高考化学实验方案的设计

化学实验总复习实验方案的设计和评价一、化学实验方案的内容（1）实验名称；（2）实验目的；（3）实验原理；（4）实验用品；（药品、仪器及规格）（5）实验步骤；（包括：仪器装配及操作）（6）实验现象记录及结果处理；（7）实验相关问题和讨论。二、化学实验设计的基本原则1.科学性原则2.安全性原则3.可行性原则4.简约性原则（即实验原理、操作程序和方法必须正确）（要满足中学现有的实验条件）（装置简单、步骤少、药品用量少、时间短等）（即保护人身、保护环境、保护仪器等）三、实验设计题的考查内容1234其中有定性的，也有定量的。存在的主要问题答题不够准确、表述能力差、缺乏化学用语、脱离实际、思维缺乏严密性与逻辑性，对实验题有恐惧感，失分率最高。四、解答实验设计题的策略实验原理是解答设计性实验题和评价实验方案的核心，是进行设计实验的依据和起点。实验原理一般可从题给的化学情景，并结合元素化合物、化学基本原理等有关知识获取。１．确定实验方案要根据化学原理2．解析设计要求，调控实验条件合理选择仪器，拟定实验步骤，得出正确结论。3．实验设计的注意事项（1）药品和装置是部分或刚好给出还是有多余（2）题目条件有无特殊要求。如采用最简单和最合理的实验步骤。（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。（4）药品（或某些仪器）的规格。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、NaOH溶液。（5）会画简单的实验装置图(6)设计实验时还要考虑以下因素：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③防氧化(如用浓硫酸和甲酸共热产生CO，再用CO还原Fe2O3，实验时应首先点燃CO发生装置的酒精灯，生成的CO赶走空气后，再点燃加热Fe2O3的酒精灯，而熄灭酒精灯的顺序则相反，原因是：在还原性气体中冷却Fe可防止灼热的Fe再被空气中的O2氧化，并防止石灰水倒吸④防吸水。如：制取在空气中易水解的物质（如Al2S3、AlCl3、Mg3N2等）及易受潮的物质时，往往在装置末端再接一个干燥装置，以防止空气中的水蒸气进入⑥冷凝回流⑦易挥发液体产物(导出时可为蒸气)的及时冷却⑤防暴沸粗氧化铜W1g①加过量盐酸过滤溶液Ⅰ沉淀ⅠW2g沉淀ⅡW3g②加入X溶液Ⅱ③加入Y过滤溶液Ⅲ⑤④氯化铜晶体CuCl2·2H2O无水氯化铜W4g实验过程中所用的物质X、Y及pH值控制可参照下列附表确定。回答下列问题：1.沉淀Ⅱ的成分是（写化学式）。2.物质X可选用表二中的，物质Y可选用表二中的。（填序号，且全部选出）3.过滤Ⅱ操作中所用仪器有铁架台（带铁圈）、烧杯、滤纸等，还需使用的仪器是（填仪器名称）。Fe(OH)3HEAD漏斗、玻棒【例1】某化学兴趣小组拟用粗氧化铜（含少量氧化亚铁及不溶于酸的杂质）制取无水氯化铜，并测定样品中氧化铜的质量分数（即质量百分含量），其实验步骤如下：4.⑤步操作中，所需装置如图所示：①按气流的方向从左到右的顺序，各装置的连接顺序（填接口字母）为接、接、接。②D中所发生反应的化学方程式为：。③C的作用是，gabcdf2NaCl+H2SO4(浓)2HCl+Na2SO4a、防空气中的水蒸气进入B，而得不到纯的无水CuCl2b、吸收HCl气体及分解产生的水蒸气。abcdefg【例1】某化学兴趣小组拟用粗氧化铜（含少量氧化亚铁及不溶于酸的杂质）制取无水氯化铜，并测定样品中氧化铜的质量分数（即质量百分含量），其实验步骤如下：粗氧化铜W1g①加过量盐酸过滤溶液Ⅰ沉淀ⅠW2g沉淀ⅡW3g②加入X溶液Ⅱ③加入Y过滤溶液Ⅲ⑤④氯化铜晶体CuCl2·2H2O无水氯化铜W4gABCD【例1】某化学兴趣小组拟用粗氧化铜（含少量氧化亚铁及不溶于酸的杂质）制取无水氯化铜，并测定样品中氧化铜的质量分数（即质量百分含量），其实验步骤如下：粗氧化铜W1g①加过量盐酸过滤溶液Ⅰ沉淀ⅠW2g沉淀ⅡW3g②加入X溶液Ⅱ③加入Y过滤溶液Ⅲ⑤④氯化铜晶体CuCl2·2H2O无水氯化铜W4g5、若第④步中有80%的氯化铜转入晶体，其余各步骤转化都是完全的，则样品中氧化铜的质量分数（质量百分含量）的计算式为：。【例2】已知氨气跟氧化铜反应可以制备氮气(2NH3＋3CuO＝3Cu＋3H2O＋N2)，纯氮气跟镁高温下反应可得到氮化镁，但氮化镁遇水即反应生成氢氧化镁和氨气。(1)下面是某化学课外小组的同学提出的实验室制备氨气的几种方案。(A)硫酸铵固体与消石灰共热(B)出热分解氯化铵固体(C)浓氨水逐滴加到新制的生石灰中(D)在一定条件下，氮气与氢气化合你认为其中较简单易行的方案有（填字母）其反应的化学方程式为。△AC（NH4)2SO4+Ca(OH)2＝CaSO4+2NH3↑+2H2O△NH3·H2O+CaO＝Ca(OH)2+NH3↑【方案一】①该方案能否制得纯净的氮化镁？简述理由。②装置C的作用是。(2)该小组同学设计的制备氮化镁的方案有以下两个。分别见实验方案的装置图（夹持及加热仪器没有画出）且在实验前系统内的空气均已排除。不能。因F装置后缺一干燥装置，部分Mg3N2与进入装置的空气中的水蒸气反应生成Mg(OH)2，导致产品不纯。作安全瓶，防止装置D中的水倒流入B中【方案二】已知：3Mg+6NH3＝3Mg(NH2)2+3H2高温①该方案中存在的问题有：。②如何才能解决上述问题？因与镁反应的N2中混有NH3，且NH3可与镁反应生成Mg(NH2)2，造成产品不纯。可将装置D换成一装有浓硫酸的洗气瓶，并在装置C与D间加一安全瓶。例、已知化合物甲和乙都不溶于水，甲可溶于质量分数大于或等于98％的硫酸，而乙不溶。现有一份甲和乙的混合物样品，通过实验进行分离，可得到固体甲。(实验中使用的过滤器是用于过滤强酸性液体的耐酸过滤器。)请填写表中空格，完成由上述混合物得到固体甲的实验设计。序号实验步骤简述实验操作(不必叙述如何组装实验装置)①溶解将混合物放入烧杯中，加入98％H2SO4，充分搅拌直到固体不再溶解。②③④⑤洗涤沉淀⑥检验沉淀是否洗净序号实验步骤简述实验操作(不必叙述如何组装实验装置)①溶解将混合物放入烧杯中，加入98％H2SO4，充分搅拌直到固体不再溶解。②③④⑤洗涤沉淀⑥检验沉淀是否洗净过滤安装好过滤装置，将①的悬浊液沿玻璃棒加入过滤器中过滤。析出沉淀在另一个烧杯中放入适量蒸馏水，将②的滤液沿玻璃棒慢慢加入该烧杯中，并不断搅拌，过滤重新安装过滤装置，将③的悬浊液沿玻璃棒加入过滤器中过滤。向④的过滤器中注入少量蒸馏水，使水面浸过沉淀物，等水滤出后，再次加水洗涤，连续几次。用小试管从⑤的漏斗下口取少量洗出液，滴入BaCl2溶液，若没有白色浑浊出现，则说明沉淀已洗净，有同学设计了一个实验测定Na2CO3固体的纯度？稀HClNa2CO3样品碱石灰思考：此装置图中有哪些缺陷，如何改进？在分液漏斗中用一种有机溶剂提取水溶液里的某物质时，静置分层后，如果不知道那一层是“水层”，试设计一种简便的判断方法。取一支小试管，打开分液漏斗活塞，慢慢放出少量液体，往其中加入少量水，若试管内液体不分层，说明分液漏斗中下层是“水层”，反之，则上层是水层。