《高考備考指南 理科綜合 化學》課件-第10章 第4節(jié)

化學實驗基礎(chǔ)第十章第四節(jié)化學實驗方案的設(shè)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(shè)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(yù)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(jié)論；(5)評價或改進實驗方案。

2016·全國卷Ⅰ10；2015·全國卷Ⅰ26，全國卷Ⅱ13、26、28；2014·全國卷Ⅰ13、26、28，全國卷Ⅱ27、28；2013·全國卷Ⅰ13、26、27，全國卷Ⅱ26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(jié)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(shè)計或改進創(chuàng)新(在形式上實驗方案或原理設(shè)計上創(chuàng)新)。題型以選擇題和綜合實驗題為主。預(yù)計2018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(chǔ)，依托新的信息背景進行實驗設(shè)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(guān)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02考點突破夯實考點11．化學實驗方案的設(shè)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(shè)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。【知識梳理】(2)基本思路(3)實驗設(shè)計的步驟①明確實驗?zāi)康?、實驗原理；②選擇藥品和儀器；③設(shè)計裝置步驟，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(jié)論。(4)實驗方案的設(shè)計實驗方案設(shè)計的流程：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。另外，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)可行性方面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)綠色化學方面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(yīng)速率是否較高。(3)從安全性方面對實驗方案作出評價化學實驗從安全角度?？紤]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(yīng)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(yīng)，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?zāi)康?。(4)從規(guī)范性方面①冷凝回流(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?zāi)康?，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、是否誤差較小等方面進行全面分析，設(shè)計或優(yōu)選出最佳方案。1．試設(shè)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】考點突破21．(2016·山東煙臺模擬)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。【探究二氧化硫的性質(zhì)并吸收二氧化硫】設(shè)計如圖實驗裝置?；瘜W實驗方案的設(shè)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．(2016·湖北武漢模擬)三草酸合鐵酸鉀晶體K3[Fe(C2O4)3]·3H2O可用于攝影和藍色印刷；已知草酸受熱易分解產(chǎn)生CO2和CO。某小組將無水三草酸合鐵酸鉀按如圖所示裝置進行實驗：(1)若實驗中，觀察到B、E中溶液均變渾濁，則D中的現(xiàn)象是____________。(2)你認為該實驗設(shè)計還需要如何改進(請至少寫出兩處)①_____________________________________________________；②________________________________________________________。(3)該小組同學查閱資料后推知，固體產(chǎn)物中，鐵元素不可能以三價形式存在，而鹽只有K2CO3。驗證固體產(chǎn)物中鉀元素存在的方法是_______，現(xiàn)象是________。(4)固體產(chǎn)物中鐵元素存在形式的探究。①提出合理假設(shè)：假設(shè)1：只有Fe；假設(shè)2：只有FeO；假設(shè)3：________________。②設(shè)計實驗方案并驗證實驗。步驟1：取適量固體產(chǎn)物于試管中，加入足量蒸餾水溶解，過濾分離出不溶固體。步驟2：取少量上述不溶固體放入試管中，加入足量________溶液，充分振蕩。若固體無明顯變化，則假設(shè)______成立；若有暗紅色固體生成，則反應(yīng)的離子方程式為______________。步驟3：取步驟2所得暗紅色固體于試管中，滴加過量__________，振蕩后靜置。若溶液基本無色，則假設(shè)________成立；若溶液呈________，則假設(shè)3成立。3．某同學想利用圖示裝置(夾持裝置已略去)實驗探究SO2與Na2O2反應(yīng)的產(chǎn)物?；瘜W實驗方案的評價★★★測得反應(yīng)前C管的質(zhì)量為m1g，反應(yīng)后C管的質(zhì)量為m2g，反應(yīng)后裝置D質(zhì)量增加了ng。請分析：Ⅰ.裝置B的作用____________________________；裝置D的作用______________________________________。Ⅱ.如何檢驗反應(yīng)中是否有O2生成____________________________。Ⅲ.對C中固體產(chǎn)物提出如下假設(shè)：假設(shè)1：只有Na2SO3；假設(shè)2：只有Na2SO4；假設(shè)3：____________________。4．(2016·廣東六校聯(lián)考)某?；瘜W興趣小組為探究鐵與濃硫酸反應(yīng)，設(shè)計了圖1、圖2所示裝置進行實驗。(1)比較兩實驗裝置，圖2所示裝置的優(yōu)點是①能更好地吸收有毒氣體SO2，防止其污染環(huán)境；②__________________________________________。驗證Ⅱ：取試樣，先滴加少量的______(填試劑序號，下同)，振蕩，再滴加少量的______，根據(jù)溶液顏色的變化可確定假設(shè)Ⅱ是否正確。驗證Ⅲ：步驟1.取試樣，滴加少量的______(填試劑序號)，溶液的顏色變______色，則試樣中含有Fe3＋，發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為_____________________。步驟2.再取適量的試樣滴加到少量的________中(填試劑序號)，溶液的顏色變?yōu)開_______色，則試樣中含有Fe2＋。【答案】(1)便于控制反應(yīng)的發(fā)生和停止(2)品紅溶液褪色(3)C

G

C(或F)紅(或藍)

Fe3＋＋3SCN－

Fe(SCN)3(或2Fe3＋＋2I－===2Fe2＋＋I2)

D淺紅(或變淺)【解析】(1)比較兩個裝置的不同點，發(fā)現(xiàn)發(fā)生裝置設(shè)計不同，可抽動的鐵絲可以隨時控制反應(yīng)的發(fā)生與停止，而鐵片卻不具有這樣的優(yōu)勢。(3)檢驗溶液中僅含F(xiàn)e2＋需事先確定溶液中是否含F(xiàn)e3＋(用KSCN溶液)，再利用氧化劑(不要有很深的顏色，以免影響紅色的觀察)