湖南省长沙市高考化学 实验设计与评价复习教案.doc

专题五 化学实验第四节 实验设计与评价【考纲要求】（1）设计、评价或改进实验方案（2）了解控制实验条件的方法（3）分析或处理实验数据，得出合理结论（4）绘制和识别典型的实验仪器装置图【教学方法】 讲练结合 讨论法 归纳法第一课时【小题引路】选项式诊断诊断 判断下列实验方案是否合理并说明原因，在诊断一栏内打“”或“”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溶液利用铜与浓硝酸反应制备硝酸铜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某无色溶液中加ba(no3)2溶液，再加入稀盐酸，沉淀不溶解，则原溶液中一定有so42-【考点分析】高考中综合实验题的形式主要有以下几种：1.对物质制备、分离提纯和检验中化学原理、相关装置作用的设计和评价。2.提出实验问题或目的，给定实验情景或物质性质，要求选择仪器、药品，组装实验装置，确定实验步骤，评价实验方案。3.对教材实验通过重组、深化、优化或创新提出问题，评价实验方案。4.联系工业生产过程，进行定量分析和综合评价。【预习提问】一、实验设计的基本要求1 性：2 性：3 性：4 性二、化学实验方案设计的基本思路1明确 ，分析 ,2选择 ，3设计 ，4记录 ，5分析 ，【题型分析1】一、物质制备的综合性实验探究考向立意:考查物质制备实验中的反应原理、装置选择、试剂的选用、过程的评价、问题的探究等综合性分析能力。练习 见二轮小页训练p147 第7题（2011.天津）审题并回答下列问题实验目的：依据药品简述实验流程：实验原理：【知识归纳】1、制备实验方案的设计思路:即从多种路线中选出一种最佳的制备途径，合理地选择化学仪器与药品，设计合理的实验装置和实验操作步骤。2、制备实验设计方案时思考实验顺序的选择(1)思考问题的顺序围绕主要问题思考。例如选择适当的实验路线、方法，所用药品、仪器简单易得，实验过程快速、安全、实验现象明显。思考有关物质的制备、净化、吸收和存放等有关问题。例如制取在空气中易水解的物质(如al2s3、alcl3、mg3n2等)及易受潮的物质时，往往在装置末端再接一个干燥装置，以防止空气中的水蒸气进入。除杂质除杂质干燥主体实验尾气处理（2)仪器连接的顺序所用仪器是否恰当，所给仪器是全用还是选用。仪器是否齐全。例如制有毒气体及涉及有毒气体的实验是否有尾气的吸收装置。安装顺序是否合理。例如是否遵循“自下而上，从左到右”的原则；气体净化装置中不应干燥后，又经水溶液洗气。仪器间连接顺序是否正确。例如洗气时“进气管长，出气管短”；干燥管除杂质时“大口进，小口出”等。(3)实验操作的顺序除杂质除杂质干燥主体实验尾气处理顺序连接好实验仪器。检查气密性。在整套仪器连接完毕后，应先检查装置的气密性，然后装入药品。检查气密性的方法要依装置而定。装药品，进行实验操作。3、制备实验方案设计方案时需注意的问题(1)检查气体的纯度。点燃或加热可燃性气体(h2、co、c2h4、c2h2等)前，必须检查气体的纯度。例如用h2、co等气体还原金属氧化物时，需要加热金属氧化物，在操作中，不能先加热，后通气，应当先通入气体，将装置内的空气排干净后，检查气体是否纯净(验纯)，待气体纯净后，再点燃酒精灯加热金属氧化物。(2)加热操作先后顺序的选择。若气体产生需加热，应先用酒精灯加热产生气体的装置，等产生气体后，再给实验中需要加热的固体物质加热，目的是：一则防止爆炸(如氢气还原氧化铜)；二则保证产品的纯度，防止反应物或生成物与空气中其他物质反应。例如用浓硫酸和甲酸共热产生co,再用co还原fe2o3,实验时应首先点燃co发生装置的酒精灯，生成的co赶走空气后，再点燃加热fe2o3的酒精灯，而熄灭酒精灯的顺序则相反，原因是：在还原性气体中冷却fe，可防止灼热的fe再被空气中的o2氧化，并防止石灰水倒吸。(3)冷凝回流的问题。有的易挥发的液体反应物，为了避免反应物损耗和充分利用原料，要在发生装置中设计冷凝回流装置或在发生装置中安装长玻璃管等。(4)冷却问题。有的实验为防止气体冷凝不充分而受损失，需要用冷凝管，可以用冷水或冰水冷凝气体(物质蒸气)，使物质的蒸气冷凝为液态便于收集。(5)防止倒吸问题。实验过程中用到加热操作的，要防倒吸；气体易溶于水的要防倒吸。(6)具有特殊作用的实验改进装置。如为防止分液漏斗中的液体不能顺利流出，用橡皮管连接成连通装置；为防止气体从长颈漏斗中逸出，可在发生装置中的漏斗末端套住一支小试管等。(7)拆卸时的安全性和科学性。实验仪器的拆卸要注意安全性和科学性，有些实验为防止“爆炸”或“氧化”，应考虑停止加热或停止通气，如对有尾气吸收装置的实验,必须将尾气导管提出液面后才能熄灭酒精灯,以免造成溶液倒吸;用氢气还原氧化铜的实验应先熄灭加热氧化铜的酒精灯，同时继续通氢气，待加热区冷却后再停止通氢气，这是为了避免空气倒吸入加热区使铜被氧化，或形成易爆气体；拆卸用排水法收集需要加热制取气体的装置时，需先把导管从水槽中取出，才能熄灭酒精灯，以防止水倒吸；拆下的仪器要清洗、干燥、归位。【题型分析2】二、物质性质的综合性实验探究考向立意:考查物质性质实验中，反应条件、试剂选择、装置设计、步骤的优化、现象的探究和结论的评价等综合性分析能力。练习2 见二轮小页训练p149 第11题 ii 性质实验方案设计审题并回答下列问题实验目的：分析过氧化氢的性质：简述达到实验目的的流程：【知识归纳】性质实验方案设计的流程性质实验方案的基本流程为：研究物质结构-预测可能性质-设计实验（方案方法、步骤、仪器、药品、操作要点、现象及分析、结论等）-实施实验结论。性质实验方案设计的基本思路如下：第二课时【题型分析3】三、定量实验探究考向立意：考查与化学有关的量实验性问题及其数据的综合处理。考查学生以实验为手段解决实际问题的能力。 练习3 见二轮小页训练p149 第11题 i 定量实验方案设计审题并回答下列问题实验目的：简述达到实验目的的流程：【知识归纳】常见定量测定实验：质量法、量气法、滴定法1.混合物质量分数测定2.结晶水含量的测定3.一定物质的量浓度溶液的配制4.酸碱中和滴定5.中和热测定【题型分析4】综合实验探究考向立意：考查生产生活和科学研究中与化学有关的实验性问题。综合考查学生以实验为手段解决实际问题的能力。练习4 见二轮小页训练p149 第12题【知识归纳】综合实验题的解题思路：1、巧审题，明确实验的目的和原理。实验原理是解答实验题的核心，是实验设计的依据和起点。实验原理可从题给的化学情景或题首所给实验目的并结合元素化合物等有关知识获取。在此基础上，遵循可靠性、简捷性、安全性的原则，确定符合实验目的、要求的方案。2、想过程，理清实验操作的先后顺序。根据由实验原理所确定的实验方案中的实验过程，确定实验操作方法步骤，把握各步实验操作的要点，理清实验操作的先后顺序。3、看准图，分析各项实验装置的作用。有许多综合实验题图文结合，思考容量大。在分析解答过程中，要认真细致地分析图中所示的各项装置，并结合实验目的和原理，确定它们在该实验中的作用。4、细分析，得出正确的实验结论。实验现象或数据是化学原理的外在表现。在分析实验现象或数据的过程中，要善于找出影响实验成败的关键以及产生误差的原因，或从有关数据中归纳出定量公式，绘制一定的变化曲线等【题型分析4】 实验方案的评价练习5某课外兴趣小组利用废铜屑制取cuso4，设计方案如下：从理论、操作、经济、环保等方面考虑，其中最优方案是 （ ）【知识归纳】对几个实验方案的正确与错误、严密与不严密、准确与不准确做出判断。要考虑是否完全合理、有无干扰现象、经济上是否合算和对环境有无污染等。1从可行性方面对实验方案做出评价和 是设计实验方案的两条重要原则。因此，在对实验方案进行评价时，要分析实验方案是否科学可行，实验方案是否遵循化学理论和实验方法论要求，在实际操作时能否做到可控易行。评价时，从以下4个方面分析：(1) 是否正确、可行；(2) 是否安全、合理；(3) 是否简单、方便；(4) 是否明显等。2从“绿色化学”角度对实验方案做出评价“绿色化学”要求设计更安全的、对环境友好的合成线路，降低化学工业生产过程中对人类健康和环境的危害，减少废弃物的产生和排放。根据“绿色化学”精神，对化学实验过程或方案从以下4个方面进行综合评价：(1)反应原料是否易得、安全、无毒；(2)反应速率是否较快；(3)原料利用率以及合成物质的产率是否较高；(4)合成过程是否造成环境污染。3从“安全性”方面对实验方案做出评价化学实验从安全角度常考虑的主要因素如下：(1)净化、吸收气体及熄灭酒精灯时要防液体倒吸；(2)进行某些易燃易爆实验时要防爆炸(如h2还原cuo应先通h2，气体点燃先验纯等)；(3)防氧化(如h2还原cuo后要“先灭灯再停氢”，白磷切割宜