化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì) 的基本要求

學(xué)習(xí)目標(biāo)

1.理解化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)時(shí)的內(nèi)容﹑方法﹑要求。

2.學(xué)會(huì)設(shè)計(jì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案及科學(xué)評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)方案。

學(xué)習(xí)過程

一、學(xué)習(xí)探究活動(dòng)

    閱讀課本全文，回答下列問題。

（1）一個(gè)完整的化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案一般包括的內(nèi)容是：

（2）設(shè)計(jì)一個(gè)化學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)男┓矫嫒胧?/SPAN>

（3）設(shè)計(jì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)遵循哪幾項(xiàng)要求

二、總結(jié)與評(píng)價(jià)

  【總結(jié)】

1.實(shí)驗(yàn)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(jié)果處理﹑問題和討論。

2.設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案時(shí)，應(yīng)選擇安全性好﹑藥品易得﹑操作簡(jiǎn)便﹑裝置簡(jiǎn)單﹑現(xiàn)象明顯的最佳方案。

【評(píng)價(jià)】

1.實(shí)驗(yàn)室用氨氣還原氧化銅的方法測(cè)定銅的近似原子量，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：

3CuO+2NH₃======N₂+3Cu+2H₂O

（1）如果選用測(cè)定反應(yīng)物CuO和生成物H₂O的質(zhì)量[m _CuO、m _H2O]的方法進(jìn)行測(cè)定，請(qǐng)用圖示所列儀器設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)方案，并回答下列問題。

①儀器連接的順序?yàn)?/SPAN>              （用字母編號(hào)表示，儀器可重復(fù)使用）。d中濃硫酸的作用是          ____________________。實(shí)驗(yàn)完畢時(shí)，觀察到a中的現(xiàn)象是      。     

②列出計(jì)算Cu的原子量的表達(dá)式：               。

③下列情況將使測(cè)定結(jié)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(cè)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(xué)課外活動(dòng)小組設(shè)計(jì)的乙醇與氫鹵酸反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)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(dāng)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(dǎo)管口有氣泡產(chǎn)生，過幾分鐘后，無水CuSO粉末由無色變藍(lán)色，此時(shí)水浴加熱后，將F端逸出的氣體點(diǎn)燃，發(fā)生特殊的綠色火焰。試回答：

（1）B中逸出的主要?dú)怏w是                原因是             。

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

（3）F管口點(diǎn)燃的氣體是（填化學(xué)式）             ，生成其氣體的化學(xué)方程式                             _____________________________________________________________。

（4）A瓶中無水CuSO₄變藍(lán)的原因是                 。

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

針對(duì)性測(cè)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(yīng)生成的氣體先后通過裝有下列物質(zhì)的兩個(gè)吸收裝置，兩個(gè)裝置應(yīng)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(shí)驗(yàn)確定其純度，正確的操作順序?yàn)?/SPAN>(    )。

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(yàn)，不出現(xiàn)沉淀為止

⑦   準(zhǔn)確稱量干燥沉淀的質(zhì)量

⑧   在干燥器中冷卻

⑨   計(jì)算

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

4.根據(jù)下列實(shí)驗(yàn)事實(shí)得出的結(jié)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(jié)論：試液中一定含有SO₄^2-

              點(diǎn)  燃                  通入Ba(OH)₂溶液

B：氣體               氣體                  白色沉淀

結(jié)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(jié)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(jié)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(yīng)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(jié)晶         D.溶解、過慮、分餾、結(jié)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(qǐng)你設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)；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(xué)生設(shè)計(jì)了三種制備方案①用KI晶體與濃H₃PO₄反應(yīng)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(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)從草木灰中提取鉀鹽，下列儀器不必羅列在實(shí)驗(yàn)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(yīng)選用最好的實(shí)驗(yàn)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(yīng)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?jǐn)?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(shí)驗(yàn)進(jìn)行分離，可得到固體甲（實(shí)驗(yàn)使用的過濾器是用于強(qiáng)酸性液體的耐酸性過濾器）。

  請(qǐng)?zhí)顚懕碇锌崭瘢�完成由上述混合物得到固體甲的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。

   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(fù)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(hào)）

  （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(yīng)采取的最簡(jiǎn)單的措施

                                                                         。

13.為測(cè)定碳酸鈣純度（設(shè)含雜質(zhì)SiO₂），學(xué)生設(shè)計(jì)了如下幾個(gè)實(shí)驗(yàn)方案，請(qǐng)回答每個(gè)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(cè)定生成的氣體體積 V mL。

問題：如果稱量樣品時(shí)，砝碼底部有一處未被實(shí)驗(yàn)者發(fā)現(xiàn)的殘缺，那么測(cè)定的碳酸鈣的純度會(huì)              （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(shí)驗(yàn)中所用到的儀器名稱（除鐵架臺(tái)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(xiàng)編號(hào)）。

A.需要          B.不需要             C.均可

問題3：碳酸鈣純度計(jì)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(yīng)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(xiàng)編號(hào)）。

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

問題2：為減少實(shí)驗(yàn)誤差，必要的操作是             （填選項(xiàng)編號(hào)）。

A.精確測(cè)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(yīng)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(jìn)行洗滌，如果未經(jīng)洗滌，則測(cè)定的碳酸鈉純度將

            （偏高、偏低、無影響）。

綜上所述，你認(rèn)為4個(gè)方案中，最好的方案是           ，其它方案的缺點(diǎn)分別是：

方案IV：沉淀的洗滌、干燥、稱量操作過程復(fù)雜，容易造成較大誤差；

方案         ；                                                 。

方案         ；                                                  。