(通用版)高考化學一輪復習課件第十章化學實驗基礎第4節(jié)化學實驗方案的設計與評價 (含解析)

化學實驗基礎第十章第四節(jié)化學實驗方案的設計與評價考綱解讀

考綱要求備考指南真題追蹤命題趨勢根據(jù)化學實驗的目的和要求，能做到：(1)設計實驗方案；(2)正確選用實驗裝置；(3)掌握控制實驗條件的方法；(4)預測或描述實驗現(xiàn)象、分析或處理實驗數(shù)據(jù)，得出合理結論；(5)評價或改進實驗方案。

2018·全國卷Ⅰ26(4)，全國卷Ⅱ28(2)④，全國卷Ⅲ26(1)；2017·全國卷Ⅰ26，全國卷Ⅱ10(B、C、D)；2016·全國卷Ⅰ10；2015·全國卷Ⅰ26，全國卷Ⅱ13、26、28高考對本部分的考查一是保持對傳統(tǒng)知識的考查；二是結合題目中信息對實驗過程進行分析；三是對教材實驗進行重新設計或改進創(chuàng)新(實驗形式上的創(chuàng)新、實驗方案或原理設計上的創(chuàng)新)。題型以選擇題和綜合實驗題為主。預計2020年高考將會以元素及其化合物和典型有機物的性質(zhì)為基礎，依托新的信息背景進行實驗設計和方案的評價的考查。備考中要注意有機物的涉入，理清關系，熟記切入點——從安全、環(huán)保、可行、簡約等角度進行評價分析。欄目導航01夯實考點03真題體驗·直擊高考02考點突破04配套訓練夯實考點11．化學實驗方案的設計(1)基本原則。①科學性：實驗的原理、操作順序、操作方法等科學合理。②可行性：原理可行，選用的藥品、儀器、設備及實驗方法能夠滿足現(xiàn)行的條件要求。③簡約性：裝置或方法簡單，步驟少，節(jié)約藥品，短時間能完成，符合綠色化學的要求。④安全性：避免使用有毒藥品或進行危險性的實驗操作，有毒氣體的尾氣處理?！局R梳理】(2)基本思路。(3)實驗設計的步驟：①明確實驗目的、實驗原理；②選擇藥品和儀器；③設計實驗操作步驟，實施實驗操作；④記錄實驗現(xiàn)象、實驗數(shù)據(jù)；⑤分析得出結論。2．化學實驗方案的評價對幾個實驗方案進行評價，主要是看是否正確、嚴密、準確、可行。同時，有無干擾、是否經(jīng)濟、是否安全、有無污染等也是要考慮的因素。(1)從可行性方面進行評價：①分析實驗方案是否科學可行；②實驗操作是否安全合理；③實驗步驟是否簡單方便；④實驗效果是否明顯。(2)從綠色化學方面進行評價：①實驗過程中是否造成環(huán)境污染；②原料是否無毒、安全、易得；③原料利用率及反應速率是否較高。(3)從安全性方面進行評價?；瘜W實驗從安全角度常考慮的主要因素如下：①凈化、吸收氣體，當熄滅酒精燈及左邊有揮發(fā)性液體加熱，氣壓不恒定時(如乙酸乙酯的制備)要防止液體倒吸；②進行某些易燃易爆實驗時要防爆炸(如H2還原CuO應先通H2，氣體點燃前先驗純等)；③防氧化(如H2還原CuO后要“先滅燈再停氫”，白磷切割宜在水中進行等)；④污染性的氣體要進行尾氣處理；有粉末狀物質(zhì)參加的反應，要注意防止導氣管堵塞；⑤防吸水(如實驗取用、制取易吸水、潮解、水解的物質(zhì)時宜采取必要措施，以保證達到實驗目的)。(4)從規(guī)范性方面進行評價：①冷凝回流(有些反應中，為減少易揮發(fā)液體反應物的損耗和充分利用原料，需在反應裝置上加裝冷凝回流裝置，如長玻璃管、豎裝的干燥管及冷凝管等)；②易揮發(fā)液體產(chǎn)物(導出時可為蒸氣)的及時冷卻；③儀器拆卸與組裝順序相反，按照從右向左，從高到低的順序；④其他(如實驗操作順序、試劑加入順序、實驗方法使用順序等)。(5)最佳方案的選擇。幾個實驗方案都能達到目的，選出一個最佳方案。所謂最佳，就是裝置最簡單，藥品容易取得、價格低廉，現(xiàn)象明顯，干擾小，無污染。(6)實驗綜合題分類(從評價的主要針對點來看)。①實驗裝置的評價：對比各方案裝置，從裝置的合理性、操作的簡便可行等方面進行全面分析，優(yōu)選最佳裝置。②實驗原理的評價：緊扣實驗目的，對各方案的原理綜合考慮，從原理是否科學正確、是否節(jié)省原料、涉及的操作是否簡便易行、誤差是否較小等方面進行全面分析，設計或優(yōu)選出最佳方案。1．試設計方案檢驗乙醇中少量水的存在？如何檢驗Fe3＋？【答案】取適量乙醇樣品于試管中，向其中加少量無水硫酸銅固體，若固體由白色變?yōu)樗{色，則說明乙醇中含有水。取待測溶液少許于試管中，向試管中加入幾滴硫氰化鉀溶液，若溶液變?yōu)榧t色，則說明待測液中含有Fe3＋?！舅季S深化】【答案】方案1，C在空氣中燃燒不能得純凈的CO。方案2，AgNO3溶液價格較高，不經(jīng)濟。方案4，F(xiàn)e燃燒后的產(chǎn)物為Fe3O4，不是Fe2O3。因此，只有方案3合理?？键c突破21．(2019·山東濟寧模擬)某硫酸廠用氨水吸收尾氣中的二氧化硫，防止其污染環(huán)境并綜合利用。某課題組模擬該生產(chǎn)工藝，進行如下實驗探究活動?！咎骄慷趸虻男再|(zhì)并吸收二氧化硫】設計如圖實驗裝置?；瘜W實驗方案的設計 ★★★(1)B用于探究二氧化硫的漂白性，則所盛試劑為________；C、D分別探究的是二氧化硫的________性、________性。(2)從實驗安全性角度考慮，可以代替上圖中E裝置的是____________。2.(2019屆湖北八校第一次聯(lián)考)工業(yè)上廢棄資源回收再利用，可以更大限度地發(fā)揮原材料的價值。某教師在指導學生做研究性學習時，擬利用廢鐵屑在實驗室制備FeSO4溶液，再與等物質(zhì)的量的(NH4)2SO4反應，制備補血劑硫酸亞鐵銨晶體[(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O，相對分子質(zhì)量為392]。硫酸亞鐵銨晶體比一般亞鐵鹽穩(wěn)定，在空氣中不易被氧化，易溶于水，不溶于乙醇。(1)廢鐵屑的凈化：將廢鐵屑投入10%的碳酸鈉溶液中并加熱5～10min，通過傾析法棄去純堿溶液，并用蒸餾水洗凈廢鐵屑，待用。(2)酸浸凈化后的廢鐵屑：將2gFe粉、10mL3mol·L－1的H2SO4溶液加入燒瓶中反應，保持溫度70～80℃，適當添加水以補充被蒸發(fā)掉的水分，并控制溶液的pH，至反應無明顯氣泡產(chǎn)生，停止加熱，過濾，稱量殘留固體的質(zhì)量。①反應過程中會產(chǎn)生少量H2S、PH3等氣體，需使用封閉裝置。寫出用CuSO4溶液吸收H2S氣體的化學反應方程式：__________________。②反應過程中使用過量鐵粉的目的是____________________________。3．某研究小組在實驗室中模擬工業(yè)制取NaHCO3的實驗步驟如下：①連接好裝置，檢驗氣密性，在儀器內(nèi)裝入藥品。②先讓某一裝置發(fā)生反應，直到產(chǎn)生的氣體不能再在C中溶解，再通入另一裝置中產(chǎn)生的氣體，片刻后，C中出現(xiàn)固體。繼續(xù)向C中通入兩種氣體，直到不再有固體產(chǎn)生。③分離C中所得的混合物，得到NaHCO3固體。④向濾液中加入適量的某固體粉末，有NH4Cl晶體析出。化學實驗方案的評價 ★★★★(1)下圖所示裝置的連接順序是：a接________；________接________；b接____________(填接口編號)。A

B

C

D

(2)A中反應的離子方程式為__________________；B中常選用的液體反應物為________；D中應選用的液體為________。(3)步驟②讓________裝置先發(fā)生反應。(4)C中用球形干燥管而不用直導管，其作用是________________；裝有無水CaCl2的U形管的作用是_______________________。(5)步驟③分離出NaHCO3固體的操作是__________________。(6)步驟④中所加固體粉末化學式為__________________。所得的晶體中常含有少量的NaCl和NaHCO3(占5%～8%)，請設計一個簡單的實驗，不使用其他任何試劑，證明所得晶體大部分是NH4Cl。簡要寫出操作和現(xiàn)象：________________