实验方案设计与评价课件.ppt
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- 实验 方案设计 评价 课件
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1、考点二:实验方案的设计与评价考点二:实验方案的设计与评价第九单元第九单元 化学实验基础化学实验基础第三节第三节物质的制备、实验方案的设计物质的制备、实验方案的设计与评价与评价题型分析:题型分析:常考点为物质制备常考点为物质制备实实验方案设计,物质性质实验方案验方案设计,物质性质实验方案设计及反应原理、反应条件的探究及变量控制等。设计及反应原理、反应条件的探究及变量控制等。试题特点试题特点:题材广、信息新、综合性强题材广、信息新、综合性强能力要求:能力要求:考查学生的综合实验能力考查学生的综合实验能力一、实验方案设计和评价的要求和思路一、实验方案设计和评价的要求和思路实验原理实验原理有毒药品有毒
2、药品1 1基本要求基本要求3实验方案设计的基本思路实验方案设计的基本思路实验目的;实验目的;实验原理;实验原理;实验用品实验用品(药品、仪器、装药品、仪器、装置、设备置、设备)及规格;及规格;实验装置图、实验步骤和操作方实验装置图、实验步骤和操作方法;法;实验注意事项;实验注意事项;实验现象的记录及结果处理;实验现象的记录及结果处理;问题与讨论。问题与讨论。2 2基本内容基本内容二、实验方案设计和评价二、实验方案设计和评价1、物质的制备实验方案设计及评价、物质的制备实验方案设计及评价2 2、物质的组成、性质探究实验方案设计及评价、物质的组成、性质探究实验方案设计及评价3 3、反应原理、条件的探
3、究实验方案设计及评价、反应原理、条件的探究实验方案设计及评价1、物质的制备实验方案设计及评价、物质的制备实验方案设计及评价【典例典例1】FeCl3在现代工业生产中应用广泛。某化学研究性在现代工业生产中应用广泛。某化学研究性学习小组模拟工业流程制备无水学习小组模拟工业流程制备无水FeCl3,再用副产品,再用副产品FeCl3溶溶液吸收有毒的液吸收有毒的H2S。.经查阅资料得知:无水经查阅资料得知:无水FeCl3在空气中易潮解,加热易升在空气中易潮解,加热易升华。他们设计了制备无水华。他们设计了制备无水FeCl3的实验方案,装置示意图的实验方案,装置示意图(加加热及夹持装置略去热及夹持装置略去)及操
4、作步骤如下:及操作步骤如下:【思维启迪思维启迪】实验目的、实验目的、FeCl3性质性质装置的设计。装置的设计。检验装置的气密性;检验装置的气密性;通入干燥的通入干燥的Cl2,赶尽装置中的空气;,赶尽装置中的空气;用酒精灯在铁屑下方加热至反应完成;用酒精灯在铁屑下方加热至反应完成;体系冷却后,停止通入体系冷却后,停止通入Cl2,并用干燥的,并用干燥的N2赶尽赶尽Cl2,将,将收集器密封。收集器密封。请回答下列问题:请回答下列问题:(1)装置装置A中反应的化学方程式为中反应的化学方程式为_。2Fe3Cl2 2FeCl3(2)第第步加热后,生成的烟状步加热后,生成的烟状FeCl3大部分进入收集器,大
5、部分进入收集器,少量沉积在反应管少量沉积在反应管A右端。要使沉积的右端。要使沉积的FeCl3进入收集器,进入收集器,第第步操作是步操作是_。(3)操作步骤中,为防止操作步骤中,为防止FeCl3潮解所采取的措施有潮解所采取的措施有(填步骤填步骤序号序号)_。(4)装置装置B中冷水浴的作用为中冷水浴的作用为_;装置;装置C的名称为的名称为_;装置;装置D中中FeCl2全部反全部反应后,因失去吸收应后,因失去吸收Cl2的作用而失效,写出检验的作用而失效,写出检验FeCl2是否是否失效的试剂:失效的试剂:_。(5)(5)在虚线框中画出尾气吸收装置在虚线框中画出尾气吸收装置E E并注明试剂。并注明试剂。
6、在沉积的在沉积的FeCl3固体下方加热固体下方加热 冷却,使冷却,使FeCl3沉积,便于收集沉积,便于收集产品产品干燥管干燥管 K3Fe(CN)6溶液溶液 转转 解析解析II该组同学用装置该组同学用装置D中的副产品中的副产品FeCl3溶液吸收溶液吸收H2S,得到,得到单质硫;过滤后,再以石墨为电极,在一定条件下电解滤液。单质硫;过滤后,再以石墨为电极,在一定条件下电解滤液。(6)FeCl3与与H2S反应的离子方程式为:反应的离子方程式为:。(7)电解池中)电解池中H+在阴极放电产生在阴极放电产生H2,阳极的电极反应为:,阳极的电极反应为:。(8)综合分析实验)综合分析实验II的两个反应,可知该
7、实验有两个显著优的两个反应,可知该实验有两个显著优点:点:H2S的原子利用率的原子利用率100%;。2Fe3+H2 S=2Fe2+S+2H+Fe2+-e-=Fe3+FeCl3可以循环利用可以循环利用制备实验设计的解题思路制备实验设计的解题思路1 1巧审题,明确实验的目的和原理。巧审题,明确实验的目的和原理。2 2想过程,理清实验操作的先后顺序。想过程,理清实验操作的先后顺序。3 3看准图,分析各项实验装置的作用。看准图,分析各项实验装置的作用。在分析解答在分析解答过程中,要认真细致地分析图中所示的各项装置,并过程中,要认真细致地分析图中所示的各项装置,并结合实验目的和原理,确定它们在该实验中的
8、作用。结合实验目的和原理,确定它们在该实验中的作用。4 4细分析,评优劣。细分析,评优劣。分析实验的过程中,从科学性,分析实验的过程中,从科学性,安全性,可行性,简约性几个方面考量设计方案,作安全性,可行性,简约性几个方面考量设计方案,作出评价。出评价。思思维维建建模模装置最简单,药品容易取得、价格低装置最简单,药品容易取得、价格低廉,现象明显,干扰小,无污染。廉,现象明显,干扰小,无污染。【真题演练真题演练】优化设计优化设计P201 P201(20112011全国)全国)2 2、组成、性质探究实验方案设计及评价、组成、性质探究实验方案设计及评价【典例典例2 2】实验室里常用实验室里常用MnO
9、2与浓盐酸反应制与浓盐酸反应制备备Cl2(发生装置如图所示发生装置如图所示)。制备反应会因盐酸。制备反应会因盐酸浓度下降而停止。为测定反应残余液中盐酸的浓度下降而停止。为测定反应残余液中盐酸的浓度,探究小组同学提出下列实验方案:浓度,探究小组同学提出下列实验方案:乙方案:采用酸碱中和滴定法测定。乙方案:采用酸碱中和滴定法测定。丙方案:与已知量丙方案:与已知量CaCO3(过量过量)反应,称量剩余的反应,称量剩余的CaCO3质量。质量。丁方案:与足量丁方案:与足量Zn反应,测量生成的反应,测量生成的H2体积。继而进行下体积。继而进行下列判断和实验列判断和实验(1)判定甲方案不可行,理由是判定甲方案
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