化学实验方案设计2ppt课件

1、化学实验方案设计二）化学实验设计应注意的问题1.供选用药品和装置是部分、刚好或有剩余。2题目条件有无特殊要求。如采用最简单、最合理的实验步骤。3实验过程中的隐蔽性操作，如必要的干燥、除杂、冷凝、静置、振荡、等不能忽略4、所需药品应准确描述，如粉末、固体、溶液、饱和、廓清、酸性、浓、稀、浓度值。仪器要注明规格。5. 防倒吸、防爆炸、防潮解、防氧化、防污染等设计一个实验，首先从设计一个实验，首先从 入手？入手？ A A实验目的实验目的 B. B. 实验原理实验原理 C. C. 实验步骤实验步骤 D. D. 实验装置实验装置综合实验方案设计的一般方法明确实验目的、要求构思实验方法、步骤选择实验仪器、

2、药品观察现象、记录数据分析、得出结论一性质实验方案设计要点熟悉各种性质的验证途径，提高发熟悉各种性质的验证途径，提高发散思维能力；散思维能力；重视基本操作要点及注意事项；重视基本操作要点及注意事项；注意整体设计的可操作性、有序性、注意整体设计的可操作性、有序性、严密性；严密性；注意文字表达。注意文字表达。 1、设计一个实验证、设计一个实验证明醋酸是明醋酸是 弱酸尽弱酸尽可能列出多种方案）可能列出多种方案）a比较同浓度的醋酸和盐酸的导电性比较同浓度的醋酸和盐酸的导电性b. 测量已知浓度如测量已知浓度如0.1mol/L的醋酸的的醋酸的PH值值c. 测定醋酸钠溶液的测定醋酸钠溶液的PH值，或检验醋酸

3、钠溶液的值，或检验醋酸钠溶液的酸碱性。酸碱性。d. 将醋酸溶液稀释将醋酸溶液稀释100倍，测定稀释前后溶液的倍，测定稀释前后溶液的PH值值e 往加了石蕊的醋酸溶液中加入醋酸钠固体，观往加了石蕊的醋酸溶液中加入醋酸钠固体，观察溶液的颜色变化察溶液的颜色变化f往稀盐酸溶液中加入醋酸钠固体，测定前后往稀盐酸溶液中加入醋酸钠固体，测定前后PH值的变化值的变化g 比较同浓度、同体积的醋酸和盐酸分别与镁粉反比较同浓度、同体积的醋酸和盐酸分别与镁粉反应的速率及生成气体的体积。应的速率及生成气体的体积。 掌握一些装置和仪器药品的替代方法，力求使设计的实验仪器简单、操作便捷、节省试剂、现象明显、安全防污等。二、

4、实验装置创新设计2.（1在没有现成的在没有现成的CO2气体发生器的情况气体发生器的情况下，请你选用下图中的部分仪器，装配成下，请你选用下图中的部分仪器，装配成一个简易的、能随开随用、随关随停的一个简易的、能随开随用、随关随停的CO2气体发生装置。应选用的仪器是填气体发生装置。应选用的仪器是填入仪器的编号）入仪器的编号）a c d e防倒吸装置防倒吸装置防堵塞装置防堵塞装置干燥装置干燥装置冷凝装置冷凝装置量气装置量气装置物质检验尽可能利用特征反应注意检验顺序、排除干扰。 三、物质检验实验方案设计4、某学生要做检验碳酸钠粉末中含有少量的氢氧化钠和、某学生要做检验碳酸钠粉末中含有少量的氢氧化钠和氯化

5、钠的实验。他的实验设计了氯化钠的实验。他的实验设计了7个步骤，其中个步骤，其中5个步个步骤所用试剂及实验操作均已写明，实验步骤如下：骤所用试剂及实验操作均已写明，实验步骤如下： a .取少量样品放入试管甲中取少量样品放入试管甲中 b. 再向溶液里滴加几滴硝酸银溶液再向溶液里滴加几滴硝酸银溶液 c.过滤，取少量滤液盛在试管乙里过滤，取少量滤液盛在试管乙里 d.向试管里加入适量蒸馏水，振荡向试管里加入适量蒸馏水，振荡 e.滴入几滴酚酞试剂滴入几滴酚酞试剂 f. g.试将上面尚缺的两个步骤所用的试剂自选及实验操作试将上面尚缺的两个步骤所用的试剂自选及实验操作补写完整，然后按实验操作的顺序排列。补写完

6、整，然后按实验操作的顺序排列。滴加硝酸钡或硝酸钙溶液至沉淀不增加滴加硝酸钡或硝酸钙溶液至沉淀不增加 滴加稀硝酸至酚酞褪至无色滴加稀硝酸至酚酞褪至无色 a d f c e g b 实验项目包括：一定温度下硝酸钾溶解度的测定、硫酸铜晶体中结晶水含量的测定、质量百分比浓度溶液的配制、物质的量浓度溶液的配制、酸碱中和滴定、中和热测定。 保证测定结果具有较高准确度和精确度 对于实验结果的分析，一般是要求考生分析实验的关键、细节以及产生误差的因素等。 四、定量测定实验设计四、定量测定实验设计 5、碱式碳酸镁有多种不同的组成，、碱式碳酸镁有多种不同的组成，Mg2(OH)2CO3 M g 4 ( O H )

7、2 ( C O 3 ) 3 、Mg5(OH)2(CO3)4等，请你设计等，请你设计一个测定碱式碳酸镁组成的实验一个测定碱式碳酸镁组成的实验方案，包括：（方案，包括：（1测定原理测定原理2测定实验的装置图测定实验的装置图3简要的操简要的操作步骤。作步骤。【参考答案】【参考答案】 （1通过测定分解产物MgO、CO2、H2O的物质的量之比来确定碱式碳酸镁的组成。（2装置图如下： （3操作步骤：操作步骤： 将装置连接好后，检查装置的气密性 称取一定量W1样品放于大试管底部， 称量洗气瓶和干燥管C的质量 加热至样品完全分解 实验结束后称量洗气瓶和干燥管的增重设为W2、W3) 计算：MgO、CO2、H2O

8、的物质的量之比为 (W1W2W3)/40 : W3/44 : W2/18 然后确定组成。pH乙的解释正确；如果乙的解释正确；如果pH无变化，则说明甲无变化，则说明甲的解释正确。的解释正确。物质析出，溶液的颜色也无明显变物质析出，溶液的颜色也无明显变化，则甲的说法正确。化，则甲的说法正确。C(OH-)小，乙正确；如颜色小，乙正确；如颜色变深，则加热使氨水变深，则加热使氨水中的中的C(OH-)增大，则增大，则甲正确。甲正确。二二 问题探究问题探究1为了测定金属镁的相对原子质量，有人为了测定金属镁的相对原子质量，有人设计了如下图的装置。用托盘天平称出设计了如下图的装置。用托盘天平称出装置的总质量包括

9、足量的稀盐酸为装置的总质量包括足量的稀盐酸为ag，将质量为，将质量为bg的金属镁样品放入稀盐的金属镁样品放入稀盐酸中，立即塞紧瓶塞。完全反应后称出酸中，立即塞紧瓶塞。完全反应后称出装置的总质量为装置的总质量为cg，从而计算出镁的相，从而计算出镁的相对原子质量。对原子质量。无水氯化钙无水氯化钙镁的相对原子质量的表达式镁的相对原子质量的表达式为：为： 。实验中无水实验中无水CaCl2CaCl2的作的作用：用： 。测定结果证明，误差大得不能测定结果证明，误差大得不能使人接受。实验中产生了很大的使人接受。实验中产生了很大的误差的主要原因是：误差的主要原因是： 请利用下面仪器仪器组合），选请利用下面仪器

10、仪器组合），选择组装成一套装置，顺利完成测定择组装成一套装置，顺利完成测定AIIIBCD反应停止反应停止后的情景后的情景 应根据装置的具体情况来确定称取多少金属镁。受仪器容积的限制，镁不能取用过多，但也不能过少，镁不能取用过少的原因是 。该体积与排入分液漏斗中空气的体积该体积与排入分液漏斗中空气的体积相等，故该装置能消除上述误差。相等，故该装置能消除上述误差。流下的液体占一定的体积如何改进流下的液体占一定的体积如何改进量气法为使气体体积更精量气法为使气体体积更精确，注意的问题有：确，注意的问题有： 加入酸的体积问题 反应放热使气体体积膨胀问题 两端液柱高低不同引起内外气体压强不同问题，导管中留

11、有一定液体引起气体体积有误问题，量器的精度问题，装置是否漏气 2用实验证明烧碱溶液吸收少量用实验证明烧碱溶液吸收少量CO2时确时确实发生了化学变化实发生了化学变化(要求：简要写出实验要求：简要写出实验步骤、现象及有关反应的化学方程式步骤、现象及有关反应的化学方程式)(1)取一只试管，加入少量BaCl2溶液或Ba(NO3)2溶液，向其中通人CO2气体时无现象，(2)另取一只试管，加入一定量烧碱溶液，现加入少量BaC12溶液或Ba(NO3)2溶液，无现象,向其中通入CO2气体时有白色沉淀生成。此实验说明烧碱溶液吸收CO2时确实发生了化学变化。反应的化学方程式为:2NaOH+CO2=Na2CO3+H

12、2O Na2CO3+BaCl2=BaCO3+2NaCl探究性实验设计要求进行对比实验，这有利于说探究性实验设计要求进行对比实验，这有利于说明实验结论的科学性。在上述有关试剂中有的不明实验结论的科学性。在上述有关试剂中有的不宜选用稀盐酸、稀硫酸的理由是：虽能与宜选用稀盐酸、稀硫酸的理由是：虽能与Na2CO3溶液反应，有无色气体生成，但稀盐酸、溶液反应，有无色气体生成，但稀盐酸、稀硫酸会被稀硫酸会被NaOH消耗，从而使实验现象可能不消耗，从而使实验现象可能不明显；明显；CaC12溶液、溶液、Ca(NO3)2溶液虽能与溶液虽能与Na2CO3溶液溶液反应，有白色沉淀生成，但将这两种试剂加到烧反应，有白

13、色沉淀生成，但将这两种试剂加到烧碱溶液中会有微溶物质碱溶液中会有微溶物质Ca(OH)2生成，对实验现生成，对实验现象有干扰；象有干扰；Ca(OH)2溶液、溶液、Ba(OH)2溶液虽能与溶液虽能与Na2CO3溶液反应，有白色沉淀生成，但它们本溶液反应，有白色沉淀生成，但它们本身能直接吸收身能直接吸收CO2，也会产生白色沉淀，从而使，也会产生白色沉淀，从而使实验结论不真实、不科学。实验结论不真实、不科学。3某校开展课外研究性学习活动某校开展课外研究性学习活动、第一小组对市场上的碘盐进行了研究。在碘、第一小组对市场上的碘盐进行了研究。在碘盐里，碘以盐里，碘以KIO3形式存在。请回答下列问题：形式存在

14、。请回答下列问题：(1)正确食用碘盐才能起到补碘的作用，该小组对正确食用碘盐才能起到补碘的作用，该小组对油炸食品是否适宜放碘进行了课题研究。油炸食品是否适宜放碘进行了课题研究。请你协助拟定课题名称：请你协助拟定课题名称：_。其研究成果的最终形式是：其研究成果的最终形式是：_。(2)怎样检验碘盐中含有碘？怎样检验碘盐中含有碘？(可供选择的试剂有：可供选择的试剂有：稀硝酸、稀盐酸、稀硝酸、稀盐酸、KCl、KI、淀粉溶液、石蕊、淀粉溶液、石蕊试液试液)用离子反应方程式表示用离子反应方程式表示_。温度对温度对KIO3稳定性的影响稳定性的影响(或油炸食品时是否适宜放碘盐或油炸食品时是否适宜放碘盐)研究报

15、告、实验报告、论文等。研究报告、实验报告、论文等。IO3-+5I-+6H+=3I2+3H2O、第二小组利用废铜制取、第二小组利用废铜制取CuSO4：(1)甲学生进行了下列实验：取含甲学生进行了下列实验：取含6.4g铜的废铜和铜的废铜和10mL18mL/L浓硫酸放在圆底烧瓶中共热，等到反应完毕，浓硫酸放在圆底烧瓶中共热，等到反应完毕，最后发现烧瓶中还有铜片剩余。他根据自己所学的化最后发现烧瓶中还有铜片剩余。他根据自己所学的化学知识，认为烧瓶中还有较多的硫酸剩余。你认为他学知识，认为烧瓶中还有较多的硫酸剩余。你认为他的判断是否正确的判断是否正确_(填是或否填是或否)，其理由是：，其理由是：_。(2

16、)乙同学认为甲设计的实验方案不好，他自己设计的思乙同学认为甲设计的实验方案不好，他自己设计的思路是：路是：2Cu+O2 =2CuO；CuO+H2SO4=CuSO4+H2O。对比。对比甲的方案，乙同学的优点是：甲的方案，乙同学的优点是：_。(3)某地有丰富的电力资源。为了具备乙同学的优点，你某地有丰富的电力资源。为了具备乙同学的优点，你能不能根据该地的资源优势也设计一个用铜和硫酸制能不能根据该地的资源优势也设计一个用铜和硫酸制取取CuSO4的方案？的方案？(其他材料任选其他材料任选)_(1)是，理由是：随反应的进行硫是，理由是：随反应的进行硫酸的浓度减小，而稀硫酸不与铜反酸的浓度减小，而稀硫酸不

17、与铜反应。应。 (2)硫酸的用量少，且没污染硫酸的用量少，且没污染物物SO2产生。产生。 (3)用废铜作阳极，用废铜作阳极，碳棒作阴极，稀硫酸作电解质溶液碳棒作阴极，稀硫酸作电解质溶液进行电解。进行电解。4 Na2CO3溶液和溶液和CuSO4溶液混合后，可溶液混合后，可能有哪些沉淀？能有哪些沉淀？ 假设一：假设一：Na2CO3Na2CO3溶液和溶液和CuSO4CuSO4溶液混合后直溶液混合后直接发生沉淀反应，生成接发生沉淀反应，生成CuCO3CuCO3沉淀。沉淀。 假设二：假设二：Na2CO3溶液和溶液和CuSO4溶液混合后溶液混合后发生双水解反应，生成发生双水解反应，生成Cu(OH)2沉淀。

18、沉淀。假设三：假设三：Na2CO3溶液和溶液和CuSO4溶液混合溶液混合后既发生沉淀反应，又发生双水解反应，后既发生沉淀反应，又发生双水解反应，生成生成CuCO3和和Cu(OH)2两种沉淀的混合物。两种沉淀的混合物。如何设计实验方案来验证上述假设哪如何设计实验方案来验证上述假设哪个正确？个正确？ 提示提示 经查资料得知：经查资料得知：CuCO3和和Cu(OH)2均不带结晶水。均不带结晶水。 方案一：向洗涤干净并低温烘干的沉淀中加入盐酸，证方案一：向洗涤干净并低温烘干的沉淀中加入盐酸，证明生成物中含明生成物中含CuCO3，另取沉淀加热灼烧，检验生成的，另取沉淀加热灼烧，检验生成的水，证明生成物中

19、含水，证明生成物中含Cu(OH)2。粘 有 无 水粘 有 无 水CuSO4的棉的棉球球澄清澄清Ca(OH)2方案二：将洗涤干净并低温烘干的沉淀直接方案二：将洗涤干净并低温烘干的沉淀直接加热灼烧，将生成的气体依次通过无水硫酸加热灼烧，将生成的气体依次通过无水硫酸铜、澄清石灰水，检验生成的水或二氧化碳，铜、澄清石灰水，检验生成的水或二氧化碳，证明生成物中含证明生成物中含Cu(OH)2Cu(OH)2或或CuCO3CuCO3或两者兼有。或两者兼有。 若两种成份兼有，如何设计实验探究沉若两种成份兼有，如何设计实验探究沉淀的组成？淀的组成？ 方案一：取一定质量沉淀与足量稀硫酸反方案一：取一定质量沉淀与足量

20、稀硫酸反应，测定反应产生的气体体积简称为应，测定反应产生的气体体积简称为“量气法量气法”）。）。 方案二：取一定质量沉淀充分加热，分别用浓方案二：取一定质量沉淀充分加热，分别用浓硫酸和碱石灰吸收生成的水蒸汽和硫酸和碱石灰吸收生成的水蒸汽和CO2来计来计算沉淀的组成简称为算沉淀的组成简称为“气体质量分析法气体质量分析法”）。）。方案三：取一定质量沉淀充分加热灼烧，冷却方案三：取一定质量沉淀充分加热灼烧，冷却后，称残留固体的质量简称为后，称残留固体的质量简称为“称量法称量法”）。）。推测推测1苯酚具有弱酸性，但苯酚却不能使石蕊试液变苯酚具有弱酸性，但苯酚却不能使石蕊试液变红、红、Fe3+易与易与C6H5OH反应生成稳定的离子，反应生成稳定的离子，反应的化学方程式为：反应的化学方程式为：Fe3+6C6H5OH = Fe(C6H5O)63-+6H+ 1、试预测在苯酚钠溶液中逐滴加入、试预测在苯酚钠溶液中逐滴加入