高中化学化学实验方案设计的基本要求课件旧人教版高中第三册（必修+选修）.ppt

制备 定量测定 探索实验方案的设计 化学实验方案设计的类型 制备实验方案的设计性质实验方案的设计物质检验实验方案的设计实验探索方案的设计 学习目标及注意事项 1 学习目标 1 化学实验方案设计的基本要求 2 一个相对完整的化学实验方案应包括的主要内容 3 制备实验方案的设计方法和要求 4 性质实验方案的设计方法和要求 5 运用学过的铝和氢氧化铝的性质及强碱弱酸盐和强酸弱碱盐水解反应的相互促进关系 分析并评价氢氧化铝制备的最佳途径 6 应用乙二醇的性质 设计完整的化学实睑方案 7 运用铜和铜的化合物知识 设计性质实验方案验证铜与铜的化合物的性质 2 化学实验设计时应遵循 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 操作正确 简约性 做到步骤少 时间短 效果好等基本要求 3 如何迅速 准确地解答综合实验设计题呢 1 明确目的原理首先必须认真审题 明确实验的目的要求 弄清题目有哪些新的信息 综合已学过的知识 通过类比 迁移 分析 从而明确实验原理 2 选择仪器药品根据实验的目的和原理 以及反应物和生成物的性质 反应条件 如反应物和生成物的状态 能否腐蚀仪器和橡皮 反应是否加热及温度是否控制在一定的范围等 从而选择合理的化学仪器和药品 3 设计装置步骤根据上述实验目的和原理 以及所选用的仪器和药品 设计出合理的实验装置和实验操作步骤 学生应具备识别和绘制典型的实验仪器装置图的能力 实验步骤应完整而又简明 4 记录现象数据根据观察 全面而准确地记录实验过程中的现象和数据 5 分析得出结论根据实验观察的现象和记录的数据 通过分析 计算 图表 推理等处理 得出正确的结论 以上只是解答综合实验设计题的一般思考方法 在解答过程中 应根据实验设计题的具体情况和要求 作出正确的回答 4 探索性实验 性质实验方案的设计分析其结构特点或从所属类型的典型代表物去推测物质可能具有的一系列性质 而后据此分别设计出合理的实验方案 去探索它所可能具有的性质 5 验证性实验性质实验方案的设计对物质具备的性质去求证 关键设计出简捷的实验方案 操作简单 简便宜行 现象明显 且安全可行 具体的实验方案设计包括 实验名称实验目的实验原理实验用品实验步骤实验现象记录及结果处理 一 制备实验方案的设计 制备实验方案的设计 应遵循以下原则 条件合适 操作方便 原理正确 步骤简单 原料丰富 价格低廉 产物纯净 污染物少 即从多种路线中优选出一种最佳的制备途径 合理地选择化学食品与药品 设计合理的实验装置和实验操作步骤 第一节制备实验方案的设计 在设计物质制备的实验方案时 要使实验过程达到和保持某种状态 发生某种特定变化 并得到理想结果 就必须注意对实验条件进行严格 有效的控制 示例一 以铝屑为原料制备al oh 3的实验方案设计 设计实验方案的一般思路 可能途径 科学合理 优化选择 综合评价 拟定步骤 周密严谨 具体方案 全面细致 方案一 1 先用稀硫酸与铝屑反应 2al 3h2so4 al2 so4 3 3h2 2 再用naoh溶液 或氨水 与所得溶液反应 al2 so4 3 6naoh 2al oh 3 3na2so4 或al2 so4 3 6nh3h2o 2al oh 3 3 nh4 2so4 离子方程式 2al 6h 2al3 3h2 al3 3oh al oh 3 或 al3 6nh3h2o al oh 3 3nh4 方案二 1 先将铝屑与浓naoh溶液反应 2al 2naoh 2h2o 2naalo2 3h2 2 在向所得溶液中加入适量的稀硫酸 2naalo2 h2so4 2h2o na2so4 2al oh 3 离子方程式 2al 2oh 2h2o 2alo2 3h2 alo2 h h2o al oh 3 方案三 1 将铝屑分为两份 分别与稀硫酸 浓naoh溶液反应 2al 3h2so4 al2 so4 3 3h2 2al 2naoh 2h2o 2naalo2 3h2 2 然后 将得到的两种铝盐溶液混合 al2 so4 3 6naalo2 12h2o 8al oh 3 3na2so4 离子方程式 2al 6h 2al3 3h2 2al 2oh 2h2o 2alo2 3h2 al3 3alo2 6h2o 4al oh 3 三种方案制1molal oh 3时消耗的h oh 的物质的量多少的比较 应选用方案三来制备al oh 3 反应流程可设计如下 滤液 沉淀 al oh 3 思考 按上述方案 铝的质量应如何分配才能充分利用原料 制得最多的al oh 3 有机物的制备 有机物a的性质 乙醇的消去反应 有机物b的制法 乙烯的实验室制法 有机物的转化关系 讨论 以乙烯为原料 制备乙二酸乙二酯 讨论 设计制取苯甲酸甲酯的实验方案 苯甲酸甲酯的水解 巩固练习 1实验室制备al2s3 下列方案可行的是 a将alcl3溶液与na2s溶液混合 b将h2s气体通入al2 so4 3溶液中 c将al no3 3固体与k2s固体混合 d将金属铝与硫磺混合加热 稀hno3 d d 3 用含有nacl mgcl2 mgs04的钠盐制备漂白精 次氯酸钠 按各反应的先后顺序写出各有关化学反应方程式 解析 此题思路 原料 纯净物 产物 需除去的杂质离子有ca2 mg2 so42 应注意除杂试剂的加入顺序 以便有利于除去过量试剂引来的新杂质 例如 除ca2 的na2c03放在除so42 的bacl2试剂之后加入 可达到除去过量ba2 的目的 答案 bacl2 mgso4 baso4 mgcl2 mgc12 2naoh mg oh 2 2nacl cacl2 na2c03 caco3 2nacl bacl2 2na2co3 baco3 2nacl naoh hcl nacl h20 na2c03 2hcl 2nacl co2 h20 2nacl 2h2o 2naoh h2 cl2 cl2 2naoh nacl naclo h2o 设计实验室制备硫酸亚铁的方案 制备硫酸亚铁的实验步骤如下 在烧杯中到入40ml稀硫酸 加入足量废铁屑 以使稀硫酸浸没所有铁屑为度 小心加热 保持温度在50 80 之间 不要沸腾 直到只有极少量气泡发生 同时溶液呈浅绿色为止 这时烧杯底部仍应留有少量铁屑 用少量热水通过过滤器 以提高它的温度 防止溶液在漏斗里析出晶体 然后将溶液趁热过滤 将滤液转入试管中 用橡皮塞塞住管口 防止空气进入 静置 冷却 结晶 观察滤液冷却生长出浅绿色硫酸亚铁晶体的现象 待结晶完毕后 取出晶体 用少量水洗涤2 3次 再用滤纸将晶体擦干 把制得的晶体放在小广口瓶中 密闭保存 习题参考方案 将多股细铜丝缠绕在一根长约40cm的粗铜丝一端 形成螺旋状 在试管中加入4ml乙醇 将铜丝加热到变黑并且下端呈红热状时 迅速伸入到盛有乙醇的试管中 看到附有黑色氧化铜的热铜丝在沸腾的乙醇中又变成光亮的铜后取出 重复2 3次 充分振荡试液 将上述溶液3ml倒入盛有3ml新配制的银氨溶液的试管中 水浴加热 即可观察到有银镜析出 二 维生素含量实验测定方案 维生素c是一种水溶性维生素 其水溶液呈酸性 它的分子式是c6h806 人体缺乏这种维生素易得坏血症 所以维生素c又称抗坏血酸 维生素c易被空气中的氧气氧化 在新鲜的水果 蔬菜 乳制品中都富含维生素c 如新鲜橙汁中维生素c的含量在500mg l左右 校课外活动小组测定了某晶牌的软包装橙汁中维生素c的含量 下面是测定实验分析报告 请填写有关空白 1 测定目的 测定xx牌软包装橙汁维生素c含量 2 测定原理 c6h806 i2 c6h606 2hi 3 实验用品及试剂 仪器和用品 自选 略 试剂 指示剂 填名称 浓度为7 5 10 3mol l标准碘溶液 蒸馏水等 淀粉溶液 4 实验过程 洗涤仪器 检查滴定管是否漏液 润洗后装好标准碘溶液待用 打开橙汁包装 目测 颜色橙黄色 澄清度好 用 填仪器名称 向锥形瓶中移人20 00ml待测橙汁 滴人2滴指示剂 用左手控制滴定管的 填部位 右手摇动锥形瓶 眼睛注视 直到滴定终点 滴定至终点的现象是 5 数据记录与处理 设计数据记录和数据处理的表格 不必填数据 若经数据处理 滴定中消耗标准碘溶液的体积是重5 00ml 则此橙汁中维生素c的含量是 mg l 溶液变蓝色且在半分钟内不退去 酸式滴定管 活塞 和滴定管中液体流下的速率 锥形瓶中溶液颜色的变化 990mg l 6 问题讨论 滴定时能否剧烈摇动锥形瓶 为什么答不能剧烈摇动锥形瓶 因为若摇动会增大溶液与空气的接触面积 使之被氧化响测定结果 从分析数据看 此软包装橙汁是否是纯天然橙汁 填编号 a 是b 可能是c不是制造商可能采取的做法是 b 加水稀释天然橙汁b 橙汁已被浓缩c 将维生素c作为添加剂对于上述做法 你的意见是 a 同意b 不同意c 调查后再作结论 c c c 三 探索性实验方案设计 一 问题的提出1 有一同学在做乙醇催化氧化的实验过程中 把灼热螺旋状的铜丝伸进装有乙醇的试管里 如此反复几次 当其闻生成的乙醛气味时 他描述为 有刺激性气味且伴有醋味 立即引起同学们的哄堂大笑 且有人讥讽说 没看书 真破鼻子 他却不服气 我说 要弄清你的结论是否有误 只要滴加几滴石蕊试液便可见分晓 他立即向溶液中滴加石蕊试液 溶液奇迹般地变红了 同学们个个目瞪口呆 2 在做学生分组实验 氢氧化铜氧化乙醛时 有位同学向10 naoh溶液中加入 2 cus04溶液 稍不注意cus04溶液加多了 当他继续加入乙醛溶液 并加热至沸腾 却发现溶液的颜色发生了由 蓝色 黑色 红色 的变化 二 提出可能性假设 其原因可解释为 加热时发生了由cu oh 2 蓝色 cuo 黑色 cu2o 红色 的反应 仔细分析以上两个非常意外的实验不难发现 cuo有氧化乙醛使之生成乙酸的可能 受乙醇催化氧化生成乙醛实验的启示 根据对醛 醇的官能团 醛基 cho 与醇羟基 oh 结构比较发现 乙醛的还原性强于乙醇 理论分析知铜能作为乙醛氧化生成乙酸的催化剂 催化历程如下 2cu o2 2cuoch3cho cu0 ch3cooh cu