浙江省溫州一模高三化學(xué)分析會之（化學(xué)實驗方案設(shè)計與評價）課件

能根據(jù)實驗試題的要求，設(shè)計解決化學(xué)問題的方案，能根據(jù)實驗試題的要求，設(shè)計解決化學(xué)問題的方案，并能對設(shè)計的方案進(jìn)行分析、評價或優(yōu)化實驗方案并能對設(shè)計的方案進(jìn)行分析、評價或優(yōu)化實驗方案 了解對物質(zhì)進(jìn)行定性研究和定量分析的方法了解對物質(zhì)進(jìn)行定性研究和定量分析的方法 初步掌握控制實驗條件的方法初步掌握控制實驗條件的方法 分析或處理實驗數(shù)據(jù)，得出合理結(jié)論分析或處理實驗數(shù)據(jù)，得出合理結(jié)論考綱要求（1）實驗室用）實驗室用18.4 molL1的濃硫酸配制的濃硫酸配制250mL4.8 molL1的硫酸溶液，所用的硫酸溶液，所用的玻璃儀器除燒杯、玻璃杯和吸量管（一種帶有刻度的移液管）外，還需的玻璃儀器除燒杯、玻璃杯和吸量管（一種帶有刻度的移液管）外，還需 。（4）回答下列問題：）回答下列問題： 判斷（判斷（a）步驟溶液中）步驟溶液中SO42離子已沉淀完全的方法是離子已沉淀完全的方法是_； 在（在（b）步驟中判斷達(dá)到終點的現(xiàn)象是）步驟中判斷達(dá)到終點的現(xiàn)象是_；（2009年安徽卷年安徽卷28）Fenton法常用于處理含難降解有機(jī)物的工業(yè)廢水，法常用于處理含難降解有機(jī)物的工業(yè)廢水，通常是在調(diào)節(jié)好通常是在調(diào)節(jié)好PH和和Fe2+濃度的廢水中加入濃度的廢水中加入H2O2，所產(chǎn)生的羥基自由基，所產(chǎn)生的羥基自由基能氧化降解污染物?，F(xiàn)運用該方法降解有機(jī)污染物能氧化降解污染物?，F(xiàn)運用該方法降解有機(jī)污染物p-CP，探究有關(guān)因素，探究有關(guān)因素對該降解反應(yīng)速率的影響。對該降解反應(yīng)速率的影響。實驗設(shè)計實驗設(shè)計控制控制p-CP的初始濃度相同，恒定實驗溫度在的初始濃度相同，恒定實驗溫度在298K或或313K（其余實驗條件見下表），設(shè)計如下對比試驗。其余實驗條件見下表），設(shè)計如下對比試驗。（1）請完成以下實驗設(shè)計表（表中不要留空格）。）請完成以下實驗設(shè)計表（表中不要留空格）。數(shù)據(jù)處理數(shù)據(jù)處理實驗測得實驗測得p-CP的濃度隨時間變化的關(guān)系如右上圖。的濃度隨時間變化的關(guān)系如右上圖。實驗條件控制方法實驗條件控制方法“單因子變量單因子變量”的實驗設(shè)計，考的實驗設(shè)計，考查學(xué)生從圖、表中提取信息能力，還要求學(xué)生能根據(jù)查學(xué)生從圖、表中提取信息能力，還要求學(xué)生能根據(jù)題意畫出相應(yīng)曲線。題意畫出相應(yīng)曲線。(2009(2009年廣東理綜年廣東理綜21)21) 三草酸合鐵酸鉀晶體三草酸合鐵酸鉀晶體K K3 3 Fe(CFe(C3 3O O4 4 ) )3 3 3H3H2 2O O可有于攝影和藍(lán)色印刷?？捎杏跀z影和藍(lán)色印刷。某小組將無水三草酸合鐵酸鉀在一定條件下加熱分解某小組將無水三草酸合鐵酸鉀在一定條件下加熱分解, ,對所得氣體產(chǎn)物和對所得氣體產(chǎn)物和固體產(chǎn)物進(jìn)行實驗和探究。請利用實驗室常用儀器、用品和以下限選試固體產(chǎn)物進(jìn)行實驗和探究。請利用實驗室常用儀器、用品和以下限選試劑完成驗證和探究過程。劑完成驗證和探究過程。 限選試劑：濃硫酸、限選試劑：濃硫酸、1.0 mol1.0 molL L-1-1HNOHNO3 3、1.0 mol1.0 molL L-1-1鹽酸、鹽酸、1.0 1.0 molmolL L-1-1 NaOH NaOH、3% H3% H2 2O O2 2 、0.1mol0.1molL L-1-1KIKI、0.1 mol0.1 molL L-1-1CuSOCuSO4 4、20% KSCN20% KSCN、澄清石灰水、澄清石灰水, ,氧化銅、蒸餾水。氧化銅、蒸餾水。（1 1）將氣體產(chǎn)物檢驗）將氣體產(chǎn)物檢驗 （2 2） （3 3）固體產(chǎn)物中鐵元素存在形式的探究。）固體產(chǎn)物中鐵元素存在形式的探究。 提出合理假設(shè)提出合理假設(shè) 假設(shè)假設(shè)1 1： ； 假設(shè)假設(shè)2 2： ；假設(shè)；假設(shè)3 3： 。設(shè)計實驗方案證明你的假設(shè)（不要在答題卡上作答）設(shè)計實驗方案證明你的假設(shè)（不要在答題卡上作答）實驗過程實驗過程：根據(jù)根據(jù)中方案進(jìn)行實驗。按下表的格式寫出實驗步驟、預(yù)中方案進(jìn)行實驗。按下表的格式寫出實驗步驟、預(yù)期現(xiàn)象與結(jié)論。期現(xiàn)象與結(jié)論。 探究性實驗方案的設(shè)計，以探究性實驗方案的設(shè)計，以“物質(zhì)（或離子）的檢驗物質(zhì)（或離子）的檢驗”為核心，考為核心，考查學(xué)生對元素化合物知識的掌握，并設(shè)計實驗方案的綜合實驗?zāi)芰Α２閷W(xué)生對元素化合物知識的掌握，并設(shè)計實驗方案的綜合實驗?zāi)芰?。濃濃H H2 2SOSO4 4與木炭在加熱發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為：與木炭在加熱發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為：C+2HC+2H2 2SOSO4 4=CO=CO2 2+2SO+2SO2 2+2H+2H2 2O O，請從下圖中選用所需的儀器，請從下圖中選用所需的儀器（可重復(fù)選用）組成一套進(jìn)行該反應(yīng)并檢出反應(yīng)產(chǎn)物的裝置。（可重復(fù)選用）組成一套進(jìn)行該反應(yīng)并檢出反應(yīng)產(chǎn)物的裝置。(08(08廣東改編）某種催化劑為鐵的氧化物，化學(xué)興趣小組在實驗室對該催化廣東改編）某種催化劑為鐵的氧化物，化學(xué)興趣小組在實驗室對該催化劑中鐵元素的價態(tài)進(jìn)行探究：將適量稀硝酸加入少許樣品中，加熱溶解；劑中鐵元素的價態(tài)進(jìn)行探究：將適量稀硝酸加入少許樣品中，加熱溶解；取少許溶液，滴加取少許溶液，滴加KSCNKSCN溶液后出現(xiàn)紅色。一位同學(xué)由此得出該催化劑中溶液后出現(xiàn)紅色。一位同學(xué)由此得出該催化劑中鐵元素價態(tài)為鐵元素價態(tài)為+3+3的結(jié)論。的結(jié)論。限選試劑限選試劑: :3 mol3 molL L-1-1H H2 2SOSO4 4、3 3 H H2 2O O2 2、6 mol6 molL L-1-1HNOHNO3 3、0.01 mol0.01 molL L-1-1 KMnOKMnO4 4、NaOHNaOH稀溶液、稀溶液、0.1 mol0.1 molL L-1-1KIKI、2020 KSCNKSCN、蒸餾水、蒸餾水（1 1）請指出該結(jié)論是否合理并說明理由）請指出該結(jié)論是否合理并說明理由 。（2 2）請完成對鐵元素價態(tài)的探究：）請完成對鐵元素價態(tài)的探究：提出合理假設(shè)提出合理假設(shè)假設(shè)假設(shè)1 1： ；假設(shè)假設(shè)2 2： ；假設(shè)假設(shè)3 3： 。設(shè)計實驗方案證明你的假設(shè)設(shè)計實驗方案證明你的假設(shè)催化劑中鐵元素的價態(tài)為催化劑中鐵元素的價態(tài)為+3價價催化劑中鐵元素的價態(tài)為催化劑中鐵元素的價態(tài)為+2價價催化劑中鐵元素的價態(tài)既有催化劑中鐵元素的價態(tài)既有+3價也有價也有+2價價實驗?zāi)康膶嶒災(zāi)康姆桨冈O(shè)計方案設(shè)計進(jìn)行實驗進(jìn)行實驗方案評價方案評價 取少量樣品于取少量樣品于試管中，加入足量稀試管中，加入足量稀硫酸，硫酸，振蕩，振蕩，充分反充分反應(yīng)后得溶液應(yīng)后得溶液A另取少許溶液另取少許溶液A，滴，滴加酸性加酸性KMnO4溶液溶液固體溶解，溶液顏色有變化固體溶解，溶液顏色有變化取少許取少許A溶液，滴加溶液，滴加1-2滴滴KSCN溶液，振蕩。溶液，振蕩。（1）若溶液不出現(xiàn)紅色，則假設(shè)）若溶液不出現(xiàn)紅色，則假設(shè)2成立成立（2）若溶液變紅色，則假設(shè)）若溶液變紅色，則假設(shè)1或或3成立成立結(jié)合步驟（結(jié)合步驟（2）中的（）中的（2）：）：（1）若溶液呈紫紅色，則假設(shè)）若溶液呈紫紅色，則假設(shè)1成立成立（2）若溶液紫紅色褪去，則假設(shè)）若溶液紫紅色褪去，則假設(shè)3成立成立思考：若通過實驗探究得出該催化劑中鐵元素的價態(tài)既有思考：若通過實驗探究得出該催化劑中鐵元素的價態(tài)既有+2價又有價又有+3價，你能對其中二價鐵的含量進(jìn)行測定嗎？價，你能對其中二價鐵的含量進(jìn)行測定嗎？（3）以下是分析該催化劑中）以下是分析該催化劑中Fe(）含量的兩種方法的）含量的兩種方法的操作流程：操作流程：請回答下列問題：請回答下列問題：問題問題1：流程圖中操作：流程圖中操作、分別指的是：分別指的是： 、 。 （填操作名稱）（填操作名稱） 操作操作 用到的主要儀器是：用到的主要儀器是： 。問題問題2：方法：方法1中，如何判斷中，如何判斷Fe3+已沉淀完全？洗滌沉淀操作為？已沉淀完全？洗滌沉淀操作為？如何檢驗沉淀已經(jīng)洗凈？如何檢驗沉淀已經(jīng)洗凈？ 問題問題3：用方法：用方法1測定測定樣品中樣品中Fe(）的含量，實驗過）的含量，實驗過程中至少需稱量幾次？程中至少需稱量幾次？問題問題4：方法：方法2的滴定操作中，必須用到的儀器有？到達(dá)滴定的滴定操作中，必須用到的儀器有？到達(dá)滴定終點的標(biāo)志為？終點的標(biāo)志為？（5）計算：準(zhǔn)確）計算：準(zhǔn)確稱取催化劑樣品稱取催化劑樣品a g, 溶于足量的經(jīng)煮沸處理過溶于足量的經(jīng)煮沸處理過的硫酸，配成的硫酸，配成250mL溶液，溶液，按方法按方法2分析，分析，取該溶液取該溶液25.00mL，用用KMnO4酸性溶液滴定，到達(dá)終點時用去酸性溶液滴定，到達(dá)終點時用去bmol/L KMnO4標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)溶液溶液VmL。 則該催化劑樣品中則該催化劑樣品中Fe()含量為含量為_。已知：已知：5Fe2+ + MnO4 + 8H+ = 5Fe3+ + Mn2+ + 4H2O 樣樣品品Fe2+、Fe3+Fe3+Fe(OH)3Fe2O3用用KMnO4溶液進(jìn)行氧溶液進(jìn)行氧化還原滴定并計算化還原滴定并計算H2SO4H2O2NaOH方法方法2稱重稱重并計并計算算方法方法1工業(yè)上用乙苯脫氫制取苯乙烯的方法就是采用該鐵系氧化物作為催化劑，工業(yè)上用乙苯脫氫制取苯乙烯的方法就是采用該鐵系氧化物作為催化劑，為了分別探究溫度、催化劑的比表面積對化學(xué)反應(yīng)速率的影響規(guī)律，該為了分別探究溫度、催化劑的比表面積對化學(xué)反應(yīng)速率的影響規(guī)律，該興趣小組設(shè)計了三組實驗，部分實驗條件已經(jīng)填在下面實驗設(shè)計表中。興趣小組設(shè)計了三組實驗，部分實驗條件已經(jīng)填在下面實驗設(shè)計表中。請在上表空格中填入剩余的實驗條件數(shù)據(jù)。請在上表空格中填入剩余的實驗條件數(shù)據(jù)。請在給出的坐標(biāo)圖中，畫出上表中的三個實驗條件下苯乙烯請在給出的坐標(biāo)圖中，畫出上表中的三個實驗條件下苯乙烯的濃度隨時間變化的趨勢曲線圖，并標(biāo)明各條曲線的實驗編號。的濃度隨時間變化的趨勢曲線圖，并標(biāo)明各條曲線的實驗編號。C ( 苯 乙 烯苯 乙 烯(mol/L) ）時間時間（min） （4）已知：）已知：a、在使用等質(zhì)量催化劑時，增大催化劑比表面、在使用等質(zhì)量催化劑時，增大催化劑比表面 積可提高化學(xué)反應(yīng)速率。積可提高化學(xué)反應(yīng)速率。 b b、 （g） （g）H2 （g） H=117.6KJ/mol CH=CH2CH2CH3催化劑催化劑(09山東理綜）孔雀石主要含山東理綜）孔雀石主要含Cu2(OH)2CO3,還含少量還含少量Fe、Si的化合的化合物，實驗室以孔雀石為原料制備物，實驗室以孔雀石為原料制備CuSO45H2O及及CaCO3，步驟如下：，步驟如下：綜合實踐綜合實踐孔雀石孔雀石SiO2溶液溶液A試劑試劑溶液溶液B過濾過濾CuOFe(OH)3溶液溶液CCuSO4 5H2OCO2CaCl2溶液溶液CaCO3NH3H2O請回答下列問題：請回答下列問題：（1）溶液）溶液A的金屬離子有的金屬離子有Cu2+、Fe2+、Fe3+：從下列所給試劑中選擇：實驗：從下列所給試劑中選擇：實驗步驟中試劑步驟中試劑為為（填代號），檢驗溶液（填代號），檢驗溶液A中中Fe3+的最佳試劑為的最佳試劑為。aKMnO4b(NH4) 2S cH2O2 dKSCN（2）由溶液）由溶液C獲得獲得CuSO45H2O，需要經(jīng)過加熱蒸發(fā)，需要經(jīng)過加熱蒸發(fā)， ，過濾，過濾等操作。除燒杯、漏斗外，過濾操作還用到另一玻璃儀器，該儀器在此等操作。除燒杯、漏斗外，過濾操作還用到另一玻璃儀器，該儀器在此操作中的主要作用是操作中的主要作用是。(09山東理綜）孔雀石主要含山東理綜）孔雀石主要含Cu2(OH)2CO3,還含少量還含少量Fe、Si的化合的化合物，實驗室以孔雀石為原料制備物，實驗室以孔雀石為原料制備CuSO45H2O及及CaCO3，步驟如下：，步驟如下：孔雀石孔雀石SiO2溶液溶液A試劑試劑溶液溶液B過濾過濾CuOFe(OH)3溶液溶液CCuSO4 5H2OCO2CaCl2溶液溶液CaCO3NH3H2O請回答下列問題：請回答下列問題：（3）制備）制備CaCO3時，應(yīng)向時，應(yīng)向CaCl2溶液中先通入（或先加入）溶液中先通入（或先加入） （填化（填化學(xué)式）。若實驗過程中有氨氣逸出、應(yīng)選用下列學(xué)式）。若實驗過程中有氨氣逸出、應(yīng)選用下列裝置回收（填代號）裝置回收（填代號）(09山東理綜）孔雀石主要含山東理綜）孔雀石主要含Cu2(OH)2CO3,還含少量還含少量Fe、Si的化合的化合物，實驗室以孔雀石為原料制備物，實驗室以孔雀石為原料制備CuSO45H2O及及CaCO3，步驟如下：，步驟如下：綜合實踐孔雀石孔雀石SiO2溶液溶液A試劑試劑溶液溶液B過濾過濾CuOFe(OH)3溶液溶液CCuSO4 5H2OCO2CaCl2溶液溶液CaCO3NH3H2O請回答下列問題：請回答下列問題：（4）欲測定溶液）欲測定溶液A中中Fe2+的濃度，需要用容量瓶配制某標(biāo)準(zhǔn)溶液，定的濃度，需要用容量瓶配制某標(biāo)準(zhǔn)溶液，定容時視線應(yīng)容時視線應(yīng)，直到，直到。用。用KMnO4標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定時應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定時應(yīng)選用選用滴定管（填滴定管（填“酸式酸式”或或“堿式堿式”）。）。實驗方案設(shè)計及評價的基本原實驗方案設(shè)計及評價的基本原則則科學(xué)性科學(xué)性安全性安全性可行性可行性簡約性簡約性解題方法指導(dǎo)解題方法指導(dǎo)明確目的明確目的仔細(xì)審題仔細(xì)審題靈活遷移靈活遷移規(guī)范答題規(guī)范答題課堂小結(jié)課堂小結(jié) 祝你成功