[高三理化生]第39講實驗方案的設(shè)計與評價(存儲版)
【正文】 實驗，意在考查考生對化學實驗原理的分析能力。3H2O 備選習題 1.“ 綠色化學 ” 是將反應物全部轉(zhuǎn) 化為期望產(chǎn)物，以使原子利用率達到100%，而盡量減少有害物質(zhì)生成的化學工藝理念。 (2)① 堿式碳酸鐵與氫氣反應可以理解為 Fe2(CO3)3和 Fe(OH)3受熱分解后的 產(chǎn)物 Fe2O3再與氫氣反應，要分析測定出反應后 CO2和 H2O的質(zhì)量，因此對于氫氣發(fā)生器后儀器的選擇是除氯化氫和水蒸氣，能防止對后續(xù)測定的干擾即可，測定 H2O 和 CO2 分別用濃硫酸和堿石灰。見圖中已裝配好的完整裝置，回答下列問題： ① 用該裝置進行實驗，需用酒精燈加熱的儀器有 ________(選填儀器字母代號 )； ② 若在試管 A 中觀察到固體粉末由紅色變成黑色，試管 D 中銀氨溶液產(chǎn)生銀鏡，則 A 中發(fā)生反應的化學方程式為______________________________________________。 (5)恒壓分液漏斗產(chǎn)生的氣體有部分殘留在分液漏斗上 方，故排氣時收集的H2少，用普通漏斗時收集的 H2多一些，則計算出的 Zn的量偏大。 方案丙：通過稱量試樣與堿反應前后儀器、試樣和試劑的總質(zhì)量 (其差值即為 H2的質(zhì)量 )實驗探究目標。 方案甲：通過測量試樣與堿反應生成的氫氣體積來實現(xiàn)探究目標。一些數(shù)據(jù)隱含著化學規(guī)律及化學反應原理，找出數(shù)據(jù)的具體含義，分析、比較數(shù)據(jù)之間的內(nèi)在關(guān)系，建立題中的隱含數(shù)據(jù)與題目解答之間的聯(lián)系，繼而得出正確結(jié)論。 解析： (1)在沉淀池中發(fā)生的反應是CO2＋ NH3＋ NaCl＋ H2O===NaHCO3↓＋ NH4Cl。 (3)“ 操作準確 ” 則要求熟悉主要儀器的性能、用途和典型的實驗操作規(guī)則。 方案一： Fe～ H2， w(Fe) ＝ g/mol 580 mL 10－ 3 L/mL L/mola g ＝a 。 3．從 “ 安全性 ” 方面對實驗方案做出評價 化學實驗從安全角度?？紤]的主要因素如下： (1)凈化、吸收氣體及熄滅酒精燈時要防液體倒吸； (2)進行某些易燃易爆實 驗時要防爆炸 (如 H2 還原 CuO 應先通H2，氣體點燃先驗純等 )； (3)防氧化 (如H2還原 CuO 后要 “ 先滅燈再停 氫 ” ，白磷切割宜在水中等 )； (4)防吸水 (如實驗、取用、制取易吸水、潮解、水解的物質(zhì)宜采取必要措施，以保證達到實驗目的 )； (5)冷凝回流 (有些反應中，為減少易揮發(fā)液體反應物的損耗和充分利用原料，需在反應裝置上加裝冷凝回流裝置，如長玻璃管、豎裝的干燥管及冷凝管等 )； (6)易揮發(fā)液體產(chǎn)物 (導出時可為蒸氣 )的及時冷卻； (7)儀器拆卸的科學性與安全性 (也從防污染、防氧化、防倒吸、防爆炸、防泄漏等角度考慮 )。 答案： (1)Na2SO3＋ H2O (2)Na2SO3 (3)① 只存在 ClO－ ② 步驟 2：向 A 試管中滴加 1～ 2 滴 mol請寫出實驗步驟以及預期現(xiàn)象和結(jié)論。取少量固體于試管中，滴加過量 HCl后，靜置，取上層清液，滴加適量 H2O2，充分振蕩后滴加KSCN 色，則假設(shè) 1 成立 (2)若溶液呈血紅色，則假設(shè) 3 成立 變式 1 (2021驗證固體產(chǎn)物中鉀元素存在的方法是 ______________，現(xiàn)象是 __________________。 限選試劑：濃硫酸、 mol (3)實驗過程中的隱蔽性操作 如某些必要的干燥、除雜、冷凝等，這些都是實驗中必不可少的，但容易被忽略。 3．實驗設(shè)計的步驟 (1)明確目的、原理 首先必須認真審題，明確實驗的目的要求，弄清題目有哪些新的信息，綜合已學過的知識，通過類比、遷移、分析，從而明確實驗 原理。在解答過程中，應根據(jù)實驗設(shè)計題的具體情況和要求，作出正確的回答。 第 39 講 實驗方案的設(shè)計與評價 基礎(chǔ)考點梳理 最新考綱 、評價或改進實驗方案。 以 上只是解答綜合實驗設(shè)計題的一般思考方法。 (4)簡約性，做到步驟少、時間短、效果好等基本要求。 (2)題目條件有無特殊要求 如采用最簡單或最合理的實驗步驟，這些要求對我們考慮反應原理，選擇藥品和裝置，確定操作步驟都作了限 定，必須高度重視。請利用實驗室常用儀器、用品和以下限選試劑完 成驗證和探究過程。 (2)該小組同學查閱資料后推知，固體產(chǎn)物中，鐵元素不可能以三價形式存在，而鹽只有 K2CO3。分離不溶固體與溶液，用蒸餾水充分洗滌不溶固體 固體產(chǎn)物部分溶解 步驟 2：向試管中加入適量 CuSO4溶液，再加入少量上述不溶固體，充分振蕩 (1)若藍色溶液顏色及加入的不溶固體無明顯變化，則假設(shè)2 成立 (2)若藍色溶液顏色明顯改變，且有暗紅色固體物質(zhì)生成，則證明有鐵單質(zhì)存在 步驟 3：繼續(xù)步驟 2中的 (2)，進行固液結(jié)合步驟 2中的 (2)：(1)若溶液基本無 分離，用蒸餾水洗滌固體至洗滌液無色。 ② 設(shè)計實驗方案，進行實驗。(1)SO2 與過量 NaOH 反應的產(chǎn)物為Na2SO3與 H2O； (2)在反應中，硫元素的化合價升高，所以 Na2SO3 為還原劑；(3)SO2－3 具有較強的還原性，而 ClO－ 具有極強的氧化性， ClO－ 與 SO2－3 是不能共存的，所以假設(shè) 3為：只存在 ClO－ ，實驗設(shè)計只要求證實酸化后的溶液是具有氧化性，還是具有還原性，還是既不具有氧化性，也不具有還原性，若加入淀粉－ KI 溶液會出現(xiàn)藍色，證明存在 ClO－ ，若加入 KMnO4 溶液時， KMnO4 溶液褪色，證明存在 SO2－3 ，若兩種現(xiàn)象均無，則假設(shè) 2成立。根據(jù) “ 綠色化學 ” 精神，對化學實驗過程或方案從以下 4 個方面進行綜合評價： (1)反應原料是否易得、安全、無毒； (2)反應速率是否較快； (3)原料利用率以及合成物質(zhì)的產(chǎn)率是否較高； (4)合成過程是否造成環(huán)境污染。 (3)根據(jù)關(guān)系式計算。 (2)“ 排除干擾 ” 是指反應條件的控制、防止空氣成分介入、副反應盡量避免、雜質(zhì)的清除以及防止物質(zhì)的揮發(fā)性、溶解性、顏色 對實驗的干擾。 ② 為減小誤差，讀取量筒中水的體積時的注意事項有 ________， ________。 定量實驗、化學實驗數(shù)據(jù)處理的關(guān)鍵是破譯數(shù)據(jù)的含義，進行合理取舍，提煉出有效的數(shù)據(jù)，分析要達到實驗目
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