2019届一轮复习人教版化学实验方案的设计与评价教案 17页

课 题 第8讲 化学实验方案的设计与评价 授课教师 宋傅 教学目标 知识与技能 ‎1..掌握控制实验条件的方法。‎ ‎2.预测或描述实验现象，分析或处理实验数据，得出合理结论。‎ ‎3.以上各部分知识与技能的综合应用。‎ 过程与方法 通过理论分析和实际演练，总结归纳实验方案的设计与评价 情感态度与价值观 ‎1.感受化学实验在科研中的应用与创新；‎ ‎2.认识学习化学的价值，体会化学的魅力。‎ 教学重难点 教学重点 学会科学探究的方法及设计、评价实验的训练。。‎ 教学难点 探究实验的设计，准确使用常见的化学仪器。‎ 教法及学法 教学方法 练习法、练习法、自主学习法。‎ 学法指导 注重知识的推理归纳实验设计与评价的方法。‎ 教学器材 化学实验的多媒体素材 教学环节 教学流程及内容 设计意图 个人二次备课札记 课题一　化学实验方案的设计 ‎【温故知新】‎ ‎1．化学实验方案设计的五项基本原则 ‎2．化学实验方案设计的基本思路 根据实验目的和原理及所选用的药品和仪器，设计合理的装置，并且从几种方案中分析选择出最佳方案。‎ ‎3．化学实验方案的设计步骤 ‎(1)明确目的，弄清原理 ‎(2)选择实验用品 ‎(3)实施实验操作——注意严谨性、逻辑性、规范性、安全性 ‎(4)记录实验现象、数据——全面而准确 ‎(5)分析、归纳得出结论 ‎4．化学实验方案设计的注意事项 ‎(1)实验操作顺序 装置选择与连接→气密性检查→加固体药品→加液体药品→开始实验(按程序)→拆卸仪器→其他处理等。‎ ‎(2)加热操作先后顺序的选择 若气体制备实验需加热，应先加热气体发生装置，通入气体排出装置中的空气后，再给实验中需要加热的物质加热。目的是：①防止爆炸(如氢气还原氧化铜)；②保证产品纯度，防止反应物或生成物与空气中的物质反应。熄灭酒精灯的顺序则相反。‎ ‎(3)实验中试剂或产物防止变质或损失 ‎(4)选用仪器及连接顺序 ‎(5)仪器药品的准确描述 ‎①实验中所用试剂名称：如无水硫酸铜(CuSO4)，硫酸铜溶液，酸性高锰酸钾溶液，澄清石灰水，饱和碳酸氢钠溶液等。‎ ‎②仪器名称：如坩埚、研钵、100 mL容量瓶等。‎ ‎[对点小练]‎ ‎1．某化学活动小组设计如图所示(部分夹持装置已略去)实验装置，以探究潮湿的Cl2与干燥Na2CO3反应得到的固体物质。‎ ‎(1)已知：通入一定量的氯气后，测得D中只有一种常温下为黄红色的气体，其为含氯氧化物。可以确定的是C中含有的氯盐只有一种，且含有NaHCO3，现对C中成分进行猜想和探究。‎ ‎①提出合理假设。‎ 假设一：存在两种成分，即NaHCO3和__NaCl__；‎ 假设二：存在三种成分，即NaHCO3和__NaCl__、__Na2CO3__。‎ ‎②设计方案，进行实验。请写出实验步骤以及预期现象和结论(可不填满)。‎ 限选实验试剂和仪器：蒸馏水、稀硝酸、BaCl2溶液、澄清石灰水、AgNO3溶液、试管、小烧杯。‎ 实验步骤 预期现象和结论 步骤1：取C中的少量固体样品于试管中，滴加足量蒸馏水至固体溶解，然后将所得溶液分别置于A、B试管中 ‎—‎ 步骤2：__向A试管中滴加BaCl2溶液__‎ ‎__a．若无明显现象，则证明固体中不含Na2CO3；b.若溶液变浑浊，则证明固体中含Na2CO3__‎ 步骤3：__向B试管中滴加过量的稀硝酸，再滴加AgNO3溶液__‎ ‎__若溶液变浑浊，则证明固体中含有NaCl__‎ ‎(2)已知C中有0.1 mol Cl2参加反应。若假设一成立，可推知C中反应的化学方程式为__2Cl2＋H2O＋2Na2CO3===2NaHCO3＋2NaCl＋Cl2O__。‎ ‎【考点拓展】‎ ‎　综合实验设计题的解题思路 ‎1．巧审题，明确实验的目的和原理。‎ 实验原理遵循可靠性、简捷性、安全性的原则，确定符合实验目的、要求的方案。‎ ‎2．想过程，理清实验操作的先后顺序。‎ 根据实验原理所确定的实验方案中的实验过程，确定实验操作的方法和步骤，把握各步实验操作的要点，理清实验操作的先后顺序。‎ ‎3．看准图，分析各项实验装置的作用。‎ 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作用。‎ ‎4．细分析，得出正确的实验结论。‎ 在分析实验现象(或数据)的过程中，要善于找出影响实验成败的关键以及产生误差的原因，或从有关数据中归纳出定量公式，绘制变化曲线等。‎ ‎[例1] 某化学兴趣小组制取氯酸钾和氯水并进行有关探究实验。‎ 实验　测定饱和氯水中氯元素的总量 ‎(1)该小组设计的实验方案：使用如图装置，加热15.0 mL饱和氯水试样，测定产生气体的体积。此方案不可行的主要原因是__因存在Cl2的重新溶解、HClO分解等，此方案无法测算试样含氯总量(或其他合理答案)__(不考虑实验装置及操作失误导致不可行的原因)。‎ ‎(2)根据下列资料，为该小组设计一个可行的实验方案(不必描述操作过程的细节)：__量取一定量的试样，加入足量的H2O2溶液，加热除去过量的H2O2‎ ‎，冷却，再加入足量的硝酸银溶液，称量沉淀质量(或其他合理答案)__。‎ 资料：ⅰ.次氯酸会破坏酸碱指示剂；‎ ⅱ.次氯酸或氯气可被SO2、H2O2、FeCl2等物质还原成Cl－。‎ ‎【课堂小结】‎ ‎【作业布置】‎ ‎1．(2017·全国卷Ⅲ)‎ 绿矾是含有一定量结晶水的硫酸亚铁，在工农业生产中具有重要的用途。某化学兴趣小组对绿矾的一些性质进行探究。回答下列问题：‎ ‎(1)在试管中加入少量绿矾样品，加水溶解，滴加KSCN溶液，溶液颜色无明显变化。再向试管中通入空气，溶液逐渐变红。由此可知：__样品中没有Fe(Ⅲ)__Fe(Ⅱ)易被氧气氧化为Fe(Ⅲ)__。‎ ‎(2)为测定绿矾中结晶水含量，将石英玻璃管(带两端开关K1和K2)(设为装置A)称重，记为m1 g。将样品装入石英玻璃管中，再次将装置A称重，记为m2 g。‎ 按下图连接好装置进行实验。‎ ‎①仪器B的名称是__(球形)干燥管__。‎ ‎②将下列实验操作步骤正确排序__dabfce ‎__(填字母)；重复上述操作步骤，直至A恒重，记为m3 g。‎ a．点燃酒精灯，加热　　　　 b．熄灭酒精灯 ‎ c．关闭K1和K2　　　　 d．打开K1和K2，缓缓通入N2 ‎ e．称量A 　　　　 f．冷却至室温 ‎③根据实验记录，计算绿矾化学式中结晶水数目x＝　　(列式表示)。若实验时按a、d次序操作，则使x__偏小__(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。‎ ‎(3)为探究硫酸亚铁的分解产物，将(2)中已恒重的装置A接入下图所示的装置中，打开K1和K2，缓缓通入N2，加热。实验后反应管中残留固体为红色粉末。‎ ‎①C、D中的溶液依次为__ca__(填字母)。C、D中有气泡冒出，并可观察到的现象分别为__生成白色沉淀、褪色__。‎ a．品红　b．NaOH　c．BaCl2　d．Ba(NO3)2　e．浓H2SO4‎ ‎②写出硫酸亚铁高温分解反应的化学方程式：__2FeSO4Fe2O3＋SO2↑＋SO3↑__。‎ ‎2．(2016·江苏卷节选)‎ 实验室以一种工业废渣(主要成分为MgCO3、Mg2SiO4和少量Fe、Al的氧化物)为原料制备MgCO3·3H2O。实验过程如下：‎ ‎(1)酸溶过程中主要反应的热化学方程式为 MgCO3(s)＋2H＋(aq)===Mg2＋(aq)＋CO2(g)＋H2O(l) ΔH＝－50.4 kJ·mol－1‎ Mg2SiO4(s)＋4H＋(aq)===2Mg2＋(aq)＋H2SiO3(s)＋H2O(l) ΔH＝－225.4 kJ·mol－1‎ 酸溶需加热的目的是__加快酸溶速率__；所加H2SO4不宜过量太多的原因是__避免制备MgCO3时消耗过多的碱__。‎ ‎(2)加入H2O2氧化时发生反应的离子方程式为__2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O__。‎ ‎(3)请补充完整由萃取后得到的水溶液制备MgCO3·3H2O的实验方案：边搅拌边向溶液中滴加氨水，__调至5C>Si ‎2．(2018·河南洛阳统考)下列能达到实验目的的是(　C　)‎ A．用图1所示装置制取并收集干燥纯净的NH3‎ B．用图2所示装置蒸发FeCl3溶液制备无水FeCl3‎ C．用图3所示装置制硫酸和氢氧化钠溶液 D．用图4所示装置比较HCl、H2CO3和H2SiO3的酸性强弱 ‎【考点延伸-巩固练习】‎ 化学实验评价的五大视角 ‎1．可行性视角 ‎(1)理论上要科学合理；‎ ‎(2)操作上要简单可行。‎ ‎2．经济效益视角 评价一种实验方案，不仅要从科学性上判断是否可行，还要从经济效益上考虑是否切合实际。‎ ‎3．绿色化视角 ‎(1)分析实验药品是否有毒，是否会造成环境污染；‎ ‎(2)仪器药品是否价格低廉易得；‎ ‎(3)反应是否充分，原子经济性是否较强。‎ ‎4．安全性视角 ‎(1)避免炸裂；‎ ‎(2)防污染；‎ ‎(3)防失火；‎ ‎(4)防吸水。‎ ‎5．规范性视角 ‎(1)仪器的安装与拆卸；‎ ‎(2)试剂添加的顺序与用量；‎ ‎(3)加热的方法和时机；‎ ‎(4)仪器的查漏、气密性检验；‎ ‎(5)温度计的规范使用、水银球的位置；‎ ‎(6)实验数据的读取；‎ ‎(7)冷却、冷凝的方法等。‎ ‎[例1](2016·全国卷甲)下列实验操作能达到实验目的的是(　D　)‎ 选项 实验目的 实验操作 A 制备Fe(OH)3胶体 将NaOH浓溶液滴加到饱和FeCl3溶液中 B 由MgCl2溶液制备无水MgCl2‎ 将MgCl2溶液加热蒸干 C 除去Cu粉中混有的CuO 加入稀硝酸溶解，过滤、洗涤、干燥 D 比较水与乙醇中氢的活泼性 分别将少量钠投入到盛有水和乙醇的烧杯中 ‎【课堂小结】‎ ‎【作业布置】‎ ‎1．(2017·江苏卷)某科研小组采用如下方案回收一种光盘金属层中的少量Ag(金属层中其他金属含量过低，对实验的影响可忽略)。‎ 已知：①NaClO溶液在受热或酸性条件下易分解，如：3NaClO===2NaCl＋NaClO3。‎ ‎②AgCl可溶于氨水：AgCl＋2NH3·H2OAg(NH3)＋ Cl－ ＋2H2O。‎ ‎③常温时N2H4·H2O(水合肼)在碱性条件下能还原Ag(NH3)：‎ ‎4Ag(NH3)＋N2H4·H2O===4Ag↓＋N2↑＋4NH＋4NH3↑＋H2O。‎ ‎(1)“氧化”阶段需在80 ℃条件下进行，适宜的加热方式为__水浴加热__。‎ ‎(2)NaClO 溶液与 Ag 反应的产物为 AgCl、NaOH 和 O2 ，‎ 该反应的化学方程式为__4Ag＋4NaClO＋2H2O===4AgCl＋4NaOH＋O2↑__。 HNO3也能氧化Ag，从反应产物的角度分析，以HNO3代替NaClO的缺点是__‎ 会释放出氮氧化物(或NO、NO2)，造成环境污染__。‎ ‎(3)为提高Ag的回收率，需对“过滤Ⅱ”的滤渣进行洗涤，并__将洗涤后的滤液合并入过滤Ⅱ的滤液中__。‎ ‎(4)若省略“过滤Ⅰ”，直接向冷却后的反应容器中滴加10%氨水，则需要增加氨水的用量，除因过量NaClO与NH3·H2O反应外(该条件下NaClO3与NH3·H2O不反应)，还因为__未过滤掉的溶液会稀释加入的氨水，且其中含有一定浓度的Cl－，不利于AgCl与氨水反应__。‎ ‎(5)请设计从“过滤Ⅱ”后的滤液中获取单质Ag的实验方案：__向滤液中滴加2_mol·L－1水合肼溶液，搅拌使其充分反应，同时用1_mol·L－1_H2SO4溶液吸收反应中放出的NH3，待溶液中无气泡产生，停止滴加，静置，过滤，洗涤，干燥__(实验中须使用的试剂有：2 mol·L－1水合肼溶液，1 mol·L－1 H2SO4溶液)。‎ ‎2．某学习小组按如下实验流程探究海带中碘的制取。‎ 已知：3I2＋6NaOH===5NaI＋NaIO3＋3H2O。‎ 请回答：‎ ‎(1)①分液漏斗使用前需检漏，检漏方法为__向分液漏斗中加入少量水，检查旋塞处是否漏水；将漏斗倒转过来，检查玻璃塞是否漏水__。‎ ‎②步骤X中，萃取后分液漏斗内观察到的现象是__液体分上下两层，下层呈紫红色__。‎ ‎③下列有关步骤Y的说法，正确的是__AB__(填字母)。‎ A．应控制NaOH溶液的浓度和体积 B．将碘转化成离子进入水层 C．主要是除去海带浸取原液中的有机杂质 D．NaOH溶液可以由乙醇代替 ‎④实验中操作Z的名称是__过滤__。‎ ‎(2)方案甲中采用蒸馏不合理，理由是__碘易升华，会导致碘的损失__。‎ ‎3．某研究小组为了探究一种无机矿物盐X(仅含四种元素)的组成和性质，设计并完成了如下实验：‎ 另取10.80 g X在惰性气流中加热至完全分解，得到6.40 g固体1。请回答如下问题：‎ ‎(1)X的化学式是__CaFe(CO3)2__，在惰性气流中加热X至完全分解的化学反应方程式为__CaFe(CO3)2CaO＋FeO＋2CO2↑__。‎ ‎(2)白色沉淀2在空气中变成红褐色沉淀的原因是__4Fe(OH)2＋2H2O＋O2===4Fe(OH)3__(用化学反应方程式表示)。‎ ‎(3)一定条件下，气体甲与固体1中的某种成分可能发生氧化还原反应，写出一个可能的化学反应方程式：__2FeO＋CO2Fe2O3＋CO__，并设计实验方案验证该反应的产物：__检测Fe2O3：将固体用稀盐酸溶解，加入KSCN溶液，若显红色，表明产物中有Fe(Ⅲ)；检测CO：将气体通过灼热CuO，若黑色固体变为红色，表明产物中有CO__。‎ 教学反思