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1、單擊此處編輯母版標題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級,第三級,第四級,第五級,*,實驗設(shè)計,考試說明要求的實驗能力,1,用正確的化學實驗基本操作，完成規(guī)定的“學生實驗”的能力。,2,觀察記錄實驗現(xiàn)象，分析實驗結(jié)果和處理實驗數(shù)據(jù)，得出正確結(jié)論的能力。,3,初步處理實驗過程中的有關(guān)安全問題的能力。,4能識別和繪制典型的實驗儀器裝置圖的能力,。,5根據(jù)實驗試題的要求，設(shè)計簡單實驗方案的能力。,（包括：,原理的設(shè)計，試劑、儀器的選擇，裝置的設(shè)計,和優(yōu)化等,）,實驗設(shè)計,一、化學實驗方案的內(nèi)容,（1）實驗名稱；,（2）實驗目的；,（3）實驗原理；,（4）實驗用品；（藥品、儀器及規(guī)格）,（5）實驗步

2、驟；（包括：儀器裝配及操作）,（6）實驗現(xiàn)象記錄及結(jié)果處理；,（7）實驗相關(guān)問題和討論。,二、化學實驗設(shè)計的基本原則,1.科學性原則,2.安全性原則,3.可行性原則,4.簡約性原則,（即實驗原理、操作程序和方法必須正確）,（要滿足中學現(xiàn)有的實驗條件）,（裝置簡單、步驟少、藥品用量少、時間短等）,（即保護人身、保護環(huán)境、保護儀器等）,三、實驗設(shè)計題的考查內(nèi)容,1實驗操作順序的設(shè)計,2確認某混合物組成的設(shè)計,3驗證化學原理的設(shè)計,4測定物質(zhì)純度的設(shè)計,其中有定性的，也有定量的。,存在的主要問題,答題不夠準確、表述能力差、缺乏化學用語、脫離實際、思維缺乏嚴密性與邏輯性，對實驗題有恐懼感，失分率最高。

3、,四、解答實驗設(shè)計題,的注意事項,（6）設(shè)計實驗時還要考慮以下因素：,（5）會畫簡單的實驗裝置圖,（2）藥品（或某些儀器）的規(guī)格。如有些藥品的準確描述為：硫酸銅粉末、澄清石灰水、酸性高錳酸鉀溶液、濃硫酸、飽和NaHCO,3,、NaOH溶液。,（4）實驗過程中的隱蔽性操作，如某些必要的干燥、除雜、冷凝等。,凈化、吸收氣體及熄滅酒精燈時要,防,液體,倒吸,；,（3）藥品和裝置是部分或剛好給出還是有多余,（1）題目條件有無特殊要求。如采用最簡單和最合理的實驗步驟。,進行某些易燃易爆實驗時要,防爆炸,(,Na,2,CO,3,)=,m,(Na,2,CO,3,),m,(樣品),100%,？,如何設(shè)計實驗收

4、集數(shù)據(jù)從而得到,m(Na,2,CO,3,),目的分析,例1,：,（2005年全國）,工業(yè)上生產(chǎn)的純堿中往往含有少量的雜質(zhì),（NaCl）,，我們可以怎樣設(shè)計實驗來測定樣品中純堿的質(zhì)量分數(shù)呢？,原理,:Ba,2+,+CO,3,2-,=BaCO,3,或Ca,2+,+CO,3,2-,=CaCO,3,原理：,2H,+,+CO,3,2-,=H,2,O+CO,2,思路2：,從生成沉淀角度設(shè)計,思路3：,從滴定反應(yīng)角度設(shè)計,思路1：,從生成氣體的角度設(shè)計,原理：,2H,2,SO,4,+Na,2,CO,3,=Na,2,SO,4,+H,2,O+CO,2,原理分析,方案一：將一定質(zhì)量的試樣溶于足量稀硫酸，通過測定生

5、成的CO,2,質(zhì)量來測定Na,2,CO,3,的質(zhì)量分數(shù)。,方案三：將一定質(zhì)量的試樣溶于水配成溶液，加入BaCl,2,溶液，通過測定碳酸鹽沉淀的質(zhì)量來測定Na,2,CO,3,的質(zhì)量分數(shù)。,方案四：將一定質(zhì)量的試樣溶于水配成溶液，用已知濃度的酸進行滴定，通過消耗酸的量來 測定Na,2,CO,3,的質(zhì)量分數(shù)。,確定方案,方案二：將一定質(zhì)量的試樣溶于足量稀硫酸，通過測定生成的CO,2,體積來測定Na,2,CO,3,的質(zhì)量分數(shù),。,原理：,2H,2,SO,4,+Na,2,CO,3,=Na,2,SO,4,+H,2,O+CO,2,思考,：,某同學設(shè)計了如下的實驗裝置，該同學的設(shè)計是否嚴謹？若不嚴謹可如何改進

6、？,a、被CO,2,帶出來的水蒸氣被堿石灰吸收,b、外界空氣中的CO,2,和水蒸氣可能進入裝置,C、產(chǎn)生的CO,2,氣體還有部分留在了裝置中,方案一：稱CO,2,的質(zhì)量,稀硫酸,濃硫酸,堿石灰,a、被CO,2,帶出來的水蒸氣被堿石灰吸收,b、外界空氣中的CO,2,和水蒸氣可能進入裝置,改進后的裝置:,該實驗中兩次向裝置中鼓入空氣,兩次的作用分別是：,第一次：,；,第二次：,；,排除裝置中原有的CO,2,氣體,將反應(yīng)產(chǎn)生的CO,2,全部從裝置中排除,讓空氣先通過氫氧化鈉溶液的目的,：,。,除去空氣中的CO,2,氣體,C、產(chǎn)生的CO,2,氣體還有部分留在了裝置中,小結(jié)：,實驗設(shè)計的基本思維模式,明

7、確目的、要求,分析實驗原理,試劑,儀器/用品,確定實驗方案,優(yōu)化設(shè)計方案,如何減少實驗誤差,分析實驗數(shù)據(jù) 得出結(jié)論,某同學想用下面的裝置來測定工業(yè)純堿中Na,2,CO,3,（,含少量NaCl,）的純度,裝置的連接順序是,。,a-b-c-d,原理：,2H,2,SO,4,+Na,2,CO,3,=Na,2,SO,4,+H,2,O+CO,2,方案二：量CO,2,的體積,一定量的樣品溶液,碳酸鹽沉淀,過濾、,洗滌,干燥,加入足量,某種試劑,稱量沉淀質(zhì)量,方案三：稱沉淀法,方案四：滴定法,讀取標準液的體積,滴入指示劑(,甲基橙,),標準液,(鹽酸或硫酸),溶液,一定量的樣品溶液,小結(jié)：,最佳方案的標準,1

8、、原理恰當 2、效果明顯,3、裝置簡單 4、儀器藥品易得,5、實驗誤差更少 6、對環(huán)境污染少,7、更安全可靠,例2某化學興趣小組欲測量鈉的相對原子質(zhì)量現(xiàn)有下列實驗用品:鐵架臺(帶鐵夾)、800mL燒杯、100mL量筒、短頸玻璃漏斗、玻璃棒、托盤天平、銅網(wǎng)、金屬鈉、其他實驗藥品自選,（1）請畫出裝置圖（鐵架臺和鐵夾的安裝可省略）,（2）補充下列實驗步驟，直到反應(yīng)開始進行,_,_,_,_,（3）金屬鈉用銅網(wǎng)包裹的目的是：,？,沒有導氣管如何收集氣體；,往燒杯中注煤油，直到油面沒過漏斗頸(沒答油面沒過漏斗頸不得分),在100mL量筒中裝滿煤油，倒置在盛煤油的燒杯中(量筒中不應(yīng)留有氣泡),將稱量后的,

9、金屬鈉,用銅網(wǎng)小心包裹好，放在800mL燒杯底部，把短頸漏斗扣在樣品上面,使樣品在反應(yīng)時能在燒杯底適當?shù)奈恢?或答避免反應(yīng)時樣品漂浮),將玻璃棒插入燒杯并接近燒杯底部，通過它慢慢加入水，至有氣體產(chǎn)生,2Na+2H,2,O=2NaOH+H,2,本題原理是利用排液法收集一定質(zhì)量的鈉產(chǎn)生的氫氣的體積，列出比例式求出r(Na),？,如何避免鈉與水反應(yīng)速率太快產(chǎn)生的氫氣來不及收集而跑掉,思路啟迪：,練習,：,Ca,3,(PO,4,),2,、CaHPO,4,均為難溶于水的白色固體，某同學向Na,2,HPO,4,溶液中滴加CaCl,2,溶液至恰好反應(yīng)，生成白色沉淀。設(shè)計一個實驗方案，來證明所生成的白色沉淀是

10、Ca,3,(PO,4,),2,還是,CaHPO,4,？（已知HPO,4,2-,水解程度大于電離程度）,實驗原理：,實驗儀器及試劑：,燒杯、試管、滴管、石蕊試液、酚酞、PH試紙,實驗步驟及現(xiàn)象、結(jié)論,（,可以不填滿,）,1、_,2、_,3、_,4、_,5、_,若生成物的混合物顯強酸性，則生成的沉淀為Ca,3,(PO,4,),2,2Na,2,HPO,4,+3CaCl,2,=Ca,3,(PO,4,),2,+4NaCl+2HCl,若生成物的混合物不顯酸性，則生成的沉淀為CaHPO,4,Na,2,HPO,4,+CaCl,2,=CaHPO,4,+2NaCl,取少量的CaCl,2,溶液于試管中滴入幾滴Na,

11、2,HPO,4,溶液,充分反應(yīng)。,取一小段pH試紙放在干燥潔凈的表面皿上。,用潔凈干燥的玻璃棒蘸取溶液滴到pH試紙上，與標準比色卡對照。,若溶液pH小于7,則生成的 白色沉淀為Ca,3,(PO,4,),2,若溶液pH不小于7,則生成的 白色沉淀為CaHPO,4,。,謝謝各位,練：在分液漏斗中用一種有機溶劑提取水溶液里的某物質(zhì)時，靜置分層后，如果不知道那一層是“水層”，試設(shè)計一種簡便的判斷方法。,取一支小試管，打開分液漏斗活塞，慢慢放出少量液體，往其中加入少量水，若試管內(nèi)液體不分層，說明分液漏斗中下層是“水層”，反之，則上層是水層。,課后練習,練：,現(xiàn)有一定量含有Na,2,雜質(zhì)的Na,2,O,2

12、,試樣。請從圖中選用適當?shù)膶嶒炑b置，設(shè)計一個,最簡單,的實驗，測定Na,2,O,2,試樣的純度(可供選用的反應(yīng)物只有CaCO,3,固體，6mol/L的鹽酸和蒸餾水)。請?zhí)顚懴铝锌瞻祝?(1)寫出在實驗中Na,2,O,2,和Na,2,O分別發(fā)生反應(yīng)的化學方程式：,，,。,(2)應(yīng)選用的裝置是(只要求寫出圖中裝置的標號),。,2Na,2,O,2,+2H,2,O=4NaOH+O,2,Na,2,O+H,2,O=2NaOH,練3,：實驗室用稀硝酸與u反應(yīng)來制備氣體，如果采用圖（）裝置，由于燒瓶內(nèi)的空氣不易排除，生成的NO很快被氧化成紅棕色的NO,2,不易觀察到有無色的NO生成。即使可用排水法收集到無色的

13、NO，也無說服力，學生會認為NO是由O,2,與,反應(yīng)生成的。有人設(shè)計了（）裝置，用來做該實驗可以達到滿意的效果。,（）將有關(guān)操作補充完全：,將活塞打開，從形管的長管口注入稀硝酸，一直注到,為止。,關(guān)閉活塞，用酒精燈在,加熱，當,時，立即撤去酒精燈。,（）回答下列問題：,寫出銅與稀硝酸反應(yīng)的離子方程式,；,反應(yīng)在什么情況下可以自動停止？可以在何處觀察到,無色的NO氣體？,如果再將活塞慢慢打開，可立即觀察到哪些明顯現(xiàn)象？,如果需再獲得NO與已生成的NO,2,形成鮮明對照的實驗效果，應(yīng),（填操作）。,液面接觸分液漏斗活塞下沿,U型管的短管一側(cè),銅絲圈有氣泡產(chǎn)生,3Cu+8H,+,+2NO,3,=3C

14、u,2+,+2NO+4H,2,O,銅絲圈與稀HNO,3,脫離后立即停止；U型管短管內(nèi)（銅絲圈周圍）可以觀察到無色的NO氣體。,關(guān)閉分液漏斗活塞并適當加熱。,U型管的長管中的稀HNO,3,又回落到短管內(nèi)，分液漏斗中有紅棕色出現(xiàn)。,練習2、,已知化合物甲和乙都不溶于水，甲可溶于質(zhì)量分數(shù)大于或等于,98,的硫酸，而乙不溶?，F(xiàn)有一份甲和乙的混合物樣品，通過實驗進行分離，可得到固體甲。,(,實驗中使用的過濾器是用于過濾強酸性液體的耐酸過濾器。,),請?zhí)顚懕碇锌崭?，完成由上述混合物得到固體甲的實驗設(shè)計。,序號,實驗步驟,簡述實驗操作,(,不必敘述如何組裝實驗裝置,),溶解,將混合物放入燒杯中，加入,98,

15、H,2,SO,4,，充分攪拌直到固體不再溶解。,洗滌沉淀,檢驗沉淀,是否洗凈,序號,實驗步驟,簡述實驗操作,(,不必敘述如何組裝實驗裝置,),溶解,將混合物放入燒杯中，加入,98,H,2,SO,4,，充分攪拌直到固體不再溶解。,洗滌沉淀,檢驗沉淀,是否洗凈,過濾,安裝好過濾裝置，將,的懸濁液沿玻璃棒加入過濾器中過濾。,析出沉淀,在另一個燒杯中放入適量蒸餾水，將的濾液沿玻璃棒慢慢加入該燒杯中，并不斷攪拌，,過濾,重新安裝過濾裝置，將的懸濁液沿玻璃棒加入過濾器中過濾。,向的過濾器中注入少量蒸餾水，使水面浸過沉淀物，等水濾出后，再次加水洗滌，連續(xù)幾次。,用小試管從的漏斗下口取少量洗出液，滴入,BaC

16、l,2,溶液,，若沒有白色渾濁出現(xiàn)，則說明沉淀已洗凈，,練3,實驗使用濃鹽酸、MnO,2,共熱制Cl,2,并用Cl,2,和Ca(OH),2,反應(yīng)制少量漂白粉，現(xiàn)已知反應(yīng)：,2Cl,2,+2Ca(OH),2,=Ca(ClO),2,+CaCl,2,+2H,2,O,溫度稍高即發(fā)生副反應(yīng)：,6Cl,2,+6Ca(OH),2,=Ca(ClO,3,),2,+5CaCl,2,+6H,2,O,現(xiàn)有三個同學分別設(shè)計的三套實驗裝置如下：,消石灰,冷水,澄清石灰水,NaOH溶液,消石灰,A B C D E F G,甲 乙 丙,從幾個方面對上述甲、乙、丙三套裝置的優(yōu)缺點作,出評析，并選擇符合題目要求的選項填在空格內(nèi)。,a、不易控制反應(yīng)速率；b、容易控制反應(yīng)速率,c、有副反應(yīng)發(fā)生；d、可防止副反應(yīng)發(fā)生；,e、污染環(huán)境；f、可防止污染環(huán)境。,優(yōu) 點,缺 點,甲裝置,乙裝置,丙裝置,d,f,b,ae,ac,ce,消石灰,冷水,NaOH溶液,(2)請從上述裝置中，選取合,理的組成部分，組裝一套較,完善的實驗裝置，裝置各部,分的連接順序（按氣流從左,到右的方向）,。,消石灰,冷水,澄清石灰水,NaOH溶液,消石灰,A