[高考理综]化学:实验方案的设计与评价课件.ppt
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1、高考理综化学:实验方案的设计与评价课件 Still waters run deep.流静水深流静水深,人静心深人静心深 Where there is life,there is hope。有生命必有希望。有生命必有希望(1 1)实验前,关闭活塞)实验前,关闭活塞b,b,试管试管d d中加水至浸没长导管口,中加水至浸没长导管口,塞紧试管塞紧试管c c和和d d的胶塞,加热的胶塞,加热c c,其目的是,其目的是 。(2 2)在)在d d中加适量中加适量NaOHNaOH溶液,溶液,c c中放一小块铜片,由分中放一小块铜片,由分液漏斗液漏斗a a向向c c中加入中加入2 mL2 mL浓硝酸,浓硝酸,c
2、 c中反应的化学方程式是中反应的化学方程式是 。再由再由a a向向c c中加中加2 mL2 mL蒸馏水,蒸馏水,c c中的实验现象是中的实验现象是 。(3 3)下表是制取硝酸铜的三种方案,能体现绿色化学理)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念的最佳方案是 ,理由是,理由是 。2方案方案反应物反应物甲甲CuCu、浓、浓HNOHNO3 3乙乙CuCu、稀、稀HNOHNO3 3丙丙CuCu、O O2 2、稀、稀HNOHNO3 33(4 4)该小组还用上述装置进行实验,证明氧化性)该小组还用上述装置进行实验,证明氧化性KMnOKMnO4 4ClCl2 2BrBr2 2。操作步骤
3、为。操作步骤为 ,实验现象为实验现象为。但此实验的不足之处是但此实验的不足之处是 。4答案答案 (1)(1)检查装置气密性检查装置气密性(2 2)Cu+4HNOCu+4HNO3 3(浓浓)Cu(NO)Cu(NO3 3)2 2+2NO+2NO2 2+2H+2H2 2O O反应变缓,气体颜色变淡反应变缓,气体颜色变淡 (3 3)丙)丙 耗酸量最少,无耗酸量最少,无污染污染 (4 4)向)向d d中加入中加入KBrKBr溶液,溶液,c c中加入固体中加入固体KMnOKMnO4 4,由由a a向向c c中加入浓盐酸中加入浓盐酸 c c中有黄绿色气体产生,中有黄绿色气体产生,d d中溶中溶液变为黄棕色液
4、变为黄棕色 没有处理尾气没有处理尾气5基础回归基础回归实验方案设计的基本要求实验方案设计的基本要求1.1.科学性:实验原理、实验方法和操作程序必须科科学性:实验原理、实验方法和操作程序必须科 学合理。学合理。2.2.安全性:实验操作要尽量防止带有危险性的操作,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尽量避免与有毒物质接触,若无法避免则应采取 安全措施。安全措施。3.3.环保性:有毒物质必须处理,以防污染环境。环保性:有毒物质必须处理,以防污染环境。4.4.可行性:设计的实验方案要切实可行,所选用的可行性:设计的实验方案要切实可行,所选用的 药品、仪
5、器、设备和方法在现有的条件下能得到药品、仪器、设备和方法在现有的条件下能得到 满足。满足。65.5.简约性:实验设计应尽可能简单易行,应采用简简约性: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。时间内完成实验,且效果明显。6.6.经济性:综合考虑原料的用量、价格。经济性:综合考虑原料的用量、价格。7.7.创新性:创新性是设计的灵魂。近几年的高考化创新性: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
6、新而成的。通常化学实验设计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 原理的创新设计原理的创新设计,凡是物质间满足凡是物质间满足“反应容易发生反应容易发生”、“速度快慢适当速度快慢适当”、“产物较纯且易分离产物较纯且易分离”的反应均的反应均 可用于制备所需产物;二是实验装置的创新设计,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,考虑题给药品的状态,是否需要加根据现有仪器,考虑题给药品的状态,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,热等反应条件,所给仪器还有哪些灵活的用途等,可大胆
7、改进制备装置、净化装置、收集装置、除杂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。装置,体现创新精神。指点迷津指点迷津在设计实验时,应在各种所设计的方案在设计实验时,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。得、操作简便、装置简单而且现象明显的最佳方案。8二、设计实验的思路二、设计实验的思路自我诊断自我诊断2.2.设计简单实验说明下列物质的氧化性由强到弱:设计简单实验说明下列物质的氧化性由强到弱:Cl Cl2 2FeClFeCl3 3II2 2,可选用的药品有:氯
8、水、,可选用的药品有:氯水、FeClFeCl3 3溶液、溶液、碘水、碘水、KIKI溶液、溶液、NaOHNaOH溶液、稀硫酸、盐酸、溶液、稀硫酸、盐酸、KSCNKSCN 溶液、淀粉碘化钾溶液、溶液、淀粉碘化钾溶液、FeClFeCl2 2溶液、溶液、H H2 2O O2 2、水等。、水等。所需仪器自由选择。简述实验步骤、现象、结论:所需仪器自由选择。简述实验步骤、现象、结论:。答案答案 取取FeClFeCl2 2溶液少许,加入溶液少许,加入KSCNKSCN溶液,无明显溶液,无明显现象,加氯水少许,变为血红色溶液,说明氧化性现象,加氯水少许,变为血红色溶液,说明氧化性ClCl2 2FeClFeCl3
9、 3;取少许淀粉碘化钾溶液,加入取少许淀粉碘化钾溶液,加入FeClFeCl3 3溶液,溶液,变蓝色,说明氧化性变蓝色,说明氧化性FeClFeCl3 3II2 293.3.请设计一个简单的一次性完成的实验装置,验证醋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酸溶液、二氧化碳水溶液、苯酚溶液的酸性强弱顺序是:序是:CHCH3 3COOHHCOOHH2 2COCO3 3CC6 6H H5 5OHOH。(1 1)利用下图所示仪器可以组装实验装置,则仪)利用下图所示仪器可以组装实验装置,则仪 器的连接顺序为器的连接顺序为:接接 ,接接 ,接接 。10答案答案
10、 (1 1)A D E B C FA D E B C F(2 2)连接好装置并检查气密性,在相应仪器内装)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:锥形瓶中,有气体生成:2CH2CH3 3COOH+NaCOOH+Na2 2COCO3 3 2CH2CH3 3COONa+HCOONa+H2 2O+COO+CO2 2;试管中苯酚钠溶液变浑浊;试管中苯酚钠溶液变浑浊;COCO2 2+H+H2 2O+CO+C6 6H H5 5ONaONa C C6 6H H5 5OH+NaHCOOH+NaHCO3
11、3(2 2)写出实验步骤、现象和有关的化学方程式:)写出实验步骤、现象和有关的化学方程式:。11基础回归基础回归1.1.设计思路:实验目的设计思路:实验目的实验原理实验原理反应的仪器装置反应的仪器装置 操作步骤操作步骤数据处理方法数据处理方法形成方案形成方案 2.2.实验操作的顺序实验操作的顺序 (1 1)连接仪器。按气体发生)连接仪器。按气体发生除杂质除杂质干燥干燥主体主体 实验实验尾气处理顺序连接好实验仪器。尾气处理顺序连接好实验仪器。(2 2)检查气密性。)检查气密性。(3 3)装药品,进行实验操作。)装药品,进行实验操作。12要点精讲要点精讲要点一要点一 实验方案设计应注意的几个问题实
12、验方案设计应注意的几个问题1.1.药品和仪器是部分或刚好给出还是有剩余。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。若有剩余,则应进行筛选和淘汰。2.2.题目条件有无特殊要求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 我们考虑反应原理,选择药品和装置,确定操作我们考虑反应原理,选择药品和装置,确定操作 步骤都作了限定,必须高度重视。步骤都作了限定,必须高度重视。3.3.实验过程中的隐蔽性操作实验过程中的隐蔽性操作 如某些必要
13、的干燥、除杂、冷凝等,这些都是实如某些必要的干燥、除杂、冷凝等,这些都是实 验中必不可少的,但容易被忽略。验中必不可少的,但容易被忽略。134.4.药品的规格药品的规格 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、末、澄清石灰水、酸性高锰酸钾溶液、浓硫酸、饱和饱和NaHCONaHCO3 3溶液、溶液、NaOHNaOH溶液溶液等。此外也应注意等。此外也应注意 某些仪器的规格。某些仪器的规格。5.5.会画简单的实验装置图会画简单的
14、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,考纲要求能够绘制和识别典型的实验仪器装置图,可用可用“示意装置图示意装置图”表示。表示。146.6.其他应注意的问题其他应注意的问题(1 1)冷凝回流的问题。)冷凝回流的问题。(2 2)冷却问题。)冷却问题。(3 3)防止倒吸问题。)防止倒吸问题。(4 4)具有特殊作用的实验改进装置。如为防止分液)具有特殊作用的实验改进装置。如为防止分液 漏斗中的液体不能顺利流出,用橡皮管连接成连通漏斗中的液体不能顺利流出,用橡皮管连接成连通 装置;为防止气体从长颈漏斗中逸出,可在发生装装置;为防止气体从长颈漏斗中逸出,可在发生装 置中的漏斗末端套住一支
15、小试管等。置中的漏斗末端套住一支小试管等。15特别提醒特别提醒 近年来许多高考试题都是通过对教材实近年来许多高考试题都是通过对教材实验进行重新设计或改进创新而成,其创新主要体现验进行重新设计或改进创新而成,其创新主要体现在:在:(1 1)在仪器或装置上的创新,如多装置一用或一)在仪器或装置上的创新,如多装置一用或一装置多用。装置多用。(2 2)实验形式上的创新。)实验形式上的创新。(3 3)实验方案或反应原理设计上的创新,如仪器、)实验方案或反应原理设计上的创新,如仪器、用品的选择。用品的选择。16【典例导析典例导析1 1】课题式课堂教学是研究性学习的一课题式课堂教学是研究性学习的一 种方式,
16、其基本教学模式为:种方式,其基本教学模式为:如图是甲同学设计的证明如图是甲同学设计的证明“COCO具有还原性具有还原性”的实的实验验 装置。装置。17(1 1)实验时应先点燃)实验时应先点燃 处(填处(填“A A”或或“B B”)的的 酒精灯。酒精灯。(2 2)硬质玻璃管中反应的化学方程式为)硬质玻璃管中反应的化学方程式为 。(3 3)乙同学认为甲装置有待优化,如)乙同学认为甲装置有待优化,如 尾气可先储存在瓶内,然后再处理。尾气可先储存在瓶内,然后再处理。如图乙是他设计的贮气瓶,尾气应从如图乙是他设计的贮气瓶,尾气应从 (填(填“a a”或或“b b”)口通入(其他)口通入(其他 装置略)。
17、装置略)。(4 4)丙同学质疑:)丙同学质疑:COCO能否使澄清石灰水变浑浊?能否使澄清石灰水变浑浊?因此,他设计在因此,他设计在COCO通入通入CuOCuO之前,应先通入澄清之前,应先通入澄清 石灰水,以比较排除石灰水,以比较排除COCO与澄清石灰水反应,试对与澄清石灰水反应,试对 此作出评价。你认为丙的设计是否有必要此作出评价。你认为丙的设计是否有必要 ,理由是理由是 。18(5 5)如果开始时通入的是)如果开始时通入的是COCO和和COCO2 2的混合气体,的混合气体,则应如何设计才能达到实验目的?则应如何设计才能达到实验目的?。解析解析 (1 1)COCO为污染性有毒气体,由于先通为污
18、染性有毒气体,由于先通COCO 排空气,故应先点燃排空气,故应先点燃B B处的酒精灯。处的酒精灯。(2 2)COCO能还原能还原CuOCuO生成生成COCO2 2。(3 3)贮气瓶应从)贮气瓶应从a a口进气,水从口进气,水从b b口排出。口排出。(4 4)由于整个设计过程中)由于整个设计过程中COCO开始通过了澄清石灰水,开始通过了澄清石灰水,故没必要排除故没必要排除COCO的干扰。的干扰。(5 5)应先除去)应先除去COCO2 2再通入装置。再通入装置。19答案答案 (1 1)B B(2 2)CuO+CO Cu+COCuO+CO Cu+CO2 2(3 3)a a(4 4)不必要)不必要 在
19、酒精灯在酒精灯A A点燃前,点燃前,COCO已通过了澄已通过了澄清石灰水清石灰水(5 5)先通过碱石灰除去)先通过碱石灰除去COCO2 2后再通入装置后再通入装置20迁移应用迁移应用1 1 二氯化二硫(二氯化二硫(S S2 2ClCl2 2)在工业上用于)在工业上用于 橡胶的硫化。为在实验室合成橡胶的硫化。为在实验室合成S S2 2ClCl2 2,某化学研究,某化学研究 性学习小组查阅了有关资料性学习小组查阅了有关资料,得到如下信息:得到如下信息:将干燥的氯气在将干燥的氯气在110 140 110 140 与硫反应,即可与硫反应,即可 得得S S2 2ClCl2 2粗品。粗品。有关物质的部分性
20、质如下表:有关物质的部分性质如下表:物质物质熔点熔点/沸点沸点/化学性质化学性质S S112.8112.8444.6444.6略略S S2 2ClCl2 2-77-77137137遇水生成遇水生成HClHCl、SOSO2 2、S S;300 300 以上完全分解:以上完全分解:S S2 2ClCl2 2+Cl+Cl2 2 2SCl2SCl2 221设计实验装置图如下:设计实验装置图如下:(1 1)上图中气体发生和尾气处理装置不够完善)上图中气体发生和尾气处理装置不够完善,请请你提出改进意见你提出改进意见 。22利用改进后的正确装置进行实验利用改进后的正确装置进行实验,请回答下列问题:请回答下列
21、问题:(2 2)B B中反应的离子方程式中反应的离子方程式:;E E中反应的化学方程式中反应的化学方程式:。(3 3)C C、D D中的试剂分别是中的试剂分别是 、。(4 4)仪器)仪器A A、B B的名称分别是的名称分别是 、,F F的作用是的作用是 。(5 5)如果在加热)如果在加热E E时温度过高,对实验结果的影响是时温度过高,对实验结果的影响是 ,在,在F F中可能出现的现象是中可能出现的现象是 。(6 6)S S2 2ClCl2 2粗品中可能混有的杂质是(填写两种)粗品中可能混有的杂质是(填写两种)、,为了提高,为了提高S S2 2ClCl2 2的纯度,的纯度,关键关键的操作是控制好
22、温度和的操作是控制好温度和 。23解析解析 (1 1)A A为带塞的分液漏斗,液体流入为带塞的分液漏斗,液体流入B B中,导中,导致致A A中上方压强小于中上方压强小于B B中上方压强,液体难以继续流中上方压强,液体难以继续流入入B B中。若用橡皮管将中。若用橡皮管将A A的上口和的上口和B B相连,则可解决相连,则可解决上述问题。制备上述问题。制备S S2 2ClCl2 2温度在温度在110140,S110140,S2 2ClCl2 2成为成为气体,在气体,在G G中又冷却为液体,但中又冷却为液体,但S S2 2ClCl2 2易与水反应易与水反应,故故应在应在G G、H H间加一个干燥装置。
23、间加一个干燥装置。(2 2)B B中为实验室制中为实验室制ClCl2 2的反应,的反应,E E中为中为S S和和ClCl2 2的反应。的反应。(3 3)C C为除去为除去ClCl2 2中中HClHCl的装置的装置,D,D为干燥氯气的装置。为干燥氯气的装置。(4 4)F F为长导管,其作用为导气,冷凝为长导管,其作用为导气,冷凝S S2 2ClCl2 2。(5 5)若温度过高,一部分)若温度过高,一部分S S2 2ClCl2 2又分解又分解,导致产率降导致产率降低。低。F F中若部分中若部分S S2 2ClCl2 2与水反应生与水反应生成成S,S,则有固体产生则有固体产生。24(6 6)S S2
24、 2ClCl2 2在生成过程中,在生成过程中,S S与与ClCl2 2均过量;温度过均过量;温度过高高S S2 2ClCl2 2又与又与ClCl2 2反应生成反应生成SClSCl2 2,所以为了提高,所以为了提高S S2 2ClCl2 2的纯度的纯度,除控制好温度外除控制好温度外,还要控制还要控制ClCl2 2的产生速率。的产生速率。答案答案 (1 1)用橡皮管将)用橡皮管将A A的上口和的上口和B B相连(或将相连(或将A A换成恒压滴液漏斗),在换成恒压滴液漏斗),在G G和和H H之间增加干燥装置之间增加干燥装置(2 2)MnOMnO2 2+4H+4H+2Cl+2Cl-MnMn2+2+C
25、l+Cl2 2+2H+2H2 2O O2S+Cl2S+Cl2 2 S S2 2ClCl2 2(3 3)饱和食盐水(或水)饱和食盐水(或水)浓硫酸浓硫酸(4 4)分液漏斗)分液漏斗 蒸馏烧瓶蒸馏烧瓶 导气、冷凝导气、冷凝(5 5)产率降低)产率降低 有固体产生(或其他正确描述)有固体产生(或其他正确描述)(6 6)SClSCl2 2 ClCl2 2 S S(任写其中两种即可)(任写其中两种即可)控制浓盐酸的滴速不要过快控制浓盐酸的滴速不要过快25要点二要点二 化学实验方案的评价化学实验方案的评价对几个实验方案的正确与错误、严密与不严密、准确对几个实验方案的正确与错误、严密与不严密、准确与不准确做
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- 高考理综 高考 化学 实验 方案 设计 评价 课件
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