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1、第五单元 化学实验方案的设计和评价题组一 化学实验方案的设计1.一个相对完整的化学实验方案一般应包括的内容有:①、②、③、④、⑤、⑥等。2.实验方案设计的基本要求是:⑦、⑧、⑨、⑩。对同一化学实验,可设计出多种实验方案,选择采用的实验方案应具有效果明显、操作安全、装置简单、用药少、步骤少、时间短等优点。实验名称实验目的实验原理实验用品和实验步骤实验现象记录及结果处理问题和讨论科学性安全性可行性简约性3.制备实验方案的设计从多种路线中选出一种最佳的制备途径,合理地选择化学仪器与药品,设计合理的实验装置和实验操作步骤
2、。4.性质实验方案的设计(1)探索性性质实验方案的设计分析物质结构特点或从其所属类型的典型代表物去推测物质可能具有的一系列性质,而后据此设计出合理的实验方案,去探索它可能具有的性质。(2)验证性性质实验方案的设计证明物质具备的性质,关键是设计出简捷的实验方案,该方案操作简单、简便易行、现象明显且安全可行。题组二化学实验方案的评价常常是根据化学原理和实验操作原理，通过比较、分析和综合的方法对化学实验原理、试剂与仪器的选用、实验基本操作及其顺序等的优劣进行科学论证和评判,并能在必要时提出合理的改进意见。例如,排水法和
3、排空气法是两种常用的收集气体的方法,从收集到的气体的纯度和干燥性看,排水法的优点是①,缺点是②;排空气法的优点是③,缺点是④。实验评价试题的几种常见类型有:评价实验原理、⑤、⑥、⑦。比较纯净不干燥比较干燥不纯净评价实验方法评价药品和仪器评价实验现象和结论题组三 反应条件对反应速率的影响(一)硫代硫酸钠与酸反应速率的影响因素【实验原理】Na2S2O3+2HCl(稀)①反应缓慢生成不溶于水的硫;使溶液出现淡黄色浑浊,通过观察溶液出现浑浊的快慢来估测反应速率。改变硫代硫酸钠的浓度而保持盐酸的浓度不变,通过观察溶液达到同
4、等浑浊程度所需的时间来比较反应物浓度对反应速率的影响。SO2↑+S↓+2NaCl+H2O【实验步骤及现象】将8g硫代硫酸钠溶解在200mL蒸馏水中配制成溶液。如下图所示,取50mL配好的硫代硫酸钠溶液倒入100mL烧杯中,将烧杯放在画有黑色十字的白纸上,向烧杯中加入5mL2mol/L的盐酸,立即开始计时,从溶液上方观察,透过浑浊的硫,当看不见黑色十字时,记录时间。分别将30mL、20mL、10mL配制好的硫代硫酸钠溶液用蒸馏水稀释至50mL,保持盐酸浓度不变,重复以上操作,随着硫代硫酸钠溶液稀释程度的加大,看不到
5、黑色十字的时间变长,这表明反应物的浓度越小,反应所需时间越长(反应速率越小)。(二)催化剂对过氧化氢分解反应速率的影响1.催化剂和催化作用能改变化学反应速率而本身的②和③在反应前后保持不变,这样的物质叫做催化剂。催化剂在反应中所起的作用叫催化作用。催化剂多指能加快化学反应速率的试剂,多数反应用催化剂比不用催化剂反应速率要快得多(以下所讲的催化剂专指这种催化剂)。事实上,如果没有催化剂,大多数化工生产都难以进行。而减小化学反应速率的试剂叫阻化剂(过去叫负催化剂),如橡胶、塑料制品中的防老化剂;在食用油中加入没食子酸
6、正丙酯,能防止酸败,这也是阻化剂的一个实例。【总结提升】催化剂的特性化学性质质量(1)催化剂只能加快反应的速率,不能使原来不能发生的反应得以进行。在可逆反应中,催化剂只能缩短反应达到平衡的时间,而不能使化学平衡发生移动。(2)催化剂有专一性,不同的化学反应要选用不同的催化剂。同样的反应物选用不同的催化剂,可以发生不同的反应,从而得到不同的产物。(3)催化剂有一定的活化温度,在这个温度范围内使用,催化剂的活性最高。(4)使用催化剂能增大化学反应速率的机理主要是形成中间产物,或在催化剂表面的活性中心发生反应,从而改变
7、反应的途径,使反应的活化能降低。2.催化剂对过氧化氢分解反应速率的影响虽然本实验只是通过选择不同的催化剂来比较它们对过氧化氢分解速率的影响,然而,影响该反应中氧气产生速率的因素除了过氧化氢的浓度、催化剂的用量外,还有一些易被忽视的重要因素,如MnO2的状态(粉末状或颗粒状)。若MnO2是粉末状的,用量就要相应减少,否则反应会过于剧烈。题组四 反应条件对化学平衡的影响1.氯化钴溶液的颜色变化CoCl2的水合物在加热逐步失去结晶水的过程中会呈现不同的颜色:CoCl2·6H2O(粉红色)CoCl2·2H2O(紫色)Co
8、Cl2·H2O(蓝紫色)CoCl2(蓝色)①的CoCl2在潮湿的空气中会变为②,因此氯化钴可在变色硅胶中作指示剂,也可制显隐墨水,还可以根据其颜色随温度变化的性质制成温度计。蓝色粉红色常温下把氯化钴晶体溶于95%乙醇中,可得到蓝色溶液,向该蓝色溶液中逐滴加入水,蓝色溶液会逐渐变为紫色、粉红色。到刚刚变为粉红色时停止加水,再加热该粉红色溶液时,溶液随温度上升其颜色又逐渐变为
