高三化學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)課件

1、高三化學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)課件第1頁，共28頁，2022年，5月20日，7點(diǎn)27分，星期四考試說明要求的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?用正確的化學(xué)實(shí)驗(yàn)基本操作，完成規(guī)定的“學(xué)生實(shí)驗(yàn)”的能力。2觀察記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果和處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，得出正確結(jié)論的能力。3初步處理實(shí)驗(yàn)過程中的有關(guān)安全問題的能力。4能識別和繪制典型的實(shí)驗(yàn)儀器裝置圖的能力。5根據(jù)實(shí)驗(yàn)試題的要求，設(shè)計(jì)簡單實(shí)驗(yàn)方案的能力。（包括：原理的設(shè)計(jì)，試劑、儀器的選擇，裝置的設(shè)計(jì) 和優(yōu)化等）第2頁，共28頁，2022年，5月20日，7點(diǎn)27分，星期四實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)第3頁，共28頁，2022年，5月20日，7點(diǎn)27分，星期四一、化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案的內(nèi)容（1）實(shí)驗(yàn)名稱；（2）實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?/p>

2、（3）實(shí)驗(yàn)原理；（4）實(shí)驗(yàn)用品；（藥品、儀器及規(guī)格）（5）實(shí)驗(yàn)步驟；（包括：儀器裝配及操作）（6）實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象記錄及結(jié)果處理；（7）實(shí)驗(yàn)相關(guān)問題和討論。第4頁，共28頁，2022年，5月20日，7點(diǎn)27分，星期四二、化學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的基本原則 1.科學(xué)性原則 2.安全性原則 3.可行性原則4.簡約性原則（即實(shí)驗(yàn)原理、操作程序和方法必須正確）（要滿足中學(xué)現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)條件 ）（裝置簡單、步驟少、藥品用量少、時間短等）（即保護(hù)人身、保護(hù)環(huán)境、保護(hù)儀器等）第5頁，共28頁，2022年，5月20日，7點(diǎn)27分，星期四三、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題的考查內(nèi)容 1實(shí)驗(yàn)操作順序的設(shè)計(jì)2確認(rèn)某混合物組成的設(shè)計(jì)3驗(yàn)證化學(xué)原理的設(shè)計(jì)4測定物

3、質(zhì)純度的設(shè)計(jì)其中有定性的，也有定量的。存在的主要問題 答題不夠準(zhǔn)確、表述能力差、缺乏化學(xué)用語、脫離實(shí)際、思維缺乏嚴(yán)密性與邏輯性，對實(shí)驗(yàn)題有恐懼感，失分率最高。第6頁，共28頁，2022年，5月20日，7點(diǎn)27分，星期四四、解答實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題的注意事項(xiàng) （6）設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)時還要考慮以下因素：（5）會畫簡單的實(shí)驗(yàn)裝置圖 （2）藥品（或某些儀器）的規(guī)格。如有些藥品的準(zhǔn)確描述為：硫酸銅粉末、澄清石灰水、酸性高錳酸鉀溶液、濃硫酸、飽和NaHCO3、NaOH溶液。（4）實(shí)驗(yàn)過程中的隱蔽性操作，如某些必要的干燥、除雜、冷凝等。凈化、吸收氣體及熄滅酒精燈時要防液體倒吸； （3）藥品和裝置是部分或剛好給出還是有多余 （

4、1）題目條件有無特殊要求。如采用最簡單和最合理的實(shí)驗(yàn)步驟。 進(jìn)行某些易燃易爆實(shí)驗(yàn)時要防爆炸第7頁，共28頁，2022年，5月20日，7點(diǎn)27分，星期四(Na2CO3)=m(Na2CO3)m(樣品)100%？ 如何設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)收集數(shù)據(jù)從而得到m(Na2CO3)目的分析例1：（2005年全國）工業(yè)上生產(chǎn)的純堿中往往含有少量的雜質(zhì)（NaCl），我們可以怎樣設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)來測定樣品中純堿的質(zhì)量分?jǐn)?shù)呢？第8頁，共28頁，2022年，5月20日，7點(diǎn)27分，星期四原理: Ba2+ +CO32-= BaCO3或Ca2+ +CO32-= CaCO3原理：2H+CO32-=H2O+CO2思路2： 從生成沉淀角度設(shè)計(jì)思路3

5、：從滴定反應(yīng)角度設(shè)計(jì)思路1：從生成氣體的角度設(shè)計(jì)原理：2H2SO4+Na2CO3=Na2SO4+H2O+CO2原理分析第9頁，共28頁，2022年，5月20日，7點(diǎn)27分，星期四方案一：將一定質(zhì)量的試樣溶于足量稀硫酸，通過測定生成的CO2質(zhì)量來測定Na2CO3 的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。方案三：將一定質(zhì)量的試樣溶于水配成溶液，加入BaCl2溶液，通過測定碳酸鹽沉淀的質(zhì)量來測定Na2CO3 的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。方案四：將一定質(zhì)量的試樣溶于水配成溶液，用已知濃度的酸進(jìn)行滴定，通過消耗酸的量來 測定Na2CO3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。確定方案方案二：將一定質(zhì)量的試樣溶于足量稀硫酸，通過測定生成的CO2體積來測定Na2CO3 的質(zhì)量分

6、數(shù)。第10頁，共28頁，2022年，5月20日，7點(diǎn)27分，星期四原理：2H2SO4+Na2CO3=Na2SO4+H2O+CO2思考：某同學(xué)設(shè)計(jì)了如下的實(shí)驗(yàn)裝置，該同學(xué)的設(shè)計(jì)是否嚴(yán)謹(jǐn)？若不嚴(yán)謹(jǐn)可如何改進(jìn)？a、被CO2帶出來的水蒸氣被堿石灰吸收 b、外界空氣中的CO2 和水蒸氣可能進(jìn)入裝置 C、產(chǎn)生的CO2 氣體還有部分留在了裝置中方案一：稱CO2的質(zhì)量第11頁，共28頁，2022年，5月20日，7點(diǎn)27分，星期四稀硫酸濃硫酸堿石灰a、被CO2帶出來的水蒸氣被堿石灰吸收 b、外界空氣中的CO2 和水蒸氣可能進(jìn)入裝置第12頁，共28頁，2022年，5月20日，7點(diǎn)27分，星期四改進(jìn)后的裝置:該實(shí)驗(yàn)

7、中兩次向裝置中鼓入空氣,兩次的作用分別是：第一次： ；第二次： ；排除裝置中原有的CO2氣體將反應(yīng)產(chǎn)生的CO2全部從裝置中排除讓空氣先通過氫氧化鈉溶液的目的： 。除去空氣中的CO2氣體 C、產(chǎn)生的CO2 氣體還有部分留在了裝置中第13頁，共28頁，2022年，5月20日，7點(diǎn)27分，星期四小結(jié)：實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的基本思維模式明確目的、要求分析實(shí)驗(yàn)原理試劑儀器/用品確定實(shí)驗(yàn)方案優(yōu)化設(shè)計(jì)方案如何減少實(shí)驗(yàn)誤差分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù) 得出結(jié)論第14頁，共28頁，2022年，5月20日，7點(diǎn)27分，星期四某同學(xué)想用下面的裝置來測定工業(yè)純堿中Na2CO3（含少量NaCl）的純度裝置的連接順序是 。a-b-c-d原理：2H2

8、SO4+Na2CO3=Na2SO4+H2O+CO2方案二：量CO2的體積第15頁，共28頁，2022年，5月20日，7點(diǎn)27分，星期四一定量的樣品溶液碳酸鹽沉淀過濾、洗滌 干燥 加入足量某種試劑 稱量沉淀質(zhì)量方案三：稱沉淀法方案四：滴定法讀取標(biāo)準(zhǔn)液的體積滴入指示劑(甲基橙 )標(biāo)準(zhǔn)液(鹽酸或硫酸)溶液一定量的樣品溶液第16頁，共28頁，2022年，5月20日，7點(diǎn)27分，星期四小結(jié)：最佳方案的標(biāo)準(zhǔn)1、原理恰當(dāng) 2、效果明顯3、裝置簡單 4、儀器藥品易得 5、實(shí)驗(yàn)誤差更少 6、對環(huán)境污染少7、更安全可靠 第17頁，共28頁，2022年，5月20日，7點(diǎn)27分，星期四例2某化學(xué)興趣小組欲測量鈉的相對

9、原子質(zhì)量現(xiàn)有下列實(shí)驗(yàn)用品:鐵架臺(帶鐵夾 ) 、 800mL燒杯、100mL量筒、短頸玻璃漏斗、玻璃棒、托盤天平、銅網(wǎng)、金屬鈉、其他實(shí)驗(yàn)藥品自選 （1）請畫出裝置圖 （鐵架臺和鐵夾的安裝可省略） （2）補(bǔ)充下列實(shí)驗(yàn)步驟，直到反應(yīng)開始進(jìn)行 _ _ _ _ （3）金屬鈉用銅網(wǎng)包裹的目的是： ？沒有導(dǎo)氣管如何收集氣體； 往燒杯中注煤油，直到油面沒過漏斗頸(沒答油面沒過漏斗頸不得分) 在100mL量筒中裝滿煤油，倒置在盛煤油的燒杯中(量筒中不應(yīng)留有氣泡) 將稱量后的金屬鈉用銅網(wǎng)小心包裹好，放在800mL燒杯底部， 把短頸漏斗扣在樣品上面 使樣品在反應(yīng)時能在燒杯底適當(dāng)?shù)奈恢?或答避免反應(yīng)時樣品漂浮)將玻

10、璃棒插入燒杯并接近燒杯底部，通過它慢慢加入水，至有氣體產(chǎn)生2Na+2H2O=2NaOH+H2本題原理是利用排液法收集一定質(zhì)量的鈉產(chǎn)生的氫氣的體積，列出比例式求出r(Na) ？如何避免鈉與水反應(yīng)速率太快產(chǎn)生的氫氣來不及收集而跑掉 思路啟迪：第18頁，共28頁，2022年，5月20日，7點(diǎn)27分，星期四練習(xí)：Ca3(PO4)2、CaHPO4 均為難溶于水的白色固體，某同學(xué)向Na2HPO4 溶液中滴加CaCl2溶液至恰好反應(yīng)，生成白色沉淀。設(shè)計(jì)一個實(shí)驗(yàn)方案，來證明所生成的白色沉淀是Ca3(PO4)2還是 CaHPO4 ？（已知HPO42-水解程度大于電離程度）實(shí)驗(yàn)原理： 實(shí)驗(yàn)儀器及試劑：燒杯、試管、

11、滴管、石蕊試液、酚酞、PH試紙實(shí)驗(yàn)步驟及現(xiàn)象、結(jié)論（可以不填滿）1、_2、_3、_4、_5、_若生成物的混合物顯強(qiáng)酸性，則生成的沉淀為Ca3(PO4)2 2Na2HPO4 +3CaCl2 =Ca3(PO4)2 +4NaCl +2HCl若生成物的混合物不顯酸性，則生成的沉淀為CaHPO4Na2HPO4+CaCl2=CaHPO4+2NaCl取少量的CaCl2溶液于試管中滴入幾滴Na2HPO4溶液,充分反應(yīng)。取一小段pH試紙放在干燥潔凈的表面皿上。用潔凈干燥的玻璃棒蘸取溶液滴到pH試紙上，與標(biāo)準(zhǔn)比色卡對照。若溶液pH小于7,則生成的 白色沉淀為Ca3(PO4)2,若溶液pH不小于7,則生成的 白色沉

12、淀為CaHPO4。第19頁，共28頁，2022年，5月20日，7點(diǎn)27分，星期四謝謝各位第20頁，共28頁，2022年，5月20日，7點(diǎn)27分，星期四 練：在分液漏斗中用一種有機(jī)溶劑提取水溶液里的某物質(zhì)時，靜置分層后，如果不知道那一層是“水層”，試設(shè)計(jì)一種簡便的判斷方法。 取一支小試管，打開分液漏斗活塞，慢慢放出少量液體，往其中加入少量水，若試管內(nèi)液體不分層，說明分液漏斗中下層是“水層”，反之，則上層是水層。 課后練習(xí)第21頁，共28頁，2022年，5月20日，7點(diǎn)27分，星期四練：現(xiàn)有一定量含有Na2雜質(zhì)的Na2O2試樣。請從圖中選用適當(dāng)?shù)膶?shí)驗(yàn)裝置，設(shè)計(jì)一個最簡單的實(shí)驗(yàn)，測定Na2O2試樣的

13、純度(可供選用的反應(yīng)物只有CaCO3固體，6mol/L的鹽酸和蒸餾水)。請?zhí)顚懴铝锌瞻祝?1)寫出在實(shí)驗(yàn)中Na2O2和Na2O分別發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式： ，。(2)應(yīng)選用的裝置是(只要求寫出圖中裝置的標(biāo)號) 。2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2Na2O+H2O=2NaOH第22頁，共28頁，2022年，5月20日，7點(diǎn)27分，星期四練3：實(shí)驗(yàn)室用稀硝酸與u反應(yīng)來制備氣體，如果采用圖（）裝置，由于燒瓶內(nèi)的空氣不易排除，生成的NO很快被氧化成紅棕色的NO2 ,不易觀察到有無色的NO生成。即使可用排水法收集到無色的NO， 也無說服力，學(xué)生會認(rèn)為NO是由O2與反應(yīng)生成的。有人設(shè)計(jì)了（）裝置，用來

14、做該實(shí)驗(yàn)可以達(dá)到滿意的效果。（）將有關(guān)操作補(bǔ)充完全：將活塞打開，從形管的長管口注入稀硝酸，一直注到為止。關(guān)閉活塞，用酒精燈在 加熱，當(dāng)時，立即撤去酒精燈。（）回答下列問題： 寫出銅與稀硝酸反應(yīng)的離子方程式；反應(yīng)在什么情況下可以自動停止？可以在何處觀察到無色的NO氣體？如果再將活塞慢慢打開，可立即觀察到哪些明顯現(xiàn)象？ 如果需再獲得NO與已生成的NO2形成鮮明對照的實(shí)驗(yàn)效果，應(yīng) （填操作）。液面接觸分液漏斗活塞下沿U型管的短管一側(cè)銅絲圈有氣泡產(chǎn)生3Cu+8H+2NO3=3Cu2+2NO+4H2O 銅絲圈與稀HNO3脫離后立即停止；U型管短管內(nèi)（銅絲圈周圍）可以觀察到無色的NO氣體。關(guān)閉分液漏斗活塞

15、并適當(dāng)加熱。 U型管的長管中的稀HNO3又回落到短管內(nèi)，分液漏斗中有紅棕色出現(xiàn)。第23頁，共28頁，2022年，5月20日，7點(diǎn)27分，星期四練習(xí)2、已知化合物甲和乙都不溶于水，甲可溶于質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于或等于98的硫酸，而乙不溶?，F(xiàn)有一份甲和乙的混合物樣品，通過實(shí)驗(yàn)進(jìn)行分離，可得到固體甲。(實(shí)驗(yàn)中使用的過濾器是用于過濾強(qiáng)酸性液體的耐酸過濾器。) 請?zhí)顚懕碇锌崭?，完成由上述混合物得到固體甲的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。序號 實(shí)驗(yàn)步驟 簡述實(shí)驗(yàn)操作(不必?cái)⑹鋈绾谓M裝實(shí)驗(yàn)裝置) 溶解 將混合物放入燒杯中，加入98 H2SO4，充分?jǐn)嚢柚钡焦腆w不再溶解。 洗滌沉淀 檢驗(yàn)沉淀是否洗凈 第24頁，共28頁，2022年，5月20

16、日，7點(diǎn)27分，星期四序號 實(shí)驗(yàn)步驟 簡述實(shí)驗(yàn)操作(不必?cái)⑹鋈绾谓M裝實(shí)驗(yàn)裝置) 溶解 將混合物放入燒杯中，加入98 H2SO4，充分?jǐn)嚢柚钡焦腆w不再溶解。 洗滌沉淀 檢驗(yàn)沉淀是否洗凈 過濾 安裝好過濾裝置，將的懸濁液沿玻璃棒加入過濾器中過濾。 析出沉淀 在另一個燒杯中放入適量蒸餾水，將的濾液沿玻璃棒慢慢加入該燒杯中，并不斷攪拌，過濾 重新安裝過濾裝置，將的懸濁液沿玻璃棒加入過濾器中過濾。 向的過濾器中注入少量蒸餾水，使水面浸過沉淀物，等水濾出后，再次加水洗滌，連續(xù)幾次。 用小試管從的漏斗下口取少量洗出液，滴入BaCl2 溶液 ，若沒有白色渾濁出現(xiàn)，則說明沉淀已洗凈，第25頁，共28頁，2022年，5月20日，7點(diǎn)27分，星期四練3實(shí)驗(yàn)使用濃鹽酸、MnO2共熱制Cl2,并用Cl2和Ca(OH)2反應(yīng)制少量漂白粉，現(xiàn)已知反應(yīng)： 2Cl2 + 2Ca(OH)2=Ca(ClO)2 + CaCl2 +2H2O,溫度稍高即發(fā)生副反應(yīng)： 6Cl2 + 6Ca(OH)2 =Ca(ClO3)2 + 5CaCl2 + 6H2O 現(xiàn)有三個同學(xué)分別設(shè)計(jì)的三套實(shí)驗(yàn)裝置如下：消石灰冷水澄清石灰水NaOH溶液消石灰A B C D E F G 甲 乙 丙第26頁，共28頁，2022年，5月20日，7點(diǎn)27分，星期四從幾個方面對上述甲、乙、丙三套裝置的優(yōu)缺點(diǎn)作出評析，并選擇符合題目要求的