化学实验设计和评价学习

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1、专题仁化学实验设计与探究［考纲展示］3.能分析或处理1.能设计、评价或改进实验方案。2.了解控制实验条件的方法。实验数据，得出合理结论。4.能绘制和识别典型的实验仪器装置图。e-i：考点突破■精讲精练j讲练互动題组突%•考点一化学实验方案的设计教材梳理一、实验方案设计的基本要求厂I科学件—

2、町行件实验原理魁学，操作程序、方法正确避免右•克药品的使川和危险件的实验操作条件允许，效果明显，操作方便装置简便・步骤简矩•完成实验时I）iJfeZ二、实验方案设计的基本思路根据实验目的和原理及所选用的药品和仪器，设计合理的实验方案，并且从几种方案中分析选择出最佳

3、方案。具体实施方案一优化方案分析、比较三、实验设计示例设计实验证明氯酸钾屮含有氯元素。MnO^1.实验原理（用化学或离子方程式表示）：2KC10s^亍2KC1+3O?f,Ag++Cr=AgCl!o2.实验试剂：氯酸钾固体、皿、AgNO：,溶液、稀硝酸。3.操作步骤（1）将氯酸钾和血02混合共热。（2）冷却至室温，加水充分溶解后，过滤。（3）取少暈滤液于洁净试管屮，加入儿滴硝酸酸化的歷险溶液，观察到有白色沉淀生成，证明氯酸钾中含有氯元素。四、实验方案设计中的安全问题1.防爆炸：点燃可燃性气体（如1【2、CO、cm、C2H4）或用CO、H2还原Fe2（）

4、3、CuO之前,要检验气体的纯度。2•防暴沸：配制硫酸的水溶液或硫酸的酒精溶液时，要将密度大的浓硫酸缓慢倒入水中或酒精中；加热液体混合物吋要加沸石或碎瓷片。3.防中毒：制取有毒气体（如Ch、CO、SO2、H2S、NO2、NO）时,应在通风橱中进行,且进行尾气处理。4.防倒吸：加热法制取并用排水法收集气体或吸收溶解度较大的气体（如NH,HC1）时,要注意熄灯顺序或加装安全瓶。五、实验方案创新设计的儿个方面1.尾气处理装置的设计在设计尾气处理装置时，要充分考虑装置是否符合以下几点：能充分吸收气体、不能倒吸、尾气处理装置应与大气相通。例如：下列吸收氨气的装

5、置（未标出的液体为水）A、C、E、F、G均能防止倒吸，B、D2•防污染女全装置的设计例如：下列尾气处理装置中，&可吸收有毒的尾气（如C1八SO?等），邑和©装置可吸收易溶的尾气（如HCl、NHs等），力可甬于除去CO等可燃性气体，艮可用于q廉雨气体。111ABC3.量气装置的设计例如：下列装置中，A是常规的量气装置，B.C、D是改进后的装置，而装置E则不能测量气体体积。thC4.启普发生器具有随开随用.随关随停的特点，是气体制备的常用装置。实验室屮没匚■了冇孔删料板有小口活塞有启普发生器时，可以根据启普发生器的原理设计出简易制气装置，如下图所示的装置

6、。黑、玻璃纤维B名师点拨1实验方案的设计对细节要求较高，往往在细节上失分，如实验原理、仪器选择、操作步骤、实验现象的描述、实验安全等方面，不全面、不准确是失分的重要方面。2实验设计不完整，也是实验题失分的重要原因。例如：制备一些在空气屮易变质的物质时，在制备装置后还要连接一个防变质装置。3补画装置图的题目屮，装置图画得不准确、不规范也会失分。典例剖析(2015•高考全国卷I)草酸(乙二酸)存在于自然界的植物屮，其Al=5.4X10_S*2=5.4X101草酸的钠盐和钾盐易溶于水，而其钙盐难溶于水。草酸晶体(H2C2O4-2H20)无色，熔点为101°

7、C,易溶于水，受热脱水、升华,170C以上分解。澄清石灰水回答下列问题:(1)甲组同学按照如图所示的装置，通过实验检验草酸晶体的分解产物。装置C屮可观察到的现象是,由此可知草酸晶体分解的产物中有。装置B的主要作用是(2)乙组同学认为草酸晶体分解产物中还有CO,为进行验证，选用甲组实验中的装置A、B和下图所示的部分装置(可以重复选用)进行实验。澄清石灰水D浓氢氧化钠溶液F无水氯化钙G①乙组同学的实验装置屮，依次连接的合理顺序为A、B、o装置H反应管中盛有的物质是②能证明草酸晶体分解产物屮有CO的现象是(3)设计实验证明:①草酸的酸性比碳酸的强②草酸为二

8、元酸［解析］(1)结合草酸晶体(H2C204・2H20)的组成可知，澄清石灰水应是用来检验其分解产物C02的存在。因草酸晶体易升华，且草酸钙难溶于水，若草酸进入C装置，会干扰C02的检验，故装置B中冰水的主要作用是冷凝挥发出來的草酸。(2)®要验证草酸晶体分解产物中还有CO,只能通过检验CO与CuO反应的产物C02的存在来达到这一目的。因为草酸晶体的分解产物本身含有C02,会对CO的检验造成干扰，所以在检验CO前应将分解产物中的C02除尽，可选用F装置来除去C02,D装置用来检验C02是否除尽。将除去C02的气体通过盛有无水氯化钙的装置G干燥，然后通

9、过盛有CuO的装置II,CuO将CO氧化为C02,再将气体通过盛有澄清石灰水的D装置，用來检验C02的存在。