高考化学二轮专题复习 第22讲 综合实验方案设计与评价课件.pptVIP

第22讲综合实验方案设计与评价 2 重点梳理 精选例题 考点一 猜想判断型 实验方案的设计与分析1 猜想判断型 实验的五个常考探究点 1 与反应物性质有关的探究点反应物的颗粒大小 状态 气态 液态 固态 浓度 用量 纯度等都属于反应物的性质 而这些性质的改变往往会对演示实验的效果产生或正或负的影响 因此 对于某一特定的反应而言 可以将反应物的某一或某几种性质确定为探究点 进行探究 从而得到最佳的实验效果 3 重点梳理 精选例题 2 与生成物性质有关的探究点在与生成物有关的探究点中 通过对生成物的颜色 状态与气味的观察 发现与预知结论稍有差异或截然不同的异常现象 是探究性演示实验设计的主要切入点 因此 及时捕捉这些异常现象 通过设计实验来科学 合理地解释这些异常现象是考题中常出现的考查方法 4 重点梳理 精选例题 3 与实验装置有关的探究点实验装置是实验的重要组成部分 从实验装置的简约性 绿色性 安全性等角度出发 设计安全 绿色 简约的实验装置来提高实验的质量 是探究性实验设计的重要内容 对原有实验装置的改进或新实验装置的设计 能体现创新意识 培养创新能力 教材中的实验有一些存在实验现象不明显或装置过于复杂 且对环境不够友好等情况 我们可以通过对反应装置的探究来改进实验 使其达到理想的状态 5 重点梳理 精选例题 4 与实际问题有关的探究点化学问题或现象在我们身边无处不在 诸如实际生活 工农业生产 医药 环境污染等都或多或少存在一些需要通过化学实验进行解决的问题 因此 可以从中发掘这些问题或现象作为背景来设计实验 在实际问题的解决中体验科学探究 5 与绿色实验有关的探究点与绿色实验有关的探究点 是一个综合性的问题 可以包括反应物 产物 实验装置等的探究 这些探究点的选择是出于实验绿色化呼声的需要 也是当前实验设计中较为重视的一项内容 绿色实验的设计同时也是培养学生的环保意识和创设良好的实验环境的重要手段 6 重点梳理 精选例题 2 猜想判断型 实验的解题方法 7 重点梳理 精选例题 8 重点梳理 精选例题 1 2017 11 浙江选考 某兴趣小组查阅资料得知 连苯三酚的碱性溶液能定量吸收o2 cucl的盐酸溶液能定量吸收co 且易被o2氧化 拟设计实验方案 采用上述两种溶液和koh溶液逐一吸收混合气体 由co2 co n2和o2组成 的相应组分 有关该方案设计 下列说法不正确的是 a 采用上述3种吸收剂 气体被逐一吸收的顺序应该是co2 o2和cob 其他两种吸收剂不变 o2的吸收剂可以用灼热的铜网替代c co的吸收必须在吸收o2后进行 因为cucl的盐酸溶液会被o2氧化d 在3种气体被逐一吸收后 导出的气体中可能含有hcl 答案 解析 9 重点梳理 精选例题 2 某化学兴趣小组的同学为探究fe no3 2等硝酸盐热分解产物和产物的性质 他们开展了如下探究性学习 查阅资料 获取了相关知识信息 金属的活泼性不同 其硝酸盐分解产物不同 依据金属活动性顺序表 1 k na等活泼金属的硝酸盐 热分解生成金属亚硝酸盐和氧气 如 2 mg cu等较活泼金属的硝酸盐 热分解生成金属氧化物 no2和o2 如 10 重点梳理 精选例题 3 hg以后不活泼金属的硝酸盐 热分解生成金属单质 no2和o2 如 11 重点梳理 精选例题 实验探究 在实验的基础上得到相关结论 实验一 探究fe no3 2热分解固体产物中fe元素的价态 该小组甲同学将fe no3 2热分解固体产物溶于足量的稀硫酸得到相应两份溶液 进行以下探究实验 1 提出猜想 猜想一 溶液中只含fe2 猜想二 溶液中只含fe3 猜想三 溶液中既有fe2 又有fe3 2 实验操作 向一份溶液中滴入kscn溶液 向另一份溶液中滴入溶液 3 实验现象 实验 实验 溶液不褪色 4 实验结论 猜想二成立 fe no3 2分解的化学方程式是 12 重点梳理 精选例题 实验二 探究fe no3 2热分解气体产物的性质 小组乙 丙同学进行了如图所示的实验 收集时操作恰当 几乎没有空气 13 重点梳理 精选例题 实验步骤 连接仪器 检查装置气密性 取一定质量fe no3 2装于大试管中 并重新连接好仪器 加热 1 乙同学使用 装置收集气体 恰好收集到27ml红棕色气体 2 丙同学取等质量的fe no3 2同样条件下热分解 并使用 装置收集气体产物 可收集到ml气体 实验三 探究固体混合物的组成和特征 小组丁同学取kno3 cu no3 2 fe no3 2的混合粉末充分加热后用排水法未收集到任何气体 则kno3 cu no3 2 fe no3 2的物质的量之比可能是 填字母序号 a 1 2 3b 1 2 2c 2 1 3d 3 8 5 14 重点梳理 精选例题 答案 实验一 2 酸性高锰酸钾 3 溶液呈血红色 4 4fe no3 22fe2o3 8no2 o2 实验二 2 4 实验三 ab 15 重点梳理 精选例题 解析 实验一 2 检验铁离子用kscn溶液 观察溶液是否变红 检验亚铁离子可用酸性kmno4稀溶液 观察kmno4溶液是否褪色 3 若猜想二成立 溶液中只含fe3 则在溶液中加入kscn溶液 溶液应变红 向另一份溶液中滴入酸性kmno4稀溶液 kmno4溶液颜色无明显变化 4 猜想二成立 fe no3 2热分解生成氧化铁 二氧化氮和氧气 化学方程式 16 重点梳理 精选例题 加热后用排水法未收集到任何气体 说明三个反应中生成的气体物质的量之比n no2 n o2 4 1 cu no3 2受热分解的气体产物恰好符合物质的量之比n no2 n o2 4 1 所以其量为任意值 而kno3和fe no3 2按物质的量比为1 2混合受热分解的气体恰好符合n no2 n o2 4 1 故答案为ab 17 重点梳理 精选例题 跟踪训练1 2017 全国卷1 实验室用h2还原wo3制备金属w的装置如图所示 zn粒中往往含有硫等杂质 焦性没食子酸溶液用于吸收少量氧气 下列说法正确的是 18 重点梳理 精选例题 a 中依次盛装kmno4溶液 浓h2so4 焦性没食子酸溶液b 管式炉加热前 用试管在 处收集气体并点燃 通过声音判断气体纯度c 结束反应时 先关闭活塞k 再停止加热d 装置q 启普发生器 也可用于二氧化锰与浓盐酸反应制备氯气 答案 解析 19 重点梳理 精选例题 2 工业上从废铅蓄电池的铅膏回收铅的过程中 可用碳酸盐溶液与处理后的铅膏 主要成分为pbso4 发生反应 某课题组用pbso4为原料模拟该过程 探究上述反应的实验条件及固体产物的成分 查阅文献 上述反应还可能生成碱式碳酸铅 2pbco3 pb oh 2 它和pbco3受热都易分解生成pbo 1 该课题组对固体产物 不考虑pbso4 的成分提出如下假设 请你完成假设二和假设三 假设一 全部为pbco3 假设二 假设三 20 重点梳理 精选例题 2 为验证假设一是否成立 课题组进行如下研究 定性研究 请你完成下表中内容 21 重点梳理 精选例题 定量研究 取26 7mg的干燥样品 加热 测得固体质量随温度的变化关系如下图所示 某同学由图中信息得出结论 假设一不成立 你是否同意该同学的结论 并简述理由 22 重点梳理 精选例题 答案 1 全部为2pbco3 pb oh 2为pbco3和2pbco3 pb oh 2的混合物 2 同意 若全部为pbco3时 26 7mg固体完全分解 最终固体质量应为22 3mg 或不同意 实验最终得到固体的质量与全部为pbco3分解所得固体质量不相等 本题属于开放性试题 答案合理均可 23 重点梳理 精选例题 解析 1 根据题中信息 提出另外两种假设 假设二 全部为碱式碳酸铅 2pbco3 pb oh 2 假设三 为pbco3和2pbco3 pb oh 2的混合物 2 因为pbco3受热分解不产生水 而2pbco3 pb oh 2受热分解产生水 所以可利用此不同设计实验方案 因为pbco3pbo co2 所以可以利用固体加热前后质量的改变量来作出结论 24 重点梳理 精选例题 规律小结猜想型实验题的思维流程 25 重点梳理 精选例题 考点二 性质验证型 实验方案的设计与分析 性质验证型 实验方案的解题方法 26 重点梳理 精选例题 27 重点梳理 精选例题 某小组同学为了探究h2o2 h2so3 br2氧化性强弱 设计如下实验 夹持仪器已略去 装置的气密性已检验 28 重点梳理 精选例题 实验记录如下 29 重点梳理 精选例题 请回答下列问题 1 a中反应的离子方程式是 2 实验操作 吹入热空气的目的是 3 装置c的作用是 c中盛放的试剂可以是 4 实验操作 混合液逐渐变成红棕色 其对应的离子方程式是 5 由上述实验得出的结论是 6 实验反思 有同学认为实验操作 吹入的热空气 会干扰 5 中结论的得出 你认为是否干扰 理由是 实验操作 开始时颜色无明显变化的原因是 写出一条即可 30 重点梳理 精选例题 31 重点梳理 精选例题 32 重点梳理 精选例题 33 重点梳理 精选例题 跟踪训练1 为了探究agno3的氧化性和热稳定性 某化学兴趣小组设计了如下实验 agno3的氧化性将光亮的铁丝伸入agno3溶液中 一段时间后将铁丝取出 为检验溶液中fe的氧化产物 将溶液中的ag 除尽后 进行了如下实验 可选用的试剂kscn溶液 k3 fe cn 6 溶液 氯水 1 请完成下表 34 重点梳理 精选例题 实验结论 fe的氧化产物为fe2 和fe3 agno3的热稳定性用下图所示的实验装置a加热agno3固体 产生红棕色气体 在装置d中收集到无色气体 当反应结束后 试管中残留固体为黑色 35 重点梳理 精选例题 2 装置b的作用是 3 经小组讨论并验证该无色气体为o2 其验证方法是 4 查阅资料 ag2o和粉末状的ag均为黑色 ag2o可溶于氨水 提出设想 试管中残留的黑色固体可能是 ag ag2o ag和ag2o 实验验证 该小组为验证上述设想 分别取少量黑色固体放入试管中 进行了如下实验 36 重点梳理 精选例题 实验评价 根据上述实验 不能确定固体产物成分的实验是 填实验编号 实验结论 根据上述实验结果 该小组得出固体agno3热分解的产物有 37 重点梳理 精选例题 答案 1 1 溶液变血红色k3 fe cn 6 溶液生成蓝色沉淀 2 防倒吸 3 用玻璃片盖住集气瓶口并取出 正放在桌面上 然后将带火星的木条伸入集气瓶 若木条复燃证明是o2 4 bag no2 o2 解析 1 fe3 遇kscn溶液显血红色 铁氰化钾与fe2 反应生成特征蓝色的铁氰化亚铁沉淀 2 agno3加热分解生成的红棕色气体为no2 易溶于水 所以b的作用为安全瓶 由于两侧的导管较短 故不可能倒吸到a中 3 能使带火星的木条复燃的气体为o2 4 根据信息 ag2o可溶于氨水 由实验a知 黑色固体不溶 则得出黑色固体为ag 由实验b知 有气体生成 则一定含有ag 不能确定是否含有ag2o 故只由实验b不能判断出黑色固体成分 综上 agno3热分解的产物有no2 o2和ag 38 重点梳理 精选例题 2 下列气体的制备和性质实验中 由现象得出的结论错误的是 答案 解析 39 重点梳理 精选例题 规律小结涉及到气体的性质验证时 实验的操作程序及装置的连接顺序应为 发生 除杂 干燥 性质验证 尾气处理 40 重点梳理 精选例题 考点三 化工生产 型实验方案设计与评价 化工生产 型实验方案的解题方法 41 重点梳理 精选例题 2017 4 浙江选考 由硫铁矿烧渣 主要成分 fe3o4 fe2o3和feo 得到绿矾 feso4 7h2o 再通过绿矾制备铁黄 feo oh 的流程如下 已知 fes2和铁黄均难溶于水 下列说法不正确的是 a 步骤 最好用硫酸来溶解烧渣b 步骤 涉及的离子反应为c 步骤 将溶液加热到有较多固体析出 再用余热将液体蒸干 可得纯净绿矾d 步骤 反应条件控制不当会使铁黄中混有fe oh 3 答案 解析 42 重点梳理 精选例题 跟踪训练1 以硅藻土为载体的五氧化二钒 v2o5 是接触法生产硫酸的催化剂 从废钒催化剂中回收v2o5既可避免污染环境又有利于资源综合利用 废钒催化剂的主要成分为 43 重点梳理 精选例题 以下是一种废钒催化剂回收工艺路线 44 重点梳理 精选例题 4 离子交换 和 洗脱 可简单表示为 roh为强碱性阴离子交换树脂 为了提高洗脱效率 淋洗液应该呈性 填 酸 碱 中 5 流出液 中阳离子最多的是 6 沉钒 得到偏钒酸铵 nh4vo3 沉淀 写出 煅烧 中发生反应的化学方程式 45 重点梳理 精选例题 46 重点梳理 精选例题 47 重点梳理 精选例题 2 亚氯酸钠 naclo2 是一种高效氧化剂和漂白剂 主要用于棉纺 纸张漂白 食品消毒 水处理等 已知 naclo2饱和溶液在温度低于38 时析出的晶体是naclo2 3h2o 高于38 时析出的晶体是naclo2 高于60 naclo2分解成naclo3和nacl 纯clo2易分解爆炸 一种制备亚氯酸钠粗产品的工艺流程如下 48 重点梳理 精选例题 1 clo2发生器中反应的离子方程式为 发生器中鼓人空气的作用可能是 选填序号 a 将so2氧化成so3 增强酸性b 稀释clo2以防止爆炸c 将naclo3还原为clo2 2 吸收塔内反应的化学方程式为 吸收塔内的温度不能超过20 其原因是 3 从 母液 中可回收的主要物质是 49 重点梳理 精选例题 4 从吸收塔中可获得naclo2溶液 从naclo2溶液到粗产品 naclo2 经过的操作步骤依次为 减压 55 蒸发结晶 低于60 干燥 得到成品 5 为测定粗品中naclo2的质量分数 做如下实验 准确称取所得亚氯酸钠样品10 00g于烧杯中 加入适量蒸馏水和过量的碘化钾晶体 再滴入适量的稀硫酸 充分反应 50 重点梳理 精选例题 4 过滤38 60 温水洗涤 5 74 21 51 重点梳理 精选例题 52 重点梳理 精选例题 规律小结1 洗涤沉淀 沿玻璃棒往漏斗中加蒸馏水至液面浸没沉淀 待水自然流下后 重复操作2 3次 2 冰水洗涤的目的 洗去晶体表面的杂质离子并降低被洗涤物质的溶解度 减少其在洗涤过程中的溶解损耗 3 乙醇洗涤的目的 降低被洗涤物质的溶解度 减少其在洗涤过程中的溶解损耗 得到较干燥的产物 53 重点梳理 精选例题 考点四实验方案的评价与分析1 实验方案设计完整的化学实验方案包括四大环节 即实验原理 实验装置和药品 包括装置类型 仪器的组装等 实验步骤 包括气密性检查 加装药品 除杂干燥 主体实验 安全措施等 实验现象的观察 记录及实验数据的分析处理等 设计合理的实验方案必须掌握比较全面的实验基本原理和基本技能 要做到设计原理正确 实验程序合理 操作步骤简便 现象明显 相关结论正确 54 重点梳理 精选例题 1 基本原则 55 重点梳理 精选例题 2 设计思路 56 重点梳理 精选例题 3 设计步骤 57 重点梳理 精选例题 58 重点梳理 精选例题 2 实验方案的评价 1 基本原则 一个实验方案的优劣主要从实验原理是否科学合理 装置和操作是否简单可行 另外还要从绿色化学和安全性两个角度去评价 2 评价类型 59 重点梳理 精选例题 2017 江苏卷 下列制取so2 验证其漂白性 收集并进行尾气处理的装置和原理能达到实验目的的是 答案 解析 60 重点梳理 精选例题 跟踪训练1 2017 江苏卷 根据下列实验操作和现象所得到的结论正确的是 答案 解析 61 重点梳理 精选例题 2 fe2o3熔点为1565 其红棕色粉末为一种低级颜料 工业上称为 铁红 用于油漆 油墨 橡胶等工业中 也可作催化剂和玻璃 宝石 金属的抛光剂等