高三化學(xué)一輪復(fù)習(xí)課件：化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)與評價(jià)

近年的新課標(biāo)高考中?？嫉挠袃深悓?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(jià)類實(shí)驗(yàn)，根據(jù)題目提供的實(shí)驗(yàn)方案，評價(jià)是否合理，并要求設(shè)計(jì)合理的方案。課時(shí)4化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)與評價(jià)[題型詮釋](1)綜合實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)的一般思路：了解實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹鞔_實(shí)驗(yàn)原理→掌握實(shí)驗(yàn)條件→選擇儀器藥品→設(shè)計(jì)裝置步驟→記錄現(xiàn)象數(shù)據(jù)→分析得出結(jié)論。(2)綜合實(shí)驗(yàn)評價(jià)要求考生根據(jù)題目的要求和實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，從化學(xué)原理，元素及其化合物的性質(zhì)、化學(xué)實(shí)驗(yàn)的基本操作技能等方面，對實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行科學(xué)分析、評價(jià)優(yōu)劣。附：考綱要求1.設(shè)計(jì)、評價(jià)或改進(jìn)實(shí)驗(yàn)方案。2.掌握控制實(shí)驗(yàn)條件的方法。3.分析或處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，得出合理的結(jié)論。4.以上各部分知識與技能的綜合應(yīng)用?！臼纠?】

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。微點(diǎn)聚焦一“假設(shè)判斷”型實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)[典題示例](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。 限選用的儀器和藥品：試管、滴管、帶導(dǎo)管的單孔塞、蒸餾水、自來水、1mol·L-1鹽酸、品紅溶液、新制澄清石灰水。(提示：不必檢驗(yàn)Ca2＋和Cl-)實(shí)驗(yàn)步驟預(yù)期現(xiàn)象和結(jié)論①取少量上述漂白粉于試管中，______________②________________________________________【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)：①2Ca(OH)2＋2Cl2===CaCl2＋Ca(ClO)2＋2H2O。②Ca(ClO)2＋H2O＋CO2===CaCO3↓＋2HClO。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)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。第四步設(shè)計(jì)操作步驟①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)。②向步驟①反應(yīng)后的溶液中滴入1～2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①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①中石灰水變渾濁，且步驟②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①中石灰水變渾濁，且步驟②中品紅溶液褪色，說明有CaCO3和Ca(ClO)2存在，即假設(shè)3成立。答案(1)假設(shè)1：只含有Ca(ClO)2；假設(shè)2：只含有CaCO3(2)實(shí)驗(yàn)步驟預(yù)期現(xiàn)象和結(jié)論①加入適量1mol·L-1鹽酸溶解后，再將產(chǎn)生的氣體通入澄清石灰水中若澄清石灰水未見渾濁，則假設(shè)1成立；若澄清石灰水變渾濁，則假設(shè)2或假設(shè)3成立②向步驟①反應(yīng)后的試管中滴入1～2滴品紅溶液，振蕩(或另外取樣操作)若品紅溶液褪色，則假設(shè)3成立；若品紅溶液不褪色，則假設(shè)2成立【實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方法指導(dǎo)】1．基本原則2．基本內(nèi)容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。[體驗(yàn)感悟](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。①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________。②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)。實(shí)驗(yàn)步驟預(yù)期現(xiàn)象和結(jié)論步驟1：取少量固體X樣品，加入適量蒸餾水，使固體完全溶解，將溶液分裝到兩支試管中步驟2：________________________步驟3：________________________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2.24L與0.1mol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_________________。答案(1)濃鹽酸飽和食鹽水(2)①NaCl

NaCl、Na2CO3②(3)2Cl2＋2Na2CO3＋H2O===2NaHCO3＋2NaCl＋Cl2O實(shí)驗(yàn)步驟預(yù)期現(xiàn)象和結(jié)論步驟2：向一支試管中滴加足量BaCl2溶液若無明顯現(xiàn)象，則固體X中不含Na2CO3；若溶液變渾濁，則固體X中含Na2CO3步驟3：向另一支試管中滴加足量稀硝酸，再加適量AgNO3溶液若溶液未變渾濁，則固體X中不含NaCl；若溶液變渾濁，則固體X中含NaCl假設(shè)判斷型方案設(shè)計(jì)解題模板【示例2】

某學(xué)習(xí)小組按如下實(shí)驗(yàn)流程探究海帶中碘含量的測定和碘的制取。 實(shí)驗(yàn)(一)碘含量的測定微點(diǎn)聚焦二“定量分析”型方案設(shè)計(jì)[典題示例]取0.0100mol·L-1的AgNO3標(biāo)準(zhǔn)溶液裝入滴定管，取100.00mL海帶浸取原液至滴定池，用電勢滴定法測定碘含量。測得的電動(dòng)勢(E)反映溶液中c(I-)的變化，部分?jǐn)?shù)據(jù)如下表：實(shí)驗(yàn)(二)碘的制取另制海帶浸取原液，甲、乙兩種實(shí)驗(yàn)方案如下：已知：3I2＋6NaOH===5NaI＋NaIO3＋3H2O。請回答：(1)實(shí)驗(yàn)(一)中的儀器名稱：儀器A_______，儀器B_______。(2)①根據(jù)表中數(shù)據(jù)繪制滴定曲線：②該次測定終點(diǎn)時(shí)用去AgNO3溶液的體積為________mL，計(jì)算得海帶中碘的百分含量為________%。(3)①分液漏斗使用前須檢漏，檢漏方法為____________。②步驟X中，萃取后分液漏斗內(nèi)觀察到的現(xiàn)象是_________。③下列有關(guān)步驟Y的說法，正確的是________。A．應(yīng)控制NaOH溶液的濃度和體積B．將碘轉(zhuǎn)化成離子進(jìn)入水層C．主要是除去海帶浸取原液中的有機(jī)雜質(zhì)D．NaOH溶液可以由乙醇代替④實(shí)驗(yàn)(二)中操作Z的名稱是________。(4)方案甲中采用蒸餾不合理，理由是____________?！舅季S提示】實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與整理的一般方法(1)數(shù)據(jù)的表格化①根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理確定應(yīng)記錄的項(xiàng)目：所測的物理量。②注意數(shù)據(jù)的有效數(shù)字及單位和必要的注解。③設(shè)計(jì)好的表格要便于數(shù)據(jù)的查找、比較，便于數(shù)據(jù)的計(jì)算和進(jìn)一步處理，便于反映數(shù)據(jù)間的關(guān)系。(2)數(shù)據(jù)的圖像化圖像化是用直線圖或曲線圖對化學(xué)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行處理的一種簡明化形式，適用于一個(gè)量的變化引起另一個(gè)量的變化的情況。圖像化的最大特點(diǎn)是直觀、明了。本題表格及圖像應(yīng)用：①根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)，先找出對應(yīng)的點(diǎn)，然后連接成平滑的曲線即可(見答案)；答案(1)坩堝500mL容量瓶(2)①②20.00

0.635

(3)①檢查漏斗頸旋塞處是否漏水時(shí)，先關(guān)閉分液漏斗的旋塞，加入適量的水，看是否漏水，若不漏，再將活塞旋轉(zhuǎn)180度后觀察是否漏水；檢查漏斗口玻璃塞處是否漏水時(shí)，先關(guān)閉分液漏斗的旋塞，加入適量的水，把漏斗倒過來觀察是否漏水，若不漏，將玻璃塞旋轉(zhuǎn)180度后再倒置觀察，若還是不漏水，則玻璃塞處不漏水②液體分上下兩層，下層呈紫紅色③AB

④過濾(4)主要由于碘易升華，會導(dǎo)致碘的損失【方法指導(dǎo)】固體物質(zhì)組成的定量測定數(shù)據(jù)測定的常用方法1．沉淀法 先將某種成分轉(zhuǎn)化為沉淀，然后稱量純凈、干燥的沉淀的質(zhì)量，再進(jìn)行相關(guān)計(jì)算。

2．測氣體體積法 對于產(chǎn)生氣體的反應(yīng)，可以通過測定氣體體積的方法測定樣品純度。 量氣裝置的設(shè)計(jì)： 下列裝置中，A是常規(guī)的量氣裝置，B、C、D是改進(jìn)后的量氣裝置。3．測氣體質(zhì)量法 將生成的氣體通入足量的吸收劑中，通過稱量實(shí)驗(yàn)前后吸收劑的質(zhì)量，求得所吸收氣體的質(zhì)量，然后進(jìn)行相關(guān)計(jì)算。4．滴定法 即利用滴定操作原理，通過酸堿中和滴定、沉淀滴定和氧化還原反應(yīng)滴定等獲得相應(yīng)數(shù)據(jù)后再進(jìn)行相關(guān)計(jì)算。5．熱重法 只要物質(zhì)受熱時(shí)發(fā)生質(zhì)量變化，都可以用熱重法來研究物質(zhì)的組成是在控制溫度的條件下，測量物質(zhì)的質(zhì)量與溫度關(guān)系的方法。通過分析熱重曲線，我們可以知道樣品及其可能產(chǎn)生的中間產(chǎn)物的組成、熱穩(wěn)定性、熱分解情況及生成產(chǎn)物等與質(zhì)量相聯(lián)系的信息。碳、硫的含量影響鋼鐵性能。碳、硫含量的一種測定方法是將鋼樣中碳、硫轉(zhuǎn)化為氣體，再用測碳、測硫裝置進(jìn)行測定。(1)采用裝置A，在高溫下將x克鋼樣中碳、硫轉(zhuǎn)化為CO2、SO2。[體驗(yàn)感悟](2)將氣體a通入測硫裝置中(如下圖)，采用滴定法測定硫的含量。①H2O2氧化SO2的化學(xué)方程式：__________________。②用NaOH溶液滴定生成的H2SO4，消耗zmLNaOH溶液，若消耗1mLNaOH溶液相當(dāng)于硫的質(zhì)量為y克，則該鋼樣中硫的質(zhì)量分?jǐn)?shù)：________。(3)將氣體a通入測碳裝置中(如下圖)，采用重量法測定碳的含量。①氣體a通過B和C的目的是__________________。②計(jì)算鋼樣中碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，應(yīng)測量的數(shù)據(jù)是_______?！窘忸}建模】

定量型實(shí)驗(yàn)題的解題模板一、巧審題，明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、原理?shí)驗(yàn)原理可從題給的化學(xué)情境(或題目所給的實(shí)驗(yàn)?zāi)康?并結(jié)合元素化合物的有關(guān)知識獲取。在此基礎(chǔ)上，依據(jù)可靠性、簡捷性、安全性的原則，確定符合實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、要求的?shí)驗(yàn)方案二、想過程，理清操作先后順序根據(jù)由實(shí)驗(yàn)原理所確定的實(shí)驗(yàn)方案中的實(shí)驗(yàn)過程，確定實(shí)驗(yàn)操作的方法和步驟，把握各實(shí)驗(yàn)步驟的要點(diǎn)，理清實(shí)驗(yàn)操作的先后順序三、看準(zhǔn)圖，分析裝置或流程作用若題目中給出裝置圖，在分析解答過程中，要認(rèn)真細(xì)致地分析圖中的各部分裝置，并結(jié)合實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮驮恚_定它們在實(shí)驗(yàn)中的作用四、細(xì)分析，得出正確的實(shí)驗(yàn)結(jié)論在定性實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上研究量的關(guān)系，根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和記錄的數(shù)據(jù)，對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行篩選，通過分析、計(jì)算、推理等確定有關(guān)樣品含量及化學(xué)式【示例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_________________。微點(diǎn)聚焦三實(shí)驗(yàn)方案的評價(jià)[典題示例][實(shí)驗(yàn)步驟](1)稱取10.8g鋁鎂合金粉末樣品，溶于體積為V、物質(zhì)的量濃度為4.0mol·L-1的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](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)。(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(shí)，連接廣口瓶和量筒的導(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。①裝置中導(dǎo)管a的作用是_________________。②實(shí)驗(yàn)前后量氣管中液面讀數(shù)分別為V1mL、V2mL，則產(chǎn)生氫氣的體積為__________mL。③若需確定產(chǎn)生氫氣的量，還需測定的數(shù)據(jù)是___________。【思維提示】答案方案一：2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑(1)97

(2)偏高方案二：(1)E

D

G(2)①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(shí)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②(V1-V2)

③實(shí)驗(yàn)時(shí)的溫度和壓強(qiáng)實(shí)驗(yàn)方案評價(jià)的四大原則1．可行性原則

(1)分析實(shí)驗(yàn)方案是否科學(xué)可行；

(2)實(shí)驗(yàn)操作是否安全合理；

(3)實(shí)驗(yàn)步驟是否簡單方便；

(4)實(shí)驗(yàn)效果是否明顯。2．綠色化學(xué)原則

(1)實(shí)驗(yàn)過程中是否造成環(huán)境污染；

(2)原料是否無毒、安全、易得；

(3)原料利用率是否較高；

(4)反應(yīng)速率是否較快。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：

(1)凈化、吸收氣體及熄滅酒精燈時(shí)要防止液體倒吸；

(2)進(jìn)行某些易燃易爆實(shí)驗(yàn)時(shí)要防爆炸；

(3)防氧化；

(4)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；

(5)防吸水。4．規(guī)范性原則

(1)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)；

(2)易揮發(fā)液體產(chǎn)物(導(dǎo)出時(shí)可為蒸氣)的及時(shí)冷卻；

(3)儀器拆卸與組裝順序相反，按照從右向左，從高到低的順序；

(4)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)。某化學(xué)小組用如圖所列裝置(固體裝置略)驗(yàn)證CO能還原CuO，并探究其還原產(chǎn)物的組成。請回答：[體驗(yàn)感悟](1)按氣流方向，各裝置從左到右的連接順序?yàn)椋篿→(

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)→(

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)→尾氣處理(填儀器接口的字母編號)。(2)說明CO能還原CuO的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象為__________________。(3)該實(shí)驗(yàn)處理尾氣的方法為__________________。(4)若去掉B裝置，則可能產(chǎn)生的影響為_________________。(5)將各裝置按正確的順序連接后進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。當(dāng)反應(yīng)結(jié)束后，F(xiàn)處硬質(zhì)玻璃管中的固體全部變?yōu)榧t色。[查閱資料]Cu和Cu2O均為紅色；Cu2O在酸性溶液中能生成Cu和Cu2＋。[提出猜想]紅色固體的成分可能為：①Cu；②Cu2O；

③________。[實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證]該小組為驗(yàn)證上述猜想，分別取少量紅色固體放入試管中，進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)。[實(shí)驗(yàn)評價(jià)]根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)，不能確定紅色固體成分的實(shí)驗(yàn)是_____(填實(shí)驗(yàn)編號)，理由為__________(用化學(xué)方程式表示)。[實(shí)驗(yàn)結(jié)論]根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果，可知紅色固體的成分為________(填化學(xué)式)。實(shí)驗(yàn)編號操作現(xiàn)象a加入足量稀硝酸，振蕩試管內(nèi)紅色固體完全溶解，溶液變?yōu)樗{(lán)色，并有無色氣體產(chǎn)生b加入足量稀硫酸，振蕩試管內(nèi)有紅色固體，溶液為無色解析(1)裝置E用來制備二氧化碳，碳酸氫鈉分解生成二氧化碳的同時(shí)，也生成水，需要用裝置B中的濃硫酸除去水蒸氣；裝置D中二氧化碳與碳粉反應(yīng)生成CO，從裝置D中出來的CO中含有二氧化碳，需要用裝置A中的堿石灰除去二氧化碳，裝置F中進(jìn)行CO還原CuO的反應(yīng)，裝置C可檢驗(yàn)生成的二氧化碳?xì)怏w。故裝置的連接順序?yàn)閕→cd→gh(或hg)→ab→jk(或kj)→fe→尾氣處理。(2)CO還原CuO時(shí)生成紅色的單質(zhì)銅和二氧化碳，二氧化碳能使澄清石灰水變渾濁。(3)該實(shí)驗(yàn)尾氣中主要含有CO2和有毒的CO，CO具有可燃性，其燃燒后轉(zhuǎn)化為無毒的CO2。(4)水蒸氣與熾熱的碳反應(yīng)時(shí)，生成的氫氣也具有還原性，干擾了CO還原CuO的探究。(5)CO還原CuO后的固體產(chǎn)物為紅色，而Cu、Cu2O均為紅色，故產(chǎn)物中可能含有兩者之一或兩者都有。硝酸具有強(qiáng)氧化性，可以將Cu、Cu