2020年高考化学一轮复习 第十章 第四节 化学实验方案的设计与评价学案课件 新人教版

第四节化学实验方案的设计与评价1.实验方案的设计(1)基本原则①科学性:实验的原理、操作顺序、操作方法等科学合理。②可行性:原理可行,选用的药品、仪器、设备及实验方法能够满足现行的条件的要求。③简约性:装置或方法简单,步骤少、节约药品,短时间能完成,符合绿色化学的要求。④安全性:避免使用有毒药品或危险性的实验操作,有毒气体的尾气处理。(2)基本思路(3)实验设计的步骤①明确实验目的、实验原理;②选择药品和仪器;③设计装置步骤,实施实验操作;④记录实验现象、实验数据;⑤分析得出结论。(4)实验方案设计的流程如设计实验证明:①草酸的酸性比碳酸的强:______________________________________________________②草酸为二元酸:___________________________________________________________________。向盛有少量NaHCO3溶液的试管中滴加草酸溶液,有气泡产生。用氢氧化钠标准溶液滴定草酸溶液,消耗氢氧化钠的物质的量是草酸的两倍2.化学实验方案的评价(1)化学实验评价的内容评价实验原理是否明确合理评价实验方案是否安全可靠评价药品、仪器是否方便易得评价实验现象和结论是否科学、明确(2)化学实验评价的5个方面①可行性方面a.分析实验方案是否科学可行;b.实验操作是否安全合理;c.实验步骤是否简单方便;d.实验效果是否明显。②绿色化学方面a.实验过程中是否造成环境污染;b.原料是否无毒、安全、易得;c.原料利用率及反应速率是否较高。③安全性方面a.净化、吸收气体,当熄灭酒精灯及左边有挥发性液体加热,气压不恒定时(如乙酸乙酯的制备)要防止__________;b.进行某些易燃易爆实验时要防爆炸(如H2还原CuO应先通H2,气体点燃前先_______________等);液体倒吸检验气体的纯度c.防氧化(如H2还原CuO后要“先_____再_____”,白磷切割宜在___中进行等);d.污染性的气体要进行尾气处理;有粉末状物质参加的反应,要注意防止导气管_____;e.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)。灭灯停氢水堵塞④从规范性方面a.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);b.易挥发液体产物(导出时可为蒸气)的及时冷却;c.仪器拆卸与组装顺序相反,按照从右向左,从高到低的顺序;d.其他(如实验操作顺序、试剂加入顺序、实验方法使用顺序等)。e.最佳方案的选择几个实验方案都能达到目的,选出一个最佳方案。所谓最佳,就是装置最简单,药品容易取得、价格低廉,现象明显,干扰小,无污染。⑤从评价的主要针对点来看,实验综合题可分为装置评价型和原理评价型两类。a.实验装置的评价对比各方案装置,从装置的合理性、操作的简便可行等方面进行全面分析,优选最佳装置。b.实验原理的评价紧扣实验目的,对各方案的原理综合考虑,从原理是否科学正确、是否节省原料、涉及的操作是否简便易行、是否误差较小等方面进行全面分析,设计或优选出最佳方案。如用以下三种途径来制取相等质量的硝酸铜:(1)铜跟浓硝酸反应;(2)铜跟稀硝酸反应;(3)铜先跟氧气反应生成氧化铜,氧化铜再跟硝酸反应。三种途径所消耗的铜的物质的量_____;所消耗的硝酸的物质的量是:__________________________最佳实验方案为____________。途径(1)途径(2)途径(3);途相等径(3)1.(RJ必修2·P40改编题)下列实验合理的是()A.用湿润的pH试纸测定CH3COONa溶液的pHB.用蒸馏的方法分离乙醇(沸点为78.3℃)和苯(沸点为80.1℃)的混合物C.用淀粉-KI试纸鉴别碘水和FeCl3溶液D.用Na2CO3溶液鉴别CaCl2溶液、NaCl溶液和稀硫酸【解析】选D。A项,用其他试纸时需要湿润,但是pH试纸是不需要湿润的,若湿润会稀释溶液,导致pH出现误差;B项,蒸馏只能分离沸点相差较大的物质,乙醇和苯沸点相近,不能用蒸馏的方法分离;C项,Fe3+和I-会发生氧化还原反应,生成I2,也会使淀粉变蓝,两种物质的现象一样,无法鉴别;D项,Na2CO3和CaCl2会反应生成沉淀,Na2CO3和NaCl不反应没有明显现象,Na2CO3和稀硫酸反应会产生气泡,可以鉴别。2.(RJ必修1·P10改编题)下列实验方法正确的是()A.除去NaCl溶液中的Cl2,可加入酒精后分液B.滴定管用蒸馏水洗净后,直接装入标准浓度的溶液滴定C.用排水法收集稀硝酸和Cu反应产生的NO气体D.用KSCN溶液和氯水鉴别FeCl3溶液中是否含有FeCl2【解析】选C。A项,酒精是乙醇的俗称,它与水互溶不分层,不能作氯气的萃取剂;B项,若不用标准浓度的溶液润洗滴定管,滴定管内壁残留的蒸馏水能稀释标准浓度的溶液,导致实验时消耗标准浓度溶液的体积增大,测定结果偏高;C项,铜与稀硝酸易反应,产生硝酸铜、一氧化氮气体和水,一氧化氮难溶于水,水还能除去NO中混有的硝酸蒸气;D项,虽然亚铁离子遇硫氰化钾溶液不变红,氯水能将亚铁离子氧化为铁离子,铁离子遇硫氰化钾溶液变红,但是已有的氯化铁溶液能干扰亚铁离子的检验。