版高考化学二轮课堂复习教师用书专题4+第16讲+实验方案的设计与评价+Word版含答案.docx
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版高考化学二轮课堂复习教师用书专题4+第16讲+实验方案的设计与评价+Word版含答案
第16讲 实验方案的设计与评价
考纲定位
命题热点及考频考题
核心素养
1.认识化学是以实验为基础的一门科学。
了解科学探究的基本过程,学习运用以实验和推理为基础的科学探究方法。
2.了解定量研究方法是化学发展为一门科学的重要标志。
3.根据化学实验的目的和要求,能做到:
①设计实验方案;
②正确选用实验装置;
③掌握控制实验条件的方法;
④预测或描述实验现象、分析或处理实验数据,得出合理结论;
⑤评价或改进实验方案。
4.以上各部分知识与技能的综合应用。
1.制备型综合实验方案的设计与评价
2017年Ⅰ卷T27;2017年Ⅲ卷T27;2016年Ⅰ卷T26
(2);2016年Ⅱ卷T28;2016年Ⅲ卷T26;2015年Ⅰ卷T10;2015年Ⅰ卷T26
1.实验探究——发现和提出有探究价值的化学问题,能依据探究目的设计并优化实验方案,完成实验操作,能对观察记录的实验信息进行加工并获得结论。
2.创新精神——能和同学交流实验探究的成果,提出进一步探究或改进实验的设想;能尊重事实和证据,不迷信权威,具有独立思考、敢于质疑和批判的创新精神。
3.证据推理——能对物质的性质及其变化提出可能的假设;基于证据进行分析推理,设计实验证实或证伪假设。
2.探究型综合实验方案的设计与评价
2017年Ⅰ卷T26;2017年Ⅱ卷T26、T28;2017年Ⅲ卷T26;2016年Ⅱ卷T28
———————核心知识·提炼———————
(对应学生用书第74页)
提炼1 实验方案设计
1.实验方案设计的基本思路
→
→
→
→
2.实验方案设计的四要求
提炼2 实验方案评价
1.一般思维流程
―→
―→
2.注意分析的五方面
3.重点关注三角度
提炼3 性质探究型实验
1.实验设计思路
研究物质结构特点→提出合理假设→设计实验方案(定性分析、定量分析)→得出结论
2.基本环节
(1)发现问题:
就是在学习和实验的过程中所遇到的值得探究的问题和异常现象等。
(2)提出猜想:
就是根据已有的知识对所发现的问题的解决提出的几种可能的情况。
(3)设计验证方案:
就是根据猜想,结合实验条件设计科学、合理、安全的实验方案,对各种猜想进行验证。
(4)具体实施实验:
就是根据实验方案选择仪器、组装仪器、按步骤进行操作实验的过程。
(5)观察现象分析数据,得出结论:
就是认真全面观察实验中出现的现象并及时记录所得数据,然后进行推理分析和数据分析,通过对比归纳得出结论。
提炼4 性质验证型实验
1.实验方案的设计思路
→
→
→
2.成分确定中常用的定量方法
(1)沉淀法
(2)测气体体积法
(3)测气体质量法
(4)滴定法(酸碱中和滴定、沉淀滴定和氧化还原反应滴定)
———————命题热点·探究———————
命题热点1 制备型综合实验方案的设计与评价
(对应学生用书第75页)
■对点练——沿着高考方向训练·
1.(2017·山东临沂期末)亚硝酰氯(NOCl,熔点:
-64.5℃,沸点:
-5.5℃)是一种黄色气体,遇水易水解。
可用于合成清洁剂、触媒剂及中间体等。
实验室可由氯气与一氧化氮在常温常压下合成。
【导学号:
97184226】
(1)甲组的同学拟制备原料气NO和Cl2,制备装置如图所示:
为制备纯净干燥的气体,补充下表中缺少的药品。
装置Ⅰ
装置Ⅱ
烧瓶中
分液漏斗中
制备纯净的Cl2
MnO2
①________
②________
制备纯净的NO
Cu
③________
④________
(2)乙组同学利用甲组制得的NO和Cl2制备NOCl,装置如图所示:
①装置连接顺序为a→________(按气流自左向右方向,用小写字母表示)。
②装置Ⅳ、Ⅴ除可进一步干燥NO、Cl2外,另一个作用是
_________________________________________________________________
________________________________________________________________。
③装置Ⅶ的作用是________________________________________________。
④装置Ⅷ中吸收尾气时,NOCl发生反应的化学方程式为
_________________________________________________________________
_______________________________________________________________。
(3)丙组同学查阅资料,查得王水是浓硝酸与浓盐酸的混酸,一定条件下混酸可生成亚硝酰氯和氯气,该反应的化学方程式为_______________________
_______________________________________________________________。
【解析】
(1)实验室通常用浓盐酸和MnO2混合加热制氯气,因盐酸有挥发性,氯气中混有的HCl气体需要用饱和食盐水除去,最后再用浓硫酸干燥即可得纯Cl2;用铜和稀硝酸反应制NO气体,因装置中混有的氧气和NO反应生成少量NO2,因此需要通过水除去NO2,再用浓硫酸干燥即可得较纯净的NO。
(2)①亚硝酰氯的熔、沸点较低,易液化,遇水易水解,故需要保持装置内干燥和反应混合气体干燥,同时需要考虑Cl2和NO尾气对环境的污染,需要用NaOH溶液吸收尾气,则装置连接顺序为a→e→f(或f→e)→c→b→d。
②装置Ⅳ、Ⅴ除可进一步干燥NO、Cl2外,还可以通过观察气泡调节气体的流速,控制NO和Cl2的比例。
③亚硝酰氯遇水易水解,装置Ⅶ的作用是防止装置Ⅷ中水蒸气进入反应器Ⅵ中。
④装置Ⅷ中NaOH溶液能吸收NO、Cl2及NOCl,其中NOCl与NaOH溶液反应的化学方程式为NOCl+2NaOH===NaCl+NaNO2+H2O。
(3)浓硝酸与浓盐酸在一定条件下反应生成亚硝酰氯和氯气,发生反应的化学方程式为HNO3(浓)+3HCl(浓)===NOCl↑+Cl2↑+2H2O。
【答案】
(1)①浓盐酸 ②饱和食盐水 ③稀硝酸 ④水
(2)①e→f(或f→e)→c→b→d
②通过观察气泡,调节气体的流速
③防止水蒸气进入反应器
④NOCl+2NaOH===NaCl+NaNO2+H2O
(3)HNO3(浓)+3HCl(浓)===NOCl↑+Cl2↑+2H2O
2.氯化铝为共价化合物,熔点、沸点都很低,且会升华,极易潮解,遇水放热并产生白色烟雾。
【导学号:
97184227】
请回答下列问题:
(1)甲组同学按照如图一所示装置,通过实验制备AlCl3固体。
装置B中滴入浓硫酸后发生的反应为2NaCl+H2SO4(浓)
2HCl↑+Na2SO4。
装置C中所盛装的试剂是________,点燃D处酒精灯时,装置D中发生反应的化学方程式为__________________________________________________________。
装置F的作用是__________________________________________________。
安装好仪器后需要进行的操作有:
①向装置B中滴加浓硫酸;②点燃B处酒精灯;③点燃D处酒精灯。
这三项操作的正确顺序为________(填序号)。
(2)乙组同学认为甲组同学的装置设计存在不安全因素,因此乙组同学对甲组同学所设计的装置D、E进行了改进(如图二所示),装置E改为带支管的烧瓶,该烧瓶的名称为________,改进后的优点是_______________________
________________________________________________________________。
(3)设计实验证明:
①AlCl3能够水解:
________________________________________________。
②AlCl3是共价化合物:
_____________________________________________。
【解析】
(1)制备出的AlCl3极易潮解,因此装置C中应盛装浓硫酸,用来干燥HCl气体;由反应物为Al和HCl气体可知装置D中发生的反应为2Al+6HCl(g)
2AlCl3+3H2;装置E可收集制备的AlCl3,故装置F可防止空气中的水蒸气进入装置使收集到的AlCl3水解变质。
先滴入浓硫酸,使浓硫酸与NaCl混合,加热使之反应,使反应生成的HCl气体排出整个装置中的空气和水蒸气,再点燃装置D处的酒精灯。
(2)根据提示可知该仪器为蒸馏烧瓶;甲组同学的装置中连接D、E之间的导管太细,容易发生堵塞,故乙组同学直接将装置D的玻璃管插入装置E中,较粗的玻璃管D可以防止凝华的AlCl3堵塞管道。
(3)①AlCl3水解显酸性,可用pH试纸检验。
②共价化合物在熔融状态下,不导电。
【答案】
(1)浓硫酸 2Al+6HCl(g)
2AlCl3+3H2 防止空气中的水蒸气进入装置E ①②③
(2)蒸馏烧瓶 防止凝华的AlCl3堵塞D、E之间的导气管 (3)①取少量AlCl3溶液,用pH试纸测其pH,pH<7 ②做AlCl3熔融状态下的导电实验
■提能力——针对热点题型训练·
(见专题限时集训T6、T7、T8)
命题热点2 探究型综合实验方案的设计与评价
(对应学生用书第76页)
■对点练——沿着高考方向训练·
1.(2017·宝鸡一模)某探究性实验小组的同学将打磨过的镁条投入到滴有酚酞的饱和NaHCO3溶液中,发现反应迅速,产生大量气泡和白色不溶物,溶液的浅红色加深。
该小组同学对白色不溶物的成分进行了探究和确定。
Ⅰ.提出假设:
(1)甲同学:
可能只是MgCO3;
乙同学:
可能只是________;
丙同学:
可能是xMgCO3·yMg(OH)2。
(2)在探究沉淀成分前,须将沉淀从溶液中过滤、洗涤、低温干燥,洗涤沉淀的操作方法是_____________________________________________________
________________________________________________________________。
Ⅱ.定性实验探究:
(3)取沉淀物少许于试管中,加入稀盐酸时固体溶解,产生大量气泡,则________(填“甲”“乙”或“丙”)同学假设错误。
Ⅲ.定量实验探究:
取一定量已干燥过的沉淀样品,利用下列装置测定其组成(部分固定夹持类装置未画出),经实验前后对比各装置的质量变化来分析沉淀的组成,得出丙同学的假设是正确的。
请回答下列问题:
(4)实验中合理的连接顺序为:
e→________→________→________→________→________→g→h(各装置只使用一次)。
(5)实验一段时间后,当装置B中________(填实验现象),停止加热,说明固体已分解完全;打开f处的活塞,缓缓通入空气数分钟的目的是________,装置C中碱石灰的作用是___________________________________________
________________________________________________________________。
(6)指导老师认为在上述实验装置中末端还需再连接一个D装置,若无此装置,会使测出的x∶y的值________(选填“偏大”“偏小
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