高三化学专题复习攻略 第一部分专题五第2讲综合实验设计与评价课件（广东专用）.ppt

第2讲综合实验设计与评价 高考点击 1 了解化学实验是科学探究过程中的一种重要方法 2 能对常见的物质进行检验 鉴别 3 能根据实验试题要求 做到 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 重点知识整合 一 物质的检验与鉴别1 物质的检验 1 原则原理正确 现象明显 方法简单易行 试剂用量最少 2 要求解答物质检验的有关题目时 应按取样 操作 现象 结论的顺序进行描述 具体应做到 先取样 后操作 如果样品是固体 一般先用水溶解 配成溶液后再检验 要 各取少量溶液分别加入几支试管中 进行检验 不得在原试剂瓶中进行检验 要 先现象 后结论 例如 向na2co3溶液中滴加盐酸 所观察到的现象应记录为 有气泡产生 或 有无色气体放出 不能说成 碳酸钠和盐酸反应 放出二氧化碳 或 有无色的二氧化碳气体放出 3 基本步骤外观初步判断 固体 溶液中离子 气体的颜色 化学方法进一步确证 利用特征反应 得出正确结论 根据现象做出判断 2 物质鉴别的常用方法 1 不用其他试剂来鉴别一组物质 一般情况从以下几个方面考虑 利用某种物质的特殊性质 如颜色 气味 溶解性等 首先鉴别出来 然后再用该试剂去鉴别其他物质 若均无明显外观特征 可考虑加热或用焰色反应进行区别 若以上两种方法都不能鉴别 可考虑两两混合 记录混合后的现象进行分析确定 若被鉴别对象中有两种试剂因滴加顺序不同而产生不同现象时 我们常将这两种试剂称为 互鉴试剂 它们在组合体系中相当于是已知对象 如alcl3溶液和naoh溶液 na2co3溶液和稀盐酸等 2 用一种试剂来鉴别多种物质时 所选用的试剂必须能和被鉴别的大多数物质发生反应 而且能产生不同的实验现象 先分析被鉴别物质的水溶性 密度 溶液的酸碱性 确定能否选用水和石蕊等酸碱指示剂进行区别 在鉴别多种酸 碱 盐溶液时可采用 相反原理 确定试剂 即被鉴别的溶液多数呈酸性时 可选用碱性的盐试剂 若被鉴别的溶液多数呈碱性时 可考虑选择酸性的盐试剂 常用的鉴别试剂有fecl3溶液 naoh溶液 na2co3溶液 稀h2so4 cu oh 2悬浊液等 二 物质制备实验方案设计1 制备实验方案设计的基本思路 2 气体制备与收集实验的设计流程3 装置选择原则 1 发生装置选择应依据所用试剂的状态及反应条件 2 收集装置选择应依据产物的性质及状态 产物为气体的则主要考虑其水溶性和相对空气密度大小 3 净化装置选择应依据产物与杂质的性质差异 仅使杂质被吸收 4 尾气处理装置选择应依据气体产物的水溶性 酸碱性 可燃性等 勿使有毒气体排入空气中造成环境污染 也勿使空气的成分对装置有不良影响 4 实验方案设计中的安全问题 1 防爆炸 点燃可燃性气体 如h2 co ch4 c2h2 c2h4 或用co h2还原fe2o3 cuo之前 要检验气体纯度 2 防暴沸 配制硫酸的水溶液或硫酸的酒精溶液时 要将密度大的浓硫酸缓慢倒入水或酒精中 加热液体混合物时要加沸石 或碎瓷片 3 防中毒 制取有毒气体 如cl2 co so2 h2s no2 no 时 应在通风橱中进行 且进行尾气处理 4 防倒吸 加热法制取并用排水法收集气体或吸收溶解度较大的气体 如nh3 hcl 时 要注意熄灯顺序或加装安全瓶 三 化学实验方案设计与评价 1 化学实验方案设计 1 实验方案设计的思路 2 实验设计时遵循的原则 科学性 实验原理准确 实验流程合理 安全性 保护人身 保护环境 保护仪器 可行性 条件允许 效果明显 操作简便可行 简约性 方案简单易行 尽可能采取简单的实验装置 用较少的步骤和药品完成实验 3 实验操作的设计与注意的问题 仪器接口的连接 总体上遵循装置的排列顺序 但对于吸收装置应 长 进 短 出 或 深 入 浅 出 量气装置应 短 进 长 出 洗气装置应 长 进 短 出 干燥管应 大 进 小 出 实验操作的顺序 装置选择与连接 气密性检验 装固体药品 加液体药品 开始实验 按程序 拆卸仪器 其他处理等 如果实验室取用或制取易吸水 潮解 水解的物质 要采取必要的措施防止其吸水 以保证达到实验目的 冷凝回流 有些实验中 为减少易挥发液体反应物的损耗和充分利用原料 需在反应装置上加装冷凝回流装置 如长玻璃管及冷凝管等 仪器拆卸的科学性与安全性 要从防污染 防氧化 防倒吸 防爆炸等方面考虑 其他 如实验操作顺序 试剂加入先后顺序 实验方法使用顺序等 2 实验方案的评价 1 选择包括仪器的选择 药品的选择 连接方式的选择等 仪器的选择包括发生装置 几种基本类型 净化装置 除杂质的试剂与顺序 反应装置 收集装置 尾气处理装置等 药品的选择包括种类 浓度 物态等 连接方式的选择包括仪器的先后顺序 导管接口的连接等 2 分析判断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 要考虑是否合理 有无干扰现象 经济效益高低和对环境有无污染等 3 最佳方案的选用几个实验方案都能达到目的 分析各方案的优劣并选出其中最佳的一个 所谓最佳 无非是装置最简单 药品容易取得且价格低廉 现象明显 无干扰物质以及无污染等 命题热点演练 2011年高考天津卷 向四支试管中分别加入少量不同的无色溶液进行如下操作 结论正确的是 答案 b 变式训练1 2011年高考重庆卷 不能鉴别agno3 bacl2 k2so3和mg no3 2四种溶液 不考虑他们间的相互反应 的试剂组是 a 盐酸 硫酸b 盐酸 氢氧化钠溶液c 氨水 硫酸d 氨水 氢氧化钠溶液解析 选d 氨水和氢氧化钠溶液都不能与bacl2和k2so3两种溶液反应 因此无法鉴别两者 因此d不能鉴别 2011年高考新课标全国卷 氢化钙固体是登山运动员常用的能源提供剂 某兴趣小组拟选用如下装置制备氢化钙 请回答下列问题 1 请选择必要的装置 按气流方向连接顺序为 填仪器接口的字母编号 2 根据完整的实验装置进行实验 实验步骤如下 检查装置气密性后 装入药品 打开分液漏斗活塞 请按正确的顺序填入下列步骤的标号 a 加热反应一段时间b 收集气体并检验其纯度c 关闭分液漏斗活塞d 停止加热 充分冷却 3 实验结束后 某同学取少量产物 小心加入水中 观察到有气泡冒出 溶液中加入酚酞后显红色 该同学据此判断 上述实验确有cah2生成 写出cah2与水反应的化学方程式 该同学的判断不正确 原因是 4 请你设计一个实验 用化学方法区分钙与氢化钙 写出实验简要步骤及观察到的现象 5 登山运动员常用氢化钙作为能源提供剂 与氢气相比 其优点是 解析 从题给装置图分析制备氢化钙的原料是氢气和金属钙 制备出的氢气需要先净化 hcl气体用naoh溶液吸收 再干燥 选择浓硫酸 盛有cacl2的干燥管连接在装有钙的大试管上 防止外界的水蒸气干扰实验 1 按气流方向连接顺序为i e f d c j k a 2 氢气易燃烧 反应开始后应先检验其纯度 再加热钙进行反应 反应结束时应先停止加热 此时要保证继续通氢气 防止倒吸入空气 影响氢化钙的纯度 充分冷却后再关闭活塞停止通氢气 所以顺序为badc 3 氢化钙中氢元素为 1价 发生氧化还原反应 cah2 2h2o ca oh 2 2h2 活泼金属ca与水反应也生成氢气和氢氧化钙 产生类似现象 4 两者的不同之处在于氢化钙中含有氢元素 区分它们需在干燥环境中 取适量氢化钙与氧气在加热条件下反应 将生成的气体通入盛有无水硫酸铜的干燥管中 观察到固体由白色变为蓝色 取适量的钙做类似实验 无明显现象 5 氢化钙为固体 携带方便 答案 1 i e f d c j k 或k j a 2 badc 3 cah2 2h2o ca oh 2 2h2 金属钙与水反应也有类似现象 4 取适量氢化钙 在加热条件下与干燥氧气反应 将反应气相产物通过装有无水硫酸铜的干燥管 观察到固体由白色变为蓝色 取钙做类似实验 观察不到固体由白色变为蓝色 5 氢化钙是固体 便于携带 变式训练2 2011年苏州高三第二次模拟 某学生设计了一套验证物质化学性质的实验装置 如图 请完成下列问题 1 该实验的目的是 2 该实验的原理是 用化学方程式表示 3 实验用品 实验仪器除铁架台 带铁夹 储气瓶 两个 直管活塞 k1 k2 止水夹 k3 橡胶管 橡胶塞以及若干玻璃管连件外 还有哪几种 写仪器名称 实验所用试剂为 4 检查本装置气密性的最好方法是 5 实验步骤 按上图连接好仪器装置 扭开活塞k1和k2 主要现象为 关闭活塞k1和k2 打开止水夹k3 要使烧瓶内产生喷泉可采用的方法是 解析 1 因题干中注明该装置是验证物质化学性质的装置 将此信息与图中物质相关联 可知目的为验证no易被氧气氧化和no2可与h2o反应的性质 2 2no o2 2no2 3no2 h2o 2hno3 no 3 纵观整套装置 除题干所述的仪器外 还剩下的主要仪器有圆底烧瓶和烧杯 所用试剂也由读图可知 4 检查装置的气密性属于中学实验的常考考点 类似的考题较多 本问应从装置的特点来思考 可用储水瓶中的水排储气瓶中的空气至圆底烧瓶中 使之形成水压 若装置不漏气 则储气瓶中水位将不再上升 5 通过现象变化反映物质的性质 从喷泉的原理出发寻找答案 因为当外压大于内压时喷入 如课本中氨水的喷泉实验 当内压大于外压时喷出 如火山喷发 本操作应抓住no2与h2o接触后发生反应而导致体积减小去思考 要特别留心 打开k3 这一环节 答案 1 验证no与o2反应 no2与h2