實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)與評(píng)價(jià)課件

考點(diǎn)二：實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)與評(píng)價(jià)第九單元化學(xué)實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)第三節(jié)物質(zhì)的制備、實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)與評(píng)價(jià)考點(diǎn)二：實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)與評(píng)價(jià)第九單元化學(xué)實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)第三1題型分析：常考點(diǎn)為物質(zhì)制備實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)，物質(zhì)性質(zhì)實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)及反應(yīng)原理、反應(yīng)條件的探究及變量控制等。試題特點(diǎn):題材廣、信息新、綜合性強(qiáng)能力要求：考查學(xué)生的綜合實(shí)驗(yàn)?zāi)芰︻}型分析：一、實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)和評(píng)價(jià)的要求和思路實(shí)驗(yàn)原理有毒藥品1．基本要求一、實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)和評(píng)價(jià)的要求和思路實(shí)驗(yàn)原理有毒藥品1．基本要3．實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)的基本思路①實(shí)驗(yàn)?zāi)康?；②?shí)驗(yàn)原理；③實(shí)驗(yàn)用品(藥品、儀器、裝置、設(shè)備)及規(guī)格；④實(shí)驗(yàn)裝置圖、實(shí)驗(yàn)步驟和操作方法；⑤實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)；⑥實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的記錄及結(jié)果處理；⑦問(wèn)題與討論。2．基本內(nèi)容3．實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)的基本思路①實(shí)驗(yàn)?zāi)康?；②?shí)驗(yàn)原理；③實(shí)驗(yàn)用品二、實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)和評(píng)價(jià)1、物質(zhì)的制備實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)及評(píng)價(jià)2、物質(zhì)的組成、性質(zhì)探究實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)及評(píng)價(jià)3、反應(yīng)原理、條件的探究實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)及評(píng)價(jià)二、實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)和評(píng)價(jià)1、物質(zhì)的制備實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)及評(píng)價(jià)2、物1、物質(zhì)的制備實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)及評(píng)價(jià)【典例1】FeCl3在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用廣泛。某化學(xué)研究性學(xué)習(xí)小組模擬工業(yè)流程制備無(wú)水FeCl3，再用副產(chǎn)品FeCl3溶液吸收有毒的H2S。Ⅰ.經(jīng)查閱資料得知：無(wú)水FeCl3在空氣中易潮解，加熱易升華。他們?cè)O(shè)計(jì)了制備無(wú)水FeCl3的實(shí)驗(yàn)方案，裝置示意圖(加熱及夾持裝置略去)及操作步驟如下：【思維啟迪】實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹eCl3性質(zhì)→裝置的設(shè)計(jì)。1、物質(zhì)的制備實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)及評(píng)價(jià)【典例1】FeCl3在現(xiàn)代工①檢驗(yàn)裝置的氣密性；②通入干燥的Cl2，趕盡裝置中的空氣；③用酒精燈在鐵屑下方加熱至反應(yīng)完成；④……⑤體系冷卻后，停止通入Cl2，并用干燥的N2趕盡Cl2，將收集器密封。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：(1)裝置A中反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)___________________。2Fe＋3Cl22FeCl3

①檢驗(yàn)裝置的氣密性；2Fe＋3Cl22Fe(2)第③步加熱后，生成的煙狀FeCl3大部分進(jìn)入收集器，少量沉積在反應(yīng)管A右端。要使沉積的FeCl3進(jìn)入收集器，第④步操作是______________________________。(3)操作步驟中，為防止FeCl3潮解所采取的措施有(填步驟序號(hào))______。(4)裝置B中冷水浴的作用為_(kāi)__________________________

______；裝置C的名稱(chēng)為_(kāi)_______；裝置D中FeCl2全部反應(yīng)后，因失去吸收Cl2的作用而失效，寫(xiě)出檢驗(yàn)FeCl2是否失效的試劑：__________________。(5)在虛線框中畫(huà)出尾氣吸收裝置E并注明試劑。在沉積的FeCl3固體下方加熱

②⑤冷卻，使FeCl3沉積，便于收集產(chǎn)品干燥管K3[Fe(CN)6]溶液

轉(zhuǎn)解析(2)第③步加熱后，生成的煙狀FeCl3大部分進(jìn)入收集器，少I(mǎi)I．該組同學(xué)用裝置D中的副產(chǎn)品FeCl3溶液吸收H2S，得到單質(zhì)硫；過(guò)濾后，再以石墨為電極，在一定條件下電解濾液。（6）FeCl3與H2S反應(yīng)的離子方程式為：

。（7）電解池中H+在陰極放電產(chǎn)生H2，陽(yáng)極的電極反應(yīng)為：

。（8）綜合分析實(shí)驗(yàn)II的兩個(gè)反應(yīng)，可知該實(shí)驗(yàn)有兩個(gè)顯著優(yōu)點(diǎn)：①H2S的原子利用率100%；②

。2Fe3+＋H2S=2Fe2++S↓+2H+

Fe2+-e-=Fe3+FeCl3可以循環(huán)利用II．該組同學(xué)用裝置D中的副產(chǎn)品FeCl3溶液吸收H2S，得

制備實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的解題思路1．巧審題，明確實(shí)驗(yàn)的目的和原理。2．想過(guò)程，理清實(shí)驗(yàn)操作的先后順序。3．看準(zhǔn)圖，分析各項(xiàng)實(shí)驗(yàn)裝置的作用。在分析解答過(guò)程中，要認(rèn)真細(xì)致地分析圖中所示的各項(xiàng)裝置，并結(jié)合實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮驮?，確定它們?cè)谠搶?shí)驗(yàn)中的作用。4．細(xì)分析，評(píng)優(yōu)劣。分析實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中，從科學(xué)性，安全性，可行性，簡(jiǎn)約性幾個(gè)方面考量設(shè)計(jì)方案，作出評(píng)價(jià)。思維建模裝置最簡(jiǎn)單，藥品容易取得、價(jià)格低廉，現(xiàn)象明顯，干擾小，無(wú)污染。制備實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的解題思路1．巧審題，明確實(shí)驗(yàn)的目的和原理。思

【真題演練】《優(yōu)化設(shè)計(jì)》P201（2011全國(guó)）【真題演練】《優(yōu)化設(shè)計(jì)》P201（2011全國(guó)）2、組成、性質(zhì)探究實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)及評(píng)價(jià)【典例2】實(shí)驗(yàn)室里常用MnO2與濃鹽酸反應(yīng)制備Cl2(發(fā)生裝置如圖所示)。制備反應(yīng)會(huì)因鹽酸濃度下降而停止。為測(cè)定反應(yīng)殘余液中鹽酸的濃度，探究小組同學(xué)提出下列實(shí)驗(yàn)方案：乙方案：采用酸堿中和滴定法測(cè)定。丙方案：與已知量CaCO3(過(guò)量)反應(yīng)，稱(chēng)量剩余的CaCO3質(zhì)量。丁方案：與足量Zn反應(yīng)，測(cè)量生成的H2體積。繼而進(jìn)行下列判斷和實(shí)驗(yàn)（1）判定甲方案不可行，理由是_________________________________________________。殘余清液中，n(Cl－)＞n(H＋)

(或其他合理答案)甲方案：與足量AgNO3溶液反應(yīng)，稱(chēng)量生成的AgCl質(zhì)量。2、組成、性質(zhì)探究實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)及評(píng)價(jià)【典例2】實(shí)驗(yàn)室里常用M②進(jìn)行乙方案實(shí)驗(yàn)：準(zhǔn)確量取殘余清液稀釋一定倍數(shù)后作為試樣。a．量取試樣20.00mL，用0.1000mol·L－1NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定，消耗22.00mL，該次滴定測(cè)得試樣中鹽酸濃度為_(kāi)_______mol·L－1；b．平行滴定后獲得實(shí)驗(yàn)結(jié)果。③判斷丙方案的實(shí)驗(yàn)結(jié)果________(填“偏大”“偏小”或“準(zhǔn)確”)。[已知：Ksp(CaCO3)＝2.8×10－9，Ksp(MnCO3)＝2.3×10－11]0.1100偏?、谶M(jìn)行乙方案實(shí)驗(yàn)：準(zhǔn)確量取殘余清液稀釋一定倍數(shù)后作為試樣。0歸納總結(jié)探究型實(shí)驗(yàn)的常見(jiàn)類(lèi)型1．物質(zhì)成分的探究通過(guò)化學(xué)反應(yīng)原理猜測(cè)可能生成哪些物質(zhì)，對(duì)這些物質(zhì)逐一進(jìn)行檢驗(yàn)來(lái)確定究竟含有哪些成分。雖然探究型實(shí)驗(yàn)主要考查學(xué)生的探究能力，但在問(wèn)題中常常包含了對(duì)實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)知識(shí)的考查。如：(1)常見(jiàn)物質(zhì)分離提純的方法：結(jié)晶法、蒸餾法、過(guò)濾法、升華法、萃取法、滲析法等。(2)常見(jiàn)氣體的制備、凈化、干燥、收集等方法。(3)熟悉重點(diǎn)的操作：氣密性檢查、測(cè)量氣體體積、防倒吸、防污染等。歸納總結(jié)探究型實(shí)驗(yàn)的常見(jiàn)類(lèi)型歸納總結(jié)2．物質(zhì)性質(zhì)的探究(1)在探究過(guò)程中往往可以利用對(duì)比實(shí)驗(yàn)，即設(shè)置幾組平行實(shí)驗(yàn)來(lái)進(jìn)行對(duì)照和比較，從而研究和揭示某種規(guī)律，解釋某種現(xiàn)象形成的原因或證明某種反應(yīng)機(jī)理。(2)無(wú)機(jī)物、有機(jī)物性質(zhì)的探究，必須在牢牢掌握元素化合物知識(shí)的基礎(chǔ)上，大膽猜想，細(xì)心論證。脫離元素化合物知識(shí)，獨(dú)立看待實(shí)驗(yàn)問(wèn)題是不科學(xué)的，只有靈活運(yùn)用已有的元素化合物知識(shí)，才能變探究型實(shí)驗(yàn)為驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)，使復(fù)雜問(wèn)題簡(jiǎn)單化。歸納總結(jié)2．物質(zhì)性質(zhì)的探究【訓(xùn)練】資料表明，在加熱條件下SO3具有比較強(qiáng)的氧化性。某研究性學(xué)習(xí)小組的同學(xué)對(duì)綠礬(FeSO4·7H2O)受熱分解的情況進(jìn)行探究。(1)甲同學(xué)認(rèn)為，綠礬受熱分解的產(chǎn)物是FeO、SO3、H2O。你支持該觀點(diǎn)嗎？說(shuō)明理由。__________________________________________ ________________________________________。

不支持，F(xiàn)eO有還原性，SO3有氧化性，二者受熱時(shí)會(huì)發(fā)生氧化還原反應(yīng)而不能共存【訓(xùn)練】資料表明，在加熱條件下SO3具有比較強(qiáng)的氧化性。某研儀器加入試劑預(yù)期實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象A綠礬試樣BD(2)乙同學(xué)設(shè)計(jì)如圖裝置通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)探究綠礬受熱分解的情況(部分夾持裝置未畫(huà)出，C裝置的水槽中加冰鹽水)。請(qǐng)?zhí)顚?xiě)下列表格。殘留紅棕色固體無(wú)水CuSO4白色粉末變藍(lán)品紅或酸性高錳酸鉀溶液或溴水溶液褪色儀器加入試劑預(yù)期實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象A綠礬試樣BD(2)乙同學(xué)設(shè)計(jì)如圖裝(3)本實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)明顯不足之處是________________。(4)實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，要檢驗(yàn)綠礬是否分解完全，請(qǐng)簡(jiǎn)述實(shí)驗(yàn)方法。________________________________________________________________________________________

_______________________________________。(5)若綠礬分解完全，C裝置中U形管內(nèi)有無(wú)色晶體出現(xiàn)，請(qǐng)寫(xiě)出綠礬受熱分解的化學(xué)方程式__________________________________________。沒(méi)有尾氣吸收裝置取A中殘留固體少許溶于足量稀硫酸，再取溶解液少許于試管中，滴入酸性KMnO4溶液，振蕩，若KMnO4溶液不褪色，證明分解完全；否則分解不完全(3)本實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)明顯不足之處是_______________3、反應(yīng)原理、條件探究實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)及評(píng)價(jià)2.0碳粉含量的影響3、反應(yīng)原理、條件探究實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)及評(píng)價(jià)2.0碳粉含量的影響吸氧還原2H2O＋O2＋4e－===4OH－(或4H＋＋O2＋4e－===2H2O)吸氧還原2H2O＋O2＋4e－===4OH－(或4H＋＋O2歸納總結(jié)探究型實(shí)驗(yàn)的基本程序解答探究型實(shí)驗(yàn)題的基本程序可用以下流程圖表示：提出問(wèn)題→提出猜想→設(shè)計(jì)驗(yàn)證方案→觀察實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)特殊現(xiàn)象，提出新猜想現(xiàn)象→得出結(jié)論(1)提出問(wèn)題要提出問(wèn)題，首先得發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，對(duì)題給信息進(jìn)行對(duì)比、質(zhì)疑，通過(guò)思考提出值得探究的問(wèn)題。此外，實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的特殊現(xiàn)象也是發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、提出問(wèn)題的重要契機(jī)。(2)提出猜想所謂猜想就是根據(jù)已有知識(shí)對(duì)問(wèn)題的解決提出的幾種可能的情況。有一些問(wèn)題，結(jié)論有多種可能(這就是猜想)，只能通過(guò)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證。歸納總結(jié)探究型實(shí)驗(yàn)的基本程序歸納總結(jié)探究型實(shí)驗(yàn)的基本程序(1)提出問(wèn)題

(2)提出猜想(3)設(shè)計(jì)驗(yàn)證方案提出猜想后，就要結(jié)合題給條件，設(shè)計(jì)出科學(xué)、合理、安全的實(shí)驗(yàn)方案，對(duì)可能的情況進(jìn)行探究。實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中，關(guān)鍵點(diǎn)是對(duì)試劑的選擇和實(shí)驗(yàn)條件的調(diào)控。(4)觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，得出結(jié)論