化学实验设计及评价人教版教材必修一:7个p13 探究在相同温度和压强下,1molO2和H2的体积相同;p26 探究Fe(OH)3胶体的制备和性质;p48探究Al的热熔现象;p50 设计实验探究Fe与水的反应;p56 探究Na2CO3和NaHCO3性质的异同点;p61 探究Fe3+和Fe2+的转化;p92 探究NO2被水吸收的效率;p87 探究牺牲阳极的阴极保护法;必修一1. 【P88 课后习题13】请设计尽可能多的方法区分厨房中的食盐和碳酸钠?方法一:分别取2种白色粉末于2支试管中,各加入1mL白醋,有气泡产生的是碳酸钠,无明显现象的是食盐;方法二:分别取2种白色粉末于2支试管中,各加入少量水,用温度计测量粉末温度的变化,若温度升高的为碳酸钠,变化不明显的是食盐;方法四:分别取2种白色粉末于2支试管中,各加入少量水(不要使固体溶解),若粉末变成块状的是碳酸钠,无明显现象的是食盐(原理:Na2CO3+10H2O= Na2CO3·10H2O)方法五:分别取少量2种白色粉末于2支试管中,加入蒸馏水溶解,用pH试纸检验溶液的酸碱性,若溶液呈碱性的是碳酸钠,呈中性的是食盐。
2. 【P92 科学探究】现给你一试管NO2,请设计实验,尽可能多的用水吸收NO2?3. 【P104 课后习题9】在三支试管中分别盛有稀硫酸、稀硝酸、稀盐酸,请设计简单的实验方案鉴别。
分别取三种溶液于试管中,各加入几滴BaCl2溶液,有白色沉淀产生的是稀硫酸;再取剩余的2种溶液于2支试管中,加入几滴AgNO3溶液,有白色沉淀产生的是稀盐酸,剩余的是稀硝酸4. 【P104 课后习题10】在2支试管中分别盛有相同体积的浓硫酸和稀硫酸,请设计简单的实验方案鉴别。
方案一:分别取相同体积的两种溶液,用密度计测量溶液的密度(或称量质量),密度大的是浓硫酸;方案二:分别取两种溶液于试管中,轻轻振荡试管,流动性差的、黏度大的是浓硫酸,黏度小的是稀硫酸;方案三:在2个小烧杯中加入10mL蒸馏水,分别缓慢加入2种溶液,放出大量热的是浓硫酸,放出热量小的是稀硫酸;方案四:在2支试管中加入几粒蓝色硫酸铜晶体,再分别加入1mL2种溶液,若试管中蓝色晶体变色白色的是浓硫酸,晶体溶解且溶液变成蓝色的是稀硫酸;方案五:分别将2片打磨干净的铁皮放在2支试管中,再分别加入2种溶液,有气泡产生的是稀硫酸,无明显现象的是浓硫酸;方案六:分别用玻璃棒蘸取2种溶液涂在纸上,一段时间后,纸上涂液的地方变黑的是浓硫酸,无明显现象的是稀硫酸。
5. 【P108 课后习题13】请你用实验方法证明某种白色晶体是(NH4)2SO4。
取少量晶体于试管中,加入少量蒸馏水溶解,再将溶液分成2份,一份中加入浓NaOH[或Ba(OH)2]溶液并加热,将润湿的红色石蕊试纸置于试管口,若试纸变成蓝色,证明该晶体中存在NH4+;向另一支试管中加入稀盐酸酸化,再加入几滴BaCl2溶液,若产生白色沉淀,证明该晶体中存在SO42-必修二:7个p5 探究碱金属Na与K的性质;p14 探究短周期元素原子结构的递变;p15 探究第三周期元素性质的递变;p41 探究原电池原理;p61 探究CH4与Cl2的光取代反应;p67 探究石蜡油的催化裂化的产物;p75 探究醋酸和碳酸酸性的强弱;必修二1. 【P34 思考与交流】请设计实验来测定盐酸与NaOH溶液反应的中和热?将50mL0.50mol/L 盐酸溶液和50mL0.55 mol/L NaOH溶液混合,用温度计测量混合溶液温度的变化,利用计算该反应的中和热2. 【P41 科学探究】利用提供的实验用品,设计一套电池装置。
用品:镁条、铜片、铁皮、导线、金属夹、小灯泡、橙汁、500mL烧杯。
3. 【P57 课后习题6】请设计实验来探究纯碱与盐酸反应制取CO2的适宜途径。
取不同浓度的盐酸与纯碱粉末反应,若产生CO2气泡的速率适中,则该浓度的盐酸与纯碱粉末反应是制取CO2的适宜浓度。
4. 【P75 科学探究】设计一个比较醋酸与碳酸酸性强弱的实验。
方案一:将0.1mol/L的CH3COOH溶液加入到0.1mol/L的Na2CO3或NaHCO3溶液中,产生大量气泡,说明草酸的酸性比碳酸强方案二:分别测量0.1mol/L 的CH3COONa、NaHCO3溶液的pH,若NaHCO3溶液的pH 大于CH3COONa,说明CH3COOH的酸性比碳酸强;5. 【P85 课后习题】阿司匹林、去痛片等药片是用淀粉作为黏合材料压制而成的片剂,请设计实验来证明其中淀粉的存在。
取一片药片,用研钵研细,将少量粉末置于试管中加入少量蒸馏水溶解,加入几滴碘水,若溶液变成蓝色,证明药片中存在淀粉;6. 【P91思考与交流】设计一个实验方案将海水中的Br-转变为Br2?向浓缩海水中通入Cl2,用空气将溶液中的Br2吹出后用SO2吸收富集,再加入Cl2氧化后蒸馏,即可得到Br2;7. 【P94 课后习题9】孔雀石的主要成分是CuCO3·Cu(OH)2,将孔雀石粉粹后加入过量的稀硫酸后过滤,请设计另一种方案从滤液中获取金属铜?方法一:向滤液中加入足量NaOH溶液后过滤,干燥并灼烧,再用H2还原即可得到Cu 方法二:用石墨电极作阳极、铜电极作阴极电解滤液,也可得到金属铜8. 【P106 课后习题7】煤干馏会产生H2S等有害气体,请设计一种方案将H2S转化为硫磺。
将H2S气体用纯碱溶液吸收,H2S+Na2CO3=NaHS+ NaHCO3,向吸收液中加入H2O2(气体氧化剂也可)溶液氧化,过滤即可可得硫磺。
选修四:6个p21 探究温度对I-被O2氧化的影响;p23 探究催化剂对反应速率的影响;p54 探究盐溶液的酸碱性;p57 探究影响Fe3+水解的条件;p82 探究电解饱和食盐水的实验;p87 探究牺牲阳极的阴极保护法;选修四1. 【P21 科学探究】已知4H++4I-+O2=2I2+2H2O,现有1mol/LKI溶液、0.1mol/LH2SO4溶液和淀粉溶液,请设计实验探究出现蓝色的时间与温度的关系?方案一:将1支试管置于冷水浴中,向试管中加入1mL 1mol/L KI溶液、2滴淀粉溶液,再迅速加入1mL 0.1mol/LH2SO4溶液,并同时用秒表记录试管中出现蓝色的时间。
再将另一支试管置于热水浴中进行相同的实验,并记录出现蓝色的时间。
若温度高时出现蓝色的时间短,说明温度高,该反应的反应速率快,反之则慢。
方案二:在2支试管中加入1mL 1mol/L KI溶液、2滴淀粉溶液,将一支试管置于5℃的冰水浴中,另一支试管置于50℃的热水浴中,同时迅速向2支试管中加入1mL0.1mol/LH2SO4溶液,若温度高的试管中溶液先出现蓝色,说明温度高,该反应的反应速率快,反之则慢。
选修五2. 【P42 科学探究】请设计实验证明溴乙烷与NaOH溶液反应后溶液中存在Br-?向一支试管中加入2mL 1mol/L 的NaOH溶液,再滴入3滴溴乙烷,振荡,充分反应后加入足量的稀硝酸酸化,加入几滴AgNO3溶液,若产生浅黄色沉淀,证明溶液中存在Br-,反之则无。
3. 【P62 科学探究】请设计实验,探讨乙酸乙酯在中性、酸性、碱性溶液中,以及不同温度下水解速率。
4. 【P80 科学探究】请设计实验,探讨果糖是否具有还原性。
在试管中加入2mL 10%的NaOH溶液,滴加5%CuSO4溶液5滴,再加入2mL 10%的果糖溶液,加热,若产生砖红色沉淀,证明果糖具有还原性,反之则无。
5. 【P119 课后习题4】请设计高温热解聚苯乙烯泡沫塑料,回收苯乙烯的实验方案。
将聚苯乙烯隔绝空气加强热,经150min热解,分馏,收集144-146°的馏分,即得到苯乙烯。
练习:1. 【2015全国卷26】设计实验证明:①草酸的酸性比碳酸的强。
②草酸为二元酸。
①向1mol/L的NaHCO3溶液中加入1mol/L的草酸溶液,若产生大量气泡则说明草酸的酸性比碳酸强。
②用氢氧化钠标准溶液滴定草酸溶液,消耗氢氧化钠的物质的量是草酸的两倍2. 请设计实验分离Fe(OH)3胶体中的NaCl?将混合体系装入半透膜中,再将半透膜浸入蒸馏水,一段时间后,更换蒸馏水重复实验,取最后一次实验中的蒸馏水于试管中,加入几滴稀硝酸酸化的AgNO3溶液,若没有白色沉淀产生,说明胶体中的NaCl已经分离完全;反之则继续进行渗析实验至检测时无白色沉淀产生。
3. 请设计实验证明淀粉分子不能透过半透膜而Cl—可以?将混合体系装入半透膜中,再将半透膜浸入蒸馏水,一段时间后,取少量浸入半透膜的蒸馏水于2支试管中,向其中的一支试管中加入几滴稀硝酸酸化的AgNO3溶液,有白色沉淀产生,说明Cl—透过了半透膜;向另一支试管中加入几滴稀碘液,溶液没有变成蓝色,说明淀粉分子不能透过半透膜。
4. 在溴水中加入镁粉,溴水褪色。
对于褪色的原因,有两位同学进行了分析:甲认为是溴溶于水后,溴和水发生了可逆反应:Br2+H2O==HBr+HBrO。
当向溴水中加入镁粉之后,则发生以下两种反应:Mg+2HBr =MgBr2+H2↑; Mg+2HBrO=Mg(BrO)2+H2↑。
由于上述反应的发生,使溴水中的平衡向正反应方向移动,从而使溴水褪色。
乙认为,镁是活泼金属,在溴水中存在大量的溴,应该是溴与镁粉直接反应:Mg+Br2=MgBr2,而使溴水褪色。
请设计实验方案验证。
方案一:取少量溴水于试管中,加入足量镁粉,立即观察现象,若短时间内有有大量气体产生,则甲的解释正确;若短时间内没有大量气体产生,则乙的解释正确。
方案二:取少量溴的四氯化碳溶液于试管中,加入足量镁粉,若溶液不褪色,说明镁不能直接与溴发生反应,甲的解释正确;若褪色,说明乙的解释正确。
5. 将0.2mol/L氨水逐滴加入到新制氯水中,恰好至氯水的黄绿色消失,请分析黄绿色消失的原因,并设计实验验证。
溶液颜色消失的原因:一、Cl2与水反应生成2种酸,Cl2+H2OHCl+HClO,加入氨水后,中和了酸,使平衡向正反应方向移动,Cl2完全消耗,溶液的黄绿色消失;二、Cl2有强氧化性,与氨水发生了氧化还原反应,Cl2完全消耗,溶液的黄绿色消失,3Cl2+2NH3=N2+6HCl,3HClO+2NH3=N2+3HCl+3H2O;取少量该新制氯水,用pH计检测该溶液的pH,再向该溶液中逐滴加入0.2mol/L氨水至溶液的黄绿色恰好消失,再用pH计检测溶液的pH,若溶液的酸性增强,则溶液颜色消失的原因是发生了氧化还原反应;若酸性减弱,则发生了中和反应。
6. 将硫酸亚铁晶体(FeSO4·7H2O)加热至高温分解,请设计一个实验来检验FeSO4的是否完全分解?将反应后的固体转移至小烧杯中,加入少量水,搅拌,过滤,取少量滤液于试管中,加入几滴K3[Fe(CN)6]溶液,若产生特征蓝色沉淀,说明FeSO4没有完全分解,反之则分解完全。