最新届高考化学一轮复习+第61讲+实验的设计与评价课件(大纲版·广西专用)(可编辑)优秀名师资料.doc
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1、2013届高考化学一轮复习 第61讲 实验的设计与评价课件(大纲版广西专用)(可编辑)第61讲 ? 要点探究 第61讲 ? 要点探究 第61讲 ? 要点探究 第61讲 ? 要点探究 第61讲 ? 要点探究 第61讲 ? 要点探究 第61讲 ? 要点探究 第61讲 ? 要点探究 第61讲 ? 要点探究 备用习题 第61讲 ? 备用习题 第61讲 ? 备用习题 第61讲 ? 备用习题 第61讲 ? 备用习题 * * 第61讲 ? 实验方案的设计与评价 第61讲 实验方案的设计与评价 编读互动 第61讲 ? 编读互动 考点整合 第61讲 ? 考点整合 第61讲 ? 考点整合 第61讲 ? 考点整合
2、第61讲 ? 考点整合 第61讲 ? 考点整合 第61讲 ? 考点整合 第61讲 ? 考点整合 第61讲 ? 考点整合 第61讲 ? 考点整合 第61讲 ? 考点整合 第61讲 ? 考点整合 第61讲 ? 考点整合 第61讲 ? 考点整合 第61讲 ? 考点整合 要点探究 第61讲 ? 要点探究 ? 探究点一 对实验方案设计与评价的考查 第61讲 ? 要点探究 第61讲 ? 要点探究 第61讲 ? 要点探究 第61讲 ? 要点探究 第61讲 ? 要点探究 第61讲 ? 要点探究 ? 探究点二 综合实验题的解题方法 第61讲 ? 要点探究 第61讲 ? 要点探究 第61讲 ? 要点探究 第61讲
3、 ? 要点探究 第61讲 ? 要点探究 第61讲 ? 要点探究 第61讲 ? 要点探究 实验设计和评价是综合应用实验基础知识、基本操作,结合化学基本理论、元素化合物知识和化学计算等相关知识,解决综合实验题目的问题。其命题特点是:根据要求,设计实验方案,分析相关问题,提出自己的见解,处理实验数据,描述实验现象;近几年出现的源于教材实验的重组题,其立意具有创新性,是以后命题的一个趋势。 本讲从学生的实际水平和解题的可行性角度,阐述了化学实验设计的基本要求和实验方案的基本设计思路,从实验仪器装置和实验操作的角度讲解了实验设计的一些基本要点,对实验方案及其评价进行探究,分别配备例题进行实际分析讲解,以
4、达到触类旁通提高学生实验题解答能力的目的。 化学实验设计是用多种装置和仪器按某种目的进行串联组合完成某项实验,其类型较多,考查形式多样。解答这类题目,要求学生对所学过的物质的性质、制备和净化,常用仪器和装置的作用及使用时应注意的问题等知识融会贯通,要善于吸收新信息并且能加以灵活运用。 化学实验方案设计题具有较强的综合性,但一个化学实验,必须依据一定的实验原理,使用一定的仪器组装成一套实验装置,按一定顺序进行实验操作,才能顺利完成。据此,一道综合实验方案设计题,可以把它化解成几个相互独立又相互关联的小实验、小操作来解答。由各个小实验确定各步操作方法,又由各个小实验之间的关联确定操作的先后顺序。
5、一个相对完整的化学实验方案一般包括下述内容: 1 实验目的。 2 实验原理。 3 实验用品 药品、仪器、装置、设备 及规格。 4 实验装置图、实验步骤和操作方法。 5 注意事项。 6 实验现象及结论记录表。 二、实验设计的思维模型 三、化学实验设计的要求 1(科学性 科学性是化学实验方案设计的首要原则。所谓科学性是指实验原理、实验操作程序和方法必须正确。例如,鉴别Na2SO3和NaI,在试剂的选择上就不宜选用硝酸等具有氧化性的酸,在操作程序的设计上,应取少量固体先溶解,然后再取少量配成的溶液加入试剂,而不能将样品全部溶解或在溶解后的全部溶液中加入试剂。 2(安全性 实验设计时应尽量避免使用有毒
6、的药品和进行具有一定危险性的实验操作。如果必须使用,应在所设计的化学实验方案中详细写明注意事项,以防造成环境污染和人身伤害。 3(可行性 实验设计应切实可行,所选用的化学药品、仪器、设备和方法等在中学现有的实验条件下能够得到满足。 4(简约性 实验设计应尽可能简单易行,应采用简单的实验装置,用较少的实验步骤和实验药品,并能在较短的时间内完成实验。 对同一个化学实验,可以设计出多种实验方案,并对它们进行选择。选择采用的实验设计方案,应具有效果明显、操作安全、装置简单、用药少、步骤少、时间短等优点。 四、实验方案的设计思路 1(制备实验方案的设计 列出可能的几种制备方法和途径,从方法是否可行、装置
7、和操作是否简单、是否经济和安全进行分析比较,从中选出最佳实验方法,在制订具体的实验方案时,还应注意对实验条件进行严格、有效地控制。制备实验方案的设计思路可用框图表示:制备实验方案的设计,对巩固元素化合物知识和掌握好各类有机物之间的相互转化关系,全面训练实验技能,培养分析问题和解决问题的能力都是非常有效的。 2(性质实验方案的设计 一是性质探索性实验,主要是从物质的结构特点或从所属类型的典型代表物去推测物质可能具有的一系列性质,而后据此设计出合理的实验方案,去探索它所可能具有的性质。二是性质验证性实验,主要是对物质具备的性质去求证,关键是设计出简捷的实验方案,操作简单,简便易行,现象明显,且安全
8、可行。 基本流程为:研究物质结构?预测可能性质?设计实验方案 方法、步骤、仪器、药品、操作要点、现象及分析、结论等 ?实施实验?结论。性质实验方案设计的思路为:3(物质检验实验方案的设计 1 物质检验的主要类型 不外加试剂 a(有序检验:根据某物质的特殊性质进行层层递推的鉴别。 b(无序检验:可采用焰色法、加热法、两两混合法、颜色法等,当待检物无法从外观特征识别时,则各取少量溶液逐一两两反应,根据相互反应现象,经过分析推理,得出鉴别结果。 外加试剂 a(只限一种:加入一种即可产生不同现象,从而将其区别开来或者接力式鉴别 借用鉴别出的物质再鉴别其他物质 。 b(自选试剂:可依据待检物的特性、酸碱
9、性、阴阳离子的特征反应,选择最简单易行的方法,任意选择试剂进行鉴别。 2 设计原理:按照物质检验的要求,根据物质特征反应,选择适当的试剂和方法,设计科学的实验操作步骤,完成实验要求。 3 设计思路 对试样进行外观观察; 对固体、液体样品只能取少量进行检验,留一定量试样备用; 检验时除了要考虑各离子的特征反应外,还要排除离子间的干扰。 4 设计原则 充分利用离子的特征反应; 确定检验操作顺序要“先简后繁”; 确定物质检出顺序要“先活后惰”。 五、实验仪器装置、实验操作的设计 1(实验仪器装置的设计 确定了实验所选用的方法和原理后,就要考虑选择用什么实验装置来完成此实验,即进行实验装置的设计。一套
10、完整的实验装置往往是由多个基本实验装置相互连接而成的,如有关气体的制取和性质实验一般分为气体的发生装置?除杂?干燥?主要实验?尾气的处理等。考虑干燥与除杂质的顺序时,若采用溶液除杂,则先净化后干燥,采用加热法除杂,则干燥在前;若用固体吸收剂常温除杂,则据题意而定。尾气处理:有毒气体常采用溶液 或固体 吸收或将之点燃,无毒气体直接排空。若制备的物质极易水解 如SnCl4、AlCl3等 ,则需在尾部加装干燥管,以防空气中的水蒸气进入造成水解。 2(实验操作的设计 1 仪器接口的连接:总体上遵循装置的排列顺序,但对于吸收装置应“长”进“短”出 或“深”入“浅”出 ;量气装置应“短”进“长”出;洗气装
11、置应“长”进“短”出;干燥管应“大”进“小”出。 2 实验操作的顺序:装置选择与连接?气密性检验?装固体药品?加液体药品?开始实验 按程序 ?拆卸仪器?其他处理等。 3 加热操作先后顺序的选择:若气体发生需加热,应先用酒精灯加热发生气体的装置,等产生气体后,再给实验需要加热的固体物质加热,目的是:一则防止爆炸 如氢气还原氧化铜 ;二则保证产品纯度,防止反应物或生成物与空气中其他物质反应。 例如用浓硫酸和甲酸共热产生CO,再用CO还原Fe2O3,实验时应首先点燃CO发生装置的酒精灯,生成的CO赶走空气后,再点燃加热Fe2O3的酒精灯,而熄灭酒精灯的顺序则相反,原因是:在还原性气体中冷却Fe可防止
12、灼热的Fe再被空气中的O2氧化,并防止石灰水倒吸。 4 如果实验取用或制取易吸水、潮解、水解的物质,要采取必要的措施防止其吸水,以保证达到实验目的。 5 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、竖直的干燥管及冷凝管等 。 6 易挥发液体产物 导出时可为蒸气 要及时冷却。 7 仪器拆卸的科学性与安全性 要从防污染、防氧化、防倒吸、防爆炸、防泄漏等角度考虑 。 8 其他:如实验操作顺序、试剂加入先后顺序、实验方法使用顺序等。 3(创造性是设计的灵魂,对仪器装置、操作要有创意地设计。 为了达到某种特殊的实验目的,有时需要利用一些常
13、用的仪器,通过进行必要的改进和装配,以完成合乎实验要求的创意与设计。这需要我们认真分析领悟实验意图,灵活掌握有关仪器的组成、结合、性能特点等,然后匠心独运,巧妙创意,例如: 1 启普发生器原理式反应器的设计 如图61,1 图61,1 2 尾气吸收装置的设计 如图61,2 图61,2 3 液封装置的设计 如图61,3 4 Fe OH 2的制备操作改进型设计 如图61,3 图61,3 高考实验方案的设计,主要有: 1(物质检验的方案。 2(物质分离提纯的方案。 3(物质制备、性质验证的方案。 4(定量测定的实验方案。 5(以上内容的综合。 例1 1 在没有现成的CO2气体发生器的情况下,请你选用图
14、61,4中的部分仪器,装配成一个简易的、能随开随用、随关随停的CO2气体发生装置。应选用的仪器是 填入仪器的编号 _。 图61,4 2 若用上述装置制取CO2气体,而实验室只有稀硫酸、浓硝酸、水、块状纯碱、块状大理石,比较合理的方案应选用的药品是_。 例1 1 a、c、d、e 2 浓硝酸、水、块状大理石 解析 本题要求组装一个随开随用、随关随停的CO2发生装置。即利用启普发生器的原理来制备CO2气体。细心观察所给仪器,可用球形干燥管来代替启普发生器的球形漏斗,烧杯代替反应容器,应选用的仪器是a、c、d、e。 大理石与稀硫酸反应生成了微溶于水的CaSO4,阻碍了反应的进行,因而不能同时选用这两种
15、药品。又因为块状Na2CO3晶体溶于水,不能用启普发生器来制备CO2。只能将浓硝酸加水稀释为稀硝酸,再与CaCO3反应制备CO2。应选用的药品是浓硝酸、水、块状大理石。 早在1785年,卡文迪许在测定空气组成时,除去空气中的O2、N2等已知气体后,发现最后总是留下一个体积不足总体积1/200的小气泡。 1892年,瑞利在测定氮气密度时发现,从空气中得到的氮气密度为1.2572 g/L,而从氨分解得到的氮气密度为1.2508 g/L。两者相差0.0064 g/L。 有人认为:以上两种氮气很小的密度差别可能来源于实验误差,瑞利在多次试验中发现,从空气中得到的氮气密度总是比从氨分解得到的氮气密度略大
16、。 瑞利和拉姆赛共同研究后认为:以上两个实验中的“小误差”可能有某种必然的联系,并预测大气中含有某种较重的未知气体。经反复实验,他们终于发现了一种化学性质极不活泼的新气体。 1 瑞利根据什么坚持认为两种氮气很小的密度差别不可能来源于实验误差,_。 2 在瑞利和拉姆赛预测中的那种未知的气体密度与氮气密度比较是_ 选填“大”或“小”或“无法确定” 。 3 某同学使用以下一些装置来模拟卡文迪许的实验: 图61,5 请排列仪器连接的最佳顺序 按空气流向填各接口的编号 :? ?a。其中,D装置的作用是_; E装置的作用是_;写出在C装置中发生化学反应的方程式_。 变式题 1 根据“从空气中得到的氮气密度
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