【三维设计】高三化学二轮三轮总复习 重点突破专题五 第三讲 化学实验方案的设计与评价课件.ppt

1 根据实验现象 观察 记录 分析或处理数据 得出正确结论 2 根据实验试题要求 设计或评价实验方案 3 以上各部分知识与技能的综合应用 1 实验室需要制备的气体有 o2 h2 nh3 co2 cl2 so2 1 用化学方程式表示出下列气体的制备原理 o2 h2 nh3 co2 cl2 so2 zn h2so4 znso4 h2 caco3 2hcl cacl2 h2o co2 na2so3 h2so4 na2so4 h2o so2 2 根据下列气体发生装置 选出上述对应的气体 能用a装置制取的气体为 能用b装置制取的气体为 能用c装置制取的气体为 能用d装置制取的气体为 3 上述气体中能用排水法收集的是 能用向下排空气法收集的是 4 上述气体中能用浓h2so4干燥的是 能用碱石灰干燥的是 2 设计实验证明酸性 ch3cooh h2co3 h2sio3 提示 利用反应 2ch3cooh na2co3 2ch3coona h2o co2 na2sio3 h2o co2 na2co3 h2sio3 即向na2co3溶液中加入醋酸 有产生 证明醋酸酸性强于碳酸 将通入na2sio3溶液有白色沉淀生成 证明碳酸的酸性强于硅酸 大量气泡 co2 co2气体 用 或 判断下列高考选项的正误 1 2010 北京高考t9 b 用品红溶液验证铜与浓硫酸反应的生成物是so2 2 2010 全国卷 t7 d 将nh3通入热的cuso4溶液中能使cu2 还原成cu 3 2010 天津高考t5 d 用浓盐酸酸化的kmno4溶液与h2o2反应 证明h2o2具有还原性 4 2010 上海高考t8 d 用饱和碳酸钠溶液除去二氧化碳中的氯化氢 5 2010 上海高考t14 a 测定硫酸铜晶体中结晶水含量时 灼烧至固体发黑 测定值小于理论值 6 2009 重庆高考t9 b na的金属活动性比mg强 故可用na与mgcl2溶液反应制mg 一 化学实验方案的设计1 设计思路 2 实验设计的原则 1 科学性 2 安全性 3 可行性 4 简约性 3 实验设计的方法 1 明确实验目的 原理 2 选择合适的仪器和药品 3 设计装置步骤 4 记录实验现象和数据 5 分析得出结论 4 化学实验方案设计中的 六防 1 防倒吸 易溶于水的气体经导管进入水溶液采取防倒吸措施 2 防泄漏 主要防止实验过程中的气体或液体泄漏 3 防暴沸 可使用碎瓷片 沸石 来防液体暴沸 4 防堵塞 用kmno4粉末制o2时可使用一团棉花来防止导管堵塞 5 防挥发 用密封 液封 冷凝回流等措施来防止挥发 6 防爆炸 可燃性气体在点燃之前一定要验纯 以防爆炸 5 实验方案设计时的几个操作 1 实验装置的组合顺序一般为 气体发生 除杂质 干燥 主体实验 尾气处理 2 接口的连接顺序 总体上遵循装置的排列顺序 但对于吸收装置应 长 进 短 出 或 深 入 浅 出 量气装置应 短 进 长 出 洗气装置应 长 进 短 出 干燥管应 粗 进 细 出 3 实验操作顺序气体发生一般按 装置选择与连接 气密性检验 装固体药品 加液体药品 开始实验 按程序 拆卸仪器 其他处理等 4 加热操作注意事项主体实验加热前一般应先用原料气赶走空气后再点燃酒精灯 其目的一是防止爆炸 如h2还原cuo co还原fe2o3 二是保证产品纯度 如制备mg3n2 cucl2等 反应结束时 应先熄灭酒精灯 继续通原料气直到冷却为止 5 尾气处理 有毒气体常采用溶液 或固体 吸收或将之点燃 无毒气体直接排放 有气体参加的实验是中学化学实验的重要内容 其设计思路一般为气体的发生 除杂 干燥 性质实验 尾气处理 二 实验方案的评价对给出的实验方案作出选择 评价或找出最佳方案 包含的知识点很多 能考查学生分析问题和解决问题的能力 1 选择包括仪器的选择 药品的选择 连接方式的选择等 仪器的选择包括发生装置 几种基本类型 净化装置 除杂质的试剂和顺序 反应装置 收集装置 尾气处理装置等 药品的选择 包括种类 浓度 物质的聚集状态等 连接方式的选择 包括仪器的先后顺序 导管接口的连接顺序等 2 评价对几个实验方案的正确与错误 严密与不严密 准确与不准确作出判断 要考虑是否合理 有无干扰现象 经济上是否合算和对环境有无污染等 3 最佳方案的选择所谓最佳 是指装置最简单 药品容易取得并且价格低廉 实验现象明显 无干扰物质以及无污染等 评价一个实验方案的优劣从以下几个方面入手 实验方法和操作程序是否科学合理 实验方案是否切实可行 实验步骤是否简单易行 实验现象是否明显 实验数据的获得是否准确 实验过程中安全及环保问题是否得以妥善解决 2010 崇文模拟 高锰酸钾是锰的重要化合物和常用的氧化剂 工业上以软锰矿 主要成分是mno2 为原料制备高锰酸钾晶体 请回答下列问题 1 通常高锰酸钾保存在棕色试剂瓶中 下列试剂不需要用棕色试剂瓶保存的是 填字母代号 a 浓硝酸b 氯水c 烧碱溶液 2 kmno4稀溶液是一种常用的消毒剂 其消毒机理与下列物质不同的是 填字母代号 a 84消毒液 主要成分是naclo b 75 酒精c 臭氧d 双氧水 3 写出mno2催化h2o2溶液制氧气的化学方程式 4 在用软锰矿制备高锰酸钾的生产中需要纯净的co2气体 若实验室要制备纯净的co2 从下列给出的试剂中最好选择 填字母代号 a 石灰石b 浓盐酸c 稀硫酸d 纯碱 与上述所选试剂对应的气体发生装置是 填字母代号 思路点拨 4 由于浓盐酸有挥发性 用它制备的二氧化碳气体中混有氯化氢气体 故宜用稀硫酸 又由于稀硫酸与石灰石反应时生成的硫酸钙会覆盖在石灰石表面 使反应不能继续进行下去 故不用石灰石 因而选纯碱与稀硫酸 纯碱与稀硫酸反应不需要加热 a b装置不适合 又由于纯碱易溶于水 故也不用d装置 即选用c装置 利用本题 4 中装置c能制取中学化学中哪些常见气体 提示 用本题 4 中的装置c可制取的气体有 1 co2 caco3 稀盐酸 2 h2 zn 稀硫酸 3 o2 h2o2 mno2 na2o2 h2o 4 nh3 浓氨水 生石灰 5 so2 na2so3 h2so4 6 cl2 kmno4 浓盐酸 7 h2s fes 稀h2so4 或稀盐酸 8 c2h2 cac2 饱和食盐水 9 no cu 稀hno3 10 no2 cu 浓hno3 2010 重庆高考 某兴趣小组用下图装置探究氨的催化氧化 1 氨催化氧化的化学方程式为 2 加热玻璃管2一段时间后 挤压1中打气球鼓入空气 观察到2中物质呈红热状态 停止加热后仍能保持红热 该反应是 反应 填 吸热 或 放热 3 为保证在装置4中仅观察到红棕色气体 装置3应装入 若取消3 在4中仅观察到大量白烟 原因是 4 为实现氨催化氧化 也可用装置5替换装置 填装置代号 化合物x为 只写一种 na2o2的作用是 思路点拨 解析 1 氨在催化剂和加热的条件下与o2反应生成no和h2o 2 玻璃管2中发生的是氨的催化氧化反应 停止加热仍保持红热 说明该反应不需要加热也能进行 故为放热反应 3 氨气的催化氧化有水生成 氨气从氨水中逸出时也可以带出水 故装置3需要对no气体进行干燥 防止no与氧气反应生成的no2溶解在其中生成硝酸 硝酸与逸出的氨气反应会生成硝酸铵 白烟 4 装置5为制备混合反应气体 氨气和氧气 的装置 2010 北京高考 用右图所示实验装置 夹持仪器已略去 探究铜丝与过量浓硫酸的反应 下列实验不合理的是 a 上下移动 中铜丝可控制so2的量b 中选用品红溶液验证so2的生成c 中选用naoh溶液吸收多余的so2d 为确认cuso4生成 向 中加水 观察颜色 解析 上下移动铜丝可以控制铜与浓硫酸的接触面积的大小 从而可以控制反应生成so2的量 a项正确 so2可使品红溶液褪色 因此b项正确 so2有毒 能与naoh溶液反应 因此c项正确 铜与浓硫酸反应后 中溶液显蓝色即可证明有cuso4生成 无需向其中加水 d项错误 答案 d 1 实验设计所含的主要内容观察现象 根据物质的性质提出假设 寻求能够证明或检验假设的方法 根据设想的方法选择适当的实验仪器和药品 设计恰当的实验步骤 实施实验 观察记录实验现象 数据 验证实验结果是否符合实验预期 假设 2 解答实验设计题的策略 1 确定实验方案要根据实验原理 实验原理是解答设计性实验题和评价实验方案的核心 是进行设计实验的依据和起点 实验原理一般可从题给的化学情境 并结合元素化合物 化学基本原理等有关知识获取 2 解析设计要求 调控实验条件 合理选择仪器 拟定实验步骤 得出正确结论 3 解答实验设计题的注意事项题目有无特殊要求 题给的药品 装置的数量 注意实验过程中的安全性操作 会画简单的实验装置图 注意药品的规格 要防倒吸 防爆炸 防燃烧 防暴沸 防氧化 防吸水 冷凝 冷却 水浴加热时采取相应措施 同一仪器在不同位置的相应作用等 n2在化工生产 农业 医疗 航天航空等诸多领域用途广泛 某化学兴趣小组为探究在实验室制备较纯净的n2 进行了认真的准备 请你参与交流与讨论 查阅资料 n2的制法有下列三种方案 方案1 加热条件下 以nh3还原cuo可制得n2 同时获得活性铜粉 方案2 加热nano2和nh4cl的浓溶液制得n2 方案3 将空气缓缓通过灼热的铜粉获得较纯的n2 实验准备 用实验室常见仪器 药品 等设计的部分装置如图所示 有的夹持装置和加热仪器未画出 分析交流 1 若按方案1制得干燥 纯净的n2 且需要的nh3以生石灰和浓氨水作原料制取 整套制气装置按气流从左到右的连接顺序是 填写序号 下同 获得n2的反应原理是 写化学方程式 2 若以排水法收集n2 其中会混入水蒸气 但也不宜用排空气法 其原因是 你提出的收集方法是 3 若以方案2制得n2 应选择的发生装置是 为保证实验顺利进行 操作时应 请至少填写两点 4 上述三个方案中 制得的n2纯度最差的是 在对n2纯度要求不严格的情况下 有人建议将方案1和方案3结合使用 你认为其优越性在于 2 由于n2的相对分子质量为28 与空气的平均相对分子质量 29 非常接近 所以不宜用排空气法收集 可以用气囊或塑料袋等直接收集 3 方案2中 制备n2需要加热 所以应选择装置a来制备n2