【优化方案】2014届高考化学一轮复习（鲁科版夯实基础+考点串讲+方法提升+真题集训）课件：第10章第3节 实验方案的设计与评价及定量实验数据的分析与处理（共125张）培训课件

第3节实验方案的设计与评价及定量实验数据的分析与处理,考纲展示 1了解化学实验是科学探究过程中的一种重要方法。 2能根据实验试题要求，做到：(1)设计、评价或改进实验方案；(2)控制实验条件的方法；(3)分析或处理实验数据，得出合理结论；(4)绘制和识别典型的实验仪器装置图。 3有关实验的知识与技能的综合应用。,本节目录,考点串讲深度剖析,真题集训把脉高考,知能演练高分跨栏,教材回顾夯实双基,学科规律方法提升,构建双基,体验高考 (2012高考安徽卷)仅用下表提供的玻璃仪器(非玻璃仪器任选)就能实现相应实验目的的是(),【解析】根据物质的物理性质、化学性质分离提纯物质,应注意分离和提纯的不同,知道化学实验基本操作中仪器的选用。A项乙醇和乙酸乙酯都是有机溶剂，可相互溶解，靠分液漏斗和烧杯不能分离，应加入饱和碳酸钠溶液振荡后静置分液，然后再蒸馏出乙醇;B项缺少量取酸的仪器量筒；C项利用溴置换出碘,通过碘遇淀粉变蓝色的特性检验出生成的碘,可证明溴的氧化性强于碘;D项实验室中制氨气是利用NH4Cl固体和Ca(OH)2固体在大试管中加热，此项缺少大试管。 【答案】C,考点1综合实验方案的设计与评价 1化学实验方案设计的总体思路 明确实验目的弄清实验原理根据要求正确选择仪器和药品设计实验装置和实验步骤。 2方案设计的思想、规律和方法 (1)思考问题的顺序 围绕主要问题思考。例如：选择适当的实验路线、方法；所用药品、仪器简单易得；实验过程快速、安全；实验现象明显。 思考有关物质的制备、净化、吸收和存放等有关问题。例如: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，以防止空气中水蒸气进入。,思考实验的种类及如何合理地组装仪器，并将实验与课本实验比较、联系。例如涉及气体的制取和处理，对这类实验的操作程序及装置的连接顺序大体可概括为：发生除杂质干燥主体实验尾气处理。 (2)仪器连接的顺序 所用仪器是否恰当，所给仪器是全用还是选用。 仪器是否齐全。例如制有毒气体及涉及有毒气体的实验应有尾气的吸收装置。 安装顺序是否合理。例如:是否遵循“自下而上,从左到右”;气体净化装置中不应先经干燥，后又经过水溶液洗气.,仪器间连接顺序是否正确。例如：洗气时“进气管长、出气管短”；干燥管除杂质时“大进小出”等。 (3)实验操作的顺序 连接仪器。按气体发生除杂质干燥主体实验尾气处理顺序连接好实验仪器。 检查气密性。在整套仪器连接完毕后，应先检查装置的气密性，然后装入药品。检查气密性的方法要依装置而定。 装药品进行实验操作。,3实验方案的评价 对几个实验方案的正确与错误、严密与不严密、准确与不准确做出判断。要考虑是否完全合理、有无干扰现象、经济上是否合算和对环境有无污染等。 (1)从可行性方面对实验方案做出评价 科学性和可行性是设计实验方案的两条重要原则，任何实验方案都必须科学可行。因此，在对实验方案进行评价时，要分析实验方案是否科学可行，实验方案是否遵循化学理论和实验方法论要求,在实际操作时能否做到可控易行。评价时，从以下4个方面分析：,实验原理是否正确、可行； 实验操作是否安全、合理； 实验步骤是否简单、方便； 实验效果是否明显等。 (2)从“绿色化学”视角对实验方案做出评价 “绿色化学”要求设计更安全的、对环境友好的合成线路，降低化学工业生产过程中对人类健康和环境的危害，减少废弃物的产生和排放。根据“绿色化学”精神，对化学实验过程或方案从以下4个方面进行综合评价：,反应原料是否易得、安全、无毒； 反应速率是否较快； 原料利用率以及合成物质的产率是否较高； 合成过程是否造成环境污染。 (3)从“安全性”方面对实验方案做出评价 化学实验从安全角度常考虑的主要因素如下： 净化、吸收气体及熄灭酒精灯时要防液体倒吸； 进行某些易燃易爆实验时要防爆炸。如H2还原CuO应先通H2，气体点燃先验纯等；,防氧化。如H2还原CuO后要“先灭灯再停氢”，白磷切割宜在水中等； 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； 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； 易挥发液体产物(导出时可为蒸气)的及时冷却； 仪器拆卸的科学性与安全性。从防污染、防氧化、防倒吸、防爆炸、防泄漏等角度考虑； 其他.如实验操作顺序、试剂加入顺序、实验方法使用顺序等.,即时应用 1水蒸气通过灼热的焦炭后,流出气体的主要成分是CO和H2,还有CO2和水蒸气等。请用下图中提供的仪器，选择必要的试剂，设计一个实验，证明上述混合气体中有CO和H2。(加热装置和导管等在图中略去),回答下列问题： (1)盛浓H2SO4的装置用途是_， 盛NaOH溶液的装置用途是_。 (2)仪器B中需加入试剂的名称(或化学式)是_，所发生反应的化学方程式是_。 (3)仪器C中需加入试剂的名称是_，其目的是_。,(4)按气流方向连接各仪器，用字母表示接口的连接顺序：gab_。 (5)能证明混合气体中含有CO的实验依据是_。 (6)能证明混合气体中含有H2的实验依据是_。,解析：本题关键是应明确实验目的(证明混合气体中有CO和H2)，要想达到目的，只能利用它们的还原性将之转化为CO2和H2O来检验，同时又要防止原混合气体中CO2和水蒸气的干扰,所以,用CO、H2还原CuO之前，必须先除去CO2和水蒸气。,2“卤块”的主要成分为MgCl2(含Fe2、Fe3、Mn2等杂质离子),若以它为原料,按如下工艺流程图,即可制得“轻质氧化镁”。如果要求产品尽量不含杂质离子，而且成本较低，流程中所用试剂或pH控制可参考下列附表确定。,表1化学试剂价格表,表2生成氢氧化物沉淀的pH,注：Fe2氢氧化物呈絮状，不易从溶液中除去，所以常将它氧化成为Fe3，生成Fe(OH)3沉淀而去除之。 请填写以下空白： (1)在步骤加入试剂X，最佳选择应是_，其作用是_。 (2)在步骤加入的试剂Y应是_，之所以要控制pH9.8，其目的是_. (3)在步骤时发生的化学反应方程式是_.,解析:从表1可以看出,加入烧碱控制pH9.8时即可除去Fe2、Fe3、Mn2,此时Mg2也会因生成部分Mg(OH)2而进入沉淀中,但因卤块价格低,损失不大,这样做可以保证产品的纯度。为将Fe2氧化成Fe3，可采用漂白液或H2O2，从价格上看，前者比后者便宜得多，故应选漂白液。 氯化镁制成氧化镁有两条路线： 烧碱路线： 纯碱路线： 烧碱路线不可取，因为烧碱比纯碱的价格高，生成的中间产物Mg(OH)2是胶状沉淀，会造成过滤困难。,纯碱价格低，生成的中间产物MgCO3呈粗颗粒状，易过滤，它在水中经一定时间加热后会有一部分水解，生成CO2。CO2的产生可使沉淀变得疏松，灼烧沉淀后可得到轻质MgO。 答案：(1)漂白液将Fe2氧化成Fe3 (2)NaOH将除Mg2以外的各种杂质金属离子都生成相应的氢氧化物沉淀,以便过滤除去(3)MgCO3H2O Mg(OH)2CO2,考点2实验数据的处理与分析 1实验数据筛选与处理 实验所得的数据,可分为有用、有效数据，正确、合理数据，错误、无效数据及无用、多余数据等。能从大量的实验数据中找出有用、有效、正确、合理的数据是实验数据分析处理题的一个重要能力考查点,也是近年来命题变化的一个重要方向。对实验数据筛选的一般方法和思路为“五看”:一看数据是否符合测量仪器的精度特点,如用托盘天平测得的质量的精度为0.1 g,若精度值超过了这个范围,说明所得数据是无效的；,二看数据是否在误差允许范围内，若所得的数据明显超出误差允许范围，要舍去；三看反应是否完全，是否是过量反应物作用下所得的数据，只有完全反应时所得的数据，才能进行有效处理和应用；四看所得数据的测试环境是否一致，特别是气体体积数据，只有在温度、压强一致的情况下才能进行比较、运算；五看数据测量过程是否规范、合理，错误和违反测量规则的数据需要舍去。,2实验数据综合分析 如何用好、选好数据，是解决这类试题的关键所在。解决这类试题的一般方法为：比较数据，转变物质，分析利弊，确定方案。 (1)对数据进行比较是解决问题的突破口，注意比较数据的交点与重合区。 (2)转变物质则是实现实验目标的重要途径，在一些物质提纯与制备的问题中，往往会提供一些物质沉淀的pH范围、物质的沸点、密度、溶解性等呈现物质物理性质的数据。在许多情况下，一些物质的相关数据是重叠的，而不利于问题的解,决，一般可通过转变物质来解决。如CH3COOH与CH3CH2OH的沸点很接近，要分离二者的混合物，可以通过将CH3COOH转变为CH3COONa的方法，扩大其与CH3CH2OH沸点上的差异，然后通过蒸馏的方法进行分离。 (3)在实际生产、生活中，除了涉及是否能够通过相应反应来实现实验目标外,还涉及经济效益的问题,在原理、环保等没有大的差异时，选择廉价原料完成相应的实验就成为首选。,即时应用 3(2012高考四川卷)甲、乙两个研究性学习小组为测定氨分子中氮、氢原子个数比，设计了如下实验流程：,实验中，先用制得的氨气排尽洗气瓶前所有装置中的空气，再连接洗气瓶和气体收集装置，立即加热氧化铜。反应完成后，黑色的氧化铜转化为红色的铜。 下图A、B、C为甲、乙两小组制取氨气时可能用到的装置，D为盛有浓硫酸的洗气瓶。,甲小组测得：反应前氧化铜的质量m1 g、氧化铜反应后剩余固体的质量m2 g、生成氮气在标准状况下的体积V1 L。 乙小组测得：洗气前装置D的质量m3 g、洗气后装置D的质量m4 g、生成氮气在标准状况下的体积V2 L。 请回答下列问题： (1)写出仪器a的名称：_。 (2)检查A装置气密性的操作是_。 (3)甲、乙两小组选择了不同的方法制取氨气，请将实验装置的字母编号和制备原理填写在下表的空格中。,(4)甲小组用所测数据计算出氨分子中氮、氢的原子个数比为 _。 (5)乙小组用所测数据计算出氨分子中氮、氢的原子个数比明显小于理论值，其原因是_ _。为此，乙小组在原有实验的基础上增加了一个装有某药品的实验仪器,重新实验。根据实验前后该药品的质量变化及生成氮气的体积，得出了合理的实验结果。该药品的名称是_。,解析：明确实验的目的,分析所给装置的作用是解题的关键。 (1