高考化學(xué)二輪復(fù)習(xí) 探究實驗的設(shè)計與評價全套教學(xué)案

專題（十七）探究實驗的設(shè)計與評價學(xué)習(xí)目標(biāo)1、能夠根據(jù)實驗試題的要求，設(shè)計和評價簡單實驗方案。2、學(xué)會識別和繪制典型的實驗儀器裝置圖。3、培養(yǎng)各部分實驗知識與技能綜合應(yīng)用的能力。典型例題例題1：實驗室用氨氣還原氧化銅的方法測定銅的近似相對原子質(zhì)量,反應(yīng)的化學(xué)方程式為:2NH3+3CuON2+3Cu+3H2O試回答:(1)如果選用測定反應(yīng)物CuO和生成物H2O的質(zhì)量(mCuO、mH2O)時，請用下列儀器設(shè)計一個簡單的實驗方案。①儀器連接的順序(用字母編號表示,儀器可重復(fù)使用)；d中濃硫酸的作用是,;實驗完畢時觀察到a中的現(xiàn)象是；②列出計算Cu的相對原子質(zhì)量的表達(dá)式；③下列情況將使測定結(jié)果偏大的是。(以下選擇填空不限1個正確答案,均用字母編號填寫)(a)CuO未全部還原為Cu(b)CuO受潮(c)CuO中混有Cu(2)如果仍采用上述儀器裝置,其他方案可選用測定的物理量有。(a)、mCu、mCuO(b)mN2、mH2O(c)、mCu、mH2O(d)、mNH3、mH2O例題2：實驗室可用氯氣與金屬鐵反應(yīng)制備無水三氯化鐵，該化合物是棕紅色、易潮解，100℃左右時升華。下圖是兩個學(xué)生設(shè)計的實驗裝置、左邊的反應(yīng)裝置相同，而右邊的產(chǎn)品收集裝置則不同，分別如（=1\*ROMANI）和（=2\*ROMANII）所示。試回答：（1）B中反應(yīng)的化學(xué)方程式為：__________________________________________；（2）D中的反應(yīng)開始前，需排除裝置中的空氣，應(yīng)采取的方法是：___________________________________________________________________________。（3）D中反應(yīng)化學(xué)方程式為：_____________________________________________。（4）裝置（Ⅰ）的主要缺點(diǎn)是：__________________________________________。（5）裝置（Ⅱ）的主要缺點(diǎn)是：_________________________________________。如果選用此裝置來完成實驗，則必須采取的改進(jìn)措施是：____________________________________________________________________________。課堂練習(xí)1．為證明鹽的水解是吸熱的，四位同學(xué)分別設(shè)計了如下方案，其中正確的是A、甲同學(xué)：在醋酸鈉溶液中滴加2滴酚酞試劑，加熱后紅色加深，說明鹽類水解是吸熱的。B、乙同學(xué)：在鹽酸中加入氨水，混合液溫度上升，說明鹽類水解是吸熱的。C、丙同學(xué)：將硝酸銨晶體溶于水，水溫降低，說明鹽類水解是吸熱的。D、丁同學(xué):在氨水中加入氯化銨固體，溶液的pH變小，說明鹽類水解是吸熱的。2．提純含有少量硝酸鋇雜質(zhì)的硝酸鉀溶液，可以使用的方法為（）A．加入過量碳酸鈉溶液，過濾，除去沉淀，溶液中補(bǔ)加適量硝酸B．加入過量硫酸鉀溶液，過濾，除去沉淀，溶液中補(bǔ)加適量硝酸C．加入過量硫酸鈉溶液，過濾，除去沉淀，溶液中補(bǔ)加適量硝酸D．加入過量碳酸鉀溶液，過濾，除去沉淀，溶液中補(bǔ)加適量硝酸3．某溶液含有較多的Na2SO4和少量的Fe2(SO4)3，若用該溶液制取芒硝,可供選擇的操作有:①加適量H2SO4溶液②加金屬Na③結(jié)晶④加過量NaOH⑤加強(qiáng)熱脫結(jié)晶水⑥過濾。正確的操作步聚是（）A．②⑥③ B．④⑥①③C．④⑥③② D．②⑥①③⑤4．某溶液中含有OH—、CO32—、SO42—三種陰離子，要求只取一次待測液就能將陰離子都檢驗出來，試設(shè)計一種簡便的檢驗方法。5．某研究性學(xué)習(xí)小組在做Na2O2與水反應(yīng)實驗時，發(fā)現(xiàn)Na2O2與水反應(yīng)后的溶液中滴加酚酞試液溶液呈現(xiàn)紅色，但紅色很快褪色，甲、乙、丙三同學(xué)對此現(xiàn)象分別做了如下推測：甲：因為反應(yīng)后試管很熱，所以可能是溶液溫度較高使紅色褪去。乙：因為所加水的量較少，紅色褪去可能是生成的NaOH溶液濃度較大的影響。丙：Na2O2具有強(qiáng)氧化性，生成物中O2、H2O2（可能產(chǎn)物）等也具有強(qiáng)氧化性，可能是氧化漂白了紅色物質(zhì)。⑴驗證甲同學(xué)的推測是否正確的方法是_____________________________，驗證乙同學(xué)的推測是否正確的方法是_____________________________________；當(dāng)出現(xiàn)_________________________________________現(xiàn)象時，即可說明丙同學(xué)的推測正確。⑵有同學(xué)提出用定量的方法探究丙同學(xué)方案中是否含有H2O2，其實驗方法為：稱取2.6gNa2O2固體，使之與足量的水反應(yīng)，測量產(chǎn)生O2的體積，與理論值比較，即可得出結(jié)論。①測量氣體體積時，必須待試管和量筒內(nèi)的氣體都冷卻至室溫時進(jìn)行，應(yīng)選用右圖裝置中的______，理由是__________________________。②若在標(biāo)準(zhǔn)狀況下測量氣體的體積，應(yīng)選用的量筒的大小規(guī)格為________（選填“100mL”、“200mL”、“500mL”或“1000mL”）。6．某學(xué)生利用氯酸鉀分解制氧氣的反應(yīng),測定氧氣的摩爾質(zhì)量.實驗步驟如下:=1\*GB3①把適量的氯酸鉀粉末和少量二氧化錳粉末混合均勻,放入干燥的試管中,準(zhǔn)確稱量,質(zhì)量為ag.②裝好實驗裝置。③檢查裝置氣密性。④加熱，開始反應(yīng)，直到產(chǎn)生一定量的氣體。⑤停止加熱（如圖，導(dǎo)管出口高于液面）。⑥測量收集到氣體的體積。⑦準(zhǔn)確稱量試管和殘留物的質(zhì)量為bg.⑧測量實驗室的溫度。⑨把殘留物倒入指定的容器中，洗凈儀器，放回原處，把實驗桌面收拾干凈。⑩處理實驗數(shù)據(jù)，求出氧氣的摩爾質(zhì)量?；卮鹣铝袉栴}：⑴如何檢查裝置的氣密性？。⑵以下是測量收集到氣體體積必須包括的幾個步驟：①調(diào)整量筒內(nèi)外液面高度使之相同;②使試管和量筒內(nèi)的氣體都冷卻至室溫;③讀取量筒內(nèi)氣體的體積。這三步操作的正確順序是：（請?zhí)顚懖襟E代號）。⑶測量收集到氣體體積時，如何使量筒內(nèi)外液面的高度相同？。7．用實驗確定某酸HA是弱電解質(zhì)。兩同學(xué)的方案是：甲：①稱取一定質(zhì)量的HA配制0.lmol/L的溶液100mL；②用pH試紙測出該溶液的pH值，即可證明HA是弱電解質(zhì)。乙：①用已知物質(zhì)的量濃度的HA溶液、鹽酸，分別配制pH＝l的兩種酸溶液各100mL；②分別取這兩種溶液各10mL，加水稀釋為100mL；③各取相同體積的兩種稀釋液裝入兩個試管，同時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）在兩個方案的第①步中，都要用到的定量儀器是（2）甲方案中，說明HA是弱電解質(zhì)的理由是測得溶液的pH1（選填＞、＜、＝）乙方案中，說明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）兩個試管中產(chǎn)生氣體速率一樣快。（3）請你評價：乙方案中難以實現(xiàn)之處和不妥之處、。（4）請你再提出一個合理而比較容易進(jìn)行的方案（藥品可任?。?，作簡明扼要表述。8．CO2氣體是大氣產(chǎn)生溫室效應(yīng)、使地球變暖的氣體之一。某學(xué)生參加課外環(huán)保小組，測定校辦工廠排出廢氣中CO2（含雜質(zhì)SO2）的含量，他準(zhǔn)備將CO2變成沉淀，然后測沉淀質(zhì)量，通過計算求出CO2的含量。圖中表示主要裝置，其他膠管、導(dǎo)管略去。（1）下列設(shè)計主要儀器裝置使用的順序有兩種，其中方案較為合理。甲方案；A→D→E→F→C乙方案：A→D→F→E→C（2）為什么要使氣體兩次通過酸性KMnO4溶液（3）為什么沒有選B裝置（4）CO2是被轉(zhuǎn)化成沉淀而計算出質(zhì)量來的。（5）要測得沉淀物質(zhì)量需進(jìn)行、、干燥、操作。課后練習(xí)1．在沒有現(xiàn)成的CO2氣體發(fā)生器的情況下，請你選用右圖中的部分儀器，裝配成一個簡易的，能隨開隨用,隨關(guān)隨停的CO2氣體發(fā)生裝置。應(yīng)選用的儀器是（填入儀器的編號）（）A．a(chǎn)bcdB.deghC.bcdD.acde2．以下氣體：①H2②Cl2③CH4④NO⑤SO2，（燒瓶的位置不能移動）(1).若燒瓶是干燥的，則由A口進(jìn)氣，可收集的氣體是，由B口進(jìn)氣，可收集的氣體是。(2).若燒瓶內(nèi)充滿水，可收集到的氣體是，氣體應(yīng)由口進(jìn)入（填A(yù)或B）(3).若在燒瓶內(nèi)裝有一定量的溶液，用以洗氣，則氣體應(yīng)從口進(jìn)入（填A(yù)或B）3．測定一定質(zhì)量的鋁鋅合金與強(qiáng)酸溶液反應(yīng)產(chǎn)生的氫氣的體積，可以求得合金中鋁和鋅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)?，F(xiàn)有下列實驗用品：中學(xué)化學(xué)實驗常用儀器、800毫升燒杯、100毫升量筒、短頸玻璃漏斗、銅網(wǎng)、鋁鋅合金樣品、濃鹽酸（密度1.19克/毫升）、水。按圖示裝置進(jìn)行實驗，回答下列問題。（設(shè)合金樣品完全反應(yīng)，產(chǎn)生的氣體體積不超過100毫升）（1）補(bǔ)充下列實驗步驟，直到反應(yīng)開始進(jìn)行（鐵架臺和鐵夾的安裝可省略）：=1\*GB3①將稱量后的合金樣品用銅網(wǎng)小心包裹好，放在800毫升燒杯底部，把短頸漏斗倒扣在樣品上面。=2\*GB3②，=3\*GB3③，=4\*GB3④。（2）合金樣品用銅網(wǎng)包裹的目的是：。4．實驗室有CuO和Cu粉的混合物。請你利用給出的實驗儀器及試劑，設(shè)計兩種測定該樣品（已稱得其質(zhì)量為m克）中氧化銅質(zhì)量分?jǐn)?shù)的方法，并填寫表格中的有關(guān)內(nèi)容。實驗方法實驗過程中所發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式實驗所用儀器（用編號表示）實驗需直接測定的有關(guān)物理量（用文字說明）12實驗可能用到的主要儀器：①托盤天平②啟普發(fā)生器⑧硬質(zhì)玻璃管④泥三角⑤燒杯⑥坩堝⑦酒精燈⑧玻棒⑨漏斗⑩干燥管實驗可能用到的試劑：a．鋅粒b．稀硫酸c．氯化鈉溶液d，濃硫酸5．某工廠廢液經(jīng)測定得知含有乙醇、甲醇、乙酸和乙酸乙酯?，F(xiàn)欲從廢液中回收甲醇、乙醇和乙酸，根據(jù)各物質(zhì)的性質(zhì)(見下表)，補(bǔ)充下列實驗步驟，并回答有關(guān)問題：物質(zhì)甲醇乙酸乙酯乙醇乙酸沸點(diǎn)/℃657778118可供選擇的實驗用品：250mL蒸餾燒瓶，400mL燒杯，250mL燒杯，溫度計，冷凝器接受器,玻璃棒以及中學(xué)化學(xué)實驗的常用儀器。1摩爾/LNaOH溶液，18.4mol/LH2SO4溶液，蒸餾水和冰（1）補(bǔ)充下列實驗步驟，直至達(dá)到實驗?zāi)康?。第一步：組裝蒸餾裝置，檢查其氣密性；第二步：取100mL廢液注入250mL蒸餾燒瓶中，滴入1mol/LNaOH溶液，調(diào)整廢液的pH=10；第三步：___________________________。第四步：_______________________得甲醇。第五步：__________________________得乙醇。第六步：_____________________得乙酸。（2）滴入1mol/LNaOH溶液，使溶液的pH=10的目的是______________。（3）使用18.4mol/LH2SO4目的是（用化學(xué)方程式表示）_____________________。專題（十七）參考答案：例題例1答案：(1)①bcacd，吸收未反應(yīng)的氨，防止空氣中水分進(jìn)入，固體由黑色轉(zhuǎn)變?yōu)榧t色=2\*GB3②（18mCuO）/mH2O–16=3\*GB3③a、c(2)a、c例2答案：（1）4HCl+MnO2MnCl2+2H2O+Cl2↑或16HCl+2KMnO4=2KCl+2MnCl2+8H2O+5Cl2（2）B中的反應(yīng)進(jìn)行一段時間后，看到共綠色氣體充滿裝置，再開始加熱D（3）2Fe+3Cl22FeCl3（4）導(dǎo)管易被產(chǎn)品堵塞，尾氣排入空氣，易造成環(huán)境污染（5）產(chǎn)品易受潮解在瓶E和F之間連接裝有干燥劑的裝置（其他既能防止產(chǎn)品潮解又能防止尾氣污染環(huán)境的合理答案均給分）課堂練習(xí)1A2D3B4．首先加入NH4NO3溶液，檢驗OH—；其次加入HNO3溶液（或鹽酸），檢驗CO32—；最后加入Ba(NO3)2溶液，檢驗SO42—。5．⑴冷卻后加酚酞試液或冷卻后看溶液是否變紅加水稀釋后看溶液是否變紅(或加較多的水反應(yīng)后滴加酚酞試液看是否變紅)冷卻后及加水稀釋后均不變紅（2）①Ⅱ防止氣體冷卻時發(fā)生倒現(xiàn)象，減小實驗誤差。②500mL6．（1）將導(dǎo)管的出口浸入水槽的水中，手握住試管，有氣泡從導(dǎo)管口逸出，放開手后，有少量水進(jìn)入導(dǎo)①管，表明裝置不漏氣。（2）②①③（3）慢慢將量筒下移（4）22.4L/mol×298K×(ag-bg)÷(273K×cL)7．（1）100mL容量瓶(注：未標(biāo)明規(guī)格的扣1分)（2）＞b（多選扣分）（3）配制pH＝l的HA溶液難以實現(xiàn)不妥之處在于加入的鋅粒難以做到表面積相同（4）配制NaA溶液，測其pH值＞7即證明HA是弱電解質(zhì)8．（1）甲（2）使SO2盡可能被除去，E中溶液不褪色，確定SO2除盡（3）NaHCO3與SO2反應(yīng)會生成CO2，使原有CO2氣體的質(zhì)量增大（4）BaCO3（5）過濾、洗