鲁科版化学实验设计与评价.ppt

,临朐一中 化学组,第3节 化学实验设计与评价,考试说明要求的实验能力,1用正确的化学实验基本操作，观察记录实验现象，分析实验结果和处理实验数据，得出正确结论的能力。 2初步处理实验过程中的有关安全问题的能力。 3能识别和绘制典型的实验仪器装置图的能力。 4根据实验试题的要求，设计简单实验方案的能力。包括：某个实验操作顺序的设计，确认某混合物组分实验的设计，验证化学原理的设计，测定物质纯度的设计。,高考命题走向,实验题在命题方法上趋向于重视 动手能力、安全操作以及设计、评价和改进实验的能力,第一层次,我们能否正确的评价别人的实验设计？,我们能否帮助别人完成实验设计？,第二层次,第三层次,我们能否独立完成某些实验的完整设计？,我们应具备的能力,1实验室用铁、氧化铜、硫酸为原料制取铜，某同学设计了两个实验方案,哪个更好？理由？,评价他人方案,H2SO4,H2,CuO,Cu,A. Fe,B.CuO,H2SO4,CuSO4,Fe,Cu,A：制氢气麻烦！ 使用氢气安全？ 加热条件节能？,要考虑分步细节呀,设计化学实验时，应遵循几个基本要求：,我知道了,学法指导,1.为将铜粉中混有少量的氧化铜去除， 甲、乙同学分别设计了下列实验方案： 甲：混合粉末 铜粉 乙：混合粉末 铜粉 你认为哪种实验方案好？请说明理由。,我会应用,第一层次,2.为了证明某溶液中是否含有SO42-，甲、乙两同学分别设计了如下两个实验方案，你认为合理的是： 被测溶液 白色沉淀 不溶 被测溶液 无沉淀生成 出现白色沉淀,加氯化钡溶液,加足量稀盐酸,加足量稀盐酸,加氯化钡溶液,乙方案：,甲方案：,甲方案不能排除Ag+的干扰！,我会应用,第一层次,我们能否帮助别人完成实验设计？,第二层次,学会评价后,1.小明通过查阅有关资料获知：某鱼鳔内氧气约占四分之一，其余主要为二氧化碳和氮气。 那鱼鳔内到底有没有氧气和二氧化碳，需要设计实验进行验证。可是在收集鱼鳔内的气体时，小明遇到了困难。怎样收集鳔内气体好呢？我们来帮帮小明。,帮助活动一：怎样收集鱼鳔内气体.,第二层次,小明为了收集和测量一个鱼鳔内气体的体积，设计了两种方法。 A：用医用注射器抽取鳔内气体，测量其体积。 B：在水下刺破鳔，用排水集气法收集鳔内气体并测量其体积（如图）。,你认为其中测量结果不准确的一种方法是 ， 理由是 。 与理由有关的化学方程式是 。,B,因为CO2能溶于水，用排水法收集结果不准,CO2+H2O=H2CO3,第二层次,帮助活动二:探究鳔内气体成分,现有两 集气 瓶 鳔内气体，为了探究鳔 内气体成分，请你帮助小明设计实验 进行验证。,将燃烧的木条放入集气瓶中,在集气瓶中加入少量石灰水，振荡,有白色沉淀产生，表明有CO2,木条能继续燃烧，说明有O2,第二层次,我们能否独立完成某些实验的完整设计？,第三层次,设计一个实验，你首先从 入手？,A,A实验目的 B. 实验原理 C. 实验步骤 D. 实验装置,综合实验方案设计的一般方法,明确实验目的、要求 构思实验方法、步骤 选择实验仪器、药品 观察现象、记录数据 分析、得出结论,一、物质制备实验方案的设计与评价,1、遵循原则,条件合适，操作方便 原理正确，步骤简单 原料丰富，价格低廉 产物纯净，污染物少,2、物质制备题常见类型,给出起始物质，自选必要的原料进行物质制备。 限定几种主要原料，制备一种或几种物质。 用含杂质的物质为原料制备某一纯净物。 给定几种物质为原料，要求用不同的方法制备一种物质。,在实验室中拟用氧化铜、稀硫酸和锌来制取纯净的铜，甲、乙两位同学分别设计了如下实验方案： 甲：把CuO溶于适量稀硫酸中；在的溶液中加入适量Zn，充分反应后过滤、烘干，即得纯净的Cu。 乙：锌与稀H2SO4反应制H2；将H2通入CuO中并加热，充分反应后即得纯净的Cu。 回答下列问题： （1）若要制得相同质量的纯Cu，所消耗的锌和稀硫酸的量是：甲 乙（填“大于”、“小于”或“等于”），原因是 ： 。 （2）丙同学认为上述两种方案所制得的Cu都难以保证Cu的纯度，应对上述两种方案加以完善。你 （填“是”或“否”）赞同丙同学的看法。 理由（对甲同学实验而言） ，（对乙同学实验而言） 。 （3）请你分别对甲、乙两同学的实验加以完善： ； 。,例1、,小于,的作用除了作还原剂外，还需用来排尽装置中的空气和作保护气,乙方案中氢气,是,制得的铜中可能混有锌，且过滤后未洗涤,乙方案制得的铜中可能混有氧化铜,将甲过滤所得的固体加入过量的稀硫酸，不断搅拌，至不再放 出气体为止，过滤并洗涤、烘干,将乙所得的固体加入过量的稀硫酸，不断搅拌，充分反应后 过滤并洗涤、烘干,二、物质性质实验方案的设计与评价,1、研究物质性质的基本方法和程序 研究物质性质的基本方法：观察法、实验法、分类法、比较法等。 研究物质性质的程序：观察外观性质预测物质性质实验和观察解释及结论。 2、化学实验方案设计的主要类型 1）.根据实验在化学教学认识过程中的作用划分：启发性（或探究性）实验设计 验证性实验设计 运用性实验设计 2）.根据化学实验的工具划分： 化学实验仪器、装置和药品的改进或替代。 化学实验方案的改进。,3）.根据化学实验内容划分： 从量的要求分为： 定性实验：制备、鉴别、鉴定、性质的比较、分离、提纯 定量实验：化学式、结构的推断；结晶水数目的测定；纯度、浓度、溶解度的测定和计算 从实验目的：制备实验方案的设计；性质实验方案的设计；物质的分离、提纯、检验的实验方案的设计；综合实验设计 从实际情景分为：验证性实验方案设计探究性实验方案设计开放性实验方案设计 注意：一个完整的化学实验设计一般包括下述内容：实验名称；实验目的；实验原理；实验用品（仪器、药品及规格）；实验步骤（包括实验仪器装配和操作）；实验现象记录及结果处理；问题讨论。,例2.某混合气体可能有CO、CO2、NH3、HCl、H2和水蒸气中的一种或几种，当依次通过澄清石灰水（无浑浊现象）、氢氧化钡溶液（有浑浊现象）、浓硫酸、灼热的氧化铜（变红）和无水硫酸铜（变蓝）时，则可断定该混合气体中一定有( ) A.CO2、HCl、H2 B.CO、H2、H2O C.CO、NH3、H2 D.CO、HCl、H2O 解析 结合气体通入各试剂对应的现象：先通入澄 清的石灰水，无浑浊，再通入Ba(OH)2溶液出现浑 浊，故一定有CO2、HCl，不含有NH3，干燥后的 气体通入灼热的CuO（变红）、无水CuSO4（变 蓝），故一定含有H2，CO、水蒸气不能确定是否 存在。,A,三、物质检验实验方案的设计与评价,1、物质检验实验方案设计的程序,观察试样外观，进行初步判断 根据判断结果，对其组成进行分析推断 根据分析推断，设计实验方案 通过实验验证检验方案是否合理 设计完整的实验方案,2、物质检验实验方案设计的常用方法,观察法；气味法；加热法；指示剂法； 点燃法；焰色法；溶解法；药剂法。,例3为了检验某化合物中是否含有NH4+、SO42、Fe2+和结晶水，设计了下列操作步骤：取少量晶体加热，发现试管口处有液体，且该液体能使无水硫酸铜变蓝；另取少量晶体溶于水中，滴加少量的氯水，再加入KSCN溶液，有红色出现；取少量溶液于试管，加入盐酸，没有现象，再加入BaCl2溶液，有白色沉淀生成；取少量溶液于试管中，加入浓NaOH溶液，微热有使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体产生，同时也有白色沉淀产生，该沉淀很快变成灰绿色沉淀。下列说法一定正确的是（ ） A中的现象说明一定有Fe2+ B为了检验SO42，可以将中的试剂换为HNO3酸化的Ba(NO3)2 C通过上述实验可确定该化合物的化学式为 (NH4)2Fe(SO4)26H2O D中的沉淀长时间放置会变成红褐色沉淀,D,四、探究性实验方案的设计与评价,实验探究程序 提出问题提出假设提出实验程序预测可能的结果进行实验获得实验数据分析解释实验数据得出结论,例4：某校进行化学实验考查时，教师给了同学们1小包黑色粉末，这种黑色粉末可能是氧化铜、炭粉或者是这两者的混合物，让他们通过实验探究来确定。某同学探究过程如下：,(1)【提出假设】 假设1：黑色粉末是炭粉； 假设2： 假设3：,(2)【设计实验方案】他对实验做了如下设想和分析：取少量黑色粉末于烧杯中，并加入过量的稀硫酸。则实验中可能出现的现象与对应结论如下表，请你完成下表。,黑色粉末是氧化铜；,黑色粉末是炭粉和氧化铜两者的混合物,有黑色物质沉淀,黑色粉末逐渐溶解，溶液呈蓝色,假设2成立,有黑色物质沉淀，溶液呈蓝色,课堂小结,综合实验方案设计的一般方法,明确实验目的、要求 构思实验方法、步骤 选择实验仪器、药品 观察现象、记录数据 分析、得出结论,一、物质制备实验方案的设计与评价,二、物质性质实验方案的设计与评价,三、物质检验实验方案的设计与评价,四、探究性实验方案的设计与评价,1. 某氯碱厂利用废铁皮制取净水剂FeCl3，最合理的生产途径是( ) A.Cl2 FeCl3 FeCl3溶液 B.Cl2 HCl 盐酸 FeCl2溶液 FeCl3溶液 C.Cl2 HCl 盐酸 FeCl2溶液 FeCl3溶液 D. 解析：B、C、D三个途径的过程不简便，方法不合理。 答案：A,2为了除去粗盐中的Ca2、Mg2、 及泥沙，可将粗盐溶于水，然后进行下列五项操作：过滤，加过量NaOH溶液，加适量盐酸，加过量 Na2CO3溶液，加过量BaCl2溶液。正确的操作顺序是( ) A B C D 解析：除去NaCl中的Ca2、Mg2、 时可先除去Mg2，也可先除 ， 由于加入的每种除杂试剂均过量，应确保过量的除杂试剂能被除去，故Na2CO3必须在BaCl2之后加入，除去所有难溶物质后再加稀盐酸除去 。 答案：CD,3(2009潍坊统考)有关下图及实验的描述正确的是( ) A用甲图装置电解精炼铜 B用乙图装置制备Fe(OH)3胶体 C丙图装置可制得金属锰 D丁图验证NaHCO3和Na2CO3热稳定性,解析：A项中粗铜应做阳极，A错；B项中制Fe(OH)3胶体应将饱和FeCl3溶液滴到沸水中；D项应将NaHCO3和Na2CO3互换位置；C项利用铝热反应可制取锰。 答案：C,4(2010 年广东佛山模拟)下列实验设计和结论相符的是,(,),A.将碘水倒入分液漏斗，加适量乙醇，振荡后静置，可将 碘萃取到乙醇中 B.某气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，该气体水溶液一 定显碱性 C.某无色溶液中加 Ba(NO3)2 溶液，再加入稀盐酸，沉淀不,D.在含 FeCl2 杂质的 FeCl3 溶液中通足量 Cl2 后，充分加热， 除去过量的 Cl2，即可得到较纯净的 FeCl3 溶液,5.用下面两种方法可以制得白色的Fe(OH)2沉淀: 方法一：用不含Fe3+的FeSO4溶液与不含O2的蒸馏水配制的 NaOH溶液反应制备. (1)用硫酸亚铁晶体配制上述FeSO4溶液时还要加入_， 再在液面上加入一些植物油。 (2)除去蒸馏水中溶解的O2常采用的方法是_. (3)生成白色沉淀Fe(OH)2沉淀的操作是用长滴管吸取不含 O2的NaOH溶液,插入FeSO4溶液下面,再挤出NaOH溶液. 这样做的理由是 。,铁和硫酸,煮沸,避免产生的氢氧化亚铁沉淀和