2019高考化学人教版一轮课件：10.3实验方案的设计与评价

第十章
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考点二
实验方案的评价
1．从“可行性”方面对实验方案进行评价 (1)实验方案是否科学可行； (2)实验操作是否安全合理； (3)实验步骤是否简单方便； (4)实验效果是否明显。
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2．从“绿色化学”角度对实验方案进行评价 (1)实验过程中是否造成环境污染； (2)原料是否无毒、安全、易得； (3)原料利用率是否较高； (4)反应速率是否较快。
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③
向某溶液中加入盐酸酸化的 硝酸钡溶液， 有白色沉淀生成 某无色溶液中加入氢氧化钠
该溶液中一定 含有 SO2 4
－
④ 溶液并加热、 产生的气体能使 湿润红色石蕊试纸变蓝
该溶液中一定 有 NH4
＋
A.①③ C．②④
B．①④ D．②③
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[解题技法]
1.掌握实验设计的常见思维点
(1)要明确实验目的和原理，其决定了实验仪器和试剂的选择及 操作步骤。 (2)要注意排除实验中的干扰因素。实验原理的探究与评价类实 验会有干扰因素，因此要设计合理的方案排除干扰，以保证达到实 验目的。 (3)审题时，要注意选择和利用题目中提供的信息。 (4)设计方案要前后联系，防止思维的片面性，造成失误。
KSCN溶液呈 ______ 色； 稀酸性KMnO4溶液颜色 ________
猜想三：铁 元素既有＋2 价又有＋3价
KSCN溶液呈 ______ 色；稀酸性KMnO4溶液 颜色 ________
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[实验二] 验：
为进一步探究该反应的产物， 进行了如下图所示的实
－
________
假设一成 立
纯净的 SO2 气体
________
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(2)为深入研究该反应，该小组还测得上述两个实验中溶液 pH 随通入 SO2 体积的变化曲线如图。
实验 1 中溶液 pH 变小的原因是_______________________ ______________________________________________________； V1 时，实验 2 中溶液 pH 小于实验 1 的原因是(用离子方程式表 示)_____________ ______________________________________。
2 2NO3 ＋2H2O===3SO4 ＋4H ＋2NO。 (4)由 O2 氧化 H2SO3 的离子方
－ － ＋ － －
2 程式 2H2SO3＋O2===4H ＋2SO4 和 NO3 氧化 H2SO3 的离子方程式
＋ － －
3H2SO3＋2NO3 ===3SO2 4 ＋ 4H ＋ 2NO↑ ＋ H2O 知，足量的 O2 和
性质探究 从同类典型物质性质或结构特点推 性实验 测性质，设计实验探究其性质 性质验证 已知物质具有的性质，设计实验验 性实验 证其性质
(3)检验实验方案的设 对物质成分进行确定，对多种物质 计 加以区分
探究化学实验原理的 反应按照哪种机理进行？生成何种 设计 产物？ 第十章
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4.实验设计示例 设计实验证明氯酸钾中含有氯元素。 (1)实验原理 MnO2 2KCl＋3O2↑，Ag ＋Cl ===AgCl↓。 2KClO3===== △
＋ －
(2)实验试剂：氯酸钾固体、二氧化锰、硝酸银溶液、稀硝酸。 (3)操作步骤 a．将氯酸钾和 MnO2 混合共热。 b．冷却至室温，加水充分溶解后，过滤。 c． 取少量滤液于洁净试管中， 加入几滴硝酸酸化的 AgNO3 溶液， 观察到有白色沉淀生成，证明氯酸钾中含有氯元素。
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答案：[实验一]猜想一：＋2 猜想二：＋3 猜想三：血红 血红 褪色 无变化
褪色
[实验二](1)赶走装置内的空气 (2)防止产生倒吸 △ Fe2O3＋SO2↑＋SO3↑＋14H2O (3)2FeSO4· 7H2O===== (4)未进行尾气处理
第十章
1 ． (导学号 27347067) 某研究小组将纯净的 SO2 气体通入 0.1 mol· L
－1
的 Ba(NO3)2 溶液中，得到了 BaSO4 沉淀，为探究上述溶液
中何种微粒能氧化通入的 SO2，该小组提出了如下假设： 假设一：溶液中的 NO3
－
假设二：溶液中溶解的 O2
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(1)实验开始时，点燃 B 处酒精喷灯之前应先打开 A 处活塞通 CO2，其目的是_______________________________________。 (2)装置图中 C 的作用是_________________________。 (3)该组同学称取了 55.6 g 绿矾按如图装置进行实验，待绿矾分 解完全后，测得 D 瓶中沉淀的质量为 23.3 g，根据这些数据，可以 得知，绿矾分解的化学方程式为_____________ ____________________________________________________。 (4) 该 组 同 学 设 计 的 装 置 存 在 着 一 个 明 显 的 缺 陷 是 __________________________________________________________。
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[题组 1]
从“可行性”方面对实验方案进行评价 )
1．根据下列实验事实所得出的相应结论中正确的是(
实验事实 将木炭和浓硫酸反应生成的 ① 气体通入澄清石灰水中， 有白 色沉淀生成 ② 燃烧的镁条放入二氧化碳中 能继续燃烧 该气体一定是 CO2 结论
还原性：Mg>C
－
设二成立，否则不成立。 (4)小于 反应的离子方程式表明，足量的 O2 和 NO3 分别氧化
＋ －
相同的 H2SO3， 生成 H 的物质的量前者多于后者(本题部分小题属于 开放性试题，合理答案均可)
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2．(导学号 27347069)将绿矾(FeSO4· 7H2O)在隔绝空气条件下加 强热分解。已知产物全部为氧化物。为探究绿矾分解的产物，某同 学进行了以下实验： [实验一] 为探究固体产物中铁元素的价态， 该同学将固体产物
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55.6 置。(3)55.6 g 绿矾的物质的量为 － ＝0.2 mol，那么分解前 278 g· mol 1 硫元素的物质的量为 0.2 mol，白色沉淀为硫酸钡，其物质的量为 23.3 g －1＝0.1 mol，所以除了 SO3 以外还应有 SO2，其物质的量 233 g· mol △ 也为 0.1 mol ，因此绿矾分解的化学方程式是 2FeSO4· 7H2O===== Fe2O3＋SO2↑＋SO3↑＋14H2O。(4)二氧化硫会污染环境， 应添加尾 气处理装置。
－ － ＋
NO3 分别氧化相同的 H2SO3，生成 H 的物质的量前者多于后者，故 反应后两溶液的 pH 前者小于后者。
－
＋
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(3) 实验步骤、预期现象和结论(不要求写具体操作过程)： 实验 1 作为参照实验 实验 3：将纯净的 SO2 气体缓慢通入未经脱 O2 处理的 25 mL 0.1 mol· L 1BaCl2 溶液中，若有白色沉淀，表明假
由是_______________________________________________________ ______________________________________________________。
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解析：(1)不含 O2 的 BaCl2 溶液中通入 SO2 气体无明显现象；向 不含 O2 的 Ba(NO3)2 溶液中通入 SO2 气体产生白色沉淀，表明溶液 中的 NO3 能氧化 SO2 气体产生 BaSO4 白色沉淀。(2)向 BaCl2 溶液中 通入 SO2 气体，二者不发生反应，但 SO2 溶于水可以与水反应生成 H2SO3 使溶液显酸性；向 Ba(NO3)2 溶液中通入 SO2 气体，NO3 可以 把 SO2 氧化为 H2SO4 使溶液 pH 减小，反应的离子方程式为 3SO2＋
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说明：因物质制备实验，性质探究实验物质组成成分探究实验、 定量探究实验在前两节均已涉及，本节重点讲述有关化学原理的实 验方案的设计。
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5．有关化学反应原理的实验设计
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溶于足量的稀硫酸得到相应溶液，进行以下猜想和实验：
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猜想
猜想一：铁 元素只显 ________ 价 猜想二：铁 元素只显 ________ 价
实验操作
预期现象
KSCN溶液无明显现象； 稀酸性KMnO4溶液颜色 ________