高中化學(xué)第一輪總復(fù)習(xí) 第12章 第40講 簡單的化學(xué)實驗設(shè)計與評價課件 新課標(biāo)（湖南專版）

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1、考點考點1 制備實驗方案的設(shè)計制備實驗方案的設(shè)計 制備實驗設(shè)計思路及一般方法 列出可能的幾種制備方法和途徑，然后進行分析和比較，從中選取最佳的實驗方法。 在制訂具體的實驗方案時，還應(yīng)注意對實驗條件進行嚴格、有效的控制。其順序是：特別提醒：制備實驗方案遵循的原則：(1)條件合適，操作方便；(2)原理正確，步驟簡單；(3)原料豐富，價格低廉；(4)產(chǎn)物純凈，染污物少。例例1 Fe(OH)2是一種白色沉淀，在空氣中或在含有O2的水中容易被氧化而變色，難以看到它的“真面目”。為了解決這個問題，許多科學(xué)家對此實驗做了研究和改進，以下三個圖有一定的代表性。(1)按照常規(guī)實驗的要求，用膠頭滴管滴加溶液時_(

2、填“能”或“不能”)伸入試管中，原因是_；圖 中 ， 長 膠 頭 滴 管 伸 入 液 面 下 的 目 的 是_；(2)在圖中，要觀察到Fe(OH)2的生成，B管中的試劑可以是_，實驗操作的步驟是(反應(yīng)試劑已加入)_；_。關(guān)閉止水夾 不能藥品會被污染防止帶入空氣，加速藥品的氧化變質(zhì)稀硫酸打開止水夾待C中溶液有大量氣泡若操作步驟和顛倒，能否看到Fe(OH)2白色沉淀？_。試說明理由：_(3)若用圖裝置實驗，陽極材料應(yīng)選用_，陰極用石墨，陽極反應(yīng)_，陰極反應(yīng)是_，該實驗有一明顯的不足，不利于長久清楚地看到Fe(OH)2白色沉淀的生成，請指出并設(shè)法克服。_。_。 因進入C管的溶液中含有大量尚未反應(yīng)的硫

3、酸，故不能在C中生成Fe(OH)2沉淀能FeFe-2e-=Fe2+2H+2e-=H2溶液與空氣接觸，易引起Fe(OH)2變質(zhì)，可以在溶液上層加蓋保護液，如苯等 【解析】 此題制備Fe(OH)2在裝置中Fe(OH)2會被氧化，圖II制備Fe(OH)2就是先在B裝置中加入鐵屑和稀硫酸產(chǎn)生H2，將裝置B、C中的空氣排出后，把止水夾關(guān)上，B裝置中不斷的產(chǎn)生H2增大氣體的物質(zhì)大量使氣體壓強增大，利用的是溫度和體積不變，增大氣體的物質(zhì)的量，從而將B裝置中生成的FeSO4被氣體壓入II裝置，F(xiàn)eSO4和II中的NaOH接觸發(fā)生反應(yīng)，制備出Fe(OH)2；圖則利用電解原理制備Fe(OH)2。 【點評】 解答此

4、題要求對鐵元素的化合的知識能靈活運用，正確掌握Fe(OH)2制備條件，能將物理中大氣壓的知識運用到化學(xué)實驗中，將基礎(chǔ)實驗與創(chuàng)新運用結(jié)合，將裝置創(chuàng)新與原理創(chuàng)新結(jié)合?？键c考點2 性質(zhì)實驗的設(shè)計性質(zhì)實驗的設(shè)計1探索性性質(zhì)實驗方案的設(shè)計 分析其結(jié)構(gòu)特點或從所屬類型的典型代表物去推測物質(zhì)可能具有的一系列性質(zhì)，而后據(jù)此設(shè)計合理實驗方案，探索可能具有的性質(zhì)。2驗證性性質(zhì)實驗方案的設(shè)計 對物質(zhì)具備的性質(zhì)進行求證，關(guān)鍵是設(shè)計出簡捷的實驗，操作簡單安全，實驗現(xiàn)象明顯。特別提醒：要按照課程內(nèi)容的要求，積極開展實驗探究活動。通過探究活動“發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)和生產(chǎn)、生活中有意義的化學(xué)問題，并進行實驗探究；能根據(jù)具體情況設(shè)計解決化

5、學(xué)問題的實驗方案，并予以評價和優(yōu)化；能通過化學(xué)實驗收集有關(guān)數(shù)據(jù)，并科學(xué)地加以處理；能對實驗現(xiàn)象做出合理的解釋，運用比較、歸納、分析、綜合等方法初步揭示化學(xué)變化的規(guī)律”。例例2 三氧化二鐵和氧化亞銅都是紅色粉末，常用作顏料。某校一化學(xué)實驗小組通過實驗來探究一紅色粉末是Fe2O3、Cu2O或二者的混合物。探究過程如下： 查閱資料：Cu2O溶于稀硫酸生成Cu和Cu2SO4，在空氣中加熱生成CuO 提出假設(shè) 假設(shè)1：紅色粉末是Fe2O3 假設(shè)2：紅色粉末是Cu2O 假設(shè)3：紅色粉末是Fe2O3和Cu2O的混合物 設(shè)計探究實驗 取少量粉末放入足量稀硫酸中，在所得溶液中滴加KSCN試劑。_。(1)若假設(shè)1

6、成立，則實驗現(xiàn)象是_。(2)若假設(shè)2成立，則實驗現(xiàn)象是有_。(3)若固體放入足量稀硫酸中，經(jīng)充分反應(yīng)后，固體全部溶解，滴加KSCN試劑時，溶液不變紅色，則證明假設(shè)_(填數(shù)字)成立，寫出可能發(fā)生的離子方程式 _。(4)經(jīng)實驗分析，確定紅色粉末為Fe2O3和Cu2O的混合物。實驗小組欲用加熱法測定Cu2O的質(zhì)量分數(shù)。取a g固體粉末在空氣中充分加熱，待質(zhì)量不再變化時，稱其質(zhì)量為b g(ba)，則混合物中Cu2O的質(zhì)量分數(shù)為:溶液變?yōu)檠t色溶液變藍，加入KSCN時，溶液不變紅色紅色固體剩余，Cu2O+2H+=Cu+Fe2O3+6H+=2Fe3+3H2O ，Cu2+H2O ,2Fe2+Cu=2Fe2+

7、Cu2+ 9100%baa 3 【解析】 本題主要從Fe3+與SCN-顯現(xiàn)血紅色，Cu2O與稀硫酸反應(yīng)Cu2O+2H+=Cu+Cu2+H2O,2Fe3+Cu=2Fe2+Cu2+入手。 【點評】 定性檢驗實驗設(shè)計是用來判定實驗對象具有那些性質(zhì)、某種因素是否存在、某個因素是否起作用、某些因素之間是否具有某種關(guān)系、測定某些物質(zhì)的定性組成、探討研究對象具有怎樣的內(nèi)部結(jié)構(gòu)等所進行的實驗。它主要解決“有沒有”、“是不是”的問題?？键c考點3 定量測定實驗的設(shè)計定量測定實驗的設(shè)計 定量測量實驗設(shè)計是為了深入了解物質(zhì)和自然現(xiàn)象的量的特征，揭露各因素之間的數(shù)量關(guān)系，從而確定某些因素的數(shù)值。它能夠具體的數(shù)量上來測定

8、對象所具有的某種性質(zhì)或者他們的數(shù)量關(guān)系。它得到的結(jié)果是一定質(zhì)和量之間的準(zhǔn)確函數(shù)關(guān)系。因此所有影響此函數(shù)關(guān)系準(zhǔn)確的因素都視為干擾因素，設(shè)計實驗就是確定了具體某一方案后，排除此方案中所有干擾因素，干擾因素全部排除，此方案具體的實施程序就清晰且明確了。 例例3 某化學(xué)興趣小組測定某FeCl3樣品(含少量FeCl2雜質(zhì))中鐵元素的質(zhì)量分數(shù)，實驗室按以下步驟進行：稱取a g樣品，置于燒杯中；加適量鹽酸和適量蒸餾水使樣品溶解，準(zhǔn)確配制成250 mL溶液；準(zhǔn)確量取25.00 mL步驟中配得的溶液，置于燒杯中，加入適量的氯水，使反應(yīng)完全；加入過量氨水，充分攪拌，使沉淀完全；過濾，洗滌沉淀；將沉淀轉(zhuǎn)移到坩堝內(nèi)，

9、加熱、攪拌，直到固體由紅褐色全部變?yōu)榧t棕色后，在干燥器中冷卻至室溫后，稱量；請根據(jù)上面敘述，回答：(1)下圖儀器中，實驗步驟中必須用到的儀器是E和_(填儀器序號)。CFG 向過濾器里注入蒸餾水，使水面沒過濾渣，等水自然流完后，重復(fù)操作23次 繼續(xù)加熱，放在干燥器中冷卻，稱量，至最后兩次稱得的質(zhì)量差不超過0.1 g(或恒重)為止2Fe2+Cl2=2Fe3+2Cl-(2)寫出步驟中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式 _。(3)洗滌沉淀的操作是_(4)第步的操作中，將沉淀物加熱，冷卻至室溫，稱量其質(zhì)量為m1 g，再次加熱并冷卻至室溫稱量其質(zhì)量為m2 g，若m1與m2差值較大，接下來的操作應(yīng)當(dāng)是_。_。(5)若坩堝

10、質(zhì)量是W1g，最終坩堝和固體的總質(zhì)量是W2g，則樣品中鐵元素的質(zhì)量分數(shù)為:_。2170%WWa2111216WWa或 【解析】 (1)稱取a g樣品需要天平，準(zhǔn)確配制成250 mL溶液需要250 mL的容量瓶，準(zhǔn)確量取25.00 mL溶液需要酸式滴定管；(3)洗滌沉淀的方法是向過濾器里注入蒸餾水，使水面沒過濾渣，等水自然流完后，重復(fù)操作23次。(4)當(dāng)兩次稱量差值較大時，應(yīng)繼續(xù)加熱冷卻，稱量，到兩次稱得的質(zhì)量差不超過0.1 g為止。 【點評】 本題以實驗數(shù)據(jù)測定為主線，考查學(xué)生通過實驗數(shù)據(jù)分析實驗原理，并推斷實驗操作流程的能力，表面看上去試題考查的內(nèi)容較為單一化，但本題卻對學(xué)生的實驗?zāi)芰屯评?/p>

11、能力和平時實驗的動手能力等均有較高層次的要求。要解答好此類試題，要求教師讓學(xué)生在平時的實驗課上多親自體驗實驗探究的過程，多動手實驗，并做到實驗前進行實驗預(yù)習(xí)和認真填寫實驗報告的好習(xí)慣，這樣使學(xué)生對實驗流程做到心中有數(shù)，記憶深刻，實驗中所需要的實驗儀器不用死記硬背，而是記住實驗過程，便能順利推出。 化學(xué)實驗方案的設(shè)計是綜合性很強的問題。如制備實驗，往往與物質(zhì)溶解、分離、提純聯(lián)系起來，解題時不僅要綜合運用化學(xué)實驗基本技能，而且要熟練運用化學(xué)原理(如復(fù)分解反應(yīng)、化學(xué)平衡、水解平衡原理等)。1. 實驗室制取1-氯丙烷(沸點46.6)的正確操作順序是( )向蒸餾燒瓶中加入固體氯化鈉，再加入1-丙醇及濃硫

12、酸混合液，塞好帶溫度計的活塞把蒸餾燒瓶固定在鐵架臺上，塞好帶溫度計的木塞把酒精燈放在鐵架臺上，根據(jù)酒精燈的火焰確定鐵圈的高度，固定鐵圈，放上石棉網(wǎng)檢查裝置的氣密性加熱通入冷卻水A BC DB2. 下列關(guān)于物質(zhì)的制備方法正確的是( )A用加熱蒸發(fā)AlCl3溶液的方法制取無水AlCl3B小心加熱稀HNO3使水蒸發(fā)可制得濃HNO3C因乙醇的沸點較低，可將工業(yè)酒精加熱并冷卻蒸氣得到無水乙醇D將膽礬放入坩堝中灼燒，可得無水硫酸銅D3. 有一如右圖所示的裝置，用以制備某種干燥的純凈氣體。該裝置中所裝的藥品正確的是( )AA中裝濃硫酸，B中裝濃鹽酸BA中裝濃鹽酸，B中裝濃硫酸CA中裝氫氧化鈉濃溶液，B中裝濃

13、氨水DA中裝濃氨水，B中裝氫氧化鈉濃溶液BD4. 今有大試管、集氣瓶、導(dǎo)管、燒杯、藥匙、膠塞，根據(jù)這些儀器，能制備的氣體是( )ANO2、SO2、Cl2 BH2、CH4、HClCH2、H2S、CO2 DC2H4、SO2、H2SC5. 在實驗室進行物質(zhì)制備，下列從原料及有關(guān)試劑分別制取相應(yīng)的最終產(chǎn)物的設(shè)計較為合理的是( )D6. 濃H2SO4和木炭在加熱時發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是：請從下圖中選用所需的儀器(可重復(fù)選用)組成一套進行該反應(yīng)并檢出反應(yīng)產(chǎn)物的裝置?，F(xiàn)提供濃H2SO4、木炭和酸性KMnO4溶液，其他固、液試劑自選。(連接和固定儀器用的玻璃管、膠管、鐵夾、鐵架臺及加熱裝置等均略去) 將所選的

14、儀器按連接順序由上至下依次填入下表，并寫出該儀器中應(yīng)加試劑的名稱及其作用。選用的儀器(填字母)加入的試劑作用濃硫酸和木炭進行反應(yīng)無水硫酸銅檢驗是否有水品紅檢驗SO2酸性KMnO4除去SO2澄清石灰水檢驗CO2的存在CBAAA 【解析】 成套裝置包括反應(yīng)裝置、檢驗裝置和尾氣處理裝置。C中加入濃硫硫和木炭作為反應(yīng)物的發(fā)生器，產(chǎn)物中必須先檢驗水，因為在檢驗其他物質(zhì)時會在其他試劑中混入水，可選用裝置B，放入無水硫酸銅，若變藍則說明有水。接著檢驗SO2氣體，用裝置A，放入品紅檢驗，若品紅褪色，則說明有SO2氣體產(chǎn)生，再用裝置A，放入酸性KMnO4溶液以除去SO2，最后再用裝置A，放入澄清石灰水來檢驗CO

15、2的存在，因SO2也可以使澄清石灰水變渾濁，故先要除去SO2。7.(2011新課標(biāo)新課標(biāo))氫化鈣固體是登山運動員常用的能源提供劑。某興趣小組擬選用如下裝置制備氫化鈣。請回答下列問題：(1)請選擇必要的裝置，按氣流方向連接順序為_(填儀器接口的字母編號)。(2)根據(jù)完整的實驗裝置進行實驗，實驗步驟如下：檢查裝置氣密性后，裝入藥品；打開分液漏斗活塞；_(請按正確的順序填入下列步驟的標(biāo)號)。A加熱反應(yīng)一段時間B收集氣體并檢驗其純度C關(guān)閉分液漏斗活塞D停止加熱，充分冷卻ie，fd，cj，k(或k，j)aBADC(3)實驗結(jié)束后，某同學(xué)取少量產(chǎn)物，小心加入水中，觀察到有氣泡冒出，溶液中加入酚酞后顯紅色，該同學(xué)據(jù)此判斷，上述實驗確有CaH2生成。寫出CaH2與水反應(yīng)的化學(xué)方程式:該同學(xué)的判斷不準(zhǔn)確，原因是_。(4)請你設(shè)計一個實驗，用化學(xué)方法區(qū)分鈣與氫化鈣，寫出實驗簡要步驟及觀察到的現(xiàn)象_。_;CaH2+2H2O=Ca(OH)2+2H2在加熱條件下與干燥氧氣反應(yīng)，將反應(yīng)氣相產(chǎn)物通過裝有無水硫酸銅的干燥管，觀察到白色變?yōu)樗{色；取鈣做類似實驗，觀察不到白色變?yōu)樗{色取適量氫化鈣，金屬鈣與水反應(yīng)也有類似現(xiàn)象(5)登山運動員常用氫化鈣作為能源提供劑，與氫氣相比，其優(yōu)點是 。氫化鈣是固體，攜帶方便