高三化学实验方案的设计.ppt

落实2009山东省考试说明 二轮复习 二轮复习 化学实验方案的设计 考试说明中化学实验综合设计要求实验方案的设计与探究能根据实验试题设置的情景 问题 做到 设计 评价或改进实验方案 绿色环保 了解控制实验条件的方法排除干扰因素 分析或处理实验数据 得出合理结论 绘制和识别典型的实验仪器装置图 将计算融入实验中某一问 误差分析 能把握实验设计的原则 具有较强的信息迁移水平 根据基本的实验原理找到或选择一些仪器 装置 试剂的替代品 力求实验仪器简单 操作便捷 节省试剂 现象明显 安全防污等 知识背景 限制性条件 设问角度中的某一方面做出改变 限制 例题1 1 甲同学欲比较N C Si的非金属性强弱 设计了图1所示的实验装置 其能否达到实验目的 填 能 或 不能 设计的理论依据是 但也有同学根据硝酸具有挥发性 认为甲同学的实验装置存在不足 请你帮助该同学提出修改意见 2 乙同学设计了如图2装置验证元素性质递变规律 A B C处分别是蘸有NaBr溶液的棉花 湿润的淀粉KI试纸 湿润的红纸 已知常温下浓盐酸与高锰酸钾能反应生成氯气 乙同学可能观察到的现象有 从环保角度考虑 该装置有明显不足 请指出并提出改进建议 例题3 1 根据反应原理请你评价图 I 实验装置的主要缺点是 2 简述如何检验图 II 所示装置气密性 3 试管D的作用是 SO2为大气污染物 缺少尾气处理装置 防止倒吸 关K 将E插入水中 微热C管 有气泡 停热 E管出现一段水柱 SO2等污染物不应直接排入空气中 应进行尾气处理 规律总结 实验评价试题的几种类型1 评价实验原理2 评价实验方法3 评价药品 仪器4 评价实验现象和结论 2下图是甲 乙两位同学探究铜与稀硝酸反应的装置图 请回答下列问题 1 写出铜和稀硝酸反应的离子方程式 2 实验装置能否证明铜和稀硝酸反应的产物是NO气体 填 能 或 不能 理由是 3 若用实验装置乙进行实验 检查装置气密性的操作是 4 利用图乙现有装置怎样观察到生成NO的颜色 熟悉中的陌生 陌生中的熟悉 解题的基本思路 专题目标 1 根据实验试题要求 设计基本实验方案 2 运用化学实验知识 对实验方案作出分析和判断 3铁是日常生活中最常见的金属 某班同学在学习铁的知识时 有下列问题 问题1 铁为何称为黑色金属 问题2 CuO在高温下可分解为Cu2O和O2 Fe2O3在高温下可分解为FeO和O2吗 1 对于问题1 同学们上网查寻 有两种解释 A 因为在铁表面上有黑色的铁的氧化物 所以叫黑色金属 B 因为铁的粉末为黑色 铁的氧化物也均为黑色 所以叫黑色金属 你认为正确的说法是 若有一黑色粉末 你如何鉴别是铁粉 还是Fe3O4粉末 A 取黑色粉末少许于试管中 加适量稀盐酸或稀硫酸 有气泡产生的原黑色粉末为铁 若无 挖掘教材生长点 若有一黑色粉末 为铁和四氧化三铁的混合物 你如何证明其中有Fe3O4 只要求简述实验方法 用干燥的氢气与黑色粉末加热反应 用无水硫酸铜检测有水产生或用纯净的一氧化碳与与黑色粉末加热反应 用澄清石灰水检测有二氧化碳产生 2 对于问题2 同学们准备实验探究 他们设想了两种方法 A 将三氧化二铁高温灼烧 看灼烧前后颜色是否变化 B 将三氧化二铁高温灼烧 看灼烧前后质量是否变化 实验中应将Fe2O3放在 填仪器名称 中灼烧 坩埚 方法A中 如果高温灼烧后颜色由红棕色变为黑色 说明Fe2O3确实发生了变化 能说明生成的一定为FeO吗 理由是 方法B中 如果发生了预期的反应 固体高温灼烧前后质量比应为 但是 实验结果固体灼烧前后质量比为30 29 则高温灼烧后生成物是 比较两种方法 你认为较好的方法是 坩埚 颜色由红棕色变为黑色 不能 也可能为Fe3O4 10 9 Fe3O4 B 10 9 Fe3O4 规律总结 实验设计的一般步骤1 根据试题要求 分析所给信息 选择并确定实验原理 2 根据实验原理 确定药品 选择仪器 提出实验方案 3 分析实验成败关键 修改完善实验程序 二轮复习紧扣教材 题 10 纯碱晶体代替水 铁和水蒸气的反应 下图所示装置是用于气体制备 干燥 性质验证 尾气处理的部分仪器装置 加热及夹持固定装置均已略去 请根据下列要求回答问题 1 若烧瓶中盛装Zn片 分液漏斗中盛装稀H2SO4 则 当制备H2 验证H2的还原性并检验H2的氧化产物 仪器连接顺序为 A C B B D时 两次使用B装置 其中所盛的药品依次是 写化学式 D装置的作用是 上述实验中为了使H2产生的速率不至于过快 在不改变现有药品的条件下 可采取的方法有 要求 写出的两种方法原理不同 2 若烧瓶中盛装Na2O2 分液漏斗中盛装浓氨水 则 烧瓶内除了能产生O2外 还能产生大量NH3 能产生大量NH3的原因是 a b c 用产生的气体做氨的催化氧化实验 各仪器装置按气流方向 从左到右 连接顺序是 填正确序号的字母 此时在其中的一个装置中可能会出现大量红棕色气体 该装置是 用字母表示 用化学方程式解释红棕色气体产生的原因 停止反应 待B管冷却后 称量 得到固体质量为28 8g 再向固体中加人过量稀盐酸充分反应 并进行如下实验 纯碱晶体代替水 10题 1 试剂a的化学式是 b的化学式是 2 加入新制氯水后溶液红色加深的原因是 用离子方程式表示 3 某同学在实验中加入了过量氯水 放置一段时间后 发现深红色褪去 请你对褪色原因进行探究 提出假设 假设1 溶液中的 3价铁被氧化为更高的价态 假设2 源于人教版必修1 方案实施 4 计算反应后B装置中铁元素的质量分数为 设计方案 为了对你所提出的假设2进行验证 实验方案是 用下图所示的装置进行实验 将A逐滴滴入B中 1 若A为浓H2SO4 B为第三周期金属元素的单质 它在常温下与冷水不易反应 C为品红溶液 实验中观察到品红溶液褪色 则 B为 写化学式 B与浓H2SO4反应的化学方程式为 反应后向烧杯中加入沸水 又可观察到试管C中的现象为 2 若B为Na2CO3粉末 C为澄清石灰水 实验中观察到小试管内溶液先变浑浊 又变澄清 则 酸A可能是 填化学式 然后往烧杯中加入沸水 可观察到试管C中的现象是 3 若B是生石灰 C为天然水 实验中观察到水倒流到D中 则 A为 填名称 反应生成的气体是 生成这种气体的化学原理为 用简要的文字说明 写出必要的化学方程式 例题2 一套装置多种用途 见练习与巩固 某溶液中可能含有CO32 SO42 HCO3 三种离子中的一种 两种或三种都有 为探究其组成 现取出两份相同的样品溶液于试管中 向一份中加入过量的盐酸 产生无色气泡 向另一份中滴加过量的氢氧化钡溶液 产生白色沉淀 请设计合理实验 在此实验的基础上做进一步的实验 得出实验结论 仅限选择的仪器 用品和试剂 烧杯 试管 玻璃棒 胶头滴管 量筒 集气瓶 铁架台 漏斗 滤纸 酒精灯 1mol L硫酸 2mol L盐酸 2mol L硝酸 1mol L氯化钡 1mol L氢氧化钡 澄清石灰水 蒸馏水 完成下列探究过程 1 提出假设 假设1 溶液中只存在CO32 假设2 假设3 假设4 假设5 假设6 溶液中存在CO32 SO42 HCO3 HCO3 CO32 和HCO3 CO32 和SO42 SO42 HCO3 2 基于假设6 设计出实验方案 将实验操作 预期的实验现象和结论填在下表中 可不填满 也可增加步骤 1 假设2 溶液中存在HCO3 假设3 溶液中存在CO32 和HCO3 假设4 溶液中存在CO32 和SO42 假设5 溶液中存在SO42 HCO3 顺序不限 各1分 2 用胶头滴管取少量溶液加入试管中 再用滴管取过量的1mol L氯化钡溶液并滴加到试管A中 充分反应后 静置 然后过滤 将沉淀和滤液分别装入另外的两个试管中 2分 产生白色沉淀 往装有沉淀的试管中加入过量的2mol L盐酸 沉淀部分溶解且有气体生成 说明原溶液中一定含有SO42 和CO32 往装有滤液的试管中加入2mol L盐酸 出现无色气体 说明原溶液中含有HCO3 A 1分 取黑色粉末少许于试管中 加适量稀盐酸或稀硫酸 有气泡产生的原黑色粉末为铁 若无气泡产生则原粉末为Fe3O4 2分 其它合理答案亦可 用干燥的氢气与黑色粉末加热反应 用无水硫酸铜检测有水产生或用纯净的一氧化碳与与黑色粉末加热反应 用澄清石灰水检测有二氧化碳产生 2分 其它合理答案亦可 2 坩埚 1分 颜色由红棕色变为黑色 不能 也可能为Fe3O4 3分 10 9 Fe3O4 2分 B 1分 4某研究小组用如图所示装置进行铜与浓硫酸反应的实验研究 1 写出试管B中的实验现象 2 写出A中反应的化学方程式 3 充分反应后 若A试管中有铜片剩余 继续向A中加入NaNO3 发现铜片溶解 反应的离子方程式为 4 充分反应后 若A试管中无铜片剩余 但出现白色混浊 该白色固体是 初步确认该白色固体是什么物质的实验操作方法是 5 B试管口的棉花应沾有的试剂是 6 小组成员向 4 反应后的溶液中加入足量的氧化铜 使剩余的硫酸全部转化为硫酸铜 过滤后 将滤液加热浓缩 冷却后结晶制得硫酸铜晶体 CuSO4 xH2O 小组成员采用加热法测定该晶体里结晶水x的值 在他们的实验操作中 至少称量几次 最后两次称量的目的是 上表是其中一次实验的数据 根据上表数据计算判断x的实测值比理论值 x 5 填 偏大 偏小 1 品红溶液褪色 1分 2 Cu 2H2SO4 浓 CuSO4 SO2 2H2O 2分 3 3Cu 8H 2NO3 稀 3Cu2 2NO 4H2O 4 无水硫酸铜 静置 倾倒出上层清液 加入蒸馏水 白色固体溶解 得到蓝色溶液 或其它合理答案 4分 5 NaOH溶液 或其它合理答案 1分 6 保证晶体中结晶水已完全除去 2分 偏大 2分 某实验小组欲探究二氧化硫的化学性质 设计如下实验 请完成实验报告 实验复习 适当精选体现科学探究思维历程 提出问题 做出猜想 实验设计 数据处理 得出结论 的探究性实验试题 引导学生开展相关训练 了解并实践化学实验研究的一般过程 提升此类试题的分析解答水平 请完成5题 5现有某铁碳合金 某化学兴趣小组为了测定铁碳合金中铁的质量分数 并探求浓硫酸的某些性质 设计了下图所示的实验装置和实验方案 夹持仪器已省略 请你参与此相活动并回答相应问题 探求浓硫酸的某些性质 1 按图示 连接装置 检查装置的气密性 称量E的质量 2 将mg铁碳合金样品放入A中 再加入适量的浓硫酸 未点燃酒精灯前 A B均无明显现象 其原因是 3 点燃酒精灯一段时间后 A B中可观察到明显的现象 写出A中发生反应的化学方程式 B中的现象是 由此可得到浓硫酸具有性 4 随着反应的进行 A中还可能发生某些离子反应 写出相应的离子方程式 常温下 Fe被浓硫酸钝化 碳不与浓硫酸反应 5 反应一段时间后 从A中逸出气体的速率仍然较快 除因温度较高 反应放热外 还可能的原因是 测定铁的质量分数 6 待A中不再逸出气体时 停止加热 拆下E并称重 E增重bg 铁碳合金中铁的质量分数为 写表达式 7 某同学认为上述方法较复杂 他使用如图 所示的装置和其他常用实验仪器测定某些数据即可 为了快速和准确的计算出铁的质量分数 请你帮助这位同学将此方法简述完整 1用排水法测定的体积或2反应结束后 过滤 洗涤 称量残渣的质量 或3测定反应前后装置和药品的总质量 8 上述所测铁在合金中铁的质量分数明显偏高 说明理由 改进建议 请指出此装置的缺陷和不妥之处 规律总结 综合实验题的解法1 分析实验目的 选择仪器 药品 设计实验方案 2 运用实验知识 分析现象 处理数据 评价实验过程 常温下 Fe被浓硫酸钝化 碳不与浓硫酸反应 2分 3 浓 2分 品红溶液逐渐褪色 1分 强氧化 1分 4 或 2分 5 铁 碳在溶液中形成原电池 2分 6 或或 3分 7 用排水法测定的体积 或反应结束后 过滤 洗涤 称量残渣的质量 测定反应前后装置和药品的总质量 只要正确均给分 3分 设计实验方案设计的要点 基本思路列出可能的几种制备方法和途径 从方法是否可行 装置和操作是否简单 是否经济与安全等方面进行分析和比较 从中选取最佳的实验方法 在制定具体的实验方案时 还应注意对实验条件进行严格有效的控制 设计实验应注意防污染 防倒吸 防氧化 防潮解 防爆炸 防挥发 同时要求产率高 易分离 易收集 杂质少 步骤少 设计一个实验 你首先从入手 A 实验目的B 实验原理C 实验步骤D 实验装置 7 实验室制备氨气 下列方法中适宜选用的是 固态氯化铵加热分解 固体氢氧化钠中滴加浓氨水 氯化铵溶液与氢氧化钠溶液共热 固态氯化铵与氢氧化钙混合加热 见第七题 问的 8下图是实验室制取氨气的装置和选用的试剂 其中错误的是ABCD 练习巩固用如图所示装置 夹持仪器省略 进行实验 将液体A逐滴加入到固体B中 回答下列问题 1 若A为30 H2O2溶液 B为MnO2 C盛有氢硫酸 H2S 饱和溶液 旋开E后 C中溶液变混浊 C中发生反应的化学方程式为 2 若A为浓盐酸 B为KMnO4 C中盛有KI淀粉溶液 旋开E后 C中的现象是 继续通气体于C中 足够长的时间后 发现C中溶液的颜色消失 这是因为在溶液中I2能被Cl2氧化为HIO3 写出该反应的化学方程式 3 若A为浓硫酸 B为第三周期金属元素的片状单质 其在常温下难与水反应 C为品红溶液 实验中观察到C溶液褪色 则B是 然后往烧杯中加入沸水 可观察到的现象是 4 若B是生石灰 实验中观察到C溶液中先生成沉淀 而后沉淀溶解 当溶液恰好澄清时 关闭E 然后往烧杯中加入沸水 静置片刻 观察到试管壁上出现光亮银镜 则A是 C是 与葡萄糖的混合液 5 该题图示装置有多种用途 请举一例 除题中之外 填空 A为 B为 C中盛 其实验目的为 9实验室用右图装置进行实验 下列实验结果能说明结论的是A 甲 盐酸乙 石灰石丙 苯酚钠溶液证明酸性HCl H2CO3 苯酚B 甲 盐酸乙 硫化亚铁丙 溴水证明还原性S2 Br Cl C 甲 浓盐酸乙 高锰酸钾丙 溴化钾溶液证明氧化性KMnO4 Cl2 Br2D 甲 水乙 电石丙 溴水证明稳定性水 乙炔 溴 巩固提高 二轮复习紧扣教材 题 10 纯碱晶体代替水 铁和水蒸气的反应 停止反应 待B管冷却后 称量 得到固体质量为28 8g 再向固体中加人过量稀盐酸充分反应 并进行如下实验 纯碱晶体代替水 10题 1 试剂a的化学式是 b的化学式是 2 加入新制氯水后溶液红色加深的原因是 用离子方程式表示 3 某同学在实验中加入了过量氯水 放置一段时间后 发现深红色褪去 请你对褪色原因进行探究 提出假设 假设1 溶液中的 3价铁被氧化为更高的价态 假设2 源于人教版必修1 方案实施 4 计算反应后B装置中铁元素的质量分数为 设计方案 为了对你所提出的假设2进行验证 实验方案是 11 2007年上海卷 26 实验室模拟合成氨和氨催化氧化的流程如下 已知实验室可用饱和亚硝酸钠 NaNO2 溶液与饱和氯化铵溶液经加热后反应制取氮气 1写出反应的离子方程式 2氨合成器出来经冷却的气体连续通入乙装置的水中吸收氨 会 或 不会 发生倒吸 原因是 元素知识与实验内容考察结合 图 是实验室制取TiCl4 的装置 四氯化钛是无色液体 沸点为1360C 它极易水解 遇空气中的水蒸气即产生 白烟 TiCl H2O TiOCl2 2HCl 在6500C 8500C下 将氯气通过二氧化钛和炭粉的混合物可得到四氯化钛和CO气体 A装置中反应的离子方程式 B装置中的试剂及其作用是 D装置中冷凝水的方向为 进 出 请指出此装置的缺陷和不妥之处 3 MnO2 4H 2Cl Mn2 2H2O Cl2 2分 浓硫酸吸收水蒸气 或干燥氯气 2分 ab 2分 4 b TiCl4 极易水解产生极易溶于NaOH溶液的HCl 需加防倒吸装置 1分 C 由于CO是有毒气体 缺少CO的处理装置 2分 某溶液中可能含有CO32 SO42 HCO3 三种离子中的一种 两种或三种都有 为探究其组成 现取出两份相同的样品溶液于试管中 向一份中加入过量的盐酸 产生无色气泡 向另一份中滴加过量的氢氧化钡溶液 产生白色沉淀 请设计合理实验 在此实验的基础上做进一步的实验 得出实验结论 仅限选择的仪器 用品和试剂 烧杯 试管 玻璃棒 胶头滴管 量筒 集气瓶 铁架台 漏斗 滤纸 酒精灯 1mol L硫酸 2mol L盐酸 2mol L硝酸 1mol L氯化钡 1mol L氢氧化钡 澄清石灰水 蒸馏水 完成下列探究过程 1 提出假设 假设1 溶液中只存在CO32 假设2 假设3 假设4 假设5 假设6 溶液中存在CO32 SO42 HCO3 HCO3 CO32 和HCO3 CO32 和SO42 SO42 HCO3 2 基于假设6 设计出实验方案 将实验操作 预期的实验现象和结论填在下表中 可不填满 也可增加步骤 1 假设2 溶液中存在HCO3 假设3 溶液中存在CO32 和HCO3 假设4 溶液中存在CO32 和SO42 假设5 溶液中存在SO42 HCO3 顺序不限 各1分 2 用胶头滴管取少量溶液加入试管中 再用滴管取过量的1mol L氯化钡溶液并滴加到试管A中 充分反应后 静置 然后过滤 将沉淀和滤液分别装入另外的两个试管中 2分 产生白色沉淀 往装有沉淀的试管中加入过量的2mol L盐酸 沉淀部分溶解且有气体生成 说明原溶液中一定含有SO42 和CO32 往装有滤液的试管中加入2mol L盐酸 出现无色气体 说明原溶液中含有HCO3 12蒸馏烧瓶比吸收液面要高出很多 其目是 防止倒吸 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 7 以上各部分知识与技能的综合应用 下图是验证气体还原性实验的装置图 已知F中装有澄清的石灰水 请根据上述实验目的和实验装置图填写下列空白 1 图中各装置中的试剂分别为A B D E 从下列试剂中选择最佳试剂 从实验结果的可靠性方面说明选择C中试剂的理由 a 浓硫酸b 稀硫酸c 饱和溶液d 溶液e 蒸馏水f 饱和食盐水g 稀盐酸h 浓盐酸j 石灰石k 苏打I 小苏打m 二氧化锰n 碳粉p 氧化铜q 碱石灰 2 从实验安全角度考虑 在给D E中的反应管加热之前的一步实验操作是 3 写出D中发生反应的化学方程式 4 证明有还原性的实验现象是 5 实验中的尾气如何处理 6 如果要通过F中的现象来证明的还原性 则该实验装置图中之间缺少的一个重要装置是装有 从 1 问的试剂中选择 的 填仪器名称 gj c n p 5分 避免H2O蒸汽与C反应生成H2对CO的还原性验证产生干扰 2分 2 打开A中的活塞产生CO2排除装置中的O2 2分 3 2C CO22CO 2分 4 E反应管内黑色固体变为红色 2分 5 点燃