专题16-综合实验设计与评价.pptx

1、2013高考化学二轮专题复习课件,专题十六 综合实验设计与评价,考点1：常见气体的实验室制法 （包括所用试剂、仪器，反应原理和收集方法） H2、O2、Cl2、NH3、HCl、H2S、CO2、SO2、NO、NO2、CH4、C2H4、C2H2 考点2：综合实验设计与评价 （1）设计、评价或改进实验方案 （2）了解控制实验条件和方法 （3）分析或处理实验数据，得出合理结论 （4）识别典型的实验仪器装置图,考点1：常见气体的实验室制法,H2 O2 Cl2 NH3 HCl H2S CO2 SO2 NO NO2 CH4 C2H4 C2H2,考点1：常见气体的实验室制法,发生装置,干燥装置,收集装置,考点1

2、：常见气体的实验室制法,1发生装置：,依据制备气体所需反应物的状态和反应条件,（1）固固（加热）：,适用于制O2、NH3、CH4等,（2）固液（不加热）：,用于制CO2、H2、H2S、SO2、NO2、NO,考点1：常见气体的实验室制法,1发生装置：,依据制备气体所需反应物的状态和反应条件,（3）固液或液液（加热）：,适用于制Cl2 、SO2、 C2H4、乙酸乙酯、蒸馏等,考点1：常见气体的实验室制法,1发生装置：,依据制备气体所需反应物的状态和反应条件,（4）特殊实验装置的创新设计,气气 气液 气固,考点1：常见气体的实验室制法,2净化装置,硬质玻璃管、洗气瓶、干燥管、U形管等,3干燥装置,H

3、2、O2、Cl2 SO2、CO2、CH4 N2、CO,H2、O2、Cl2 SO2、CO2、CH4 N2、CO,H2、O2 NH3、N2 CO、CH4,NH3、H2S HBr、HI,NH3,Cl2、H2S HCl、SO2 CO2,4收集装置,（1）排液法,（2）排空气法,5安全与尾气处理装置,（1）防倒吸装置,（2）防堵塞装置,（3）尾气处理装置,6其他装置,（1）排水量气体体积装置,（2）启普发生器原理及类似反应器,考点2：综合实验设计与评价,1综合实验设计的类型,2完整的化学实验方案的内容,3化学实验设计的要求,（7）安全防污染。,（1）原理正确；,（2）方法简单；,（3）操作方便；,（4）

4、现象明显；,（5）产率高；,（6）误差小；,考点2：综合实验设计与评价,4化学实验设计程序,（1）根据实验的目的，阐明实验原理，选择合适的 仪器和药品； （2）根据实验的特点，设计实验装置，画出实验装 置图； （3）根据实验的要求，设计可行的操作步骤和观察 重点，分析实验中应注意的事项； （4）实验结束后应写出完整的实验报告。,【示例】 设计实验：证明硫酸亚铁铵晶体(NH4)2Fe(SO4)2 6H2O的成分中含有Fe2+、 NH4+、SO42-和 H2O 。,（三）实验用品：,酒精灯、试管、铁架台、玻璃棒、滴定管、红色石蕊 试纸、胶头滴管等。 BaCl2、NaOH、KSCN、盐酸、新制氯水等

5、。,硫酸亚铁铵晶(NH4)2Fe(SO4)2 6H2O 检验实验方案设计,（一）实验目的：,1.掌握和熟悉结晶水、 Fe2+ 、NH4+ 、SO42-的检验方法。 2.学习和了解物质检验的实验方案的设计。,（二）实验原理：,1.所配溶液呈浅绿色。 2.加入KSCN(aq)后，无明显变化。 3.再加入新制氯水后，溶液变为血红色。,产生不溶于酸的白色沉淀。,1.试管口出现水珠。 2.湿润红色石蕊试纸变蓝。,加入BaCl2 (aq)后， 加入盐酸,硫酸亚铁铵晶(NH4)2Fe(SO4)2 6H2O 检验实验方案设计,（四）实验步骤：,1.取少量晶体放入试管，用酒精灯加热。观察现象。 （现象： ）,5

6、.向第三支试管中加入先滴入2滴盐酸，再滴几滴BaCl2溶液，观察现象。 （现象： ）,4.向第二支试管中加入NaOH(aq)，加热试管，在管口用湿润的红色石蕊试纸 检验， 观察现象。 （现象： ）,3.向第一支试管中滴入2滴KSCN溶液，观察现象。再向其中滴入几滴新制氯水，观察现象。 （现象： ）,2.取少量晶体配成溶液。观察现象。然后取四支洁净的试管，分别加入所配溶液并编号。（现象： ）,硫酸亚铁铵晶(NH4)2Fe(SO4)2 6H2O 检验实验方案设计,（五）现象及结论：,1. 对于Fe2+的检验，还可以用什么方法？ 2. 对于NH4+及Fe2+的检验，加入NaOH(aq)后，相互是否有

7、干扰？对检验结果有没有影响？,（六）问题与讨论：,考点2：综合实验设计与评价,5综合实验设计的评价,（1）选择：包括仪器选择、药品选择、连接方式选择 仪器选择：包括发生装置（几种基本类型）、净化装置 （除杂质的试剂和顺序）、反应装置、收集装置、尾 气处理装置等； 药品选择：包括种类、浓度、物质聚集状态等； 连接方式选择：包括仪器的先后顺序、导管接口的连接等,对给出的实验方案作出选择、评价或找出最佳方案，包含的知识点很多，主要考查分析问题和解决问题的能力。,考点2：综合实验设计与评价,5综合实验设计的评价,（2）评价：对几个实验方案的正确与错误、严密与不严 密、准确与不准确作出判断。要考虑是否合

8、理、有无 干扰现象、经济上是否合算和对环境又无污染等。 （3）最佳方案的选择：所谓最佳，无非是装置最简单、 药品容易取得并价格低廉、现象明显、无干扰物质以 及无污染等。,考点2：综合实验设计与评价,6解题思路,在比较几个实验方案及选择合理装置时，首先要明确实验原理和实验目的，体会各方案设计是否合理，确定不合理方案的原因。认真对比各方案、各装置的异同，重点分析其中的不同之处，体会在不同之处哪个方案、装置更合理有效。经过对不同之处逐一分析，选择各方案中的优点，重新组合可以得到最佳方案。,【例1】下列实验方案设计能达到预期目的的是（ ） A利用与水反应的速率比较钙和钠的金属活动性顺序 B取加热至亮棕

9、色的纤维素水解液少许，滴入新制的 Cu(OH)2悬浊液，加热有红色沉淀物生成，证明水 解产物为葡萄糖 C利用能否与乙醇发生酯化反应来鉴别乙酸和硝酸 D利用FeCl3溶液鉴别苯酚溶液和甲酸溶液,【例2】老师在课堂上做了一个如右图所示的实验， 发现烧杯中酸性高锰酸钾溶 液褪色。若将烧杯中的溶液 换成含有少量KSCN的FeCl2 溶液，溶液后来呈现血红色。 判断下列说法中正确的是 A、该条件下生成的水分子 化学性质比较活泼 B、该条件下H2被冷却为液态氢， 液氢的水溶液具有还原性 C、该条件下H2燃烧生成了既具有氧化性 又具有还原性的物质 D、该条件下H2燃烧的产物中可能还有一定 量的H2O2,【例

10、3】某同学想利用实验证明高锰酸钾溶液的紫红 色是MnO4离子的颜色，而不是K离子的颜色， 他设计的下列实验步骤中没有意义的是（ ） A. 将高锰酸钾晶体加热分解，所得固体质量减少 B. 观察氯化钾溶液没有颜色，表明溶液中K无色 C. 在氯化钾溶液中加入适量锌粉振荡，静置后未见明显 变化，表明锌与K无反应 D. 在高锰酸钾溶液中加入适量锌粉振荡，静置后见紫红 色褪去，表明MnO4离子为紫红色,【例4】为了检验某化合物中是否含有NH4+、SO42、Fe2+和结晶水，设计了下列操作步骤：取少量晶体加热，发现试管口处有液体，且该液体能使无水硫酸铜变蓝；另取少量晶体溶于水中，滴加少量的氯水，再加入KSC

11、N溶液，有红色出现；取少量溶液于试管，加入盐酸，没有现象，再加入BaCl2溶液，有白色沉淀生成；取少量溶液于试管中，加入浓NaOH溶液，微热有使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体产生，同时也有白色沉淀产生，该沉淀很快变成灰绿色沉淀。下列说一定正确的是 A中的现象说明一定有Fe2+ B为了检验SO42，可以将中的试剂换为HNO3酸化的Ba(NO3)2 C通过上述实验可确定该化合物的化学式为(NH4)2Fe(SO4)26H2O D中的沉淀长时间放置会变成红褐色沉淀,【例5】以铜、硝酸、硝酸银、水、空气等为原料，可用多种方法制取Cu(NO3)2。 （1）试设计四种制取Cu(NO3)2的途径（用化学方程式表

12、示）。 （2）从“绿色化学”角度（环境保护和经济效益）考虑，大量制取Cu(NO3)2最宜采用上述哪种方法？说明原因。,【例6】(2007年高考理综天津卷)二氯化二硫(S2Cl2)在工业上用于橡胶的硫化。为在实验室合成S2Cl2，某化学研究性学习小组查阅了有关资料，得到如下信息： 将干燥的氯气在110 140 与硫反应，即可得S2Cl2粗品。 有关物质的部分性质如下表：,设计实验装置图如下：,（1）上图中气体发生和尾气处理装置不够完善，请你提出改进意见_。 利用改进后的正确装置进行实验，请回答下列问题： （2）B中反应的离子方程式_； E中反应的化学方程式_。 （3）C、D中的试剂分别是_、_。

13、,（4）仪器A、B的名称是_、_，F的作用是_。 （5）如果在加热E时温度过高，对实验结果的影响是_， 在F中可能出现的现象是_。 （6）S2Cl2粗品中可能混有的杂质是（填写两种）_、_，为了提高S2Cl2的纯度，关键的操作是控制好温度和_。,【例7】（2008年高考海南卷16）现拟在实验室里利用空气和镁粉为原料制取少量氮化镁(Mg3N2)。已知实验中可能会发生下列反应：,可供选择的装置和药品如下图所示(镁粉、还原铁粉均已干燥，装置内所发生的反应是完全的，整套装置的末端与干燥管相连)。,回答下列问题； （1）在设计实验方案时，除装置A、E外，还应选择的装置(填字母代号)及其目的分别_; （2

14、）连接并检查实验装置的气密性。实验开始时，打开自来水的开关，将空气从5升的储气瓶压入反应装置，则气流流经导管的顺序是(填字母代号)_； （3）通气后，如果同时点燃A、F装置的酒精灯，对实验结果有何影响?_，原因是_； （4）请设计一个实验，验证产物是氮化镁：_,【例8】（2006年天津市考试题）某学生设计了一 套验证物质化学性质的实验装置，如下图所示。 回答下列问题： （1）该实验的目的是_ （2）该实验的原理是_ （用化学方程式表示）。 （3）实验用品：实验仪器 除铁架台（带铁夹）、储气 瓶（两个）、直管活塞（K1、K2） 、止水夹（K3）、橡皮管、橡皮塞 以及若干玻璃管连件外，还有_， 实

15、验所用试剂为_ 。,（4）实验步骤： 按上图连接好仪器。 扭开活塞K1和K2，一段时间后，关闭活塞K1、 K2，主要现象为：_。 关闭活塞K1和K2，打开止水夹K3，要使烧瓶中 产生喷泉可采用的方法是_。 （5）反应停止后，烧瓶内气体及液体（溶质）的 成分可能为（用化学式表示）：_ _。,【例9】新制氯水中含有多种粒子,某校化学研究性学习小组的同学为探究其性质,做了如下实验,请你帮助完成： （1）HClO不稳定，见光易分解生成HCl和O2，请设计实验证明有O2生成。 （2）氯气能使湿润的红色布条褪色。对于使红色布条褪色的物质，同学们的看法不一致，认为氯水中存在的几种粒子都有可能。请你设计实验，

16、得出正确结论。,【例10】某校化学小组的同学开展测定Na2CO3和NaCl 的固体混合物中Na2CO3质量分数的探究实验， 他们提出下列实验方案。 方案一气体分析法,（1）甲同学用图1所示装置，把xg的混合物与足量稀硫酸反应后，测定产生的CO2气体的体积。实验开始时检查该装置气密性的方法是 。 （2）乙同学用图2代替图1中的收集装置，则所测CO2气体的体积 (填“偏大”、“偏小”、“不变”)，你的改进方案是 。 （3）丙同学用图3装置测定CO2的质量，该装置存在较多缺陷，从而导致实验误差，请你填写其中的三点缺陷： I ； ； 。,方案二沉淀分析法(如图所示)。,（4）操作1的名称是 ；操作2的名称是 。在进行操作1之前，应判断是否沉淀完全，判断的方法是 。 （5）根据沉淀分析法，该固体混合物中Na2CO3质量分数的计算式为 。,（2分）,【例11】碱式碳酸镁有多种不同的组成，如：Mg2(OH)2CO3、Mg4(OH)2(CO3)3、Mg5(OH)2(CO3)4等。某研究性学习小组同学为确定某种碱式碳酸镁的组成，设计下图所示的实验装置。,实验步骤： 按上图（夹持仪器未画出）组装好实验装置后，首