高中化学一轮复习 第五单元 第28讲 实验设计与评价课件.ppt

第28讲 实验设计与评价 考纲导视 考纲定位1 能根据实验试题要求 做到 1 设计 评价或改进实验方案 2 了解控制实验条件的方法 3 分析或处理实验数据 得出合理结论 4 绘制和识别典型的实验仪器装置图 2 以上各部分知识与技能的综合应用 考点一 化学实验方案的设计 知识梳理 1 实验设计遵循的原则和一般思路 1 实验设计遵循的原则 科学性 实验原理准确 实验流程合理 性 保护人身 保护环境 保护仪器 可行性 条件允许 效果明显 操作可行 性 做到步骤少 时间短 效果好等基本要求 安全 简约 2 实验设计的一般思路 理解实验目的 阐明实验原理 选择仪器药品 设计实验步骤 选择数据处理方法 形成设计方案 确定最佳方案 2 实验设计的步骤 3 实验设计的注意事项 1 六防 防 有气体生成或参与的装置都不可密闭 点燃或加热可燃性气体 H2 CO CH4 C2H4 C2H2等 前应先 防水解 制取在空气中易 的物质 如Al2S3 AlCl3 Mg3N2 FeCl3等 要在生成此物质的装置前后连接 装置 吸收水蒸气 防氧化 如H2还原CuO后要 先灭灯再停氢 白磷切割宜在水中进行 制备Fe OH 2要隔绝空气以及除去溶液中的溶解氧等 爆炸 验纯 水解 干燥 防干扰 如在设计多种离子的检验与鉴别或确定混合物组成的实验时 要防止离子间发生干扰 设计燃烧法测定有机物分子式时要防止空气中二氧化碳和水蒸气对实验结果造成干扰等 防倒吸 处理极 的气体时 要注意防倒吸 防挥发 低沸点液体反应物 在受热时易挥发 为减少 损耗 要添加冷凝回流装置 如冷凝管等 易溶于水 2 对于有气体发生或参与的实验要特别注意以下问题 仪器连接问题 按气体发生 除 净化 干燥 主体实验 处理的顺序连接好实验仪器 接口连接问题 如洗气时 进气管 出气管 量气时 进气管 出气管 干燥管除杂质时 大口 小口 在做有机物相关实验时 宜用磨口玻璃仪器连接而不能用橡皮管连接等 实验操作的顺序 连接各部分装置 检查 装 药品进行实验操作 拆卸实验装置 尾气 长 短 短 长 进 出 杂质 气密性 考点集训 例1 香烟烟雾中含有CO CO2 SO2 H2O等气体 用 无水CuSO4 澄清石灰水 红热CuO 生石灰 品红溶液 酸性高锰酸钾溶液等药品可将其一一检出 检测时香 烟烟雾通入药品的正确顺序是 A C B D 解析 为了防止其他溶液对水的检验产生干扰 首先用无水CuSO4检测水 然后用品红溶液检验SO2 再通入酸性高锰酸钾溶液除去SO2 然后通入澄清石灰水 检验CO2 通入生石灰 除去CO2和H2O 最后通入红热CuO 检验CO 故B项正确 答案 B 例2 拟用下图装置制取表中各选项对应的气体 图中铁架台 铁夹 加热及气体收集装置均已略去 必要时可以加热 a b c d表示相应仪器中加入的试剂 下述 方法中可以得到干燥 纯净气体的是 解析 A项制备乙烯必须使用温度计 B项氯气能与NaOH 溶液反应 C项氨气极易溶于水 答案 D 例3 2015年北京卷 在通风橱中进行下列实验 A 中气体由无色变红棕色的化学方程式为 2NO O2 2NO2B 中的现象说明Fe表面形成致密的氧化层 阻止Fe进一步反应C 对比 中现象 说明稀HNO3的氧化性强于浓HNO3D 针对 中现象 在Fe Cu之间连接电流计 可判断Fe是否被氧化 解析 是铁与稀硝酸反应生成无色气体NO NO被空气中的氧气氧化生成红棕色的NO2气体 故A正确 的现象是因为铁发生了钝化 Fe表面形成致密的氧化层 阻止Fe进一步反应 故B正确 实验 反应停止是因为铁发生了钝化 不能用来比较稀硝酸和浓硝酸的氧化性强弱 物质氧化性强弱只能通过比较物质得电子能力大小来分析 故C错误 中Fe Cu都能与硝酸反应 二者接触 符合原电池构成条件 要想验证铁是否发生氧化反应 可以连接电流计 故D正确 答案 C 例4 2015年新课标卷 草酸 乙二酸 存在于自然界的植物中 其K1 5 4 10 2 K2 5 4 10 5 草酸的钠盐和钾盐易溶于水 而其钙盐难溶于水 草酸晶体 H2C2O4 2H2O 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的产物中含有CO 为进行验证 选用甲组实验中的装置A B和如图所示的部分装置 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 3 设计实验证明 草酸的酸性比碳酸的强 草酸为二元酸 答案 1 有气泡冒出 澄清石灰水变浑浊 CO2 冷凝 水 蒸气和草酸 防止草酸进入装置C反应生成沉淀而干扰CO2的检验 2 F D G H D I CuO H中黑色粉末变为红色 装置F与G之间的D中澄清石灰水不变浑浊 装置H与I之间的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 的量是草酸的2倍 考点二 化学实验方案的评价 知识梳理 1 化学实验方案评价的依据 针对一个实验 可以设计出多种方案 对多个实验方案进行评价主要从以下几个方面着手 1 原理的科学性 对比分析实验方案的原理是否遵循已学 原理和 原理或者能否在题目已给信息中找到 化学 物理 2 方案的可行性 对比分析实验方案的操作步骤 现象 数据处理等 3 绿色化学 对比分析实验方案的药品成本 利用率和对 环境的友好程度 4 方案的安全性 对比分析实验方案本身和对人身 设备 仪器以及动植物的安全性 是否合理 简单 2 化学实验方案评价的基本思路 通过分析明确探索目的或物质的性质 将实验目的 物质的性质和实验操作步骤结合起来 判断运用这些步骤和装置 能否实现目的 答案 D 例6 2015年浙江卷 某同学采用硫铁矿焙烧取硫后的烧渣 主要成分为Fe2O3 SiO2 Al2O3 不考虑其他杂质 制备七水合硫酸亚铁 FeSO4 7H2O 设计了如下流程 A 溶解烧渣选用足量硫酸 试剂X选用铁粉B 固体1中一定含有SiO2 控制pH是为了使Al3 转化为Al OH 3 进入固体2C 从溶液2得到FeSO4 7H2O产品的过程中 须控制条件防止其氧化和分解D 若改变方案 在溶液1中直接加NaOH至过量 得到的沉淀用硫酸溶解 其溶液经结晶分离也可得到FeSO4 7H2O 解析 烧渣混合物中加入足量硫酸 Fe2O3 Al2O3与酸反应生成硫酸铁 硫酸铝 SiO2不反应 过滤 固体1为SiO2 在滤液中加入铁粉将Fe3 还原为Fe2 调节pH使Al3 完全生成Al OH 3沉淀 过滤 固体2为氢氧化铝 溶液2为硫酸亚铁 蒸发浓缩 冷却结晶 过滤 得到硫酸亚铁晶体 由流程分析可知 溶解烧渣选用足量硫酸 X为铁粉 D项中最终得到的是硫酸铁而不是硫酸亚铁 答案 D