例析物质制备实验方案设计与评价2006.doc

例析物质制备实验方案设计与评价周永红 （枣阳市第二中学 湖北枣阳 441200） 物质制备实验方案设计与评价能有效考查学生对元素及其化合物性质的掌握程度及用所学知识来分析解决化学实际问题的能力，这类题型能有效地测试学生的发散与收敛思维能力；是高考试卷中重要的题型之一。例：几位同学利用废铜制硫酸铜：1.甲同学进行下列实验：取6.4g铜和10mL 18mol/L 浓硫酸放在园底烧瓶中共热，直到反应完毕，发现烧瓶中还有铜剩余。写出反应化学方程式 有一定量的余酸但未能使铜片完全溶解，你认为原因是 。下列药品中能用来证明反应结束后的烧瓶中确有余酸的是 （填字母）。A 铁粉 B BaCl2 溶液 C 银粉 D Na2CO3 溶液2.乙同学进行下列实验： 第一步，向盛有25g左右的铜屑的烧瓶中加入100mL 2.0mol/L的稀硝酸 第二步，待第一步中反应趋于停止后将一定浓度的硫酸缓慢滴入烧瓶中，直到反应完毕，并过滤即可。写出第二步反应的离子方程式欲使第二步得到的滤液中无硝酸铜，应采取的措施是：乙同学的方案优点是：3.丙同学认为甲，乙二位设计的方案不好，他自己设计的思路是：2Cu+O2=2CuO CuO+H2SO4=CuSO4+H2O对比甲，乙同学的方案，乙同学的优点是：4.丁同学查相关资料：实验证明铜不能在低温下与氧气反应，铜不与稀硫酸反应，但工业上却在废铜屑与热的稀硫酸混和物中，通入空气制硫酸铜。写出上述反应的化学方程式对比甲，乙同学的方案，丁同学的优点是：5.戊同学想利用当地丰富的电力资源，同时具有丙同学的优点，请你帮助他设计一个用铜与硫酸制硫酸铜的方案。H2O2铜屑稀硫酸图 14(3）查询资料得知：铜屑放入稀硫酸中不发生反应，若在稀硫酸中加入H2O2，铜屑可逐渐溶解。实验小组同学设计实验装置如右图，验证该实验，该反应的化学方程式是 。若将H2O2和稀硫酸加入烧瓶中的顺序颠倒，实验得到的结论是 。（3）CuH2O2H2SO4CuSO42H2O 铜屑放入H2O2中不发生反应，若在H2O2中加入稀硫酸，铜屑可逐渐溶解。（各2分，共4分）1. 解析：此题考查铜与浓硫酸反应及初中的金属活动顺序表参考答案 CU+2H2SO4（浓）=CUSO4+SO2 +2H2O 随着反应进行浓硫酸被消耗且有水生成，浓硫酸变为稀硫酸且不与铜反应，所以有铜剩余。AD2.解析： 由关系式3Cu 2NO3 8H 进行计算，铜粉过量，只需加入稀硫酸即可 此方案是据离子反应设计的，很有创意，不加热但仍有污染物产生。参考答案：3Cu+2NO3+8H=3Cu+2NO +4H2O加入稍过量的硫酸无加热装置，消耗能量少。（但也有大气污染物氮的氧化物生成，硫酸利用率低）.3.解析：设计与评价方案通常考虑的方面是一样的。有以下几方面原理科学，步骤少。方案新颖，误差小。条件适宜，易操作。原料丰富，价格低。节省原料，耗能少。产品纯净，污物少。参考答案：硫酸的用量少，且没有污染物产生。（但铜转化氧化铜不一定完全）4.解析：此题是考查学生运用化学知识解决实际问题的能力。参考答案：2Cu+O2+2H2SO4（稀）=2CUSO4+2H2O在溶液中反应，较易进行得充分；耗硫酸少；无污染物生成；条件适宜，操作简捷。5.解析： 椐题设提示“电力资源”丰富，结合电解原理，可得电解法方案。注意不用铁等金属作阴极，以防通电结束时，电极与硫酸铜反应。参考答案：用废铜作阳极，碳棒作阴极，稀硫酸作电解质溶液进行电解。此类试题主要考查学生对物质制备实验设计与评价的一般原则和常见需要思考角度的掌握，并以此为媒介引导解决问题的最佳方法，进一步培养学生的科学素质和科学能力。论文例析物质制备实验方案与评析题发表在中学生理化报.高二化学内容2006第13期（国内统一刊号CN430701（F）周永红，男，1968年3月22日生，湖北枣阳人，1990年8月毕业于襄阳师专化学专业，1997年9月毕业于华中师范大学 化学教育专业；2005年4月华中师范大学 化学专业研究生课程进修班学习结业。现任湖北枣阳市第二中学（襄樊市重点高中）化学教师，中学高级教师，“化学奥赛”优秀辅导教师；襄樊市骨干教师，发表论文数十篇。参与多项市级、国家级课题研究，如：“教师的服务意识与行为的研究”（国家十一.五课题）等。 联系地址：湖北省枣阳市第二中学邮