新高考一輪復(fù)習(xí)通用版專題二十實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)與評(píng)價(jià)課件（26張）

考點(diǎn)一制備實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)與評(píng)價(jià)1.實(shí)驗(yàn)方案包括的內(nèi)容:實(shí)驗(yàn)名稱、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)用品、

實(shí)驗(yàn)步驟、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象記錄及結(jié)果處理、問題和討論。科學(xué)性、安全性、可行性、簡約性。1)明確目的、原理:認(rèn)真審題,明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康?弄清題給信息,結(jié)合已學(xué)知

識(shí),通過類比、遷移、分析等明確實(shí)驗(yàn)原理。2)選擇儀器、藥品:根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮驮?、反?yīng)物和生成物的性質(zhì)、反

應(yīng)條件,如反應(yīng)物和生成物的狀態(tài)、能否腐蝕儀器、反應(yīng)是否需要加熱

及溫度是否控制在一定的范圍等,選擇合適的儀器和藥品。3)組裝儀器、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)步驟:根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮驮?以及所選用的儀器和

藥品,組裝實(shí)驗(yàn)裝置,設(shè)計(jì)出完整、簡明的實(shí)驗(yàn)操作步驟。4)記錄現(xiàn)象、數(shù)據(jù):觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,全面而準(zhǔn)確地記錄實(shí)驗(yàn)過程中的現(xiàn)象

和數(shù)據(jù)。5)分析得出結(jié)論:根據(jù)觀察到的現(xiàn)象和記錄的數(shù)據(jù),通過分析、計(jì)算、推

理等方法,得出正確的結(jié)論。1)干法制取:圍繞產(chǎn)品特性展開,防止產(chǎn)品的特性(物理或化學(xué)性質(zhì))在某

種(或某些)特定條件下發(fā)生變化。一旦發(fā)生變化,產(chǎn)品的產(chǎn)率和純度就會(huì)

降低,甚至帶來安全問題。思維路線圖:產(chǎn)品特性的攝取→分析產(chǎn)品的特性帶來的不利影響→思考特性可能變化的環(huán)境和途徑→解決的措施。2)濕法制取:從制備的物質(zhì)的分離、提純、檢驗(yàn)、測(cè)定純度來看,濕法制

取都在溶液中進(jìn)行,因而制取的產(chǎn)品肯定不純,需要分離和提純。分離的

結(jié)果怎么樣,有時(shí)需要驗(yàn)純和測(cè)純。思維模型如下:①制備環(huán)節(jié):反應(yīng)裝置的選取、反應(yīng)條件的控制(控溫、調(diào)節(jié)pH、反應(yīng)的

處理)。②分離提純環(huán)節(jié):方法的選擇,儀器的名稱、用法,操作的注意事

項(xiàng),具體做法的目的。③驗(yàn)純環(huán)節(jié):針對(duì)雜質(zhì)中熟悉的離子,取樣,加水,加

檢驗(yàn)試劑,觀察現(xiàn)象,得出結(jié)論(定性檢驗(yàn))。④測(cè)純環(huán)節(jié):針對(duì)產(chǎn)品,設(shè)計(jì)實(shí)

驗(yàn)(定量測(cè)定)。⑤精純環(huán)節(jié):精煉方法的選擇及實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)。1)科學(xué)性、可行性視角:原理是否正確、可行;操作是否安全、合理;步驟是否簡單、方便;實(shí)驗(yàn)效果是否明顯等。2)綠色化學(xué)視角:反應(yīng)原料是否易得、安全、無毒;反應(yīng)速率是否合適;原

料利用率以及合成物質(zhì)的產(chǎn)率是否較高;合成過程是否造成環(huán)境污染

等。3)安全性視角:凈化、吸收氣體及熄滅酒精燈時(shí)要防倒吸;進(jìn)行某些易燃

易爆實(shí)驗(yàn)時(shí)要防爆炸、防氧化、防吸水等。4)規(guī)范性視角:①有些反應(yīng)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、豎置的干燥管

及冷凝管等;②易揮發(fā)液體產(chǎn)物(導(dǎo)出時(shí)可為蒸氣)的及時(shí)冷卻;③儀器拆

卸與組裝順序相反,按照從右向左,從高到低的順序拆卸;④其他,如實(shí)驗(yàn)

操作順序、試劑加入順序等?？键c(diǎn)二探究實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)與評(píng)價(jià)1)明確探究問題:在學(xué)習(xí)和實(shí)驗(yàn)的過程中遇到值得探究的問題和異?，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,通過對(duì)比歸納得出結(jié)論。1)裝置評(píng)價(jià)型:對(duì)比各方案的裝置,從裝置的合理性、操作的簡便可行等

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。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。需要考慮實(shí)驗(yàn)方案是否合理,有無干擾現(xiàn)象,經(jīng)濟(jì)上是否劃算,對(duì)

環(huán)境有無污染等。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,無非是裝置最簡單、藥品易得且價(jià)格

低廉、原料利用率高、現(xiàn)象明顯、無干擾物質(zhì)以及無污染等。4)沉淀劑是否過量的判斷方法: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

已過量,否則沉淀劑不過量。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),按操作過程(或方法)、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)

象、實(shí)驗(yàn)結(jié)論的順序來表述答案。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

。如①有機(jī)實(shí)驗(yàn)中玻璃長導(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”——“直接原因+根本目的”;②“反說”——

“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)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、簡捷性、安全性的原則,明確實(shí)驗(yàn)原理。2)想過程,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)方案的實(shí)驗(yàn)過程和操作,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))的過程中,要善于找出影響實(shí)驗(yàn)成功的因素以及

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?；舅悸啡缦?綜合實(shí)驗(yàn)

小實(shí)驗(yàn)

確定基本操作及其先后順序?！纠?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>

。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×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45A3(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。⑤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

考查分析和解決問題的能力。第(4)問設(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-×10-10,則c(Cl-)≈

×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

×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)的頻率比較高,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)失重最后得到的一般為金屬氧化物,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?！纠?2021全國甲,27節(jié)選)膽礬(CuSO4·5H2O)易溶于水,難溶于乙醇。

某