化学实验设计教案制备测定和探索性实验方案设计.docx

化学试验方案的设计制备、定量测定、探究试验学习目的： (1)化学试验方案设计的根本要求； (2)一个相对完好的化学试验方案应包括的主要内容； (3)制备试验方案的设计方法和要求； (4)性质试验方案的设计方法和要求； (5)运用学过的铝和氢氧化铝的性质及强碱弱酸盐和强酸弱碱盐水解反响的互相促进关系，分析并评价氢氧化铝制备的最佳途径； (6)应用乙二醇的性质，设计完好的化学实睑方案； (7)运用铜和铜的化合物学问，设计性质试验方案验证铜与铜的化合物的性质。 1化学试验设计时应遵循：科学性，试验原理，准确，试验流程合理。平安性，爱护人身、爱护环境、爱护仪器。可行性，条件允许，效果明显，操作正确。简约性，做到步骤少，时间短、效果好等根本要求。 2如何快速、准确地解答综合试验设计题呢 (1)明确目的原理 首先必需细致审题，明确试验的目的要求，弄清题目有哪些新的信息，综合已学过的学问，通过类比、迁移、分析，从而明确试验原理。 (2)选择仪器药品 依据试验的目的和原理，以及反响物和生成物的性质、反响条件，如反响物和生成物的状态，能否腐蚀仪器和橡皮、反响是否加热及温度是否限制在肯定的范围等，从而选择合理的化学仪器和药品。 (3)设计装置步骤 依据上述试验目的和原理，以及所选用的仪器和药品，设计出合理的试验装置和试验操作步骤。学生应具备识别和绘制典型的试验仪器装置图的实力，试验步骤应完好而又简明。 (4)记录现象数据 依据视察，全面而准确地记录试验过程中的现象和数据。 (5)分析得出结论 依据试验视察的现象和记录的数据，通过分析、计算、图表、推理等处理，得出正确的结论。 以上只是解答综合试验设计题的一般思索方法。在解答过程中，应依据试验设计题的详细状况和要求，作出正确的答复。 (6)设计试验时还要考虑以下因素： 净化、汲取气体及熄灭酒精灯时要防液体倒吸；进展某些易燃易爆试验时要防爆炸 (如H2复原CuO应先通H2，气体点燃先验纯等)；防氧化(如H2复原CuO后要“先灭灯再停氢”，白磷切割宜在水中等)；防吸水(照试验、取用、制取易吸水、潮解、水解宜实行必要措施，以保证到达试验目的)；冷凝回流(有些反响中，为削减易挥发液体反响物的损耗和充分利用原料，需在反响装置上加装冷凝回流装置 (如长玻璃管、竖装的枯燥管及冷凝管等)；易挥发液体产物(导出时可为蒸气)的刚好冷却；仪器拆卸的科学性与平安性(也从防污染、防氧化、防倒吸、防爆炸、防泄漏等角度考虑)；其他(照试验操作依次、试剂加人依次、试验方法运用依次等)。 3制备试验方案的设计 制备试验方案的设计，对稳固元素化合物学问和驾驭好各类有机物之间的互相转化关系，全面训练试验技能，培育分析问题和解决问题的实力是有益的。 制备试验方案的设计，应遵循以下原则： 条件适宜，操作便利； 原理正确，步骤简洁； 原料丰富，价格低廉； 产物纯洁，污染物少。 即从多种路途中优选出一种最佳的制备途径，合理地选择化学食品与药品，设计合理的试验装置和试验操作步骤。 4探究性试验、性质试验方案的设计 分析其构造特点或从所属类型的典型代表物去推想物质可能具有的一系列性质，而后据此分别设计出合理的试验方案，去探究它所可能具有的性质。 5验证性试验性质试验方案的设计对物质具备的性质去求证，关键设计出简捷的试验方案，操作简洁，简廉价行，现象明显，且平安可行。 一、物质制备试验方案的设计（习题及解析） 1、用含有NaCl、MgCl2、MgS04的钠盐制备漂白精(次氯酸钠)。按各反响的先后依次写出各有关化学反响方程式。 解析 此题思路：原料纯洁物产物。需除去的杂质离子有Ca2+、Mg2+、SO42-，应留意除杂试剂的参加依次，以便有利于除去过量试剂引来的新杂质。例如，除Ca2+的Na2C03放在除SO42-的BaCl2试剂之后参加，可到达除去过量Ba2+的目的。 答案 BaCl2+MgSO4=BaSO4+MgCl2 MgC12+2NaOH=Mg(OH)2+2NaCl CaCl2+Na2C03=CaCO3+2NaClBaCl2+2Na2CO3=BaCO3+2NaClNaOH+HCl=NaCl+H20Na2C03+2HCl=2NaCl+CO2+H202NaCl+2H2O2NaOH+H2+Cl2Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O 2、下图是一套试验室制气装置，用于发生、枯燥和搜集气体。下列各组物质中能利用这套装置进展试验的是A铜屑和浓硝酸 B二氧化锰和浓盐酸 C.电石和水D.碳酸钙和稀盐酸 3、按下述试验方法制备气体，合理而又好用的是 A.锌粒与稀硝酸反响制备H2 B.向饱和氯化钠溶液中滴加浓硫酸制备HCl C亚硫酸钠与浓硫酸反响制备SO2 D大理石与浓硫酸反响制备CO24、试用空气；焦炭、水为原料制备硝酸。5、 试验室常用加热氯酸钾和二氧化锰的混合物来制取氧气，怎样用试验方法证明二氧化锰作催化剂氯酸钾中含钾、氯，氧三种元素试设计出试验的简洁步骤。解析：催化剂能加快反响速率，而反响前后的质量和化学性质保持不变。因此，设计的试验应能证明参加二氧化锰后反响速率加快，反响前后二氧化锰质量不变及化学性质不变。要证明氯酸钾中含钾、氯、氧三种元素，可设计试验证明产物中含钾元素、氯离予和氧气。 答案 (1)将等质量的氯酸钾分别参加两支试管中，向其中一支试管中加人少量肯定质量的二氧化锰，用酒精灯分别加热，用排水法搜集产生的气体。依据搜集的氧气多少，可推断反响速率。 (2)用水溶解反响后的混合物，过滤并洗涤沉淀，枯燥后称量，与最初参加量比拟，可证明质量是否改变。 (3)将上述不溶物与浓盐酸混合加热，检验是否有氯气生成，可证明二氧化锰化学性质是否发生改变。 (4)将搜集的气体用带火星的木条检验，可证明氯酸钾含氧元素。 (5)将(2)步骤作的滤液做焰色反响，可证明氯酸钾中是否含钾元素。(6)将(2)步操作的滤液中参加用硝酸酸化的硝酸银溶液可证明氯酸钾中是否含氯元素。习题：1设计试验，验证有机物CH2=CHCHO中所含的官能团。2不用焰色反响，鉴别NaCl和KCl两种无色晶 3设计试验，证明一种金属粉末是铁粉 4设计一个试验证明油酸C17H33COOH具有不饱和性和酸性。 5依据下图试验，填空和答复问题： (1)烧瓶中所发生的主要反响的化学方程式 是_装置()的烧杯中冷水所起的 作用是 _装置()的烧杯中液体的作用是 (2)进展此试验时，烧瓶内的橡皮塞最好用锡箔包住，用橡皮管连接的两玻璃管口要相 互紧靠，这是因为_ (3)装置()的烧杯中运用倒置漏斗可防止 液体倒吸，试简述其缘由。 答：_ 6在加热条件下用NH3复原CuO可以制得纯 净的N2和活性铜粉(途径)，用该活性铜粉与空气反响又可制得较纯洁的N2(途径)。 由于N2在试验室里制备常须要用有毒和易使人致癌的NaNO2，上述方法因Cu与CuO的循环运用且制出的N2可根本满意要求，故倍受人们关注。下图给出了按和制N2必需的几种试验仪器，其他必要的仪器如铁架台、铁夹、铁圈、石棉网、酒精灯等仪器均未列出。请按下列要求填写空白。 (1)按途径I制N2时用浓氨水作原料至少须要用到上述仪器中的哪些仪器(请按气流从左到右的依次列出仪器的序号):_ (2)按途径制N2时，至少须要用到上述仪器中的哪些仪器(请按气流从左到右的依次列出仪器的接口依次)：_。 (3)用处径I制N2，按你选用的仪器组装的装置中，试验时须要加热的仪器序号是_ (4)用处径制N2，原料气空气是向仪器中参加 _而送人反响器的。 (5)为了保证I制得的N2比制得的N2纯洁，是在仪器_中参加_以除去杂质气体。 (6)写出在途径I中发生反响的化学方程式 _某化学小组用下列装置制取氢气，再用制得的氢气复原氧化铜，最终依据氧化铜质量的削减和无水氯化钙质量的增加来测定水的质量组成。 (1)假如制得的H2从左向右流向，上述必要仪器的连接依次_接 _，_接_ _接 _接 _、_接 _(碱石灰)。 (2)简要说明试验装置最终连接碱石灰枯燥管的目的是_。 (3)装入药品后，进展试验时有如下操作步骤。翻开活塞，产生氢气；点燃D处酒精灯；检查装置的气密性；关闭活塞，停顿产生氢气；待氧化铜变红后撤去酒精灯；通人氢气，使D中物质冷却；称量C管和D管的质量。正确的操作依次是_ _ (4)若测得原质量为W1g的硬质玻管D反响后质量变为W2g；U形管在试验后质量增加 mg，则水中氢、氧两元素的质量比可表示为 _ (5)若试验中有局部氧化铜复原不彻底，未生成铜而是被复原为红色的氧化亚铜 (Cu2O)，对试验结果有无影响(偏大、偏小、无影响)_。 二、定量测定试验方案维生素C是一种水溶性维生素(其水溶液呈酸性)，它的分子式是C6H806，人体缺乏这种维生素易得坏血症，所以维生素C又称抗坏血酸。维生素C易被空气中的氧气氧化。在簇新的水果、蔬菜、乳制品中都富含维生素C，如簇新橙汁中维生素C的含量在500mgL左右。校课外活动小组测定了某晶牌的软包装橙汁中维生素C的含量。下面是测定试验分析报告，请填写有关空白。 (1)测定目的：测定X X牌软包装橙汁维生素C含量。 (2)测定原理：C6H806+I2C6H606+2HI(3)试验用品及试剂： 仪器和用品：自选，略。 试剂：指示剂_(填名称)、浓度为7.5×10-3molL标准碘溶液、蒸馏水等。 (4)试验过程： 洗涤仪器，检查滴定管是否漏液，润洗后装好标准碘溶液待用。 翻开橙汁包装，目测：颜色_橙黄色，澄清度好。用_(填仪器名称)向锥形瓶中移人20.00mL待测橙汁，滴人2滴指示剂。 用左手限制滴定管的_(填部位)，右手摇动锥形瓶，眼睛凝视_直到滴定终点。滴定至终点的现象是_.(5)数据记录与处理。(设计数据记录和数据处理的表格，不必填数据)若经数据处理，滴定中消耗标准碘溶液的体积是重5.00mL，则此橙汁中维生素C的含量是_mgL。 (6)问题探讨： 滴定时能否猛烈摇动锥形瓶为什么 答_ 从分析数据看，此软包装橙汁是否是纯自然橙汁_(填编号) A.是 B.可能是 C不是 制造商可能实行的做法是_. B.加水稀释自然橙汁 B.橙汁已被浓缩 C.将维生素C作为添加剂 对于上述做法，你的意见是_. A.同意 B.不同意 C.调查后再作结论 (答案) (3)淀粉溶液(4)酸式滴定管活塞 锥形瓶中溶液颜色的改变和滴定管中液体流下的速率 溶液变蓝色且在半分钟内不退去 (5) 990 mgL(6)不能猛烈摇动锥形瓶。因为若摇动会增大溶液与空气的接触面积，使之被氧化响测定结果 C C C 三、探究性试验方案设计分析其构造特点或从所属类型的典型代表物去推想物质可能具有的一系列性质，而后据此分别设计出合理的试验方案，去探究它所可能具有的性质。（一）问题的提出1有一同学在做乙醇催化氧化的试验过程中，把灼热螺旋状的铜丝伸进装有乙醇的试管里，如此反复几次，当其闻生成的乙醛气味时，他描绘为：“有刺激性气味且伴有醋味”马上引起同学们的哄堂大笑，且有人讥讽说：“没看书真破鼻子。”他却不服气。我说：“要弄清你的结论是否有误，只要滴加几滴石蕊试液便可见分晓”，他马上向溶液中滴加石蕊试液，溶液奇迹般地变红了，同学们个个目瞪口呆。 2在做学生分组试验氢氧化铜氧化乙醛时，有位同学向10NaOH溶液中参加； 2CuS04溶液，稍不留意CuS04溶液加多了，当他接着参加乙醛溶液，并加热至沸腾，却发觉溶液的颜色发生了由“蓝色黑色红色”的改变。（二）提出可能性假设其缘由可说明为：加热时发生了由 Cu(OH)2(蓝色)CuO(黑色)Cu2O(红色)的反响。 细致分析以上两个特别意外的试验不难发觉：CuO有氧化乙醛使之生成乙酸的可能。受乙醇催化氧化生成乙醛试验的启示，依据对醛、醇的官能团醛基(-CHO)与醇羟基(-OH)构造比拟发觉，乙醛的复原性强于乙醇；理论分析知铜能作为乙醛氧化生成乙酸的催化剂；催化历程如下： 2Cu+O2=2CuO CH3CHO+Cu0CH3COOH+Cu （三）详细方案与步骤 1铜催化氧化乙醛生成乙酸： 把一端弯成螺旋状的铜丝放在酒精灯火焰上加热，使铜丝外表生成一薄层黑色的氧化铜，马上把它伸进装有乙醛的试管里，视察铜丝外表的颜色改变，如此反复几次。 2乙酸的检验 闻生成物乙酸的气味， 向反响后的溶液滴加几滴石蕊试液，溶液马上变成红四、其它留意点（一）定性、定量的测定设计一个试验证明油酸C17H33COOH的酸性？如何用I2等物质测定分子中烃基的不饱度（I2+2Na2S2O3=Na2S4O6+2NaI）指出试验原理即可区分：MgCl2和CaCl2晶体（二）试验方案的评价淀粉的水解程度定性测定（三）试验数据的客观性分子量在300以下的某脂肪酸1.0g与2.7g碘可完全加成，也可被0.2g KOH所中和，则该脂肪酸的分子量的准确值是 A282 B280 C278 D无法确定解题思路：设该脂肪酸的分子式为R（COOH）n，其分子量为。由反响关系式：R（COOH）nnKOH 1.0/0.2/56nM=280n，由于 M<300 ，n取正整数值，所以n只能为1；即脂肪酸的分子量为280，好像应选B答案。而由酸和I2加成反响关系式：R（COOH）n 羧基I2（其中羧基为烃基不饱和度） 1.0/M 2.7/254n可得分子量的关系式M=94羧基；由于M<300，羧基为正整数，所以羧基=3， M=282好像应选A。上面两个途径求得的数值虽然很接近，但作为分子量的准确值，就近选那一个答案？事实上，280、282都不肯定是该脂肪酸分子量的准确值。因为试验数据有误差（如数据的准确度问题）。那么如何来修正这一误差呢？由题中供应的条件来看，只有用该脂肪酸的通式来进展修正。脂肪酸一般通式为CnH2n+2-2Oz（为分子不饱和，Z为氧原子数），由上面计算可知，烃基不饱和度羧基=3和羧基数n=2，则分子总不饱和度=烃基+羧基=3+1=4，氧原子数Z=2，所以该脂肪酸通式可写为CnH2n-6O2，将分子量试验值282、280分别代入公式CnH2n-6O2中进展修正，发觉分子量282、280都不符合通式的要求，在此数值旁边只有分子量为278符合通式要求。所以本题答案既不是A也不是B，而应选C答案。