化学：实验方案的设计与评价

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1、第4讲实验方案的设计与评价基础盘点一、实验方案的设计与评价自我诊断1.某兴趣小组设计出右图所示装置来改进教材中“铜与硝酸的反应”实验，以探究化学实验的绿色化。（固定装置略去）1（1）实验前，关闭活塞b,试管d中加水至浸没长导管口，塞紧试管c和d的胶塞，加热c，其目的是。（2）在d中加适量NaOH溶液，c中放一小块铜片，由分液漏斗a向c中加入2mL浓硝酸，c中反应的化学方程式是。再由a向c中加2mL蒸馏水，c中的实验现象是。（3）下表是制取硝酸铜的三种方案，能体现绿色化学理念的最佳方案是，理由是。2方案反应物甲Cu、浓HNO3乙Cu、稀HNO3丙Cu、O2、稀HNO33（4）该小组还用

2、上述装置进行实验，证明氧化性KMnO4＞Cl2＞Br2。操作步骤为，实验现象为。但此实验的不足之处是。4答案(1)检查装置气密性（2）Cu+4HNO3(浓)Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O反应变缓，气体颜色变淡（3）丙耗酸量最少，无污染（4）向d中加入KBr溶液，c中加入固体KMnO4，由a向c中加入浓盐酸c中有黄绿色气体产生，d中溶液变为黄棕色没有处理尾气5基础回归实验方案设计的基本要求1.科学性：实验原理、实验方法和操作程序必须科学合理。2.安全性：实验操作要尽量防止带有危险性的操作，尽量避免与有毒物质接触，若无法避免则应采取安全措施。3.环保性：有毒物质必须处理，以防污染

3、环境。4.可行性：设计的实验方案要切实可行，所选用的药品、仪器、设备和方法在现有的条件下能得到满足。65.简约性：实验设计应尽可能简单易行，应采用简单的实验装置，用较少的实验步骤，能在较短的时间内完成实验，且效果明显。6.经济性：综合考虑原料的用量、价格。7.创新性：创新性是设计的灵魂。近几年的高考化学实验题，最显著的特点就是由基础知识、基本实验或常见题型创新而成的。通常化学实验设计方案的创新性可从以下两个方面考虑；一是反应原理的创新设计,凡是物质间满足“反应容易发生”、“速度快慢适当”、“产物较纯且易分离”的反应均可用于制备所需产物；二是实验装置的创新设计，7根据现有仪器，考虑题给

4、药品的状态，是否需要加热等反应条件，所给仪器还有哪些灵活的用途等，可大胆改进制备装置、净化装置、收集装置、除杂装置，体现创新精神。指点迷津在设计实验时，应在各种所设计的方案中，通过对比和归纳选择出具有安全性好、药品易得、操作简便、装置简单而且现象明显的最佳方案。8二、设计实验的思路自我诊断2.设计简单实验说明下列物质的氧化性由强到弱：Cl2>FeCl3>I2，可选用的药品有：氯水、FeCl3溶液、碘水、KI溶液、NaOH溶液、稀硫酸、盐酸、KSCN溶液、淀粉碘化钾溶液、FeCl2溶液、H2O2、水等。所需仪器自由选择。简述实验步骤、现象、结论：。答案①取FeCl2溶液少许，加入KSC

5、N溶液，无明显现象，加氯水少许，变为血红色溶液，说明氧化性Cl2>FeCl3;②取少许淀粉碘化钾溶液，加入FeCl3溶液，变蓝色，说明氧化性FeCl3>I293.请设计一个简单的一次性完成的实验装置，验证醋酸溶液、二氧化碳水溶液、苯酚溶液的酸性强弱顺序是：CH3COOH>H2CO3>C6H5OH。（1）利用下图所示仪器可以组装实验装置，则仪器的连接顺序为:接，接，接。10答案（1）ADEBCF（2）连接好装置并检查气密性，在相应仪器内装入所需药品，打开分液漏斗活塞，使醋酸溶液滴入锥形瓶中，有气体生成：2CH3COOH+Na2CO32CH3COONa+H2O+CO2↑;试管中苯酚钠溶液

6、变浑浊；CO2+H2O+C6H5ONaC6H5OH+NaHCO3（2）写出实验步骤、现象和有关的化学方程式：。11基础回归1.设计思路：实验目的→实验原理→反应的仪器装置→操作步骤→数据处理方法→形成方案—2.实验操作的顺序（1）连接仪器。按气体发生→除杂质→干燥→主体实验→尾气处理顺序连接好实验仪器。（2）检查气密性。（3）装药品，进行实验操作。12要点精讲要点一实验方案设计应注意的几个问题1.药品和仪器是部分或刚好给出还是有剩余。若药品和仪器只部分给出，则应作必要的补充，若有剩余，则应进行筛选和淘汰。2.题目条件有无特殊要求如采用最简单或最合理的实验步骤，这些要求对我们考虑反应原

7、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。134.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、饱和NaHCO3溶液、NaOH溶液等。此外也应注意某些仪器的规格。5.会画简单的实验装置图考纲要求能够绘制和识别典型的实验仪器装置图，可用“示意装置图”表示。1