1、高三化學(xué)實(shí)驗(yàn)復(fù)習(xí)4實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與評估專題1 1、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的一般步驟、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的一般步驟: : 1 1、找出實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、找出?shí)驗(yàn)?zāi)康?2 2、明白實(shí)驗(yàn)原理、明白實(shí)驗(yàn)原理 3 3、選擇實(shí)驗(yàn)裝置、選擇實(shí)驗(yàn)裝置 4 4、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作 5 5、實(shí)驗(yàn)評估、實(shí)驗(yàn)評估2、實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)基本原則、實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)基本原則科學(xué)性科學(xué)性（即實(shí)驗(yàn)原理、操作程序和方法要正確）（即實(shí)驗(yàn)原理、操作程序和方法要正確）安全性（即用藥及操作要注意安全，注意環(huán)境安全性（即用藥及操作要注意安全，注意環(huán)境 保護(hù)等問題）保護(hù)等問題）簡約性（裝置簡單、步驟少、藥品用量少、時(shí)間短簡約性（裝置簡單、步驟少、藥品用量少、時(shí)間短 可行性（要滿足

2、實(shí)驗(yàn)條件）可行性（要滿足實(shí)驗(yàn)條件） 一、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)一、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì) 例例1 1、為了測定工業(yè)純堿中碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)（純堿中常含少量、為了測定工業(yè)純堿中碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)（純堿中常含少量NaClNaCl），某學(xué)生設(shè)計(jì)了實(shí)驗(yàn)裝置如圖），某學(xué)生設(shè)計(jì)了實(shí)驗(yàn)裝置如圖715715：（1 1）準(zhǔn)確稱取盛有堿石灰的干燥管的質(zhì)量）準(zhǔn)確稱取盛有堿石灰的干燥管的質(zhì)量（設(shè)為（設(shè)為W W1 1） (2(2）準(zhǔn)確稱取一定量純堿（設(shè)為）準(zhǔn)確稱取一定量純堿（設(shè)為W W0 0），并），并放入燒瓶中。從分液漏斗緩緩滴入稀硫酸，放入燒瓶中。從分液漏斗緩緩滴入稀硫酸，待不再發(fā)生氣體后。稱干燥管的總質(zhì)量待不再發(fā)生氣體后。稱干燥管的總質(zhì)量（設(shè)為

3、（設(shè)為W W2 2）。設(shè)學(xué)生導(dǎo)出的計(jì)算公式為：）。設(shè)學(xué)生導(dǎo)出的計(jì)算公式為： NaNa2 2COCO3 3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)= = 試回答：試回答：W W2 2WW1 1表示什么？表示什么？如果不計(jì)稱量誤差，該生的實(shí)驗(yàn)結(jié)果有無明顯誤差？如如果不計(jì)稱量誤差，該生的實(shí)驗(yàn)結(jié)果有無明顯誤差？如有，是偏大還是偏?。空埡喴f明根據(jù)并提出補(bǔ)救措施。有，是偏大還是偏小？請簡要說明根據(jù)并提出補(bǔ)救措施。答案答案:(1) W2W1表示干燥管中吸收表示干燥管中吸收CO2的質(zhì)量的質(zhì)量 (2) (2) 實(shí)驗(yàn)燒瓶上方會留有一部分實(shí)驗(yàn)燒瓶上方會留有一部分COCO2 2不能被吸收，同時(shí)干燥管中不能被吸收，同時(shí)干燥管中增重量有一

4、部分為增重量有一部分為COCO2 2所帶水氣，前者使測定結(jié)果偏低，后者使所帶水氣，前者使測定結(jié)果偏低，后者使測定結(jié)果偏高，其中以前者為主要。因此實(shí)驗(yàn)結(jié)果偏小。測定結(jié)果偏高，其中以前者為主要。因此實(shí)驗(yàn)結(jié)果偏小。 例例2、(05(05廣東卷廣東卷) )某同學(xué)為了驗(yàn)證海帶中含有碘，擬進(jìn)行如下實(shí)某同學(xué)為了驗(yàn)證海帶中含有碘，擬進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)，請回答相關(guān)問題。驗(yàn)，請回答相關(guān)問題。（1 1）第）第1 1步：灼燒。操作是將足量海帶灼燒成灰燼。該過程中將步：灼燒。操作是將足量海帶灼燒成灰燼。該過程中將使用到的硅酸鹽質(zhì)實(shí)驗(yàn)儀器有使用到的硅酸鹽質(zhì)實(shí)驗(yàn)儀器有_（填代號，限填（填代號，限填3 3項(xiàng)）。項(xiàng)）。 A A、試管

5、、試管 B B、瓷坩堝、瓷坩堝 C C、坩堝鉗、坩堝鉗 D D、鐵三角架、鐵三角架 E E、泥三角、泥三角 F F、灑精燈、灑精燈 G G、燒杯、燒杯 H H、墨筒、墨筒（2 2）第）第2 2步：步：II溶液的獲取。操作是溶液的獲取。操作是_。（3 3）第）第3 3步：氧化。操作是依次加入合適的試劑。下列氧化劑最步：氧化。操作是依次加入合適的試劑。下列氧化劑最好選用好選用_（填代號）。（填代號）。 A A、濃硫酸、濃硫酸 B B、新制氯水、新制氯水 C C、KMnOKMnO4 4溶液溶液 D D、H H2 2O O2 2理由是理由是_。（4 4）第）第4 4步：碘單質(zhì)的檢驗(yàn)。操作是取少量第步：

6、碘單質(zhì)的檢驗(yàn)。操作是取少量第3 3步的溶液，滴加步的溶液，滴加淀粉溶液，如果溶液顯藍(lán)色，則證明海帶中含碘。淀粉溶液，如果溶液顯藍(lán)色，則證明海帶中含碘。B E F將灰燼轉(zhuǎn)移到燒杯中，加適量蒸餾水，用玻棒充分?jǐn)嚢?，過濾(3) D(4) 過氧化氫是綠色氧化劑，在氧化過程中不引進(jìn)雜質(zhì)、不產(chǎn)生污染（不會進(jìn)一步氧化單質(zhì)碘）例例3 3、 （0505廣東）（廣東）（1414分）研究性學(xué)習(xí)小組進(jìn)行分）研究性學(xué)習(xí)小組進(jìn)行SOSO2 2的制備及性的制備及性質(zhì)探究實(shí)驗(yàn)。（質(zhì)探究實(shí)驗(yàn)。（1 1）根據(jù)反應(yīng)）根據(jù)反應(yīng)NaNa2 2SOSO3 3（固）（固）+H+H2 2SOSO4 4（濃）（濃） NaNa2 2SOSO4

7、4 + + SOSO2 2+ H+ H2 2O O，制備，制備SOSO2 2氣體。氣體。用下列簡圖，在答題卡的方框中畫出制備并收集用下列簡圖，在答題卡的方框中畫出制備并收集SOSO2 2的實(shí)驗(yàn)裝的實(shí)驗(yàn)裝置（含試劑）示意圖置（含試劑）示意圖 答案:實(shí)驗(yàn)過程中，使用分液漏斗滴加實(shí)驗(yàn)過程中，使用分液漏斗滴加濃硫酸的操作是濃硫酸的操作是_。打開分液漏斗上口的活塞，旋開分液漏斗的旋塞，緩慢滴加。例4、測量一定質(zhì)量的鋁鋅合金與強(qiáng)酸溶液反應(yīng)產(chǎn)生的氫氣的體積，可以求得合金中鋁和鋅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)?，F(xiàn)有下列實(shí)驗(yàn)用品，中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)常用儀器：800mL燒杯、100mL量筒，短頸玻璃漏斗、銅網(wǎng)、鋁鋅合金樣品、濃鹽酸（密度1

8、.19g/cm3）、 水。按圖720示裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，回答下列問題。（設(shè)合金樣品全部反應(yīng)，產(chǎn)生的氣體不超過100mL） （1）補(bǔ)充下列實(shí)驗(yàn)步驟，直到反應(yīng)開始進(jìn)行 （鐵架臺和鐵夾的安裝可省略）。將稱量后的合金樣品用銅網(wǎng)小心包裹好，放在800mL燒杯底部，把短頸漏斗倒扣在樣品上面。（2）合金樣品用銅網(wǎng)包裹的目的是什么？答案:（1）往燒杯中注入水，直至水面沒過漏斗頸。（沒答水面沒過漏斗頸不給分）在100mL量筒中裝滿水，倒置在盛水的燒杯中（量筒中不應(yīng)留有氣泡），使漏斗頸伸入量筒中。燒杯中水面到杯口至少保留約100mL距離。將長頸漏斗（或答玻璃棒）插入燒杯并接近燒杯底部，通過它慢慢加入濃鹽酸，至有氣體產(chǎn)

9、生。（2）使樣品在反應(yīng)時(shí)能保持在燒杯底適當(dāng)?shù)奈恢?。（或答避免反?yīng)時(shí)樣品漂?。?敞口玻璃容器敞口玻璃容器 有塞玻璃容器有塞玻璃容器 玻璃漏斗玻璃漏斗 分液漏斗分液漏斗 例例5 5、工業(yè)制純堿時(shí)，第一步是通過飽和食鹽水、氨和二氧化碳反應(yīng)，獲得碳酸、工業(yè)制純堿時(shí)，第一步是通過飽和食鹽水、氨和二氧化碳反應(yīng)，獲得碳酸氫鈉結(jié)晶，它的反應(yīng)原理可以用下面的方程式表示：氫鈉結(jié)晶，它的反應(yīng)原理可以用下面的方程式表示：NHNH3 3+CO+CO2 2+H+H2 2O=NHO=NH4 4HCOHCO3 3 NH NH4 4HCOHCO3 3+NaCl+NaCl（飽和）（飽和）=NaHCO=NaHCO3 3+NH+NH

10、4 4ClCl以上反應(yīng)的總結(jié)果是放熱反應(yīng)。請?jiān)O(shè)計(jì)一個實(shí)驗(yàn)：用最簡單的實(shí)驗(yàn)裝置模擬實(shí)以上反應(yīng)的總結(jié)果是放熱反應(yīng)。請?jiān)O(shè)計(jì)一個實(shí)驗(yàn)：用最簡單的實(shí)驗(yàn)裝置模擬實(shí)現(xiàn)這一過程，獲得碳酸氫鈉結(jié)晶?？晒┻x擇的實(shí)驗(yàn)用品有：現(xiàn)這一過程，獲得碳酸氫鈉結(jié)晶。可供選擇的實(shí)驗(yàn)用品有：6 molL6 molL-1-1鹽酸鹽酸，6molL6molL-1-1硫酸，硫酸，濃氨水濃氨水，氫氧化鈉、消石灰、，氫氧化鈉、消石灰、石灰石石灰石、氯化銨、氯化銨、食鹽食鹽、蒸餾水、蒸餾水和冰，以及中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)常用儀器。和冰，以及中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)常用儀器。 畫出實(shí)驗(yàn)裝置示意圖（包括反應(yīng)時(shí)容器中的物質(zhì)），并用圖中玻璃容器旁自畫出實(shí)驗(yàn)裝置示意圖（包括反

11、應(yīng)時(shí)容器中的物質(zhì)），并用圖中玻璃容器旁自基至右分別用基至右分別用A A、B B、CC符號標(biāo)明（請見題后說明）符號標(biāo)明（請見題后說明） 請寫出在圖上用請寫出在圖上用A A、B B、CC各玻璃容器中盛放物質(zhì)的化學(xué)式或名稱。各玻璃容器中盛放物質(zhì)的化學(xué)式或名稱。A A： B B： C C： D D： E E：利用在本題所提供的實(shí)驗(yàn)用品，如何判斷得到的產(chǎn)品是碳酸氫鈉的結(jié)晶，而利用在本題所提供的實(shí)驗(yàn)用品，如何判斷得到的產(chǎn)品是碳酸氫鈉的結(jié)晶，而不是碳酸氫銨或食鹽結(jié)晶。不是碳酸氫銨或食鹽結(jié)晶。 答：答：鐵架臺、石棉網(wǎng)、酒精燈、玻璃導(dǎo)管之間的聯(lián)接膠管等，在示意圖中不必畫鐵架臺、石棉網(wǎng)、酒精燈、玻璃導(dǎo)管之間的聯(lián)接

12、膠管等，在示意圖中不必畫出。如需加熱，在需加熱的儀器下方，標(biāo)以出。如需加熱，在需加熱的儀器下方，標(biāo)以“”表示。表示。 玻璃導(dǎo)管 （但應(yīng)標(biāo)示出在液面上或液面下） 說明：說明：本題裝置示意圖中的儀器可以用下面的方式表示。本題裝置示意圖中的儀器可以用下面的方式表示。A CaCO3，并由漏斗加入，并由漏斗加入6molL-1HCl；B蒸餾水（或答水）；蒸餾水（或答水）；C冰冰水（或答冷水）；水（或答冷水）；D被氯化鈉飽和的濃氨溶液；被氯化鈉飽和的濃氨溶液；E為為6molL-1H2SO4。 ABCDE答案:a.取少量產(chǎn)品放在試管中，在酒精燈上加熱至不再有氣體放出時(shí)，停止加熱。 b.試管中如有白色剩余物質(zhì)，

13、則得到的產(chǎn)品不是碳酸氫銨。 c. 試管冷卻后，向其中加入適量鹽酸，反應(yīng)激烈，冒大量氣泡，最后剩余物全部溶解，說明得到的結(jié)晶是碳酸氫鈉。 d.如果加入鹽酸后，晶體全部溶解，但沒有氣泡產(chǎn)生，則得到的結(jié)晶可能是食鹽。對實(shí)驗(yàn)方案的評價(jià)應(yīng)遵循以下原則：對實(shí)驗(yàn)方案的評價(jià)應(yīng)遵循以下原則：能否達(dá)到目的；能否達(dá)到目的； 所用原料是否常見易得、廉價(jià)；所用原料是否常見易得、廉價(jià)；原料的利用率高低；原料的利用率高低；過程是否簡捷安全；過程是否簡捷安全；有無對環(huán)境污染；有無對環(huán)境污染； 實(shí)驗(yàn)的誤差大小有無創(chuàng)意等等實(shí)驗(yàn)的誤差大小有無創(chuàng)意等等。二、實(shí)驗(yàn)評估例例6 6、某學(xué)生根據(jù)高中課本中硝酸鉀受熱分解的實(shí)驗(yàn)操作來判斷、某學(xué)

14、生根據(jù)高中課本中硝酸鉀受熱分解的實(shí)驗(yàn)操作來判斷硝酸鉛的分解產(chǎn)物之一是氧氣；將試管中的硝酸鉛加熱到熔融，硝酸鉛的分解產(chǎn)物之一是氧氣；將試管中的硝酸鉛加熱到熔融，把帶有火星的細(xì)木條伸進(jìn)試管口，檢驗(yàn)放出的氣體，當(dāng)發(fā)現(xiàn)木把帶有火星的細(xì)木條伸進(jìn)試管口，檢驗(yàn)放出的氣體，當(dāng)發(fā)現(xiàn)木條復(fù)燃時(shí)該學(xué)生即斷言，硝酸鉛受熱分解有氧氣放出。請你對條復(fù)燃時(shí)該學(xué)生即斷言，硝酸鉛受熱分解有氧氣放出。請你對上述實(shí)驗(yàn)及結(jié)論的合理性作出評價(jià)。如有必要，可提出改進(jìn)的上述實(shí)驗(yàn)及結(jié)論的合理性作出評價(jià)。如有必要，可提出改進(jìn)的實(shí)驗(yàn)方案。實(shí)驗(yàn)方案。2KNO2KNO3 3= 2KNO= 2KNO2 2+O+O2 2 2Pb(NO2Pb(NO3 3

15、) )2 2 =2PbO+4NO =2PbO+4NO2 2+O+O2 2答案：上述實(shí)驗(yàn)及結(jié)論在科學(xué)上是錯誤的。由于答案：上述實(shí)驗(yàn)及結(jié)論在科學(xué)上是錯誤的。由于NO2也能助燃也能助燃, ,干擾了干擾了O2的檢驗(yàn)，因此應(yīng)選用的檢驗(yàn)，因此應(yīng)選用NaOH溶液除掉溶液除掉NO2后再檢驗(yàn)。后再檢驗(yàn)。（1 1）用）用98%98%的硫酸配制的硫酸配制28%28%的硫酸，所需的玻璃儀器除量筒外，的硫酸，所需的玻璃儀器除量筒外，還有還有。(a) (a) 容量瓶容量瓶 (b) (b) 燒杯燒杯 (c) (c) 燒瓶燒瓶（2 2）步驟）步驟IIII取樣分析溶液中的取樣分析溶液中的FeFe2+2+、FeFe3+3+的含量

16、，目的是的含量，目的是 。 A. A.控制溶液中控制溶液中FeFe2+2+與與FeFe3+3+含量比含量比 B. B.確定下一步還原所需鐵的量確定下一步還原所需鐵的量 C. C.確定氧化確定氧化FeFe2+2+所需所需NaClONaClO3 3的量的量 D. D.確保鐵的氧化物酸溶完全確保鐵的氧化物酸溶完全例例7、(05(05上海上海) )硫酸鐵（硫酸鐵（PFSPFS）是一種新型高效的無機(jī)高分子絮凝劑，）是一種新型高效的無機(jī)高分子絮凝劑，廣泛用于水的處理。用鐵的氧化物為原料來制取聚合硫酸鐵，為控廣泛用于水的處理。用鐵的氧化物為原料來制取聚合硫酸鐵，為控制水解時(shí)制水解時(shí)FeFe3+3+的濃度，防

17、止生成氫氧化鐵沉淀，原料中的的濃度，防止生成氫氧化鐵沉淀，原料中的FeFe3+3+必須必須先還原為先還原為FeFe2+2+。實(shí)驗(yàn)步驟如下：。實(shí)驗(yàn)步驟如下：（3）用）用NaClO3氧化時(shí)反應(yīng)方程式如下：氧化時(shí)反應(yīng)方程式如下： 6FeSO4 + NaClO3 + 3H2SO4 3Fe2(SO4)3 + NaCl + 3H2O若改用若改用HNO3氧化，則反應(yīng)方程式如下氧化，則反應(yīng)方程式如下 6FeSO4 + 2HNO3 + 3H2SO4 3Fe2(SO4)3 + NO + 4H2O已知已知1mol HNO3價(jià)格價(jià)格0.16元、元、1mol NaClO3價(jià)格價(jià)格0.45元，評價(jià)用元，評價(jià)用HNO3代替

18、代替NaClO3作氧化劑的得弊，利是作氧化劑的得弊，利是，弊是，弊是。 聚合硫酸鐵溶液中聚合硫酸鐵溶液中SO42-與與Fe3+物質(zhì)的量之比不是物質(zhì)的量之比不是3:2。根據(jù)下列。根據(jù)下列供選擇的試劑和基本操作，測定聚合硫酸鐵產(chǎn)品溶液中供選擇的試劑和基本操作，測定聚合硫酸鐵產(chǎn)品溶液中SO42-與與Fe3+物質(zhì)的量之比。物質(zhì)的量之比。（4）測定時(shí)所需的試劑）測定時(shí)所需的試劑。(a) NaOH (b) FeSO4 (c) BaCl2 (d) NaClO3（5）需要測定）需要測定和和的質(zhì)量（填寫化合物的化學(xué)式）。的質(zhì)量（填寫化合物的化學(xué)式）。（6）選出測定過程中所需的基本操作）選出測定過程中所需的基本操

19、作（按操作先后順（按操作先后順序列出）。序列出）。(a) 萃取、分液萃取、分液 (b) 過濾、洗滌過濾、洗滌 (c) 蒸發(fā)、結(jié)晶蒸發(fā)、結(jié)晶 (d) 冷卻、稱量冷卻、稱量 (e)烘干或灼燒烘干或灼燒答案:（本題共12分）（1）b（2）b、c（3）利：原料成本較低弊：產(chǎn)生氣體對大氣有污染（4）a、c（5）Fe2O3、BaSO4（6）b、e、d例例8 8 、索爾維制堿法步驟如下：、索爾維制堿法步驟如下：氨化的飽和氨化的飽和NaClNaCl溶液中通人溶液中通人COCO2 2制得制得NaHCONaHCO3 3，將將NaHCONaHCO3 3在在250250焙燒可得焙燒可得NaNa2 2COCO3 3，回收，回收COCO2 2循環(huán)利用；循環(huán)利用；析出析出NaHCONaHCO3 3的母液中加入生石灰加熱回收氨并循環(huán)利用。的母液中加入生石灰加熱回收氨并循環(huán)利用。侯氏制堿法用侯氏制堿法用NaClNaCl固體代替生石灰，加入母液使固體代替生石灰，