word版可編輯-化學試驗的設計與評價精心整理(編輯修改稿)
2024-07-12 20:31 本頁面
【文章內容簡介】 實驗假設或自行提出的實驗假設，在保證其科學性的基礎上要求思維盡可能發(fā)散，合理運用化學知識，巧妙設計實驗方案，通過實驗現(xiàn)象的客觀事實對實驗進行探究性驗證。[例1]現(xiàn)有一定量含有Na2O雜質的Na2O2試樣，請從下列儀器中選擇適當?shù)膶嶒炑b置，設計實驗，測定Na2O2的純度（可供選擇的反應物有CaCO3固體、6mol/L鹽酸和蒸餾水） ① ② ③ ④ ⑤ ⑥ ⑦(1)實驗方案原理_________ (2)應選擇的裝置為（填圖中儀器編號）_________ (3)所用裝置的連接順序為（填接口的字母，連接的膠管省略）______ 解析：測定含Na2O雜質的Na2O2的純度，同學們一般都是從兩種物質不同的性質著手。很多同學一看到Na2O2想到的就是它可以和CO2反應生成氧氣，何況題目中提供了能生成CO2的試劑與儀器，然后可以通過測定氧氣的體積推算出Na2O2的量，最終求算出其純度。然而這條思路遇到的最大問題就是CO2也是氣體，在通過橫放的玻璃管與Na2O2反應不可能完全，那么接下去要處理的就是要將未完全反應的CO2處理掉，才能測氧氣的體積，或者通過排水法量氧氣體積時溶液必須是能很好吸收CO2的，這樣遇到的問題就比較復雜了，違背了實驗設計中的簡約原則。其實，不受CO2這一信息的干擾，有更為簡單的方法來測定Na2O2的量，即Na2O2與水反應。把握了這一基本思路后，這道題目也就迎刃而解了。答案：（1）2Na2O2 +2H2O→4NaOH + O2↑(2)⑤①④ (3)GBAF制備實驗方案的設計制備實驗方案設計的基本思路：[例2] 以銅、硝酸、硝酸銀、水、空氣等為原料，可用多種方法制取Cu(NO3)2。（1）試設計四種制取Cu(NO3)2的途徑（用化學方程式表示）。（2）從“綠色化學”角度（環(huán)境保護和經濟效益）考慮，大量制取Cu(NO3)2最宜采用上述哪種方法？說明原因。解析：這是一道開放型的實驗設計題目，答案是多樣化的。從給出的原料和目標產物[Cu(NO3)2]來看，基本的思路如下：完成這一轉化的途徑很多。① 直接用Cu與HNO3反應：② 利用③ ，問題（2）實際上是要求從環(huán)境保護和經濟效益兩個角度對上述四種制取Cu(NO3)2的方法進行評價。很顯然，用Cu和HNO3直接反應的方法既污染環(huán)境（生成NO或NO2），又浪費原料（HNO3的理論利用率分別只有50%和75%），故不符合要求。用Cu和AgNO3，反應方法雖然簡單，但是成本太高（AgNO3價格昂貴），也不符合題目要求。只有最后一種方法既不造成污染，兩種基本原料為Cu和HNO3，又不會有損失，符合“綠色化學”的設計思想。答案：（1）方法一：方法二：方法三：方法四： （2）（略）性質實驗方案的設計（1） 完成性質實驗方案設計的基礎：（1）無機物質的性質：與原子結構有關（2）有機物質的性質：與分子結構有關而有機物的分子結構又與官能團的種類和基團之間的相互影響有關。（2） 性質實驗方案設計的一般思路：分析結構對比回顧相關知識預測性質擬定方案分子結構 同系物 穩(wěn)定性原子結構 元素周期表 酸、堿性 氧化還原性 官能團反應 常識了解 [例3] 為探究乙炔與溴的加成反應，甲同學設計并進行了如下實驗：先取一定量工業(yè)用電石與水反應，將生成的氣體通入溴水中，發(fā)現(xiàn)溶液褪色，即證明乙炔與溴水發(fā)生了加成反應。（電石、水）（ ） （ ） 溴水乙同學發(fā)現(xiàn)甲同學實驗中，褪色后的溶液里有少許淡黃色渾濁，推測在制得乙炔中還有可能含有少量還原性的雜質氣體，由此他提出必須先除去之，再與溴水反應。請你回答問題：（1）寫出甲同學實驗中兩個主要的化學方程式 。（2）甲同學設計的實驗 （填能或不能）驗證乙炔與溴發(fā)生加成反應，其理由是 。① 使溴水褪色的反應，未必是加成反應② 使溴水褪色的反應，就是加成反應③ 使溴水褪色的物質，未必是乙炔④ 使溴水褪色的物質，就是乙炔（3）乙同學推測此乙炔中必定含有的一種雜質氣體是 ，它與溴水反應的化學方程式是 。驗證過程中必須全部除去。（4）請你選用上列四個裝置（可重復使用）來實現(xiàn)乙同學的實驗方案，將它們的編號填入方框，并寫出裝置內所放的化學藥品。（5）為驗證這一反應是加成而不是取代，丙同學提出可用pH試紙來測試反應后溶液的酸性，理由是 。解析：該題為有機化合物性質的實驗。已知乙炔與Br2發(fā)生加成生成1，1，2，2—四溴乙烷成或1，2一二溴乙烯，不會產生淡黃色沉淀。則電石與H2O反應生成氣體物質中必含還原性物質。答案：
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