【三维设计】高考化学二轮复习 专题五 第二讲 化学实验方案的设计与评价课件（广东、江苏专版）.ppt

专题三元素及其化合物 抓基础 提能力 研考点 第二讲 化学实验方案的设计与评价 1 掌握常见气体的实验室制法 包括所用试剂 仪器 反应原理和收集方法 2 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 化学实验方案的设计与评价 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 3 了解科学探究的基本过程 并运用以实验和推理为基础的科学探究方法解决有关问题 一 常见气体的实验室制法1 制取装置将h2 o2 cl2 nh3 co2 no2填入下表 o2 nh3cl2 h2 co2 no2 o2 nh3 2 气体的净化 1 气体的除杂 饱和碳酸氢钠溶液饱和食盐水溴水 2 气体的干燥 有以下气体 o2 cl2 so2 co2 no2 nh3 hbr 其中能用浓硫酸干燥的是 能用碱石灰干燥的是 o2 cl2 so2 co2 no2 o2 nh3 3 气体的收集有以下气体 h2 o2 co2 nh3 hcl no cl2 1 适合用向下排空气法收集的气体有 2 适合用排水法收集的气体有 3 适合用排饱和nahco3溶液收集的气体为 4 适合用排饱和食盐水收集的气体为 h2 nh3 h2 o2 no co2 ci2 二 化学实验方案的设计与评价 1 物质检验方案的描述 解答该类题目时 应按取样 操作 现象 结论的顺序进行 但描述时往往出现以下错误 1 原瓶操作 不取样 2 试剂选择 实验操作不正确 3 只答现象不答结论 4 描述不准确 辞不达意 2 实验操作设计中应注意的问题 1 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 2 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 3 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 4 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 如长玻璃管及冷疑管等 3 对实验方案的合理与否 严密与否作出评判时易忽视以下角度 1 实验原理 仪器连接是否正确 2 装置是否较为简单 操作是否方便 3 药品是否经济 现象是否明显或产率是否较高 4 实验过程是否安全 污染处理是否得当 5 是否 排除干扰 排除干扰 是指反应条件的控制 防止空气的介入 副反应尽量避免 杂质的清除以及防止物质的挥发性 溶解性 颜色等对实验的干扰 判断正误 正确的打 号 错误的打 号 1 实验室可采用如图所示装置制取氨气 做考题查漏补缺 1 2011 海南高考 硫酸亚铁铵 nh4 2so4 feso4 6h2o 为浅绿色晶体 实验室中常以废铁屑为原料来制备 其步骤如下 步骤1 将废铁屑放入碳酸钠溶液中煮沸除油污 分离出液体 用水洗净铁屑 步骤2 向处理过的铁屑中加入过量的3mol l 1h2so4溶液 在60 左右使其反应到不再产生气体 趁热过滤 得feso4溶液 步骤3 向所得feso4溶液中加入饱和 nh4 2so4溶液 经过 一系列操作 后得到硫酸亚铁铵晶体 请回答下列问题 1 在步骤1的操作中 下列仪器中不必用到的有 填仪器编号 铁架台 燃烧匙 锥形瓶 广口瓶 研体 玻璃棒 酒精灯 2 在步骤2中所加的硫酸必须过量 其原因是 3 在步骤3中 一系列操作 依次为 和过滤 4 本实验制备的硫酸亚铁铵晶体常含有fe3 杂质 检验fe3 常用的试剂是 可以观察到得现象是 解析 1 在步骤1中 称取一定质量的铁屑 放入小烧杯中 加入碳酸钠溶液 用酒精灯加热煮沸后 倾倒去碳酸钠碱性溶液 用自来水冲洗后 再用蒸馏水将铁屑冲洗洁净 2 亚铁盐在水溶液中容易发生水解反应 fe2 2h2o fe oh 2 2h 过量的硫酸可以抑制fe2 的水解 防止生成fe oh 2或fe oh 3沉淀 3 利用feso4和 nh4 2so4的溶解度随温度变化大的原理 采用加热浓缩 制成热的饱和溶液 然后降温析出晶体 过滤 洗涤干燥即得纯净的硫酸亚铁铵晶体 4 fe3 遇kscn溶液会产生血红色溶液 答案 1 2 抑制fe2 的水解 防止生成fe oh 2或fe oh 3沉淀 3 加热浓缩 降温结晶 4 kscn溶液产生血红色溶液 3 写出操作 的具体操作步骤 4 某同学用如图所示的实验装置制取氧化剂并将其通入盐湖苦卤中 装置b在实验中的作用是 若把上述装置中的a b作为气体的发生 收集装置 装置c可任意改进 则根据下列提供的药品 用这套装置还可以制取的气体是 填序号 若用上述装置中的a b制取并收集no 应将装置b如何改进 制nh3 浓氯水和碱石灰 制so2 cu片和浓硫酸 制no cu片和稀硝酸 制o2 mno2和双氧水 3 操作 是由kcl溶液得到kcl晶体 实验操作为蒸发结晶 4 装置b的作用是防止倒吸 该装置可以制取的气体特点是固液或液液混合不需加热 且可以用向下排空气法收集 因此密度比空气小 该气体只能nh3 若用该装置中的a b制取并收集no 由于no能与空气中的o2反应 因此需要将b中装满水 利用排水法收集 答案 1 萃取 分液蒸馏烧瓶 冷凝管 牛角管 锥形瓶 2 k2co3取无色溶液d 加入bacl2溶液 若没有白色沉淀生成 则so已除尽 其他合理答案也可 3 将溶液倒入蒸发皿中并置于三脚架上 加热并用玻璃棒不断搅拌 直到溶液表面出现晶体膜时 停止加热 4 安全瓶 或防目倒吸 将b中装满水 2 4 链知识触类旁通 1 制备实验方案设计的基本思路 2 实验设计时遵循的原则 1 科学性 实验原理准确 实验流程合理 2 安全性 保护人身 保护环境 保护仪器 3 可行性 条件允许 效果明显 操作简便可行 4 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 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中或酒精中 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 做考题查漏补缺 1 操作 使用的试剂是 所用主要仪器的名称是 2 加入溶液w的目的是 用cao调节溶液y的ph 可以除去mg2 由表中数据可知 理论上可选择的ph最大范围是 酸化溶液z时 使用的试剂为 3 实验室用贝壳与稀盐酸反应制备并收集co2气体 下列装置中合理的是 4 常温下 h2so3的电离常数ka1 1 2 10 2 ka2 6 3 10 3 h2co3的电离常数ka1 4 5 10 7 ka2 4 7 10 11 某同学设计实验验证h2so3酸性强于h2co3 将so2和co2气体分别通入水中至饱和 立即用酸度计测两溶液的ph 若前者的ph小于后者 则h2so3酸性强于h2co3 该实验设计不正确 错误在于 设计合理实验验证h2so3酸性强于h2co3 简要说明实验步骤 现象和结论 仪器自选 供选择的试剂 co2 so2 na2co3 nahco3 na2so3 nahso3 蒸馏水 饱和石灰水 酸性kmno4溶液 品红溶液 ph试纸 方案一 配制相同物质的量浓度的nahso3和nahco3溶液 用酸度计 或ph试纸 测两溶液的ph 前者的ph小于后者 证明h2so3酸性强于h2co3 方案二 将so2气体依次通过nahco3 或na2so3 溶液 酸性kmno4溶液 品红溶液 澄清石灰水 品红溶液不褪色 且澄清石灰水变浑浊 证明h2so3酸性强于h2co3 方案三 将co2气体依次通过nahso3 或na2so3 溶液 品红溶液 品红溶液不褪色 证明h2so3酸性强于h2co3 4 2011 广东高考 某同学进行实验探究时 欲配制1 0mol l 1ba oh 2溶液 但只找到在空气中暴露已久的ba oh 2 8h2o试剂 化学式量 315 在室温下配制溶液时发现所取试剂在水中仅部分溶解 烧杯中存在大量未溶物 为探究其原因 该同学查得ba oh 2 8h2o在283k 293k和303k时的溶解度 g 100gh2o 分别为2 5 3 9 和5 6 1 烧杯中未溶物可能仅为baco3 理由是 2 假设试剂由大量ba oh 2 8h2o和少量baco3组成 设计实验方案 进行成分检验 写出实验步骤 预期现象和结论 不考虑结晶水的检验 室温时baco3饱和溶液的ph 9 6 限选试剂及仪器 稀盐酸 稀硫酸 naoh溶液 澄清石灰水 ph计 烧杯 试管 带塞导气管 滴管 3 将试剂初步提纯后 准确测定其中ba oh 2 8h2o的含量 实验如下 配制250ml约0 1mol l 1ba oh 2溶液 准确称取w克试样 置于烧杯中 加适量蒸馏水 将溶液转入 中 洗涤 定容 摇匀 滴定 准确量取25 00ml所配ba oh 2溶液于锥形瓶中 滴加指示剂 将 填 0 020 0 05 0 1980 或 1 5 mol l 1盐酸装入50ml酸式滴定管 滴定至终点 记录数据 重复滴定2次 平均消耗盐酸vml 计算 ba oh 2 8h2o的质量分数 只列出算式 不做运算 4 室温下 填 能 或 不能 配制1 0mol l 1ba oh 2溶液 解析 本题考查化学实验 意在考查一定物质的量浓度溶液的配制 酸碱中和滴定及考生的实验设计能力 1 空气中存在的co2能与ba oh 2反应生成baco3 3 配制250ml溶液应使用250ml容量瓶 固体溶解后应恢复至室温方可转移至容量瓶中 取样品溶液25ml 其中c oh 大约是0 2mol l 1 据中和滴定关系 可确定盐酸浓度为0 1980mol l 1较为合适 结合ba oh 2 2hcl bacl2 2h2o即可计算 4 由上述可知 ba oh 2固体易与空气中水和co2变质 同时依据ba oh 2 8h2o的溶解度知 常温下不能配制出1 0mol l 1的ba oh 2溶液 答案 1 空气中的co2能与ba oh 2反应 2 2 操作最安全 对于不同实验途径 实验药品 优先选择实验过程与操作最安全的途径 3 药品价格低廉 在选择实验方案时 应尽量选择消耗药品最少 转化率最高 实验成本最低的实