北京四中网校高考化学一轮复习 实验 专题三 实验设计知识导学.doc

实验专题三实验设计考点扫描1掌握化学实验的记录方法和运用化学知识设计简单实验方案的能力。(1)根据实验现象，观察、记录、分析或处理数据，得出正确结论。(2)根据实验试题的要求，设计基本实验方案。(3)能绘制和识别典型的实验仪器装置图。2既考查基本实验操作，也考查实验装置的选择能力，突出了化学和物理仪器的综合运用。3以基本反应为对象，依据基本实验原则，选择和评价相关装置，进行有关计算。4根据定量实验的原理和方法，进行相关的定量实验及设计，考查学生分析实验结果和处理实验数据的能力。知识指津1化学实验方案设计的基本要求化学实验方案设计的基本要求是方法简便、现象明显、操作易行。要根据实验试题的要求，认真分析题给条件，弄清反应原理，选准反应物，明确生成物性质和实验目的，绘好(或连接好)仪器装置，明确操作过程，根据实验现象，得出实验结论。2设计实验方案时要注意以下几点(1)药品和装置是部分给出或刚好还是有多余。若药品和装置只部分给出，则应需要作必要的补充，若有多余，则应进行筛选和淘汰。(2)题设条件有无特殊要求。如采用最简单或最合理的实验步骤，这些要求对我们考虑反应原理，选择药品和装置，确定操作步骤都作了限定，必须高度重视。(3)实验过程中的隐蔽性操作。如某些必要的干燥除杂、冷凝等，这些都是实验中必不可少的，但容易被忽略。(4)仪器药品的规格。有些题目要求指出药品的名称，这类问题学生最难答准确，如有些药品的准确描述为：硫酸铜粉末、澄清石灰水、酸性高锰酸钾溶液、浓硫酸等。(5)设计实验时还要考虑因素：净化、吸收气体及熄灭酒精时要防液体倒吸；进行某些易燃易爆实验时要防爆炸(如h2还原cuo应先通h2，气体点燃先验纯等)；防氧化(如h2还原cuo后要“先灭灯后断氢”，白磷切割宜在水中进行等)；防吸水(如取用、制取易吸水或潮解的物质，须采取必要措施，以保证达到实验目的)；符合环保要求。范例点击例用实验确定某酸ha是弱电解质。两同学的方案是：甲：称取一定质量的ha配制0.1moll-1的溶液100ml；用ph试纸测出该溶液的ph值，即可证明ha是弱电解质。乙：用已知物质的量浓度的ha溶液、盐酸，分别配制ph=1的两种酸溶液各100ml；分别取这两种溶液各10ml，加水稀释为100ml；各取相同体积的两种稀释液装入两个试管，同时加入纯度相同的锌粒，观察现象，即可证明ha是弱电解质。(1)在两个方案的第步中，都要用到的定量仪器是_。(2)甲方案中，说明ha是弱电解质的理由是测得溶液的ph_1(选填、(3)配制ph1的ha溶液难以实现，不妥之处在于加入的锌粒难以做到表面积相同(4)配制naa溶液，测其ph值7即证明ha是弱电解质。变式操练1三位学生设计了下述三个方案，并都认为，如果观察到的现象和自己设计的方案一致，即可确证试液中有so42-方案甲：试液 白色沉淀 沉淀不溶解。方案乙：试液 无沉淀 白色沉淀。方案丙：试液 无沉淀 白色沉淀。试评价上述各方案是否严密，并说明理由。(1)方案甲_，因为_；(2)方案乙_，因为_；(3)方案丙_，因为_。答案(1)不严密，试样中若含有ag+离子，也会有此现象。(2)严密，用盐酸酸化可排除了ag+、so32-等离子的干扰。(3)不严密，试样中若含有so32-离子，也会有此现象。2某课外活动小组加热炭粉(过量)和氧化铜的混合物，再用下图所示装置，对获得的铜粉(含炭)样品进行实验。图中铁架台等装置已略去。请你帮助他们完成下列实验报告。 (1)实验目的：_。(2)实验用品：仪器：天平、分液漏斗、锥形瓶、硬质玻璃管、干燥管、酒精灯、洗气瓶等，药品：红褐色铜粉(含炭)样品、过氧化氢溶液、二氧化锰、碱石灰、浓硫酸等。(3)实验内容(见表1)。表1实验步骤、现象及化学方程式： 实验步骤实验现象有关化学方程式在c中加入样品粉末wg，d中装入药品后并称量为m1g，连接好仪器后，检查气密性打开a的活塞，慢慢滴加溶液对c进行加热，当c中药品充分反应后，关闭a的活塞，停止加热冷却后，称量d的质量为m2g(4)计算：样品中铜的质量分数_。(用含w，m1，m2的代数式表示。)(5)问题和讨论：实验完成后，老师评议说：按上述实验设计，即使c中反应完全、d中吸收完全，也不会得出正确的结果。经讨论，有学生提出在b与c之间加入一个装置，再次实验后，得到了较正确的结果。那么，原来实验所测得的铜的质量分数偏小的原因可能是_。在b与c之间加入的装置可以是_，其中盛放的药品是_。答案(1)测定铜粉样品中铜的质量分数(3)实验现象及有关化学方程式 实验现象 有关化学方程式b，e中有气泡产生 2h2o2 2h2o+o2c中红褐色粉末2cu+o2 2cuo变成黑色 c+o2 co2(4) (5)偏小：水蒸气通过c被d中碱石灰吸收洗气瓶浓硫酸(或干燥管碱石灰)配套练习1下图是课外活动小组同学设计的几种尾气吸收装置。从实验安全和保护环境的角度考虑，当用于吸收hcl气体时(装置中液体为水，固体为碱石灰)，应选用的装置是_(选填装置序号，选错倒扣分)。若用于吸收nh3，在上述已选用的装置中不宜采用的是_，原因是_。答案a、d、e、h；h 氨气是碱性气体，不能被碱石灰(naoh、cao)吸收。 2选择使用下列仪器(含药品)，验证由铜和适量浓硝酸反应产生的气体中含有no(n2和o2的用量可自由控制)已知： no+no2+2oh-2no2-+h2o 气体液化温度no2：21，no：-152(1)现有甲、乙、丙3位同学分别设计了以下3个实验方案(用仪器的连接顺序表示)。甲：acfdb 乙：abce 丙：afdb请回答：甲、乙、丙3位同学提出的实验方案是否能验证cu与适量浓硝酸反应，产生的气体中含有no(填“能”或“不能”)。甲_，乙_，丙_。(2)反应前先通足量n2，其目的是_。(3)确认气体中含有no的现象是_。答案(1)能；不能；不能。 (2)排尽整个装置中的空气，防止产生的no被空气中的氧化 (3)(d)装置中通人后有红棕色气体生成 3已知氨气跟氧化铜反应可以制备氮气：2nh3+3cuo 3cu+3h2o+n2，纯氮气跟镁在高温下反应可得到氮化镁，但氮化镁遇水即反应生成氢氧化镁和氨气。(1)下面是某化学课外小组的同学提出的实验室制备氨气的几种方案a硫酸铵固体与消石灰共热 b浓氨水逐滴加到新制的生石灰水c在一定条件下，氮气与氢气化合 d加热分解氯化铵固体你认为其中较简便易行的方案有_(填字母)；其反应的化学方程式为_。(2)该小组同学设计的制备氮化镁的方案有以下两个。分别见实验方案的装置图(夹持及加热仪器没有画出)。且在实验前系统内的空气均已排除。方案一该实验完成后，能否得到纯净的氮化镁(填“能”或“不能”)。简述理由_。装置c的作用是_。方案二 已知：6nh3+3mg 3mg(nh2)2+3h2a b cde f该方案中存在的主要问题是_。如何才能解决上述问题_。答案(1)a、b； (nh4)2so4+ca(oh)2 caso4+2nh3+2h2o 2nh3h2o 2nh3+h2o(或nh3h2o nh3+h2o)(2)方案一 不能。由于在f装置后缺少一干燥装置，部分mg3n2将与空气中的水蒸气发生水解反应生成氢氧化镁，导致产品不纯。 做安全瓶，防止装置d中的水倒吸。 方案二 由于与镁粉反应的氮气中混有氨气，且氨气也可与镁粉反应，造成产品不纯。 可将装置d换成一装有浓硫酸的洗气瓶并在装置c与装置d之间加一安全瓶。或在装置c与装置d之间顺序加入安全瓶和装有水的洗气瓶。4“套管实验”是将一支较小的玻璃仪器装入另一玻璃仪器中，经组装来完成原来需要两只或更多普通玻璃仪器进行的实验。因其具有许多优点，近年被广泛开发并应用于化学实验中。下述两个实验均为“套管实验”，请观察实验装置、分析实验原理，回答下列问题：实验一如图甲，小试管内塞有沾有无水硫酸铜粉末的棉花球。(1)从点燃酒精灯开始，试管及烧杯a、b中能观察到的现象有_。(2)整个实验结束时，在操作上需要特别注意的问题是_。(3)通过该实验可以得出的结论是_。实验二在氨气的喷泉实验中，将圆底烧瓶集满氨气的操作很麻烦。请设计一个简单的操作方法，只用一支试管(如图乙)，选用下列药品：a氯化铵固体 b氢氧化钠固体 c浓氨水 c浓硫酸 e湿润的红色石蕊试纸，采用“套管法”在圆底烧瓶中集满喷泉实验所用的氨气。(4)所用的试剂为：_。(5)请简述所设计的操作及检验集满氨气的现象：_。(6)产生氨气的化学反应方程式为：_。(7)将上述两个实验与普通实验相比较，“套管实验”明显具备的优点是：_。答案(1)棉花球变蓝；b中石灰水变浑；开始时a中有气泡产生；小试管内有液滴出现(2)防止倒吸(或先拨导管后撤酒精灯)(3)nahco3的热稳定