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2019-2020年高三化學(xué)《化學(xué)實驗方案的設(shè)計與評價》學(xué)案 新人教版 【xx考綱】 1．能夠根據(jù)實驗試題的要求，設(shè)計和評價或改進(jìn)實驗方案。 2．了解控制實驗條件的方法。 3．分析或處理實驗數(shù)據(jù)，得出合理結(jié)論。 4．繪制和識別典型的實驗儀器裝置圖。 一、化學(xué)實驗方案的設(shè)計 【例1】（xx全國卷改造）請設(shè)計CO2在高溫下與木炭反應(yīng)生成CO的實驗。 (1)在下面方框中，A表示有長頸漏斗和錐形瓶組成的氣體發(fā)生器，請在答題卡上的A后完成該反應(yīng)的實驗裝置示意圖(夾持裝置,連接膠管及尾氣處理不分不必畫出，需要加熱的儀器下方用△標(biāo)出)，按氣流方向在每件儀器下方標(biāo)出字母B、C……；其他可選用的儀器(數(shù)量不限)簡易表示如下： (2)根據(jù)方框中的裝置圖，在答題卡上填寫該表 儀器符號 儀器中所加物質(zhì) 作用 A 石灰石、稀鹽酸 石灰石與鹽酸生成CO2 (3)有人對氣體發(fā)生器作如下改進(jìn)：在錐形瓶中放入一小試管，將長頸漏斗下端插入小試管中。改進(jìn)后的優(yōu)點是 【規(guī)律總結(jié)】1．實驗設(shè)計的原則 ①科學(xué)性 ②安全性 ③可行性 ④簡約行 2．一般步驟 根據(jù)試題要求 提出實驗方案 確定實驗原理 選擇藥品 確定儀器 完善實驗方案 【變式訓(xùn)練】 1．下列有關(guān)實驗操作、現(xiàn)象和解釋或結(jié)論都正確的是 選項 實驗操作 現(xiàn)象 解釋或結(jié)論 A 過量的Fe粉中加入稀HNO3，充分反應(yīng)后，滴入KSCN溶液 溶液呈紅色 稀HNO3將Fe氧化為Fe3＋ B Agl沉淀中滴入稀KCl溶液 有白色沉淀出現(xiàn) AgCl比Agl更難溶 C Al箔插入稀HNO3中 無現(xiàn)象 Al箔表面被HNO3氧化，形成致密的氧化膜 D 用玻璃棒蘸取濃氨水點到紅色石蕊試紙上 試紙變藍(lán)色 濃氨水呈堿性 2．下列有關(guān)實驗原理或?qū)嶒灢僮髡_的是 A．用水濕潤的pH試紙測量某溶液的pH B．用量筒量取20 mL0.5000 molL－1 H2SO4溶液于燒杯中，加　　　　　　　水80mL，配制成0.1000 molL－1H2SO4溶液 C．實驗室用圖2所示裝置制取少量氨氣 D．實驗室用圖3所示裝置除去Cl2中的少量HCl ３．下列有關(guān)實驗原理或操作正確的是 A．選擇合適的試劑，用圖1所示裝置可分別制取少量 B．制備乙酸乙酯時，向乙醇中緩慢加入濃硫酸和冰醋酸 C．洗滌沉淀時（見圖2），向漏斗中加適量水，攪拌并濾干 D．用廣泛試紙測得0.10molLNH4Cl溶液的 ４．某鈉鹽溶液中可能含有等陰離子。某同學(xué)取5份此溶液樣品，分別進(jìn)行了如下實驗： ①用pH計測得溶液pH大于7　　　　　　　　　　?、诩尤臌}酸，產(chǎn)生有色刺激性氣體 ③加入硝酸酸化的AgNO3溶液產(chǎn)生白色沉淀，且放出有色刺激性氣體 ④加足量BaCl2溶液，產(chǎn)生白色沉淀，該沉淀溶于稀硝酸且放出氣體，將氣體通入品紅溶液，溶液不褪色。 ⑤加足量BaCl2溶液，產(chǎn)生白色沉淀，在濾液中加入酸化的（NH4）2Fe（SO4）溶液，再滴加KSCN溶液，顯紅色 該同學(xué)最終確定在上述六種離子中公含三種陰離子。 請分析，該同學(xué)只需要完成上述哪幾個實驗，即可得出此結(jié)論。 A. ①②④⑤ 　　　　B. ③④ 　　　　C. ③④⑤ 　　　D. ②③⑤ 二、實驗方案的評價 【例2】（xx北京高考）甲、乙兩同學(xué)為探究SO2與可溶性鋇的強酸鹽能否反應(yīng)生成白色BaSO3沉淀，用下圖所示裝置進(jìn)行實驗（夾持裝置和A中加熱裝置已略，氣密性已檢驗） 實驗操作和現(xiàn)象： 操作 現(xiàn)象 關(guān)閉彈簧夾，滴加一定量濃硫酸，加熱 A中有白霧生成，銅片表面產(chǎn)生氣泡 B中有氣泡冒出，產(chǎn)生大量白色沉淀 C中產(chǎn)生白色沉淀，液面上方略顯淺棕色并逐漸消失 打開彈簧夾，通入N2停止加熱，一段時間后關(guān)閉 從B、C中分別取少量白色沉淀，加稀鹽酸 均未發(fā)現(xiàn)白色沉淀溶解 (1)A中反應(yīng)的化學(xué)方程式是_________ ________。 (2)C中白色沉淀是__________________，該沉淀的生成表明SO2具有_______ ____性。 (3)C中液面上方生成淺棕色氣體的化學(xué)方程式是________ _____________。 (4)分析B中不溶于稀鹽酸的沉淀產(chǎn)生的原因，甲認(rèn)為是空氣參與反應(yīng)，乙認(rèn)為是白霧參與反應(yīng)。 為證實各自的觀點，在原實驗基礎(chǔ)上：甲在原有操作之前增加一步操作，該操作是_____________; 乙在A、B間增加洗氣瓶D，D中盛放的試劑是_____ ________。 進(jìn)行實驗，B中現(xiàn)象： 甲 大量白色沉淀 乙 少量白色沉淀 檢驗白色沉淀，發(fā)現(xiàn)均不溶于稀鹽酸。結(jié)合離子方程式解釋實驗現(xiàn)象異同的原因： _____ _____。 (5)合并（4）中兩同學(xué)的方案進(jìn)行試驗。B中無沉淀生成，而C中產(chǎn)生白色沉淀，由此得出的結(jié)論是 _______ ________。 【規(guī)律總結(jié)】 ①選擇 包括儀器的選擇、藥品的選擇、連接方式的選擇 ②評價 考慮原理是否合理、有無干擾現(xiàn)象、經(jīng)濟效益和對環(huán)境有無污染等 ③方案選擇幾個實驗方案都能達(dá)到目的，分析各方案的優(yōu)劣并選出期中最佳的一個 【變式訓(xùn)練】 1.（xx海南）硫酸亞鐵銨[（NH4）2SO4FeSO46H2O]為淺綠色晶體，實驗室中常以廢鐵屑為原料來制備，其步驟如下： 步驟1 將廢鐵屑放入碳酸鈉溶液中煮沸除油污，分離出液體，用水洗凈鐵屑。 步驟2 向處理過的鐵屑中加入過量的3molL-1H2SO4溶液，在60℃左右使其反應(yīng)到不再產(chǎn)生氣體，趁熱過濾，得FeSO4溶液。 步驟3 向所得FeSO4溶液中加入飽和（NH4）2SO4溶液，經(jīng)過“一系列操作”后得到硫酸亞鐵銨晶體。 請回答下列問題： 在步驟1的操作中，下列儀器中不必用到的有_____ _____（填儀器編號） ①鐵架臺 ②燃燒匙 ③錐形瓶 ④廣口瓶 ⑤研缽 ⑥ 玻璃棒 ⑦ 酒精燈 在步驟2中所加的硫酸必須過量，其原因是__ _____； 在步驟3中，“一系列操作”依次為___ ___、___ ____和過濾； 本實驗制得的硫酸亞鐵銨晶體常含有Fe3+雜質(zhì)。檢驗Fe3+常用的試劑是___ ___， 可以觀察到得現(xiàn)象是_____ ___。 【綜合訓(xùn)練】( xx江蘇高考改造)高氯酸銨（NH4ClO4）是復(fù)合火箭推進(jìn)劑的重要成分，實驗室可通過下列反應(yīng)制取 (1)若NH4Cl用氨氣和濃鹽酸代替，上述反應(yīng)不需要外界供熱就能進(jìn)行，其原因是 。 (2）反應(yīng)得到的混合溶液中NH4ClO4和NaCl的質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為0.30和0.l5（相關(guān)物質(zhì)的溶解度曲線見圖9）。從混合溶液中獲得較多NH4ClO4晶體的實驗操作依次為（填操作名稱） 、 、干燥。 (3）樣品中NH4ClO4的含量可用蒸餾法進(jìn)行測定，蒸餾裝置如圖10所示（加熱和儀器固定裝置已略去），實驗步驟如下： 步驟1：按圖10所示組裝儀器，檢查裝置氣密性。 步驟2：準(zhǔn)確稱取樣品a g（約0.5g）于蒸餾燒瓶中，加入約150mL水溶解。 步驟3：準(zhǔn)確量取40.00mL約0.1 molL－1H2SO4 溶解于錐形瓶中。 步驟4：經(jīng)滴液漏斗向蒸餾瓶中加入20mL3 molL－1NaOH 溶液。 步驟5：加熱蒸餾至蒸餾燒瓶中剩余約100mL溶液。 步驟6：用新煮沸過的水沖洗冷凝裝置2～3次，洗滌液并入錐形瓶中。 步驟7：向錐形瓶中加入酸堿指示劑，用c molL－1NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至終點，消耗NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液V1mL。 步驟8.將實驗步驟1～7重復(fù)2次 ①步驟3中，準(zhǔn)確量取40.00mlH2SO4 溶液的玻璃儀器是 。 ②步驟1～7中確保生成的氨被稀硫酸完全吸收的實驗 是 （填寫步驟號）。 ③為獲得樣品中NH4ClO4 的含量， 還需補充的實驗是 。