实验方案设计与评价(二)

1、综合实验题复习考点3 实验方案设计与评价（二）【考试说明】要求能根据要求设计、评价或改进实验方案【题型】1、反应原理的评价 2、实验装置、实验操作的评价、改进 3、实验结论（实验数据）的评价 4、实验设计的评价、改进 【课前感受试题】：1、（2011全国新课标 节选）氢化钙固体是登山运动员常用的能源提供剂。某兴趣小组拟选用如下装置制备氢化钙。请回答下列问题：（1）请选择必要的装置，按气流方向连接顺序为_ _(填仪器接口的字母编号)（3）实验结束后，某同学取少量产物，小心加入水中，观察到有气泡冒出，溶液中加入酚酞后显红色，该同学据此断，上述实验确有CaH2生成。写出CaH2与水反应的化学方程式_

2、 _。该同学的判断不正确，原因是_ _。（4）请你设计一个实验，用化学方法区分钙与氢化钙，写出实验简要步骤及观察到的现象_。（5）登山运动员常用氢化钙作为能源提供剂，与氢气相比，其优点是_ _。2、（2013年新课标改编）某锂离子电池正极材料有钴酸锂(LiCoO2)、导电剂乙炔黑和铝箔等。现欲利用某工艺流程回收正极材料中的某些金属资源(部分条件未给出)。(3)其中“酸浸”一般在80下进行，该步骤中发生的所有氧化还原反应的化学方程式为：2LiCoO2+3H2SO4+H2O2 Li2SO4+2CoSO4+O2+4H2O ，其中可用盐酸代替H2SO4和H2O2混合液，但缺点是_ _。3、步步高练习册

3、（黄本）P88真题调研第2题4、(2016年广东省适应性考试 T26节选) 制备纯净的液态无水四氯化锡（SnCl4易挥发形成气体，极易发生水解）的反应为： 。Sn也可与HCl反应生成SnCl2 。（4）为避免E中副反应的发生，对装置需要改进的措施 是 .（6）当要结束实验时，不能首先进行的操作是 。 （填序号）关闭A的活塞 停止F的加热 停止G的通水。 （7）若将B中的固体换成 ，并将除A和B 以外的器皿去掉，反应可制备SnCl2。5、(2016年广东省适应性考试 T27节选)（4）产品(2Na2CO3·3H2O2 )中活性氧含量的测定方法：称量0.1600 g样品，在250 mL锥

4、形瓶中用100 mL 0.5 mol · L1硫酸溶解完全，立即用0.02000 mol · L1高锰酸钾标准溶液滴定，至溶液呈浅红色且半分钟内不褪色即为终点，平行三次，消耗KMnO4溶液的平均体积为26.56 mL 。另外，在不加样品的情况下按照上述过程进行空白实验，消耗KMn04溶液的平均体积为2.24 mL。 测定时，若用工业盐酸代替硫酸，分析对测定结果的影响及其原因 。【练后感悟】【悟后再练】6、某研究性学习小组设计实验制备乙酸乙酯(如图1)：图3(1)实验过程中，用酒精灯缓慢加热，“缓慢加热”目的是_ _。(2)烧瓶B中加几块碎瓷片，其作用是_。长导管L的作用是_

5、 _。(3)图1方案有明显缺陷，请提出改进建议：_ _。经改进后，实验现象是_。简述分离乙酸乙酯的操作方法：_，需要用到图3的仪器有_ _(填代号)。(4)能否用图2的D装置替代图1的C装置？_(填“能”或“否”)，理由是_ ；能否用图2的E装置替代图1的C装置？_(填“能”或“否”)，理由是_ _。(5)实验中，若浓硫酸量过多，会导致后果是_ _ 。(答两点即可)。经实验证明，可以用硫酸氢钠固体替代浓硫酸完成本实验，硫酸氢钠不溶于有机物，其优点是_。7、步步高练习册（黄本）P89对点模拟第1、2题【课后练习】8、步步高练习册（白本）P170挑战满分第2题9、（2011全国新课标 节选）普通纸

6、张的主要成分是纤维素，在早期的纸张生产中，常采用纸表面涂覆明矾的工艺，以填补其表面的微孔，防止墨迹扩散，请回答下列问题：（2）为了保护这些纸质文物，有人建议采取下列措施：喷洒碱性溶液，如稀氢氧化钠溶液或氨水等，这样操作产生的主要问题是_ _。10、四氯化锡常温下是无色液体，遇潮湿空气极易水解，熔点36，沸点114，金属锡的熔点为231。Sn能与Cl2反应生成SnCl4也可与HCl反应生成SnCl2。SnCl4的制备需分两步进行：第一步：金属Sn的制备：以锡石SnO2为原料，用足量的焦炭作还原剂，在高温下可制得粗锡，该反应的化学方程式为：  ，粗锡经电解精炼可得纯锡，精炼时的阴极反应式

7、为 第二步：SnCl4的制备：用干燥、纯净的Cl2与熔融的Sn反应制SnCl4，同时放出大量的热右图是制取SnCl4的实验装置试回答以下问题：（1）装置A中反应的化学方程式为 （2）当反应生成SnCl4时，应熄灭B 处的酒精灯，理由 是 ；（3）装置B的主要缺陷是  ，改进措施是 ；装置D的主要缺点是 。（4）即使装置B和装置D进行改进后，老师 说该实验装置设计仍不完整，请你协助该研究小组设计出所缺装置（须标出试剂的名称）并在下边方框中画出 11、（2014四川）硫代硫酸钠是一种重要的化工产品。某兴趣小组拟制备硫代硫酸钠晶体（Na2S2O3·5H2O）.I【查阅资

8、料】（1）Na2S2O3·5H2O是无色透明晶体，易溶于水，其稀溶液与BaCl2溶液混合无沉淀生成。（2）向Na2CO3和Na2S混合溶液中通入SO2可制得Na2S2O3；所得产品常含有少量Na2SO3和Na2SO4.（3）Na2SO3易被氧化；BaSO3难溶于水，可溶于稀HCl。II【制备产品】实验装置如图所示（省略夹持装置）：实验步骤：（1）检查装置气密性，按图示加入试剂。仪器a的名称是 ；E中的试剂是 （选填字母编号）。A.稀H2SO4 B. NaOH溶液 C.饱和NaHSO3溶液（2）先向C中烧瓶加入Na2S和Na2CO3混合溶液，再向A中烧瓶滴加H2SO4.（3）等Na2S

9、和Na2CO3完全消耗后，结束反应。过滤C中混合物，滤液 （填写操作名称）、结晶、过滤、洗涤、干燥，得到产品。III【探究与反思】（1）为验证产品 中含有Na2SO3和Na2SO4，该小组设计了以下实验方案，请将方案补充完整。（所需试剂从稀HNO3、稀H2SO4、稀HCl、蒸馏水中选择）取适量产品配成稀溶液，滴加足量BaCl2溶液，有白色沉淀生成， ，若沉淀未完全溶解，并有刺激性气味的气体产生，则可确定产品中含有Na2SO3和Na2SO4.（2）为减少装置C中生成Na2SO4的量，在不改变原有装置的基础上对实验步骤（2）进行了改进，改进后的操作是 。（3）Na2S2O3·5H2O的溶

10、液度随温度升高显著增大，所得产品通过 方法提纯。综合实验题复习考点3 实验方案设计与评价（二）答案1、(1)ie，fd，cj，k(或k，j) ka(3)CaH2+2H2O=Ca(OH)2+2H2 ；金属钙与水反应也有类似现象(4)取适量的氢化钙，在加热的条件下与干燥氧气反应，将反应后生成的气态产物通过装有白色的无水硫 酸铜的干燥管，观察到无水硫酸铜由白色变蓝色，而取钙做相同的实验则观察不到无水硫酸铜由白色变蓝色。 (5)氢化钙是固体携带方便2、有氯气生成，污染较大6、(1)减少乙酸和乙醇的挥发，提高物质的转化率(2)防暴沸冷凝兼导气(3)C中溶液换成饱和碳酸钠溶液C烧杯里液体分层、上层液体具有

11、果香味、且呈油状将C烧杯里液体混合物用玻璃棒引流注入分液漏斗里，静置、分层，打开分液漏斗活塞，将下层液体放入烧杯中，上层乙酸乙酯液体从上口倒出afg(4)否导管插入碳酸钠溶液，易引起液体倒吸 否乙酸乙酯在氢氧化钠溶液中会水解生成乙酸钠和乙醇，使乙酸乙酯量减小(甚至得不到乙酸乙酯产品)(5)产生杂质如乙烯、乙醚等；会使乙醇炭化并产生二氧化硫；易形成酸雾等使用硫酸氢钠可减少副产物，同时可以循环使用9、(2)过量的碱同样可以导致纤维素的水解，造成书籍污损。10、SnO2+2C Sn+2CO；Sn2+2e=Sn；（1）MnO2+4HCl（浓） MnCl2+Cl2+2H2O；（2）该反应放热，停止加热B

12、装置，可依靠反应放出的热量维持Sn的熔化；（3）B装置中缺温度计；改进：蒸馏烧瓶中加一个温度计并把温度计的水银球至于蒸馏烧瓶 支管口处。 装置D后缺一个装有碱石灰的干燥管；（4）A制得的氯气没有除杂和干燥，会导致SnCl4水解，不利于SnCl4制备，则在A、B之间加除杂和干燥装置，故答案为：11、II （1）分液漏斗 B 蒸发浓缩III （1）过滤，用蒸馏水洗涤沉淀，向沉淀中加入足量稀HCl（2）先向A中烧瓶滴加浓H2SO4，产生的气体将装置中空气排尽后，再向C中烧瓶加入Na2S和Na2CO3混合溶液。（3）重结晶进行设计实验的方法指导：制备实验方案的设计，应遵循以下原则：条件合适，操作方便；

13、原理正确，步骤简单；原料丰富，价格低廉；产物纯净，污染物少。最后从多种路线中选出一种最佳的制备途径，合理地选择化学仪器与药品，设计合理的实验装置和实验操作步骤。（5）分析与评价：对观察到的现象和收集的数据进行推理论证，得出结论。并用文字、图表等形式将结果表示出来。【提分秘籍】对几个实验方案的正确与错误、严密与不严密、准确与不准确做出判断，要考虑是否完全合理、有无干扰现象、经济上是否合算和对环境有无污染等。1.从可行性方面对实验方案做出评价 科学性和可行性是设计实验方案的两条重要原则，任何实验方案都必须科学可行。评价时，从以下4个方面分析：2.从“绿色化学”视角对实验方案做出评价 “绿色化学”要

14、求设计更安全的、对环境友好的合成线路，降低化学工业生产过程中对人类健康和环境的危害，减少废弃物的产生和排放。根据“绿色化学”精神，对化学实验过程或方案从以下4个方面进行综合评价： （1）反应原料是否易得、安全、无毒； （2）反应速率是否较快； （3）原料利用率以及合成物质的产率是否较高；（4）合成过程是否造成环境污染。 3.从“安全性”方面对实验方案做出评价 化学实验从安全角度常考虑的主要因素如下： （1）净化、吸收气体及熄灭酒精灯时要防止液体倒吸； （2）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）； （3）防氧化（如H2还原CuO后要“先灭灯再停氢”，白磷

15、切割宜在水中等）； （4）防吸水（如实验取用或制取易吸水、潮解、水解的物质时宜采取必要措施，以保证达到实验目的）； （5）冷凝回流（有些反应中，为减少易挥发液体反应物的损耗和充分利用原料，需在反应装置上加装冷凝回流装置，如长玻璃管、竖装的干燥管及冷凝管等）； （6）易挥发液体产物（导出时可为蒸气）的及时冷却； （7）仪器拆卸的科学性与安全性（也从防污染、防氧化、防倒吸、防爆炸、防泄漏等角度考虑）；（8）其他（如实验操作顺序、试剂加入顺序、实验方法使用顺序等）。 【特别提醒】近几年高考中，有些省份对实验评价的考查涉及到定量评价，即通过对所给化学实验数据的分析处理，对实验进行评价。1.解题思路、方

16、法 （1）巧审题，明确实验目的和原理。实验原理是解答实验题的核心，是实验设计的依据和起点。实验原理可从题给的化学情境（或题首所给实验目的），结合元素化合物等有关知识获取。在此基础上，遵循正确性、可靠性、简捷性、精确性和安全性的原则，确定符合实验目的的要求的方案。 （2）想过程，理清实验操作的先后顺序。根据由实验原理所确定的实验方案，确定实验操作步骤，把握各步实验操作的要点，理清实验操作的先后顺序。 （3）看准图，分析各项实验装置的作用。有许多综合实验题图文结合，思考容量大。在分析解答过程中，要认真细致地分析图中所示的各项装置，并结合实验目的和原理，确定它们在该实验中的作用。（4）细分析，得出正

17、确的实验结论。实验现象（或数据）是化学原理的外在表现。在分析实验现象（或数据）的过程中，要善于找出影响实验成败的关键，以及产生误差的原因，或从有关数据中归纳出定量公式，绘制变化曲线等。 2.解题技巧 一个化学实验，必须依据一定的实验原理，使用一定的仪器组装成一套实验装置，按一定顺序操作，才能顺利完成。因此，一道综合实验题，我们总是可以把它分解成几个既相互独立又相互关联的小实验、小操作来解答。由各个小实验确定各步操作，再由各个小实验之间的关联确定操作的先后顺序。某研究性学习小组在网上收集到如下信息：Fe（NO3）3溶液可以蚀刻银，制作美丽的银饰。他们对蚀刻银的原因进行了如下探究： 【实验】 制备

18、银镜，并与Fe（NO3）3溶液反应，发现银镜溶解。 （1）下列有关制备银镜过程的说法正确的是。 a.边振荡盛有2%的AgNO3溶液的试管，边滴入2%的氨水，至最初的沉淀恰好溶解为止 b.将几滴银氨溶液滴入2 mL乙醛中 c.制备银镜时，用酒精灯的外焰给试管底部加热 d.银氨溶液具有较弱的氧化性 e.在银氨溶液配制过程中，溶液的pH增大【提出假设】假设1：Fe3具有氧化性，能氧化Ag。假设2：Fe（NO3）3溶液显酸性，在此酸性条件下NO能氧化Ag。【设计实验方案，验证假设】（2）甲同学从上述实验的生成物中检验出Fe2，验证了假设1成立。请写出Fe3氧化Ag的离子方程式：_。（3）乙同学设计实验验证假设2，请帮他完成下表中内容（提示：NO在不同条件下的还原产物较复杂，有时难以观察到气体产生）。【思考与交流】（4）甲同学验证了假设1成立，若乙同学验证了假设2也成立，则丙同学由此得出结论：Fe（NO3）3溶液中的Fe3和NO都氧化了Ag。你是否同意丙同学的结论，并简述理由：_。3、某学习小组针对如何测定镀锌铁皮镀锌层厚度提出如下一些方案： 方案1：将一定质量的镀锌铁皮投入到足量的盐酸中，使其完全溶解，通过测量氢气的体积，计算铁皮上的锌的质量。 方案2：将