【金版學案】2015屆高考化學總復習 第八章 第五節(jié)化學實驗方案的設計與評價學案

第五節(jié)化學實驗方案的設計與評價1．了解控制實驗條件的方法，能改進簡單的實驗方案。1．了解控制實驗條件的方法，能改進簡單的實驗方案。2．能繪制和識別典型的實驗儀器裝置圖。3．能綜合運用化學實驗原理和方法，設計實驗方案解決簡單的化學問題，能對實驗方案、實驗過程、實驗結(jié)果進行分析和評價。梳理基礎一、實驗方案的設計1．化學實驗方案的設計遵循的原則。________、________、________和簡約性。答案：科學性安全性可行性2．化學實驗設計的步驟。(1)認真審題，明確實驗____________，找出實驗________。(2)根據(jù)實驗原理選擇________和________，并設計出合理的實驗________和操作________。(3)準確地記錄實驗過程中的______和________，并運用________、計算、圖表、推理等方法處理有關(guān)實驗________和________，得出正確的________。答案：(1)目的原理(2)儀器藥品裝置步驟(3)現(xiàn)象數(shù)據(jù)分析現(xiàn)象數(shù)據(jù)結(jié)論二、實驗方案的評價1．從實驗設計的“科學性”與“可行性”方面對實驗方案的正確與錯誤、嚴密與不嚴密、準確與不準確做出判斷，并提出改進的措施。2．從實驗設計的“安全性”方面對實驗過程中是否對環(huán)境造成________、能否發(fā)生________或著火事故等做出判斷，并提出________措施。答案：污染爆炸改進3．從實驗設計的“簡約性”方面判斷實驗經(jīng)濟上是否合算，是否符合“綠色化學”的理念，并優(yōu)化實驗方案。判斷正誤正確的打“√”，錯誤的打“×”。1．銅與濃H2SO4反應時，可用品紅溶液驗證SO2的生成()答案：√2．測定硫酸銅晶體中結(jié)晶水含量時，灼燒至固體發(fā)黑，測定值小于理論值()答案：×3．用濃鹽酸酸化的KMnO4與H2O2反應，證明H2O2具有還原性()答案：×4．向0.1mol/LFeSO4溶液中滴加少量酸性KMnO4溶液，KMnO4溶液褪色，說明Fe2＋具有氧化性()答案：×5．某氣體能使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍，該氣體水溶液一定顯堿性()答案：√1．(2013·廣東卷)(雙選)下列實驗的現(xiàn)象與對應結(jié)論均正確的是()選項操作現(xiàn)象結(jié)論A將濃硫酸滴到蔗糖表面固體變黑膨脹濃硫酸有脫水性和強氧化性B常溫下將Al片放入濃硝酸中無明顯變化Al與濃硝酸不反應C將一小塊Na放入無水乙醇中產(chǎn)生氣泡Na能置換出醇羥基中的氫D將水蒸氣通過灼熱的鐵粉粉末變紅鐵與水在高溫下發(fā)生反應解析：將濃硫酸滴到蔗糖表面，濃硫酸因脫水性使蔗糖脫水炭化，濃硫酸因強氧化性與碳反應生成二氧化碳和二氧化硫氣體，所以蔗糖固體變黑膨脹，A正確；Al放入濃硝酸，因濃硝酸具有強氧化性使Al鈍化，阻礙反應繼續(xù)進行，B錯誤；Na放入無水乙醇中，會與活潑性較強的羥基反應，置換出氫氣，C正確；鐵與水蒸氣在高溫下反應生成黑色的四氧化三鐵和氫氣，D錯誤。答案：AC2.(2013·上海卷)為測定鍍鋅鐵皮鋅鍍層的厚度，將鍍鋅皮與足量鹽酸反應，待產(chǎn)生的氣泡明顯減少時取出、洗滌、烘干、稱重。關(guān)于該實驗的操作對測定結(jié)果的影響判斷正確的是()A．鐵皮未及時取出，會導致測定結(jié)果偏小B．鐵皮未洗滌干凈，會導致測定結(jié)果偏大C．烘干時間過長，會導致測定結(jié)果偏小D．若把鹽酸換成硫酸，會導致測定結(jié)果偏大解析：產(chǎn)生的氣泡明顯減少時，表明鋅反應完全，若這時鐵皮未及時取出，則鐵溶解，會導致測定結(jié)果偏大，A錯誤；鐵皮未洗滌干凈(表面吸附雜質(zhì))，烘干時間過長(鐵被氧化)，則剩余物的質(zhì)量偏大，導致測定結(jié)果偏小，B錯誤；C正確；D項對結(jié)果無影響，錯誤。答案：C3．某化學興趣小組設計了下列四個實驗裝置，試圖通過觀察實驗現(xiàn)象說明CO2與NaOH溶液發(fā)生了反應。其中無法達到實驗目的的是()解析：A、B、C裝置可通過倒吸現(xiàn)象判斷CO2與NaOH溶液發(fā)生了反應，D項中a瓶的進氣管應插到液面下。答案：D4．(2013·汕頭一模)(雙選)下列實驗方法正確的是()A．用無水乙醇提取碘水中的碘單質(zhì)B．加入稀HNO3和BaCl2溶液產(chǎn)生白色沉淀的溶液中一定含SOeq\o\al(2－,4)C．可用FeCl3溶液一次性鑒別CCl4、苯酚溶液、NaI溶液和NaCl溶液D．玻璃棒在配制0.1mol/LNaCl溶液與粗鹽提純的實驗中所起的作用相同解析：乙醇易溶于水不能提取碘，A錯；BaCl2溶液中加入稀硝酸生成白色沉淀，原溶液中可能含有SOeq\o\al(2－,3)、Ag＋，B錯；FeCl3溶液與CCl4混合分層、與苯酚溶液呈紫色、與NaI溶液生成I2溶液顏色加深、與NaCl溶液互溶顏色變淺，C正確；玻璃棒在配制0.1mol/LNaCl溶液和粗鹽提純時都有攪拌的作用，D正確。答案：CD5．(2014·廣東十校聯(lián)考一)CuSO4溶液與Na2CO3溶液混合產(chǎn)生藍綠色沉淀，以下是某興趣小組對沉淀組成的探究?！咎岢黾僭O】假設1：沉淀為Cu(OH)2假設2：沉淀為__________________假設3：沉淀為堿式碳酸銅[化學式可表示為nCuCO3·mCu(OH)2]【查閱資料】無論是哪一種沉淀受熱均易分解(假設均不含結(jié)晶水)。【定性探究】步驟1：將所得懸濁液過濾，用蒸餾水洗滌，再用無水乙醇洗滌，風干；步驟2：甲同學取一定量固體，用氣密性良好的如下裝置(夾持儀器未畫出)進行定性實驗；(1)若反應后A中藍綠色固體變黑，C中無明顯現(xiàn)象，證明假設____________成立。(2)乙同學認為只要將上圖中B裝置的試劑改用下列某試劑后，便可驗證上述所有假設，該試劑是______________(填代號)。a．濃硫酸b．無水CuSO4c．堿石灰d．P2O5(3)乙同學更換B試劑后驗證假設3成立的實驗現(xiàn)象是______________________________?！径刻骄俊?4)乙同學進一步探究假設3中固體的組成：①乙同學查得一些物質(zhì)在20℃的數(shù)據(jù)(如下表)后，將C中的澄清石灰水改為Ba(OH)2溶解度(S)/g溶度積(Ksp)摩爾質(zhì)量(M)/g·mol－1Ca(OH)2Ba(OH)2CaCO3BaCO3CaCO3BaCO30.163.892.9×10－92.6×10－9100197a.Ba(OH)2溶解度大于Ca(OH)2，能充分吸收CO2b．Ba(OH)2為強堿，Ca(OH)2為弱堿c．吸收等量CO2生成的BaCO3的質(zhì)量大于CaCO3，測量誤差小d．相同條件下，CaCO3的溶解度明顯大于BaCO3②若所取藍綠色固體質(zhì)量為54.2g，實驗結(jié)束后裝置B的質(zhì)量增加5.4g，C中的產(chǎn)生沉淀的質(zhì)量為39.4g。則該藍綠色固體的化學式為。解析：CuSO4溶液與Na2CO3溶液混合產(chǎn)生藍綠色沉淀的原因可能是銅離子和碳酸根離子發(fā)生雙水解反應生成Cu(OH)2沉淀、銅離子與碳酸根離子結(jié)合生成CuCO3沉淀、上述兩類反應均發(fā)生時生成的堿式碳酸銅沉淀；(1)由實驗現(xiàn)象可知，藍綠色固體受熱分解無CO2生成，說明其組成中無碳酸銅，則只有假設1成立；(2)白色的無水CuSO4遇水變藍，因此B裝置的無水氯化鈣改為無水硫酸銅，便可驗證上述所有假設；若A中固體變?yōu)楹谏?，B中白色固體變藍、C中澄清石灰水變渾濁，則假設3成立；(4)Ba(OH)2、Ca(OH)2溶解度分別為3.89g、0.16g，故a正確；Ba(OH)2、Ca(OH)2都是強堿，故b錯誤；BaCO3、CaCO3摩爾質(zhì)量的數(shù)值分別為197、100，故c正確；CaCO3、BaCO3溶度積相差較小，故d錯誤；(5)由題意可知m(H2O)＝5.4g，m(BaCO3)＝39.4g，由eq\f(m,M)可知，n(H2O)＝0.3mol，n(BaCO3)＝0.2mol，由氫、碳守恒關(guān)系式nCuCO3·mCu(OH)2～mH2O～nCO2～nBaCO3 可知，eq\f(m,n)＝eq\f(0.3,0.2)＝eq\f(3