浙江省高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)導(dǎo)航 第9單元第40講 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與評價課件 新課標(biāo).ppt

第40講實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與評價 一 實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)的類型 1 根據(jù)實(shí)驗(yàn)在化學(xué)教學(xué)認(rèn)識過程中的作用來劃分 2 根據(jù)化學(xué)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容劃分 二 實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)的內(nèi)容實(shí)驗(yàn)名稱 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?實(shí)驗(yàn)原理 實(shí)驗(yàn)用品 儀器 藥品及規(guī)格 實(shí)驗(yàn)步驟 包括實(shí)驗(yàn)儀器裝配和操作 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象記錄及結(jié)果處理 問題討論 考點(diǎn)一化學(xué)實(shí)驗(yàn)組合與設(shè)計(jì) 例1n2在化工生產(chǎn) 農(nóng)業(yè) 醫(yī)療 航天航空等諸多領(lǐng)域用途廣泛 某化學(xué)興趣小組同學(xué)為探究在實(shí)驗(yàn)室制備較為純凈n2 進(jìn)行了認(rèn)真的準(zhǔn)備 請你參與交流與討論 查閱資料 n2的制法有下列三種方案 方案1 加熱條件下 以nh3還原cuo可制得n2 同時獲得活性銅粉 方案2 加熱nano2和nh4cl的濃溶液制得n2 方案3 將空氣緩緩?fù)ㄟ^灼熱的銅粉獲得較純的n2 實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備 以實(shí)驗(yàn)室常見儀器 藥品 等設(shè)計(jì)的部分裝置如下圖 有的夾持和加熱儀器未畫出 分析交流 1 若按方案1制得干燥 純凈的n2 且需要的nh3以生石灰和濃氨水作原料 整套制氣裝置按氣流從左到右的順序連接的順序是 填寫序號 下同 獲得n2的反應(yīng)原理是 2 若以排水法收集n2 其中會混入水蒸氣 但也不宜用排空氣法 其原因是 你提出的收集方法是 e d b c n2的相對分子質(zhì)量28與空氣的平均相對分子質(zhì)量相近 以塑料袋直接收集 3 若以方案 2 制得n2 應(yīng)選擇的發(fā)生裝置是 為保證實(shí)驗(yàn)順利進(jìn)行 操作時應(yīng) 請至少填寫兩點(diǎn) 4 上述三個方案中 制得的n2純度最差的是 在n2純度要求不甚嚴(yán)格的情況下 有人建議將方案1和方案3結(jié)合使用 你認(rèn)為其優(yōu)越性在于 a 將分液漏斗上部活塞凹槽與口部小孔相對 檢查裝置的氣密性 向燒瓶內(nèi)加少許碎瓷片 方案3 cuo和cu可循環(huán)反復(fù)利用 節(jié)省藥品 解析 本題考查了運(yùn)用不同的方案進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的分析與評價 1 按方案 1 用生石灰和濃氨水反應(yīng)制氨氣選用裝置e 制得氨氣用裝置d干燥 在b中和cuo反應(yīng) 過量的nh3用濃硫酸吸收同時干燥 2 n2的相對分子質(zhì)量與空氣的平均相對分子質(zhì)量相近 不宜用排空氣法 可以用塑料袋收集 3 方案 2 是液液加熱型 選用裝置a 使用注意點(diǎn)有檢查氣密性 防止瀑沸加入碎瓷片等 4 方案 3 中制得n2中含有o2及水蒸氣等雜質(zhì) 純度最差 對比方案 1 3 的相似之處中用到了銅及氧化銅 兩者可循環(huán)使用 方法技巧點(diǎn)撥 實(shí)驗(yàn)評價要求學(xué)生能夠根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理 并結(jié)合元素化合物等知識進(jìn)行綜合分析和比較 從定性和定量兩個方面評價實(shí)驗(yàn)方案 在實(shí)驗(yàn)方案的評價中主要是從這樣幾個方面進(jìn)行的 科學(xué)性 實(shí)驗(yàn)的科學(xué)性主要體現(xiàn)在如試劑的選用是否合理 實(shí)驗(yàn)中的操作順序是否合理或正確 定量實(shí)驗(yàn)中的實(shí)驗(yàn)誤差以及原料的利用率等 實(shí)驗(yàn)方案的可行性 可行性是指通過該實(shí)驗(yàn)是不是能實(shí)現(xiàn)既定的實(shí)驗(yàn)?zāi)康?實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的安全性評價 實(shí)驗(yàn)安全是實(shí)驗(yàn)中的一個極為重要的環(huán)節(jié) 也是實(shí)驗(yàn)評價的重點(diǎn) 如可燃?xì)怏w的點(diǎn)燃時要注意驗(yàn)純 有毒氣體的吸收 特殊藥品的存放等 考點(diǎn)二對物質(zhì)性質(zhì)的評價與探究 例2某學(xué)校研究性學(xué)習(xí)小組設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究鋁等金屬的性質(zhì) 將一小片久置鋁片投入濃氯化銅溶液中 鋁表面很快出現(xiàn)一層海綿狀暗紅色物質(zhì) 接下來鋁片上產(chǎn)生大量氣泡 觸摸容器知溶液溫度迅速上升 收集氣體 檢驗(yàn)其具有可燃性 若用同樣的鋁片投入同濃度的硫酸銅溶液中 在短時間內(nèi)鋁片無明顯變化 a 鋁與cl 反應(yīng) 鋁與不反應(yīng)b 氯化銅溶液酸性比同濃度的硫酸銅溶液酸性強(qiáng)c 硫酸銅水解生成硫酸使鋁鈍化d 氯離子能破壞氧化鋁表面薄膜 而硫酸根離子不能e 生成氯化鋁溶于水 而生成硫酸鋁不溶于水 2 鋁片表面出現(xiàn)的暗紅色物質(zhì)是 1 鋁與氯化銅溶液能迅速反應(yīng) 而與同濃度的硫酸銅溶液在短時間內(nèi)不反應(yīng)的原因可能是 填序號 d cu 3 放出的氣體是 請從有關(guān)物質(zhì)的濃度 能量 是否有電化學(xué)作用等分析開始階段產(chǎn)生氣體的速率不斷加快的原因是 h2 隨著反應(yīng)進(jìn)行生成鋁離子濃度增大 水解程度增大 產(chǎn)生h 的濃度增大 該反應(yīng)放熱 升高溫度反應(yīng)加快 銅與鋁構(gòu)成原電池 加快鋁溶解 4 某同學(xué)通過一定的實(shí)驗(yàn)操作 也能使鋁片與硫酸銅溶液反應(yīng)加快 他采取的措施可能是 a 用砂紙擦去鋁片表面的氧化膜后投入硫酸銅溶液中b 把鋁片投入熱氫氧化鈉溶液中一段時間后 取出洗滌 再投入硫酸銅溶液中c 向硫酸銅溶液中滴加氫氧化鈉溶液 再投入鋁片d 在鋁片上捆上幾枚銅釘后投入同濃度的硫酸銅溶液中 a b 5 除去氧化鋁的鋁片與鎂片為電極 在x電解質(zhì)溶液中構(gòu)成原電池 列表如下 其中正確的是 填序號 由此推知 金屬作電極不僅與本身性質(zhì)相關(guān) 而且與 有關(guān) a 電解質(zhì)性質(zhì) 解析 1 同濃度的氯化銅溶液和硫酸銅溶液 陽離子相同 陰離子不同 前者能與鋁反應(yīng)而后者不能 說明是陰離子的影響 在硫酸銅溶液與鋁片反應(yīng)的試管里加入少量氯化銅溶液 若反應(yīng)加快了 說明上述推斷正確 2 由暗紅色可判斷是銅單質(zhì) 3 產(chǎn)生大量氣泡 溫度迅速上升 氣體具有可燃性 可知鋁與h 反應(yīng)生成h2 4 由 1 中選項(xiàng)d可知 使鋁能與銅反應(yīng)的關(guān)鍵是除去氧化膜 5 在堿性溶液中 鋁的活動性強(qiáng)于鎂 鋁作負(fù)極 在酸性溶液中 鎂的活動性強(qiáng)于鋁 鎂作負(fù)極 由于鋁與濃硝酸鈍化 在濃硝酸中 鎂作負(fù)極 方法技巧點(diǎn)撥 探究型實(shí)驗(yàn)題的一般解題思路為 先通過對比找出實(shí)驗(yàn)的不同之處 操作 現(xiàn)象等 再揭示實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象不同的本質(zhì) 然后從本質(zhì)上設(shè)計(jì)相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證 還有一些題目將基本的理論 原理置于實(shí)驗(yàn)探究活動之中 只要熟練掌握基礎(chǔ)知識 理解其原理 此類題目就會迎刃而解 考點(diǎn)三對物質(zhì)制備的評價與探究 例3 印刷電路的廢腐蝕液含有大量cucl2 fecl2和fecl3 任意排放將導(dǎo)致環(huán)境污染及資源的浪費(fèi) 可從該廢液中回收銅 并將鐵的化合物全部轉(zhuǎn)化為fecl3溶液 作為腐蝕液原料循環(huán)使用 測得某廢腐蝕液中含cucl21 5mol l 含fecl23 0mol l 含fecl31 0mol l 含hcl3 0mol l 取廢腐蝕液200ml按如下流程在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行實(shí)驗(yàn) 回答下列問題 1 上述方法獲得的銅粉中含有雜質(zhì) 除雜所需試劑是 填化學(xué)式 2 實(shí)驗(yàn)室可用固體kclo3與濃hcl反應(yīng)制備cl2 此反應(yīng)中cl2既是氧化產(chǎn)物 又是還原產(chǎn)物 反應(yīng)的化學(xué)方程式為 hcl 或h2so4 kclo3 6hcl 濃 3cl2 kcl 3h2o 3 下圖是實(shí)驗(yàn)室制備cl2并通入fecl2溶液中獲得fecl3溶液的部分裝置 從下圖挑選所需的儀器 完成上述裝置簡圖 添加必要的塞子 玻璃導(dǎo)管 膠皮管 固定裝置不用畫 并標(biāo)明容器中所裝試劑 4 實(shí)驗(yàn)中 必須控制氯氣的速度 使導(dǎo)管口逸出的氣泡每秒1 2個 以便被fecl2溶液完全吸收 控制生成氯氣速度的操作是 5 按上述流程操作 需稱取fe粉的質(zhì)量應(yīng)不少于 g 精確到0 1g 需通入cl2的物質(zhì)的量不少于 mol 加入燒瓶中的kclo3的質(zhì)量應(yīng)不少于 g 精確到0 1g 解析 1 由題可知 制得銅中含有過量的鐵粉 3 中注意氯氣有毒會污染大氣 要接尾氣吸收裝置 4 分液漏斗的作用 通過控制液體的流速 控制反應(yīng)的速率 5 過量鐵粉加入腐蝕液中發(fā)生的反應(yīng)為fe cucl2 fecl2 cu fe 2fecl3 3fecl3 fe 2hcl fecl2 h2 可計(jì)算出鐵的用量為0 3mol 0 1mol 0 3mol 0 7mol 含有fecl2共1 5mol 共通入氯氣不少于0 75mol 答案 1 hcl 或h2so4 2 kclo3 6hcl 濃 3cl2 kcl 3h2o 4 緩慢旋動分液漏斗的活塞 調(diào)節(jié)液體滴下的速度 5 39 20 7530 6 2 重要無機(jī)物的制備 al oh 3 fe oh 3膠體 naoh cuso4 feso4 na2co3 hno3 鹽酸 fe cu等 3 重要有機(jī)物的制備 硝基苯 溴苯 乙酸乙酯 肥皂 酚醛樹脂等 1 2011 南昌一模 下列表示物質(zhì)制備的方法中正確的是 a nacl 飽和溶液 hcl d c mno2cl2d c6h6硝基苯 解析 本題考查的是物質(zhì)制備 因?yàn)閔cl極易溶于水 所以制備hcl時 用固體氯化鈉與濃硫酸 而非氯化鈉溶液 否則不利于hcl的揮發(fā) a錯誤 cu與稀硫酸不反應(yīng) 所以b選項(xiàng)錯誤 mno2應(yīng)該與濃鹽酸加熱條件制取氯氣 稀鹽酸還原性減弱不與mno2反應(yīng) c錯 制取硝基苯 用濃硫酸作催化劑及脫水劑 d正確 2 2011 常州二模 下列實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能夠成功的是 a 檢驗(yàn)na2o2試樣是否變質(zhì)為na2co3 向試樣中加入鹽酸 產(chǎn)生無色無味的氣體b 檢驗(yàn)?zāi)雏u代烴是否是氯代烴 c 除去乙酸乙酯中混有的乙酸 d 鑒定鹽a的成分是febr2 c 解析 本題考查物質(zhì)的檢驗(yàn)與提純 因?yàn)?na2o2 4hcl 4nacl o2 所以用鹽酸不能檢驗(yàn)出過氧化鈉中的na2co3 a錯誤 b選項(xiàng)中不應(yīng)該用稀硫酸酸化 因?yàn)閍g2so4微溶對實(shí)驗(yàn)有干擾 應(yīng)該用硝酸酸化 b錯誤 與適量硝酸化的agno3溶液若產(chǎn)生淡黃色沉淀 則可以檢驗(yàn)br 但檢驗(yàn)fe2 時 應(yīng)先加入kscn溶液 沒有變紅 排除fe3 干擾 然后加入硝酸時 溶液變紅才可以說明原來為fe2 d錯誤 3 2011 合肥三模 市場上有一種用于預(yù)防和治療缺氧癥狀的便攜式制氧器 利用過碳酸鈉固體a 化學(xué)式為2na2co3 3h2o2 和灰黑色固體b 不溶于水 與水混合反應(yīng)制得氧氣 某同學(xué)對a b兩種物質(zhì)進(jìn)行探究 實(shí)驗(yàn)步驟及現(xiàn)象如下圖所示 下列說法錯誤的是 a 在反應(yīng) 中可能起催化作用b 設(shè)計(jì) 的目的是制取氧氣c 第 步分離混合物的方法是過濾d 白色沉淀d為caco3 解析 分析所給信息 結(jié)合框圖 推測灰黑色固體b為mno2 在反應(yīng) 中h2o2的分解中起到催化劑作用 分離后的反應(yīng) 同理 其實(shí)驗(yàn)?zāi)康臑闄z驗(yàn)mno2的存在 驗(yàn)證在化學(xué)反應(yīng)中的作用 反應(yīng)中生成的白色沉淀為碳酸鈣 答案 b 4 2011 湖州一模 下列實(shí)驗(yàn)?zāi)苓_(dá)到預(yù)期目的的是 用乙醇和濃硫酸除去乙酸乙酯中的少量乙酸 用飽和nacl溶液除去cl2中的少量hcl 用飽和nahco3溶液除去co2中的少量so2 用加熱的方法提取nh4cl固體中混有的少量碘 用醋和澄清石灰水驗(yàn)證蛋殼中含有碳酸鹽 用米湯檢驗(yàn)食用加碘鹽中含碘 用純堿溶液洗滌餐具 用玻璃棒攪拌漏斗中的液體以加快過濾的速度 加入鹽酸以除去硫酸鈉中的少量碳酸鈉雜質(zhì) a b c d 解析 中除去乙酸乙酯中的少量乙酸用飽和的碳酸鈉溶液 中加熱時i2易升華 氯化銨也易分解 中的加碘食鹽中加入的碘酸鉀 而是不是碘單質(zhì) 所以無法用米湯中的淀粉檢驗(yàn) 中用漏斗過濾是不能玻璃棒攪拌 中加入鹽酸雖然除去硫酸鈉中的少量碳酸鈉 但引入了氯化鈉雜質(zhì) 其余均正確 答案 b 5 2011 杭州統(tǒng)測 下列裝置所示的實(shí)驗(yàn)不能達(dá)到目的的是 a 解析 a無具體數(shù)據(jù) 只能定性判斷催化劑加快反應(yīng)速率 a錯 如果鈉與水反應(yīng)放熱 可觸摸試管發(fā)熱或紅墨水兩端液面高度變化來證明 b符合 c項(xiàng)如果試管中的fecl2淺綠色變?yōu)樽攸S色溶液 即可證明 nh4cl受熱分解遇冷又冷凝成固體 d也可達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康?6 2011 東城一模 鐵是人體必須的微量元素 治療缺鐵性貧血的常見方法是服用補(bǔ)鐵藥物 速力菲 主要成分 琥珀酸亞鐵 呈暗黃色 是市場上一種常見的補(bǔ)鐵藥物 該藥品不溶于水但能溶于人體中的胃酸 試回答下列問題 1 試劑 是 加入新制氯水后 溶液中發(fā)生的離子反應(yīng)方程式是 2 加入試劑kscn溶液后 在未加新制氯水的情況下 溶液中也產(chǎn)生了紅色 其原因是 鹽酸 或稀h2so4 2fe2 cl2 2fe3 2cl fe3 scn fe scn 2 或fe3 3scn fe scn 3 少量的fe2 被空氣中的氧氣