高考化学实验设计和评价

化学实验设计和评价

1复习要点：掌握化学实验的记录方法和运用化学知识设计一些基本实验。

（1）根据实验现象，观察、记录、分析或处理数据，得出正确结论。

（2）根据实验试题要求，设计基本实验方案。

（3）能绘制和识别典型的实验仪器装置图

2、实验知识与技能的综合应用。

3．例题精讲

[例1]．四氯化锡常温下是无色液体，在空气中极易水解，熔点－36℃，沸点114℃，金属锡的熔点为231℃，拟利用图中的仪器，设计组装一套实验装置，用熔融的金属锡跟干燥的氯气直接作用制取无水四氯化锡（此反应过程放出大量的热）。请回答下列各问题。

（1）用玻管（未画出）连接上述装置，正确的顺序是（填各接口的代码字母）________接________、________接________、________接________、________接________、________接________。

（2）装置Ⅵ的作用是___________；装置Ⅳ的作用是_____________。

（3）冷凝管理冷却水的流向是从__________进入，从__________流出。

（4）实验时应先点燃_____________处酒精灯，加热温度应大于______________℃，待__________即可停止加热。（5）已知四氯化锡遇水强烈水解，产物之一是固态二氧化锡，那么四氯化锡水解的化学方程式为。（6）如果将制取的四氯化锡少许暴露于空气中，预期可看到的现象是____________。

（7）为了防止污染空气，在装置的最后应____________。

[解析]：这是一个制备实验。

实验目的是：制备无水SnCl4

实验原理是：Sn+2Cl2SnCl4

先制备Cl2：2H2SO4(浓)+2NaCl+MnO2Na2SO4+MnSO4+Cl2↑+2H2O

实验的干扰因素是：SnCl4遇水强烈水解，因此，除去实验中水蒸气的干扰，是实验成败的关键。这里要分析水蒸气的来源以及除去水蒸气的措施。水蒸气的来自于制Cl2和空气中的水蒸气。

题目中提供的信息：SnCl4的性质在设计方案时要充分利用这些信息。

以上问题清楚了，实验方案就基本确定了。

答案：（1）B 接J ，I 接K ，A 接C ，D 接G ，H 接E （或F ）

（2）除去Cl 2中混有的HCl 和水蒸气，在制Cl 2时发生的副反应2NaCl+H 2SO 4

2HCl ↑+Na 2SO 4，

产生了HCl ；防止空气中的水蒸气进入锥形瓶中使SnCl 4发生水解。

（3）a 、p （4）I 231℃ Sn 粒熔化

（5）SnCl 4+2H 2O=SnO 2+4HCl （6）出现白色烟雾

（7）通入NaOH 溶液中，吸收多余Cl 2

[例2]．为了测定工业纯碱中碳酸钠的质量分数（纯碱中常含少量NaCl ），某学生设计了实验装置如图

（1）准确称取盛有碱石灰的干燥管的质量（设为W 1）

（2）准确称取一定量纯碱样品（设为W 0），并放入烧瓶中。从分液漏斗缓

缓滴入稀硫酸，待不再发生气体后。称干燥管的总质量（设为W 2）。设学生导出

的计算公式为：

Na 2CO 3的质量分数＝ 210=

100%22

w ⨯⨯（w -w ）53 试回答： ①W 2－W 1表示什么？

②如果不计称量误差，该生的实验结果有无明显误差？如有，是偏大还是偏小？请简要说明根据并提出补救措施。

[解析]：这是一道定量实验题

实验目的是：测定纯碱中 Na 2CO 3的质量分析

实验原理：稀H 2SO 4与Na 2CO 3反应生成CO 2，测出CO 2的质量即可求出Na 2CO 3的质量，继而求出Na 2CO 3的质量分数。

CO 2的质量为（W 2－W 1）g ，样品质量为W 0g

Na 2CO 3+H 2SO 4=Na 2SO 4+H 2O+CO 2↑

106 44

x W 2-W 1

x= =

Na 2CO 3%= ×100%

产生误差的原因（即干扰因素）有:(1)烧瓶的CO 2不能都被碱石灰吸收，实验值偏低。(2)CO 2气体混有的水蒸气和空气中的水蒸气被碱石灰吸收，使实验值偏高，两个因素综合考虑，CO 2的影响是主要的，所以 实验值偏低。 106(W 2-W 1) 44 53(W 2-W 1) 22 53(W 2-W 1) 22 W 0

补救的办法：如图

①将蒸馏烧瓶改为集气瓶，利于排出CO2。

②向集气瓶中通入（已除去CO2）空气，用空气将烧瓶中CO2尽量排出去。

③在干燥管前连接盛有浓H2SO4的试管，以除去水蒸气；

④在U型管中装有碱石灰，以吸收空气中的CO2气体和水蒸汽，经过这些补救措施，实验误差可以降低。

[例3]．实验室中用浓盐酸与MnO2制Cl2，再用Cl2和Ca(OH)2反应制少量漂白粉，已知Cl2和Ca(OH)2制漂白粉是放热反应，温度稍高即发生副反应：6Cl2+6Ca(OH)2=Ca(ClO3)2+5CaCl2+6H2O，现有三位同学设计的三套装置如图（U形管中放有玻璃纤维，可使气体顺利通过）：

（1）请从以下六方面对上述甲、乙、丙三套装置的优缺点进行评价，将适当的选项序号填于下表内（错选、漏选、多选均倒扣分）

a．不易控制反应速率b．容易控制反应速率

c．有副反应发生d．可防止副反应发生

e．容易污染环境f．可防止污染环境

（2）请从甲、乙、丙三装置中，选取合理的组成部分（A、B、C、D、E、F、G），组装一套你认为更完善的实验装置，连接顺序（按气流左到右方向）为_____________，在此装置及甲、乙、丙三装置中，你认为是否还缺少必要的装置，说明原因_____________________。

[解析]：这是一道评价实验方案的题。该题从是否有副反应发生，是否易控制反应速率，是否防止污染，是否干扰反应产物等方面进行评价。

答案：