内容正文:
化学实验设计与评价
1. 联系生产和生活实际,根据实验目的设计合理的实验方案,选择合适的试剂、仪器、装置及实验步骤。
2. 能对实验方案进行分析、评价与改进。
知识体系构建
1. 化学实验设计的一般原则
(1) 科学性:实验原理、实验方法和操作程序必须科学、合理。
(2) 安全性:要防止有危险性的操作,避免与有毒物质直接接触,有安全保护措施。
(3) 环保性:有毒物质必须处理,防止其污染环境。
(4) 简约性:实验设计应简单易行,要能在较短的时间内完成实验,且效果明显。
(5) 经济性:考虑原料的用量及价格,尽量选择价廉物美的原料,满足实验的要求。
2. 实验方案的评价原则
(1) 方案在理论上是否科学合理,是否具有严密性。
(2) 在满足安全性的前提下,操作上是否简单易行。
(3) 从经济角度考虑,能否节约试剂、降低成本和提高产品质量。
(4) 从环境保护角度考虑,是否会对环境造成污染。
典型考题探究
考点一实验方案的设计
1. (2022·广东)侯德榜是我国制碱工业的先驱,为纯碱和氮肥工业的发展作出了杰出贡献。工业纯碱中可能混有少量NaCl,同学们对工业纯碱样品展开探究。
探究一:确定纯碱样品中是否含有NaCl。
实验操作 现 象 结 论
取样品加水溶解,加入过量稀盐酸至反应完全 有 大量气泡 产生 样品中
有NaCl
向上述溶液中继续滴加适量AgNO3溶液 有 白色沉淀 产生
大量气泡
白色沉淀
有同学认为该实验方案有错误,正确的方案应选用 b (填字母)代替稀盐酸。
a. CaCl2溶液 b. 稀硝酸 c. BaCl2溶液
b
【方案1】 将样品溶解,加入过量CaCl2溶液,搅拌至反应完全。该反应的化学方程式为 CaCl2+Na2CO3CaCO3↓+2NaCl 。过滤、洗涤、干燥,称量沉淀的质量,计算Na2CO3的质量分数。
第1题甲
【方案2】 如图甲所示,取样品于锥形瓶中,加入足量稀盐酸。反应结束后,根据干燥管增重计算
Na2CO3的质量分数。若结果大于100%,可能的原因是 氢氧化钠固体吸收了水蒸气和氯化氢气体(或氢氧化钠固体吸收了空气中的二氧化碳和水) 。
CaCl2+Na2CO3CaCO3↓+2NaCl
氢氧化钠固
体吸收了水蒸气和氯化氢气体(或氢氧化钠固体吸收了空气中的二氧
化碳和水)
探究二:测定纯碱样品中Na2CO3的质量分数。
第1题乙
【拓展】 图乙为Na2CO3和NaCl的溶解度曲线。为提纯含少量NaCl的纯碱样品,将其浓溶液从t1℃冷却至t2℃,t1~t2的最优范围是 a (填字母)。
a. 40~10 b. 60~30 c. 70~40
a
【讨论】 上述两个方案中,你认为方案 1 更优。
1
2. (2022·苏州)下列设计的实验方案能达到实验目的的是( D )
A. 用方案甲探究同种物质在不同溶剂中的溶解性
B. 用方案乙探究空气是铁生锈的必要条件
C. 用方案丙探究不同催化剂对H2O2分解速率的影响
D. 用方案丁探究合金及其成分金属的熔点高低
D
考点二实验方案的评价
3. (2022·随州)下列实验操作(或方案)不能达到实验目的的是( B )
选 项 实验目的 实验操作(或方案)
A 鉴别NH4NO3固体和NaOH
固体 各取2g固体,分别溶于室温下10mL水中,测溶液的温度
B 检验CO2中是否含有CO 先将混合气体通过灼热的CuO,再通入澄清石灰水中,观察石灰水是否变浑浊
C 除去粗盐中混有的少量泥沙 溶解、过滤、蒸发
D 配制50g溶质质量分数为6%的NaCl溶液 称取3gNaCl固体,溶解在47g蒸馏水中
B
知能达标训练
1. (2022·岳阳)某化学兴趣小组对教材部分“课外实验”做了以下方案设计,不合理的是 ( C )
A. 可用蓬松棉、活性炭等自制简易净水器
B. 把冷碟子放在蜡烛火焰的上方自制炭黑
C. 可用浓硫酸浸泡树叶自制“叶脉书签”
D. 可用食用小苏打、柠檬酸等自制汽水
C
2. (2022·遂宁)下列实验方法能达到实验目的的是( A )
选 项 实验目的 实验方法
A 鉴别(NH4)2SO4和KNO3 取样,分别加入熟石灰研磨,闻气味
B 除去CO中混有的少量CO2 点燃该混合气体
C 验证Zn、Cu、Ag三种金属的活动性强弱 将锌片分别加入CuSO4溶液、AgNO3溶液中,观察现象
D 除去NaCl溶液中混有的少量BaCl2 加入过量Na2SO4溶液,充分反应后过滤
A
3. (2022·济宁)下列对实验过程及实验现象的解释与评价,错误的是( D )
选 项 实验过程及实验现象 解释与评价
A 品红在热水中比在冷水中