化學實驗方案設計 的基本要求

學習目標

 

1.理解化學實驗方案設計時的內(nèi)容﹑方法﹑要求。

2.學會設計化學實驗方案及科學評價實驗方案。

學習過程

 

一、學習探究活動

    閱讀課本全文，回答下列問題。

（1）一個完整的化學實驗方案一般包括的內(nèi)容是：

 

 

 

 

（2）設計一個化學實驗哪些方面入手

 

 

 

 

（3）設計化學實驗時應遵循哪幾項要求

 

 

 

 

 

二、總結與評價

  【總結】

1．實驗方案內(nèi)容一般包括：名稱﹑目的﹑原理﹑用品﹑步驟﹑現(xiàn)象記錄及結果處理﹑問題和討論。

2．設計實驗方案時，應選擇安全性好﹑藥品易得﹑操作簡便﹑裝置簡單﹑現(xiàn)象明顯的最佳方案。

 

【評價】

1．實驗室用氨氣還原氧化銅的方法測定銅的近似原子量，反應的化學方程式為：

                     

3CuO+2NH₃======N₂+3Cu+2H₂O

（1）如果選用測定反應物CuO和生成物H₂O的質(zhì)量[m _CuO、m _H2O]的方法進行測定，請用圖示所列儀器設計一個簡單的實驗方案，并回答下列問題。

①儀器連接的順序為              （用字母編號表示，儀器可重復使用）。d中濃硫酸的作用是          ____________________。實驗完畢時，觀察到a中的現(xiàn)象是      。     

②列出計算Cu的原子量的表達式：               。

③下列情況將使測定結果偏大的是                 。

A．CuO末全部還原的Cu      B．部份CuO受潮

C．CuO 混有Cu             D．部份CuO還原為Cu₂O

(1)如果仍采用上述儀器裝置，其他方案可選用測定的物理量有              。

A．m _Cu和m_CuO            B．m _N2和m _H2O

C．m _Cu和m _H2O           D．m _NH3和m _H2O

2．右圖是某化學課外活動小組設計的乙醇與氫鹵酸反應的實驗裝置圖。

在燒瓶A中放入一些新制的無水CuSO₄粉末，并加入約20mL無水乙醇，錐形瓶B盛放濃鹽酸，分液漏斗C和廣口瓶D中分別盛濃H₂SO₄，干燥管F中填滿堿石灰，燒杯作水浴噐。

當打開分液漏斗C的活塞后，由于濃H₂SO₄緩緩流入B中，則D中的導管口有氣泡產(chǎn)生，過幾分鐘后，無水CuSO粉末由無色變藍色，此時水浴加熱后，將F端逸出的氣體點燃，發(fā)生特殊的綠色火焰。試回答：

（1）B中逸出的主要氣體是                原因是             。

（2）D廣口瓶的作用是                    ；E管的作用是           。

（3）F管口點燃的氣體是（填化學式）             ，生成其氣體的化學方程式                             _____________________________________________________________。

（4）A瓶中無水CuSO₄變藍的原因是                 。

（5）由A中發(fā)生反應的事實，可推斷出的結論是                        __。

 

針對性測試題（二）

一．選擇題

1．為制備干燥、純凈的CO₂，  將大理石和鹽酸反應生成的氣體先后通過裝有下列物質(zhì)的兩個吸收裝置，兩個裝置應順序裝入(    )。

A．水；無水CaCl₂                        B．飽和NaHCO₃溶液；濃H₂SO₄  

C．濃H₂SO₄；飽和NaHCO₃溶液           D．飽和NaHCO₃溶液；稀H₂SO₄

2．下列各組溶液，只要用試管和膠頭滴管，不用其他任何試劑就可以鑒別的是(    )。

A．KOH和Al₂(SO₄)₃                    B．稀H₂SO₄和NaHCO₃

C．CaCl₂和Na₂CO₃                     D．Ba(OH)₂和NaHSO₄

3．一瓶Na₂SO₃已部份氧化，必須通過實驗確定其純度，正確的操作順序為(    )。

①   稱取樣品

②   用蒸餾水溶解樣品

③   過濾

④   在烘箱中烘干沉淀

⑤   向溶液中加過量的用鹽酸酸化的BaCl₂溶液

⑥   用蒸餾水洗滌沉淀再用AgNO₃溶液檢驗，不出現(xiàn)沉淀為止

⑦   準確稱量干燥沉淀的質(zhì)量

⑧   在干燥器中冷卻

⑨   計算

A．①②③⑥⑤④⑧⑦⑨                      B．①②⑤③⑥④⑧⑦⑨   C．①②③④⑤⑧⑥⑦⑨                      D．①②③⑤⑥④⑧⑦⑨

4．根據(jù)下列實驗事實得出的結論正確的是(     )。

 

A．試液  滴加BaCl₂溶液    白色沉淀   加稀鹽酸             沉淀不溶解

 

結論：試液中一定含有SO₄^2-

 

              點  燃                  通入Ba(OH)₂溶液

B：氣體               氣體                  白色沉淀

                                                                          

結論：原氣體一定是烴

           打開瓶蓋          用沾有濃氨水玻璃棒靠近

C：某溶液                        冒白霧                                白煙

 

結論：證明原溶液中一定是濃硫酸

                        

滴加苯酚溶液

D：某有色溶液                        紫色

結論：證明原溶液中一定含有Fe³⁺

5．限用一種試劑即可區(qū)別Na₂S、Na₂SO₃ 、Na₂CO₃、NaAlO₂、Na₂SO₄   

五種溶液，應選用(    )。

A．燒堿溶液      B．BaCl₂溶液     C．氨水      D．鹽酸

6．欲使CuSO₄•5H₂O、NH₄Cl和SiO₂的混合物分開，其必要的操作為(   )。

A．升華、溶解、過慮、蒸發(fā)         B．溶解、過慮、蒸發(fā)、分液。

C．加熱、溶解、過慮、結晶         D．溶解、過慮、分餾、結晶

7．現(xiàn)給你提供以下試劑①蒸餾水②鐵粉③濃：H₂SO₄④濃鹽酸⑤燒堿⑥濃氨水⑦Cl₂請你設計一個實驗；從電子工業(yè)上用FeCl₃溶液腐蝕印刷電路板后的廢液中回收并制純凈的FeCl₃溶液。在方案中需選用上述試劑中的(   )。

A．①②④⑦       B．①③④⑥      C．②④⑥⑥⑦      D．①④⑥⑦

8．某學生設計了三種制備方案①用KI晶體與濃H₃PO₄反應制HI②用飽和食鹽水制電石氣③用純堿和石灰水制燒堿，可用的方案是(   )。

A．①         B．①③         C．②③         D．全部

9．設計實驗從草木灰中提取鉀鹽，下列儀器不必羅列在實驗通知單中的是(   )。

A．滴定管       B．玻璃棒      C．燒杯       D．分液漏斗

10．去掉苯酚中混有少量的苯甲酸、應選用最好的實驗方案是(   )。

A．在混合物中加入鹽酸、充分振蕩，再用分液漏斗分離

B．在混合物中加入NaOH溶液、充分振蕩，再通入過量CO₂使反應完全后，再分液漏斗分離

C．將混合物用蒸餾方法分離

D．在混合物中加入乙醚、充分蒸取苯酚后，再用分液漏斗分離

 

        

 二．填空題

    11．已知化合物甲和乙都不溶于水，甲可溶于質(zhì)量分數(shù)大于或等于98%的硫酸而乙不溶，現(xiàn)有一份甲和乙的混合物樣品，通過實驗進行分離，可得到固體甲（實驗使用的過濾器是用于強酸性液體的耐酸性過濾器）。

  請?zhí)顚懕碇锌崭�，完成由上述混合物得到固體甲的實驗設計。

序號

實驗步驟

簡述實驗操作（不敘述如何組裝實驗裝置）

①

溶解

將混合物放入燒杯中，加入98%硫酸中，充份攪拌直到固體不再溶解。

②

 

 

 

③

 

 

④

 

 

⑤

洗滌沉淀

 

⑥

檢驗沉淀是否洗凈

 

   12．某混合物粉末中含有K⁺﹑Na⁺﹑Mg²⁺﹑Cl^-﹑Br^--。

   （1）將K⁺﹑Na⁺﹑Mg²⁺大致分離，并把Cl^-﹑Br^-也大致分離開來，有以下的方法和步驟可供選擇（有些可以重復使用）：①溶于水配成稀溶液；②溶于水配成飽和溶液；③通入足量的`CO₂；④通入足量的氯水；⑤加入足量濃氨水；⑥過濾；⑦用CCl₄萃取。最合理的方法和步驟的順序依次是（用編號）

                                                                        

  （2）分離后剩余的水溶液中所含的主要物質(zhì)是

  （3）如果上述分離過程中分離出的一種物質(zhì)是小蘇打，要得到干燥的小蘇打應采取的最簡單的措施

                                                                                

                                                                         。

13．為測定碳酸鈣純度（設含雜質(zhì)SiO₂），學生設計了如下幾個實驗方案，請回答每個方案中的問題。

[方案I]

（1）稱取碳酸鈣樣品 M g；

（2）加入過量鹽酸；

（3）收集并測定生成的氣體體積 V mL。

問題：如果稱量樣品時，砝碼底部有一處未被實驗者發(fā)現(xiàn)的殘缺，那么測定的碳酸鈣的純度會              （偏高、偏低、無影響）

[方案II]

（1）稱取碳酸鈣樣品 M g；

（2）用c mol/L 鹽酸 V mL（過量）溶解樣品；

（3）取溶解后的溶液 mL，用C′mol/L NaOH溶液滴定，恰好用去V′mL。

問題1：列出本實驗中所用到的儀器名稱（除鐵架臺及附件、燒杯之外）

                                             。

問題2：加鹽酸后是否需要濾出SiO₂后再用NaOH滴定          （填選項編號）。

A．需要          B．不需要             C．均可

問題3：碳酸鈣純度計算公式                                  。

[方案III]

（1）稱取碳酸鈣樣品 M g；

（2）高溫（1000℃）煅燒直至質(zhì)量不再發(fā)生變化，冷卻后稱量，質(zhì)量為M′g。

問題1：為什么要煅燒至1000℃且“直至質(zhì)量不再改變”？

 

 

 

問題2：本方案中的“冷卻”應如何操作“為什么？

 

 

 

[方案IV]

（1）稱取碳酸鈣樣品 M g；

（2）加入足量Cmol/L鹽酸V mL使之完全溶解；

（3）過濾并取濾液；

（4）在濾液中加入過量C′mol/L Na₂CO₃溶液V′mL；

（5）將步驟（4）中的沉淀濾出、洗滌、干燥、稱重為M′g。

問題1：此方案中不需要的數(shù)據(jù)是                （填選項編號）。

A．C、V        B．C′、 V′      C． M′       D． M      

問題2：為減少實驗誤差，必要的操作是             （填選項編號）。

A．精確測定Na₂CO₃溶液體積V′ mL

B．精確配制濃度C′mol/LNa₂CO₃溶液

C．將步驟（3）所得沉淀洗滌，洗滌也應并入（4）中

D．將步驟（3）所得沉淀洗滌、干燥、稱量其質(zhì)量M′g備用

問題3：步驟（5）中要將沉淀進行洗滌，如果未經(jīng)洗滌，則測定的碳酸鈉純度將

            （偏高、偏低、無影響）。

綜上所述，你認為4個方案中，最好的方案是           ，其它方案的缺點分別是：

 

方案IV：沉淀的洗滌、干燥、稱量操作過程復雜，容易造成較大誤差；

方案         ；                                                 。

方案         ；                                                  。

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