2023版高考化學(xué)總復(fù)習(xí)：專題十六實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)與評(píng)價(jià)課件

高考

化學(xué)專題十六實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)與評(píng)價(jià)考點(diǎn)一制備實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)與評(píng)價(jià)1.物質(zhì)制備實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)1)條件合適,操作方便;2)原理正確,步驟簡(jiǎn)單;3)原料豐富,價(jià)格低廉;4)產(chǎn)物純凈,污染物少。即從多種路線中選出一種最佳的制備途徑,合理地選擇化學(xué)儀器與藥品,

設(shè)計(jì)合理的實(shí)驗(yàn)裝置和實(shí)驗(yàn)操作步驟。2.氣體物質(zhì)制備一般流程

3.制備實(shí)驗(yàn)方案的評(píng)價(jià)1)從實(shí)驗(yàn)方案可行性角度評(píng)價(jià)只有合理且切實(shí)可行的實(shí)驗(yàn)方案才有意義?？尚行允欠桨傅牡谝灰?

評(píng)價(jià)方案時(shí)應(yīng)注意從實(shí)驗(yàn)原理和操作兩個(gè)方面分析即理論上要科學(xué)合

理;操作上要簡(jiǎn)便可行。2)從經(jīng)濟(jì)效益角度評(píng)價(jià)評(píng)價(jià)一種實(shí)驗(yàn)方案,不僅要從科學(xué)性上判斷是否可行,還要從經(jīng)濟(jì)效益上

考慮是否切合實(shí)際。4.有機(jī)物制備實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)與評(píng)價(jià)1)分析制備流程

2)熟悉重要儀器

3)找準(zhǔn)答題思路4)熟悉常考問(wèn)題①有機(jī)物易揮發(fā),因此在反應(yīng)中通常采用冷凝回流裝置,以減少有機(jī)物的

揮發(fā),提高原料的利用率和產(chǎn)物的產(chǎn)率。根據(jù)題給信息,初步判定物質(zhì)性質(zhì)有機(jī)物制備中一般會(huì)以表格的形式給出相應(yīng)的

信息,表格中的數(shù)據(jù)主要是有機(jī)化合物的密度、

沸點(diǎn)和在水中的溶解性,在分析這些數(shù)據(jù)時(shí),要多

進(jìn)行橫向和縱向比較,挖掘出有價(jià)值的信息注意儀器名稱和作用所給的裝置圖中有一些不常見的儀器,要明確這

些儀器的作用關(guān)注有機(jī)反應(yīng)條件大多數(shù)有機(jī)反應(yīng)副反應(yīng)較多,且為可逆反應(yīng),因此

設(shè)計(jì)有機(jī)物制備實(shí)驗(yàn)方案時(shí),要注意控制反應(yīng)條

件,盡可能選擇步驟少、副產(chǎn)物少的反應(yīng)②有機(jī)反應(yīng)通常都是可逆反應(yīng),因此常使某種價(jià)格較低的反應(yīng)物過(guò)量,以

提高另一反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率和產(chǎn)物的產(chǎn)率。③根據(jù)產(chǎn)品與雜質(zhì)的性質(zhì)特點(diǎn)選擇合適的分離提純方法,如蒸餾、分液

等。④溫度計(jì)水銀球的位置:若要控制反應(yīng)溫度,則應(yīng)插入反應(yīng)液中;若蒸餾

(或分餾),則應(yīng)放在蒸餾燒瓶支管口處。⑤冷凝管的選擇:球形冷凝管只能用于冷凝回流,直形冷凝管既能用于冷

凝回流,又能用于冷凝收集餾分。蒸餾時(shí)冷凝管的進(jìn)出水方向是下進(jìn)上出。⑥加熱方法的選擇a.酒精燈加熱:需要溫度不太高的實(shí)驗(yàn)。b.水浴加熱:溫度不超過(guò)100℃。⑦防暴沸:加碎瓷片或沸石,防止溶液暴沸?？键c(diǎn)二探究實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)與評(píng)價(jià)1.化學(xué)探究實(shí)驗(yàn)的基本流程1)明確探究問(wèn)題:在學(xué)習(xí)和實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中遇到值得探究的問(wèn)題和異?，F(xiàn)

象等。2)提出猜想:根據(jù)已有的知識(shí)對(duì)所發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題和現(xiàn)象提出幾種可能的假

設(shè)。3)設(shè)計(jì)驗(yàn)證方案:根據(jù)猜想,結(jié)合實(shí)驗(yàn)條件設(shè)計(jì)科學(xué)、合理、安全的實(shí)驗(yàn)

方案,對(duì)各種猜想進(jìn)行驗(yàn)證。4)具體實(shí)施實(shí)驗(yàn):根據(jù)實(shí)驗(yàn)方案選擇儀器、組裝儀器、按步驟進(jìn)行操

作。5)觀察現(xiàn)象,分析數(shù)據(jù),得出結(jié)論:認(rèn)真全面觀察實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的現(xiàn)象并及時(shí)記錄所得數(shù)據(jù),然后進(jìn)行數(shù)據(jù)分析和推理分析,通過(guò)對(duì)比歸納得出結(jié)論。2.探究實(shí)驗(yàn)方案的評(píng)價(jià)類型1)裝置評(píng)價(jià)型:對(duì)比各方案的裝置,從裝置的合理性、操作的簡(jiǎn)便可行性

等方面進(jìn)行全面分析,選出最佳裝置。2)原理評(píng)價(jià)型:緊扣實(shí)驗(yàn)?zāi)康?對(duì)各方案的原理綜合考慮,從原理是否科學(xué)

正確、原料是否節(jié)省、涉及的操作是否簡(jiǎn)便易行、誤差是否較小等方

面進(jìn)行全面分析,設(shè)計(jì)或選出最佳方案。3.探究實(shí)驗(yàn)方案的評(píng)價(jià)角度1)對(duì)實(shí)驗(yàn)用品選擇的評(píng)價(jià):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(除雜的

試劑與順序)、干燥裝置、收集裝置、尾氣處理裝置等的選擇;藥品的選擇包括種類、濃度、物質(zhì)狀態(tài)等的選擇;連接方式的選擇,包括儀器連接

的先后順序、導(dǎo)管接口的連接方式等的選擇。2)對(duì)不同實(shí)驗(yàn)方案的評(píng)價(jià):對(duì)幾個(gè)實(shí)驗(yàn)方案從是否準(zhǔn)確、嚴(yán)密等方面作

出判斷。需要考慮是否合理,有無(wú)干擾現(xiàn)象,經(jīng)濟(jì)上是否合算,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,應(yīng)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、原料利用率高、現(xiàn)象明顯、無(wú)干擾物質(zhì)以及無(wú)污染等。綜合實(shí)驗(yàn)操作和設(shè)計(jì)表述的答題規(guī)范一、實(shí)驗(yàn)操作類規(guī)范語(yǔ)言表述1.測(cè)定溶液pH的操作:將一小塊pH試紙放在表面皿上,用玻璃棒蘸取少量

待測(cè)液,點(diǎn)在pH試紙的中部,待試紙變色后,再與標(biāo)準(zhǔn)比色卡對(duì)照。概括為

“取、蘸、點(diǎn)、比”。2.沉淀洗滌1)目的:除去沉淀表面附著或沉淀中包夾的可溶性離子。2)操作:將蒸餾水沿玻璃棒注入過(guò)濾器中至浸沒沉淀,靜置,使蒸餾水自然

流出,重復(fù)操作2~3次。3)判斷沉淀是否洗凈的操作:取最后一次洗滌液,滴加……(試劑),若出現(xiàn)

(或不出現(xiàn))……現(xiàn)象,證明沉淀已經(jīng)洗凈。4)沉淀劑是否過(guò)量的判斷方法:靜置,取上層清液適量于另一潔凈試管中,

向其中加入少量與沉淀劑作用產(chǎn)生沉淀的試劑,若產(chǎn)生沉淀,證明沉淀劑

已過(guò)量,否則沉淀劑不過(guò)量。3.容量瓶檢漏操作:加入一定量的水,塞好瓶塞;用食指摁住瓶塞,倒立觀

察;然后將容量瓶正立,并將瓶塞旋轉(zhuǎn)180°后塞緊,再倒立;若均不漏水,則

容量瓶可以使用。4.萃取分液操作:關(guān)閉分液漏斗活塞,將混合液倒入分液漏斗中,塞上塞子,

用右手心頂住塞子,左手握住活塞部分,將分液漏斗倒置,充分振蕩后,放

在鐵架臺(tái)上靜置、分層,在漏斗下面放一個(gè)小燒杯,先打開上口塞子再打

開分液漏斗活塞,使下層液體從下口沿?zé)瓋?nèi)壁流下,上層液體從上口倒

出。二、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)類規(guī)范語(yǔ)言表述1.性質(zhì)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì):從實(shí)驗(yàn)原理(含性質(zhì))出發(fā),按操作過(guò)程(或方法)、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)

象、實(shí)驗(yàn)結(jié)論的順序來(lái)表述答案。答題模板:操作→現(xiàn)象→結(jié)論,即取樣,加入……→有……生成→……的是

……2.實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象描述:有關(guān)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的描述不僅要求準(zhǔn)確,還要求全面,其答題

規(guī)范可利用下面的模板來(lái)處理。1)溶液:顏色由……變成……;液面上升或下降(形成液面差);溶液變渾濁;

生成(產(chǎn)生)……沉淀;溶液發(fā)生倒吸;產(chǎn)生大量氣泡;有氣體從溶液中逸出;

有液體溢出等。2)固體:固體表面產(chǎn)生大量氣泡;固體逐漸溶解;固體體積逐漸變小;固體變細(xì);顏色由……變成……3)氣體:生成……色(味)氣體;氣體由……色變成……色;先變……后……

(加深、變淺、褪色)。3.儀器或裝置作用:有利于……

這樣做的好處

,以防止……

這樣做的壞處

。例如:①有機(jī)實(shí)驗(yàn)中玻璃長(zhǎng)導(dǎo)管的作用:冷凝回流,提高反應(yīng)物的利用率。

②某瓶的作用:安全瓶作用,防止……中的液體倒吸進(jìn)入……中,或者平衡

氣壓,便于……中液體順利進(jìn)入……中。③尾氣吸收:吸收……氣體,防止

污染空氣。4.原因、理由類:分析(分析試劑的性質(zhì)、實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹⒀b置特點(diǎn)等)→結(jié)合

(結(jié)合已有知識(shí)進(jìn)行分析)→結(jié)論(找出原因)。答題模板:“有理”——化學(xué)原理,“有據(jù)”——事實(shí)依據(jù)?？刹扇∫韵?/p>

兩種方式:①“正說(shuō)”——“直接原因+根本目的”;②“反說(shuō)”——

“如果……就……”。應(yīng)用實(shí)驗(yàn)綜合題的解題策略實(shí)驗(yàn)綜合題的呈現(xiàn)方式有流程圖、表格、儀器圖、裝置圖或兩種、多

種組合,呈現(xiàn)多元化。1.解題方法1)巧審題,明確實(shí)驗(yàn)的目的和原理實(shí)驗(yàn)原理可從題給的化學(xué)情景(或?qū)嶒?yàn)?zāi)康?并結(jié)合元素化合物等有關(guān)知

識(shí)獲取。在此基礎(chǔ)上,遵循可靠性、簡(jiǎn)捷性、安全性的原則,明確實(shí)驗(yàn)原

理。2)想過(guò)程,理清實(shí)驗(yàn)操作的先后順序根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理確定實(shí)施實(shí)驗(yàn)方案的過(guò)程和操作,把握各步實(shí)驗(yàn)操作的要

點(diǎn),理清實(shí)驗(yàn)步驟的先后順序。3)看準(zhǔn)圖,分析各項(xiàng)實(shí)驗(yàn)裝置的作用在分析解答過(guò)程中,要認(rèn)真分析圖中所示的各項(xiàng)裝置,并結(jié)合實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮?/p>

原理,確定其在實(shí)驗(yàn)中的作用。4)細(xì)分析,得出正確的實(shí)驗(yàn)結(jié)論在分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象(或數(shù)據(jù))的過(guò)程中,要善于找出影響實(shí)驗(yàn)成功的關(guān)鍵以及

產(chǎn)生誤差的原因,或從有關(guān)數(shù)據(jù)中歸納出定量公式,繪制變化曲線等,得出

實(shí)驗(yàn)結(jié)論。2.解題技巧基本思路如下:綜合實(shí)驗(yàn)

小實(shí)驗(yàn)

確定基本操作及其先后順序【例】(2021廣東,17,15分)含氯物質(zhì)在生產(chǎn)生活中有重要作用。1774年,

舍勒在研究軟錳礦(主要成分是MnO2)的過(guò)程中,將它與濃鹽酸混合加熱,

產(chǎn)生了一種黃綠色氣體。1810年,戴維確認(rèn)這是一種新元素組成的單質(zhì),

并命名為chlorine(中文命名“氯氣”)。(1)實(shí)驗(yàn)室沿用舍勒的方法制取Cl2的化學(xué)方程式為

。(2)實(shí)驗(yàn)室制取干燥Cl2時(shí),凈化與收集Cl2所需裝置的接口連接順序?yàn)?/p>

。

(3)某氯水久置后不能使品紅溶液褪色,可推測(cè)氯水中

已分解。檢驗(yàn)此久置氯水中Cl-存在的操作及現(xiàn)象是

。(4)某合作學(xué)習(xí)小組進(jìn)行以下實(shí)驗(yàn)探究。①實(shí)驗(yàn)任務(wù)通過(guò)測(cè)定溶液電導(dǎo)率,探究溫度對(duì)AgCl溶解度的影響。②查閱資料電導(dǎo)率是表征電解質(zhì)溶液導(dǎo)電能力的物理量。溫度一定

時(shí),強(qiáng)電解質(zhì)稀溶液的電導(dǎo)率隨溶液中離子濃度的增大而增大;離子濃度

一定時(shí),稀溶液電導(dǎo)率隨溫度的升高而增大。25℃時(shí),Ksp(AgCl)=1.8×10-10。③提出猜想猜想a:較高溫度的AgCl飽和溶液的電導(dǎo)率較大。猜想b:AgCl在水中的溶解度S(45℃)>S(35℃)>S(25℃)。④設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、驗(yàn)證猜想取試樣Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ(不同溫度下配制的AgCl飽

和溶液),在設(shè)定的測(cè)試溫度下,進(jìn)行表1中實(shí)驗(yàn)1~3,記錄數(shù)據(jù)。表1實(shí)驗(yàn)序號(hào)試樣測(cè)試溫度/℃電導(dǎo)率/(μS/cm)1Ⅰ:25℃的AgCl飽和溶

液25A12Ⅱ:35℃的AgCl飽和溶

液35A23Ⅲ:45℃的AgCl飽和溶

液45A3⑤數(shù)據(jù)分析、交流討論25℃的AgCl飽和溶液中,c(Cl-)=

mol/L。實(shí)驗(yàn)結(jié)果為A3>A2>A1。小組同學(xué)認(rèn)為,此結(jié)果可以證明③中的猜想a成立,

但不足以證明猜想b成立。結(jié)合②中信息,猜想b不足以成立的理由有

。⑥優(yōu)化實(shí)驗(yàn)小組同學(xué)為進(jìn)一步驗(yàn)證猜想b,在實(shí)驗(yàn)1~3的基礎(chǔ)上完善方

案,進(jìn)行實(shí)驗(yàn)4和5。請(qǐng)完成表2中內(nèi)容。表2實(shí)驗(yàn)序號(hào)試樣測(cè)試溫度/℃電導(dǎo)率/(μS/cm)4Ⅰ

B15

B2⑦實(shí)驗(yàn)總結(jié)根據(jù)實(shí)驗(yàn)1~5的結(jié)果,并結(jié)合②中信息,小組同學(xué)認(rèn)為猜想b

也成立。猜想b成立的判斷依據(jù)是

。命題分析本題是一道綜合性探究實(shí)驗(yàn)題,探究生產(chǎn)生活中的常見物質(zhì)

的性質(zhì),滲透科學(xué)研究的方法?？疾榱丝茖W(xué)探究的原理、步驟、過(guò)程中

的現(xiàn)象和方法,涉及了氯氣的制取,氯水中微粒的檢驗(yàn)以及探究溫度對(duì)

AgCl溶解度的影響,全面考查了學(xué)生實(shí)驗(yàn)與探究的能力,并借助實(shí)驗(yàn)形式

考查分析和解決問(wèn)題的能力。第(4)問(wèn)設(shè)置單一變量探究溫度與溶解度

的關(guān)系對(duì)電導(dǎo)率的影響,將低溫飽和溶液升溫,控制溫度不變,繼而探究溶

解度與電導(dǎo)率的關(guān)系。解析

(2)制備的氯氣中含有雜質(zhì)氣體HCl、H2O,先用飽和食鹽水除去

HCl,然后用濃H2SO4干燥,再利用向上排空氣法收集Cl2,同時(shí)利用NaOH溶

液吸收多余的Cl2,故連接順序是cdbae。(3)新制氯水中含有的HClO具有

漂白性,久置氯水失去漂白性,說(shuō)明HClO已分解。(4)⑤AgCl的飽和溶液

中存在c(Ag+)=c(Cl-),而Ksp(AgCl)=c(Ag+)·c(Cl-)=c2(Cl-)=1.8×10-10,則c(Cl-)≈

1.34×10-5mol/L;濃度相同時(shí),溫度高,電導(dǎo)率也大,故實(shí)驗(yàn)1、2、3的結(jié)果不

足以說(shuō)明猜想b成立。⑥為了探究不同溫度下溶解度不同引起電導(dǎo)率的

變化,應(yīng)先選取不同溫度的兩個(gè)試樣,然后將較低溫度的試樣升高溫度至

與另一試樣的溫度相同,再測(cè)試電導(dǎo)率,比較大小,若原來(lái)較高溫度的飽和

溶液的電導(dǎo)率大于另一溶液,則證明猜想b成立。答案

(1)MnO2+4HCl(濃)

MnCl2+Cl2↑+2H2O

(2)cdbae

(3)HClO

取少量久置氯水于試管中,滴加稀硝酸酸化,再滴加硝酸銀溶液,產(chǎn)生白色

沉淀

(4)⑤1.34×10-5濃度相同時(shí),溫度高,電導(dǎo)率也大⑥35℃Ⅱ

35℃(或45℃Ⅲ45℃)⑦B2大于B1,說(shuō)明溫度高時(shí)溶解度大,則電導(dǎo)

率大創(chuàng)新熱重分析法在綜合實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用定量計(jì)算在近幾年高考卷中出現(xiàn)的頻率比較大,主要涉及樣品的產(chǎn)率、

純度,物質(zhì)中某組分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)或結(jié)晶水?dāng)?shù)目的計(jì)算等。其中利用熱重

分析法在綜合實(shí)驗(yàn)中確定物質(zhì)的組成或結(jié)晶水?dāng)?shù)目的計(jì)算,也經(jīng)常在高

考綜合實(shí)驗(yàn)題中出現(xiàn)。熱重分析法解題思維過(guò)程如下,1)設(shè)晶體為1mol。2)失重一般是先失水,再失非金屬氧化物。3)計(jì)算每步的m余,

×100%=固體殘留率。4)晶體中金屬質(zhì)量不減少,仍在m余中。5)失重最后一般為金屬氧化物,由質(zhì)量守恒得氧原子的質(zhì)量,由n(金屬)∶

n(O),即可求出失重后物質(zhì)的化學(xué)式。【例】(2021全國(guó)甲,27節(jié)選)膽礬(C