù)實(shí)驗(yàn)試題要求 做到 1 設(shè)計(jì) 評(píng)價(jià)或改進(jìn)實(shí)驗(yàn)方案 2 了解控制實(shí)驗(yàn)條件的方法 化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)與評(píng)價(jià) 3 分析或處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù) 得出合理結(jié)論 4 繪制和識(shí)別典型的實(shí)驗(yàn)儀器裝置圖 3 了解科學(xué)探究的基本過(guò)程 并運(yùn)用以實(shí)驗(yàn)和推理為基礎(chǔ)的科學(xué)探究方法解決有關(guān)問(wèn)題 一 常見(jiàn)氣體的實(shí)驗(yàn)室制法1 制取裝置將h2 o2 cl2 nh3 co2 no2填入下表 o2 nh3cl2 h2 co2 no2 o2 nh3 2 氣體的凈化 1 氣體的除雜 飽和碳酸氫鈉溶液飽和食鹽水溴水 2 氣體的干燥 有以下氣體 o2 cl2 so2 co2 no2 nh3 hbr 其中能用濃硫酸干燥的是 能用堿石灰干燥的是 o2 cl2 so2 co2 no2 o2 nh3 3 氣體的收集有以下氣體 h2 o2 co2 nh3 hcl no cl2 1 適合用向下排空氣法收集的氣體有 2 適合用排水法收集的氣體有 3 適合用排飽和nahco3溶液收集的氣體為 4 適合用排飽和食鹽水收集的氣體為 h2 nh3 h2 o2 no co2 ci2 二 化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)與評(píng)價(jià) 1 物質(zhì)檢驗(yàn)方案的描述 解答該類題目時(shí) 應(yīng)按取樣 操作 現(xiàn)象 結(jié)論的順序進(jìn)行 但描述時(shí)往往出現(xiàn)以下錯(cuò)誤 1 原瓶操作 不取樣 2 試劑選擇 實(shí)驗(yàn)操作不正確 3 只答現(xiàn)象不答結(jié)論 4 描述不準(zhǔn)確 辭不達(dá)意 2 實(shí)驗(yàn)操作設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的問(wèn)題 1 儀器接口的連接 總體上遵循裝置的排列順序 但對(duì)于吸收裝置應(yīng) 長(zhǎng) 進(jìn) 短 出 或 深 入 淺 出 量氣裝置應(yīng) 短 進(jìn) 長(zhǎng) 出 洗氣裝置應(yīng) 長(zhǎng) 進(jìn) 短 出 干燥管應(yīng) 大 進(jìn) 小 出 2 實(shí)驗(yàn)操作的順序 裝置選擇與連接 氣密性檢驗(yàn) 裝固體藥品 加液體藥品 開(kāi)始實(shí)驗(yàn) 按程序 拆卸儀器 其他處理等 3 如果實(shí)驗(yàn)室取用或制取易吸水 潮解 水解的物質(zhì) 要采取必要的措施防止其吸水 以保證達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康?4 冷凝回流 有些實(shí)驗(yàn)中 為減少易揮發(fā)液體反應(yīng)物的損耗和充分利用原料 需在反應(yīng)裝置上加裝冷凝回流裝置 如長(zhǎng)玻璃管及冷疑管等 3 對(duì)實(shí)驗(yàn)方案的合理與否 嚴(yán)密與否作出評(píng)判時(shí)易忽視以下角度 1 實(shí)驗(yàn)原理 儀器連接是否正確 2 裝置是否較為簡(jiǎn)單 操作是否方便 3 藥品是否經(jīng)濟(jì) 現(xiàn)象是否明顯或產(chǎn)率是否較高 4 實(shí)驗(yàn)過(guò)程是否安全 污染處理是否得當(dāng) 5 是否 排除干擾 排除干擾 是指反應(yīng)條件的控制 防止空氣的介入 副反應(yīng)盡量避免 雜質(zhì)的清除以及防止物質(zhì)的揮發(fā)性 溶解性 顏色等對(duì)實(shí)驗(yàn)的干擾 判斷正誤 正確的打 號(hào) 錯(cuò)誤的打 號(hào) 1 實(shí)驗(yàn)室可采用如圖所示裝置制取氨氣 做考題查漏補(bǔ)缺 1 2011 海南高考 硫酸亞鐵銨 nh4 2so4 feso4 6h2o 為淺綠色晶體 實(shí)驗(yàn)室中常以廢鐵屑為原料來(lái)制備 其步驟如下 步驟1 將廢鐵屑放入碳酸鈉溶液中煮沸除油污 分離出液體 用水洗凈鐵屑 步驟2 向處理過(guò)的鐵屑中加入過(guò)量的3mol l 1h2so4溶液 在60 左右使其反應(yīng)到不再產(chǎn)生氣體 趁熱過(guò)濾 得feso4溶液 步驟3 向所得feso4溶液中加入飽和 nh4 2so4溶液 經(jīng)過(guò) 一系列操作 后得到硫酸亞鐵銨晶體 請(qǐng)回答下列問(wèn)題 1 在步驟1的操作中 下列儀器中不必用到的有 填儀器編號(hào) 鐵架臺(tái) 燃燒匙 錐形瓶 廣口瓶 研體 玻璃棒 酒精燈 2 在步驟2中所加的硫酸必須過(guò)量 其原因是 3 在步驟3中 一系列操作 依次為 和過(guò)濾 4 本實(shí)驗(yàn)制備的硫酸亞鐵銨晶體常含有fe3 雜質(zhì) 檢驗(yàn)fe3 常用的試劑是 可以觀察到得現(xiàn)象是 解析 1 在步驟1中 稱取一定質(zhì)量的鐵屑 放入小燒杯中 加入碳酸鈉溶液 用酒精燈加熱煮沸后 傾倒去碳酸鈉堿性溶液 用自來(lái)水沖洗后 再用蒸餾水將鐵屑沖洗潔凈 2 亞鐵鹽在水溶液中容易發(fā)生水解反應(yīng) fe2 2h2o fe oh 2 2h 過(guò)量的硫酸可以抑制fe2 的水解 防止生成fe oh 2或fe oh 3沉淀 3 利用feso4和 nh4 2so4的溶解度隨溫度變化大的原理 采用加熱濃縮 制成熱的飽和溶液 然后降溫析出晶體 過(guò)濾 洗滌干燥即得純凈的硫酸亞鐵銨晶體 4 fe3 遇kscn溶液會(huì)產(chǎn)生血紅色溶液 答案 1 2 抑制fe2 的水解 防止生成fe oh 2或fe oh 3沉淀 3 加熱濃縮 降溫結(jié)晶 4 kscn溶液產(chǎn)生血紅色溶液 3 寫(xiě)出操作 的具體操作步驟 4 某同學(xué)用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置制取氧化劑并將其通入鹽湖苦鹵中 裝置b在實(shí)驗(yàn)中的作用是 若把上述裝置中的a b作為氣體的發(fā)生 收集裝置 裝置c可任意改進(jìn) 則根據(jù)下列提供的藥品 用這套裝置還可以制取的氣體是 填序號(hào) 若用上述裝置中的a b制取并收集no 應(yīng)將裝置b如何改進(jìn) 制nh3 濃氯水和堿石灰 制so2 cu片和濃硫酸 制no cu片和稀硝酸 制o2 mno2和雙氧水 3 操作 是由kcl溶液得到kcl晶體 實(shí)驗(yàn)操作為蒸發(fā)結(jié)晶 4 裝置b的作用是防止倒吸 該裝置可以制取的氣體特點(diǎn)是固液或液液混合不需加熱 且可以用向下排空氣法收集 因此密度比空氣小 該氣體只能nh3 若用該裝置中的a b制取并收集no 由于no能與空氣中的o2反應(yīng) 因此需要將b中裝滿水 利用排水法收集 答案 1 萃取 分液蒸餾燒瓶 冷凝管 牛角管 錐形瓶 2 k2co3取無(wú)色溶液d 加入bacl2溶液 若沒(méi)有白色沉淀生成 則so已除盡 其他合理答案也可 3 將溶液倒入蒸發(fā)皿中并置于三腳架上 加熱并用玻璃棒不斷攪拌 直到溶液表面出現(xiàn)晶體膜時(shí) 停止加熱 4 安全瓶 或防目倒吸 將b中裝滿水 2 4 鏈知識(shí)觸類旁通 1 制備實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)的基本思路 2 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)時(shí)遵循的原則 1 科學(xué)性 實(shí)驗(yàn)原理準(zhǔn)確 實(shí)驗(yàn)流程合理 2 安全性 保護(hù)人身 保護(hù)環(huán)境 保護(hù)儀器 3 可行性 條件允許 效果明顯 操作簡(jiǎn)便可行 4 簡(jiǎn)約性 方案簡(jiǎn)單易行 盡可能采取簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)裝置 用較少的步驟和藥品完成實(shí)驗(yàn) 2 防暴沸 配制硫酸的水溶液或硫酸的酒精溶液時(shí) 要將密度大的濃硫酸緩慢倒入水中或酒精中 加熱液體混合物時(shí)要加沸石 或碎瓷片 3 防中毒 制取有毒氣體 如cl2 co so2 h2s no2 no 時(shí) 應(yīng)在通風(fēng)櫥中進(jìn)行 且進(jìn)行尾氣處理 4 防倒吸 加熱法制取并用排水法收集氣體或吸收溶解度較大的氣體 如nh3 hcl 時(shí) 要注意熄燈順序或加裝安全瓶 做考題查漏補(bǔ)缺 1 操作 使用的試劑是 所用主要儀器的名稱是 2 加入溶液w的目的是 用cao調(diào)節(jié)溶液y的ph 可以除去mg2 由表中數(shù)據(jù)可知 理論上可選擇的ph最大范圍是 酸化溶液z時(shí) 使用的試劑為 3 實(shí)驗(yàn)室用貝殼與稀鹽酸反應(yīng)制備并收集co2氣體 下列裝置中合理的是 4 常溫下 h2so3的電離常數(shù)ka1 1 2 10 2 ka2 6 3 10 3 h2co3的電離常數(shù)ka1 4 5 10 7 ka2 4 7 10 11 某同學(xué)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證h2so3酸性強(qiáng)于h2co3 將so2和co2氣體分別通入水中至飽和 立即用酸度計(jì)測(cè)兩溶液的ph 若前者的ph小于后者 則h2so3酸性強(qiáng)于h2co3 該實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)不正確 錯(cuò)誤在于 設(shè)計(jì)合理實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證h2so3酸性強(qiáng)于h2co3 簡(jiǎn)要說(shuō)明實(shí)驗(yàn)步驟 現(xiàn)象和結(jié)論 儀器自選 供選擇的試劑 co2 so2 na2co3 nahco3 na2so3 nahso3 蒸餾水 飽和石灰水 酸性kmno4溶液 品紅溶液 ph試紙 方案一 配制相同物質(zhì)的量濃度的nahso3和nahco3溶液 用酸度計(jì) 或ph試紙 測(cè)兩溶液的ph 前者的ph小于后者 證明h2so3酸性強(qiáng)于h2co3 方案二 將so2氣體依次通過(guò)nahco3 或na2so3 溶液 酸性kmno4溶液 品紅溶液 澄清石灰水 品紅溶液不褪色 且澄清石灰水變渾濁 證明h2so3酸性強(qiáng)于h2co3 方案三 將co2氣體依次通過(guò)nahso3 或na2so3 溶液 品紅溶液 品紅溶液不褪色 證明h2so3酸性強(qiáng)于h2co3 4 2011 廣東高考 某同學(xué)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究時(shí) 欲配制1 0mol l 1ba oh 2溶液 但只找到在空氣中暴露已久的ba oh 2 8h2o試劑 化學(xué)式量 315 在室溫下配制溶液時(shí)發(fā)現(xiàn)所取試劑在水中僅部分溶解 燒杯中存在大量未溶物 為探究其原因 該同學(xué)查得ba oh 2 8h2o在283k 293k和303k時(shí)的溶解度 g 100gh2o 分別為2 5 3 9 和5 6 1 燒杯中未溶物可能僅為baco3 理由是 2 假設(shè)試劑由大量ba oh 2 8h2o和少量baco3組成 設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案 進(jìn)行成分檢驗(yàn) 寫(xiě)出實(shí)驗(yàn)步驟 預(yù)期現(xiàn)象和結(jié)論 不考慮結(jié)晶水的檢驗(yàn) 室溫時(shí)baco3飽和溶液的ph 9 6 限選試劑及儀器 稀鹽酸 稀硫酸 naoh溶液 澄清石灰水 ph計(jì) 燒杯 試管 帶塞導(dǎo)氣管 滴管 3 將試劑初步提純后 準(zhǔn)確測(cè)定其中ba oh 2 8h2o的含量 實(shí)驗(yàn)如下 配制250ml約0 1mol l 1ba oh 2溶液 準(zhǔn)確稱取w克試樣 置于燒杯中 加適量蒸餾水 將溶液轉(zhuǎn)入 中 洗滌 定容 搖勻 滴定 準(zhǔn)確量取25 00ml所配ba oh 2溶液于錐形瓶中 滴加指示劑 將 填 0 020 0 05 0 1980 或 1 5 mol l 1鹽酸裝入50ml酸式滴定管 滴定至終點(diǎn) 記錄數(shù)據(jù) 重復(fù)滴定2次 平均消耗鹽酸vml 計(jì)算 ba oh 2 8h2o的質(zhì)量分?jǐn)?shù) 只列出算式 不做運(yùn)算 4 室溫下 填 能 或 不能 配制1 0mol l 1ba oh 2溶液 解析 本題考查化學(xué)實(shí)驗(yàn) 意在考查一定物質(zhì)的量濃度溶液的配制 酸堿中和滴定及考生的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力 1 空氣中存在的co2能與ba oh 2反應(yīng)生成baco3 3 配制250ml溶液應(yīng)使用250ml容量瓶 固體溶解后應(yīng)恢復(fù)至室溫方可轉(zhuǎn)移至容量瓶中 取樣品溶液25ml 其中c oh 大約是0 2mol l 1 據(jù)中和滴定關(guān)系 可確定鹽酸濃度為0 1980mol l 1較為合適 結(jié)合ba oh 2 2hcl bacl2 2h2o即可計(jì)算 4 由上述可知 ba oh 2固體易與空氣中水和co2變質(zhì) 同時(shí)依據(jù)ba oh 2 8h2o的溶解度知 常溫下不能配制出1 0mol l 1的ba oh 2溶液 答案 1 空氣中的co2能與ba oh 2反應(yīng) 2 2 操作最安全 對(duì)于不同實(shí)驗(yàn)途徑 實(shí)驗(yàn)藥品 優(yōu)先選擇實(shí)驗(yàn)過(guò)程與操作最安全的途徑 3 藥品價(jià)格低廉 在選擇實(shí)驗(yàn)方案時(shí) 應(yīng)盡量選擇消耗藥品最少 轉(zhuǎn)化率最高 實(shí)驗(yàn)成本最低的實(shí)