高考化学大一轮专题复习 第五单元 化学实验 第28讲 实验设计与评价课件.ppt

第28讲实验设计与评价 考纲导视 考纲定位 1 根据化学实验的目的和要求 能做到 1 设计实验方案 2 正确选用实验装置 3 掌握控制实验条件的方法 4 预测或描述实验现象 分析或处理实验数据 得出合理结论 5 评价或改进实验方案 2 以上各部分知识与技能的综合应用 考点一 化学实验方案的设计 知识梳理 1 实验设计遵循的原则和一般思路 1 实验设计遵循的原则 安全 简约 科学性 实验原理准确 实验流程合理 性 保护人身 保护环境 保护仪器 可行性 条件允许 效果明显 操作可行 性 做到步骤少 时间短 效果好等基本要求 2 基本内容 3 基本思路 4 实验方案设计的步骤 2 实验设计的注意事项 1 六防 爆炸 验纯 防 有气体生成或参与的装置都不可密闭 点燃或加热可燃性气体 h2 co ch4 c2h4 c2h2等 前应先 水解 干燥 防水解 制取在空气中易 的物质 如al2s3 alcl3 mg3n2 fecl3等 要在生成此物质的装置前后连接 装置 吸收水蒸气 防氧化 如h2还原cuo后要 先灭灯再停氢 白磷切割宜在水中进行 制备fe oh 2要隔绝空气以及除去溶液中的溶解氧等 防干扰 如在设计多种离子的检验与鉴别或确定混合物组成的实验时 要防止离子间发生干扰 设计燃烧法测定有机物分子式时要防止空气中二氧化碳和水蒸气对实验结果造成干 扰等 易溶于水 防倒吸 处理极 的气体时 要注意防倒吸 防挥发 低沸点液体反应物 在受热时易挥发 为减少损耗 要添加冷凝回流装置 如冷凝管等 2 对于有气体发生或参与的实验要特别注意以下问题 仪器连接问题 按气体发生 除 净化 干燥 主体实验 处理的顺序连接好实验仪器 接口连接问题 如洗气时 进气管 出气管 量气时 进气管 出气管 干燥管除杂质时 大口 小口 在做有机物相关实验时 宜用磨口玻璃仪器连接而不能用橡皮管连接等 实验操作的顺序 连接各部分装置 检查 装 药品进行实验操作 拆卸实验装置 杂质 尾气 长 短 短 长 进 出 气密性 考点集训 例1 2016年江苏卷 双选 根据下列实验操作和现象所得 到的结论正确的是 2 解析 室温下 向苯酚钠溶液中通入足量co2 发生反应 co2 h2o nahco3 说明碳酸 的酸性比苯酚的强 a正确 硫酸钙为微溶物 硫酸钡为难溶物 均能形成白色沉淀 题给实验无法判断二者的ksp大小 b错误 室温下 向fecl3溶液中滴加少量ki溶液 发生反应 2fe3 2i 2fe2 i2 fe3 的氧化性比i2的强 c正确 题答案 ac 例2 2016年北京卷 以na2so3溶液和不同金属的硫酸盐溶液作为实验对象 探究盐的性质和盐溶液间反应的多样性 1 经检验 现象 中的白色沉淀是ag2so3 用离子方程式解释现象 a 白色沉淀a是baso4 试剂1是 推测沉淀中含有亚硫酸根和 对于沉淀中亚硫酸根的存在形式提出两种假设 被al oh 3所吸附 存在于铝的碱式盐中 对假设 设计了对比实验 证实了假设 成立 a 将对比实验方案补充完整 步骤一 步骤二 按上图形式呈现 b 假设 成立的实验证据是 4 根据实验 亚硫酸盐的性质有 盐溶液间反应的多样性与 有关 说明上层清液中无i2 而cu2 和i 反应生成i2 因而推断生成 al3 和oh 可使酸性kmno4溶液褪色是因为存在有还原性的 层清液中有 由加入ki生成白色沉淀可知棕黄色沉淀中含有cu2 cu2 和i 作用生成cui白色沉淀 由加淀粉无现象 于强碱 还可使酸性kmno4溶液褪色 可以推测沉淀中含有 亚硫酸根离子 根据假设可知实验的目的是证明产生的沉淀是al oh 3还是铝的碱式盐 给定实验首先制备出现象 中的沉淀 然后采用滴加naoh溶液 因此对比实验首先要制备出 盐和naoh溶液反应相当于al3 和naoh反应 反应比例为 al oh 3沉淀 然后滴加naoh溶液 若两者消耗的naoh体积相同 则现象 中的沉淀就是al oh 3沉淀 若两者消耗的naoh体积不同 则现象 中的沉淀是铝的碱式盐 铝的碱式 1 4 而al oh 3和naoh反应比例为1 1 因此若v1明显大于v2 则假设 成立 若v1 v2 则假设 成立 4 本题探究的是na2so3溶液和不同金属的硫酸盐溶液的反应 所以得到结论 盐溶液间反应的多样性与两种盐溶液中阴 阳离子的性质和反应条件有关 a b v1明显大于v2 4 还原性 水解呈碱性两种盐溶液中阴 阳离子的性质和反应条件 例3 2015年北京卷 在通风橱中进行下列实验 a 中气体由无色变红棕色的化学方程式为 2no o2 2no2 b 中的现象说明fe表面形成致密的氧化层 阻止fe进 一步反应 c 对比 中现象 说明稀hno3的氧化性强于浓hno3d 针对 中现象 在fe cu之间连接电流计 可判断fe 是否被氧化 解析 是铁与稀硝酸反应生成无色气体no no被空气中的氧气氧化生成红棕色的no2气体 故a正确 的现象是因为铁发生了钝化 fe表面形成致密的氧化层 阻止fe进一步反应 故b正确 实验 反应停止是因为铁发生了钝化 不能用来比较稀硝酸和浓硝酸的氧化性强弱 物质氧化性强弱只能通过比较物质得电子能力大小来分析 故c错误 中fe cu都能与硝酸反应 二者接触 符合原电池构成条件 要想验证铁是否发生氧化反应 可以连接电流计 故d正确 答案 c 例4 2015年新课标卷 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 草酸的钠盐和钾盐易溶于水 而其钙盐难溶于水 草酸晶体 h2c2o4 2h2o 无色 熔点为101 易溶于水 受热脱水 升华 170 以上分解 回答下列问题 1 甲组同学按照如图所示的装置 通过实验检验草酸晶体的分解产物 装置c中可观察到的现象是 由此可知草酸晶体分解的产物中有 装置b的主要作用是 2 乙组同学认为草酸晶体分解的产物中含有co 为进行验证 选用甲组实验中的装置a b和如图所示的部分装置 可以重复选用 进行实验 乙组同学的实验装置中 依次连接的合理顺序为a b 装置h反应管中盛有的物质是 能证明草酸晶体分解产物中有co的现象是 3 设计实验证明 草酸的酸性比碳酸的强 草酸为二元酸 答案 1 有气泡冒出 澄清石灰水变浑浊co2冷凝 水蒸气和草酸 防止草酸进入装置c反应生成沉淀而干扰co2的检验 2 f d g h d i cuo h中黑色粉末变为红色 装置f与g之间的d中澄清石灰水不变浑浊 装置h与i之间的d中澄清石灰水变浑浊 3 向盛有少量nahco3的试管里滴加草酸溶液 有气泡产生 用naoh标准溶液滴定草酸溶液 消耗naoh的物质的量是草酸的2倍 考点二 化学实验方案的评价 知识梳理 1 化学实验方案评价的依据 针对一个实验 可以设计出多种方案 对多个实验方案进行评价主要从以下几个方面着手 1 原理的科学性 对比分析实验方案的原理是否遵循已学 原理和 原理或者能否在题目已给信息中找 到 化学 物理 2 方案的可行性 对比分析实验方案的操作步骤 现象 数据处理等 是否合理 简单 3 绿色化学 对比分析实验方案的药品成本 利用率和对 环境的友好程度 4 方案的安全性 对比分析实验方案本身和对人身 设备 仪器以及动植物的安全性 2 化学实验方案评价的基本思路 通过分析明确探索目的或物质的性质 将实验目的 物质的性质和实验操作步骤结合起来 判断运用这些步骤和装置 能否实现目的 考点集训 例5 分析硫铁矿中fes2的含量 不考虑杂质的反应 所加 的是 解析 a b c项中fes2被氧化 fe被氧化成fe3 s 算出fes2的含量 d项加入的fe在酸性溶液中会生成fe2 过量的fe再与fe3 反应生成fe2 最后用kmno4滴定fe2 无法准确测量出fes2的含量 错误 答案 d 例6 2015年浙江卷 某同学采用硫铁矿焙烧取硫后的烧渣 主要成分为fe2o3 sio2 al2o3 不考虑其他杂质 制备七水合硫酸亚铁 feso4 7h2o 设计了如下流程 a 溶解烧渣选用足量硫酸 试剂x选用铁粉 b 固体1中一定含有sio2 控制ph是为了使al3 转化为al oh 3 进入固体2 c 从溶液2得到feso4 7h2o产品的过程中 须控制条件防 止其氧化和分解 d 若改变方案 在溶液1中直接加naoh至过量 得到的沉淀用硫酸溶解 其溶液经结晶分离也可得到feso4 7h2o 答案 d 解析 烧渣混