2018版高考化学二轮复习 专题4 化学实验 第16讲 实验方案的设计与评价学案

1、第十六讲实验方案的设计与评价考试方向命题热点和试题频次核心素养1.认知化学是一门基于实验的科学。了解科学探究的基本过程，学会运用基于实验和推理的科学探究方法。2.理解定量研究方法是化学作为一门科学发展的重要标志。3.根据化学实验的目的和要求，我们可以：(1)设计实验方案；正确选择实验设备；掌握控制实验条件的方法；预测或描述实验现象，分析或处理实验数据，得出合理结论；评估或改进实验方案。4.上述知识和技能的综合应用。1.制剂综合实验方案的设计与评价2017年第一卷T27；2017年第三卷T27；2016年第一卷T26(2)；2016年第二卷T28；2016年第三卷T26；2015年第一卷T10；

2、第一卷T26，20151.实验探究发现并提出具有探究价值的化学问题，能根据探究目的设计和优化实验方案，完成实验操作，并能处理观察记录的实验信息，得出结论。2.创新精神可以与同学交流实验探究的结果，提出进一步探究或改进实验的想法；能够尊重事实和证据，不迷信权威，具有独立思考的创新精神，敢于质疑和批评。3.证据推理可以对物质的性质和变化提出可能的假设；根据证据进行分析和推理，并设计实验来证实或伪造假设。2.探究式综合实验方案的设计与评价2017年第一卷T26；2017年第二卷T26、T28；2017年第三卷T26；2016年第二卷T283核心知识提炼33(对应于学生手册的第74页)细化1个实验方案

3、设计1.实验方案设计的基本思路2.实验方案设计的四个要求精化2实验方案评估1.一般思维过程2.注意五个方面的分析3.关注三个角度提炼3个自然探究实验1.实验设计理念研究材料结构特征提出合理假设设计实验方案(定性分析、定量分析)得出结论2.基本链接(1)发现问题：在学习和实验过程中值得探索的问题和异常现象。(2)提出猜想：根据已有的知识，提出解决问题的几种可能情况。(3)设计验证方案：根据猜想和实验条件，设计科学、合理、安全的实验方案，验证各种猜想。(4)实践性实验：是按照实验方案逐步选择仪器、组装仪器、操作实验的过程。(5)观察现象分析数据并得出结论：仔细全面地观察实验中的现象并及时记录所得数

4、据，然后进行推理分析和数据分析，通过比较和归纳得出结论。提炼4个自然验证实验1.实验方案的设计思想2.成分测定中常用的定量方法(1)沉淀法(2)测量气体体积法(3)气体质量测量方法(4)滴定(酸碱中和滴定、沉淀滴定和氧化还原反应滴定)3 命题研究的热点3533命题热点1:制备综合实验方案的设计与评价(对应于学生手册的第75页)沿着高考方向练习1.亚硝酰氯(NOCl，熔点：-64.5，沸点：-5.5)为黄色气体，遇水易水解。它可用于合成洗涤剂、催化剂和中间体。氯和一氧化氮可以在实验室常温常压下合成。TutorialNo。(1)a组学生计划制备原料气NO和Cl2，制备装置如图所示：要制备纯净干燥的

5、气体，请补充下表中缺少的药物。设备一设备在烧瓶里在分离漏斗中制备纯Cl2二氧化锰_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _准备纯一氧化氮铜_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _(2)乙组学生_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ .设备七的功能是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _

6、 _ _ _ _ _。尾气被第八单元吸收时，NOCl反应的化学方程式如下_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ .(3)丙组学生查阅资料，发现王水是浓硝酸和浓盐酸的混合酸。在一定条

7、件下，混合酸可以生成亚硝酰氯和氯气，该反应的化学方程式为_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _。_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ .分析 (1)实验室通常使用浓盐酸和二氧化锰来混合和加热氯气。由于盐酸易挥发，氯化氢气体混入氯气需要用饱和盐水去除，最后纯Cl2可以通过用浓硫酸干燥获得；铜与稀硝酸反应产生一氧化氮气体。由于装置中混合的氧气与一氧化氮反应生成少量的二氧化氮，因此需要用水去除二氧化氮，然

8、后用浓硫酸将其干燥，得到相对纯净的一氧化氮(2) (1)亚硝酰氯熔点和沸点低，易液化，遇水易水解，因此有必要保持装置干燥和反应混合气干燥，同时有必要考虑Cl2和NO尾气对环境的污染，有必要用氢氧化钠溶液吸收尾气，因此装置连接顺序为aef(或F E) C B D装置和不仅可以进一步干燥NO和Cl2，还可以通过观察气泡来调节气体流量，控制NO和Cl2的比例。亚硝酰氯遇水易水解，装置的作用是防止装置中的水蒸气进入反应器。装置中的氢氧化钠溶液能吸收一氧化氮、二氧化氯和二氧化氯，二氧化氯和氢氧化钠溶液的化学反应方程式为二氧化氯氢氧化钠=氯化钠纳H2O。(3)浓硝酸在一定条件下与浓盐酸反应生成亚硝酰氯和氯

9、气，反应的化学方程式为硝酸(浓)+3HCl(浓)=noclCl22H2O。回答 (1)浓盐酸饱和盐水稀硝酸水(2)ef(或fe)cbd通过观察气泡来调节气体流量防止水蒸气进入反应器NOCl+2NaOH=NaCl+NaNO2+H2O(3)硝酸(富)+3HCl(富)=noclCl22h2o2.氯化铝是一种共价化合物，熔点和沸点低，升华，易潮解，遇水放热产生白烟。TutorialNo。请回答以下问题：(1)a组学生根据图1所示的装置通过实验制备三氯化铝固体。将浓硫酸滴入装置b后的反应为2NaCl+H2SO4(浓)2 HClNa2SO 4。装置c中所含的试剂是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _

10、 _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _设备f的功能是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _。安装仪器后，需要进行以下操作：将浓硫酸滴入装置B；点亮乙处的酒精灯；点亮d处的酒精灯。这三个操作的正确顺序

11、是_ _ _ _ _ _ _ _(填写序列号)。(2)b组学生认为a组学生的设备设计存在不安全因素，因此b组学生对a组学生设计的设备d和e进行了改进(如图2所示)，设备e已改为带支管的烧瓶。烧瓶的名称是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ .

12、(3)设计实验证明：三氯化铝能水解：_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _。三氯化铝是一种共价化合物：_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _。【解析】(1)制备的三氯化铝易潮解，因此装置c中应含有浓硫酸以干燥氯化氢气体；由铝和氯化氢的反应物可知，装置D中的反应是2al 6hc 1(g)2al cl 3 3 H2。设备e可以收集制备的三氯化铝，因此设备f可以防止空气中的水蒸气进入设备以水解和劣化收集的三氯化铝。首先滴加浓硫酸，将浓硫酸与氯化钠混合，加热反应，使反应产生的氯化

13、氢气体排出整个装置中的空气和水蒸气，然后点燃装置d处的酒精灯。(2)根据提示，仪器为蒸馏瓶；A组学生装置中连接D和E的导管太细，容易堵塞，所以B组学生直接将D装置的玻璃管插入E装置，较粗的D玻璃管可以防止冷凝的三氯化铝堵塞管道。(3)(1 3)三氯化铝水解后呈酸性，可用酸碱度试纸检测。共价化合物在熔融状态下不导电。【答案】(1)浓硫酸2al 6hcl (g) 2alcl3 3h2防止空气中的水蒸气进入装置E (2)蒸馏瓶防止冷凝的三氯化铝堵塞d和E之间的空气导管(3)取少量三氯化铝溶液，用酸碱度试纸测量其酸碱度，并在熔融状态下在pH7 进行电导率实验。提高热门话题培训的能力(见特殊限时训练的T

14、6、T7、T8)命题热点2探究性综合实验方案的设计与评价(对应于学生手册的第76页)沿着高考方向练习1.(宝鸡第一模型，2017)探索性实验组学生将抛光镁条放入滴有酚酞的饱和碳酸氢钠溶液中，发现反应迅速，产生大量气泡和白色不溶物，溶液的浅红色加深。这组学生探索并测定了白色不溶物的成分。一、提出假设：(1)同学a:可能只有碳酸镁；乙：可能只是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _；同学丙：可能是圣诞节。(2)在探索沉淀物的成分之前，沉淀物必须过滤、洗涤并在低温下干燥。洗涤沉淀物的操作方法是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _。_ _ _ _ _ _ _

15、_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ .定性实验：(3)在试管中取一点沉淀物。当加入稀盐酸时，固体溶解并产生大量气泡，因此_ _ _ _ _ _ _ _(填写“A”、“B”或“C”)学生做出了错误的假设。.定量实验研究：取一定量的干沉淀物样品，用以下装置(未显示一些固定的夹紧装置)测量其成分，并通过比较实验前后各装置的质量变化来分析沉淀物成分。结论是同学C的假设是正确的。请回答以下问题：(4)实验中合理的连接顺序为：E_ _ _ _ _ _

16、_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _-GH(每台设备只使用一次)(5)实验一段时间后，当装置B中的_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _(填写实验现象)表明固体已完全分解时，停止加热；在f位置打开活塞并缓慢引入空气几分钟的目的是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _

17、 _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ .(6)教师认为需要在上述实验装置的末端连接一个D装置。如果没有该装置，X: Y的测量值将为_ _ _ _ _ _ _ _ _(选择“太大”、“太小”或“无影响”)。(7)改进实验后，如果装置B质量增加m g，装置D质量增加n g，则x y=_ _ _ _ _ _。(用包含m和n的代数表达式表示)【分析】(1)根据学生甲和学生丙的假设，可以知道学生

18、乙的假设是：可能只有氢氧化镁。(2)洗涤沉淀物的操作方法是：向过滤器中加入蒸馏水浸泡沉淀物，待水自然流下后，重复操作2 3次。(3)当加入稀盐酸时，固体溶解，产生大量气泡，其中必须含有碳酸镁。因此，第二个s的假设几分钟的目的是从设备中排出CO2和水蒸气。(6)需要在末端连接一个D装置，以防止空气中的水蒸气和CO2进入D。没有该装置，测量的CO2质量太大，MgCO3质量太大，xy值太大。(7)根据MgCO3CO2和mg (oh) 2 H2O，xy=n(CO2)n(H2O)=11。答案 (1)氢氧化镁(2)向过滤器中加入蒸馏水，直至其浸入并沉淀。水自然流下后，重复操作2 3次。(3) B (4)fabdc或fbadc (5)无气泡排放装置中的CO2和水蒸气吸收空气中的CO2和水蒸气。(6)引入空气中的CO2和水蒸气的量太大(7)2.(2017郑州第三模式，河南省)数据显示，O2的氧化性随着溶液酸碱度的增加而逐渐减弱。在室温下，一个研究小组通过使用如下所示的装置探索了在不同条件下碘化钾和O2之间的反应。实验记录如下。设备序列号烧杯中的液体5分钟后出现现象2ml 1mo