初中化学专题复习--实验方案的设计与评价.ppt
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1、初中化学专题复习-实验方案的设计与评价1实验方案的设计实验方案的设计实验设计考查的发展方向是以化学实验为基础,联实验设计考查的发展方向是以化学实验为基础,联系科学研究、生产、生活、环境保护的实际去发现系科学研究、生产、生活、环境保护的实际去发现并提出问题、设计实验去探讨和解决实际问题并得并提出问题、设计实验去探讨和解决实际问题并得出科学的发现和结论,它包括物质的制备、物质的出科学的发现和结论,它包括物质的制备、物质的鉴别、物质的分离、物质的组成分析、气体的净化鉴别、物质的分离、物质的组成分析、气体的净化与转化等的实验方案的设计。设计实验方案的试题与转化等的实验方案的设计。设计实验方案的试题大多
2、思考性、综合性较强,解答时必须联系自己掌大多思考性、综合性较强,解答时必须联系自己掌握的基础知识和技能,在进行适当的类比、迁移、握的基础知识和技能,在进行适当的类比、迁移、重组后从已知条件出发,找到解决问题的突破口,重组后从已知条件出发,找到解决问题的突破口,设计出合理的实验步骤。设计出合理的实验步骤。实验方案设计原则:原理正确;条件合适;原料丰富,价格低实验方案设计原则:原理正确;条件合适;原料丰富,价格低廉;产物纯净,污染物少;方法简便;现象明显;操作易行;廉;产物纯净,污染物少;方法简便;现象明显;操作易行;对于定量实验还要考虑系统误差要小。对于定量实验还要考虑系统误差要小。问题问题2某
3、校化学课外兴趣小组的同学在研究性学习课上展某校化学课外兴趣小组的同学在研究性学习课上展示了一套如右图所示的实验装置(假设每步化学反应都完示了一套如右图所示的实验装置(假设每步化学反应都完全,氧化铁样品中的杂质不参加反应)。全,氧化铁样品中的杂质不参加反应)。查阅资料:草酸在浓硫酸存在时加热发生如下反应:查阅资料:草酸在浓硫酸存在时加热发生如下反应:H2C2O4 CO+CO2+H2O通过讨论,同学们对这套装置有了多种认识。通过讨论,同学们对这套装置有了多种认识。(1)第一小组同学说:从实验安全和实验操作程序看)第一小组同学说:从实验安全和实验操作程序看,首先要检查首先要检查装置的气密性装置的气密
4、性,实验开始先加热实验开始先加热_ _(填(填A或或D)处,实验结束时,)处,实验结束时,应应_(填先或后)停止(填先或后)停止D处的加热;从环保的角度讲,在处的加热;从环保的角度讲,在E装置装置后还应对尾气进行处理,其方法是:后还应对尾气进行处理,其方法是:。(2)第二小组的同学说:用该实验装置可以检验一氧化碳与氧化)第二小组的同学说:用该实验装置可以检验一氧化碳与氧化铁反应的产物,其中铁反应的产物,其中B装置的作用装置的作用_ ;E装置的作装置的作用用_ ;一氧化碳与氧化铁反应的化学方程式为一氧化碳与氧化铁反应的化学方程式为 _ _ _。(3)第三小组的同学说:利用这套装置还可以测定氧化铁
5、样品中)第三小组的同学说:利用这套装置还可以测定氧化铁样品中氧化铁的质量分数。他们的测定方法是:称量氧化铁样品的质量氧化铁的质量分数。他们的测定方法是:称量氧化铁样品的质量10.0 g,样品与玻璃管的总质量为,样品与玻璃管的总质量为60.0 g,完全反应并冷却后再称量完全反应并冷却后再称量玻璃管与剩余固体的总质量为玻璃管与剩余固体的总质量为57.6 g。计算实验测得氧化铁样品中。计算实验测得氧化铁样品中氧化铁的质量分数为氧化铁的质量分数为 。(4)第四小组同学说:利用这套装置还有另外测定样品中氧化铁)第四小组同学说:利用这套装置还有另外测定样品中氧化铁的质量分数的方法:先称量氧化铁样品的质量的
6、质量分数的方法:先称量氧化铁样品的质量,再分别称量再分别称量E装置在装置在反应前后的总质量,即可计算求得样品中氧化铁的质量分数。但按反应前后的总质量,即可计算求得样品中氧化铁的质量分数。但按此方法实际实验测定结果却偏大,分析造成偏大的原因可能是此方法实际实验测定结果却偏大,分析造成偏大的原因可能是 。A 先先 点燃或用气球收集点燃或用气球收集 除去除去CO2 检验检验CO与与Fe2O3反应生成的二氧化碳反应生成的二氧化碳 3CO+Fe2O3 2Fe+3CO2 80 原装置中空气含有的二氧化碳被原装置中空气含有的二氧化碳被E装置吸收装置吸收问题问题3请完成以下探究过程:请完成以下探究过程:问题:
7、如何鉴定孔雀石问题:如何鉴定孔雀石Cu2(OH)2 CO3加热分解的产物加热分解的产物?假设:假设孔雀石加热分解的产物是假设:假设孔雀石加热分解的产物是H2O、CO2和和CuO。设计实验:实验设计实验:实验:按右图进行实验,证明分解产物中有:按右图进行实验,证明分解产物中有H2O和和CO2。该装置的连接顺序是:该装置的连接顺序是:a接接 ,接接 ;按此顺;按此顺序连接的理由是:序连接的理由是:。d e b 必须先通过无水硫酸铜检验水蒸气,否则,因澄清石灰必须先通过无水硫酸铜检验水蒸气,否则,因澄清石灰水中水的挥发或冷凝作用而干扰原产物中水蒸气的检出;水中水的挥发或冷凝作用而干扰原产物中水蒸气的
8、检出;气体通过澄清石灰水时须遵循长进短出的原则。气体通过澄清石灰水时须遵循长进短出的原则。实验实验:请你设计实验,证明孔雀石完全分解后,试管中:请你设计实验,证明孔雀石完全分解后,试管中剩余的黑色固体是剩余的黑色固体是CuO(用图示或文字说明均可用图示或文字说明均可):。现象和结论:实验现象和结论:实验中:中:U形管中的无水硫酸铜变成蓝色,形管中的无水硫酸铜变成蓝色,证明产物中有证明产物中有 ;证明产物中有;证明产物中有CO2的现象是的现象是 。实验。实验中中(你设计的你设计的):因为有:因为有 现象,所以黑色现象,所以黑色固体中有铜元素;因为有固体中有铜元素;因为有 现象,所以黑色固体现象,
9、所以黑色固体中有氧元素;由此可得到结论:产物中有中有氧元素;由此可得到结论:产物中有CuO。待反应后的试管冷却,拔下橡皮塞,用一根长导管向黑色固体通氢气,一会儿,加热试管,待反应后的试管冷却,拔下橡皮塞,用一根长导管向黑色固体通氢气,一会儿,加热试管,当看到黑色固体变红,试管口有水珠时,停止加热,冷却,停止通入氢气当看到黑色固体变红,试管口有水珠时,停止加热,冷却,停止通入氢气(本问题是开放本问题是开放的:用图示、或其他合理解答均可的:用图示、或其他合理解答均可)H2O(水水)澄清石灰水变浑浊澄清石灰水变浑浊 试管中黑色固体变红色试管中黑色固体变红色 试管口有水珠出现试管口有水珠出现 学以致用
10、学以致用1将一块光亮的纯铜片放在酒精灯火焰上灼烧,表面变将一块光亮的纯铜片放在酒精灯火焰上灼烧,表面变黑。对黑色物质的来源,提出你的二个预测(假设),并黑。对黑色物质的来源,提出你的二个预测(假设),并设计一个或几个实验来证明你预测的正确性。设计一个或几个实验来证明你预测的正确性。预测预测序号序号实验实验步步骤骤和方法和方法现现象和象和结论结论预测预测1 1:可能来源于:可能来源于 。预测预测2 2:可能来源于:可能来源于 。将铜片放入试管中加热,观察将铜片放入试管中加热,观察现象。现象。若铜片上仍有黑色物质出若铜片上仍有黑色物质出现,说明预测现,说明预测1正确。正确。(可能的实验方案还有:(
11、可能的实验方案还有:(1)用酸或)用酸或H2、CO等,检验预测假等,检验预测假设的成分;(设的成分;(2)冷却后,用软布轻擦黑色物质。)冷却后,用软布轻擦黑色物质。)提示:黑色物质有可能与铜本身有关(氧化铜),也可能来源提示:黑色物质有可能与铜本身有关(氧化铜),也可能来源于酒精不完全燃烧产生的炭黑。于酒精不完全燃烧产生的炭黑。由铜与氧气反应生成氧化铜由铜与氧气反应生成氧化铜 由酒精不完全燃烧,产生由酒精不完全燃烧,产生的碳的碳 2用珍珠(主要成分用珍珠(主要成分CaCO3)加工成的)加工成的“珍珠粉珍珠粉”是一种名贵中是一种名贵中药材、保健品,可近年来市场上出现了一些假冒的药材、保健品,可近
12、年来市场上出现了一些假冒的“珍珠粉珍珠粉”,仅,仅用肉眼观察难辨真假。为了向消费者提供鉴别方法,须找出真假用肉眼观察难辨真假。为了向消费者提供鉴别方法,须找出真假“珍珠粉珍珠粉”理化性质上的差异。工商局提供了真、假理化性质上的差异。工商局提供了真、假“珍珠粉珍珠粉”样品,样品,请你展开探究:(只要写出猜想、方案,不需要说出方案实施的请你展开探究:(只要写出猜想、方案,不需要说出方案实施的具体结果)具体结果)猜想一:猜想一:真、假真、假“珍珠粉珍珠粉”的气味可能不同的气味可能不同 。方案一:方案一:取样,分别闻一闻它们的气味,分辨气味有无差异取样,分别闻一闻它们的气味,分辨气味有无差异 。猜想二
13、:猜想二:。方案二:方案二:。猜想三:猜想三:。方案三:方案三:。真假真假“珍珠粉珍珠粉”在水中的溶解性可能不同;在水中的溶解性可能不同;取样,分别加入适量水中并搅拌,观察它们溶解性有无差异取样,分别加入适量水中并搅拌,观察它们溶解性有无差异。真假真假“珍珠粉珍珠粉”与酸反应现象可能不同;与酸反应现象可能不同;取样,分别加入适量稀盐酸,观察现象有无差异。取样,分别加入适量稀盐酸,观察现象有无差异。猜想:真假猜想:真假“珍珠粉珍珠粉”灼烧后可能有不同现象;灼烧后可能有不同现象;方案:取样,在酒精灯火焰上灼烧片刻,观察色态变化。方案:取样,在酒精灯火焰上灼烧片刻,观察色态变化。【假珍珠粉】【假珍珠
14、粉】(一般是用碱水和石灰将蚌壳加温,然后除去表层的黑衣,通过粉碎、筛、(一般是用碱水和石灰将蚌壳加温,然后除去表层的黑衣,通过粉碎、筛、包装而成。)包装而成。)1)质地:(用手指沾取少量粉末,展开在阳光或灯光下仔细观察,可以发)质地:(用手指沾取少量粉末,展开在阳光或灯光下仔细观察,可以发现有明显闪光,这是云母。)海水珍珠粉磨研的细度不够细的情况下也会出现这现有明显闪光,这是云母。)海水珍珠粉磨研的细度不够细的情况下也会出现这种现状,不一定就是云母。种现状,不一定就是云母。2)色泽:明显白于纯珍珠粉。)色泽:明显白于纯珍珠粉。这种假珍珠粉内兑有水解动物蛋白粉,长期这种假珍珠粉内兑有水解动物蛋白
15、粉,长期服用,云母会在胃中粘结。服用,云母会在胃中粘结。【劣质珍珠粉】【劣质珍珠粉】1)质地:(此粉主要原料是加工珍珠首饰时钻孔钻下来的粉末,掺入滑石)质地:(此粉主要原料是加工珍珠首饰时钻孔钻下来的粉末,掺入滑石粉而成),钻孔钻下来的粉末没有这么多,掺入滑石粉不必要,假的就是假的粉而成),钻孔钻下来的粉末没有这么多,掺入滑石粉不必要,假的就是假的,假的珍珠粉就是用单纯的滑石粉。假的珍珠粉就是用单纯的滑石粉。2)色泽:偏黄,这主要是钻孔时高温发热所引起的。)色泽:偏黄,这主要是钻孔时高温发热所引起的。3)气味:服用时口感有焦味或臭味。乌钢针靠加热转动在珍珠上钻孔,乌)气味:服用时口感有焦味或臭
16、味。乌钢针靠加热转动在珍珠上钻孔,乌钢针的碎片落在粉末中,内含大量的金属体,长期服用会使人慢性中毒。钢针的碎片落在粉末中,内含大量的金属体,长期服用会使人慢性中毒。白云母的化学式为白云母的化学式为KAl2AlSi3O10OH2,其中,其中SiO2 45.2%、Al2O3 38.5%、K2O 11.8%、H2O 4.5%,此外,含少量,此外,含少量Na、Ca、Mg、Ti、Cr、Mn、Fe和和F等。等。滑石主要成分是滑石含水的滑石主要成分是滑石含水的硅酸镁硅酸镁,分子式分子式为为Mg3Si4O10(OH)2。3实验室可以选用下图所示的装置,制取二氧化碳气体实验室可以选用下图所示的装置,制取二氧化碳
17、气体(混有氯化氢、水蒸气混有氯化氢、水蒸气)和进行有关实验,回答下列问题:和进行有关实验,回答下列问题:(1)写出制取二氧化碳反应的化学方程式写出制取二氧化碳反应的化学方程式 ;(2)如果要证明制得的气体中混有氯化氢气体,应把如果要证明制得的气体中混有氯化氢气体,应把A装置与装置与E装置装置连接,连接,E装置中观察到的现象是装置中观察到的现象是 ,写出有关反应的化学方程式:,写出有关反应的化学方程式:;(3)如果要验证制得的气体是二氧化碳,除如果要验证制得的气体是二氧化碳,除A装置外,还应选用上述装置外,还应选用上述装置中的装置中的 (填装置序号,下同填装置序号,下同)。(4)如果要收集一瓶纯
18、净、干燥的二氧化碳气体,请从上述各装置中如果要收集一瓶纯净、干燥的二氧化碳气体,请从上述各装置中选择适当的装置进行连接,连接顺序是选择适当的装置进行连接,连接顺序是 ,其中,其中B装置中装置中浓硫酸的作用是浓硫酸的作用是 。E、C A、E、B、D 干燥二氧化碳气体干燥二氧化碳气体(或吸收或吸收CO2中的水分中的水分)5课堂上同学们利用甲图装置做过氧化氢分解实验时,课堂上同学们利用甲图装置做过氧化氢分解实验时,带火星的木条很难复燃,于是老师加了一个带火星的木条很难复燃,于是老师加了一个u形管,如形管,如乙图,带火星的木条较易复燃。乙图,带火星的木条较易复燃。请回答:请回答:(1)写出实验室制取氧
19、气的化学方程式:)写出实验室制取氧气的化学方程式:_。(2)改用乙装置后能使带火星的木条复燃的原因:)改用乙装置后能使带火星的木条复燃的原因:_。(3)根据)根据(2)中推测的原因,请你设计一个新的改进装置(可中推测的原因,请你设计一个新的改进装置(可用图示或用文字叙述改进要点)。用图示或用文字叙述改进要点)。氧气中含有的较多的水蒸气得到冷却氧气中含有的较多的水蒸气得到冷却可将产生的气体通过浓硫酸(或氧化钙或无水氯化钙或烧碱固体或碱石灰)进可将产生的气体通过浓硫酸(或氧化钙或无水氯化钙或烧碱固体或碱石灰)进行干燥。行干燥。6我国青海湖地区素有我国青海湖地区素有“夏天晒盐,冬天捞碱夏天晒盐,冬天
20、捞碱”之说,其中捞出的之说,其中捞出的碱主要是碳酸钠和少量氯化钠的混合物。小王同学以捞出的碱作为碱主要是碳酸钠和少量氯化钠的混合物。小王同学以捞出的碱作为样品,并用以下一套装置对样品进行分析,根据量筒中收集到的液样品,并用以下一套装置对样品进行分析,根据量筒中收集到的液体的体积(相当于二氧化碳的体积)来计算样品中碳酸钠的含量。体的体积(相当于二氧化碳的体积)来计算样品中碳酸钠的含量。(已知:(已知:HCl+NaHCO3=NaCl+CO2+H2O;CO2在饱和在饱和NaHCO3溶液中溶解度很小)溶液中溶解度很小)(1)在)在A和和B 两套装置中,哪一套装置更合理两套装置中,哪一套装置更合理_(选
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