第10章 第4节 实验方案的设计与评价-【创新教程】2024高考化学总复习大一轮教师用书word（新教材，人教单选版）

第四节　实验方案的设计与评价 课程标准 核心素养(教师用书独具) 1.能设计、评价或改进实验方案 2．了解控制实验条件的方法 3．能分析或处理实验数据，得出合理结论，预测或描述实验现象 1.宏观辨识与微观探析：能描述或预测物质的性质和在一定条件下可能反应的化学反应，能评估某种解释或预测的合理性；能从宏观与微观结合的视角对物质及其变化进行分类和表征 2．变化观念与平衡思想：能从不同视角认识化学变化的多样性，能运用对立统一思想和定性定量结合的方式揭示化学变化的本质特征 3．科学探究与创新意识：能根据文献和试剂需要提出综合性的探究课题，根据假设提出多种探究方案，评价和优化方案 4．证据推理与模型认知：能从定性与定量结合上收集证据，能通过定性分析和定量计算推出合理的结论 考点一　 化学实验方案的设计 一、化学实验方案设计的基本原则 二、实验方案设计的步骤 三、化学实验方案的评价 评价实验原理 是否明确、合理 评价实验方案 是否安全、可行 评价药品、仪器 是否方便、易得 评价实验现象和结论 是否明显、清晰 四、实验设计示例 设计实验证明氯酸钾中含有氯元素。 1．实验原理(用化学或离子方程式表示)：2KClO32KCl＋3O2↑，Ag＋＋Cl－===AgCl↓。 2. 实验试剂：氯酸钾固体、　MnO2　、　AgNO3　溶液、稀硝酸。 3．操作步骤 (1)将氯酸钾和MnO2混合共热。 (2)冷却至室温，加水充分溶解后，　过滤　。 (3)取少量滤液于洁净试管中，加入几滴硝酸酸化的　AgNO3　溶液，观察到有白色沉淀生成，证明氯酸钾中含有氯元素。 五、实验方案设计中的安全问题 1．防爆炸：点燃可燃性气体(如H2、CO、CH4、C2H4)或用CO、H2还原Fe2O3、CuO之前，要　检验气体的纯度　。 2．防暴沸：配制硫酸的水溶液或硫酸的酒精溶液时，要将密度大的浓硫酸缓慢倒入水中或酒精中；加热液体混合物时要加　沸石　或　碎瓷片　。 3．防中毒：制取有毒气体(如Cl2、CO、SO2、H2S、NO2、NO)时，应在通风橱中进行，且进行　尾气处理　。 4．防倒吸：加热法制取并用排水法收集气体或吸收溶解度较大的气体(如NH3、HCl)时，要注意熄灯顺序或加装安全瓶。 六、实验方案创新设计的几个方面 1．防污染安全装置的设计 例如：下列尾气处理装置中，　A　可吸收有毒的尾气(如Cl2、SO2等)，　B　和　C　装置可吸收易溶的尾气(如HCl、NH3等)，　D　可用于除去CO等可燃性气体，　E　可用于收集所有气体。 2．量气装置的设计 例如：下列装置中，A是常规的量气装置，B、C、D是改进后的装置，而装置E则不能测量气体体积。 3．启普发生器具有随开随用、随关随停的特点，是气体制备的常用装置。实验室中没有启普发生器时，可以根据启普发生器的原理设计出简易制气装置，如图所示的装置。 1．易错辨析(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)向KMnO4固体中加入浓盐酸，产生的气体依次通过饱和食盐水和浓硫酸，制取并纯化氯气(　√　) (2)向AgNO3与AgCl的混合浊液中加入少量KBr溶液，沉淀颜色变为浅黄色，证明Ksp(AgCl)>Ksp(AgBr)(　×　) (3)取少量待测样品溶于蒸馏水，加入足量稀盐酸，再加入足量BaCl2溶液，用来检验Na2SO3固体是否变质(　√　) (4)用Na2S2O3溶液分别与0.05 mol·L－1、0.1 mol·L－1的H2SO4反应，记录出现浑浊的时间，探究浓度对反应速率的影响(　√　) (5)相同温度下，测定等浓度的NaHCO3和NaHSO4溶液的pH，前者pH比后者大，故非金属性：S＞C(　√　) (6)向H2O2溶液中滴加少量硫酸酸化的FeSO4溶液，溶液变为棕黄色后迅速出现大量气泡，证明Fe2＋催化H2O2发生分解反应生成O2(　×　) 2．(2022·深圳市二模)某学习小组设计了如图的实验装置(夹持装置已省略)模拟常压下工业合成氨，并检验氨的生成。Y形管左侧支管中盛有NH4Cl与NaNO2的混合溶液，加热后生成N2及少量NH3。下列有关描述不正确的是(　　) A．实验时，点燃a处酒精灯一段时间后，再点燃c处酒精喷灯 B．b处装置可用盛有碱石灰的U形管代替 C．硬质玻璃管中的石棉可增大混合气体与铁粉的接触面积 D．若d处锥形瓶中溶液变红，则说明硬质玻璃管中有NH3生成 解析：B　[A.实验时，为防止氢气和氧气混合后加热爆炸，用氮气排出装置内的空气后再加热铁粉，所以点燃a处酒精灯一段时间后，再点燃c处酒精喷灯，故A正确；B.b装置的作用是吸收氨气并干燥气体，碱石灰不能吸收氨气，b处装置不能用盛有碱石灰的U形管代替，故B错误；C.硬质玻璃管中的石棉可增大混合气体与铁粉的接触面积，加快反应速率，