2018高考二轮专题突破――实验方案的设计与评价

桃源一中高三化学组考试说明要求的实验能力1．用正确的化学实验基本操作，完成规定的“学生实验”的能力。2．观察记录实验现象，分析实验结果和处理实验数据，得出正确结论的能力。3．初步处理实验过程中的有关安全问题的能力。4．能识别和绘制典型的实验仪器装置图的能力。5．根据实验试题的要求，设计简单实验方案的能力。（包括：原理的设计，试剂、仪器的选择，装置的设计和优化等）ω(Na2CO3)=m(Na2CO3)m(样品)Ⅹ100%？如何设计实验收集数据从而得到m(Na2CO3)例：（2005年全国）工业上生产的纯碱中往往含有少量的杂质（NaCl），我们可以怎样设计实验来测定样品中纯碱的质量分数呢？原理:Ba2++CO32-=BaCO3↓或Ca2++CO32-=CaCO3↓原理：2H++CO32-=H2O+CO2↑思路2：从生成沉淀角度设计思路3：从滴定反应角度设计思路1：从生成气体的角度设计原理：2H2SO4+Na2CO3=Na2SO4+H2O+CO2↑方案一：将一定质量的试样溶于足量稀硫酸，通过测定CO2的质量来测定Na2CO3的质量分数。方案三：将一定质量的试样溶于水配成溶液，加入BaCl2溶液，通过测定碳酸盐沉淀的质量来测定Na2CO3的质量分数。方案四：将一定质量的试样溶于水配成溶液，用已知浓度的酸进行滴定，通过消耗酸的量来测定Na2CO3的质量分数。方案二：将一定质量的试样溶于足量稀硫酸，通过测定CO2的体积来测定Na2CO3的质量分数。原理：2H2SO4+Na2CO3=Na2SO4+H2O+CO2↑思考：①某同学设计了如下的实验装置，该同学的设计是否严谨？若不严谨可如何改进？a、被CO2带出来的水蒸气被碱石灰吸收b、外界空气中的CO2和水蒸气可能进入装置C、产生的CO2气体还有部分留在了装置中方案一：称CO2的质量稀硫酸浓硫酸碱石灰改进后的装置:②该实验中两次向装置中鼓入空气,两次的作用分别是：第一次：；第二次：；排除装置中原有的CO2气体将反应产生的CO2全部从装置中排除③让空气先通过NaOH溶液的目的是。除去空气中的CO2气体小结：实验设计的基本思维模式明确目的、要求分析实验原理试剂仪器/用品确定实验方案优化设计方案如何减少实验误差分析实验数据得出结论某同学想用下面的装置来测定工业纯碱中Na2CO3（含少量NaCl）的纯度①装置的连接顺序是。a-b-c-d原理：2H2SO4+Na2CO3=Na2SO4+H2O+CO2↑abcd①②③方案二：量CO2的体积甲②由于设计上的缺陷或操作上的失误都会对实验结果造成误差，其中能引起实验结果偏大的原因可能是。A、反应放热，没有恢复到室温就开始读数B、稀硫酸占据了烧瓶的部分体积C、部分水留在了导管中，没有进入量筒D、部分CO2气体溶在了水中AB③该同学通过积极思考在甲装置的基础上设计出了乙装置，请你分析乙装置有何优点？乙甲a、滴定管的精确度比量筒高，测量的结果更准确b、用导管将分液漏斗上下连通，可以避免稀硫酸占据烧瓶体积问题。一定量的样品溶液碳酸盐沉淀过滤、洗涤干燥加入足量某种试剂称量沉淀质量方案三：称沉淀法方案四：滴定法读取标准液的体积滴入指示剂(甲基橙)标准液(盐酸或硫酸)溶液一定量的样品溶液练1：现有一定量含有Na2Ｏ杂质的Na2O2试样。请从图中选用适当的实验装置，设计一个最简单的实验，测定Na2O2试样的纯度(可供选用的反应物只有CaCO3固体，6mol/L的盐酸和蒸馏水)。请填写下列空白：(1)写出在实验中Na2O2和Na2O分别发生反应的化学方程式：，。(2)应选用的装置是(只要求写出图中装置的标号)。2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑Na2O+H2O=2NaOH⑤①④小结：最佳方案的标准1、原理恰当2、效果明显3、装置简单4、仪器药品易得5、实验误差更少6、对环境污染少7、更安全可靠……练2．实验使用浓盐酸、MnO2共热制Cl2,并用Cl2和Ca(OH)2反应制少量漂白粉，现已知反应：2Cl2+2Ca(OH)2=Ca(ClO)2+CaCl2+2H2O+Q,温度稍高即发生副反应：6Cl2+6Ca(OH)2=Ca(ClO3)2+5CaCl2+6H2O现有三个同学分别设计的三套实验装置如下：消石灰冷水澄清石灰水NaOH溶液消石灰ABCDEFG甲乙丙a、不易控制反应速率；b、容易控制反应速率；c、有副反应发生；d、可防止副反应发生；e、污染环境；f、可防止污染环境。几个方面对上述甲、乙、丙三套装置的优缺点作出评析，并选择符合题目要求的选项填在空格内。优点缺点甲装置乙装置丙装置dfbaeacce消石灰冷水NaOH溶液(2)请从上述装置中，选取合理的组成部分，组装一套较完善的实验装置，装置各部分的连接顺序（按气流从左到右的方向）是。消石灰冷水澄清石灰水NaOH溶液消石灰ABCDEFGFBE讨论：根据下表的一些资料和数据（提示：溶度积常数越小，固体物质就越难溶）请你分析，加入CaCl2和BaCl2哪个更好，为什么？溶度积常数常压下的分解温度摩尔质量(g/mol)CaCO38.7×10-9800～900℃100BaCO32.58×10-91400~1450℃197