实验方案设计与评价课件

考点二：实验方案的设计与评价第九单元化学实验基础第三节物质的制备、实验方案的设计与评价考点二：实验方案的设计与评价第九单元化学实验基础第三1题型分析：常考点为物质制备实验方案设计，物质性质实验方案设计及反应原理、反应条件的探究及变量控制等。试题特点:题材广、信息新、综合性强能力要求：考查学生的综合实验能力题型分析：一、实验方案设计和评价的要求和思路实验原理有毒药品1．基本要求一、实验方案设计和评价的要求和思路实验原理有毒药品1．基本要3．实验方案设计的基本思路①实验目的；②实验原理；③实验用品(药品、仪器、装置、设备)及规格；④实验装置图、实验步骤和操作方法；⑤实验注意事项；⑥实验现象的记录及结果处理；⑦问题与讨论。2．基本内容3．实验方案设计的基本思路①实验目的；②实验原理；③实验用品二、实验方案设计和评价1、物质的制备实验方案设计及评价2、物质的组成、性质探究实验方案设计及评价3、反应原理、条件的探究实验方案设计及评价二、实验方案设计和评价1、物质的制备实验方案设计及评价2、物1、物质的制备实验方案设计及评价【典例1】FeCl3在现代工业生产中应用广泛。某化学研究性学习小组模拟工业流程制备无水FeCl3，再用副产品FeCl3溶液吸收有毒的H2S。Ⅰ.经查阅资料得知：无水FeCl3在空气中易潮解，加热易升华。他们设计了制备无水FeCl3的实验方案，装置示意图(加热及夹持装置略去)及操作步骤如下：【思维启迪】实验目的、FeCl3性质→装置的设计。1、物质的制备实验方案设计及评价【典例1】FeCl3在现代工①检验装置的气密性；②通入干燥的Cl2，赶尽装置中的空气；③用酒精灯在铁屑下方加热至反应完成；④……⑤体系冷却后，停止通入Cl2，并用干燥的N2赶尽Cl2，将收集器密封。请回答下列问题：(1)装置A中反应的化学方程式为____________________。2Fe＋3Cl22FeCl3

①检验装置的气密性；2Fe＋3Cl22Fe(2)第③步加热后，生成的烟状FeCl3大部分进入收集器，少量沉积在反应管A右端。要使沉积的FeCl3进入收集器，第④步操作是______________________________。(3)操作步骤中，为防止FeCl3潮解所采取的措施有(填步骤序号)______。(4)装置B中冷水浴的作用为___________________________

______；装置C的名称为________；装置D中FeCl2全部反应后，因失去吸收Cl2的作用而失效，写出检验FeCl2是否失效的试剂：__________________。(5)在虚线框中画出尾气吸收装置E并注明试剂。在沉积的FeCl3固体下方加热

②⑤冷却，使FeCl3沉积，便于收集产品干燥管K3[Fe(CN)6]溶液

转解析(2)第③步加热后，生成的烟状FeCl3大部分进入收集器，少II．该组同学用装置D中的副产品FeCl3溶液吸收H2S，得到单质硫；过滤后，再以石墨为电极，在一定条件下电解滤液。（6）FeCl3与H2S反应的离子方程式为：

。（7）电解池中H+在阴极放电产生H2，阳极的电极反应为：

。（8）综合分析实验II的两个反应，可知该实验有两个显著优点：①H2S的原子利用率100%；②

。2Fe3+＋H2S=2Fe2++S↓+2H+

Fe2+-e-=Fe3+FeCl3可以循环利用II．该组同学用装置D中的副产品FeCl3溶液吸收H2S，得

制备实验设计的解题思路1．巧审题，明确实验的目的和原理。2．想过程，理清实验操作的先后顺序。3．看准图，分析各项实验装置的作用。在分析解答过程中，要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，评优劣。分析实验的过程中，从科学性，安全性，可行性，简约性几个方面考量设计方案，作出评价。思维建模装置最简单，药品容易取得、价格低廉，现象明显，干扰小，无污染。制备实验设计的解题思路1．巧审题，明确实验的目的和原理。思

【真题演练】《优化设计》P201（2011全国）【真题演练】《优化设计》P201（2011全国）2、组成、性质探究实验方案设计及评价【典例2】实验室里常用MnO2与浓盐酸反应制备Cl2(发生装置如图所示)。制备反应会因盐酸浓度下降而停止。为测定反应残余液中盐酸的浓度，探究小组同学提出下列实验方案：乙方案：采用酸碱中和滴定法测定。丙方案：与已知量CaCO3(过量)反应，称量剩余的CaCO3质量。丁方案：与足量Zn反应，测量生成的H2体积。继而进行下列判断和实验（1）判定甲方案不可行，理由是_________________________________________________。残余清液中，n(Cl－)＞n(H＋)

(或其他合理答案)甲方案：与足量AgNO3溶液反应，称量生成的AgCl质量。2、组成、性质探究实验方案设计及评价【典例2】实验室里常用M②进行乙方案实验：准确量取残余清液稀释一定倍数后作为试样。a．量取试样20.00mL，用0.1000mol·L－1NaOH标准溶液滴定，消耗22.00mL，该次滴定测得试样中盐酸浓度为________mol·L－1；b．平行滴定后获得实验结果。③判断丙方案的实验结果________(填“偏大”“偏小”或“准确”)。[已知：Ksp(CaCO3)＝2.8×10－9，Ksp(MnCO3)＝2.3×10－11]0.1100偏小②进行乙方案实验：准确量取残余清液稀释一定倍数后作为试样。0归纳总结探究型实验的常见类型1．物质成分的探究通过化学反应原理猜测可能生成哪些物质，对这些物质逐一进行检验来确定究竟含有哪些成分。虽然探究型实验主要考查学生的探究能力，但在问题中常常包含了对实验基础知识的考查。如：(1)常见物质分离提纯的方法：结晶法、蒸馏法、过滤法、升华法、萃取法、渗析法等。(2)常见气体的制备、净化、干燥、收集等方法。(3)熟悉重点的操作：气密性检查、测量气体体积、防倒吸、防污染等。归纳总结探究型实验的常见类型归纳总结2．物质性质的探究(1)在探究过程中往往可以利用对比实验，即设置几组平行实验来进行对照和比较，从而研究和揭示某种规律，解释某种现象形成的原因或证明某种反应机理。(2)无机物、有机物性质的探究，必须在牢牢掌握元素化合物知识的基础上，大胆猜想，细心论证。脱离元素化合物知识，独立看待实验问题是不科学的，只有灵活运用已有的元素化合物知识，才能变探究型实验为验证型实验，使复杂问题简单化。归纳总结2．物质性质的探究【训练】资料表明，在加热条件下SO3具有比较强的氧化性。某研究性学习小组的同学对绿矾(FeSO4·7H2O)受热分解的情况进行探究。(1)甲同学认为，绿矾受热分解的产物是FeO、SO3、H2O。你支持该观点吗？说明理由。__________________________________________ ________________________________________。

不支持，FeO有还原性，SO3有氧化性，二者受热时会发生氧化还原反应而不能共存【训练】资料表明，在加热条件下SO3具有比较强的氧化性。某研仪器加入试剂预期实验现象A绿矾试样BD(2)乙同学设计如图装置通过实验来探究绿矾受热分解的情况(部分夹持装置未画出，C装置的水槽中加冰盐水)。请填写下列表格。残留红棕色固体无水CuSO4白色粉末变蓝品红或酸性高锰酸钾溶液或溴水溶液褪色仪器加入试剂预期实验现象A绿矾试样BD(2)乙同学设计如图装(3)本实验设计明显不足之处是________________。(4)实验结束后，要检验绿矾是否分解完全，请简述实验方法。________________________________________________________________________________________

_______________________________________。(5)若绿矾分解完全，C装置中U形管内有无色晶体出现，请写出绿矾受热分解的化学方程式__________________________________________。没有尾气吸收装置取A中残留固体少许溶于足量稀硫酸，再取溶解液少许于试管中，滴入酸性KMnO4溶液，振荡，若KMnO4溶液不褪色，证明分解完全；否则分解不完全(3)本实验设计明显不足之处是_______________3、反应原理、条件探究实验设计及评价2.0碳粉含量的影响3、反应原理、条件探究实验设计及评价2.0碳粉含量的影响吸氧还原2H2O＋O2＋4e－===4OH－(或4H＋＋O2＋4e－===2H2O)吸氧还原2H2O＋O2＋4e－===4OH－(或4H＋＋O2归纳总结探究型实验的基本程序解答探究型实验题的基本程序可用以下流程图表示：提出问题→提出猜想→设计验证方案→观察实验发现特殊现象，提出新猜想现象→得出结论(1)提出问题要提出问题，首先得发现问题，对题给信息进行对比、质疑，通过思考提出值得探究的问题。此外，实验中出现的特殊现象也是发现问题、提出问题的重要契机。(2)提出猜想所谓猜想就是根据已有知识对问题的解决提出的几种可能的情况。有一些问题，结论有多种可能(这就是猜想)，只能通过实验进行验证。归纳总结探究型实验的基本程序归纳总结探究型实验的基本程序(1)提出问题

(2)提出猜想(3)设计验证方案提出猜想后，就要结合题给条件，设计出科学、合理、安全的实验方案，对可能的情况进行探究。实验设计中，关键点是对试剂的选择和实验条件的调控。(4)观察实验现象，得出结论