2017年高考化学总复习课件：第十章化学实验基础及综合探究-课时4-化学实验方案的设计与评价

微点聚焦一微点聚焦二微点聚焦三近年的新课标高考中常考的有两类实验：一是探究类实验，主要探究物质分解的产物和物质的性质；设计并完成实验报告，包括补充实验步骤或实验步骤的排序、选择试剂和现象的描述等。二是评价类实验，根据题目提供的实验方案，评价是否合理，并要求设计合理的方案。课时4化学实验方案的设计与评价[题型诠释]微点聚焦一微点聚焦二微点聚焦三(1)综合实验方案设计的一般思路：了解实验目的→明确实验原理→掌握实验条件→选择仪器药品→设计装置步骤→记录现象数据→分析得出结论。(2)综合实验评价要求考生根据题目的要求和实验目的，从化学原理，元素及其化合物的性质、化学实验的基本操作技能等方面，对实验方案进行科学分析、评价优劣。附：考纲要求1.设计、评价或改进实验方案。2.掌握控制实验条件的方法。3.分析或处理实验数据，得出合理的结论。4.以上各部分知识与技能的综合应用。微点聚焦一微点聚焦二微点聚焦三【示例1】漂白粉是生产生活中常用的消毒剂和杀菌剂实验室有一瓶密封不严的漂白粉样品，其中肯定存在CaCl2，请设计实验，探究该样品中可能存在的其他固体物质。(1)提出合理假设。假设1：该漂白粉未变质，只含有________；假设2：该漂白粉全部变质，只含有________；假设3：该漂白粉部分变质，既含有Ca(ClO)2，又含有CaCO3。微点聚焦一“假设判断”型实验方案设计[典题示例]微点聚焦一微点聚焦二微点聚焦三(2)设计实验方案，进行实验。请写出实验步骤、预期现象和结论。限选用的仪器和药品：试管、滴管、带导管的单孔塞、蒸馏水、自来水、1mol·L-1盐酸、品红溶液、新制澄清石灰水。(提示：不必检验Ca2＋和Cl-)实验步骤预期现象和结论①取少量上述漂白粉于试管中，______________②________________________________________微点聚焦一微点聚焦二微点聚焦三【思维提示】第一步明确目的原理设计实验探究漂白粉变质后物质的成分，涉及反应：①2Ca(OH)2＋2Cl2===CaCl2＋Ca(ClO)2＋2H2O。②Ca(ClO)2＋H2O＋CO2===CaCO3↓＋2HClO。第二步提出合理假设根据假设3提供的物质及反应原理判断样品中可能含有Ca(ClO)2或CaCO3或二者的混合物。微点聚焦一微点聚焦二微点聚焦三第三步寻求验证方法用CaCO3与盐酸反应产生澄清石灰水变浑浊的CO2来验证CaCO3的存在。用Ca(ClO)2与盐酸反应生成能使品红溶液褪色的HClO来验证Ca(ClO)2的存在。第四步设计操作步骤①固体样品中加入稀盐酸，将产生的气体通入澄清石灰水中(用于检验CO2)。②向步骤①反应后的溶液中滴入1～2滴品红溶液，振荡(用于检验HClO)。微点聚焦一微点聚焦二微点聚焦三第五步分析得出结论若步骤①中石灰水未变浑浊，则说明样品中无CaCO3，即假设1成立。若步骤①中石灰水变浑浊，且步骤②中品红溶液不褪色，说明CaCO3存在，不存在Ca(ClO)2，即假设2成立。若步骤①中石灰水变浑浊，且步骤②中品红溶液褪色，说明有CaCO3和Ca(ClO)2存在，即假设3成立。微点聚焦一微点聚焦二微点聚焦三答案(1)假设1：只含有Ca(ClO)2；假设2：只含有CaCO3(2)实验步骤预期现象和结论①加入适量1mol·L-1盐酸溶解后，再将产生的气体通入澄清石灰水中若澄清石灰水未见浑浊，则假设1成立；若澄清石灰水变浑浊，则假设2或假设3成立②向步骤①反应后的试管中滴入1～2滴品红溶液，振荡(或另外取样操作)若品红溶液褪色，则假设3成立；若品红溶液不褪色，则假设2成立微点聚焦一微点聚焦二微点聚焦三【实验设计方法指导】1．基本原则微点聚焦一微点聚焦二微点聚焦三2．基本内容微点聚焦一微点聚焦二微点聚焦三将含有水蒸气的氯气通入到干燥疏松的碳酸钠中可以得到一种固体物质X，利用下图实验装置可以探究固体物质X的成分。[体验感悟]微点聚焦一微点聚焦二微点聚焦三(1)试剂甲的名称为________，试剂乙的名称为________。(2)经测定可知固体X中至少含有NaHCO3和一种含氯的盐类物质，装置D中的物质为含氯氧化物。下面对固体X的成分进行猜想和探究。①提出合理猜想。猜想1固体X含有两种成分：NaHCO3和________；猜想2固体X含有三种成分：NaHCO3和________。微点聚焦一微点聚焦二微点聚焦三②下面是针对固体X中的成分猜想进行的实验探究。请填写下表中的空格(可不填满)。实验步骤预期现象和结论步骤1：取少量固体X样品，加入适量蒸馏水，使固体完全溶解，将溶液分装到两支试管中步骤2：________________________步骤3：________________________微点聚焦一微点聚焦二微点聚焦三限选试剂：酸性KMnO4溶液、BaCl2溶液、稀HNO3、蒸馏水、AgNO3溶液、澄清石灰水(3)上述装置C中，如果标准状况下的氯气2.24L与0.1mol碳酸钠正好完全反应，则湿润的氯气与碳酸钠反应的化学方程式为_________________。解析(1)实验室制备氯气一般用浓盐酸与MnO2反应，制得的氯气中含有HCl杂质，一般用饱和食盐水除去。(2)①反应物为Cl2、H2O、Na2CO3，而D中物质为含氯氧化物，其中Cl元素显正价，则C中含氯的盐中Cl元素必显负价，该盐为NaCl。固体X的成分可能为NaHCO3、NaCl或NaHCO3、NaCl、Na2CO3。微点聚焦一微点聚焦二微点聚焦三(2)由于可以确定固体X中含有NaHCO3，因此对固体X的成分的探究，实质是检验NaCl、Na2CO3的存在，即可以通过检验Cl-、CO2－3来探究固体X的组成，检验CO2－3选择BaCl2溶液，需要注意的是不能选择澄清石灰水，否则NaHCO3会有干扰，检验Cl-选择稀HNO3和AgNO3溶液。(3)设含氯氧化物的化学式为Cl2Ox，则该反应可表示为Cl2＋Na2CO3＋12H2O===NaHCO3＋NaCl＋12Cl2Ox，根据氧元素守恒，得x＝1，故该反应的化学方程式为2Cl2＋2Na2CO3＋H2O===2NaHCO3＋2NaCl＋Cl2O。微点聚焦一微点聚焦二微点聚焦三答案(1)浓盐酸饱和食盐水(2)①NaClNaCl、Na2CO3②(3)2Cl2＋2Na2CO3＋H2O===2NaHCO3＋2NaCl＋Cl2O实验步骤预期现象和结论步骤2：向一支试管中滴加足量BaCl2溶液若无明显现象，则固体X中不含Na2CO3；若溶液变浑浊，则固体X中含Na2CO3步骤3：向另一支试管中滴加足量稀硝酸，再加适量AgNO3溶液若溶液未变浑浊，则固体X中不含NaCl；若溶液变浑浊，则固体X中含NaCl微点聚焦一微点聚焦二微点聚焦三假设判断型方案设计解题模板微点聚焦一微点聚焦二微点聚焦三【示例2】某学习小组按如下实验流程探究海带中碘含量的测定和碘的制取。实验(一)碘含量的测定微点聚焦二“定量分析”型方案设计[典题示例]微点聚焦一微点聚焦二微点聚焦三取0.0100mol·L-1的AgNO3标准溶液装入滴定管，取100.00mL海带浸取原液至滴定池，用电势滴定法测定碘含量。测得的电动势(E)反映溶液中c(I-)的变化，部分数据如下表：V(AgNO3)/mL15.0019.0019.8019.98E/mV-225-200-150-100V(AgNO3)/mL20.0020.0221.0023.0025.00E/mV50.0175275300325微点聚焦一微点聚焦二微点聚焦三实验(二)碘的制取另制海带浸取原液，甲、乙两种实验方案如下：微点聚焦一微点聚焦二微点聚焦三已知：3I2＋6NaOH===5NaI＋NaIO3＋3H2O。请回答：(1)实验(一)中的仪器名称：仪器A_______，仪器B_______。(2)①根据表中数据绘制滴定曲线：微点聚焦一微点聚焦二微点聚焦三②该次测定终点时用去AgNO3溶液的体积为________mL，计算得海带中碘的百分含量为________%。(3)①分液漏斗使用前须检漏，检漏方法为____________。②步骤X中，萃取后分液漏斗内观察到的现象是_________。③下列有关步骤Y的说法，正确的是________。A．应控制NaOH溶液的浓度和体积B．将碘转化成离子进入水层C．主要是除去海带浸取原液中的有机杂质D．NaOH溶液可以由乙醇代替④实验(二)中操作Z的名称是________。(4)方案甲中采用蒸馏不合理，理由是____________。微点聚焦一微点聚焦二微点聚焦三【思维提示】实验数据统计与整理的一般方法(1)数据的表格化①根据实验原理确定应记录的项目：所测的物理量。②注意数据的有效数字及单位和必要的注解。③设计好的表格要便于数据的查找、比较，便于数据的计算和进一步处理，便于反映数据间的关系。项目实验编号项目1项目2项目3项目4……123微点聚焦一微点聚焦二微点聚焦三(2)数据的图像化图像化是用直线图或曲线图对化学实验结果进行处理的一种简明化形式，适用于一个量的变化引起另一个量的变化的情况。图像化的最大特点是直观、明了。本题表格及图像应用：①根据表格中的数据，先找出对应的点，然后连接成平滑的曲线即可(见答案)；微点聚焦一微点聚焦二微点聚焦三②根据表中数据，滴定终点时用去AgNO3溶液的体积约为20.00mL；由关系式：Ag＋～I-得，n(I-)＝n(Ag＋)＝0.02L×0.0100mol·L-1×500mL100.00mL＝1×10-3mol，故m(I-)＝1×10-3mol×127g·mol-1＝0.127g，海带中碘的百分含量为0.127g/20.00g＝0.635%。微点聚焦一微点聚焦二微点聚焦三答案(1)坩埚500mL容量瓶(2)①②20.000.635微点聚焦一微点聚焦二微点聚焦三(3)①检查漏斗颈旋塞处是否漏水时，先关闭分液漏斗的旋塞，加入适量的水，看是否漏水，若不漏，再将活塞旋转180度后观察是否漏水；检查漏斗口玻璃塞处是否漏水时，先关闭分液漏斗的旋塞，加入适量的水，把漏斗倒过来观察是否漏水，若不漏，将玻璃塞旋转180度后再倒置观察，若还是不漏水，则玻璃塞处不漏水②液体分上下两层，下层呈紫红色③AB④过滤(4)主要由于碘易升华，会导致碘的损失微点聚焦一微点聚焦二微点聚焦三【方法指导】固体物质组成的定量测定数据测定的常用方法1．沉淀法先将某种成分转化为沉淀，然后称量纯净、干燥的沉淀的质量，再进行相关计算。微点聚焦一微点聚焦二微点聚焦三2．测气体体积法对于产生气体的反应，可以通过测定气体体积的方法测定样品纯度。量气装置的设计：下列装置中，A是常规的量气装置，B、C、D是改进后的量气装置。微点聚焦一微点聚焦二微点聚焦三3．测气体质量法将生成的气体通入足量的吸收剂中，通过称量实验前后吸收剂的质量，求得所吸收气体的质量，然后进行相关计算。4．滴定法即利用滴定操作原理，通过酸碱中和滴定、沉淀滴定和氧化还原反应滴定等获得相应数据后再进行相关计算。微点聚焦一微点聚焦二微点聚焦三5．热重法只要物质受热时发生质量变化，都可以用热重法来研究物质的组成是在控制温度的条件下，测量物质的质量与温度关系的方法。通过分析热重曲线，我们可以知道样品及其可能产生的中间产物的组成、热稳定性、热分解情况及生成产物等与质量相联系的信息。微点聚焦一微点聚焦二微点聚焦三碳、硫的含量影响钢铁性能。碳、硫含量的一种测定方法是将钢样中碳、硫转化为气体，再用测碳、测硫装置进行测定。(1)采用装置A，在高温下将x克钢样中碳、硫转化为CO2、SO2。[体验感悟]①气体a的成分是________。②若钢样中硫以FeS的形式存在，A中反应：3FeS＋5O2=====高温1________＋3________。微点聚焦一微点聚焦二微点聚焦三(2)将气体a通入测硫装置中(如下图)，采用滴定法测定硫的含量。①H2O2氧化SO2的化学方程式：__________________。②用NaOH溶液滴定生成的H2SO4，消