资源描述
,化学实验,第 十 章,第42讲 化学实验方案的设计与评价,栏目导航,1化学实验方案设计的五项基本原则,考点一 化学实验方案的设计,2化学实验方案设计的基本思路 根据实验目的和原理及所选用的药品和仪器，设计合理的装置，并且从几种方案中分析选择出最佳方案。,3化学实验方案的设计步骤 (1)明确目的，弄清原理 (2)选择实验用品,(3)实施实验操作注意严谨性、逻辑性、规范性、安全性 (4)记录实验现象、数据全面而准确 (5)分析、归纳得出结论 4化学实验方案设计的注意事项 (1)实验操作顺序 装置选择与连接气密性检查加固体药品加液体药品开始实验(按程序)拆卸仪器其他处理等。,(2)加热操作先后顺序的选择 若气体制备实验需加热，应先加热气体发生装置，通入气体排出装置中的空气后，再给实验中需要加热的物质加热。目的是：防止爆炸(如氢气还原氧化铜)；保证产品纯度，防止反应物或生成物与空气中的物质反应。熄灭酒精灯的顺序则相反。 (3)实验中试剂或产物防止变质或损失,(4)选用仪器及连接顺序,(5)仪器药品的准确描述 实验中所用试剂名称：如无水硫酸铜(CuSO4)，硫酸铜溶液，酸性高锰酸钾溶液，澄清石灰水，饱和碳酸氢钠溶液等。 仪器名称：如坩埚、研钵、100 mL容量瓶等。,1某化学活动小组设计如图所示(部分夹持装置已略去)实验装置，以探究潮湿的Cl2与干燥Na2CO3反应得到的固体物质。,(1)已知：通入一定量的氯气后，测得D中只有一种常温下为黄红色的气体，其为含氯氧化物。可以确定的是C中含有的氯盐只有一种，且含有NaHCO3，现对C中成分进行猜想和探究。 提出合理假设。 假设一：存在两种成分，即NaHCO3和_； 假设二：存在三种成分，即NaHCO3和_、_。,NaCl,NaCl,Na2CO3,设计方案，进行实验。请写出实验步骤以及预期现象和结论(可不填满)。 限选实验试剂和仪器：蒸馏水、稀硝酸、BaCl2溶液、澄清石灰水、AgNO3溶液、试管、小烧杯。,(2)已知C中有0.1 mol Cl2参加反应。若假设一成立，可推知C中反应的化学方程式为_。,向A试管中滴加BaCl2溶液,a若无明显现象，则证明固体中不含Na2CO3；b.若溶液变浑浊，则证明固体中含Na2CO3,向B试管中滴加过量的稀硝酸，,再滴加AgNO3溶液,若溶液变浑浊，则证明固体中含有NaCl,2Cl2H2O2Na2CO3=2NaHCO32NaClCl2O,解析 (1)在装置C中通入一定量的氯气后，测得D中只有一种常温下为黄红色的气体(含氯氧化物)。C中含氯元素的盐只有一种，且含有NaHCO3。假设存在两种成分，为NaHCO3和NaCl；假设存在三种成分，应还有未完全反应的Na2CO3，即NaHCO3、NaCl和Na2CO3。步骤2中向A试管中滴加适量BaCl2溶液，检验产物中是否有Na2CO3。步骤3应是检验氯离子，应向B试管中滴加过量的稀硝酸，再滴加AgNO3溶液，若溶液变浑浊，则证明固体中含有NaCl。(2)C中有0.1 mol Cl2参加反应，装置C中通入一定量的氯气后，测得D中只有一种常温下为黄红色的气体，若假设一成立，反应为Cl2Na2CO3NaHCO3NaClX，依据氧化还原反应中得失电子守恒计算判断氯元素化合价为1价，进而可推知C中反应生成的含氯氧化物为Cl2O；反应的化学方程式为2Cl2H2O2Na2CO3=2NaHCO32NaClCl2O。,1巧审题，明确实验的目的和原理。实验原理遵循可靠性、简捷性、安全性的原则，确定符合实验目的、要求的方案。 2想过程，理清实验操作的先后顺序。根据实验原理所确定的实验方案中的实验过程，确定实验操作的方法和步骤，把握各步实验操作的要点，理清实验操作的先后顺序。,综合实验设计题的解题思路,3看准图，分析各项实验装置的作用。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，得出正确的实验结论。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。,例1某化学兴趣小组制取氯酸钾和氯水并进行有关探究实验。 实验 测定饱和氯水中氯元素的总量 (1)该小组设计的实验方案：使用如图装置，加热15.0 mL饱和氯水试样，测定产生气体的体积。此方案不可行的主要原因是_ _(不考虑实验装置及操作失误导致不可行的原因)。,因存在Cl2的重新溶解、HClO分解,等，此方案无法测算试样含氯总量(或其他合理答案),(2)根据下列资料，为该小组设计一个可行的实验方案(不必描述操作过程的细节)：_ _。 资料：.次氯酸会破坏酸碱指示剂； .次氯酸或氯气可被SO2、H2O2、FeCl2等物质还原成Cl。 解析 (2)为测定饱和氯水中氯元素的含量，依据原子守恒，结合资料可知，可用足量的H2O2溶液将一定量的氯水中的氯气、次氯酸还原为Cl，然后再加入足量AgNO3溶液，然后对生成的沉淀(AgCl)进行过滤、洗涤、干燥、称重，计算得到氯离子的物质的量，从而达到实验目的。,量取一定量的试样，加入足量的H2O2溶液，加热除去过量的H2O2，冷却，再,加入足量的硝酸银溶液，称量沉淀质量(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。草酸的钠盐和钾盐易溶于水，而其钙盐难溶于水。草酸晶体(H2C2O42H2O)无色，熔点为101 ，易溶于水，受热脱水、升华，170 以上分解。,回答下列问题： (1)甲组同学按照如图所示的装置，通过实验检验草酸晶体的分解产物。装置C中可观察到的现象是_，由此可知草酸晶体分解的产物中有_。装置B的主要作用是_。,(2)乙组同学认为草酸晶体分解产物中还有CO，为进行验证，选用甲组实验中的装置A、B和下图所示的部分装置(可以重复选用)进行实验。,乙组同学的实验装置中，依次连接的合理顺序为A、B、_。装置H反应管中盛有的物质是_。 能证明草酸晶体分解产物中有CO的现象是_。 (3)设计实验证明： 草酸的酸性比碳酸的强：_。 草酸为二元酸：_。,答题送检来自阅卷名师报告,解析 (2)由题给实验仪器和药品知，CO与装置H中固体反应，可推测装置H中固体为CuO，CO还原氧化铜生成Cu和CO2气体，然后把CO2通入到D中，结合装置H和装置D中的现象可判断草酸晶体的分解产物中是否含有CO。检验CO之前应先除去CO中混有的CO2，连接顺序为A、B、F、D、G、H、D、I。 答案 (1)有气泡逸出、澄清石灰水变浑浊 CO2 冷凝(水蒸气、草酸等)，防止草酸进入装置C反应生成沉淀，干扰CO2的检验 (2)F、D、G、H、D、I CuO H中黑色粉末变为红色，其后的D中澄清石灰水变浑浊 (3)向盛有少量NaHCO3的试管里滴加草酸溶液，有气泡产生 用NaOH标准溶液滴定草酸溶液，消耗NaOH的物质的量为草酸的2倍,1(2017全国卷)绿矾是含有一定量结晶水的硫酸亚铁，在工农业生产中具有重要的用途。某化学兴趣小组对绿矾的一些性质进行探究。回答下列问题： (1)在试管中加入少量绿矾样品，加水溶解，滴加KSCN溶液，溶液颜色无明显变化。再向试管中通入空气，溶液逐渐变红。由此可知：_。,样品中没有Fe() Fe()易被氧气氧化为Fe(),(2)为测定绿矾中结晶水含量，将石英玻璃管(带两端开关K1和K2)(设为装置A)称重，记为m1 g。将样品装入石英玻璃管中，再次将装置A称重，记为m2 g。按下图连接好装置进行实验。 仪器B的名称是_。,(球形)干燥管,将下列实验操作步骤正确排序_(填字母)；重复上述操作步骤，直至A恒重，记为m3 g。 a点燃酒精灯，加热 b熄灭酒精灯 c关闭K1和K2 d打开K1和K2，缓缓通入N2 e称量A f冷却至室温 根据实验记录，计算绿矾化学式中结晶水数目x_(列式表示)。若实验时按a、d次序操作，则使x_(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。,dabfce,偏小,(3)为探究硫酸亚铁的分解产物，将(2)中已恒重的装置A接入下图所示的装置中，打开K1和K2，缓缓通入N2，加热。实验后反应管中残留固体为红色粉末。 C、D中的溶液依次为_(填字母)。C、D中有气泡冒出，并可观察到的现象分别为_。 a品红 bNaOH cBaCl2 dBa(NO3)2 e浓H2SO4,ca,生成白色沉淀、褪色,写出硫酸亚铁高温分解反应的化学方程式：_。,
展开阅读全文