(全国通用版)2019版高考化学大一轮复习 第十章 学案九 化学实验方案的设计与评价学案.doc
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1、1学案九学案九 化学实验方案的设计与评价化学实验方案的设计与评价【教学目标】知识目标:1.运用化学实验知识,对实验方案作出分析和判断。了解实验设计的基本要求。2.通过对实验设计的分析和判断,了解实验设计的一般思路。能力目标:1.通过分析实验方案是否合理,实验现象和结论是否正确,培养分析评价能力和实践能力。2.培养学生观察、描述实验的能力,启发学生学习化学的兴趣,激发学生学习化学的自觉性和积极性。情感与价值观:以化学实验为载体,激发学生对化学的兴趣和对科学的探究欲望。【教学重点】 化学实验设计的一般思路以及对化学实验设计的评价。【教学难点】 化学实验设计的一般思路。【考情分析】近年的新课标高考中
2、常考的有两类实验:一是探究类实验,主要探究物质分解的产物和物质的性质;设计并完成实验报告,包括补充实验步骤或实验步骤的排序、选择试剂和现象的描述等。二是评价类实验,根据题目提供的实验方案,评价是否合理,并要求设计合理的方案。如 2017 年全国新课标卷 T26,2015 年全国新课标卷 T26,2014 年全国新课标卷 T28。1实验方案设计的基本原则2实验方案设计的基本内容23实验方案评价的基本原则(1)可行性原则分析实验方案是否科学可行;实验操作是否安全合理;实验步骤是否简单方便;实验效果是否明显。(2)绿色化学原则实验过程中是否造成环境污染;原料是否无毒、安全、易得;原料利用率是否较高;
3、反应速率是否较快。(3)安全性原则化学实验从安全角度常考虑的主要因素如下:净化、吸收气体及熄灭酒精灯时要防止液体倒吸;进行某些易燃易爆实验时要防爆炸;防氧化;污染性的气体要进行尾气处理;有粉末状态物质参加的反应,要注意防止导气管堵塞;防吸水。(4)规范性原则冷凝回流(有些反应中,为减少易挥发液体反应物的损耗和充分利用原料,需在反应装置上加装冷凝回流装置,如长玻璃管、竖装的干燥管及冷凝管等);易挥发液体产物(导出时可为蒸气)的及时冷却;仪器拆卸与组装顺序相反,按照从右向左,从高到低的顺序;3其他(如实验操作顺序、试剂加入顺序、实验方法使用顺序等)。考点指导 1 “假设判断”型实验方案设计【典例
4、1】 漂白粉是生产生活中常用的消毒剂和杀菌剂实验室有一瓶密封不严的漂白粉样品,其中肯定存在 CaCl2,请设计实验,探究该样品中可能存在的其他固体物质。(1)提出合理假设。假设 1:该漂白粉未变质,只含有_;假设 2:该漂白粉全部变质,只含有_;假设 3:该漂白粉部分变质,既含有 Ca(ClO)2,又含有 CaCO3。(2)设计实验方案,进行实验。请写出实验步骤、预期现象和结论。限选用的仪器和药品:试管、滴管、带导管的单孔塞、蒸馏水、自来水、1 molL1盐酸、品红溶液、新制澄清石灰水。(提示:不必检验 Ca2和 Cl)实验步骤预期现象和结论取少量上述漂白粉于试管中,_【思维提示】第一步 明确
5、目的原理设计实验探究漂白粉变质后物质的成分,涉及反应:2Ca(OH)22Cl2=CaCl2Ca(ClO)22H2O。Ca(ClO)2H2OCO2=CaCO32HClO。第二步 提出合理假设根据假设 3 提供的物质及反应原理判断样品中可能含有 Ca(ClO)2或 CaCO3或二者的混合物。第三步 寻求验证方法用 CaCO3与盐酸反应产生澄清石灰水变浑浊的 CO2来验证 CaCO3的存在。用 Ca(ClO)2与盐酸反应生成能使品红溶液褪色的 HClO 来验证 Ca(ClO)2的存在。第四步 设计操作步骤4固体样品中加入稀盐酸,将产生的气体通入澄清石灰水中(用于检验 CO2)。向步骤反应后的溶液中滴
6、入 12 滴品红溶液,振荡(用于检验 HClO)。第五步 分析得出结论若步骤中石灰水未变浑浊,则说明样品中无 CaCO3,即假设 1 成立。若步骤中石灰水变浑浊,且步骤中品红溶液不褪色,说明 CaCO3存在,不存在 Ca(ClO)2,即假设 2 成立。若步骤中石灰水变浑浊,且步骤中品红溶液褪色,说明有 CaCO3和 Ca(ClO)2存在,即假设 3 成立。答案 (1)假设 1:只含有 Ca(ClO)2;假设 2:只含有 CaCO3(2)实验步骤预期现象和结论加入适量 1 molL1盐酸溶解后,再将产生的气体通入澄清石灰水中若澄清石灰水未见浑浊,则假设 1 成立;若澄清石灰水变浑浊,则假设 2
7、或假设 3 成立向步骤反应后的试管中滴入12 滴品红溶液,振荡(或另外取样操作)若品红溶液褪色,则假设 3 成立;若品红溶液不褪色,则假设 2 成立【课堂对点训练】1将含有水蒸气的氯气通入到干燥疏松的碳酸钠中可以得到一种固体物质 X,利用下图实验装置可以探究固体物质 X 的成分。(1)试剂甲的名称为_,试剂乙的名称为_。(2)经测定可知固体 X 中至少含有 NaHCO3和一种含氯的盐类物质,装置 D 中的物质为含氯氧化物。下面对固体 X 的成分进行猜想和探究。提出合理猜想。5猜想 1 固体 X 含有两种成分:NaHCO3和_;猜想 2 固体 X 含有三种成分:NaHCO3和_。下面是针对固体
8、X 中的成分猜想进行的实验探究。请填写下表中的空格(可不填满)。实验步骤预期现象和结论步骤 1:取少量固体 X 样品,加入适量蒸馏水,使固体完全溶解,将溶液分装到两支试管中步骤 2:_步骤 3:_限选试剂:酸性 KMnO4溶液、BaCl2溶液、稀 HNO3、蒸馏水、AgNO3溶液、澄清石灰水(3)上述装置 C 中,如果标准状况下的氯气 2.24 L 与 0.1 mol 碳酸钠正好完全反应,则湿润的氯气与碳酸钠反应的化学方程式为_。解析 (1)实验室制备氯气一般用浓盐酸与 MnO2反应,制得的氯气中含有 HCl 杂质,一般用饱和食盐水除去。(2)反应物为 Cl2、H2O、Na2CO3,而 D 中
9、物质为含氯氧化物,其中 Cl元素显正价,则 C 中含氯的盐中 Cl 元素必显负价,该盐为 NaCl。固体 X 的成分可能为NaHCO3、NaCl 或 NaHCO3、NaCl、Na2CO3。(2)由于可以确定固体 X 中含有 NaHCO3,因此对固体 X 的成分的探究,实质是检验 NaCl、Na2CO3的存在,即可以通过检验 Cl、CO来探23究固体 X 的组成,检验 CO选择 BaCl2溶液,需要注意的是不能选择澄清石灰水,否则23NaHCO3会有干扰,检验 Cl选择稀 HNO3和 AgNO3溶液。(3)设含氯氧化物的化学式为Cl2Ox,则该反应可表示为 Cl2Na2CO3 H2O=NaHCO
10、3NaCl Cl2Ox,根据氧元素守恒,1 21 2得x1,故该反应的化学方程式为 2Cl22Na2CO3H2O=2NaHCO32NaClCl2O。答案 (1)浓盐酸 饱和食盐水(2)NaCl NaCl、Na2CO3实验步骤预期现象和结论步骤 2:向一支试管中滴加足量BaCl2溶液若无明显现象,则固体 X 中不含 Na2CO3;若溶液变浑浊,则固体 X 中含 Na2CO3步骤 3:向另一支试管中滴加足量稀硝酸,再加适量 AgNO3溶液若溶液未变浑浊,则固体 X 中不含 NaCl;若溶液变浑浊,则固体 X 中含 NaCl6(3)2Cl22Na2CO3H2O=2NaHCO32NaClCl2O【解题
11、建模】假设判断型方案设计解题模板考点指导 2 “原理探究型”方案的设计【典例 2】 (北京理综)为探讨化学平衡移动原理与氧化还原反应规律的联系,某同学通过改变浓度研究“2Fe32I2Fe2I2”反应中 Fe3和 Fe2的相互转化。实验如下:(1)待实验溶液颜色不再改变时,再进行实验,目的是使实验的反应达到_。(2)是的对比实验,目的是排除中_造成的影响。(3)和的颜色变化表明平衡逆向移动,Fe2向 Fe3转化。用化学平衡移动原理解释原因:_。7(4)根据氧化还原反应的规律,该同学推测中 Fe2向 Fe3转化的原因:外加Ag使c(I)降低,导致 I的还原性弱于 Fe2,用下图装置(a,b 均为石
12、墨电极)进行实验验证。K 闭合时,指针向右偏转,b 作_极。当指针归零(反应达到平衡)后,向 U 形管左管中滴加 0.01 molL1 AgNO3溶液,产生的现象证实了其推测。该现象是_。(5)按照(4)的原理,该同学用上图装置进行实验,证实了中 Fe2向 Fe3转化的原因。转化的原因是_。与(4)实验对比,不同的操作是_。(6)实验中,还原性:IFe2;而实验中,还原性 Fe2I。将(3)和(4)、(5)作对比,得出结论是_。【解题指导】原理探究型实验答题过程中答题误区(1)原理探究实验过程中忽视反应条件设置与控制;回答问题时遗漏某一限制条件;易造成想当然或默认某些条件等错误。(2)原理探究
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