高三化学第一轮复习化学实验课件-第3讲-化学实验方案的设计与评价

化学实验方案的设计与评价化学实验总复习1.下列实验的设计不可行的是A.用水一次性鉴别苯、四氯化碳、乙醇三种物质B.用碳酸氢铵和碱石灰共热可制取少量氨气C.除去粗盐中的Ca2+、Mg2+，依次加入的物质是H2O、

Ba(OH)2、Na2CO3、HClD.测定某溶液的pH用湿润的pH试纸课前体验2.下列实验能达到预期目的是A.向煮沸的1mol·L−1NaOH溶液中滴入FeCl3饱和溶液制备Fe(OH)3胶体B.向乙酸乙酯中加入过量饱和Na2CO3溶液，振荡、分液分离除去乙酸乙酯中的少量乙酸C.称取16.25gFeCl3用100mL蒸馏水溶液配制1.0mol/LFeCl3溶液D.用氢氧化铜粉末检测尿糖课前体验3.下列实验中，不能达到目的的是A.Fe与Cl2反应生成FeCl3，Fe与S反应生成FeS，确定非金属性：Cl>SB.用石墨作电极，电解Mg(NO3)2、Cu(NO3)2的混合溶液，确定铜和镁的金属活动性强弱C.进行H2O与H2S的热分解实验，确定硫和氧两种元素的非金属性强弱D.测定同温同浓度的NaCl和NaF溶液的pH，确定F、Cl两元素的非金属的强弱课前体验课前体验4.为除去粗盐中的Ca2+、Mg2+、Fe3+、SO42−以及泥沙等杂质，某同学设计了一种制备精盐的实验方案，步骤如下(用于沉淀的试剂稍过量)：称取粗盐溶解①BaCl2②NaOH③Na2CO3④过滤⑤滤液适量盐酸⑥蒸发、结晶、烘干⑦精盐(1)判断BaCl2已过量的方法是__________________________________________________________________________________________________________。(2)第④步中，相关的离子方程式是________________________________________________________________________。取第②步后的上层清液1～2滴于点滴板上，再滴入1～2滴BaCl2溶液，若溶液未变浑浊，则表明BaCl2已过量

Ca2++CO32−CaCO3↓、Ba2++CO32−BaCO3↓课前体验4.为除去粗盐中的Ca2+、Mg2+、Fe3+、SO42−以及泥沙等杂质，某同学设计了一种制备精盐的实验方案，步骤如下(用于沉淀的试剂稍过量)：称取粗盐溶解①BaCl2②NaOH③Na2CO3④过滤⑤滤液适量盐酸⑥蒸发、结晶、烘干⑦精盐(3)若先用盐酸调pH再过滤，将对实验结果产生影响，其原因是_____________________________________________________________。(4)为检验精盐纯度，需配制150mL0.2mol/LNaCl(精盐)溶液，右图是该同学转移溶液的示意图，图中的错误是___________________________________。在此酸度条件下，会有部分沉淀溶解，从而影响制得精盐的纯度未用玻璃棒引流；未采用150mL容量瓶课前体验5.某课外研究小组，用含有较多杂质的铜粉，通过不同的化学反应制取胆矾。其设计的实验过程为：(1)铜中含有大量的有机物，可采用灼烧的方法除去有机物，灼烧时将瓷坩埚置于____上(用以下所给仪器的编号填入，下同)，取用坩埚应使用____，灼烧后的坩埚应放在____上，不能直接放在桌面上。实验所用仪器：a.蒸发皿b.石棉网c.泥三角d.表面皿

e.坩埚钳f.试管夹ceb课前体验5.某课外研究小组，用含有较多杂质的铜粉，通过不同的化学反应制取胆矾。其设计的实验过程为：(2)杂铜经灼烧后得到的产物是氧化铜及少量铜的混合物，用以制取胆矾。灼烧后含有少量铜的可能原因是()a.灼烧过程中部分氧化铜被还原b.灼烧不充分铜未被完全氧化c.氧化铜在加热过程中分解生成铜d.该条件下铜无法被氧气氧化ab课前体验5.某课外研究小组，用含有较多杂质的铜粉，通过不同的化学反应制取胆矾。其设计的实验过程为：(3)通过途径Ⅱ实现用粗制氧化铜制取胆矾，必须进行的实验操作步骤：酸溶、加热通氧气、过滤、______、冷却结晶、______、自然干燥。(4)由粗制氧化铜通过两种途径制取胆矾，与途径Ⅰ相比，途径Ⅱ有明显的两个优点是____________________________、____________________________。蒸发过滤产生等量胆矾途径Ⅱ消耗硫酸少产生等量胆矾途径Ⅱ消耗硫酸少典例精析【例1】已知某纯碱试样中含有NaCl杂质，为测定试样中纯碱的质量分数，可用下图中的装置进行实验。主要实验步骤如下：①按图组装仪器，并检验装置的气密性。②将ag试样放入锥形瓶中，加适量蒸馏水溶解，得到试样溶液。③称量盛有碱石灰的U形管的质量，得到bg。④从分液漏斗滴入6mol·L−1的硫酸，直到不再产生气体时为止。⑤从导管A处缓缓鼓入一定量的空气。⑥再次称量盛有碱石灰的U形管的质量，得到cg。⑦重复步骤⑤和⑥的操作，直到U形管的质量基本不变，为dg。典例精析请填空和回答问题：(1)在用托盘天平称量关品时，如果天平的指针向左偏转，说明________________。(2)装置中干燥管B的作用是__________________________

________________。(3)如果将分液漏斗中的硫酸换成浓度相同的盐酸，测试的结果_______(填“偏高”、“偏低”或“不变”)。(4)步骤⑤的目的是________________________________。(5)步骤⑦的目的是__________________________________________________________。(6)试样中纯碱的质量分数的计算式为_________________。样品重，砝码轻防止空气中的CO2和水气进入U形管中偏高把反应中的CO2全部导入U形管中判断反应中的CO2是否全部排出，并被U形管中的碱石灰吸收典例精析请填空和回答问题：(7)还可以用其他实验方法测定试样中纯碱的质量分数。请简述一种不同的实验方法。____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________取一定量的纯碱试样，溶入适量的蒸馏水中，加入足量的BaCl2溶液，过滤、洗涤、干燥、称量滤渣(BaCO3)(或其他合理答案)典例精析请填空和回答问题：(7)还可以用其他实验方法测定试样中纯碱的质量分数。请简述一种不同的实验方法。____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________取一定量的纯碱试样，溶入适量的蒸馏水中，加入足量的BaCl2溶液，过滤、洗涤、干燥、称量滤渣(BaCO3)(或其他合理答案)典例精析变式1某研究性学习小组对过量炭粉与氧化铁反应中气体产物的成分进行了研究。【提出假设】该反应中的气体产物可能是CO或者CO2或是CO和CO2的混合物。【查阅资料】氮气不与碳、氧化铁发生反应。实验室可以用氯化铵饱和溶液和亚硝酸(NaNO2)饱和溶液混合加热反应制得氮气。【设计方案】如图所示，将一定量的氧化铁在隔绝空气的条件下与过量炭粉充分反应，测定参加反应的碳元素与氧元素的质量比。典例精析试回答下列问题：(1)按上图连接装置，如何检查核装置的气密性？_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________(2)广口瓶内盛放的试剂为________，其作用为________。(3)实验开始时，应先打开弹簧夹2一段时间后关闭，同时打开弹簧夹1，再点燃酒精喷灯，理由是________________。在装置末端连接一导管插入烧杯内的水中，点燃酒精微热烧瓶，若导管中有气泡生成，停止加热后导管口以上形成一段稳定的水柱，则说明装置气密性良好。浓硫酸干燥氮气排尽装置内的空气典例精析试回答下列问题：(4)称取3.20g氧化铁、2.00g炭粉混合均匀，放入质量为48.48g的硬质玻璃管中；待反应结束，再通一段时间的氮气。冷却至室温，称得硬质玻璃管和固体总质量为52.24g。经进一步测定得知参加反应的氧元素质量为0.96g。从而确定该反应的气体产物是CO2和CO的混合物，理由是__________________________________________________。根据数据处理结果判断，反应产生的气体中n(CO2)∶n(CO)=________。(5)有同学根据实验得出的结论，认为应对实验装置进一步完善，你认为应作何改进？_________________________________________________________。经计算知反应的气体中碳、氧原子的物质的量之比为2∶31∶1在尾气出气口处加一点燃的酒精灯或增加一尾气处理装置典例精析【例2】某校研究性实验小组同学设计了如图所示实验装置进行实验(夹持装置已略去)。(1)该小组同学用该装置进行铝与氢氧化钠溶液反应制取气体及其燃烧性质探究实验。①反应开始前，往量气管C中加入一定体积的液体为(写出化学式)_________。②实验开始时往烧瓶中加液体操作是___________________________________________________。③气体点燃前，需要验纯。简述验纯的操作方法：_____________________________________________________________________________________________________。④在导管口d处点燃气体，观察到的现象是________________。H2O打开旋塞b及分液漏斗上口塞子，再打开分液漏斗旋塞用排水法收集一小试管气体，拇指堵住试管口，靠近火焰点燃，若只听到轻微的响声，证明气体比较纯净有淡蓝色火焰典例精析【例2】某校研究性实验小组同学设计了如图所示实验装置进行实验(夹持装置已略去)。(2)该装置还可用于制取并收集少量其他气体。请帮助该小组同学完成下表：制取气体药品化学方程式aAB、C①______双氧水②______NO③______④________________________________________________________O2MnO2H2O

3Cu+8HNO33Cu(N3O)2+2NO↑+4H2O典例精析【例2】某校研究性实验小组同学设计了如图所示实验装置进行实验(夹持装置已略去)。(3)某同学用该装置进行实验，确定某饱和醇的结构。反应前，先对量气管进行第一次读数；反应后，待装置温度冷却到室温，再对量气管进行第二次读数(表中读数已折合成标准状况下的数值)。实验数据记录如下：饱和醇的质量金属钠的质量量气管第一次读数量气管第二次读数①0.92g8.0g(足量)30mL366mL②0.46g4.0g(足量)30mL198mL已知该饱和醇的相对分子质量为92。根据上述数据可确定该饱和醇的结构简式为_____________________。CH2OHCHOHCH2OH典例精析【解析】(1)装B、C中液体起着液封的作用，可用水。(2)本装置可制气体还包括CO2、O2、NO、NH3等，若制O2可用MnO2与H2O2作用，制NO可用Cu和稀硝酸作用。(3)由题给数据知每0.01mol醇与足量钠反应产生0.015mol氢气，可知因此每个醇分子中含3个—OH；又由相对分子质量92得，分子中烃基相对分子质量为41；再由商余法可得烃基化学式为—C3H5；所以醇的分子式为C3H8O3，为丙三醇。典例精析变式2某小组同学设计了下图所示的实验装置。该装置既可以用于制取和收集某些气体，又可用于检验气体的性质。(1)用此装置制取氧气，A、B及E中分别装入的试剂是___________________。写出该反应的化学方程______________________。检查好装置气密性后，先打开K2，关闭K1，反应一段时间后，再关闭K2打开K1，目的是_____________________。

H2O2、

MnO2、水2H2O22H2O+O2↑MnO2排尽锥形瓶中的空气典例精析变式2某小组同学设计了下图所示的实验装置。该装置既可以用于制取和收集某些气体，又可用于检验气体的性质。(2)一同学想用此装置来证明乙醇的结构式，在A中装入无水乙醇，B中装入金属钠，反应中应保证_____过量，实验进行时打开K1关闭K2，需要测定的数据是________________________。钠乙醇的质量及氢气的体积典例精析变式2某小组同学设计了下图所示的实验装置。该装置既可以用于制取和收集某些气体，又可用于检验气体的性质。(3)若E中不加入任何剂，此装置还可以用来制取并收集的气体有__________(写出2种)。H2、NH3方法指导一、性质制备实验的方案设计1.做好实验方案设计，要分析题给条件，弄清反应原理，选准反应物、明确生成物性质的实验目的，绘好(或连接好)仪器装置、明确操作过程、根据实验现象，得出实验结论。2.实验方案设计的解题思路与方法。(1)思考问题的顺序①围绕主题问题思考。如选适当的实验路线、方法；所用药品、仪器简单易得；实验过程快速、安全；实验现象明显。②思考有关物质的制备、净化、吸收和存放等问题。例如：制取在空气中易水解的物质(Al2S3、AlCl3、Mg3N2等)及受潮的物质时，往往在装置末端连接一个干燥管，以防止空气中的水蒸气进入。方法指导一、性质制备实验的方案设计1.做好实验方案设计，要分析题给条件，弄清反应原理，选准反应物、明确生成物性质的实验目的，绘好(或连接好)仪器装置、明确操作过程、根据实验现象，得出实验结论。2.实验方案设计的解题思路与方法。(1)思考问题的顺序③思考实验的种类及如何合理地组装仪器，并将实验与课本实验比较、联系。方法指导一、性质制备实验的方案设计1.做好实验方案设计，要分析题给条件，弄清反应原理，选准反应物、明确生成物性质的实验目的，绘好(或连接好)仪器装置、明确操作过程、根据实验现象，得出实验结论。2.实验方案设计的解题思路与方法。(2)仪器安装顺序遵循“由下往上，从左到右”的原则，气体先净化后干燥原则。(3)仪器间的连接顺序①洗气装置导管“长进短出”；量气装置导管“短进长出”；干燥管除杂“大口进、小口出”。②整体装置连接顺序：气体发生→除杂→干燥→主要实验→尾气处理方法指导一、性质制备实验的方案设计1.做好实验方案设计，要分析题给条件，弄清反应原理，选准反应物、明确生成物性质的实验目的，绘好(或连接好)仪器装置、明确操作过程、根据实验现象，得出实验结论。2.实验方案设计的解题思路与方法。(4)实验操作顺序①气体实验：连接仪器→检查气密性→装入药品→开始实验→拆卸仪器→其他处理②加热操作顺序：先通原料气排尽空气，再点燃酒精灯，以防爆炸或发生副反应，即“先通后点”；反应结束后，继续入原料气至装置冷却，再熄灭气体发生的酒精灯，即“先冷后停”。(5)检验顺序先物理方法、后化学方法。方法指导一、性质制备实验的方案设计3.实验方案设计时需注意的几个问题(1)检查气体的纯度。点燃或加热通有可燃性气体的装置前，必须检查气体的纯度。(2)冷凝回流问题。有易挥发的液体反应物，为了避免反应物损耗和充分利用原料，要在发生装置中设计冷凝回流装置。(3)冷却问题。有的实验为防止气体冷凝不充分而受损失，需用冷凝管或用冷水或冰水冷凝气体(物质蒸气)，使蒸气冷凝为液态便于收集。方法指导一、性质制备实验的方案设计3.实验方案设计时需注意的几个问题(4)防止倒吸问题。凡涉及有关极易溶于水的气体(如NH3、HCl等)的综合性实验时，应增加防倒吸装置。(5)具有特殊作用的实验改进装置。如为防止分液漏斗中的液体不能顺利流出，用橡皮管连接成连通装置。(6)拆卸时注意安全性和科学性。有些实验为防止爆炸、防氧化或防倒吸，应注意停热或停气的顺序。方法指导二、物质含量测定基本原理1.测量气体法(1)测量气体的体积将待测物质或杂质转化为气体，测定反应放出气体的体积大小，从而求得物质含量。测定气体体积主要注意事项：①必须冷却到常温时才能进行读数；②必须使量器装置内外气压相等(即内外液面相平)再读数；③读数时眼睛视线、量器刻度、量器内液面最低点成水平线。方法指导二、物质含量测定基本原理1.测量气体法(2)测量气体质量(结合本部分的典型例题1学习)将待测物质或杂质转化为气体，利用合适的吸收剂吸收气体，测定反应放出气体的质量，从而求得物质含量。主要注意事项：①必修保证气体吸收剂只吸收一种气体(排除装置内空气干扰、排除装置外空气的干扰)；(有什么方法？)②确保反应产生的气体全部排出且被吸收剂吸收；(有什么方法？)③通过称量可以判断气体是否已经被完全吸收。方法指导二、物质含量测定基本原理2.沉淀法将待测物质或杂质转化难溶于水的沉淀，测定生成沉淀的质量，从而求得物质含量。(1)基本步骤待测物→溶液→滴加沉淀剂→检验沉淀完全→过滤洗涤→检验沉淀已经洗净→烘干→称量(2)注意事项①熟练掌握基本操作：如何检验沉淀已经完全？怎样洗涤沉淀？怎样检验沉淀已经洗净？怎样检验沉淀已经烘干？②生成的沉淀物质的摩尔质量尽可能大，可以减小误差；③生成的沉淀物一般应该不容易被氧化、不容易分解；④通常使用重复干燥和称量的方法来确认沉淀已经干燥。方法指导二、物质含量测定基本原理3.滴定法利用酸碱中和滴定或氧化还原滴定法，计算出标准滴定液的体积，从而求得物质的含量。滴定法又分为直接滴定和间接滴定法(返滴定法)。滴定法的关键是准确判断滴定终点。高考回放1.(2008·全国)取化学式为MZ的黄色粉末状化合物进行如下实验。将MZ和足量炭粉充分混合，平铺在反应管a中，在b瓶中盛足量澄清石灰水，按图连接仪器。实验开始时缓级通入氮气，过一段时间后，加热反应管a，观察到管内发生剧烈反应，并有熔融物生成。同时，b瓶的溶液中出现白色浑浊。待反应完全后，停止加热，仍继续通氮气，直至反应管冷却。此时，管中的熔融物凝固成银白色金属。高考回放根据以上叙述回答问题：(1)元素Z是_____。(2)停止加热前是否需要先断开a和b的连接处？为什么？_________________________________________________。(3)反应管a中发生的所有反应的化学方程式是__________________________________________________________________________________________________。(4)本实验的尾气是否需处理？如需处理，请回答如何处理：如不需处理，请说明理由。___________________________________________________________________________________________________________________________________________________。氧不需要，因为一直通入氮气，b中溶液不会倒吸到a管中需处理，因为一氧化碳有毒，应该进行尾气处理，处理的方法可以将其在导管口点燃，或者用气球收集，或接一个加热的装有CuO的玻璃管MZ+CM+CO↑、MZ+COM+CO2↑、CO2+C2CO↑、2MZ+C2M+CO2↑△△△△高考回放2.(2008·宁夏)为测试一铁片中铁元素的含量，某课外活动小组提出下面两种方案并进行了实验(以下数据为多次平行实验测定结果的平均值)：方案一：将ag铁片完全溶解于过量稀硫酸中，测得生成氢气的体积为580mL(标准状况)；方案二：将a/10g铁片完全溶解于过量稀硫酸中，将反应后得到的溶液用0.02000mol·L−1的KMnO4溶液滴定，达到终点时消耗了25.00mLKMnO4溶液。请回答下列问题：(1)配平下面的化学方程式(将有关的化学计量数填入答题卡的横线上)：___KMnO4+___FeSO4+___H2SO4

___Fe2(SO4)3+___

MnSO4+___

K2SO4+___

H2O21085218高考回放2.(2008·宁夏)为测试一铁片中铁元素的含量，某课外活动小组提出下面两种方案并进行了实验(以下数据为多次平行实验测定结果的