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时间:2020-12-03
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1、高三化学实验复习4实验设计与评估专题1、实验设计的一般步骤:1、找出实验目的2、明白实验原理3、选择实验装置4、进行实验操作5、实验评估2、实验方案设计基本原则科学性(即实验原理、操作程序和方法要正确)安全性(即用药及操作要注意安全,注意环境保护等问题)简约性(装置简单、步骤少、药品用量少、时间短可行性(要满足实验条件)一、实验设计例1、为了测定工业纯碱中碳酸钠的质量分数(纯碱中常含少量NaCl),某学生设计了实验装置如图7—15:(1)准确称取盛有碱石灰的干燥管的质量(设为W1)(2)准确称取一定量纯碱(设为W0),并放入烧瓶中。从分液漏斗缓缓滴入稀硫酸,待不再发生气体后。
2、称干燥管的总质量(设为W2)。设学生导出的计算公式为:Na2CO3的质量分数=试回答:①W2—W1表示什么?②如果不计称量误差,该生的实验结果有无明显误差?如有,是偏大还是偏小?请简要说明根据并提出补救措施。答案:(1)W2—W1表示干燥管中吸收CO2的质量(2)实验烧瓶上方会留有一部分CO2不能被吸收,同时干燥管中增重量有一部分为CO2所带水气,前者使测定结果偏低,后者使测定结果偏高,其中以前者为主要。因此实验结果偏小。例2、(05广东卷)某同学为了验证海带中含有碘,拟进行如下实验,请回答相关问题。(1)第1步:灼烧。操作是将足量海带灼烧成灰烬。该过程中将使用到的硅酸盐质实
3、验仪器有_______________(填代号,限填3项)。A、试管B、瓷坩埚C、坩埚钳D、铁三角架E、泥三角F、洒精灯G、烧杯H、墨筒(2)第2步:Iˉ溶液的获取。操作是____________。(3)第3步:氧化。操作是依次加入合适的试剂。下列氧化剂最好选用_________(填代号)。A、浓硫酸B、新制氯水C、KMnO4溶液D、H2O2理由是________________________。(4)第4步:碘单质的检验。操作是取少量第3步的溶液,滴加淀粉溶液,如果溶液显蓝色,则证明海带中含碘。BEF将灰烬转移到烧杯中,加适量蒸馏水,用玻棒充分搅拌,过滤(3)D(4)过氧化
4、氢是绿色氧化剂,在氧化过程中不引进杂质、不产生污染(不会进一步氧化单质碘)例3、(05广东)(14分)研究性学习小组进行SO2的制备及性质探究实验。(1)根据反应Na2SO3(固)+H2SO4(浓)=Na2SO4+SO2↑+H2O,制备SO2气体。①用下列简图,在答题卡的方框中画出制备并收集SO2的实验装置(含试剂)示意图答案:②实验过程中,使用分液漏斗滴加浓硫酸的操作是___________。②打开分液漏斗上口的活塞,旋开分液漏斗的旋塞,缓慢滴加。例4、测量一定质量的铝锌合金与强酸溶液反应产生的氢气的体积,可以求得合金中铝和锌的质量分数。现有下列实验用品,中学化学实验常用仪
5、器:800mL烧杯、100mL量筒,短颈玻璃漏斗、铜网、铝锌合金样品、浓盐酸(密度1.19g/cm3)、水。按图7—20示装置进行实验,回答下列问题。(设合金样品全部反应,产生的气体不超过100mL)(1)补充下列实验步骤,直到反应开始进行(铁架台和铁夹的安装可省略)。①将称量后的合金样品用铜网小心包裹好,放在800mL烧杯底部,把短颈漏斗倒扣在样品上面。②③……(2)合金样品用铜网包裹的目的是什么?答案:(1)①往烧杯中注入水,直至水面没过漏斗颈。(没答水面没过漏斗颈不给分)②在100mL量筒中装满水,倒置在盛水的烧杯中(量筒中不应留有气泡),使漏斗颈伸入量筒中。烧杯中水面
6、到杯口至少保留约100mL距离。③将长颈漏斗(或答玻璃棒)插入烧杯并接近烧杯底部,通过它慢慢加入浓盐酸,至有气体产生。(2)使样品在反应时能保持在烧杯底适当的位置。(或答避免反应时样品漂浮)敞口玻璃容器有塞玻璃容器玻璃漏斗分液漏斗例5、工业制纯碱时,第一步是通过饱和食盐水、氨和二氧化碳反应,获得碳酸氢钠结晶,它的反应原理可以用下面的方程式表示:NH3+CO2+H2O=NH4HCO3NH4HCO3+NaCl(饱和)=NaHCO3↓+NH4Cl以上反应的总结果是放热反应。请设计一个实验:用最简单的实验装置模拟实现这一过程,获得碳酸氢钠结晶。可供选择的实验用品有:6mol·L-1
7、盐酸,6mol·L-1硫酸,浓氨水,氢氧化钠、消石灰、石灰石、氯化铵、食盐、蒸馏水和冰,以及中学化学实验常用仪器。⑴画出实验装置示意图(包括反应时容器中的物质),并用图中玻璃容器旁自基至右分别用A、B、C……符号标明(请见题后说明)⑵请写出在图上用A、B、C……各玻璃容器中盛放物质的化学式或名称。A:B:C:D:E:⑶利用在本题所提供的实验用品,如何判断得到的产品是碳酸氢钠的结晶,而不是碳酸氢铵或食盐结晶。答:②铁架台、石棉网、酒精灯、玻璃导管之间的联接胶管等,在示意图中不必画出。如需加热,在需加热的仪
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