高考化學二輪總復習 第22課時 實驗設計與評價課件 新人教版

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1、231根據(jù)實驗試題要求，運用化學知識設計一些基本實驗。2能繪制和識別典型的實驗儀器裝置圖。3化學實驗的各部分知識與技能的綜合應用。4一、實驗設計的基本要求1科學性，所謂科學性是指實驗原理，實驗操作程序和方法必須正確。例如，鑒別Na2SO3和NaI，在試劑的選擇上就不宜選用HNO3等具有氧化性的酸，在操作程序的設計上，應取少量固體先溶解，然后再取少量配成的溶液并再加入試劑，而不能將樣品全部溶解或在溶解后的全部溶液中加入試劑。2安全性：實驗設計時應盡量避免使用有毒藥品和進行具有一定危險性的實驗操作。53可行性：實驗設計應切實可行，所選用的化學藥品、儀器、設備和方法等在中學現(xiàn)有的實驗條件下能夠得到滿

2、足。4簡約性：實驗設計應盡可能簡單易行，應采用簡單的實驗裝置，用較少的實驗步驟和實驗藥品，并能在較短的時間內(nèi)完成實驗。6二、化學實驗方案設計的基本思路1明確目的原理：首先必須認真審題，明確實驗的目的要求，弄清題目有哪些新的信息，綜合已學過的知識，通過類比、遷移、分析，從而明確實驗原理。2選擇儀器藥品：根據(jù)實驗的目的和原理以及反應物和生成物的性質(zhì)、反應條件，如反應物和生成物的狀態(tài)、能否腐蝕儀器和橡皮、反應是否加熱及溫度是否控制在一定范圍等，從而選擇合理的化學儀器和藥品。 73設計裝置步驟：根據(jù)上述實驗目的和原理，以及所選用的實驗儀器和藥品，設計出合理的實驗裝置和實驗操作步驟，學生應具備識別和繪制

3、典型的實驗儀器裝置圖的能力，實驗步驟應完整而又簡明。4記錄現(xiàn)象數(shù)據(jù)：根據(jù)觀察、全面準確地記錄實驗過程中的現(xiàn)象和數(shù)據(jù)。5分析得出結(jié)論：根據(jù)實驗觀察的現(xiàn)象和記錄的數(shù)據(jù)，通過分析、計算、圖表、推理，得出正確的結(jié)論。8三、化學探究性實驗方案的設計其基本模式為：實驗課題實驗假設實驗方案實驗結(jié)論 探究 在設計時，首先要對題目中給出的信息進行處理，弄清是對實驗的哪一方面進行探究，然后深入分析實驗，依據(jù)題目中提出的實驗假設或自行提出的實驗假設，合理運用化學知識，巧妙設計實驗方案，通過實驗現(xiàn)象的客觀事實對實驗進行探究性驗證。91化學實驗設計的要求(1)原理正確；(2)方法簡單；(3)操作方便；(4)現(xiàn)象明顯；(

4、5)產(chǎn)率高；(6)誤差小；(7)安全防污。2化學實驗設計程序(1) 根據(jù)實驗的目的，闡明實驗原理，選擇合適的儀器和藥品；(2) 根據(jù)實驗的特點，設計實驗裝置，畫出實驗裝置圖；(3) 根據(jù)實驗的要求，設計可行的操作步驟和觀察重點，分析實驗中應注意的事項；(4) 實驗結(jié)束后應寫出完整的實驗報告。101完成性質(zhì)實驗方案設計的基礎四、物質(zhì)性質(zhì)實驗方案的設計(1)無機物質(zhì)的性質(zhì)：與原子結(jié)構(gòu)和物質(zhì)的分類有關(2)有機物質(zhì)的性質(zhì)：與官能團的種類和基團之間的相互影響有關11分析結(jié)構(gòu)對比回顧相關知識預測性質(zhì)擬訂方案分子結(jié)構(gòu) 同系物 穩(wěn)定性原子結(jié)構(gòu) 元素周期表 酸、堿性 氧化性、還原性 官能團反應2性質(zhì)實驗方案設

5、計的一般思路：12五、實驗方案的評價 對給出的實驗方案作出選擇、評價或找出最佳方案，包含的知識點很多，能考查學生的分析問題和解決問題的能力。(1)選擇：包括儀器的選擇、藥品的選擇、連接方式的選擇等。儀器的選擇包括發(fā)生裝置(幾種基本類型)、凈化裝置(除雜質(zhì)的試劑和順序)、反應裝置、收集裝置、尾氣處理裝置等；藥品的選擇，包括種類、濃度、物質(zhì)聚集狀態(tài)等；連接方式的選擇，包括儀器的先后順序、導管接口的連接等。13(2)評價：對幾個實驗方案的正確與錯誤、嚴密與不嚴密、準確與不準確作出判斷。要考慮是否合理、有無干擾現(xiàn)象、經(jīng)濟上是否合算和對環(huán)境有無污染等。(3)最佳方案的選擇：所謂最佳，無非是裝置最簡單、藥

6、品容易取得并價格低廉、現(xiàn)象明顯、無干擾物質(zhì)以及無污染等。 14注意：注意： 實驗評價問題是高考題經(jīng)常考查的一類綜合性實驗試題，可以很好的考查學生分析問題和解決問題的能力。 在比較幾個實驗方案及選擇合理裝置時，首先要明確實驗原理和實驗目的，體會各方案設計是否合理，確定不合理方案的原因。認真對比各方案、各裝置的異同，重點分析其中的不同之處，體會在不同之處哪個方案、裝置更合理有效。經(jīng)過對不同之處逐一分析，選擇各方案中的優(yōu)點，重新組合可以得到最佳方案。15【例1】含有酚酞的氫氧化鈉的溶液中，滴加新制氯水，邊滴邊振蕩，直到紅色褪去。對于紅色消失的原因，甲同學認為是氯氣與水反應生成的HCl和HClO中和了

7、NaOH所致；乙同學認為是氯氣與水反應生成的HClO具有強氧化性使紅色酚酞變成了無色的物質(zhì)。設計實驗證明甲或乙的正確性。 一、無機性質(zhì)實驗的設計與評價16【解析】如果紅色消失的原因是因為酸堿中和，如果紅色消失的原因是因為酸堿中和，則紅色可能重現(xiàn)，如果紅色消失的原因是因為被則紅色可能重現(xiàn)，如果紅色消失的原因是因為被氧化，則紅色不可能重現(xiàn)。氧化，則紅色不可能重現(xiàn)。答案答案：向上述剛好褪色的溶液中再滴入一些NaOH溶液，若紅色重現(xiàn)，則是因為HCl和HClO的酸性所致；若紅色不再重現(xiàn)，則是因為HClO的強氧化性所致。17【例2】某同學做同周期元素性質(zhì)遞變規(guī)律實驗時，自己設計了一套實驗方案，并記錄了有關

8、實驗現(xiàn)象如下表。二、實驗報告的書寫及元素性質(zhì)遞變規(guī)律實驗方案的設計實驗方案實驗現(xiàn)象用砂紙擦后的鎂帶與沸水反應，再向反應液中滴加酚酞A.浮于水面，熔成小球，在水面上無定向移動，隨之消失，溶液變成紅色向新制的H2S飽和溶液中滴加新制的氯水B.產(chǎn)生大量氣體，可在空氣中燃燒，溶液變成淺紅色18實驗方案實驗現(xiàn)象鈉與滴有酚酞試液的冷水反應C.反應不十分強烈，產(chǎn)生的氣體可以在空氣中燃燒鎂帶與2 molL-1的鹽酸反應D.劇烈反應，產(chǎn)生的氣體可以在空氣中燃燒鋁條與2 molL-1的鹽酸反應E.生成白色膠狀沉淀，繼而沉淀消失向氯化鋁溶液中滴加氫氧化鈉溶液F.生成淡黃色沉淀19請你幫助該同學整理并完成實驗報告。(

9、1)實驗目的：_。(2)實驗用品：儀器_；藥品_。20(3)實驗內(nèi)容：(*填寫題給信息表中的序號)實驗方案*實驗現(xiàn)象*有關化學方程式(4)實驗結(jié)論：_。(5)請從結(jié)構(gòu)理論上簡單說明具有上述結(jié)論的原因。(6)請你補充一組實驗方案(簡單易行)，證明此周期中另外兩種元素的性質(zhì)遞變規(guī)律。21【解析】(1)先分析每個實驗可得出的結(jié)論：通過實驗可得出鎂跟水反應的難易、氫氧化鎂的堿性強弱；通過實驗可得出Cl2能從H2S中置換出S；實驗鈉跟水反應的難易、氫氧化鈉的堿性強弱；實驗、分別可得出鎂、鋁跟鹽酸置換反應的難易；實驗可得出氫氧化鋁是一種兩性氫氧化物。把上述分析結(jié)果連成一個整體來看，可發(fā)現(xiàn)這6個實驗都是研究

10、第三周期元素的單質(zhì)和化合物的性質(zhì)，從中可定性地比較出鈉、鎂、鋁三種元素的金屬性強弱，氯、硫兩種元素的非金屬性強弱。所以，這一套實驗的目的是“驗證第三周期元素從左至右金屬性遞減、非金屬性遞增的規(guī)律?！?2(2) 聯(lián)想每個實驗的過程可知，這些實驗中要用的儀器有：試管，酒精燈，砂紙，鑷子，小刀，膠頭滴管等。要用到的藥品有：鎂條，鈉，鋁條，新制氯水，新制飽和硫化氫溶液，2 molL-1的鹽酸，2 molL-1的NaOH溶液，蒸餾水，酚酞，2 molL-1的AlCl3溶液。23(3) 根據(jù)元素周期表第三周期元素的排列順序，作了有序地研究，可確定實驗操作順序和相關的實驗現(xiàn)象等(如下表)。實驗方案實驗現(xiàn)象有

11、關化學方程式A2Na+2H2O 2NaOH+H2BMg+2H2O Mg(OH)2+H2DMg+2HCl MgCl2+H2C2Al+6HCl 2AlCl3+3H2EAlCl3+3NaOH Al(OH)3+3NaClAl(OH)3+NaOH NaAlO2+2H2OFNa2S+Cl2 2NaCl+S24(4) 金屬性：NaMgAl；非金屬性：SCl。(5) Na、Mg、Al、S、Cl，原子核外都有三個電子層，但最外層電子數(shù)依次為1、2、3、6、7，原子半徑隨電子數(shù)增多而減小，所以核對最外層電子的吸引力依次增強，原子失電子能力減弱，得電子能力增強。25(6) 第三周期還有磷、硅兩種元素，要完整的比較出

12、這些元素的金屬性和非金屬性，必須要補充實驗。聯(lián)系到元素最高價含氧酸的酸性與元素非金屬性的關系，可以比較硅酸、磷酸、硫酸的酸性強弱來比較Si、P、S元素的非金屬性強弱。在中學化學知識范圍內(nèi)可設計出下列三種方案：26方案一：方案一：測定0.1 molL-1的Na2SiO3、Na3PO4、Na2SO4的pH，由此判斷三種鹽溶液的水解能力，得出硅酸、磷酸、硫酸三種最高價含氧酸的酸性強弱順序，進而得出硅、磷、硫三元素非金屬強弱順序。方案二：方案二：測定相同濃度的硅酸、硫酸、磷酸溶液的pH。27【例3】 (2011福建)化學興趣小組對某品牌牙膏中摩擦劑成分及其含量進行以下探究：查得資料：該牙膏摩擦劑由碳酸

13、鈣、氫氧化鋁組成；牙膏中其他成分遇到鹽酸時無氣體產(chǎn)生。.摩擦劑中氫氧化鋁的定性檢驗取適量牙膏樣品，加水充分攪拌、過濾。(1) 往濾渣中加入過量NaOH溶液，過濾。氫氧化鋁與NaOH溶液反應的離子方程式是_。(2) 往(1)所得濾液中先通入過量二氧化碳，再加入過量稀鹽酸。觀察到的現(xiàn)象是_。三、定量實驗方案的分析與評價28【解析解析】.29答案：答案：30.牙膏樣品中碳酸鈣的定量測定利用下圖所示裝置(圖中夾持儀器略去)進行實驗，充分反應后，測定C中生成的BaCO3沉淀質(zhì)量，以確定碳酸鈣的質(zhì)量分數(shù)。31依據(jù)實驗過程回答下列問題：(3) 實驗過程中需持續(xù)緩緩通入空氣。其作用除了可攪拌B、C中的反應物外

14、，還有：_。(4) C中反應生成BaCO3的化學方程式是_。(5)下列各項措施中，不能提高測定準確度的是_(填標號)。a在加入鹽酸之前，應排凈裝置內(nèi)的CO2氣體b滴加鹽酸不宜過快c在AB之間增添盛有濃硫酸的洗氣裝置d在BC之間增添盛有飽和碳酸氫鈉溶液的洗氣裝置32(6) 實驗中準確稱取8.00 g樣品三份，進行三次測定，測得BaCO3平均質(zhì)量為3.94 g。則樣品中碳酸鈣的質(zhì)量分數(shù)為_。(7) 有人認為不必測定C中生成的BaCO3質(zhì)量，只要測定裝置C在吸收CO2前后的質(zhì)量差，一樣可以確定碳酸鈣的質(zhì)量分數(shù)。實驗證明按此方法測定的結(jié)果明顯偏高，原因是_。33【解析解析】.(3)從裝置圖分析可知為保證實驗的準確性，應將裝置內(nèi)的空氣排盡，防止空氣中CO2的干擾；同時要將反應產(chǎn)生的CO2盡可能的全部被Ba(OH)2溶液吸收，因此需要持續(xù)通空氣。(4) Ba(OH)2溶液過量，因此反應方程式為CO2Ba(OH)2BaCO3H2O。(5) 由前面分析知a可提高測定準確度；B裝置中有酸堿指示劑，說明反應中鹽酸的加入量是有限制的，為保證準確，滴加過程要慢，b不選；B中裝有溶液，因此氣體通入前沒必要干燥，c選；在BC間連接盛有飽和NaHCO3溶液的洗氣瓶會造成Ba(OH)2溶液還可能吸收由揮發(fā)出的氯化氫與NaHCO3反應生成的CO2氣體，干擾實驗，d選。34【解析解析】35答案：答案：