高中化學一輪復習 第五單元 第28講 實驗設計與評價課件.ppt

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第28講 實驗設計與評價 考綱導視 考綱定位1 能根據(jù)實驗試題要求 做到 1 設計 評價或改進實驗方案 2 了解控制實驗條件的方法 3 分析或處理實驗數(shù)據(jù) 得出合理結論 4 繪制和識別典型的實驗儀器裝置圖 2 以上各部分知識與技能的綜合應用 考點一 化學實驗方案的設計 知識梳理 1 實驗設計遵循的原則和一般思路 1 實驗設計遵循的原則 科學性 實驗原理準確 實驗流程合理 性 保護人身 保護環(huán)境 保護儀器 可行性 條件允許 效果明顯 操作可行 性 做到步驟少 時間短 效果好等基本要求 安全 簡約 2 實驗設計的一般思路 理解實驗目的 闡明實驗原理 選擇儀器藥品 設計實驗步驟 選擇數(shù)據(jù)處理方法 形成設計方案 確定最佳方案 2 實驗設計的步驟 3 實驗設計的注意事項 1 六防 防 有氣體生成或參與的裝置都不可密閉 點燃或加熱可燃性氣體 H2 CO CH4 C2H4 C2H2等 前應先 防水解 制取在空氣中易 的物質 如Al2S3 AlCl3 Mg3N2 FeCl3等 要在生成此物質的裝置前后連接 裝置 吸收水蒸氣 防氧化 如H2還原CuO后要 先滅燈再停氫 白磷切割宜在水中進行 制備Fe OH 2要隔絕空氣以及除去溶液中的溶解氧等 爆炸 驗純 水解 干燥 防干擾 如在設計多種離子的檢驗與鑒別或確定混合物組成的實驗時 要防止離子間發(fā)生干擾 設計燃燒法測定有機物分子式時要防止空氣中二氧化碳和水蒸氣對實驗結果造成干擾等 防倒吸 處理極 的氣體時 要注意防倒吸 防揮發(fā) 低沸點液體反應物 在受熱時易揮發(fā) 為減少 損耗 要添加冷凝回流裝置 如冷凝管等 易溶于水 2 對于有氣體發(fā)生或參與的實驗要特別注意以下問題 儀器連接問題 按氣體發(fā)生 除 凈化 干燥 主體實驗 處理的順序連接好實驗儀器 接口連接問題 如洗氣時 進氣管 出氣管 量氣時 進氣管 出氣管 干燥管除雜質時 大口 小口 在做有機物相關實驗時 宜用磨口玻璃儀器連接而不能用橡皮管連接等 實驗操作的順序 連接各部分裝置 檢查 裝 藥品進行實驗操作 拆卸實驗裝置 尾氣 長 短 短 長 進 出 雜質 氣密性 考點集訓 例1 香煙煙霧中含有CO CO2 SO2 H2O等氣體 用 無水CuSO4 澄清石灰水 紅熱CuO 生石灰 品紅溶液 酸性高錳酸鉀溶液等藥品可將其一一檢出 檢測時香 煙煙霧通入藥品的正確順序是 A C B D 解析 為了防止其他溶液對水的檢驗產生干擾 首先用無水CuSO4檢測水 然后用品紅溶液檢驗SO2 再通入酸性高錳酸鉀溶液除去SO2 然后通入澄清石灰水 檢驗CO2 通入生石灰 除去CO2和H2O 最后通入紅熱CuO 檢驗CO 故B項正確 答案 B 例2 擬用下圖裝置制取表中各選項對應的氣體 圖中鐵架臺 鐵夾 加熱及氣體收集裝置均已略去 必要時可以加熱 a b c d表示相應儀器中加入的試劑 下述 方法中可以得到干燥 純凈氣體的是 解析 A項制備乙烯必須使用溫度計 B項氯氣能與NaOH 溶液反應 C項氨氣極易溶于水 答案 D 例3 2015年北京卷 在通風櫥中進行下列實驗 A 中氣體由無色變紅棕色的化學方程式為 2NO O2 2NO2B 中的現(xiàn)象說明Fe表面形成致密的氧化層 阻止Fe進一步反應C 對比 中現(xiàn)象 說明稀HNO3的氧化性強于濃HNO3D 針對 中現(xiàn)象 在Fe Cu之間連接電流計 可判斷Fe是否被氧化 解析 是鐵與稀硝酸反應生成無色氣體NO NO被空氣中的氧氣氧化生成紅棕色的NO2氣體 故A正確 的現(xiàn)象是因為鐵發(fā)生了鈍化 Fe表面形成致密的氧化層 阻止Fe進一步反應 故B正確 實驗 反應停止是因為鐵發(fā)生了鈍化 不能用來比較稀硝酸和濃硝酸的氧化性強弱 物質氧化性強弱只能通過比較物質得電子能力大小來分析 故C錯誤 中Fe Cu都能與硝酸反應 二者接觸 符合原電池構成條件 要想驗證鐵是否發(fā)生氧化反應 可以連接電流計 故D正確 答案 C 例4 2015年新課標卷 草酸 乙二酸 存在于自然界的植物中 其K1 5 4 10 2 K2 5 4 10 5 草酸的鈉鹽和鉀鹽易溶于水 而其鈣鹽難溶于水 草酸晶體 H2C2O4 2H2O 無色 熔點為101 易溶于水 受熱脫水 升華 170 以上分解 回答下列問題 1 甲組同學按照如圖所示的裝置 通過實驗檢驗草酸晶體的分解產物 裝置C中可觀察到的現(xiàn)象是 由此可知草酸晶體分解的產物中有 裝置B的主要作用是 2 乙組同學認為草酸晶體分解的產物中含有CO 為進行驗證 選用甲組實驗中的裝置A B和如圖所示的部分裝置 可以重復選用 進行實驗 乙組同學的實驗裝置中 依次連接的合理順序為A B 裝置H反應管中盛有的物質是 能證明草酸晶體分解產物中有CO的現(xiàn) 3 設計實驗證明 草酸的酸性比碳酸的強 草酸為二元酸 答案 1 有氣泡冒出 澄清石灰水變渾濁 CO2 冷凝 水 蒸氣和草酸 防止草酸進入裝置C反應生成沉淀而干擾CO2的檢驗 2 F D G H D I CuO H中黑色粉末變?yōu)榧t色 裝置F與G之間的D中澄清石灰水不變渾濁 裝置H與I之間的D中澄清石灰水變渾濁 3 向盛有少量NaHCO3的試管里滴加草酸溶液 有氣泡 產生 用NaOH標準溶液滴定草酸溶液 消耗NaOH的物質 的量是草酸的2倍 考點二 化學實驗方案的評價 知識梳理 1 化學實驗方案評價的依據(jù) 針對一個實驗 可以設計出多種方案 對多個實驗方案進行評價主要從以下幾個方面著手 1 原理的科學性 對比分析實驗方案的原理是否遵循已學 原理和 原理或者能否在題目已給信息中找到 化學 物理 2 方案的可行性 對比分析實驗方案的操作步驟 現(xiàn)象 數(shù)據(jù)處理等 3 綠色化學 對比分析實驗方案的藥品成本 利用率和對 環(huán)境的友好程度 4 方案的安全性 對比分析實驗方案本身和對人身 設備 儀器以及動植物的安全性 是否合理 簡單 2 化學實驗方案評價的基本思路 通過分析明確探索目的或物質的性質 將實驗目的 物質的性質和實驗操作步驟結合起來 判斷運用這些步驟和裝置 能否實現(xiàn)目的 答案 D 例6 2015年浙江卷 某同學采用硫鐵礦焙燒取硫后的燒渣 主要成分為Fe2O3 SiO2 Al2O3 不考慮其他雜質 制備七水合硫酸亞鐵 FeSO4 7H2O 設計了如下流程 A 溶解燒渣選用足量硫酸 試劑X選用鐵粉B 固體1中一定含有SiO2 控制pH是為了使Al3 轉化為Al OH 3 進入固體2C 從溶液2得到FeSO4 7H2O產品的過程中 須控制條件防止其氧化和分解D 若改變方案 在溶液1中直接加NaOH至過量 得到的沉淀用硫酸溶解 其溶液經結晶分離也可得到FeSO4 7H2O 解析 燒渣混合物中加入足量硫酸 Fe2O3 Al2O3與酸反應生成硫酸鐵 硫酸鋁 SiO2不反應 過濾 固體1為SiO2 在濾液中加入鐵粉將Fe3 還原為Fe2 調節(jié)pH使Al3 完全生成Al OH 3沉淀 過濾 固體2為氫氧化鋁 溶液2為硫酸亞鐵 蒸發(fā)濃縮 冷卻結晶 過濾 得到硫酸亞鐵晶體 由流程分析可知 溶解燒渣選用足量硫酸 X為鐵粉 D項中最終得到的是硫酸鐵而不是硫酸亞鐵 答案 D