公开课教案《实验方案评价与设计》.doc

化学实验方案设计与评价（复习）一、考纲要求掌握化学实验的 记录方法和运用化学知识设计一些基本实验。具体为：（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）根据实验试题要求，设计或评价实验方案。（3）能绘制和识别典型的实验仪器装置图。二、双基回顾1化学实验方案设计的内容一个相对完整的化学实验方案设计包括下述内容：（1）实验 （2）实验 ；（3）实验 ；（4）实验 （仪器、药品及规格）；（5）实验 （包括实验仪器装配和操作）；（6）实验 ；（7）问题讨论2 实验设计方案的思路（1）制备实验方案的设计思路（2）性质实验方案的设计思路（3）物质检验实验方案的设计思路对试样进行外观观察，确定其颜色、气味、状态等。准备试样进行检验，当试样是固体时应先取少量配成溶液，同时观察试样是否溶解，在溶解时有无气体产生等，以初步判断试样可能含有哪类物质。 根据实验现象得出结论。3实验设计方案的评价：科学性（即实验原理、操作程序和方法必须正确）；安全性（即用药及操作要注意安全，注意环境保护等问题）；可行性（要满足中学现有的实验条件）；简约性（装置简单、步骤少、药品用量少、时间短）。三、例题评析例1已知Cu2S、CuS粉末的颜色和CuO粉末相似，且都不溶于水。在空气中煅烧Cu2S和CuS都转化为SO2和CuO。试根据上述性质，设计一个鉴别Cu2S、CuS和CuO三种黑色粉末的简单的实验方案。例2学习了元素周期律后，同学们对第四周期过渡元素氧化物产生了浓厚的兴趣。是否只有二氧化锰能催化氯酸钾受热分解？氧化铁、氧化铜、氧化铬等对氯酸钾的受热分解有没有催化作用？对此他们进行了实验探究。请你根据要求完成下列部分实验报告。I 课题名称：_II实验仪器及试剂：实验仪器：带铁夹的铁架台、带橡皮塞的导管、量气装置、过滤装置、电子天平、药匙、_、_、_等。实验试剂：二氧化锰、氧化铁、氧化铜、氧化铬和氯酸钾III 实验步骤：略IV 实验数据：实验编号KClO3(g)氧化物产生气体(mL)耗时(s)化学式质量(g)回收(已折算到标况)10.601048020.60MnO20.2090%67.236.530.60CuO0.2090%67.279.540.60Fe2O30.2090%67.234.750.60Cr2O30.20异常67.2188.3V 实验讨论：(1) 在氧化物的回收过程中，要进行过滤操作，所用的玻璃仪器是玻璃棒、_ 、_ _(2)实验编号3的实验中KClO3的分解率为_%(保留一位小数)(3) 在用Cr2O3 做研究实验时，发现有刺激性气味的气体产生，同时绿色的混合物变成了橘黄色。该刺激性气体是_(填分子式)，可用_试纸检验。上述异常现象产生的原因是_。VI 实验结论：_例3某研究性学习小组为探究铜、锌与浓盐酸反应，设计实验探究方案如下：一、实验用品：纯锌片、铜片，37%的浓盐酸、蒸馏水、氯化铜溶液二、实验记录：交流卡片： NO：2006SY518主题：Zn、Cu与浓盐酸 A、将锌放入浓盐酸中，反应较快B、将锌片与铜片贴在一起，一同投入浓盐酸中，反应快速放出气体！C、当B中锌片完全溶解后，将溶液加热，又产生气体（值得进一步研究），得到无色溶液D、将上述反应后的溶液，隔绝空气，加入适量水，出现白色沉淀三、提供资料资料卡片 NO：2006ZL918主题：生成一价铜的反应课本上：CH3CHO+2Cu(OH)2Cu2O（红色）+CH3COOH+2H2O盐城市第二次调研试卷：Cu2+4I-=2CuI（白色）+I2无机化学下册， p788， 氯化亚铜在不同浓度的KCl溶液中可形成CuCl2、CuCl32、CuCl43等离子，且它们在溶液中均为无色四、请你参与以下探究： 交流卡片中，实验A反应速率明显比B小，原因是： 根据铜位于金属活动顺序表氢之后，与稀盐酸不反应，依据交流卡片C又产生气体的事实，作出如下推断： 有同学认为是溶解在溶液中的H2逸出，你认为是否有道理，理由是： 某同学作了如下猜想，是否成立，请你设计实验方案加以验证。猜想验证方法预测现象及结论认为铜片中可能含有锌等杂质交流卡片D中的白色沉淀，分析：不可能是CuCl2，因为溶液显蓝色或绿色，也不可能是氯化锌，因为稀释后溶液更稀，不会产生出沉淀，并利用资料大胆猜想，白色沉淀是生成的氯化亚铜，请你帮他设计验证方案（若有多个只设计两个方案）：预设验证方法猜想的现象与结论白色沉淀是氯化亚铜指导老师肯定了白色沉淀是氯化亚铜，请结合资料卡片，写出铜与足量浓盐酸在加热条件下生成无色溶液及气体的化学方程式： 根据交流卡片D，生成沉淀，实际上是一个平衡问题，请写出这一平衡关系式（用离子方程式表示） 就铜与浓盐酸反应若还需进一步探讨，你认为还可探究的内容有 （只提供一个实验课题即可）。例4某研究性学习小组在研究由Fe2+制备Fe(OH)2的过程中，设计了如下实验方案：【实验设计】方法一：按照图1进行实验，容器A中的反应开始时，弹簧夹C处于打开状态，一段时间后，关闭弹簧夹C，容器A中的反应仍在进行。最终在_容器中观察到白色沉淀，该实验中涉及到的化学方程式： 。方法二：按图2进行实验，最终在两极间的溶液中首先观察到白色沉淀。请从所提供的试剂或电极材料中选择正确的序号填在横线上：纯水 NaCl溶液 NaOH溶液 四氯化碳 CuCl2溶液 乙醇 Fe棒 植物油 碳棒 a为_，b为_，c为_，d为_。(填序号) 【探究思考】实验表明上述实验中出现白色的沉淀会逐渐转变为灰绿色或绿色，那么如何解释出现灰绿色或绿色的现象呢？（1）甲同学查阅资料后，得到Fe(OH)2如下信息：资料名称 物理性质描述化学性质描述化学辞典，顾翼东编，1989年版P637白色无定形粉末或白色至淡绿色六方晶体与空气接触易被氧化，将细粉喷于空气中，则立即燃烧出火花大学普通化学（下册）傅鹰著P637白色沉淀此沉淀易被氧化成微绿色Fe3(OH)8普通化学教程（下册）P788白色能强烈吸收O2，迅速变成棕色Fe（OH）3。这时作为氧化的中间产物为土绿色，其中含有Fe2+、Fe3+。阅读该资料后，你对上述实验中出现灰绿色或绿色的现象的解释是：_ 资料中提及的微绿色Fe3(OH)8，用氧化物的形式表示可写成_。（2）乙同学依据配色原理：白色和棕色不可能调配成绿色或灰绿色的常识，认为绿色可能是形成Fe(OH)2nH2O所致。用热水浴的方式加热“方法一”中生成的绿色沉淀，观察到沉淀由绿变白的趋势。加热时，“方法一”中弹簧夹C应处于_（填“打开”或“关闭”）状态，容器A中的反应须处于_（填“停止”或“发生”）状态。写出该实验中支持乙同学观点的化学方程式_ 。（3）欢迎你参加该研究小组的讨论，请提出一种在研究由Fe2+制备Fe(OH)2的过程中，有助于对沉淀由“白”变“绿”的现象进行合理解释的实验设计新思路。 四、课堂练习1为探究CO2和NaOH确实发生了化学反应,某实验小组的同学设计了下列4种实验装置,请回答下列问题:(1)选择实验装置(3)，简述出现的实验现象以及产生该实验现象的原因：_ 。某同学质疑上述所有实验设计，该同学质疑的依据是_ _ 在原实验的基础(4)上，请你设计实验证明CO2和NaOH肯定发生了化学反应。_ 。 2某校开展从废旧干电池中回收碳棒、MnO2、NH4Cl、ZnCl2等物质课外研究性学习活动，整个过程如下： 干电池工作时正极上的反应是NH4+e=NH3+H2，该电极反应属于 反应（选填“氧化”或“还原”），MnO2的作用是除去正极上的产物，本身生成Mn2O3，该反应的化学方程式是 。 锌皮和碳棒的回收：用钳子和剪子剪开回收的干电池的锌筒，将锌皮和碳棒取出，刷洗干净，将电池内的黑色粉末移入小烧杯中。 氯化铵、氯化锌的提取、检验向小烧杯中加入一定量的热蒸馏水，充分搅拌， ，所得晶体即为ZnCl2、NH4Cl。设计简单的实验证明所得晶体中含有NH4+和Zn2+，并填写下列实验报告。实验步骤实验现象实验结论有关离子方程式第一步：取少量晶体溶于蒸馏水配成溶液第二步：说明有NH4+第三步：取少许溶液，加适量氨水，将悬浊液分成两份，一份加稀HCl，一份加足量NaOH溶液。先生成白色沉淀，后沉淀都溶解说明有Zn2+有同学提出第三步Zn2+的检验所得结论不可靠，其原因是 3某兴趣小组为了验证某种铅的氧化物(PbxOy)中含有氧元素并测定其化学式，设计了如下两套实验方案：已 知：Pb4+比Pb2+氧化性更强按实验方案，填写下列空白：方案一：按上图连接好装置(B中已盛有适量水)，检查装置的气密性。简述检查A装置气密性的方法 在A中硬质玻璃管内装入该铅的氧化物和炭粉混合 物，B中洗气瓶内装入足量澄清石灰水。依次点燃A、C两处酒精灯。若PbxOy中含有氧元素，则加热一段时间后，B中可能观察到的实验现象是： 写出A中铅的氧化物和炭粉发生反应的化学方程式(只要求写一个) 。实验结束时，先熄灭C处酒精灯，再取出B中导管，最后熄灭A处酒精灯。如果操作顺序相反，可能会出现什么现象？ 方案二：将B、C改为如下图所示的装置，在A中硬质玻璃管内放入 6.85gPbxOy粉末，(装置气密性良好)。打开活塞K，通入H2，排尽装置内的空气后，点燃A处酒精灯， 进行反应。C装置的作用是： 。待A中反应完全后，停止加热，仍要继续通入H2一段时间，其目的是： 卸下装置B，称量，发现增重0.72g，则该铅的氧化物化学式为： 。4饱和氯水与石灰石的反应是制取较浓HClO溶液的方法之一。2005年的化学教育报道了如下实验研究：实验一、定性研究：在试管中加入过量的块状碳酸钙，再加入约20mL饱和氯水，充分反应，有少量气泡产生，溶液浅黄绿色褪去；过滤，将滤液滴在有色布条上，发现其比氯水的漂白性更强；为了确定反应产物，将滤液分为三份，分别进行以下实验：第一份与石灰水混合，立即产生大量白色沉淀；第二份与稀盐酸混合，立即产生大量无色气体；将第三份加热，看到溶液变浑浊且有大量无色气体产生。 经检测，上述实验中产生的无色气体均为CO2。请回答：（1） 试解释可以在饱和氯水中加入石灰石制备HClO的原因 （2）写出步骤中第一份及第二份滤液发生反应的离子方程式： 第一份： 。 第二份： 。 （3）试根据所学知识推测，在的滤液中含 有的溶质，除了溶解的极少量氯气外，还含有的其它溶质为（写化学式） 。实验二、定量研究：在圆底烧瓶底部，有一用塑料网包住的过量块状碳酸钙和150mL饱和氯水，按如图所示装置实验，待不再产生气泡后，将塑料网中剩余的石灰石提出