專題十五化學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與評(píng)價(jià)

1、專題十五化學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與評(píng)價(jià)第1頁(yè)，共34頁(yè)，2022年，5月20日，1點(diǎn)49分，星期日一、考點(diǎn)簡(jiǎn)析 1.根據(jù)試題的具體要求，設(shè)計(jì)基本實(shí)驗(yàn)方案（包括根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，利用題目給出的儀器裝置和藥品，組裝和連接實(shí)驗(yàn)裝置，確定操作程序，初步處理實(shí)驗(yàn)過(guò)程中有關(guān)安全問(wèn)題的能力；運(yùn)用化學(xué)基礎(chǔ)理論或物質(zhì)的性質(zhì)，選用題目給出的部分儀器及必要的試劑，設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單實(shí)驗(yàn)方案；并根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，觀察、記錄、分析或處理數(shù)據(jù)，完成實(shí)驗(yàn)課題）。2.評(píng)價(jià)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的能力（包括評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)方案的可行性或不同實(shí)驗(yàn)方案的優(yōu)劣，從而選擇最佳實(shí)驗(yàn)方案，完成實(shí)驗(yàn)試題）。 第2頁(yè)，共34頁(yè)，2022年，5月20日，1點(diǎn)49分，星期日 要求學(xué)生能根據(jù)試題提出

2、的問(wèn)題，運(yùn)用所學(xué)過(guò)的化學(xué)實(shí)驗(yàn)知識(shí)來(lái)自行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案以及對(duì)題中提出的實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行評(píng)價(jià)。這是一種較高層次的能力考查題，要解好這類題需要掌握相關(guān)理論知識(shí)以及實(shí)驗(yàn)操作技能。二、專題點(diǎn)金 第3頁(yè)，共34頁(yè)，2022年，5月20日，1點(diǎn)49分，星期日1.實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的基本思路根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康模U明實(shí)驗(yàn)原理，選擇合理的儀器和藥品；根據(jù)實(shí)驗(yàn)特點(diǎn)，設(shè)置實(shí)驗(yàn)裝置，畫(huà)出裝置圖；根據(jù)實(shí)驗(yàn)的要求，設(shè)計(jì)可行的操作步驟和觀察重點(diǎn)，分析實(shí)驗(yàn)中應(yīng)注意的問(wèn)題；實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，應(yīng)寫(xiě)出完整的實(shí)驗(yàn)報(bào)告?？傊?，在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)時(shí)，應(yīng)在各種所設(shè)計(jì)的方案中，通過(guò)對(duì)比和歸納，選擇出安全性好，藥品易得，操作簡(jiǎn)便，快速準(zhǔn)確，裝置簡(jiǎn)單而現(xiàn)象明顯的最佳方案。第4頁(yè)，共

3、34頁(yè)，2022年，5月20日，1點(diǎn)49分，星期日2.化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)的基本要求科學(xué)性：實(shí)驗(yàn)原理準(zhǔn)確、實(shí)驗(yàn)流程合理；安全性：保護(hù)自身、保護(hù)環(huán)境、保護(hù)儀器（即從防倒吸、防爆炸、防污染、防氧化、防吸水等角度考慮）；可行性：條件允許、效果明顯、操作正確；簡(jiǎn)約性：方案簡(jiǎn)單、步驟少、時(shí)間短。第5頁(yè)，共34頁(yè)，2022年，5月20日，1點(diǎn)49分，星期日3.化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)的分類定性設(shè)計(jì)：物質(zhì)的制備；物質(zhì)性質(zhì)的驗(yàn)證和比較；物質(zhì)的分離與提純；物質(zhì)的檢驗(yàn)。定量實(shí)驗(yàn)：物質(zhì)的組成、物質(zhì)所含結(jié)晶水、物質(zhì)的量濃度等的測(cè)定。第6頁(yè)，共34頁(yè)，2022年，5月20日，1點(diǎn)49分，星期日4.給你一個(gè)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案，你應(yīng)根據(jù)哪些

4、原則進(jìn)行評(píng)價(jià)？應(yīng)根據(jù)實(shí)驗(yàn)效果是否明顯；操作是否安全；裝置是否簡(jiǎn)單合理；實(shí)驗(yàn)步驟要少，時(shí)間要短等原則進(jìn)行評(píng)價(jià)。第7頁(yè)，共34頁(yè)，2022年，5月20日，1點(diǎn)49分，星期日5.思考問(wèn)題的順序 圍繞主要問(wèn)題思考。例如：選擇適當(dāng)?shù)膶?shí)驗(yàn)路線、方法；所用藥品、儀器簡(jiǎn)單易得；實(shí)驗(yàn)過(guò)程快速、安全；實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象明顯。 思考有關(guān)物質(zhì)的制備、凈化、吸收和存放等有關(guān)問(wèn)題。例如：制取在空氣中易水解的物質(zhì)（如Al2S3、AlCl3、Mg3N2等）及易受潮的物質(zhì)時(shí)，往往在裝置末端再接一個(gè)干燥裝置，以防止空氣中水蒸氣進(jìn)入。 思考實(shí)驗(yàn)的種類及如何合理地組裝儀器，并將實(shí)驗(yàn)與課本實(shí)驗(yàn)比較、聯(lián)靠。例如涉及到氣體的制取和處理，對(duì)這類實(shí)驗(yàn)的

5、操作程序及裝置的連接順序大體可概括為：發(fā)生除雜質(zhì)干燥主體實(shí)驗(yàn)尾氣處理。 第8頁(yè)，共34頁(yè)，2022年，5月20日，1點(diǎn)49分，星期日6.儀器連接的順序 所用儀器是否恰當(dāng)，所給儀器是全用還是選用。 儀器是否齊全。例如制有毒氣體及涉及有毒氣體的實(shí)驗(yàn)是否有尾氣的吸收裝置。 安裝順序是否合理。例如：是否遵循“自下而上，從左到右”；氣體凈化裝置中不應(yīng)先經(jīng)干燥，后又經(jīng)過(guò)水溶液洗氣。 儀器間連接順序是否正確。例如：洗氣時(shí)“進(jìn)氣管長(zhǎng)，出氣管短”；干燥管除雜質(zhì)時(shí)“大進(jìn)小出”等。 第9頁(yè)，共34頁(yè)，2022年，5月20日，1點(diǎn)49分，星期日7.實(shí)驗(yàn)操作的順序 連接儀器。按“氣體發(fā)生除雜質(zhì)干燥主體實(shí)驗(yàn)尾氣處理”順序

6、連接好實(shí)驗(yàn)儀器。 檢查氣密性。在整套儀器連接完畢后，應(yīng)先檢查裝置的氣密性，然后裝入藥品。檢查氣密性的方法要依裝置而定。 裝藥品進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作。 第10頁(yè)，共34頁(yè)，2022年，5月20日，1點(diǎn)49分，星期日8.實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與評(píng)價(jià)題的解題思路和方法從近幾年高考實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題目看，形式上有儀器連接方案設(shè)計(jì)，操作順序設(shè)計(jì)以及新情景下整個(gè)操作方案的設(shè)計(jì)；內(nèi)容上則包括確定某物質(zhì)純度的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，還有驗(yàn)證某物質(zhì)是否存在的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，驗(yàn)證某個(gè)化學(xué)原理的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)等，有定性設(shè)計(jì)也有定量設(shè)計(jì)。對(duì)實(shí)驗(yàn)方案的評(píng)價(jià)則考查對(duì)實(shí)驗(yàn)方案的全面理解和判斷，其中多數(shù)要求對(duì)方案的簡(jiǎn)便性、可行性作出評(píng)價(jià)。第11頁(yè)，共34頁(yè)，2022年，5月20日

7、，1點(diǎn)49分，星期日 因此，要解答好綜合實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)或評(píng)價(jià)的題目，應(yīng)注意從以下幾個(gè)方面分析： 閱讀、挖掘題給信息，結(jié)合已學(xué)過(guò)知識(shí)，通過(guò)類比、遷移、分析，明確實(shí)驗(yàn)原理。 根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮驮?，選擇儀器、藥品。 細(xì)致分析實(shí)驗(yàn)過(guò)程，設(shè)計(jì)出合理的實(shí)驗(yàn)裝置和操作步驟。 準(zhǔn)確分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和數(shù)據(jù)，得出正確的結(jié)論。第12頁(yè)，共34頁(yè)，2022年，5月20日，1點(diǎn)49分，星期日三、點(diǎn)題剖析【例1】：(2001年重慶二診)(1)用滴管將新制的飽和氯水逐滴滴入含酚酞的氫氧化鈉稀溶液(樣品)中，當(dāng)?shù)蔚阶詈笠坏螘r(shí)，紅色突然褪去，產(chǎn)生該現(xiàn)象的原因可能有兩個(gè)：是由于_（簡(jiǎn)要文字說(shuō)明）是由于_（簡(jiǎn)要文字說(shuō)明）簡(jiǎn)述怎樣用實(shí)驗(yàn)證明紅色

8、褪去的原因是或者是：_。 第13頁(yè)，共34頁(yè)，2022年，5月20日，1點(diǎn)49分，星期日 本題考查了新制氯水多種成分所表現(xiàn)出的性質(zhì)(HClO分子體現(xiàn)漂白性，H+體現(xiàn)酸性)，進(jìn)而分析使酚酞褪色的兩個(gè)原因，并依據(jù)該性質(zhì)來(lái)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)。 分析點(diǎn)撥 ：第14頁(yè)，共34頁(yè)，2022年，5月20日，1點(diǎn)49分，星期日【例1】：(2001年重慶二診)(1)用滴管將新制的飽和氯水逐滴滴入含酚酞的氫氧化鈉稀溶液(樣品)中，當(dāng)?shù)蔚阶詈笠坏螘r(shí)，紅色突然褪去，產(chǎn)生該現(xiàn)象的原因可能有兩個(gè)：是由于_（簡(jiǎn)要文字說(shuō)明）是由于_（簡(jiǎn)要文字說(shuō)明）簡(jiǎn)述怎樣用實(shí)驗(yàn)證明紅色褪去的原因是或者是： 氯水中H+與OH-反應(yīng) 氯水中HClO使酚酞

9、褪色 向褪色后的溶液中再滴加氫氧化鈉溶液，若紅色再現(xiàn)，則是的原因造成的；若紅色不再出現(xiàn)，則是的原因造成的。 第15頁(yè)，共34頁(yè)，2022年，5月20日，1點(diǎn)49分，星期日(2)某學(xué)生手邊只有一支大試管、一支小試管、鋅粒、稀硫酸（小試管能夠伸進(jìn)大試管中），要制取并收集一試管氫氣，應(yīng)該如何操作？回答下列問(wèn)題：應(yīng)該用哪支試管作反應(yīng)容器？用哪支試管收集氫氣？往試管里加入藥品的順序是先加入_，后加入_。 第16頁(yè)，共34頁(yè)，2022年，5月20日，1點(diǎn)49分，星期日 分析點(diǎn)撥 ： 本題的設(shè)計(jì)既要考慮H2的收集方法向下排空法，又要考慮操作方便。即必須用大試管收集氫氣，小試管作反應(yīng)器，否則，小試管放入大試管

10、中后無(wú)法取出。又因?yàn)殇\粒為重金屬顆粒，應(yīng)先將試管橫放，將鋅粒放在試管口后再將試管慢慢豎立起來(lái)使其滑入試管底部，以免打破試管。所以，應(yīng)先加鋅粒，后加稀硫酸。 第17頁(yè)，共34頁(yè)，2022年，5月20日，1點(diǎn)49分，星期日(2)某學(xué)生手邊只有一支大試管、一支小試管、鋅粒、稀硫酸（小試管能夠伸進(jìn)大試管中），要制取并收集一試管氫氣，應(yīng)該如何操作？回答下列問(wèn)題：應(yīng)該用哪支試管作反應(yīng)容器？用哪支試管收集氫氣？往試管里加入藥品的順序是先加入_，后加入_。 應(yīng)用小試管作反應(yīng)器，大試管收集氫氣。 鋅粒 稀硫酸 第18頁(yè)，共34頁(yè)，2022年，5月20日，1點(diǎn)49分，星期日(3)現(xiàn)有量筒、試管兩種儀器，如何用水來(lái)

11、鑒別兩種無(wú)色液體CCl4和苯。 分析點(diǎn)撥 ： 本題考查了學(xué)生對(duì)分液的原理及實(shí)驗(yàn)操作的理解應(yīng)用，利用規(guī)定儀器和用品設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)。應(yīng)抓住CCl4和苯與水互不相溶且密度大小不一樣來(lái)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)操作。 第19頁(yè)，共34頁(yè)，2022年，5月20日，1點(diǎn)49分，星期日(3)現(xiàn)有量筒、試管兩種儀器，如何用水來(lái)鑒別兩種無(wú)色液體CCl4和苯。 答案：用量筒分別量取等體積的水(如1mL)，加入兩支試管中，再用量筒量取等體積(如2mL)待測(cè)液，分別加入兩支試管中，若發(fā)現(xiàn)試管內(nèi)液體上層體積大于下層體積，則待測(cè)液為苯；若下層體積大于上層體積，則待測(cè)液為CCl4。 第20頁(yè)，共34頁(yè)，2022年，5月20日，1點(diǎn)49分，星期日【

12、例2】：01上海26題用實(shí)驗(yàn)確定某酸HA是弱電解質(zhì)。兩同學(xué)的方案是：甲： 稱取一定質(zhì)量的HA配制0.l mol / L的溶液100 mL； 用pH試紙測(cè)出該溶液的pH值，即可證明HA是弱電解質(zhì)。乙： 用已知物質(zhì)的量濃度的HA溶液、鹽酸，分別配制pHl的兩種酸溶液各100 mL； 分別取這兩種溶液各10 mL，加水稀釋為100 mL； 各取相同體積的兩種稀釋液裝入兩個(gè)試管，同時(shí)加入純度相同的鋅粒，觀察現(xiàn)象，即可證明HA是弱電解質(zhì)。（1）在兩個(gè)方案的第步中，都要用到的定量?jī)x器是_。 （2）甲方案中，說(shuō)明HA是弱電解質(zhì)的理由是測(cè)得溶液的pH 1（選填、）乙方案中，說(shuō)明HA是弱電解質(zhì)的現(xiàn)象是 （多選扣

13、分）（a）裝HCl溶液的試管中放出H2的速率快；（b）裝HA溶液的試管中放出H2的速率快；（c）兩個(gè)試管中產(chǎn)生氣體速率一樣快。（3）請(qǐng)你評(píng)價(jià)：乙方案中難以實(shí)現(xiàn)之處和不妥之處 、_。 （4）請(qǐng)你再提出一個(gè)合理而比較容易進(jìn)行的方案（藥品可任?。?，作簡(jiǎn)明扼要表述。 第21頁(yè)，共34頁(yè)，2022年，5月20日，1點(diǎn)49分，星期日分析點(diǎn)撥 ：(1)第步是配制一定物質(zhì)的量的溶液，一定要用到容量瓶。（2）若HA是弱酸，C(H+)0.1 mol/L，PH1；對(duì)于pHl的HA溶液和鹽酸，稀釋后，HA溶液中C(H+)大于鹽酸中C(H+)，與鋅反應(yīng)，裝HA溶液的試管放出H2的速率快。 該題考查運(yùn)用所學(xué)過(guò)的弱電解質(zhì)的

14、電離平衡、鹽類水解平衡的理論知識(shí)及實(shí)驗(yàn)基本操作技能，對(duì)題中提出的實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行評(píng)價(jià)，并根據(jù)題目要求設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案。這是一種較高層次的能力考查題，同時(shí)考查了設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單實(shí)驗(yàn)方案及評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)方案的能力。第22頁(yè)，共34頁(yè)，2022年，5月20日，1點(diǎn)49分，星期日【例2】：01上海26題用實(shí)驗(yàn)確定某酸HA是弱電解質(zhì)。兩同學(xué)的方案是：甲： 稱取一定質(zhì)量的HA配制0.l mol / L的溶液100 mL； 用pH試紙測(cè)出該溶液的pH值，即可證明HA是弱電解質(zhì)。乙： 用已知物質(zhì)的量濃度的HA溶液、鹽酸，分別配制pHl的兩種酸溶液各100 mL； 分別取這兩種溶液各10 mL，加水稀釋為100 mL； 各取相同體積

15、的兩種稀釋液裝入兩個(gè)試管，同時(shí)加入純度相同的鋅粒，觀察現(xiàn)象，即可證明HA是弱電解質(zhì)。（1）在兩個(gè)方案的第步中，都要用到的定量?jī)x器是_。 （2）甲方案中，說(shuō)明HA是弱電解質(zhì)的理由是測(cè)得溶液的pH 1（選填、）乙方案中，說(shuō)明HA是弱電解質(zhì)的現(xiàn)象是 （多選扣分）（a）裝HCl溶液的試管中放出H2的速率快；（b）裝HA溶液的試管中放出H2的速率快；（c）兩個(gè)試管中產(chǎn)生氣體速率一樣快。100 mL容量瓶b第23頁(yè)，共34頁(yè)，2022年，5月20日，1點(diǎn)49分，星期日（3）請(qǐng)你評(píng)價(jià)：乙方案中難以實(shí)現(xiàn)之處和不妥之處： 、_。 （4）請(qǐng)你再提出一個(gè)合理而比較容易進(jìn)行的方案（藥品可任取），作簡(jiǎn)明扼要表述。配制p

16、Hl的HA溶液難以實(shí)現(xiàn)不妥之處在于加入的鋅粒難以做到表面積相同配制NaA溶液，測(cè)其pH值7即證明HA是弱電解質(zhì)（或其他合理答案） 第24頁(yè)，共34頁(yè)，2022年，5月20日，1點(diǎn)49分，星期日【例3】：(02年MCE29題)制取氨氣并完成噴泉實(shí)驗(yàn)（圖中夾持裝置均已略去）。 （1）寫(xiě)出實(shí)驗(yàn)室制取氨氣的化學(xué)方程式：_。（2）收集氨氣應(yīng)使用_法，要得到干燥的氨氣可選用_做干燥劑。（3）用圖裝置進(jìn)行噴泉實(shí)驗(yàn)，上部燒瓶已裝滿干燥氨氣，引發(fā)水上噴的操作是_，該實(shí)驗(yàn)的原理是_。（4）如果只提供如圖的裝置，請(qǐng)說(shuō)明引發(fā)噴泉的方法。答：_。 第25頁(yè)，共34頁(yè)，2022年，5月20日，1點(diǎn)49分，星期日分析點(diǎn)撥

17、： 該題的前三問(wèn)都是基本實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，第（4）問(wèn)體現(xiàn)了一定的開(kāi)放性，可使用的方法很多，最主要的是想辦法造成燒瓶?jī)?nèi)外的壓強(qiáng)差，使氨氣能與水接觸，如加熱使燒瓶?jī)?nèi)的氣體膨脹，趕出空氣，使氨氣與水接觸，或反其道而行之，用冰塊使燒瓶?jī)?nèi)氣體體積收縮，讓大氣壓把水壓進(jìn)燒瓶等等。但在使用所有這些方法之前，有一個(gè)細(xì)節(jié)是必須注意的，那就是先要把止水夾打開(kāi)，否則都不可能形成噴泉。 第26頁(yè)，共34頁(yè)，2022年，5月20日，1點(diǎn)49分，星期日【例3】：(02年MCE29題)制取氨氣并完成噴泉實(shí)驗(yàn)（圖中夾持裝置均已略去）。 （1）寫(xiě)出實(shí)驗(yàn)室制取氨氣的化學(xué)方程式：_。（2）收集氨氣應(yīng)使用_法，要得到干燥的氨氣可選用_做干燥

18、劑。2NH4ClCa(OH)2 2NH3CaCl22H2O向下排空氣堿石灰第27頁(yè)，共34頁(yè)，2022年，5月20日，1點(diǎn)49分，星期日（3）用圖裝置進(jìn)行噴泉實(shí)驗(yàn)，上部燒瓶已裝滿干燥氨氣，引發(fā)水上噴的操作是：_，該實(shí)驗(yàn)的原理是：_。（4）如果只提供如圖的裝置，請(qǐng)說(shuō)明引發(fā)噴泉的方法。答：打開(kāi)止水夾，擠出膠頭滴管里的水氨氣極易溶解于水，致使燒瓶?jī)?nèi)氣體壓強(qiáng)迅速減小打開(kāi)止水夾，用手（或熱毛巾等）將燒瓶捂熱，氨氣受熱膨脹，趕出玻璃導(dǎo)管內(nèi)的空氣，氨氣與水接觸，即發(fā)生噴泉。（或其他合理答案）第28頁(yè)，共34頁(yè)，2022年，5月20日，1點(diǎn)49分，星期日四、考題精練1.90年全國(guó)）有兩瓶pH2的酸溶液，一瓶是

19、強(qiáng)酸，一瓶是弱酸?，F(xiàn)只有石蕊、酚酞試液、pH試紙和蒸餾水，而沒(méi)有其它試劑。簡(jiǎn)述如何用最簡(jiǎn)便的實(shí)驗(yàn)方法來(lái)判別哪瓶是強(qiáng)酸：_。 答案： 各取等體積酸液用蒸餾水稀釋相同倍數(shù)(如100倍)，然后用pH試紙分別測(cè)其pH值，pH值變化大的是強(qiáng)酸。此空2分，答出稀釋、測(cè)pH值，指出pH值變化，判斷正確的給2分；凡答稀釋、測(cè)pH值，未答判斷的只給1分；雖答稀釋、測(cè)pH值，但后面判斷錯(cuò)誤的給0分；答其它方法和判斷的都不給分。 第29頁(yè)，共34頁(yè)，2022年，5月20日，1點(diǎn)49分，星期日2.（2001年全國(guó)理綜）用圖示的裝置制取氫氣，在塑料隔板上放粗鋅粒，漏斗和帶支管的試管中裝有稀硫酸，若打開(kāi)彈簧夾，則酸液由漏斗流下，試管中液面上升與鋅粒接觸，發(fā)生反應(yīng)，產(chǎn)生的氫氣由支管導(dǎo)出；若關(guān)閉彈簧夾，則試管中液面下降，漏斗中液面上升，酸液與鋅粒脫離接觸，反應(yīng)自行停止。需要時(shí)再打開(kāi)彈簧夾，又可以使氫氣發(fā)生。這是一種僅適用于室溫下隨制隨停的氣體發(fā)生裝置。（30分）第30頁(yè)，共34頁(yè)，2