高考化學(xué)大一輪復(fù)習(xí) 第42講 化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)與評價 考點(diǎn)1 化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案的評價優(yōu)選課件

化學(xué)實(shí)驗(yàn)第第 十十 章章第第4242講化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)與評價講化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)與評價考綱要求考綱要求考情分析考情分析命題趨勢命題趨勢1.能設(shè)計(jì)、評價或改進(jìn)能設(shè)計(jì)、評價或改進(jìn)實(shí)驗(yàn)方案。實(shí)驗(yàn)方案。2.掌握控制實(shí)驗(yàn)條件的掌握控制實(shí)驗(yàn)條件的方法。方法。3.預(yù)測或描述實(shí)驗(yàn)現(xiàn)預(yù)測或描述實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，分析或處理實(shí)驗(yàn)象，分析或處理實(shí)驗(yàn)數(shù) 據(jù) ， 得 出 合 理 結(jié)數(shù) 據(jù) ， 得 出 合 理 結(jié)論。論。4.以上各部分知識與技以上各部分知識與技能的綜合應(yīng)用。能的綜合應(yīng)用。2017，全國卷，全國卷，26T2017，江蘇卷，江蘇卷，19T2016，全國卷甲，全國卷甲，13T2016，全國卷乙，全國卷乙，26T2016，全國卷丙，全國卷丙，26T2016，海南卷，海南卷，7T2016，江蘇卷，江蘇卷，19T高考對本部分的考查：一是保持對高考對本部分的考查：一是保持對傳統(tǒng)知識的考查；二是結(jié)合題目中傳統(tǒng)知識的考查；二是結(jié)合題目中信息對實(shí)驗(yàn)過程進(jìn)行分析；三是對信息對實(shí)驗(yàn)過程進(jìn)行分析；三是對教材實(shí)驗(yàn)進(jìn)行重新設(shè)計(jì)或改進(jìn)創(chuàng)新教材實(shí)驗(yàn)進(jìn)行重新設(shè)計(jì)或改進(jìn)創(chuàng)新(在實(shí)驗(yàn)方案或原理設(shè)計(jì)上創(chuàng)新在實(shí)驗(yàn)方案或原理設(shè)計(jì)上創(chuàng)新)。題型仍將以選擇題和綜合實(shí)驗(yàn)題為題型仍將以選擇題和綜合實(shí)驗(yàn)題為主。預(yù)計(jì)主。預(yù)計(jì)2019年高考將會以元素及年高考將會以元素及其化合物和典型有機(jī)物的性質(zhì)為基其化合物和典型有機(jī)物的性質(zhì)為基礎(chǔ)，依托新的信息背景進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)礎(chǔ)，依托新的信息背景進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和方案的評價進(jìn)行考查。計(jì)和方案的評價進(jìn)行考查。分值：分值：38分分欄目導(dǎo)航板板 塊塊 一一板板 塊塊 二二板板 塊塊 三三板板 塊塊 四四 1化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)的五項(xiàng)基本原則考點(diǎn)一化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)考點(diǎn)一化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì) 2化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)的基本思路 根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮驮砑八x用的藥品和儀器，設(shè)計(jì)合理的裝置，并且從幾種方案中分析選擇出最佳方案。 3化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)步驟 (1)明確目的，弄清原理 (2)選擇實(shí)驗(yàn)用品 (3)實(shí)施實(shí)驗(yàn)操作注意嚴(yán)謹(jǐn)性、邏輯性、規(guī)范性、安全性 (4)記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、數(shù)據(jù)全面而準(zhǔn)確 (5)分析、歸納得出結(jié)論 4化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)的注意事項(xiàng) (1)實(shí)驗(yàn)操作順序 裝置選擇與連接氣密性檢查加固體藥品加液體藥品開始實(shí)驗(yàn)(按程序)拆卸儀器其他處理等。 (2)加熱操作先后順序的選擇 若氣體制備實(shí)驗(yàn)需加熱，應(yīng)先加熱氣體發(fā)生裝置，通入氣體排出裝置中的空氣后，再給實(shí)驗(yàn)中需要加熱的物質(zhì)加熱。目的是：防止爆炸(如氫氣還原氧化銅)；保證產(chǎn)品純度，防止反應(yīng)物或生成物與空氣中的物質(zhì)反應(yīng)。熄滅酒精燈的順序則相反。 (3)實(shí)驗(yàn)中試劑或產(chǎn)物防止變質(zhì)或損失 (4)選用儀器及連接順序 (5)儀器藥品的準(zhǔn)確描述 實(shí)驗(yàn)中所用試劑名稱：如無水硫酸銅(CuSO4)，硫酸銅溶液，酸性高錳酸鉀溶液，澄清石灰水，飽和碳酸氫鈉溶液等。 儀器名稱：如坩堝、研缽、100 mL容量瓶等。 1某化學(xué)活動小組設(shè)計(jì)如圖所示(部分夾持裝置已略去)實(shí)驗(yàn)裝置，以探究潮濕的Cl2與干燥Na2CO3反應(yīng)得到的固體物質(zhì)。 (1)已知：通入一定量的氯氣后，測得D中只有一種常溫下為黃紅色的氣體，其為含氯氧化物。可以確定的是C中含有的氯鹽只有一種，且含有NaHCO3，現(xiàn)對C中成分進(jìn)行猜想和探究。 提出合理假設(shè)。 假設(shè)一：存在兩種成分，即NaHCO3和_； 假設(shè)二：存在三種成分，即NaHCO3和_、_。NaCl NaCl Na2CO3 設(shè)計(jì)方案，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。請寫出實(shí)驗(yàn)步驟以及預(yù)期現(xiàn)象和結(jié)論(可不填滿)。 限選實(shí)驗(yàn)試劑和儀器：蒸餾水、稀硝酸、BaCl2溶液、澄清石灰水、AgNO3溶液、試管、小燒杯。實(shí)驗(yàn)步驟實(shí)驗(yàn)步驟預(yù)期現(xiàn)象和結(jié)論預(yù)期現(xiàn)象和結(jié)論步驟步驟1：取：取C中的少量固體樣品于試管中，滴加足量蒸餾水至固中的少量固體樣品于試管中，滴加足量蒸餾水至固體溶解，然后將所得溶液分別置于體溶解，然后將所得溶液分別置于A、B試管中試管中 (2)已知C中有0.1 mol Cl2參加反應(yīng)。若假設(shè)一成立，可推知C中反應(yīng)的化學(xué)方程式為_。實(shí)驗(yàn)步驟實(shí)驗(yàn)步驟預(yù)期現(xiàn)象和結(jié)論預(yù)期現(xiàn)象和結(jié)論步驟步驟2：_步驟步驟3：_ _向向A試管中滴加試管中滴加BaCl2溶液溶液 a若無明顯現(xiàn)象，則證明固體中不含若無明顯現(xiàn)象，則證明固體中不含Na2CO3；b.若溶液變渾濁，則證明固體若溶液變渾濁，則證明固體中含中含Na2CO3 向向B試管中滴加過量的稀硝酸，試管中滴加過量的稀硝酸， 再滴加再滴加AgNO3溶液溶液 若溶液變渾濁，則證明固體中含有若溶液變渾濁，則證明固體中含有NaCl 2Cl2H2O2Na2CO3=2NaHCO32NaClCl2O 解析 (1)在裝置C中通入一定量的氯氣后，測得D中只有一種常溫下為黃紅色的氣體(含氯氧化物)。C中含氯元素的鹽只有一種，且含有NaHCO3。假設(shè)存在兩種成分，為NaHCO3和NaCl；假設(shè)存在三種成分，應(yīng)還有未完全反應(yīng)的Na2CO3，即NaHCO3、NaCl和Na2CO3。步驟2中向A試管中滴加適量BaCl2溶液，檢驗(yàn)產(chǎn)物中是否有Na2CO3。步驟3應(yīng)是檢驗(yàn)氯離子，應(yīng)向B試管中滴加過量的稀硝酸，再滴加AgNO3溶液，若溶液變渾濁，則證明固體中含有NaCl。(2)C中有0.1 mol Cl2參加反應(yīng)，裝置C中通入一定量的氯氣后，測得D中只有一種常溫下為黃紅色的氣體，若假設(shè)一成立，反應(yīng)為Cl2Na2CO3NaHCO3NaClX，依據(jù)氧化還原反應(yīng)中得失電子守恒計(jì)算判斷氯元素化合價為1價，進(jìn)而可推知C中反應(yīng)生成的含氯氧化物為Cl2O；反應(yīng)的化學(xué)方程式為2Cl2H2O2Na2CO3=2NaHCO32NaClCl2O。 1巧審題，明確實(shí)驗(yàn)的目的和原理。實(shí)驗(yàn)原理遵循可靠性、簡捷性、安全性的原則，確定符合實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、要求的方案?2想過程，理清實(shí)驗(yàn)操作的先后順序。根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理所確定的實(shí)驗(yàn)方案中的實(shí)驗(yàn)過程，確定實(shí)驗(yàn)操作的方法和步驟，把握各步實(shí)驗(yàn)操作的要點(diǎn)，理清實(shí)驗(yàn)操作的先后順序。綜合實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題的解題思路綜合實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題的解題思路 3看準(zhǔn)圖，分析各項(xiàng)實(shí)驗(yàn)裝置的作用。認(rèn)真細(xì)致地分析圖中所示的各項(xiàng)裝置，并結(jié)合實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮驮?，確定它們在該實(shí)驗(yàn)中的作用。 4細(xì)分析，得出正確的實(shí)驗(yàn)結(jié)論。在分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象(或數(shù)據(jù))的過程中，要善于找出影響實(shí)驗(yàn)成敗的關(guān)鍵以及產(chǎn)生誤差的原因，或從有關(guān)數(shù)據(jù)中歸納出定量公式，繪制變化曲線等。 例1某化學(xué)興趣小組制取氯酸鉀和氯水并進(jìn)行有關(guān)探究實(shí)驗(yàn)。 實(shí)驗(yàn)測定飽和氯水中氯元素的總量 (1)該小組設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方案：使用如圖裝置，加熱15.0 mL飽和氯水試樣，測定產(chǎn)生氣體的體積。此方案不可行的主要原因是_ _(不考慮實(shí)驗(yàn)裝置及操作失誤導(dǎo)致不可行的原因)。因存在因存在Cl2的重新溶解、的重新溶解、HClO分解分解 等，此方案無法測算試樣含氯總量等，此方案無法測算試樣含氯總量(或其他合理答案或其他合理答案) (2)根據(jù)下列資料，為該小組設(shè)計(jì)一個可行的實(shí)驗(yàn)方案(不必描述操作過程的細(xì)節(jié))：_ _。 資料：.次氯酸會破壞酸堿指示劑； .次氯酸或氯氣可被SO2、H2O2、FeCl2等物質(zhì)還原成Cl。 解析 (2)為測定飽和氯水中氯元素的含量，依據(jù)原子守恒，結(jié)合資料可知，可用足量的H2O2溶液將一定量的氯水中的氯氣、次氯酸還原為Cl，然后再加入足量AgNO3溶液，然后對生成的沉淀(AgCl)進(jìn)行過濾、洗滌、干燥、稱重，計(jì)算得到氯離子的物質(zhì)的量，從而達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康?。量取一定量的試樣，加入足量的量取一定量的試樣，加入足量的H2O2溶液，加熱除去過量的溶液，加熱除去過量的H2O2，冷卻，再，冷卻，再 加入足量的硝酸銀溶液，稱量沉淀質(zhì)量加入足量的硝酸銀溶液，稱量沉淀質(zhì)量(或其他合理答案或其他合理答案) 例1草酸(乙二酸)存在于自然界的植物中，其K15.4102，K25.4105。草酸的鈉鹽和鉀鹽易溶于水，而其鈣鹽難溶于水。草酸晶體(H2C2O42H2O)無色，熔點(diǎn)為101 ，易溶于水，受熱脫水、升華，170 以上分解。 回答下列問題： (1)甲組同學(xué)按照如圖所示的裝置，通過實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)草酸晶體的分解產(chǎn)物。裝置C中可觀察到的現(xiàn)象是_，由此可知草酸晶體分解的產(chǎn)物中有_。裝置B的主要作用是_。 (2)乙組同學(xué)認(rèn)為草酸晶體分解產(chǎn)物中還有CO，為進(jìn)行驗(yàn)證，選用甲組實(shí)驗(yàn)中的裝置A、B和下圖所示的部分裝置(可以重復(fù)選用)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。 乙組同學(xué)的實(shí)驗(yàn)裝置中，依次連接的合理順序?yàn)锳、B、_。裝置H反應(yīng)管中盛有的物質(zhì)是_。 能證明草酸晶體分解產(chǎn)物中有CO的現(xiàn)象是_。 (3)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明： 草酸的酸性比碳酸的強(qiáng)：_。 草酸為二元酸：_。 答題送檢答題送檢 來自閱卷名師報告來自閱卷名師報告錯誤錯誤致錯原因致錯原因扣分扣分(3)對實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)的基本思路和設(shè)計(jì)步驟等不夠熟練，無從下手。要對實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)的基本思路和設(shè)計(jì)步驟等不夠熟練，無從下手。要證明草酸的酸性比碳酸強(qiáng)，可以考慮的方案主要有：證明草酸的酸性比碳酸強(qiáng)，可以考慮的方案主要有：(1)草酸與碳酸草酸與碳酸鹽鹽(或碳酸氫鹽或碳酸氫鹽)發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)；發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)；(2)測等物質(zhì)的量濃度的草酸與碳測等物質(zhì)的量濃度的草酸與碳酸溶液的酸溶液的pH，或稀釋等物質(zhì)的量濃度的兩種溶液相同倍數(shù)后，觀察，或稀釋等物質(zhì)的量濃度的兩種溶液相同倍數(shù)后，觀察pH的變化情況；的變化情況；(3)測相應(yīng)鹽溶液的酸堿性測相應(yīng)鹽溶液的酸堿性3 解析 (2)由題給實(shí)驗(yàn)儀器和藥品知，CO與裝置H中固體反應(yīng)，可推測裝置H中固體為CuO，CO還原氧化銅生成Cu和CO2氣體，然后把CO2通入到D中，結(jié)合裝置H和裝置D中的現(xiàn)象可判斷草酸晶體的分解產(chǎn)物中是否含有CO。檢驗(yàn)CO之前應(yīng)先除去CO中混有的CO2，連接順序?yàn)锳、B、F、D、G、H、D、I。 答案 (1)有氣泡逸出、澄清石灰水變渾濁CO2冷凝(水蒸氣、草酸等)，防止草酸進(jìn)入裝置C反應(yīng)生成沉淀，干擾CO2的檢驗(yàn) (2)F、D、G、H、D、ICuOH中黑色粉末變?yōu)榧t色，其后的D中澄清石灰水變渾濁 (3)向盛有少量NaHCO3的試管里滴加草酸溶液，有氣泡產(chǎn)生用NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定草酸溶液，消耗NaOH的物質(zhì)的量為草酸的2倍 1(2017全國卷)綠礬是含有一定量結(jié)晶水的硫酸亞鐵，在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中具有重要的用途。某化學(xué)興趣小組對綠礬的一些性質(zhì)進(jìn)行探究?；卮鹣铝袉栴}： (1)在試管中加入少量綠礬樣品，加水溶解，滴加KSCN溶液，溶液顏色無明顯變化。再向試管中通入空氣，溶液逐漸變紅。由此可知：_。樣品中沒有樣品中沒有Fe() Fe()易被氧氣氧化為易被氧氣氧化為Fe() (2)為測定綠礬中結(jié)晶水含量，將石英玻璃管(帶兩端開關(guān)K1和K2)(設(shè)為裝置A)稱重，記為m1 g。將樣品裝入石英玻璃管中，再次將裝置A稱重，記為m2 g。按下圖連接好裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。 儀器B的名稱是_。(球形球形)干燥管干燥管 將下列實(shí)驗(yàn)操作步驟正確排序_(填字母)；重復(fù)上述操作步驟，直至A恒重，記為m3 g。 a點(diǎn)燃酒精燈，加熱 b熄滅酒精燈 c關(guān)閉K1和K2 d打開K1和K2，緩緩?fù)ㄈ隢2 e稱量A f冷卻至室溫 根據(jù)實(shí)驗(yàn)記錄，計(jì)算綠礬化學(xué)式中結(jié)晶水?dāng)?shù)目x_(列式表示)。若實(shí)驗(yàn)時按a、d次序操作，則使x_(填“偏大”“偏小”或“無影響”)。dabfce 偏小偏小 (3)為探究硫酸亞鐵的分解產(chǎn)物，將(2)中已恒重的裝置A接入下圖所示的裝置中，打開K1和K2，緩緩?fù)ㄈ隢2，加熱。實(shí)驗(yàn)后反應(yīng)管中殘留固體為紅色粉末。 C、D中的溶液依次為_(填字母)。C、D中有氣泡冒出，并可觀察到的現(xiàn)象分別為_。 a品紅bNaOHcBaCl2dBa(NO3)2e濃H2SO4ca 生成白色沉淀、褪色生成白色沉淀、褪色 寫出硫酸亞鐵高溫分解反應(yīng)的化學(xué)方程式：_。