化学实验的设计与评价.pptx
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1、备考提示 实实验验设设计计及及评评价价和和评评价价后后的的再再设设计计,这这是是高高考考中中考考查查学学生生化化学学能能力力的的一一种种较较难难的的考考查查形形式式。通通常常考考查查的的实实验验设设计计及及评评价价都都可可以以从从教教材材安安排排的的演演示示实实验验中中找找到到它它们们的的影影子子,即即来来源源于于教教材材又又高高于于教教材材。要要求求熟熟练练操操作作教教材材中中的的各各实实验验,包包括括科科学学探探究究实实验验和和其其他他课课外外实实验验,还还要要求对这些实验进行评价和改进。求对这些实验进行评价和改进。专题备忘 1.实实验验方方案案的的设设计计往往往往有有许许多多途途径径。为
2、为了了适适应应中中学学生生的的知知识识能能力力水水平平,中中学学课课本本中中的的某某些些实实验验可可能能不不是是最最优优的的方方案案。所所以以在在实实验验复复习习中中要要根根据据实实验验原原理理来来设设计计实实验验步步骤骤和和装装置置,掌掌握握一一些些装装置置和和仪仪器器药药品品的的替替代代方方法法,力力求求使使设设计计的的实实验验仪仪器器简简单单、操操作作便便捷捷、节节省省试试剂剂、现现象象明明显显、安安全全防防污污等等,培培养养和和增增强强实实验验设设计计能能力力和和创创造造性思维能力。性思维能力。课本实验的改进课本实验的改进 例例1 下下图图甲甲是是课课本本中中验验证证铜铜和和浓浓硝硝酸
3、酸反反应应的的装装置置,乙、丙是师生对演示实验改进后的装置:乙、丙是师生对演示实验改进后的装置:(1)甲甲、乙乙、丙丙三三个个装装置置中中共共同同发发生生的的离离子子反反应应方方程程式式是是_。(2)和甲装置相比,乙装置的优点是)和甲装置相比,乙装置的优点是_。(3)为为了了进进一一步步验验证证NO2和和水水的的反反应应,某某学学生生设设计计了了丙丙装装置置。先先关关闭闭弹弹簧簧夹夹_,再再打打开开弹弹簧簧夹夹_,才才能能使使NO2气气体充满体充满试管。试管。(4)当当气气体体充充满满试试管管后后,将将铜铜丝丝提提起起与与溶溶液液脱脱离离,欲欲使使烧烧杯杯中中的水进入的水进入试管应如何操作试管
4、应如何操作_。(5)当当试试管管中中的的NO2和和水水充充分分反反应应,所所得得溶溶液液物物质质的的量量浓浓度度的的最最大大值值是是_(不不考考虑虑NONO2 2与与N N2 2OO4 4的的转转化化且且该该实实验验条条件件下下气气体摩尔体积设为体摩尔体积设为V Vmm L/mol L/mol)。)。实验方案的评价及其再设计实验方案的评价及其再设计 例例2 2 氢氢氧氧化化铜铜是是一一种种常常用用试试剂剂。例例如如,可可利利用用新新制制氢氢氧氧化化铜铜验验证证醛类物质的还原性。醛类物质的还原性。.实实验验室室制制取取氢氢氧氧化化铜铜悬悬浊浊液液的的操操作作方方法法:在在试试管管里里加加入入10
5、%10%的的氢氢氧氧化化钠钠溶溶液液2 2 mLmL,滴滴入入2%2%的的硫硫酸酸铜铜溶溶液液4646滴滴,振振荡荡即即成成。这这样操作的目的是:样操作的目的是:_。.下下面面是是三三个个研研究究性性学学习习小小组组分分别别从从不不同同层层面面开开展展的的研研究究性性学学习活动:习活动:(1 1)研研究究性性学学习习小小组组甲甲:对对教教材材实实验验结结论论“乙乙醛醛与与新新制制氢氢氧氧化化铜铜反反应应生生成成的的红红色色沉沉淀淀是是C Cu u2 2O O”提提出出质质疑疑,他他们们认认为为红红色色沉沉淀淀不不一一定是氧化亚铜。为了确定红色沉淀的成分,开展了如下研究:定是氧化亚铜。为了确定红
6、色沉淀的成分,开展了如下研究:提出猜想:提出猜想:_;查阅资料:查阅资料:氧化亚铜属于碱性氧化物;氧化亚铜属于碱性氧化物;+1+1价的铜离子在酸性价的铜离子在酸性条件下易发生自身氧化还原反应:条件下易发生自身氧化还原反应:在空气中灼烧氧化亚铜生成在空气中灼烧氧化亚铜生成氧化铜。氧化铜。设计方案:设计方案:方案方案1 1 取该红色沉淀溶于足量的稀硝酸中取该红色沉淀溶于足量的稀硝酸中,观察溶液颜色变化观察溶液颜色变化方案方案2 2 取该红色沉淀溶于足量的稀硫酸中,观察是否有残渣取该红色沉淀溶于足量的稀硫酸中,观察是否有残渣 方案方案3 3 称取红色沉淀称取红色沉淀a a g g,在空气中充分灼烧至
7、完全变黑,并在,在空气中充分灼烧至完全变黑,并在干燥器里冷却,再称重,反复多次至固体恒重,称得质量为干燥器里冷却,再称重,反复多次至固体恒重,称得质量为b b g,g,比较比较a,b关系关系方案方案4 取红色固体沉淀装入试管里,加入酸化的硝酸银溶液,观取红色固体沉淀装入试管里,加入酸化的硝酸银溶液,观察是否有银白色银析出。察是否有银白色银析出。你认为合理的方案是你认为合理的方案是_;(2 2)研研究究性性学学习习小小组组乙乙针针对对小小组组甲甲的的质质疑疑,设设计计新新的的探探究究方方案案,装装置置如如下下图图所所示示。你你认认为为要要测测定定上上述述红红色色沉沉淀淀成成分分必必须须测测定定下
8、列哪些物理量(只填序号):下列哪些物理量(只填序号):_;通通入入氢氢气气体体积积;反反应应前前,红红色色沉沉淀淀+硬硬质质玻玻璃璃管管的的总总质质量量;完完全全反反应应后后红红色色固固体体+硬硬质质玻玻璃璃管管的的总总质质量量;实实验验前前,干干燥燥管管质质量量;硬硬质质玻玻璃璃管管质质量量;锌锌粒粒质质量量;稀稀硫硫酸酸中中含含溶溶质质的的量量;实验后,干燥管质量实验后,干燥管质量 (3)研研究究性性学学习习小小组组丙丙上上网网查查阅阅新新闻闻得得知知,“2005年年诺诺贝贝尔尔化化学学奖奖授授予予了了三三位位研研究究绿绿色色化化学学的的科科学学家家”。绿绿色色化化学学强强调调对对环环境境
9、友友好好,实实现现零零排排放放。“变变废废为为宝宝”符符合合绿绿色色化化学学要要求求。他他们们收收集集上上述述红红色色沉沉淀淀制制备备化化学学试试剂剂蓝蓝矾矾。请请你你帮帮助助他他们们设设计计一一个个简简单单且且符符合合绿绿色色化化学学要要求求的的实实验验方方案案:_。2.解综合设计实验题目应注意的几个问题解综合设计实验题目应注意的几个问题(1)实验操作的顺序:)实验操作的顺序:连连接接仪仪器器:按按发发生生除除杂杂干干燥燥主主体体实实验验尾尾气气处处理理的的顺顺序序连连接接仪仪器器,并并注注意意,“自自下下而而上上、自自左左而而右右的的顺序顺序”;检验气密性检验气密性;装药品进行实验操作装药
10、品进行实验操作。(2)可燃性气体点燃之前应检验气体纯度。)可燃性气体点燃之前应检验气体纯度。(3)加热和拆卸装置的安全性。)加热和拆卸装置的安全性。先通原料气排尽空气,再点燃酒精灯,以防爆炸先通原料气排尽空气,再点燃酒精灯,以防爆炸或发生副反应,即或发生副反应,即“先通后点先通后点”;反应结束后,继;反应结束后,继续入原料气至装置冷却,再熄灭气体发生的酒精灯,续入原料气至装置冷却,再熄灭气体发生的酒精灯,即即“先冷后停先冷后停”。(4)防止倒吸问题)防止倒吸问题,某些气体溶于液体涉及要防某些气体溶于液体涉及要防倒吸的问题。倒吸的问题。用倒扣的漏斗吸收气体;用倒扣的漏斗吸收气体;导管导管中连接球
11、形干燥管或其他容积较大的容器;中连接球形干燥管或其他容积较大的容器;导导管口不插入液面下;管口不插入液面下;装置中安放安全瓶。装置中安放安全瓶。典例精析典例精析例例1.某某校校研研究究性性实实验验小小组组同同学学设设计计了了如如图图所所示实验装置进行实验示实验装置进行实验(夹持装置已略去夹持装置已略去)。(1)该小组同学用该装置进行铝与氢氧化钠溶该小组同学用该装置进行铝与氢氧化钠溶液反应制取气体及其燃烧性质探究实验。液反应制取气体及其燃烧性质探究实验。反应开始前,往量气管反应开始前,往量气管C中加入一定体积的液体为中加入一定体积的液体为(写出化学式写出化学式)_。实验开始时往烧瓶中加液体操作是
12、实验开始时往烧瓶中加液体操作是_。气体点燃前,需要验纯。简述验纯的操作方法:气体点燃前,需要验纯。简述验纯的操作方法:_。在导管口在导管口d处点燃气体,观察到的现象是处点燃气体,观察到的现象是_。H2O 打开旋塞打开旋塞b及分液漏斗上口及分液漏斗上口塞子,再打开分液漏斗旋塞塞子,再打开分液漏斗旋塞a 用排水法收用排水法收集一小试管气体,拇指堵住试管口,靠近火焰点燃,若只听到集一小试管气体,拇指堵住试管口,靠近火焰点燃,若只听到轻微的响声,证明气体比较纯净轻微的响声,证明气体比较纯净有淡蓝色火焰有淡蓝色火焰(2)该装置还可用于制取并收集少量其他气该装置还可用于制取并收集少量其他气体。请帮助该小组
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