高三化學一輪知識點精編 化學實驗方案設(shè)計的基本要求學案

1、第四節(jié) 化學實驗方案設(shè)計的基本要求知識歸納 一、完整的實驗方案包括以下內(nèi)容：實驗名稱；實驗目的；實驗原理；實驗用品(儀器、藥品及規(guī)格)；實驗步驟(包括實驗儀器裝配和操作)；實驗現(xiàn)象記錄及結(jié)果處理；問題和討論(誤差分析)。 具體要求為：1.明確目的原理：首先必須認真審題，明確實驗的目的要求，弄清題目有哪些信息，綜合已學過的知識，通過類比、遷移、分析，從而明確實驗原理。 2選擇儀器藥品：根據(jù)實驗的目的和原理，以及反應(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)能否腐蝕儀器和橡膠，反應(yīng)是否加熱及溫度是否控制在一定范圍內(nèi)等，從而選擇合理的化學儀器和藥品。 3設(shè)計裝置步驟：根據(jù)上述實驗目的和原理，

2、以及所選用的實驗儀器和藥品，設(shè)計出合理的實驗裝置和實驗操作步驟。學生應(yīng)具備識別和繪制典型的實驗儀器裝置圖的能力，實驗步驟應(yīng)完整而又簡明。 4記錄現(xiàn)象、數(shù)據(jù)；根據(jù)觀察，全面準確地記錄實驗過程中的現(xiàn)象和數(shù)據(jù)。 5分析得出結(jié)論：根據(jù)實驗觀察的現(xiàn)象和記錄的數(shù)據(jù)，通過分析、計算、圖表、推理等處理，得出正確的結(jié)論。 二、實驗設(shè)計的分類 1定性設(shè)計：物質(zhì)的制備；物質(zhì)性質(zhì)的驗證和比較；物質(zhì)的分離和提純；物質(zhì)的鑒別與鑒定。 2定量設(shè)計：物質(zhì)的組成及結(jié)晶水含量測定，物質(zhì)濃度的測定。三、進行化學實驗方案設(shè)計時應(yīng)遵循的基本要求：科學性；安全性；可行性；簡約性。學法建議 在初步掌握化學基礎(chǔ)知識和基本實驗技能的基礎(chǔ)上進行

3、綜合實驗設(shè)計，可以幫助學生鞏固和加深對化學基本概念、基本理論的理解，對物質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)及其變化規(guī)律的認識；培養(yǎng)學生獨立思考、提出問題、解決問題的能力，促進智力發(fā)展。 一、實驗方案設(shè)計著重考查以下能力： 1利用給出的一些裝好藥品的單個實驗裝置，要求根據(jù)實驗目的連接儀器、敘述現(xiàn)象、說明理由。 2利用給出的實驗裝置和反應(yīng)條件，要求根據(jù)實驗現(xiàn)象和物質(zhì)的性質(zhì)判斷物質(zhì)和化學反應(yīng)。 3利用限定的儀器裝置、藥品，融氣體制備、除雜、集氣及設(shè)計操作程序、儀器連接、定量計算于一體。考查學生設(shè)計實驗、基本操作和數(shù)據(jù)處理的能力。 4給出部分實驗環(huán)節(jié)，根據(jù)實驗要求設(shè)計完整的實驗或補充部分實驗步驟。 5根據(jù)實驗目的、

4、實驗進行的條件選取適當藥品、儀器(或應(yīng)用所指定的藥品、儀器)完成某次指定的實驗操作。 6對給出的實驗方案，做出科學的評估，依據(jù)“儀器簡單、操作方便、藥品易得、節(jié)省試劑、現(xiàn)象明顯、安全防污”原則選擇出最佳方案。 7新情境實驗題，運用已有知識解決新情境中的新問題，考查學生靈活運用知識的遷移能力、自學能力、觀察能力、實驗能力和思維能力。 二、實驗方案設(shè)計要認真嚴謹 1嚴格遵守化學實驗中的基本操作。 2還要注意化學實驗中的特殊操作，中學化學實驗對各項基本操作都做了嚴格的要求和限制，但某些時候卻有必要進行反常規(guī)操作。3注意化學實驗對量的有關(guān)要求。潛能開發(fā) 例1用最簡便的實驗方法，只用酚酞試液就能鑒別出濃

5、度相同的(01mol兒)食鹽、鹽酸和NaOH溶液，簡述其實驗方法和步驟。 食鹽、鹽酸和NaOH三種溶液分別為中性、酸性和堿性，而酚酞試液在堿性范圍才能顯紅色，在酸性溶液、中性溶液里均為無色。從表面上看，酚酞無法區(qū)別食鹽水和鹽酸，但仔細地進行深入分析，就會發(fā)現(xiàn)食鹽水不會與NaOH溶液反應(yīng)，而鹽酸可與NaOH發(fā)生反應(yīng)，使其紅色酚酞溶液褪色。這樣就可以區(qū)分上述三種溶液。 答案各取三種未知液少許，分別滴入2滴酚酞試液，溶液顯紅色的原溶液為NaOH溶液，另取少量余下的兩種未知液，分別向其中滴加含有酚酞試液的NaOH溶液，可使溶液褪去顏色的原溶液為鹽酸，余下的原溶液(紅色不褪)為食鹽溶液。例2設(shè)計一個以為

6、原料制取溶液的方案，并寫出實驗步驟。思路分析 解答此題可能有幾種不同的方案： 其中方案所用的的價格很高，用它來制備Ca(NO3)2 不合算；方案要消耗電能，且鈣與HNO3反應(yīng)很劇烈，不易控制，還要在反應(yīng)中產(chǎn)生污染環(huán)境的氮的氧化物，惟獨方案既經(jīng)濟，又可行。答案實驗步驟：(1)在燒杯1中放入一份CaCl2，加適量蒸餾水使其溶解。 (2)在燒杯2中放人1份Na2C03，加適量蒸餾水使其溶解。 (3)將燒杯1和燒杯2中的溶液混合，將沉淀過濾。 (4)把沉淀轉(zhuǎn)移到燒杯里，用蒸餾水洗滌23次，至洗滌液不含Cl-。 (5)過濾，得到固體CaC03。(6)將CaC03放人燒杯中，加適量稀HNO3，使CaC03

7、反應(yīng)，完全溶解，即得Ca(N03)2溶液。思維診斷本題考查設(shè)計簡單實驗和文字表達的能力。設(shè)計實驗的關(guān)鍵在于認清原理再根據(jù)原理設(shè)計實驗裝置，同時要注意使用題目所供實驗用品進行設(shè)計。本題難點是如何區(qū)別鹽酸和食鹽溶液，雖然二者均不能使酚酞變色，但其溶液的酸堿性有本質(zhì)的區(qū)別，要從鹽酸的酸性以及與NaOH作用，可以使NaOH溶液的堿性消失，逐步轉(zhuǎn)化為酸性溶液的特點出發(fā)，進行思維，即可解決難點。思維診斷 本題在制備難溶物CaCO3時，必須在溶液中進行，否則將無法控制反應(yīng)的量，而使制得的CaCO3不純，這將增加后面實驗的難度。知能達標訓練 1制取Fe(OH)2并使之能長時間保存，采取的步驟有：(1)加入一些

8、植物油；(2)溶解FeSO：制成溶液；(3)把蒸餾水加熱；(4)加入少許鐵粉；(5)加一些CCl4；(6)把氨水滴人FeS04溶液中；(7)滴管伸人FeS04 溶液里再擠出氨水。其中必須用到的操作并按正確順序排列的是 ( ) A(3)(2)(5)(6)(4) B.(3)(2)(4)(1)(7) C(3)(2)(4)(1)(6) D(2)(4)(7)(1)(5) 答案:1B 從題意可知制Fe(OH)2并較久地保存應(yīng)為：把蒸餾水加熱，溶解FeSO4制成溶液后再加少許Fe粉防止氧化；再在上加一層植物油防止空氣中的氧氣進一步氧化；用較長的滴管吸入氨水伸入液下來制取Fe(OH)22下列實驗方案不能達到預

9、期目的的是 ( ) A用Na、Mg分別與冷水反應(yīng)的實驗來證明Na、Mg的金屬性強弱 B.用MgCl2和AICl3分別與過量氨水反應(yīng)的實驗來證明Mg、A1金屬性的強弱 C用MgCl2和A1Cl3分別與過量NaOH溶液逐步反應(yīng)的實驗來證明Mg、A1金屬性的強弱 D用Mg、A1分別與鹽酸反應(yīng)的實驗來證明Mg、A1的金屬性強弱 答案: 2.B MgCl2和AlCl3分別與過量的氨水反應(yīng)現(xiàn)象相同勻產(chǎn)生白色沉淀，不能說明Mg、A1的金屬性 3.已知HBrO比H2C03酸性弱，HC03比HBrO難電離，則下列反應(yīng)不能發(fā)生的是 ( ) A.2HBrO+Na2C032NaBrO+H2O+C02 B.HBrO+N

10、a2CO3NaBrO+NaHCO3 CC02+H20+NaBrONaHCO3+HBrO DC02+H2O+2NaBrONa2C03+2HBrO 答案: 3A 已知HBrO比H2CO3的酸性弱，所以不可能用HBrO與Na2CO3反應(yīng)制出CO24氯化芐(C6H5CH2C1)由甲苯和氯反應(yīng)而合成，反應(yīng)條件是 ( ) A.濃H2SO4存在下 B.加熱 C.鐵粉催化 D光照 答案: 4C 考查學生對知識的遷移能力，溴與苯的反應(yīng)就需鐵作催化劑，氯與苯的反應(yīng)相同 5下列各組混合物的分離或提純的方法正確的是 ( ) A.用過濾的方法分離Fe(OH)2膠體和FeCl3溶液的混合物 B.用加熱法分離NaCl和碘的

11、混合物 C用分液的方法分離苯和苯酚的混合物 D.用鹽析的方法分離淀粉和NaCl的混合液 答案: 5B A中Fe(OH)3膠體與FeCl3液都通過濾紙；B中 加熱升華，NaCl穩(wěn)定 ；C中苯酚溶在苯中不能用分液的方法分離 6在下列溶液中加入新制的Cu(OH)2溶液，加熱后有紅色沉淀的是 ( ) A.蛋白質(zhì)溶液 B.糖尿病患者的尿 C.成熟的蘋果汁 D.食醋 答案: 6BC 糖尿病患者的尿含葡萄糖，成熟的蘋果汁也含葡萄糖，葡萄糖含醛基，與新制的Cu(OH)2溶液反應(yīng)生成紅色沉淀7提純含有少量硝酸鋇雜質(zhì)的硝酸鉀溶液，可以使用的方法是 ( ) A加入過量Na2CO3溶液，過濾，除去沉淀，溶液中補加適量

12、HNO3 B.加入過量KzSO4溶液，過濾，除去沉淀，溶液中補加適量HNO3 C加入過量Na2SO4溶液，過濾，除去沉淀，溶液中補加適量HNO3 D加入過量K2CO3溶液，過濾，除去沉淀，溶液中補加適量HNO3 答案: 7D 根據(jù)“不增，不減、易分：的提純原則，應(yīng)加過量K2CO3除去Ba(NO3)2然后過濾，除去BaCO3沉淀，再在濾液中補加適量的HNO3除去過量的K2CO38下列實驗操作會引起測定結(jié)果偏高的是 ( ) A測定硫酸銅晶體結(jié)晶水含量的實驗中，晶體加熱失去結(jié)晶水后，將盛試樣的坩堝放在實驗桌上自行冷卻 B中和滴定用的錐形瓶加入待測液后，再加入少量蒸餾水稀釋 C為了測定一包白色粉末的質(zhì)

13、量，將藥品放在天平右盤，砝碼放在左盤，并需移動游碼使之平衡 D.取待測液的移液管水洗后，沒用待測液潤洗兩三次 答案: 8C A中失去結(jié)晶水的硫酸銅可吸收空氣中的水蒸氣，測得結(jié)果變小，B、D無影響 9對某酸性溶液(可能含有)分別進行如下實驗：加熱時放出的氣體可以使品紅溶液褪色；加堿調(diào)至堿性后，加熱時放出的氣體可以使?jié)櫇竦募t色石蕊試紙變藍；加入氯水時，溶液略顯黃色，再加人BaCl2溶液時，產(chǎn)生的白色沉淀不溶于稀硝酸對于下列物質(zhì)不能確認其在溶液中是否存在的是 ( )答案: 9B 10欲除去CO2中少量的SO2，下列方案不能采用的是 ( ) A.通過酸性KmnO4溶液 B.通過堿石灰C.通過NaOH溶

14、液 D.通過NaHCO3溶液 答案: 10BC 堿石灰、NaOH溶液可將CO2、SO2勻吸收 11為了除粗鹽中及泥沙，可將粗鹽溶于水，然后進行下列五項操作：過濾；加過量NaOH;加鹽酸；加過量Na2CO3溶液；加過量BaCl=2溶液。正確的操作順序是 ( )A. B. C D. 答案: 11.AC Ca2+用Na2CO3 除去，Mg2+用NaOH除去，最終為純凈的NaCl，在除去Ca2+之前先將SO42-除去，否則帶Ba2+入雜質(zhì)，最后滴加適量的鹽酸 12用銅鋅合金制的假元寶，外觀與黃金極其相似，受騙群眾很多。你有辦法區(qū)別嗎? ， ， 。(至少填兩種) 答案: 12密度不同 其中含Zn，可加H

15、CI 硝酸不與Au反應(yīng)，但可與Cu、Zn反應(yīng)13兩瓶pH12的堿溶液，一瓶是強堿，一瓶是弱堿，現(xiàn)只有石蕊、酚酞、pH試紙和蒸餾水，而沒有其他試劑，你如何用最簡單的辦法來判別它們? 答案: 13強堿與弱堿的不同是后者存在電離平衡，稀釋時，電離平衡會移動 14由中的若干種離子組成的化合物溶于水得無色溶液，然后依次進行下列實驗，觀察到的現(xiàn)象記錄如下：用pH試紙檢驗，pH7；向溶液中滴加氯水，無氣體產(chǎn)生，再加入CCl4振蕩，靜置，CCl4層呈橙色，用分液漏斗分離；向分液后所得水溶液中加入Ba(NO3)2和HNO3的混合溶液，有白色沉淀產(chǎn)生，過濾；在濾液中加入AgNO3和HNO3的混合溶液，有白色沉淀產(chǎn)

16、生?；卮鹣铝袉栴} (1)原溶液中肯定有的離子是 ，肯定沒有的離子 ?？赡艽嬖诘碾x子 。 (2)判斷是否有 的理由是 。 (3)分液漏斗中的上層液體如何轉(zhuǎn)移到燒杯中? 。(4)若步驟改用 和鹽酸的混合溶液，對第(1)題的結(jié)論 。(填“有影響”或“無影響”) 答案: 14(1)(2)判斷是否有Na+的理由是pH7，是強堿弱酸鹽溶液 (3)從分液漏斗口倒出 (4)無影響 提示：pH?為強堿弱酸鹽溶液，即含Na+，至少中之一。加氯水后橙色肯定含Br-，又無氣體說明無，所以肯定有15為了除去氧化銅粉末中的氧化亞鐵，設(shè)計了如下實驗方案：CuO 稀HCl CuCl2 加試劑X 加物質(zhì)Y 過濾 沉淀AFeO FeCl2 濾液B 請回答下列問題 (1)下表為一些金屬的氫氧化物沉淀的pH,根據(jù)下表提供的數(shù)據(jù)，分析步驟中加人的試劑X是 ；金屬離子Ph開始沉淀沉淀完全Fe2+7.69.6Cu2+4.46.4Fe3+2.73.7A氯水B.H2O2 C.NaOH溶液D.AgNO3 加入度劑X的作用是 。 (2)步驟中加入物質(zhì)Y的目的是 。 (3)為了得到純凈CuO，請設(shè)計出對濾液B處的處理方案 。答案:15(1)A或B；將Fe2+氧化成Fe3+ (2)調(diào)節(jié)pH使Fe3+全部轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3 (3)向濾液中加足量NaOH液，過濾、洗滌、烘干、灼燒即得到氧化銅綜合