化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)與評價課件

1、學(xué)案九化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)與評價【教學(xué)目標(biāo)】知識目標(biāo)：1.運(yùn)用化學(xué)實(shí)驗(yàn)知識，對實(shí)驗(yàn)方案作出分析和判斷。了解實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的基本要求。2.通過對實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的分析和判斷，了解實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的一般思路。能力目標(biāo)：1.通過分析實(shí)驗(yàn)方案是否合理，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和結(jié)論是否正確，培養(yǎng)分析評價能力和實(shí)踐能力。2.培養(yǎng)學(xué)生觀察、描述實(shí)驗(yàn)的能力，啟發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的自覺性和積極性。情感與價值觀：以化學(xué)實(shí)驗(yàn)為載體，激發(fā)學(xué)生對化學(xué)的興趣和對科學(xué)的探究欲望。學(xué)案九化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)與評價【教學(xué)目標(biāo)】【教學(xué)重點(diǎn)】化學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的一般思路以及對化學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的評價?！窘虒W(xué)難點(diǎn)】化學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的一般思路?！究记榉治觥拷甑男抡n標(biāo)高

2、考中常考的有兩類實(shí)驗(yàn)：一是探究類實(shí)驗(yàn)，主要探究物質(zhì)分解的產(chǎn)物和物質(zhì)的性質(zhì)；設(shè)計(jì)并完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告，包括補(bǔ)充實(shí)驗(yàn)步驟或?qū)嶒?yàn)步驟的排序、選擇試劑和現(xiàn)象的描述等。二是評價類實(shí)驗(yàn)，根據(jù)題目提供的實(shí)驗(yàn)方案，評價是否合理，并要求設(shè)計(jì)合理的方案。如2017年全國新課標(biāo)卷T26，2015年全國新課標(biāo)卷T26，2014年全國新課標(biāo)卷T28?！窘虒W(xué)重點(diǎn)】化學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的一般思路以及對化學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的評價1.實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)的基本原則1.實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)的基本原則2.實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)的基本內(nèi)容2.實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)的基本內(nèi)容3.實(shí)驗(yàn)方案評價的基本原則(1)可行性原則分析實(shí)驗(yàn)方案是否科學(xué)可行；實(shí)驗(yàn)操作是否安全合理；實(shí)驗(yàn)步驟是否簡單方便；實(shí)驗(yàn)效

3、果是否明顯。(2)綠色化學(xué)原則實(shí)驗(yàn)過程中是否造成環(huán)境污染；原料是否無毒、安全、易得；原料利用率是否較高；反應(yīng)速率是否較快。3.實(shí)驗(yàn)方案評價的基本原則(1)可行性原則(3)安全性原則化學(xué)實(shí)驗(yàn)從安全角度常考慮的主要因素如下：凈化、吸收氣體及熄滅酒精燈時要防止液體倒吸；進(jìn)行某些易燃易爆實(shí)驗(yàn)時要防爆炸；防氧化；污染性的氣體要進(jìn)行尾氣處理；有粉末狀態(tài)物質(zhì)參加的反應(yīng)，要注意防止導(dǎo)氣管堵塞；防吸水。(3)安全性原則(4)規(guī)范性原則冷凝回流(有些反應(yīng)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，如長玻璃管、豎裝的干燥管及冷凝管等)；易揮發(fā)液體產(chǎn)物(導(dǎo)出時可為蒸氣)的及時冷卻；

4、儀器拆卸與組裝順序相反，按照從右向左，從高到低的順序；其他(如實(shí)驗(yàn)操作順序、試劑加入順序、實(shí)驗(yàn)方法使用順序等)。(4)規(guī)范性原則考點(diǎn)指導(dǎo)1“假設(shè)判斷”型實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)【典例1】漂白粉是生產(chǎn)生活中常用的消毒劑和殺菌劑實(shí)驗(yàn)室有一瓶密封不嚴(yán)的漂白粉樣品，其中肯定存在CaCl2，請?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，探究該樣品中可能存在的其他固體物質(zhì)。(1)提出合理假設(shè)。假設(shè)1：該漂白粉未變質(zhì)，只含有_；假設(shè)2：該漂白粉全部變質(zhì)，只含有_；假設(shè)3：該漂白粉部分變質(zhì)，既含有Ca(ClO)2，又含有CaCO3?？键c(diǎn)指導(dǎo)1“假設(shè)判斷”型實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)【典例1】漂白粉是生(2)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。請寫出實(shí)驗(yàn)步驟、預(yù)期現(xiàn)象和結(jié)論。限選用

5、的儀器和藥品：試管、滴管、帶導(dǎo)管的單孔塞、蒸餾水、自來水、1 molL1鹽酸、品紅溶液、新制澄清石灰水。(提示：不必檢驗(yàn)Ca2和Cl)(2)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。請寫出實(shí)驗(yàn)步驟、預(yù)期現(xiàn)象和結(jié)論【思維提示】第一步明確目的原理設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究漂白粉變質(zhì)后物質(zhì)的成分，涉及反應(yīng)：2Ca(OH)22Cl2=CaCl2Ca(ClO)22H2O。Ca(ClO)2H2OCO2=CaCO32HClO。第二步提出合理假設(shè)根據(jù)假設(shè)3提供的物質(zhì)及反應(yīng)原理判斷樣品中可能含有Ca(ClO)2或CaCO3或二者的混合物。第三步尋求驗(yàn)證方法用CaCO3與鹽酸反應(yīng)產(chǎn)生澄清石灰水變渾濁的CO2來驗(yàn)證CaCO3的存在。用Ca(ClO

6、)2與鹽酸反應(yīng)生成能使品紅溶液褪色的HClO來驗(yàn)證Ca(ClO)2的存在?！舅季S提示】第四步設(shè)計(jì)操作步驟固體樣品中加入稀鹽酸，將產(chǎn)生的氣體通入澄清石灰水中(用于檢驗(yàn)CO2)。向步驟反應(yīng)后的溶液中滴入12滴品紅溶液，振蕩(用于檢驗(yàn)HClO)。第五步分析得出結(jié)論若步驟中石灰水未變渾濁，則說明樣品中無CaCO3，即假設(shè)1成立。若步驟中石灰水變渾濁，且步驟中品紅溶液不褪色，說明CaCO3存在，不存在Ca(ClO)2，即假設(shè)2成立。若步驟中石灰水變渾濁，且步驟中品紅溶液褪色，說明有CaCO3和Ca(ClO)2存在，即假設(shè)3成立。第四步設(shè)計(jì)操作步驟答案(1)假設(shè)1：只含有Ca(ClO)2；假設(shè)2：只含有C

7、aCO3(2)答案(1)假設(shè)1：只含有Ca(ClO)2；假設(shè)2：只含有C【課堂對點(diǎn)訓(xùn)練】1.將含有水蒸氣的氯氣通入到干燥疏松的碳酸鈉中可以得到一種固體物質(zhì)X，利用下圖實(shí)驗(yàn)裝置可以探究固體物質(zhì)X的成分?！菊n堂對點(diǎn)訓(xùn)練】(1)試劑甲的名稱為_，試劑乙的名稱為_。(2)經(jīng)測定可知固體X中至少含有NaHCO3和一種含氯的鹽類物質(zhì)，裝置D中的物質(zhì)為含氯氧化物。下面對固體X的成分進(jìn)行猜想和探究。提出合理猜想。猜想1固體X含有兩種成分：NaHCO3和_；猜想2固體X含有三種成分：NaHCO3和_。(1)試劑甲的名稱為_，試劑乙的名稱為_下面是針對固體X中的成分猜想進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)探究。請?zhí)顚懴卤碇械目崭?可不填滿

8、)。限選試劑：酸性KMnO4溶液、BaCl2溶液、稀HNO3、蒸餾水、AgNO3溶液、澄清石灰水(3)上述裝置C中，如果標(biāo)準(zhǔn)狀況下的氯氣2.24 L與0.1 mol碳酸鈉正好完全反應(yīng)，則濕潤的氯氣與碳酸鈉反應(yīng)的化學(xué)方程式為_。下面是針對固體X中的成分猜想進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)探究。請?zhí)顚懴卤碇械幕瘜W(xué)實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)與評價課件答案(1)濃鹽酸飽和食鹽水(2)NaClNaCl、Na2CO3(3)2Cl22Na2CO3H2O=2NaHCO32NaClCl2O答案(1)濃鹽酸飽和食鹽水(3)2Cl22Na2CO3【解題建?！考僭O(shè)判斷型方案設(shè)計(jì)解題模板【解題建模】考點(diǎn)指導(dǎo)2“原理探究型”方案的設(shè)計(jì)考點(diǎn)指導(dǎo)2“原理探究

9、型”方案的設(shè)計(jì)(1)待實(shí)驗(yàn)溶液顏色不再改變時，再進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，目的是使實(shí)驗(yàn)的反應(yīng)達(dá)到_。(2)是的對比實(shí)驗(yàn)，目的是排除中_造成的影響。(3)和的顏色變化表明平衡逆向移動，F(xiàn)e2向Fe3轉(zhuǎn)化。用化學(xué)平衡移動原理解釋原因：_。(1)待實(shí)驗(yàn)溶液顏色不再改變時，再進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，目的是使實(shí)驗(yàn)(4)根據(jù)氧化還原反應(yīng)的規(guī)律，該同學(xué)推測中Fe2向Fe3轉(zhuǎn)化的原因：外加Ag使c(I)降低，導(dǎo)致I的還原性弱于Fe2，用下圖裝置(a，b均為石墨電極)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。(4)根據(jù)氧化還原反應(yīng)的規(guī)律，該同學(xué)推測中Fe2向Fe3K閉合時，指針向右偏轉(zhuǎn)，b作_極。當(dāng)指針歸零(反應(yīng)達(dá)到平衡)后，向U形管左管中滴加0.01 molL1 A

10、gNO3溶液，產(chǎn)生的現(xiàn)象證實(shí)了其推測。該現(xiàn)象是_。(5)按照(4)的原理，該同學(xué)用上圖裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，證實(shí)了中Fe2向Fe3轉(zhuǎn)化的原因。轉(zhuǎn)化的原因是_。與(4)實(shí)驗(yàn)對比，不同的操作是_。(6)實(shí)驗(yàn)中，還原性：IFe2；而實(shí)驗(yàn)中，還原性Fe2I。將(3)和(4)、(5)作對比，得出結(jié)論是_。K閉合時，指針向右偏轉(zhuǎn)，b作_極?！窘忸}指導(dǎo)】原理探究型實(shí)驗(yàn)答題過程中答題誤區(qū)(1)原理探究實(shí)驗(yàn)過程中忽視反應(yīng)條件設(shè)置與控制；回答問題時遺漏某一限制條件；易造成想當(dāng)然或默認(rèn)某些條件等錯誤。(2)原理探究中易將待探究的原理當(dāng)成已知內(nèi)容進(jìn)行設(shè)計(jì)，造成明確的探究指向。(3)原理探究過程中提出的探究點(diǎn)不夠完整，遺漏某種

11、情況；有時也會在方案設(shè)計(jì)中遺漏某一種可能，造成方案不完整，或非此即彼的情況。(4)原理探究實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路中從已有知識與信息找不到合理的方法，無法將綜合探究實(shí)驗(yàn)解答完整。【解題指導(dǎo)】(1)原理探究實(shí)驗(yàn)過程中忽視反應(yīng)條件設(shè)置與控制；化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)與評價課件(5)按照(4)的離子濃度大小影響離子的還原性的原理，該同學(xué)利用原電池裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，證實(shí)了 中Fe2濃度增大，還原性增強(qiáng)，使Fe2還原性強(qiáng)于I。實(shí)驗(yàn)與實(shí)驗(yàn)(4)相比較，實(shí)驗(yàn)(4)當(dāng)指針歸零后，可采取向U形管右管中滴加1 molL1 FeSO4溶液，以增加Fe2的濃度，使c(Fe2)大于c(I)。(6) 根據(jù)實(shí)驗(yàn)和實(shí)驗(yàn)中c(Fe2)和c(I)的濃

12、度不同知，在其他條件不變時，物質(zhì)的氧化性和還原性與濃度有關(guān)，在平衡時，通過改變物質(zhì)的濃度，可以改變物質(zhì)的氧化、還原能力，導(dǎo)致平衡移動。(5)按照(4)的離子濃度大小影響離子的還原性的原理，該同答案(1)化學(xué)平衡狀態(tài)(2)因溶液稀釋使溶液顏色變化(3)中加入Ag發(fā)生反應(yīng)：AgI=AgI，c(I)降低；中增大c(Fe2)，平衡均逆向移動(4)正左管產(chǎn)生黃色沉淀，指針向左偏轉(zhuǎn)(5)Fe2隨濃度增大，還原性增強(qiáng)，使Fe2還原性強(qiáng)于I向右管中滴加 1 molL1 FeSO4溶液(6)該反應(yīng)為可逆氧化還原反應(yīng)，在平衡時，通過改變物質(zhì)的濃度，可以改變物質(zhì)的氧化、還原能力，并影響平衡移動方向答案(1)化學(xué)平衡

13、狀態(tài)【課堂對點(diǎn)訓(xùn)練】2.某?；瘜W(xué)興趣小組探究SO2與FeCl3溶液的反應(yīng)，所用裝置如圖所示(夾持裝置已略去)?！菊n堂對點(diǎn)訓(xùn)練】(1)該小組同學(xué)預(yù)測SO2與FeCl3溶液反應(yīng)的現(xiàn)象為溶液由棕黃色變?yōu)闇\綠色，然后開始實(shí)驗(yàn)。FeCl3溶液顯酸性的原因是_(用化學(xué)用語解釋)。若用濃硫酸與Cu反應(yīng)產(chǎn)生SO2，則該反應(yīng)的化學(xué)方程式為_。(1)該小組同學(xué)預(yù)測SO2與FeCl3溶液反應(yīng)的現(xiàn)象為溶液由(2)當(dāng)SO2通入FeCl3溶液至飽和時，該小組同學(xué)觀察到的現(xiàn)象是溶液由棕黃色變?yōu)榧t棕色，沒有觀察到丁達(dá)爾現(xiàn)象。將混合液放置12小時，溶液才變成淺綠色?！静殚嗁Y料】Fe(HSO3)2為紅棕色，它可以將Fe3還原為F

14、e2；生成Fe(HSO3)2的反應(yīng)為可逆反應(yīng)。解釋SO2與FeCl3溶液反應(yīng)生成紅棕色Fe(HSO3)2的原因：_(用化學(xué)用語解釋)。寫出溶液中Fe(HSO3)2與Fe3反應(yīng)的離子方程式：_。(2)當(dāng)SO2通入FeCl3溶液至飽和時，該小組同學(xué)觀察到的(3)為了探究如何縮短紅棕色變?yōu)闇\綠色的時間，該小組同學(xué)進(jìn)行了步驟和步驟的實(shí)驗(yàn)。用鐵氰化鉀溶液檢驗(yàn)步驟和步驟所得溶液中的Fe2，其現(xiàn)象為_。(3)為了探究如何縮短紅棕色變?yōu)闇\綠色的時間，該小組同學(xué)進(jìn)行(4)綜合上述實(shí)驗(yàn)探究過程，可以獲得如下實(shí)驗(yàn)結(jié)論：a.SO2與FeCl3溶液反應(yīng)生成紅棕色中間產(chǎn)物Fe(HSO3)2；b.紅棕色中間產(chǎn)物轉(zhuǎn)變成淺綠色

15、溶液是一個較慢的過程；c._。(4)綜合上述實(shí)驗(yàn)探究過程，可以獲得如下實(shí)驗(yàn)結(jié)論：化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)與評價課件化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)與評價課件考點(diǎn)指導(dǎo)3實(shí)驗(yàn)方案的評價【典例3】鋁鎂合金是飛機(jī)制造、化工生產(chǎn)等行業(yè)的重要材料。研究性學(xué)習(xí)小組的同學(xué)，為測定某含鎂3%5%的鋁鎂合金(不含其他元素)中鎂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，設(shè)計(jì)了下列兩種不同實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行探究。填寫下列空白：方案一實(shí)驗(yàn)方案將鋁鎂合金與足量NaOH溶液反應(yīng)，測定剩余固體質(zhì)量。實(shí)驗(yàn)中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是_。考點(diǎn)指導(dǎo)3實(shí)驗(yàn)方案的評價【典例3】鋁鎂合金是飛機(jī)制造、化實(shí)驗(yàn)步驟(1)稱取10.8 g鋁鎂合金粉末樣品，溶于體積為V、物質(zhì)的量濃度為4.0 molL1的

16、NaOH溶液中，充分反應(yīng)。則NaOH溶液的體積V_mL。(2)過濾、洗滌、干燥、稱量固體。該步驟中若未洗滌固體，測得鎂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)將_(填“偏高”、“偏低”或“無影響”)。方案二實(shí)驗(yàn)方案將鋁鎂合金與足量稀硫酸溶液反應(yīng)，測定生成氣體的體積。實(shí)驗(yàn)步驟實(shí)驗(yàn)步驟(1)同學(xué)們擬選用下列實(shí)驗(yàn)裝置完成實(shí)驗(yàn)：你認(rèn)為最簡易的裝置其連接順序是A接()()接()()接()(填接口字母，可不填滿)。實(shí)驗(yàn)步驟你認(rèn)為最簡易的裝置其連接順序是A接()()接(2)仔細(xì)分析實(shí)驗(yàn)裝置后，同學(xué)們經(jīng)討論認(rèn)為以下兩點(diǎn)會引起較大誤差：稀硫酸滴入錐形瓶中，即使不生成氫氣，也會將瓶內(nèi)空氣排出，使所測氫氣體積偏大；實(shí)驗(yàn)結(jié)束時，連接廣口瓶和量筒的

17、導(dǎo)管中有少量水存在，使所測氫氣體積偏小。于是他們設(shè)計(jì)了如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置。裝置中導(dǎo)管a的作用是_。實(shí)驗(yàn)前后量氣管中液面讀數(shù)分別為V1 mL、V2 mL，則產(chǎn)生氫氣的體積為_mL。若需確定產(chǎn)生氫氣的量，還需測定的數(shù)據(jù)是_。(2)仔細(xì)分析實(shí)驗(yàn)裝置后，同學(xué)們經(jīng)討論認(rèn)為以下兩點(diǎn)會引起較大【思維提示】【思維提示】答案方案一：2Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H2(1)97(2)偏高方案二：(1)EDG(2)使分液漏斗內(nèi)氣體壓強(qiáng)與錐形瓶內(nèi)氣體壓強(qiáng)相等，打開分液漏斗活塞時稀硫酸能順利滴下；滴入錐形瓶的稀硫酸的體積等于進(jìn)入分液漏斗的氣體體積，從而消除由于加入稀硫酸引起的氫氣體積誤差(V1V2)實(shí)驗(yàn)時的

18、溫度和壓強(qiáng)答案方案一：2Al2NaOH2H2O=2NaAlO【課堂對點(diǎn)訓(xùn)練】3.某化學(xué)課外小組研究乙醇氧化的實(shí)驗(yàn)并驗(yàn)證其產(chǎn)物，設(shè)計(jì)了甲、乙、丙三套裝置(圖中的支撐儀器均未畫出，“”表示酒精燈熱源)，每套裝置又劃分為三部分。儀器中盛放的試劑：a.無水乙醇(沸點(diǎn)：78 )；b.銅絲；c.無水硫酸銅；d.新制氫氧化銅懸濁液。(1)簡述三套方案各自的優(yōu)點(diǎn)?！菊n堂對點(diǎn)訓(xùn)練】(1)簡述三套方案各自的優(yōu)點(diǎn)?；瘜W(xué)實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)與評價課件甲：_；乙：_；丙：_。(2)集中三套方案的優(yōu)點(diǎn)，組成一套比較合理完善的實(shí)驗(yàn)裝置，可按氣流由左到右的順序表示為_(例如：甲，乙，丙)。甲：_解析(1)甲的優(yōu)點(diǎn)在于，水浴加熱能較好地控制溫度，使氣