《化学实验方案的设计与评价》.

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1 《化学实验方案的设计与评价》

2 明备考方向 1．利用限定的仪器装置、药品，根据题目 要求进行实验方案的设计。 2．给出部分实验环节，根据题目要求设计 完整的实验。
1．利用限定的仪器装置、药品，根据题目 要求进行实验方案的设计。 2．给出部分实验环节，根据题目要求设计 完整的实验。 3．对给出的实验方案做出科学的评估，选 择出最佳方案。

3 自我诊断 某化学小组为测定一定质量的某铜铝混合物中铜的质量分数。设计了如下实验方案： 方案Ⅰ.铜铝混合物 测定生成气体的体积
方案Ⅰ.铜铝混合物 测定生成气体的体积 方案Ⅱ:铜铝混合物 测定剩余固体的质量 下列有关判断中不正确的是（　　） A. 溶液A和B均可以是盐酸或NaOH溶液 B. 若溶液B选用浓硝酸,则测得铜的质量分数偏小 C. 溶液A和B均可选用稀硝酸 D. 实验室中方案Ⅱ更便于实施

4 自我诊断 C 某化学小组为测定一定质量的某铜铝混合物中铜的质量分数。设计了如下实验方案： 方案Ⅰ.铜铝混合物 测定生成气体的体积
方案Ⅰ.铜铝混合物 测定生成气体的体积 方案Ⅱ:铜铝混合物 测定剩余固体的质量 下列有关判断中不正确的是（　　） A. 溶液A和B均可以是盐酸或NaOH溶液 B. 若溶液B选用浓硝酸,则测得铜的质量分数偏小 C. 溶液A和B均可选用稀硝酸 D. 实验室中方案Ⅱ更便于实施 C

5 一、化学实验方案的设计 1．基本要求

6 一、化学实验方案的设计 1．基本要求 实验原理 有毒药品

7 例：1-3.(2011·山东高考)某同学设计实验验证H2SO3酸性强于H2CO3：将SO2和CO2气体分别通入水中至饱和，立即用酸度计测两溶液的pH，若前者的pH小于后者，则H2SO3酸性强于H2CO3。该实验设计不正确，错误在于_________。 设计合理实验验证H2SO3酸性强于H2CO3 (简要说明实验步骤、现象和结论)。仪器自选 供选择的试剂：CO2、SO2、Na2CO3、NaHCO3、Na2SO3、NaHSO3、蒸馏水、饱和石灰水、酸性KMnO4溶液、品红溶液、pH试纸。

8 2．注意事项 (1) 药品和仪器是部分给出还是有多余： 若药品和仪器只部分给出，则应作必要 的补充，若有多余，则应进行筛选和淘汰。 (2) 条件有无特殊要求： 如采用最简单或最合理的实验步骤，这 些要求对考虑反应原理、选择药品和装置、 确定操作步骤都作了限定，应高度重视。

9 (3) 实验过程中的隐蔽性操作： 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，往往被忽略。 (4) 药品的描述： 有些题目要求指出药品的名称，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、饱和NaHCO3溶液、NaOH溶液等。此外也应注意某些仪器的规格。 (5) 会画简单的实验装置图： 考纲要求能够绘制和识别典型的实验仪器装置图，可用“示意装置图”表示。

10 (6) 其他注意事项： ① 冷凝回流的问题。 ② 冷却问题。 ③ 防止倒吸问题。 ④ 具有特殊作用的实验改进装置。如为使分液漏斗中的液体能顺利流出，用橡皮管连接成连通装置；为防止气体从长颈漏斗中逸出，可在发生装置中的漏斗末端套一支小试管等。

11 1.(2010·北京朝阳区模拟)下列装置不能 完成的实验是
A B C D 装置 实验 结合秒表测量锌与硫酸的反应速率 验证温度对化学平衡的影响 验证化学能转化为电能 铁的析氢腐蚀实验

12 D 1.(2010·北京朝阳区模拟)下列装置不能 完成的实验是 A B C D 装置 实验 结合秒表测量锌与硫酸的反应速率
验证温度对化学平衡的影响 验证化学能转化为电能 铁的析氢腐蚀实验

13 二、化学实验方案的评价 基本原则 一个实验方案的优劣主要从__________ 是否科学合理，____________是否简单可 行, 另外还要从__________和________两个角 度去评价。

14 二、化学实验方案的评价 基本原则 实验原理 一个实验方案的优劣主要从__________ 是否科学合理，____________是否简单可 行, 另外还要从__________和________两个角 度去评价。 操作与装置 绿色化学 安全性

15 1．从可行性方面对实验方案做出评价 评价时，从以下4个方面分析： (1) 实验原理是否正确、可行； (2) 实验操作是否安全、合理； (3) 实验步骤是否简单、方便； (4) 实验效果是否明显等。

16 2．从“绿色化学”视角对实验方案做出评价 “绿色化学”要求设计安全的、对环境友好 的合成线路，降低化学工业生产过程中对人类健康和环境的危害，减少废弃物的产生和排放。据此，对化学实验过程或方案从以下4个方面进行综合评价： (1)反应原料是否易得、安全、无毒； (2)反应速率是否较快； (3)原料利用率以及生成物质的产率是否较高； (4)实验过程中是否造成环境污染。

17 3．从“安全性”方面对实验方案做出评价 化学实验从安全角度常考虑的主要因素如下： (1) 净化、吸收气体及熄灭酒精灯时要防液体倒吸； (2) 进行某些易燃易爆实验时要防爆炸(如 H2还原CuO应先通H2, 气体点燃先验纯等)； (3) 防氧化(如H2还原CuO后要“先灭灯再 停氢”, 白磷切割宜在水中等)；

18 (4) 防吸水(如实验取用、制取易吸水、潮解、水解 的物质时宜采取必要措施，以保证达到实验目的)；
(5) 冷凝回流(有些反应中，为减少易挥发液体反应物的损耗和充分利用原料, 需在反应装置上加装冷凝 回流装置, 如长玻璃管、竖装的干燥管及冷凝管等)； (6) 易挥发液体产物(导出时可为蒸气)的及时冷却； (7) 仪器拆卸的科学性与安全性(也从防污染、防氧化、防倒吸、防爆炸、防泄漏等角度考虑)； (8) 其他，如实验操作顺序、试剂加入顺序、实验 方法使用顺序等。

19 3、化学兴趣小组设计以下实验方案，测定某已 部分变质的小苏打样品中Na2CO3的质量分数。
[方案一] 称取一定质量样品，置于坩埚中加热至 恒重后，冷却，称量剩余固体质量，计算。 (1) 坩埚中发生反应的化学方程式为：____________。 (2) 实验中，需加热至恒重的目的是______________。 (3) 实验中确定加热至恒重的方法是：____________。 (4) 若加热过程中坩埚内有晶体迸溅出来，则测得的结 果是______(填“偏大”、“偏小”或“不变”)。

20 [方案二]　称取一定质量样品，置于小烧杯中，加适量水溶解；向小烧杯中加入足量Ba(OH)2溶液，过滤，洗涤、干燥沉淀，称量固体质量，计算。(已知：Ba2＋＋OH－＋HCO===BaCO3↓＋H2O)
(1) 过滤操作中，除了烧杯、漏斗外，还要用到的玻 璃仪器为____________。 (2) 实验中判断沉淀是否完全的方法是__________。 (3) 实验中洗涤沉淀的操作是________________。 (4) 实验中判断沉淀是否洗涤干净的方法是 _______________________________________。

21 [方案三] 按如下图所示装置进行实验： (1) B装置内所盛试剂是________；
[方案三] 按如下图所示装置进行实验： (1) B装置内所盛试剂是________； D装置的作用是________________________。 分液漏斗中_______(填“能”或“不能”)用盐酸 代替稀硫酸进行实验。

22 (2) 实验前称取17.90 g样品，实验后测得C装 置增重8.80 g，则样品中Na2CO3的质量分数为 __________。
(3) 根据此实验测得的数据，测定结果有误 差，因为实验装置还存在一个明显缺陷，该 缺陷是：_______________。

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24 (3) 向漏斗里加入蒸馏水，使水面没过深沉物，等水流完后，重复操作数次
(4) 取少量洗涤沉淀后的滤液于试管中，滴加一滴Na2SO4溶液，观察是否有白色沉淀生成 [方案三]　(1) 浓H2SO4　防止空气中的水蒸气、二氧化碳进入C装置　不能 (2) 29.6% (3) 缺少一套将A、B装置的CO2气体全部驱赶到C装置中的装置(或其他合理答案)

25 背核心要点 1．明确实验方案设计的4项基本要求： (1)科学性，(2)安全性，(3)可行性，(4)简约性。 2．牢记仪器连接4个顺序： (1)“自下而上，从左到右”的顺序； (2)气体净化装置先洗气后干燥； (3)洗气时，进气管长，出气管短； (4)干燥管，大口进气，小口出气。

26 背核心要点 3．理解综合性实验题解答的4个步骤： (1)明确实验目的、原理。 (2)根据实验原理选择仪器、药品。 (3)组装仪器并理解各仪器的作用及使用方法。 (4)结合题意，综合分析解答。