2012届高三化学 第9单元第37讲 简单化学实验设计、分析与评价(2)课件 苏教版

第37讲简单化学实验设计、分析与评价,(2),【典例1】(江苏高考命题研究专家原创卷三)现有一瓶实验室放置已久的可能变质的Na2O2固体，为了研究它的组成，请你参与同学们进行的如下探究活动：可选用的试剂：浓硫酸、浓硝酸、稀盐酸、澄清石灰水、蒸馏水、品红溶液、火柴；仪器自选。,(1)提出假设假设一：固体全部是Na2O2；假设二：固体全部是Na2CO3；假设三：_。(2)设计实验方案(略)，从绿色化学的角度，最好选用下列中的_(填序号)进行实验。,(3)进行实验：请在下表中用简要文字写出实验步骤、预期现象和结论。,(1)Na2O2吸收空气中的二氧化碳转变为白色的Na2CO3固体，第三种假设是部分变质，即既有Na2O2又有Na2CO3。(2)本题的设计方案较多，但结合题给药品和绿色化学的要求，应进行微型化设计，避免大量的废弃药品污染环境，故选择D装置。(3)本题要根据所给药品进行合理的步骤设计，既要检测有没有产物二氧化碳，又要检测有没有产物氧气，从而确定哪一种假设是正确的。,【解析】,(3)如下表格,答案：(1)固体中既有Na2O2，又有Na2CO3(2)D,【迁移训练1】(江苏高考命题研究专家原创五)实验室中有两瓶失去标签的中学常见药品，一瓶是固体(单一成分)，另一瓶是无色液体，某同学取少量两种药品在试管中混合，立即产生一种无色气体。该同学对药品的成分进行探究时发现，固体药品的焰色反应为黄色，而振荡液体药品时在瓶口可闻到刺激性气味。,(1)该同学对无色气体及相关药品的成分提出多种猜测，其中部分猜测如下，请协助完成下表：,碳酸钠或碳酸氢钠,氢氧化钠,(浓)盐酸,(浓)氨水,(2)若气体成分为CO2，进一步确定固体药品的实验方案可以是_。,取固体药品适量，加热，若分解产生气体则为碳酸氢钠，难以分解则为碳酸钠(或取固体药品适量溶于水，加氯化钙溶液，若出现白色沉淀则为碳酸钠，不出现沉淀则为碳酸氢钠),若利用图2装置收集氨气，气体由_(填“a”或“b”)端通入。,氢氧化钠溶于水，溶液中c(OH)增大，平衡向左移动，且氢氧化钠溶于水放热，促使氨气逸出,B,D,b,(1)固体药品的焰色反应为黄色，则为含钠元素的化合物；常见的易挥发出刺激性气味的无色液体为浓盐酸或浓氨水。固体药品和液体药品混合立即反应产生无色气体，可考虑实验室常温下固液混合生成气体的反应：碳酸(氢)盐、亚硫酸(氢)盐与强酸的反应或含铵根离子的溶液与强碱的反应等。(2)碳酸钠和碳酸氢钠的鉴别可采用沉淀法，钙、钡的碳酸盐难溶而碳酸氢盐易溶；也可采用热分解法，碳酸氢钠受热易分解，而碳酸钠热稳定性很好。,【典例2】(江苏高考名校联考信息卷十一)确定有机物的组成化学上常用燃烧法。如图所示装置是用燃烧法确定烃的含氧衍生物分子式的常用装置，这种方法是在电炉加热条件下用纯氧氧化燃烧管C内样品，根据产物的质量确定有机物的组成。(不考虑空气进入装置),回答下列问题：(1)A中发生反应的化学方程式为_。(2)B装置的作用是_，燃烧管C中CuO的作用是_。,(3)产生氧气按从左到右流向，燃烧管C与装置D、E连接。现甲、乙两位同学提出了两种连接方案。方案1甲同学认为连接顺序是：CED；方案2乙同学认为连接顺序是：CDE。请你评价两种连接方案，判断哪种方案正确并说明理由：_。(4)准确称取1.8g烃的含氧衍生物X的样品，经充分燃烧后，D管质量增加2.64g，E管质量增加1.08g，实验测得X的蒸气密度是同温同压下氢气密度的45倍，则X的分子式为_。,(1)由题意可知，A装置是用来制取氧气的，该装置的特点是：固体与液体反应，且不需要加热。故可用双氧水和二氧化锰反应，也可以用过氧化钠与水反应。(2)B装置的作用是吸收氧气中的水蒸气，燃烧管C中CuO的作用是使有机物不完全燃烧的产物(如C、CO等)再次氧化，使其产物全部为CO2和H2O。,【解析】,(3)由于碱石灰既能吸收CO2，又能吸收H2O，而无水CaCl2只能吸收H2O，故先要用无水CaCl2吸收H2O，再用碱石灰吸收CO2。,(4)D管质量增加2.64g，即m(CO2)2.64g，n(CO2)0.06mol；E管质量增加1.08g，即m(H2O)1.08g，n(H2O)0.06mol；依据元素守恒可知1.8g有机物中的n(C)n(CO2)0.06mol，n(H)2n(H2O)0.12mol，n(O)1.8m(C)m(H)/160.06(mol)，n(C)n(H)n(O)121，该有机物的实验式是CH2O，实验测得X的蒸气密度是同温同压下氢气密度的45倍，则Mr(X)90，设X的分子式为(CH2O)n，可得：30n90，n3，则X的分子式为C3H6O3。,(1)2H2O22H2OO2(2Na2O22H2O=4NaOHO2)(2)吸收氧气中的水蒸气(或干燥氧气)使有机物不完全燃烧的产物氧化，使产物全部为CO2和H2O(3)方案1正确，碱石灰既可吸收CO2又可吸收水，故先要用无水CaCl2吸收H2O，再用碱石灰吸收CO2(4)C3H6O3,答案：,【迁移训练2】(江苏高考名校联考卷八)某一研究性学习小组做了以下实验：在溴水中加入足量乙醛溶液，观察到溴水褪色现象。【提出问题】产生上述现象的原因是什么？【提出猜想】溴水可能与乙醛发生取代反应；_;_。,溴水可能与乙醛发生加成反应,溴水可能与乙醛发生氧化反应,【设计方案】方案一：检验褪色后溶液的酸碱性方案二：测定反应前溴水中的Br2的物质的量和反应后Br的物质的量【实验探究】按物质的量之比为15配制1000mLKBrO3KBr溶液，该溶液在酸性条件下完全反应可生成0.5molBr2。取该溶液10mL，加入足量乙醛溶液使其褪色，然后将所得溶液稀释为100mL，准确量取其中的10mL，加入过量AgNO3溶液，过滤、洗涤、干燥后称量得到固体0.188g。,【解释与结论】(1)假设测得反应前溴水中Br2的物质的量为amol。若测得反应后溶液中的n(Br)0mol，则说明溴水与乙醛发生了_反应；若测得反应后溶液中的n(Br)amol，则说明溴水与乙醛发生了_反应；若测得反应后溶液中的n(Br)2amol，则说明溴水使乙醛发生了_反应。,加成,取代,氧化,由实验数据计算得参加反应的n(Br2)0.005mol，生成n(Br)10n(AgBr)0.01mol，即n(Br)2n(Br2)，说明溴水与乙醛发生了氧化反应CH3CHOBr2H2OCH3COOH2HBr。,氧化反应,【反思与评价】方案一是否可行？_，理由是_,不可行,取代反应、氧化反应都会使溶液的酸性增强。,【解析】本题以探究的形式考查溴水和乙醛的性质。,【提出猜想】中溴水与乙醛可能发生的反应有取代反应、加成反应、氧化反应。,【解释与结论】(1)根据反应后溶液中的n(Br)来判断反应的类型。(2)由实验数据计算得参加反应的n(Br2)0.005mol，反应生成的n(Br)n(AgBr)100.001100.01(mol)，即n(Br)2n(Br2)，说明溴水与乙醛发生了氧化反应。其反应方程式为CH3CHOBr2H2OCH3COOH2HBr。,【典例3】为测定碳酸钙纯度(设含杂质SiO2)，学生设计了如下几个实验方案，请回答每个方案中的问题。方案：(1)称取碳酸钙样品Mg；(2)加入过量盐酸；(3)收集并测定生成的气体体积VmL。问题：如果称量样品时，砝码底部有一处未被人发现的残缺，那么测得的碳酸钙纯度会_(填“偏高”、“偏低”或“无影响”)。,方案：(1)称取碳酸钙样品Mg；(2)用cmol/L盐酸VmL(过量)溶解样品；(3)取溶解后的溶液V/10mL，用cmol/LNaOH溶液滴定，恰用去VmL。,问题：列出本实验中所用到的仪器名称(除铁架台、烧杯、铁架台附件外)_。问题：加盐酸后是否需要滤出SiO2后再用NaOH滴定_(填选项编号)。A需要B不需要C均可问题：碳酸钙纯度计算公式_。,方案：(1)称取碳酸钙样品Mg；(2)高温煅烧至1000直至质量不再改变，冷却后称量，质量为Mg。问题：为什么要煅烧至1000且“直至质量不再改变”？问题：本方案中的“冷却”应如何操作？为什么？,方案：(1)称量碳酸钙样品Mg；(2)加入足量cmol/L盐酸VmL使之完全溶解；(3)过滤并取滤液；(4)在滤液中加入过量cmol/LNa2CO3溶液VmL；(5)将步骤(4)中的沉淀滤出、洗涤、干燥，称量为Mg。,问题：此方案中不需要的数据是_(填选项编号)。Ac、VBc、VCMDM问题：为减少实验误差，必要的操作是_(填选项编号)。A精确测定Na2CO3溶液体积VmLB精确配制浓度cmol/LNa2CO3溶液C将步骤(3)所得沉淀洗涤、洗液也应并入(4)中D将步骤(3)所得沉淀洗涤、干燥，称量其质量Mg备用问题：步骤(5)中要将沉淀进行洗涤，如果未经洗涤，就测定结果，碳酸钙纯度将_(填“偏高”、“偏低”或“无影响”)。,【解析】方案中，砝码底部有残缺，会使称量的碳酸钙样品的质量比实际的质量小，这样测量出的CO2比实际小，从而计算出的纯碳酸钙的质量偏小，则纯度的计算中分子偏小，分母不变，仍为Mg，使结论偏低。,方案：据实验步骤来确定实验仪器。第一步：称量仪器有托盘天平、药匙；第二步：盐酸与碳酸钙反应，仪器有烧杯；第三步：中和滴定，NaOH溶液滴定过量的盐酸，仪器有碱式滴定管、酸式滴定管(可用来取V/10mL的反应液)、锥形瓶。因为NaOH在滴定时不会过量也不可能与SiO2反应，故无需过滤。因为n(HCl)2n(CaCO3)10n(NaOH),n(CaCO3)molm(CaCO3)M(CaCO3)n(CaCO3)100g/molmol0.05(cV10cV)g纯度%100%,方案：保证CaCO3充分分解，应在干燥器中冷却防止生成的CaO与空气中CO2、H2O反应，造成质量改变而产生误差。方案：纯度%100%，所以与步骤(2)(4)中的数据无关，A、B数据不需要。C未洗涤称得纯CaCO3的质量Mg偏大，故结果偏高。,答案：,方案：A、BC偏高方案：气体体积难以测量准确，因为气体体积受外界因素的影响太大方案：实验室难提供1000的高温,点拨：通过实验测定某物质的纯度或混合物中某成分的质量分数，是一种最常见的常规题型。但此题推陈出新，设计了4种不同的方案，增强了对实验的探究性，加强了综合对比分析能力的考查力度，更具现实意义。,.第一种方案：请从下图中选用合适的装置，设计一个实验，测定CaC2试样的纯度。,(1)制取C2H2最好选图中的_(填“甲”、“乙”或“丙”)，所选实验各装置的接口的连接顺序为_。(2)若实验时称取的试样为1.4g，产生的C2H2在标准状况下的体积为448mL，则该试样的纯度为_。,丙,E、C、D、B,91.4%,.第二种方案：根据试样和水在锥形瓶中反应前后质量的变化，测定CaC2试样的纯度。先称取试样1.6g，锥形瓶和水的总质量为195.0g，将试样放入锥形瓶中，反应过程中每隔相同时间测得数据如下表。,(3)计算CaC2试样的纯度时，必需的数据是_不必进行第6次读数的原因为,试样质量、锥形瓶和水的总质量、第4(5)次的读数。,锥形瓶内的物质已经恒重,蒸发,偏大,CaCl2的质量,(1)已知CaC2与水可剧烈反应，不需要加热，不能