课时 实验方案的设计
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专题九 综合化学实验 课时38 实验方案的设计
高考总复习 一轮复习导学案 ·化学
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专题九 综合化学实验
1. 了解控制实验条件的方法，能改进简单的实验 方案。 复习 目标 2. 能综合运用化学实验原理和方法，设计实验方 案解决简单的化学问题，能对实验方案、实验过程 和实验结果进行分析和评价。
知识 网络
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专题九 综合化学实验
问题思考 问题1 探究物质性质时，需要探究物质哪些性质？ 答案: 酸碱性、氧化性、还原性、稳定性、漂白性、水解 性等。
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Байду номын сангаас
专题九 综合化学实验
问题2 CuSO4是一种重要的化工原料，其有关制备途径如 右图。相对于途径①、③，途径②为什么能更好地体现绿色化
②为使Fe3＋尽可能多地从水相转移至
有机相，采取的操作：向装有水溶液的仪
器A中加入一定量的有机萃取剂，充_分__振__荡___、静置、分液，并
重复多次。
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专题九 综合化学实验
(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 ，至___8_._5_＞__p_H__≥_5_.0_，__ _过__滤__，__边__搅__拌__边__向__滤__液__中__滴__加__N_a_2_C_O__3_溶__液__至__有__大__量__沉__淀__生__成__，_ _静__置__，__向__上__层__清__液__中__滴__加__N_a_2_C_O__3溶__液__，__若__无__沉__淀__生__成__，过滤、
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专题九 综合化学实验
已知：①Cr2O72－＋H2O 2CrO24－＋2H＋； ②CrCl3·6H2O 不溶于乙醚，易溶于水、乙醇，易水解。
(1) 碱溶的目的是_____将__红__矾__钠__(_或__C__r_2O__72_－_)转__化__成__铬__酸__钠___ __(或___C_r_O__42－_)__ ， 所 加 40%NaOH 不 宜 过 量 太 多 的 原 因 是 ____避__免__还__原__时__消__耗__过__多__盐__酸___。
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专题九 综合化学实验
———— 举 题 说 法 ————
例题1 (2016·江苏高考)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：
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学思想？
答案: 途径①、③发生氧化还原反应时都有污染性气体 (NO、SO2)生成，同时还要多消耗原料，不符合绿色化学中的 原子充分利用与转化原则；而途径②无污染性气体生成，因此 能更好地体现绿色化学思想。
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专题九 综合化学实验
(2) 探究型实验方案的设计：分析其结构特点或从所属类型 的典型代表物去推测物质可能具有的一系列性质，而后据此设 计合理实验方案，探索可能具有的性质。
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专题九 综合化学实验
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用水洗涤固体2～3次，在50℃下干燥，得到MgCO3·3H2O。 [已知：该溶液中pH＝8.5时Mg(OH)2开始沉淀；pH＝5.0时
Al(OH)3沉淀完全。]
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专题九 综合化学实验
[解析] (1) 加入 H2O2 在酸性条件下将 Fe2＋氧化成 Fe3＋， 离子方程式为 H2O2＋2Fe2＋＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O。
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专题九 综合化学实验
2. 实验方案设计的原则 ①科学性(即实验原理、操作程序和方法必须正确)；②安 全性(即用药及操作要注意安全，注意环境保护等问题)；③可 行性(要满足中学现有的实验条件)；④简约性(装置简单、步骤 少、药品用量少、时间短)。
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专题九 综合化学实验
考点1 实验方案的设计与评价
———— 基 础 梳 理 ———— 1. 实验方案设计的类别 (1) 制备型实验设计思路如下：
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专题九 综合化学实验
制备型实验方案遵循几个原则：①条件合适，操作方便； ②原理正确，步骤简单；③原料丰富，价格低廉；④产物 纯净，污染物少。
(3) 滴加氨水调节 pH 使 Al3＋沉淀为 Al(OH)3，同时 Mg2＋ 不能沉淀，故需调节 8.5＞pH≥5.0，过滤除去 Al(OH)3，然后 再加入 Na2CO3 溶液至不再产生沉淀。
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专题九 综合化学实验
变式1 (2017·苏北四市一模)氯化铬晶体(CrCl3·6H2O)是一 种重要的工业原料，工业上常用铬酸钠(Na2CrO4)来制备。实验 室中以红矾钠(Na2Cr2O7)为原料制备CrCl3·6H2O的流程如下：
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专题九 综合化学实验
(3) 验证型实验方案的设计：对物质具体的性质进行求证， 关键是设计出简捷的实验，要求操作简单安全，实验现象明显。
已知结构或官能团 ―→ 推测物质具有的性质 ―→ 要验证的性质 ―→ 实验中的试剂、反应的条件 ―→ 实验步骤和操作方法 ―→ 结论
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专题九 综合化学实验
(1)
加入H2O2氧化时发生反应的离子方程式为
H_2_O__2＋__2_F__e2_＋__＋__2_H_＋_=__=_=_2_F_e_3_＋_＋__2_H_2_O_。
(2) 用右图所示的实验装置进行萃取分
液，以除去溶液中的Fe3＋。
①实验装置图中仪器A的名称为 _分__液__漏__斗_。
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1. 了解控制实验条件的方法，能改进简单的实验 方案。 复习 目标 2. 能综合运用化学实验原理和方法，设计实验方 案解决简单的化学问题，能对实验方案、实验过程 和实验结果进行分析和评价。
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问题思考 问题1 探究物质性质时，需要探究物质哪些性质？ 答案: 酸碱性、氧化性、还原性、稳定性、漂白性、水解 性等。
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问题2 CuSO4是一种重要的化工原料，其有关制备途径如 右图。相对于途径①、③，途径②为什么能更好地体现绿色化
②为使Fe3＋尽可能多地从水相转移至
有机相，采取的操作：向装有水溶液的仪
器A中加入一定量的有机萃取剂，充_分__振__荡___、静置、分液，并
重复多次。
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(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 ，至___8_._5_＞__p_H__≥_5_.0_，__ _过__滤__，__边__搅__拌__边__向__滤__液__中__滴__加__N_a_2_C_O__3_溶__液__至__有__大__量__沉__淀__生__成__，_ _静__置__，__向__上__层__清__液__中__滴__加__N_a_2_C_O__3溶__液__，__若__无__沉__淀__生__成__，过滤、
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已知：①Cr2O72－＋H2O 2CrO24－＋2H＋； ②CrCl3·6H2O 不溶于乙醚，易溶于水、乙醇，易水解。
(1) 碱溶的目的是_____将__红__矾__钠__(_或__C__r_2O__72_－_)转__化__成__铬__酸__钠___ __(或___C_r_O__42－_)__ ， 所 加 40%NaOH 不 宜 过 量 太 多 的 原 因 是 ____避__免__还__原__时__消__耗__过__多__盐__酸___。
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例题1 (2016·江苏高考)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：
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学思想？
答案: 途径①、③发生氧化还原反应时都有污染性气体 (NO、SO2)生成，同时还要多消耗原料，不符合绿色化学中的 原子充分利用与转化原则；而途径②无污染性气体生成，因此 能更好地体现绿色化学思想。
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(2) 探究型实验方案的设计：分析其结构特点或从所属类型 的典型代表物去推测物质可能具有的一系列性质，而后据此设 计合理实验方案，探索可能具有的性质。
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用水洗涤固体2～3次，在50℃下干燥，得到MgCO3·3H2O。 [已知：该溶液中pH＝8.5时Mg(OH)2开始沉淀；pH＝5.0时
Al(OH)3沉淀完全。]
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[解析] (1) 加入 H2O2 在酸性条件下将 Fe2＋氧化成 Fe3＋， 离子方程式为 H2O2＋2Fe2＋＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O。
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2. 实验方案设计的原则 ①科学性(即实验原理、操作程序和方法必须正确)；②安 全性(即用药及操作要注意安全，注意环境保护等问题)；③可 行性(要满足中学现有的实验条件)；④简约性(装置简单、步骤 少、药品用量少、时间短)。
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制备型实验方案遵循几个原则：①条件合适，操作方便； ②原理正确，步骤简单；③原料丰富，价格低廉；④产物 纯净，污染物少。
(3) 滴加氨水调节 pH 使 Al3＋沉淀为 Al(OH)3，同时 Mg2＋ 不能沉淀，故需调节 8.5＞pH≥5.0，过滤除去 Al(OH)3，然后 再加入 Na2CO3 溶液至不再产生沉淀。
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变式1 (2017·苏北四市一模)氯化铬晶体(CrCl3·6H2O)是一 种重要的工业原料，工业上常用铬酸钠(Na2CrO4)来制备。实验 室中以红矾钠(Na2Cr2O7)为原料制备CrCl3·6H2O的流程如下：
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(3) 验证型实验方案的设计：对物质具体的性质进行求证， 关键是设计出简捷的实验，要求操作简单安全，实验现象明显。
已知结构或官能团 ―→ 推测物质具有的性质 ―→ 要验证的性质 ―→ 实验中的试剂、反应的条件 ―→ 实验步骤和操作方法 ―→ 结论
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(1)
加入H2O2氧化时发生反应的离子方程式为
H_2_O__2＋__2_F__e2_＋__＋__2_H_＋_=__=_=_2_F_e_3_＋_＋__2_H_2_O_。
(2) 用右图所示的实验装置进行萃取分
液，以除去溶液中的Fe3＋。
①实验装置图中仪器A的名称为 _分__液__漏__斗_。