【優(yōu)化方案】廣東省高考化學(xué)二輪專題復(fù)習(xí) 專題五 化學(xué)實(shí)驗(yàn) 第2講 綜合實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與評(píng)價(jià)課件.ppt

第2講綜合實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與評(píng)價(jià) 高考點(diǎn)擊 1 了解化學(xué)實(shí)驗(yàn)是科學(xué)探究過(guò)程中的一種重要方法 2 能對(duì)常見(jiàn)的物質(zhì)進(jìn)行檢驗(yàn) 鑒別 3 能根據(jù)實(shí)驗(yàn)試題要求 做到 1 設(shè)計(jì) 評(píng)價(jià)或改進(jìn)實(shí)驗(yàn)方案 2 了解控制實(shí)驗(yàn)條件的方法 3 分析或處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù) 得出合理結(jié)論 4 繪制和識(shí)別典型的實(shí)驗(yàn)儀器裝置圖 重點(diǎn)知識(shí)整合 一 物質(zhì)的檢驗(yàn)與鑒別1 物質(zhì)的檢驗(yàn) 1 原則原理正確 現(xiàn)象明顯 方法簡(jiǎn)單易行 試劑用量最少 2 要求解答物質(zhì)檢驗(yàn)的有關(guān)題目時(shí) 應(yīng)按取樣 操作 現(xiàn)象 結(jié)論的順序進(jìn)行描述 具體應(yīng)做到 先取樣 后操作 如果樣品是固體 一般先用水溶解 配成溶液后再檢驗(yàn) 要 各取少量溶液分別加入幾支試管中 進(jìn)行檢驗(yàn) 不得在原試劑瓶中進(jìn)行檢驗(yàn) 要 先現(xiàn)象 后結(jié)論 例如 向na2co3溶液中滴加鹽酸 所觀察到的現(xiàn)象應(yīng)記錄為 有氣泡產(chǎn)生 或 有無(wú)色氣體放出 不能說(shuō)成 碳酸鈉和鹽酸反應(yīng) 放出二氧化碳 或 有無(wú)色的二氧化碳?xì)怏w放出 3 基本步驟外觀初步判斷 固體 溶液中離子 氣體的顏色 化學(xué)方法進(jìn)一步確證 利用特征反應(yīng) 得出正確結(jié)論 根據(jù)現(xiàn)象做出判斷 2 物質(zhì)鑒別的常用方法 1 不用其他試劑來(lái)鑒別一組物質(zhì) 一般情況從以下幾個(gè)方面考慮 利用某種物質(zhì)的特殊性質(zhì) 如顏色 氣味 溶解性等 首先鑒別出來(lái) 然后再用該試劑去鑒別其他物質(zhì) 若均無(wú)明顯外觀特征 可考慮加熱或用焰色反應(yīng)進(jìn)行區(qū)別 若以上兩種方法都不能鑒別 可考慮兩兩混合 記錄混合后的現(xiàn)象進(jìn)行分析確定 若被鑒別對(duì)象中有兩種試劑因滴加順序不同而產(chǎn)生不同現(xiàn)象時(shí) 我們常將這兩種試劑稱為 互鑒試劑 它們?cè)诮M合體系中相當(dāng)于是已知對(duì)象 如alcl3溶液和naoh溶液 na2co3溶液和稀鹽酸等 2 用一種試劑來(lái)鑒別多種物質(zhì)時(shí) 所選用的試劑必須能和被鑒別的大多數(shù)物質(zhì)發(fā)生反應(yīng) 而且能產(chǎn)生不同的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 先分析被鑒別物質(zhì)的水溶性 密度 溶液的酸堿性 確定能否選用水和石蕊等酸堿指示劑進(jìn)行區(qū)別 在鑒別多種酸 堿 鹽溶液時(shí)可采用 相反原理 確定試劑 即被鑒別的溶液多數(shù)呈酸性時(shí) 可選用堿性的鹽試劑 若被鑒別的溶液多數(shù)呈堿性時(shí) 可考慮選擇酸性的鹽試劑 常用的鑒別試劑有fecl3溶液 naoh溶液 na2co3溶液 稀h2so4 cu oh 2懸濁液等 二 物質(zhì)制備實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)1 制備實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)的基本思路 2 氣體制備與收集實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)流程3 裝置選擇原則 1 發(fā)生裝置選擇應(yīng)依據(jù)所用試劑的狀態(tài)及反應(yīng)條件 2 收集裝置選擇應(yīng)依據(jù)產(chǎn)物的性質(zhì)及狀態(tài) 產(chǎn)物為氣體的則主要考慮其水溶性和相對(duì)空氣密度大小 3 凈化裝置選擇應(yīng)依據(jù)產(chǎn)物與雜質(zhì)的性質(zhì)差異 僅使雜質(zhì)被吸收 4 尾氣處理裝置選擇應(yīng)依據(jù)氣體產(chǎn)物的水溶性 酸堿性 可燃性等 勿使有毒氣體排入空氣中造成環(huán)境污染 也勿使空氣的成分對(duì)裝置有不良影響 4 實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)中的安全問(wèn)題 1 防爆炸 點(diǎn)燃可燃性氣體 如h2 co ch4 c2h2 c2h4 或用co h2還原fe2o3 cuo之前 要檢驗(yàn)氣體純度 2 防暴沸 配制硫酸的水溶液或硫酸的酒精溶液時(shí) 要將密度大的濃硫酸緩慢倒入水或酒精中 加熱液體混合物時(shí)要加沸石 或碎瓷片 3 防中毒 制取有毒氣體 如cl2 co so2 h2s no2 no 時(shí) 應(yīng)在通風(fēng)櫥中進(jìn)行 且進(jìn)行尾氣處理 4 防倒吸 加熱法制取并用排水法收集氣體或吸收溶解度較大的氣體 如nh3 hcl 時(shí) 要注意熄燈順序或加裝安全瓶 三 化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)與評(píng)價(jià) 1 化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì) 1 實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)的思路 2 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)時(shí)遵循的原則 科學(xué)性 實(shí)驗(yàn)原理準(zhǔn)確 實(shí)驗(yàn)流程合理 安全性 保護(hù)人身 保護(hù)環(huán)境 保護(hù)儀器 可行性 條件允許 效果明顯 操作簡(jiǎn)便可行 簡(jiǎn)約性 方案簡(jiǎn)單易行 盡可能采取簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)裝置 用較少的步驟和藥品完成實(shí)驗(yàn) 3 實(shí)驗(yàn)操作的設(shè)計(jì)與注意的問(wèn)題 儀器接口的連接 總體上遵循裝置的排列順序 但對(duì)于吸收裝置應(yīng) 長(zhǎng) 進(jìn) 短 出 或 深 入 淺 出 量氣裝置應(yīng) 短 進(jìn) 長(zhǎng) 出 洗氣裝置應(yīng) 長(zhǎng) 進(jìn) 短 出 干燥管應(yīng) 大 進(jìn) 小 出 實(shí)驗(yàn)操作的順序 裝置選擇與連接 氣密性檢驗(yàn) 裝固體藥品 加液體藥品 開(kāi)始實(shí)驗(yàn) 按程序 拆卸儀器 其他處理等 如果實(shí)驗(yàn)室取用或制取易吸水 潮解 水解的物質(zhì) 要采取必要的措施防止其吸水 以保證達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康?冷凝回流 有些實(shí)驗(yàn)中 為減少易揮發(fā)液體反應(yīng)物的損耗和充分利用原料 需在反應(yīng)裝置上加裝冷凝回流裝置 如長(zhǎng)玻璃管及冷凝管等 儀器拆卸的科學(xué)性與安全性 要從防污染 防氧化 防倒吸 防爆炸等方面考慮 其他 如實(shí)驗(yàn)操作順序 試劑加入先后順序 實(shí)驗(yàn)方法使用順序等 2 實(shí)驗(yàn)方案的評(píng)價(jià) 1 選擇包括儀器的選擇 藥品的選擇 連接方式的選擇等 儀器的選擇包括發(fā)生裝置 幾種基本類型 凈化裝置 除雜質(zhì)的試劑與順序 反應(yīng)裝置 收集裝置 尾氣處理裝置等 藥品的選擇包括種類 濃度 物態(tài)等 連接方式的選擇包括儀器的先后順序 導(dǎo)管接口的連接等 2 分析判斷對(duì)幾個(gè)實(shí)驗(yàn)方案的正確與錯(cuò)誤 嚴(yán)密與不嚴(yán)密 準(zhǔn)確與不準(zhǔn)確做出判斷 要考慮是否合理 有無(wú)干擾現(xiàn)象 經(jīng)濟(jì)效益高低和對(duì)環(huán)境有無(wú)污染等 3 最佳方案的選用幾個(gè)實(shí)驗(yàn)方案都能達(dá)到目的 分析各方案的優(yōu)劣并選出其中最佳的一個(gè) 所謂最佳 無(wú)非是裝置最簡(jiǎn)單 藥品容易取得且價(jià)格低廉 現(xiàn)象明顯 無(wú)干擾物質(zhì)以及無(wú)污染等 命題熱點(diǎn)演練 2011年高考天津卷 向四支試管中分別加入少量不同的無(wú)色溶液進(jìn)行如下操作 結(jié)論正確的是 答案 b 變式訓(xùn)練1 2011年高考重慶卷 不能鑒別agno3 bacl2 k2so3和mg no3 2四種溶液 不考慮他們間的相互反應(yīng) 的試劑組是 a 鹽酸 硫酸b 鹽酸 氫氧化鈉溶液c 氨水 硫酸d 氨水 氫氧化鈉溶液解析 選d 氨水和氫氧化鈉溶液都不能與bacl2和k2so3兩種溶液反應(yīng) 因此無(wú)法鑒別兩者 因此d不能鑒別 2011年高考新課標(biāo)全國(guó)卷 氫化鈣固體是登山運(yùn)動(dòng)員常用的能源提供劑 某興趣小組擬選用如下裝置制備氫化鈣 請(qǐng)回答下列問(wèn)題 1 請(qǐng)選擇必要的裝置 按氣流方向連接順序?yàn)?填儀器接口的字母編號(hào) 2 根據(jù)完整的實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)步驟如下 檢查裝置氣密性后 裝入藥品 打開(kāi)分液漏斗活塞 請(qǐng)按正確的順序填入下列步驟的標(biāo)號(hào) a 加熱反應(yīng)一段時(shí)間b 收集氣體并檢驗(yàn)其純度c 關(guān)閉分液漏斗活塞d 停止加熱 充分冷卻 3 實(shí)驗(yàn)結(jié)束后 某同學(xué)取少量產(chǎn)物 小心加入水中 觀察到有氣泡冒出 溶液中加入酚酞后顯紅色 該同學(xué)據(jù)此判斷 上述實(shí)驗(yàn)確有cah2生成 寫(xiě)出cah2與水反應(yīng)的化學(xué)方程式 該同學(xué)的判斷不正確 原因是 4 請(qǐng)你設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn) 用化學(xué)方法區(qū)分鈣與氫化鈣 寫(xiě)出實(shí)驗(yàn)簡(jiǎn)要步驟及觀察到的現(xiàn)象 5 登山運(yùn)動(dòng)員常用氫化鈣作為能源提供劑 與氫氣相比 其優(yōu)點(diǎn)是 解析 從題給裝置圖分析制備氫化鈣的原料是氫氣和金屬鈣 制備出的氫氣需要先凈化 hcl氣體用naoh溶液吸收 再干燥 選擇濃硫酸 盛有cacl2的干燥管連接在裝有鈣的大試管上 防止外界的水蒸氣干擾實(shí)驗(yàn) 1 按氣流方向連接順序?yàn)閕 e f d c j k a 2 氫氣易燃燒 反應(yīng)開(kāi)始后應(yīng)先檢驗(yàn)其純度 再加熱鈣進(jìn)行反應(yīng) 反應(yīng)結(jié)束時(shí)應(yīng)先停止加熱 此時(shí)要保證繼續(xù)通氫氣 防止倒吸入空氣 影響氫化鈣的純度 充分冷卻后再關(guān)閉活塞停止通氫氣 所以順序?yàn)閎adc 3 氫化鈣中氫元素為 1價(jià) 發(fā)生氧化還原反應(yīng) cah2 2h2o ca oh 2 2h2 活潑金屬ca與水反應(yīng)也生成氫氣和氫氧化鈣 產(chǎn)生類似現(xiàn)象 4 兩者的不同之處在于氫化鈣中含有氫元素 區(qū)分它們需在干燥環(huán)境中 取適量氫化鈣與氧氣在加熱條件下反應(yīng) 將生成的氣體通入盛有無(wú)水硫酸銅的干燥管中 觀察到固體由白色變?yōu)樗{(lán)色 取適量的鈣做類似實(shí)驗(yàn) 無(wú)明顯現(xiàn)象 5 氫化鈣為固體 攜帶方便 答案 1 i e f d c j k 或k j a 2 badc 3 cah2 2h2o ca oh 2 2h2 金屬鈣與水反應(yīng)也有類似現(xiàn)象 4 取適量氫化鈣 在加熱條件下與干燥氧氣反應(yīng) 將反應(yīng)氣相產(chǎn)物通過(guò)裝有無(wú)水硫酸銅的干燥管 觀察到固體由白色變?yōu)樗{(lán)色 取鈣做類似實(shí)驗(yàn) 觀察不到固體由白色變?yōu)樗{(lán)色 5 氫化鈣是固體 便于攜帶 變式訓(xùn)練2 2011年蘇州高三第二次模擬 某學(xué)生設(shè)計(jì)了一套驗(yàn)證物質(zhì)化學(xué)性質(zhì)的實(shí)驗(yàn)裝置 如圖 請(qǐng)完成下列問(wèn)題 1 該實(shí)驗(yàn)的目的是 2 該實(shí)驗(yàn)的原理是 用化學(xué)方程式表示 3 實(shí)驗(yàn)用品 實(shí)驗(yàn)儀器除鐵架臺(tái) 帶鐵夾 儲(chǔ)氣瓶 兩個(gè) 直管活塞 k1 k2 止水夾 k3 橡膠管 橡膠塞以及若干玻璃管連件外 還有哪幾種 寫(xiě)儀器名稱 實(shí)驗(yàn)所用試劑為 4 檢查本裝置氣密性的最好方法是 5 實(shí)驗(yàn)步驟 按上圖連接好儀器裝置 扭開(kāi)活塞k1和k2 主要現(xiàn)象為 關(guān)閉活塞k1和k2 打開(kāi)止水夾k3 要使燒瓶?jī)?nèi)產(chǎn)生噴泉可采用的方法是 解析 1 因題干中注明該裝置是驗(yàn)證物質(zhì)化學(xué)性質(zhì)的裝置 將此信息與圖中物質(zhì)相關(guān)聯(lián) 可知目的為驗(yàn)證no易被氧氣氧化和no2可與h2o反應(yīng)的性質(zhì) 2 2no o2 2no2 3no2 h2o 2hno3 no 3 縱觀整套裝置 除題干所述的儀器外 還剩下的主要儀器有圓底燒瓶和燒杯 所用試劑也由讀圖可知 4 檢查裝置的氣密性屬于中學(xué)實(shí)驗(yàn)的?？伎键c(diǎn) 類似的考題較多 本問(wèn)應(yīng)從裝置的特點(diǎn)來(lái)思考 可用儲(chǔ)水瓶中的水排儲(chǔ)氣瓶中的空氣至圓底燒瓶中 使之形成水壓 若裝置不漏氣 則儲(chǔ)氣瓶中水位將不再上升 5 通過(guò)現(xiàn)象變化反映物質(zhì)的性質(zhì) 從噴泉的原理出發(fā)尋找答案 因?yàn)楫?dāng)外壓大于內(nèi)壓時(shí)噴入 如課本中氨水的噴泉實(shí)驗(yàn) 當(dāng)內(nèi)壓大于外壓時(shí)噴出 如火山噴發(fā) 本操作應(yīng)抓住no2與h2o接觸后發(fā)生反應(yīng)而導(dǎo)致體積減小去思考 要特別留心 打開(kāi)k3 這一環(huán)節(jié) 答案 1 驗(yàn)證no與o2反應(yīng) no2與h2