化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)與評(píng)價(jià)教材

第四單元化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)與評(píng)價(jià)●熱點(diǎn)定位1．利用限定的儀器裝置、藥品，根據(jù)題目要求進(jìn)行裝置的搭建，根據(jù)現(xiàn)象得出結(jié)論2．學(xué)會(huì)從不同的實(shí)驗(yàn)方案中選出最佳方案3．對(duì)給定的實(shí)驗(yàn)方案作出分析，明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，理解各儀器的作用及使用方法4、從科學(xué)性，安全性，可行性，簡(jiǎn)約性分析儀器裝置，找出不足與缺陷，并加以改進(jìn)5、學(xué)會(huì)設(shè)計(jì)對(duì)比試驗(yàn)，控制變量，達(dá)到試驗(yàn)?zāi)康陌l(fā)生裝置凈化裝置干燥裝置收集裝置吸收裝置反應(yīng)物狀態(tài)及反應(yīng)條件氣體及雜質(zhì)的性質(zhì)氣體的性質(zhì)選擇干燥劑氣體水溶性及密度氣體的毒性選擇吸收劑防倒吸1、根據(jù)常見裝置搭建順序，學(xué)會(huì)搭建實(shí)驗(yàn)裝置，選擇實(shí)驗(yàn)步驟考點(diǎn)一牢記儀器連接4個(gè)順序：(1)“自下而上，從左到右”的順序；(2)氣體凈化裝置先洗氣后干燥；(3)洗氣時(shí)，進(jìn)氣管長(zhǎng)，出氣管短；(4)干燥管，大口進(jìn)氣，小口出氣。例1．水蒸氣通過灼熱的煤所產(chǎn)生的混和氣,其主要成份是CO、H2還含有CO2和水蒸氣.請(qǐng)用下列裝置設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn),以確認(rèn)上述混和氣中含有CO和H2.連接上述裝置的正確順序是:(填各接口的代碼字母)

混和氣→()()接()()接()()接()()接()().(2)確認(rèn)混和氣中含有H2的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是

;其理由是

.例2.現(xiàn)有一定量含有Na2O雜質(zhì)的Na2O2試樣.請(qǐng)從下圖中選用適當(dāng)?shù)膶?shí)驗(yàn)裝置,設(shè)計(jì)一個(gè)最簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn),測(cè)定Na2O2試樣的純度(可供選用的反應(yīng)物只有CaCO3固體,6mol/L鹽酸和蒸餾水)請(qǐng)?zhí)顚懴铝锌瞻?(1)寫出實(shí)驗(yàn)中Na2O2和Na2O分別發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式.

(2)應(yīng)選用的裝置是(只要求寫出圖中裝置的標(biāo)號(hào))

(3)所選用裝置的連接順序應(yīng)是(填各接口的字母;連接膠管省略).

考點(diǎn)二學(xué)會(huì)從不同的實(shí)驗(yàn)方案中選出合理的方案(1)科學(xué)性反應(yīng)不能違背基本反應(yīng)原理(2)安全性要防倒吸，防爆炸，防泄漏(3)可行性有實(shí)際意義，具有經(jīng)濟(jì)價(jià)值(4)簡(jiǎn)約性操作簡(jiǎn)單，藥品用量省1．在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行物質(zhì)制備，下列從原料及有關(guān)試劑分別制取相應(yīng)的最終產(chǎn)物的設(shè)計(jì)中，理論上正確、操作上可行、經(jīng)濟(jì)上合理的是 (

)2．某同學(xué)利用鋅、氧化銅和稀硫酸制取銅，他設(shè)計(jì)了兩套方案，方案Ⅰ：利用鋅與足量稀硫酸反應(yīng)制氫氣，氫氣還原氧化銅；方案Ⅱ：氧化銅溶于稀硫酸生成硫酸銅，然后用鋅與硫酸銅反應(yīng)制備銅。下列關(guān)于方案Ⅰ和Ⅱ的評(píng)價(jià)不正確的是

(

).A．方案Ⅱ比方案Ⅰ操作簡(jiǎn)便B．等質(zhì)量的鋅，相同條件下在方案Ⅰ和方案Ⅱ中制得的銅

的質(zhì)量相同C．等質(zhì)量的H2SO4參加反應(yīng)，方案Ⅰ制取銅的質(zhì)量比方案Ⅱ的少D．為了加快鋅與稀硫酸反應(yīng)，可以在溶液中加入少量氧化銅3、現(xiàn)要利用一定物質(zhì)的量的鋁，稀鹽酸，NaOH來制取4mol的Al(OH)3,下列哪種方案是藥品用量最省的方案（）

A、Al-AlCl3-Al(OH)3

B、Al-NaAlO2-Al(OH)3C、Al-AlCl3

Al-NaAlO2D、AlH2OAl(OH)3

Al(OH)3考點(diǎn)三對(duì)給定的實(shí)驗(yàn)方案作出分析，明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，理解各儀器(各步驟)的作用及使用方法發(fā)生裝置凈化裝置干燥裝置收集裝置吸收裝置[例1](2011·福建高考)化學(xué)興趣小組對(duì)某品牌牙膏中摩擦劑成分及其含量進(jìn)行以下探究：查得資料：該牙膏摩擦劑由碳酸鈣、氫氧化鋁組成；牙膏中其他成分遇到鹽酸時(shí)無氣體產(chǎn)生。Ⅰ.摩擦劑中氫氧化鋁的定性檢驗(yàn)取適量牙膏樣品，加水充分?jǐn)嚢?、過濾。(1)往濾渣中加入過量NaOH溶液，過濾。氫氧化鋁與NaOH溶液反應(yīng)的離子方程式是___________________。(2)往(1)所得濾液中先通入過量二氧化碳，再加入過量稀鹽酸。觀察到的現(xiàn)象是________________________________。Ⅱ.牙膏樣品中碳酸鈣的定量測(cè)定利用如圖所示裝置(圖中夾持儀器略去)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，充分反應(yīng)后，測(cè)定C中生成的BaCO3沉淀質(zhì)量，以確定碳酸鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。依據(jù)實(shí)驗(yàn)過程回答下列問題：(3)實(shí)驗(yàn)過程中需持續(xù)緩緩?fù)ㄈ肟諝猓渥饔贸丝蓴嚢鐱、C中的反應(yīng)物外，還有____________________________。(4)C中反應(yīng)生成BaCO3的化學(xué)方程式是_____________。(5)下列各項(xiàng)措施中，不能提高測(cè)定準(zhǔn)確度的是_____(填標(biāo)號(hào))。a．在加入鹽酸之前，應(yīng)排凈裝置內(nèi)的CO2氣體b．滴加鹽酸不宜過快c．在A～B之間增添盛有濃硫酸的洗氣裝置d．在B～C之間增添盛有飽和碳酸氫鈉溶液的洗氣裝置(6)實(shí)驗(yàn)中準(zhǔn)確稱取8.00g樣品三份，進(jìn)行三次測(cè)定，測(cè)得BaCO3平均質(zhì)量為3.94g。則樣品中碳酸鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為________。(7)有人認(rèn)為不必測(cè)定C中生成的BaCO3質(zhì)量，只要測(cè)定裝置C在吸收CO2前后的質(zhì)量差，一樣可以確定碳酸鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。實(shí)驗(yàn)證明按此方法測(cè)定的結(jié)果明顯偏高，原因是_______________________________________。2.為除去粗鹽中的Ca2+、Mg2+、Fe3+、SO42?以及泥沙等雜質(zhì)，某同學(xué)設(shè)計(jì)了一種制備精鹽的實(shí)驗(yàn)方案，步驟如下(用于沉淀的試劑稍過量)：稱取粗鹽溶解①BaCl2②NaOH③Na2CO3④過濾⑤濾液適量鹽酸⑥蒸發(fā)、結(jié)晶、烘干⑦精鹽(1)判斷BaCl2已過量的方法是__________________________________________________________________________________________________________。(2)第④步中，相關(guān)的離子方程式是________________________________________________________________________。取第②步后的上層清液1～2滴于點(diǎn)滴板上，再滴入1～2滴BaCl2溶液，若溶液未變渾濁，則表明BaCl2已過量

Ca2++CO32?CaCO3↓、Ba2++CO32?BaCO3↓2.為除去粗鹽中的Ca2+、Mg2+、Fe3+、SO42?以及泥沙等雜質(zhì)，某同學(xué)設(shè)計(jì)了一種制備精鹽的實(shí)驗(yàn)方案，步驟如下(用于沉淀的試劑稍過量)：稱取粗鹽溶解①BaCl2②NaOH③Na2CO3④過濾⑤濾液適量鹽酸⑥蒸發(fā)、結(jié)晶、烘干⑦精鹽(3)若先用鹽酸調(diào)pH再過濾，將對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果產(chǎn)生影響，其原因是_____________________________________________________________。(4)為檢驗(yàn)精鹽純度，需配制150mL0.2mol/LNaCl(精鹽)溶液，右圖是該同學(xué)轉(zhuǎn)移溶液的示意圖，圖中的錯(cuò)誤是___________________________________。在此酸度條件下，會(huì)有部分沉淀溶解，從而影響制得精鹽的純度未用玻璃棒引流；未采用250mL容量瓶例7．1,2-二溴乙烷可作汽油抗爆劑的添加劑,常溫下它是無色液體,密度2.18g·cm-3,沸點(diǎn)131.4℃,熔點(diǎn)9.79℃,不溶于水,易溶于醇、醚、丙酮等有機(jī)溶劑.在實(shí)驗(yàn)室中可以用下圖所示裝置制備1,2-二溴乙烷.其中分液漏斗和燒瓶a中裝有乙醇和濃硫酸的混合液,試管d中裝有液溴(表面覆蓋少量水).填寫下列空白:(1)寫出本題中制備1,2-二溴乙烷的兩個(gè)化學(xué)反應(yīng)方程式.

_____________________________(2)安全瓶b可以防止倒吸,并可以檢查實(shí)驗(yàn)進(jìn)行時(shí)試管d是否發(fā)生堵塞．請(qǐng)寫出發(fā)生堵塞時(shí)瓶b中的現(xiàn)象._______________(3)容器c中NaOH溶液的作用是_____________(4)某學(xué)生在做此實(shí)驗(yàn)時(shí),使用一定量的液溴,當(dāng)溴全部褪色時(shí),所消耗乙醇和濃硫酸混合液的量,比正常情況下超過許多.如果裝置的氣密性沒有問題,試分析其可能的原因._______________________考點(diǎn)四從科學(xué)性，安全性，可行性，簡(jiǎn)約性分析儀器裝置，找出不足與缺陷，并加以改進(jìn)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。要考慮原理是否完全合理、有無干擾現(xiàn)象、經(jīng)濟(jì)上是否合算和對(duì)環(huán)境有無污染等。1、（08年廣東）用石灰石、小蘇打、淀粉和食醋等不能完成的實(shí)驗(yàn)是A．碘鹽中碘的檢驗(yàn)

B．暖瓶中水垢的除去C．食鹽與純堿的鑒別

D．雞蛋殼主要成分的檢驗(yàn)解析：

A．碘鹽中碘以碘酸根IO3-的形式存在而非碘單質(zhì)，不能夠與淀粉變藍(lán)；B．水垢的成分一般為CaCO3，MgCO3（與硬水有關(guān)），可用食醋中的酸與其反應(yīng)除去；C．純堿是Na2CO3，可與食醋中的酸反應(yīng)產(chǎn)生氣體（CO2）而與食鹽鑒別開；D．雞蛋殼主要成份為CaCO3，可與食醋中的酸反應(yīng)產(chǎn)生氣體。答案：

A2．(2010·北京朝陽區(qū)模擬)下列裝置不能完成的實(shí)驗(yàn)是(

).ABCD裝置實(shí)驗(yàn)結(jié)合秒表測(cè)量鋅與硫酸的反應(yīng)速率驗(yàn)證溫度對(duì)化學(xué)平衡的影響驗(yàn)證化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能鐵的析氫腐蝕實(shí)驗(yàn)3．實(shí)驗(yàn)室可用氯氣與金屬鐵反應(yīng)制備無水三氯化鐵,該化合物是棕紅色、易潮解，100℃左右時(shí)升華。下圖是兩個(gè)學(xué)生設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)裝置、左邊的反應(yīng)裝置相同，而右邊的產(chǎn)品收集裝置則不同，分別如（I）和（II）所示。試回答：(1)B中反應(yīng)的化學(xué)方程式為：____________________;(2)D中的反應(yīng)開始前，需排除裝置中的空氣，應(yīng)采取的方法是：_______。(3)D中反應(yīng)化學(xué)方程式為：______________

_____________。(4)裝置（Ⅰ）的主要缺點(diǎn)是：____________________

____。(5)裝置（Ⅱ）的主要缺點(diǎn)是：_________________________,如果選用此裝置來完成實(shí)驗(yàn)，則必須采取的改進(jìn)措施是：_______________________?？键c(diǎn)五學(xué)會(huì)設(shè)計(jì)對(duì)比試驗(yàn)，控制變量，達(dá)到試驗(yàn)?zāi)康耐ǔＰ枰接懩骋粭l件對(duì)反應(yīng)的影響，則在探討這一條件的時(shí)候，其他的外部條件應(yīng)保持一致。如為了探究溫度對(duì)雙氧水分解實(shí)驗(yàn)的影響，則濃度，催化劑，體積等其它因素應(yīng)保持一致。（09寧夏卷10）硫代硫酸鈉溶液與稀硫酸反應(yīng)的化學(xué)方程式為：Na2S2O3+H2SO4=Na2SO4+SO2+S↓+H2O,下列各組實(shí)驗(yàn)中最先出現(xiàn)渾濁的是

實(shí)驗(yàn)反應(yīng)溫度/℃Na2S2O3溶液稀H2SO4H2OV/mLc（mol·L-1）V/mLc/（mol·L-1V/mLA2550.1100.15B2550.250.210C3550.1100.15D3550.250.2101、(10寧夏28)（14分）某同學(xué)在用稀硫酸與鋅制取氫氣的實(shí)驗(yàn)中，發(fā)現(xiàn)加入少量硫酸銅溶液可加快氫氣的生成速率。請(qǐng)回答下列問題：（1）上述實(shí)驗(yàn)中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式有

（2）硫酸銅溶液可以加快氫氣生成速率的原因是（3）實(shí)驗(yàn)室中現(xiàn)有Na2SO4、MgSO4、Ag2SO4、

K2SO4等4中溶液，可與實(shí)驗(yàn)中溶液起相似作用的是

（4）要加快上述實(shí)驗(yàn)中氣體產(chǎn)生的速率，還可采取的措施有

（答兩種）（5）為了進(jìn)一步研究硫酸銅的量對(duì)氫氣生成速率的影響，該同學(xué)設(shè)計(jì)了如下一系列實(shí)驗(yàn)。將表中所給的混合溶液分別加入到6個(gè)盛有過量Zn粒的反應(yīng)瓶中，收集產(chǎn)生的氣體，記錄獲得相同體積的氣體所需時(shí)間。

①請(qǐng)完成此實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，其中：V1=

，V6=

，V9=

；V10.5V8（1）（2）與反應(yīng)產(chǎn)生的Cu與Zn在硫酸中形成Cu/Zn微電池，加快了氫氣產(chǎn)生的速率（3）（4）升高反應(yīng)溫度、適當(dāng)增加硫酸的濃度、增加鋅粒的比表面積等（5）①301017.5復(fù)習(xí)課本實(shí)驗(yàn)課題一硫代硫酸鈉與酸反應(yīng)速率的影響因素

課題二催化劑對(duì)過氧化氫分解反應(yīng)速率的影響課題三

食醋總酸含量的測(cè)定課題四鍍鋅鐵皮鍍鋅層厚度的測(cè)定錐形瓶編號(hào)0.1MNa2S2O3溶液/mL蒸餾水/mL0.1MH2SO4溶液反應(yīng)溫度渾濁出現(xiàn)時(shí)間十字被遮蓋時(shí)間沉淀顏色結(jié)論110010室溫

25510室溫

310010熱水課題一硫代硫酸鈉與酸反應(yīng)速率的影響因素

1和2號(hào)錐形瓶比較什么條件？1和3號(hào)錐形瓶比較什么條件？計(jì)算混合后溶液總體積，發(fā)現(xiàn)什么？S2O32-+2H+=S↓+SO2↑+H2O反應(yīng)原理：2H2O2==2H2O+O2↑催化劑課題二催化劑對(duì)過氧化氫分解反應(yīng)速率的影響實(shí)驗(yàn)1：催化劑（0.1g）活性炭CuO

MnO2FeCl3KI前15s產(chǎn)生氧氣的量（ml）前30s產(chǎn)生氧氣的量（ml）前45s產(chǎn)生氧氣的量（ml）前60s產(chǎn)生氧氣的量（ml）以0.1g不同物質(zhì)作催化劑進(jìn)行對(duì)比實(shí)驗(yàn):581115035715212937111620247111520實(shí)驗(yàn)2以0.1g不同狀態(tài)MnO2作催化劑進(jìn)行對(duì)比實(shí)驗(yàn):催化劑(MnO20.1g)第1組第2組第3組前15s產(chǎn)生氧氣的量（ml）前30s產(chǎn)生氧氣的量（ml）前45s產(chǎn)生氧氣的量（ml）前60s產(chǎn)生氧氣的量（ml）第1組：取粉末狀MnO2，滴入H2O2，僅少量與H2O2接觸第2組：取粉末狀MnO2，加入H2O2后振蕩，充分接觸第3組：取顆粒狀MnO2，充分接觸。7912151121354981118261、滴定時(shí)的化學(xué)反應(yīng)即待測(cè)溶液中酸的總量跟所消耗的NaOH的物質(zhì)的量相等2、滴定終點(diǎn)的判斷指示劑恰好變色的這點(diǎn)稱為滴定終點(diǎn)理想滴定終點(diǎn)時(shí)為酸、堿恰好完全反應(yīng)。NaOH+CH3COOH=CH3COONa+H2O——中和滴定m(CH3COOH)/M(CH3COOH)=c(NaOH)●

v(NaOH)然后換算成100mL食醋中含醋酸的質(zhì)量課題三

食醋總酸含量的測(cè)定1、將食醋溶液稀釋10倍2、把滴定樣品溶液裝入酸式滴定管3、把標(biāo)準(zhǔn)NaOH溶液裝入堿式滴定管4、取待測(cè)食醋溶液25mL左右5、用NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定待測(cè)食醋溶液6、記錄數(shù)據(jù)7、數(shù)據(jù)處理二、課題方案設(shè)計(jì)氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度c（NaOH）=0.101moL·L-1實(shí)驗(yàn)次數(shù)第一次第二次第三次待測(cè)食醋的體積初讀數(shù)/mL

0

0

0待測(cè)食醋的體積終讀數(shù)/mL25.0025.0025.00待測(cè)食醋的體積V(CH3COOH)/mL25.0025.0025.00氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積初讀數(shù)/mL

0

0

0氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積終讀數(shù)/mL

16.28

16.37

16.45氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積V(NaOH)/mL

16.28

16.37

16.45實(shí)驗(yàn)測(cè)得食醋總酸含量(g/100mL)

食醋總酸含量的平均值(g/100mL)3.953.973.993.97

m（CH3COOH）=c（NaOH）·V（NaOH）·M（CH3COOH）100mL食醋中所含醋酸的質(zhì)量為：m′（CH3COOH）=c（NaOH）·V（NaOH）·M（CH3COOH）××根據(jù)3次接近的平行測(cè)定值，可計(jì)算食醋中總酸含量的平均值。三、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理：

本實(shí)驗(yàn)利用鍍鋅鐵皮被腐蝕前后的質(zhì)量差(△m)以及鋅的密度(ρ)和鍍鋅鐵皮單側(cè)的面積(S)并結(jié)合公式

h=△m/(2ρS)來測(cè)定鍍鋅鐵皮的鋅鍍層厚度。負(fù)極：Zn－2e－＝Zn2+正極：2H+

＋2e－＝H2↑開始：產(chǎn)生氫氣速率較快（原電池原理）后期：產(chǎn)生氫氣速率顯著減慢（原電池消失）課題四鍍鋅鐵皮鍍鋅層厚度的測(cè)定3.實(shí)驗(yàn)步驟1.取樣2.稱量m13.溶解.洗滌4.烘干、稱量m25.重復(fù)2次6.數(shù)據(jù)處理記錄與結(jié)論h=△m/(2ρS)數(shù)據(jù)記錄

數(shù)據(jù)處理鍍鋅鐵片A，長(zhǎng)

5.00cm寬5.06cm鍍鋅鐵片A，長(zhǎng)

4.92cm寬4.90cm鍍鋅鐵片A，長(zhǎng)

4.98cm寬5.00cm鍍鋅鐵片A，m1（Ａ）=5.464克鍍鋅鐵片B，m1（Ｂ）=5.255克鍍鋅鐵片C，m1（Ｃ）=5.429鍍鋅鐵片A，m２（Ａ）=5.322鍍鋅鐵片B，m２（Ｂ）=5.121鍍鋅鐵片C，m２（Ｂ）=5.290鍍鋅鐵片單側(cè)厚度/mm平均厚度/mm相當(dāng)平均偏差/%鍍鋅鐵片A0.03930.03910.34%鍍鋅鐵片B0.0389鍍鋅鐵片C0.0391實(shí)驗(yàn)1：氯化鈷溶液顏色的變化（1）觀察稀釋酸性CoCl2溶液時(shí)顏色的變化操作：向3mL0.5mol·L-1CoCl2溶液中慢慢滴加約6mL濃鹽酸,觀察現(xiàn)象將上述試管中的溶液分成兩份，向其中一溶液中加入約3mL蒸餾水，與另一溶液作對(duì)比，觀察現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象現(xiàn)象分析CoCl2+濃鹽酸加入3mL蒸餾水藍(lán)色加深增大了Cl-濃度,平衡向左移動(dòng)藍(lán)色轉(zhuǎn)化為粉紅色平衡向右移動(dòng)[CoCl4]2-+6H2O[Co(H2O)6]2++4Cl-藍(lán)色

粉紅色（1）探究稀釋CoCl2溶液顏色的變化實(shí)驗(yàn)1：氯化鈷溶液顏色的變化(2)觀察受熱時(shí)CoCl2溶液顏色的變化

操作：取一支試管，加入3mL95%乙醇溶液和少量(2-3小粒)氯化鈷晶體，振蕩使其溶解，再滴加蒸餾水，至溶液恰好呈粉紅色，然后用酒精燈加熱該試管片刻。觀察上述實(shí)驗(yàn)過程中溶液顏