專題十五化學(xué)實驗設(shè)計與評價

1、專題十五化學(xué)實驗設(shè)計與評價第1頁，共34頁，2022年，5月20日，1點49分，星期日一、考點簡析 1.根據(jù)試題的具體要求，設(shè)計基本實驗方案（包括根據(jù)實驗?zāi)康?，利用題目給出的儀器裝置和藥品，組裝和連接實驗裝置，確定操作程序，初步處理實驗過程中有關(guān)安全問題的能力；運用化學(xué)基礎(chǔ)理論或物質(zhì)的性質(zhì)，選用題目給出的部分儀器及必要的試劑，設(shè)計簡單實驗方案；并根據(jù)實驗現(xiàn)象，觀察、記錄、分析或處理數(shù)據(jù)，完成實驗課題）。2.評價化學(xué)實驗的能力（包括評價實驗方案的可行性或不同實驗方案的優(yōu)劣，從而選擇最佳實驗方案，完成實驗試題）。 第2頁，共34頁，2022年，5月20日，1點49分，星期日 要求學(xué)生能根據(jù)試題提出

2、的問題，運用所學(xué)過的化學(xué)實驗知識來自行設(shè)計實驗方案以及對題中提出的實驗方案進行評價。這是一種較高層次的能力考查題，要解好這類題需要掌握相關(guān)理論知識以及實驗操作技能。二、專題點金 第3頁，共34頁，2022年，5月20日，1點49分，星期日1.實驗設(shè)計的基本思路根據(jù)實驗?zāi)康模U明實驗原理，選擇合理的儀器和藥品；根據(jù)實驗特點，設(shè)置實驗裝置，畫出裝置圖；根據(jù)實驗的要求，設(shè)計可行的操作步驟和觀察重點，分析實驗中應(yīng)注意的問題；實驗結(jié)束后，應(yīng)寫出完整的實驗報告?？傊?，在設(shè)計實驗時，應(yīng)在各種所設(shè)計的方案中，通過對比和歸納，選擇出安全性好，藥品易得，操作簡便，快速準(zhǔn)確，裝置簡單而現(xiàn)象明顯的最佳方案。第4頁，共

3、34頁，2022年，5月20日，1點49分，星期日2.化學(xué)實驗方案設(shè)計的基本要求科學(xué)性：實驗原理準(zhǔn)確、實驗流程合理；安全性：保護自身、保護環(huán)境、保護儀器（即從防倒吸、防爆炸、防污染、防氧化、防吸水等角度考慮）；可行性：條件允許、效果明顯、操作正確；簡約性：方案簡單、步驟少、時間短。第5頁，共34頁，2022年，5月20日，1點49分，星期日3.化學(xué)實驗方案設(shè)計的分類定性設(shè)計：物質(zhì)的制備；物質(zhì)性質(zhì)的驗證和比較；物質(zhì)的分離與提純；物質(zhì)的檢驗。定量實驗：物質(zhì)的組成、物質(zhì)所含結(jié)晶水、物質(zhì)的量濃度等的測定。第6頁，共34頁，2022年，5月20日，1點49分，星期日4.給你一個實驗設(shè)計方案，你應(yīng)根據(jù)哪些

4、原則進行評價？應(yīng)根據(jù)實驗效果是否明顯；操作是否安全；裝置是否簡單合理；實驗步驟要少，時間要短等原則進行評價。第7頁，共34頁，2022年，5月20日，1點49分，星期日5.思考問題的順序 圍繞主要問題思考。例如：選擇適當(dāng)?shù)膶嶒灺肪€、方法；所用藥品、儀器簡單易得；實驗過程快速、安全；實驗現(xiàn)象明顯。 思考有關(guān)物質(zhì)的制備、凈化、吸收和存放等有關(guān)問題。例如：制取在空氣中易水解的物質(zhì)（如Al2S3、AlCl3、Mg3N2等）及易受潮的物質(zhì)時，往往在裝置末端再接一個干燥裝置，以防止空氣中水蒸氣進入。 思考實驗的種類及如何合理地組裝儀器，并將實驗與課本實驗比較、聯(lián)靠。例如涉及到氣體的制取和處理，對這類實驗的

5、操作程序及裝置的連接順序大體可概括為：發(fā)生除雜質(zhì)干燥主體實驗尾氣處理。 第8頁，共34頁，2022年，5月20日，1點49分，星期日6.儀器連接的順序 所用儀器是否恰當(dāng)，所給儀器是全用還是選用。 儀器是否齊全。例如制有毒氣體及涉及有毒氣體的實驗是否有尾氣的吸收裝置。 安裝順序是否合理。例如：是否遵循“自下而上，從左到右”；氣體凈化裝置中不應(yīng)先經(jīng)干燥，后又經(jīng)過水溶液洗氣。 儀器間連接順序是否正確。例如：洗氣時“進氣管長，出氣管短”；干燥管除雜質(zhì)時“大進小出”等。 第9頁，共34頁，2022年，5月20日，1點49分，星期日7.實驗操作的順序 連接儀器。按“氣體發(fā)生除雜質(zhì)干燥主體實驗尾氣處理”順序

6、連接好實驗儀器。 檢查氣密性。在整套儀器連接完畢后，應(yīng)先檢查裝置的氣密性，然后裝入藥品。檢查氣密性的方法要依裝置而定。 裝藥品進行實驗操作。 第10頁，共34頁，2022年，5月20日，1點49分，星期日8.實驗設(shè)計與評價題的解題思路和方法從近幾年高考實驗設(shè)計題目看，形式上有儀器連接方案設(shè)計，操作順序設(shè)計以及新情景下整個操作方案的設(shè)計；內(nèi)容上則包括確定某物質(zhì)純度的實驗設(shè)計，還有驗證某物質(zhì)是否存在的實驗設(shè)計，驗證某個化學(xué)原理的實驗設(shè)計等，有定性設(shè)計也有定量設(shè)計。對實驗方案的評價則考查對實驗方案的全面理解和判斷，其中多數(shù)要求對方案的簡便性、可行性作出評價。第11頁，共34頁，2022年，5月20日

7、，1點49分，星期日 因此，要解答好綜合實驗設(shè)計或評價的題目，應(yīng)注意從以下幾個方面分析： 閱讀、挖掘題給信息，結(jié)合已學(xué)過知識，通過類比、遷移、分析，明確實驗原理。 根據(jù)實驗?zāi)康暮驮?，選擇儀器、藥品。 細(xì)致分析實驗過程，設(shè)計出合理的實驗裝置和操作步驟。 準(zhǔn)確分析實驗現(xiàn)象和數(shù)據(jù)，得出正確的結(jié)論。第12頁，共34頁，2022年，5月20日，1點49分，星期日三、點題剖析【例1】：(2001年重慶二診)(1)用滴管將新制的飽和氯水逐滴滴入含酚酞的氫氧化鈉稀溶液(樣品)中，當(dāng)?shù)蔚阶詈笠坏螘r，紅色突然褪去，產(chǎn)生該現(xiàn)象的原因可能有兩個：是由于_（簡要文字說明）是由于_（簡要文字說明）簡述怎樣用實驗證明紅色

8、褪去的原因是或者是：_。 第13頁，共34頁，2022年，5月20日，1點49分，星期日 本題考查了新制氯水多種成分所表現(xiàn)出的性質(zhì)(HClO分子體現(xiàn)漂白性，H+體現(xiàn)酸性)，進而分析使酚酞褪色的兩個原因，并依據(jù)該性質(zhì)來設(shè)計實驗。 分析點撥 ：第14頁，共34頁，2022年，5月20日，1點49分，星期日【例1】：(2001年重慶二診)(1)用滴管將新制的飽和氯水逐滴滴入含酚酞的氫氧化鈉稀溶液(樣品)中，當(dāng)?shù)蔚阶詈笠坏螘r，紅色突然褪去，產(chǎn)生該現(xiàn)象的原因可能有兩個：是由于_（簡要文字說明）是由于_（簡要文字說明）簡述怎樣用實驗證明紅色褪去的原因是或者是： 氯水中H+與OH-反應(yīng) 氯水中HClO使酚酞

9、褪色 向褪色后的溶液中再滴加氫氧化鈉溶液，若紅色再現(xiàn)，則是的原因造成的；若紅色不再出現(xiàn)，則是的原因造成的。 第15頁，共34頁，2022年，5月20日，1點49分，星期日(2)某學(xué)生手邊只有一支大試管、一支小試管、鋅粒、稀硫酸（小試管能夠伸進大試管中），要制取并收集一試管氫氣，應(yīng)該如何操作？回答下列問題：應(yīng)該用哪支試管作反應(yīng)容器？用哪支試管收集氫氣？往試管里加入藥品的順序是先加入_，后加入_。 第16頁，共34頁，2022年，5月20日，1點49分，星期日 分析點撥 ： 本題的設(shè)計既要考慮H2的收集方法向下排空法，又要考慮操作方便。即必須用大試管收集氫氣，小試管作反應(yīng)器，否則，小試管放入大試管

10、中后無法取出。又因為鋅粒為重金屬顆粒，應(yīng)先將試管橫放，將鋅粒放在試管口后再將試管慢慢豎立起來使其滑入試管底部，以免打破試管。所以，應(yīng)先加鋅粒，后加稀硫酸。 第17頁，共34頁，2022年，5月20日，1點49分，星期日(2)某學(xué)生手邊只有一支大試管、一支小試管、鋅粒、稀硫酸（小試管能夠伸進大試管中），要制取并收集一試管氫氣，應(yīng)該如何操作？回答下列問題：應(yīng)該用哪支試管作反應(yīng)容器？用哪支試管收集氫氣？往試管里加入藥品的順序是先加入_，后加入_。 應(yīng)用小試管作反應(yīng)器，大試管收集氫氣。 鋅粒 稀硫酸 第18頁，共34頁，2022年，5月20日，1點49分，星期日(3)現(xiàn)有量筒、試管兩種儀器，如何用水來

11、鑒別兩種無色液體CCl4和苯。 分析點撥 ： 本題考查了學(xué)生對分液的原理及實驗操作的理解應(yīng)用，利用規(guī)定儀器和用品設(shè)計實驗。應(yīng)抓住CCl4和苯與水互不相溶且密度大小不一樣來設(shè)計實驗操作。 第19頁，共34頁，2022年，5月20日，1點49分，星期日(3)現(xiàn)有量筒、試管兩種儀器，如何用水來鑒別兩種無色液體CCl4和苯。 答案：用量筒分別量取等體積的水(如1mL)，加入兩支試管中，再用量筒量取等體積(如2mL)待測液，分別加入兩支試管中，若發(fā)現(xiàn)試管內(nèi)液體上層體積大于下層體積，則待測液為苯；若下層體積大于上層體積，則待測液為CCl4。 第20頁，共34頁，2022年，5月20日，1點49分，星期日【

12、例2】：01上海26題用實驗確定某酸HA是弱電解質(zhì)。兩同學(xué)的方案是：甲： 稱取一定質(zhì)量的HA配制0.l mol / L的溶液100 mL； 用pH試紙測出該溶液的pH值，即可證明HA是弱電解質(zhì)。乙： 用已知物質(zhì)的量濃度的HA溶液、鹽酸，分別配制pHl的兩種酸溶液各100 mL； 分別取這兩種溶液各10 mL，加水稀釋為100 mL； 各取相同體積的兩種稀釋液裝入兩個試管，同時加入純度相同的鋅粒，觀察現(xiàn)象，即可證明HA是弱電解質(zhì)。（1）在兩個方案的第步中，都要用到的定量儀器是_。 （2）甲方案中，說明HA是弱電解質(zhì)的理由是測得溶液的pH 1（選填、）乙方案中，說明HA是弱電解質(zhì)的現(xiàn)象是 （多選扣

13、分）（a）裝HCl溶液的試管中放出H2的速率快；（b）裝HA溶液的試管中放出H2的速率快；（c）兩個試管中產(chǎn)生氣體速率一樣快。（3）請你評價：乙方案中難以實現(xiàn)之處和不妥之處 、_。 （4）請你再提出一個合理而比較容易進行的方案（藥品可任取），作簡明扼要表述。 第21頁，共34頁，2022年，5月20日，1點49分，星期日分析點撥 ：(1)第步是配制一定物質(zhì)的量的溶液，一定要用到容量瓶。（2）若HA是弱酸，C(H+)0.1 mol/L，PH1；對于pHl的HA溶液和鹽酸，稀釋后，HA溶液中C(H+)大于鹽酸中C(H+)，與鋅反應(yīng)，裝HA溶液的試管放出H2的速率快。 該題考查運用所學(xué)過的弱電解質(zhì)的

14、電離平衡、鹽類水解平衡的理論知識及實驗基本操作技能，對題中提出的實驗方案進行評價，并根據(jù)題目要求設(shè)計實驗方案。這是一種較高層次的能力考查題，同時考查了設(shè)計簡單實驗方案及評價實驗方案的能力。第22頁，共34頁，2022年，5月20日，1點49分，星期日【例2】：01上海26題用實驗確定某酸HA是弱電解質(zhì)。兩同學(xué)的方案是：甲： 稱取一定質(zhì)量的HA配制0.l mol / L的溶液100 mL； 用pH試紙測出該溶液的pH值，即可證明HA是弱電解質(zhì)。乙： 用已知物質(zhì)的量濃度的HA溶液、鹽酸，分別配制pHl的兩種酸溶液各100 mL； 分別取這兩種溶液各10 mL，加水稀釋為100 mL； 各取相同體積

15、的兩種稀釋液裝入兩個試管，同時加入純度相同的鋅粒，觀察現(xiàn)象，即可證明HA是弱電解質(zhì)。（1）在兩個方案的第步中，都要用到的定量儀器是_。 （2）甲方案中，說明HA是弱電解質(zhì)的理由是測得溶液的pH 1（選填、）乙方案中，說明HA是弱電解質(zhì)的現(xiàn)象是 （多選扣分）（a）裝HCl溶液的試管中放出H2的速率快；（b）裝HA溶液的試管中放出H2的速率快；（c）兩個試管中產(chǎn)生氣體速率一樣快。100 mL容量瓶b第23頁，共34頁，2022年，5月20日，1點49分，星期日（3）請你評價：乙方案中難以實現(xiàn)之處和不妥之處： 、_。 （4）請你再提出一個合理而比較容易進行的方案（藥品可任取），作簡明扼要表述。配制p

16、Hl的HA溶液難以實現(xiàn)不妥之處在于加入的鋅粒難以做到表面積相同配制NaA溶液，測其pH值7即證明HA是弱電解質(zhì)（或其他合理答案） 第24頁，共34頁，2022年，5月20日，1點49分，星期日【例3】：(02年MCE29題)制取氨氣并完成噴泉實驗（圖中夾持裝置均已略去）。 （1）寫出實驗室制取氨氣的化學(xué)方程式：_。（2）收集氨氣應(yīng)使用_法，要得到干燥的氨氣可選用_做干燥劑。（3）用圖裝置進行噴泉實驗，上部燒瓶已裝滿干燥氨氣，引發(fā)水上噴的操作是_，該實驗的原理是_。（4）如果只提供如圖的裝置，請說明引發(fā)噴泉的方法。答：_。 第25頁，共34頁，2022年，5月20日，1點49分，星期日分析點撥

17、： 該題的前三問都是基本實驗內(nèi)容，第（4）問體現(xiàn)了一定的開放性，可使用的方法很多，最主要的是想辦法造成燒瓶內(nèi)外的壓強差，使氨氣能與水接觸，如加熱使燒瓶內(nèi)的氣體膨脹，趕出空氣，使氨氣與水接觸，或反其道而行之，用冰塊使燒瓶內(nèi)氣體體積收縮，讓大氣壓把水壓進燒瓶等等。但在使用所有這些方法之前，有一個細(xì)節(jié)是必須注意的，那就是先要把止水夾打開，否則都不可能形成噴泉。 第26頁，共34頁，2022年，5月20日，1點49分，星期日【例3】：(02年MCE29題)制取氨氣并完成噴泉實驗（圖中夾持裝置均已略去）。 （1）寫出實驗室制取氨氣的化學(xué)方程式：_。（2）收集氨氣應(yīng)使用_法，要得到干燥的氨氣可選用_做干燥

18、劑。2NH4ClCa(OH)2 2NH3CaCl22H2O向下排空氣堿石灰第27頁，共34頁，2022年，5月20日，1點49分，星期日（3）用圖裝置進行噴泉實驗，上部燒瓶已裝滿干燥氨氣，引發(fā)水上噴的操作是：_，該實驗的原理是：_。（4）如果只提供如圖的裝置，請說明引發(fā)噴泉的方法。答：打開止水夾，擠出膠頭滴管里的水氨氣極易溶解于水，致使燒瓶內(nèi)氣體壓強迅速減小打開止水夾，用手（或熱毛巾等）將燒瓶捂熱，氨氣受熱膨脹，趕出玻璃導(dǎo)管內(nèi)的空氣，氨氣與水接觸，即發(fā)生噴泉。（或其他合理答案）第28頁，共34頁，2022年，5月20日，1點49分，星期日四、考題精練1.90年全國）有兩瓶pH2的酸溶液，一瓶是

19、強酸，一瓶是弱酸。現(xiàn)只有石蕊、酚酞試液、pH試紙和蒸餾水，而沒有其它試劑。簡述如何用最簡便的實驗方法來判別哪瓶是強酸：_。 答案： 各取等體積酸液用蒸餾水稀釋相同倍數(shù)(如100倍)，然后用pH試紙分別測其pH值，pH值變化大的是強酸。此空2分，答出稀釋、測pH值，指出pH值變化，判斷正確的給2分；凡答稀釋、測pH值，未答判斷的只給1分；雖答稀釋、測pH值，但后面判斷錯誤的給0分；答其它方法和判斷的都不給分。 第29頁，共34頁，2022年，5月20日，1點49分，星期日2.（2001年全國理綜）用圖示的裝置制取氫氣，在塑料隔板上放粗鋅粒，漏斗和帶支管的試管中裝有稀硫酸，若打開彈簧夾，則酸液由漏斗流下，試管中液面上升與鋅粒接觸，發(fā)生反應(yīng)，產(chǎn)生的氫氣由支管導(dǎo)出；若關(guān)閉彈簧夾，則試管中液面下降，漏斗中液面上升，酸液與鋅粒脫離接觸，反應(yīng)自行停止。需要時再打開彈簧夾，又可以使氫氣發(fā)生。這是一種僅適用于室溫下隨制隨停的氣體發(fā)生裝置。（30分）第30頁，共34頁，2