化學專題簡單實驗方案的設計與評價

2021-06-28 22:50:42 字數 3428 閱讀 1537

歸納整理

通過實驗活動,**研究並解決科學研究、生產、生活、環境保護中面臨的一些問題是化學學科永恆的主題。在學習中,要求同學們能根據實際情況提出問題、設計實驗研究問題、解決問題,在實踐活動中鞏固知識、提高認識、增強能力。

1.實驗方案的設計

實驗設計考查的發展方向是以化學實驗為基礎,聯絡科學研究、生產、生活、環境保護的實際去發現並提出問題、設計實驗去**和解決實際問題並得出科學的發現和結論,它包括物質的製備、物質的鑑別、物質的分離、物質的組成分析、氣體的淨化與轉化等的實驗方案的設計。設計實驗方案的試題大多思考性、綜合性較強,解答時必須聯絡自己掌握的基礎知識和技能,在進行適當的模擬、遷移、重組後從已知條件出發,找到解決問題的突破口,設計出合理的實驗步驟。

2.實驗方案的評價

實驗方案的評價包括實驗原理及方案的評價、實驗裝置的評價、實驗操作的評價、實驗現象的描述與結論分析的評價等。進行評價時一般從這幾個方面入手:理論上是否正確、操作上是否簡便、會不會造成環境的汙染、所需藥品或原料的**是否豐富、實驗方案是否安全等等。

實驗評價的考查範圍包括對課本中重要的化學實驗方案的評價,對為解決科學研究、生產、生活、環境保護中所出現的實際問題所設計出的實驗方案的評價。

問題**

問題1某工廠的廢水只含硫酸鎂和少量硫酸,課外活動小組以此作為課題,**如何從中**純淨的硫酸鎂固體。他們設計了兩種不同的方案,請你參加討論:

(1)方案一,選用鎂粉為試劑。

①往廢水中逐次加入鎂粉,當觀察到時,說明加入鎂粉的量已經足夠。此過程發生反應的化學方程式是

②接下來的操作方法依次是和

(2)方案二,選用氫氧化鈉溶液為試劑。

①向廢水中逐滴加入氫氧化鈉溶液,當時,停止滴入氫氧化鈉溶液。此過程發生反應的化學方程式是

②為了得到純淨的硫酸鎂溶液,接著應進行的實驗操作是(請簡要寫出操作過程)

③……,得到硫酸鎂固體。

(3)比較兩個方案,假設實驗中都沒有損耗,那麼,最後得到的硫酸鎂固體的質量是否相同

原因是(4)請你繼續**,設計新的方案(使用的試劑必須是與鎂粉和氫氧化鈉屬不同類別):你選用的一種試劑是(寫化學式) ;該試劑發生反應的化學方程式是

問題2某校化學課外興趣小組的同學在研究性學習課上展示了一套如右圖所示的實驗裝置(假設每步化學反應都完全,氧化鐵樣品中的雜質不參加反應)。

查閱資料:草酸在濃硫酸存在時加熱發生如下反應:

h2c2o4co↑+co2+h2o

通過討論,同學們對這套裝置有了多種認識。

(1)第一小組同學說:從實驗安全和實驗操作程式看,首先要檢查裝置的氣密性,實驗開始先加熱___(填a或d)處,實驗結束時,應_____(填先或後)停止d處的加熱;從環保的角度講,在e裝置後還應對尾氣進行處理,其方法是

(2)第二小組的同學說:用該實驗裝置可以檢驗一氧化碳與氧化鐵反應的產物,其中b裝置的作用e裝置的作用

一氧化碳與氧化鐵反應的化學方程式為

(3)第三小組的同學說:利用這套裝置還可以測定氧化鐵樣品中氧化鐵的質量分數。他們的測定方法是:

稱量氧化鐵樣品的質量10.0 g,樣品與玻璃管的總質量為60.0 g,完全反應並冷卻後再稱量玻璃管與剩餘固體的總質量為57.

6 g。計算實驗測得氧化鐵樣品中氧化鐵的質量分數為

(4)第四小組同學說:利用這套裝置還有另外測定樣品中氧化鐵的質量分數的方法:先稱量氧化鐵樣品的質量,再分別稱量e裝置在反應前後的總質量,即可計算求得樣品中氧化鐵的質量分數。

但按此方法實際實驗測定結果卻偏大,分析造成偏大的原因可能是 。

問題3請完成以下**過程:

問題:如何鑑定孔雀石[cu2(oh)2 co3]加熱分解的產物?

假設:假設孔雀石加熱分解的產物是h2o、co2和cuo。

設計實驗:實驗①:按右圖進行實驗,證明分解產物中有h2o和co2 。

該裝置的連線順序是:a接接 ;按此順序連線的理由是

實驗②:請你設計實驗,證明孔雀石完全分解後,試管中剩餘的黑色固體是cuo(用圖示或文字說明均可

現象和結論:實驗①中:u形管中的無水硫酸銅變成藍色,證明產物中有證明產物中有co2的現象是 。

實驗②中(你設計的):因為有現象,所以黑色固體中有銅元素;因為有現象,所以黑色固體中有氧元素;由此可得到結論:產物中有cuo。

學以致用

1.將一塊光亮的純銅片放在酒精燈火焰上灼燒,表面變黑。對黑色物質的**,提出你的二個**(假設),並設計乙個或幾個實驗來證明你**的正確性。

2.用珍珠(主要成分caco3)加工成的「珍珠粉」是一種名貴中藥材、保健品,可近年來市場上出現了一些假冒的「珍珠粉」,僅用肉眼觀察難辨真假。為了向消費者提供鑑別方法,須找出真假「珍珠粉」理化性質上的差異。

工商局提供了真、假「珍珠粉」樣品,請你展開**:(只要寫出猜想、方案,不需要說出方案實施的具體結果)

猜想一: 真、假「珍珠粉」的氣味可能不同

方案一: 取樣,分別聞一聞它們的氣味,分辨氣味有無差異

猜想二方案二

猜想三方案三

3.實驗室可以選用下圖所示的裝置,製取二氧化碳氣體(混有***、水蒸氣)和進行有關實驗,回答下列問題:

(1)寫出製取二氧化碳反應的化學方程式

(2)如果要證明制得的氣體中混有***氣體,應把a裝置與e裝置連線,e裝置中觀察到的現象是 ,寫出有關反應的化學方程式

(3)如果要驗證制得的氣體是二氧化碳,除a裝置外,還應選用上述裝置中的 (填裝置序號,下同)。

(4)如果要收集一瓶純淨、乾燥的二氧化碳氣體,請從上述各裝置中選擇適當的裝置進行連線,連線順序是其中b裝置中濃硫酸的作用是

4.為驗證fe、ag、cu的活動性順序,小紅同學用了三種試劑(其中只有一種鹽溶液)進行實驗,小朗同學用了與小紅完全不同的三種試劑(其中有兩種鹽溶液)進行實驗,她們都取得了相同的實驗結果。請寫出兩位同學在實驗中所用的試劑的化學式:

(1)小紅同學2)小朗同學

5.課堂上同學們利用甲圖裝置做過氧化氫分解實驗時,帶火星的木條很難復燃,於是老師加了乙個u形管,如乙圖,帶火星的木條較易復燃。

請回答:

(1)寫出實驗室製取氧氣的化學方程式

(2)改用乙裝置後能使帶火星的木條復燃的原因

(3)根據(2)中推測的原因,請你設計乙個新的改進裝置(可用圖示或用文字敘述改進要點)。

6.我國青海湖地區素有「夏天晒鹽,冬天撈鹼」之說,其中撈出的鹼主要是碳酸鈉和少量氯化鈉的混合物。小王同學以撈出的鹼作為樣品,並用以下一套裝置對樣品進行分析,根據量筒中收集到的液體的體積(相當於二氧化碳的體積)來計算樣品中碳酸鈉的含量。

(已知:hcl+nahco3===nacl+co2↑+h2o;co2在飽和nahco3溶液中溶解度很小)

(1)在a和b 兩套裝置中,哪一套裝置更合理________(選填「a」或「b」)。

(2)準確讀取量筒內液體體積的方法是

(3)錐形瓶中原有的空氣對實驗結果是否有明顯影響? ______(填「有」或「沒有」)。

(4)若實驗中用的鹽酸是濃鹽酸,則測得的樣品中碳酸鈉的含量與實際值相比會________(填「偏大」或「偏小」或「不變」)。

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