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时间:2018-10-08
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1、实验专题三——实验设计 [考点扫描] 1.掌握化学实验的记录方法和运用化学知识设计简单实验方案的能力。 (1)根据实验现象,观察、记录、分析或处理数据,得出正确结论。 (2)根据实验试题的要求,设计基本实验方案。 (3)能绘制和识别典型的实验仪器装置图。 2.既考查基本实验操作,也考查实验装置的选择能力,突出了化学和物理仪器的综合运用。 3.以基本反应为对象,依据基本实验原则,选择和评价相关装置,进行有关计算。 4.根据定量实验的原理和方法,进行相关的定量实验及设计,考查学生分析实验结
2、果和处理实验数据的能力。 [知识指津] 1.化学实验方案设计的基本要求 化学实验方案设计的基本要求是方法简便、现象明显、操作易行。要根据实验试题的要求,认真分析题给条件,弄清反应原理,选准反应物,明确生成物性质和实验目的,绘好(或连接好)仪器装置,明确操作过程,根据实验现象,得出实验结论。 2.设计实验方案时要注意以下几点 (1)药品和装置是部分给出或刚好还是有多余。若药品和装置只部分给出,则应需要作必要的补充,若有多余,则应进行筛选和淘汰。 (2)题设条件有无特殊要求。如采用最简单或最合
3、理的实验步骤,这些要求对我们考虑反应原理,选择药品和装置,确定操作步骤都作了限定,必须高度重视。 (3)实验过程中的隐蔽性操作。如某些必要的干燥除杂、冷凝等,这些都是实验中必不可少的,但容易被忽略。 (4)仪器药品的规格。有些题目要求指出药品的名称,这类问题学生最难答准确,如有些药品的准确描述为:硫酸铜粉末、澄清石灰水、酸性高锰酸钾溶液、浓硫酸等。 (5)设计实验时还要考虑因素: ①净化、吸收气体及熄灭酒精时要防液体倒吸; ②进行某些易燃易爆实验时要防爆炸(如H2还原CuO应先通H2,气体点
4、燃先验纯等); ③防氧化(如H2还原CuO后要“先灭灯后断氢”,白磷切割宜在水中进行等); ④防吸水(如取用、制取易吸水或潮解的物质,须采取必要措施,以保证达到实验目的); ⑤符合环保要求。 [范例点击] 例 用实验确定某酸HA是弱电解质。两同学的方案是: 甲:7 ①称取一定质量的HA配制0.1mol·L-1的溶液100mL; ②用pH试纸测出该溶液的pH值,即可证明HA是弱电解质。 乙: ①用已知物质的量浓度的HA溶液、盐酸,分别配制pH=1的两种酸溶液各100mL; ②分别取
5、这两种溶液各10mL,加水稀释为100mL; ③各取相同体积的两种稀释液装入两个试管,同时加入纯度相同的锌粒,观察现象,即可证明HA是弱电解质。 (1)在两个方案的第①步中,都要用到的定量仪器是__________________。 (2)甲方案中,说明HA是弱电解质的理由是测得溶液的pH__________________1(选填>、<、=)。 乙方案中,说明HA是弱电解质的现象是__________________(多选扣分)。 (a)装HCl溶液的试管中放出H2的速率快; (b)装
6、HA溶液的试管中放出H2的速率快; (c)两个试管中产生气体速率一样快。 (3)请你评价:乙方案中难以实现之处和不妥之处__________________、__________________。 (4)请你再提出一个合理而比较容易进行的方案(药品可任取),作简明扼要表述。 解析 设计实验判断HA是弱电解质有多种方法,应根据已学知识分析甲、乙两同学的方案是否完善,可从影响化学反应速率的条件、c(H′)(pH值)、Zn片表面积以及配制溶液等角度进行评价。 答案 (1)100mL容量瓶
7、 (2)> (3)配制pH=1的HA溶液难以实现,不妥之处在于加入的锌粒难以做到表面积相同 (4)配制NaA溶液,测其pH值>7即证明HA是弱电解质。 [变式操练] 1.三位学生设计了下述三个方案,并都认为,如果观察到的现象和自己设计的方案一致,即可确证试液中有SO42- 方案甲:试液白色沉淀沉淀不溶解。 方案乙:试液无沉淀白色沉淀。 方案丙:试液无沉淀白色沉淀。 试评价上述各方案是否严密,并说明理由。 (1)方案甲__________________,因为________
8、__________; (2)方案乙__________________,因为__________________; (3)方案丙__________________,因为__________________。7 答案 (1)不严密,试样中若含有Ag+离子,也会有此现象。 (2)严密,用盐酸酸化可排除了Ag+、SO32-等离子的干扰。 (3)不严密,试样中若含有SO32-离子,也会有此现象。 2.某课外活动小组加热炭粉(过量)和氧化铜
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