【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)實驗 第2講 綜合實驗設(shè)計與評價課件.ppt

第2講綜合實驗設(shè)計與評價 高考點擊 1 了解化學(xué)實驗是科學(xué)探究過程中的一種重要方法 2 能對常見的物質(zhì)進(jìn)行檢驗 鑒別 3 能根據(jù)實驗試題要求 做到 1 設(shè)計 評價或改進(jìn)實驗方案 2 了解控制實驗條件的方法 3 分析或處理實驗數(shù)據(jù) 得出合理結(jié)論 4 繪制和識別典型的實驗儀器裝置圖 重點知識整合 一 物質(zhì)的檢驗與鑒別1 物質(zhì)的檢驗 1 原則原理正確 現(xiàn)象明顯 方法簡單易行 試劑用量最少 2 要求解答物質(zhì)檢驗的有關(guān)題目時 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 要 各取少量溶液分別加入幾支試管中 進(jìn)行檢驗 不得在原試劑瓶中進(jìn)行檢驗 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 有無色氣體放出 不能說成 碳酸鈉和鹽酸反應(yīng) 放出二氧化碳 或 有無色的二氧化碳?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 不用其他試劑來鑒別一組物質(zhì) 一般情況從以下幾個方面考慮 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 然后再用該試劑去鑒別其他物質(zhì) 若均無明顯外觀特征 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 若被鑒別對象中有兩種試劑因滴加順序不同而產(chǎn)生不同現(xiàn)象時 我們常將這兩種試劑稱為 互鑒試劑 它們在組合體系中相當(dāng)于是已知對象 如alcl3溶液和naoh溶液 na2co3溶液和稀鹽酸等 2 用一種試劑來鑒別多種物質(zhì)時 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)生不同的實驗現(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 可選用堿性的鹽試劑 若被鑒別的溶液多數(shù)呈堿性時 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)制備實驗方案設(shè)計1 制備實驗方案設(shè)計的基本思路 2 氣體制備與收集實驗的設(shè)計流程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裝置有不良影響 4 實驗方案設(shè)計中的安全問題 1 防爆炸 點燃可燃性氣體 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 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 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 要注意熄燈順序或加裝安全瓶 三 化學(xué)實驗方案設(shè)計與評價 1 化學(xué)實驗方案設(shè)計 1 實驗方案設(shè)計的思路 2 實驗設(shè)計時遵循的原則 科學(xué)性 實驗原理準(zhǔn)確 實驗流程合理 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 操作簡便可行 簡約性 方案簡單易行 盡可能采取簡單的實驗裝置 用較少的步驟和藥品完成實驗 3 實驗操作的設(shè)計與注意的問題 儀器接口的連接 總體上遵循裝置的排列順序 但對于吸收裝置應(yīng) 長 進(jìn) 短 出 或 深 入 淺 出 量氣裝置應(yīng) 短 進(jìn) 長 出 洗氣裝置應(yīng) 長 進(jìn) 短 出 干燥管應(yīng) 大 進(jìn) 小 出 實驗操作的順序 裝置選擇與連接 氣密性檢驗 裝固體藥品 加液體藥品 開始實驗 按程序 拆卸儀器 其他處理等 如果實驗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)到實驗?zāi)康?冷凝回流 有些實驗中 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 如實驗操作順序 試劑加入先后順序 實驗方法使用順序等 2 實驗方案的評價 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 分析判斷對幾個實驗方案的正確與錯誤 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 有無干擾現(xiàn)象 經(jīng)濟(jì)效益高低和對環(huán)境有無污染等 3 最佳方案的選用幾個實驗方案都能達(dá)到目的 分析各方案的優(yōu)劣并選出其中最佳的一個 所謂最佳 無非是裝置最簡單 藥品容易取得且價格低廉 現(xiàn)象明顯 無干擾物質(zhì)以及無污染等 命題熱點演練 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) 因此無法鑒別兩者 因此d不能鑒別 2011年高考新課標(biāo)全國卷 氫化鈣固體是登山運動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 請回答下列問題 1 請選擇必要的裝置 按氣流方向連接順序為 填儀器接口的字母編號 2 根據(jù)完整的實驗裝置進(jìn)行實驗 實驗步驟如下 檢查裝置氣密性后 裝入藥品 打開分液漏斗活塞 請按正確的順序填入下列步驟的標(biāo)號 a 加熱反應(yīng)一段時間b 收集氣體并檢驗其純度c 關(guān)閉分液漏斗活塞d 停止加熱 充分冷卻 3 實驗結(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 上述實驗確有cah2生成 寫出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 請你設(shè)計一個實驗 用化學(xué)方法區(qū)分鈣與氫化鈣 寫出實驗簡要步驟及觀察到的現(xiàn)象 5 登山運動員常用氫化鈣作為能源提供劑 與氫氣相比 其優(yōu)點是 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驗 1 按氣流方向連接順序為i e f d c j k a 2 氫氣易燃燒 反應(yīng)開始后應(yīng)先檢驗其純度 再加熱鈣進(jìn)行反應(yīng) 反應(yīng)結(jié)束時應(yīng)先停止加熱 此時要保證繼續(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 所以順序為badc 3 氫化鈣中氫元素為 1價 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驗 無明顯現(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)物通過裝有無水硫酸銅的干燥管 觀察到固體由白色變?yōu)樗{(lán)色 取鈣做類似實驗 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)計了一套驗證物質(zhì)化學(xué)性質(zhì)的實驗裝置 如圖 請完成下列問題 1 該實驗的目的是 2 該實驗的原理是 用化學(xué)方程式表示 3 實驗用品 實驗儀器除鐵架臺 帶鐵夾 儲氣瓶 兩個 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 寫儀器名稱 實驗所用試劑為 4 檢查本裝置氣密性的最好方法是 5 實驗步驟 按上圖連接好儀器裝置 扭開活塞k1和k2 主要現(xiàn)象為 關(guān)閉活塞k1和k2 打開止水夾k3 要使燒瓶內(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)實驗的?？伎键c 類似的考題較多 本問應(yīng)從裝置的特點來思考 可用儲水瓶中的水排儲氣瓶中的空氣至圓底燒瓶中 使之形成水壓 若裝置不漏氣 則儲氣瓶中水位將不再上升 5 通過現(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 因為當(dāng)外壓大于內(nèi)壓時噴入 如課本中氨水的噴泉實驗 當(dāng)內(nèi)壓大于外壓時噴出 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k3 這一環(huán)節(jié) 答案 1 驗證no與o2反應(yīng) no2與h2