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高三化学实验设计课件


消石灰
冷水
澄 清 石 灰 水
NaOH溶 液消石灰 NhomakorabeaA
B
C
D
E
F
G
从几个方面对上述甲、乙、丙三套装置的优缺点作
出评析,并选择符合题目要求的选项填在空格内。 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; e、污染环境; 优 甲装置 d、可防止副反应发生; f、可防止污染环境。 点 缺 点
考试说明要求的实验能力
1.用正确的化学实验基本操作,完成规定的“学生实验” 的能力。 2.观察记录实验现象,分析实验结果和处理实验数据, 得出正确结论的能力。 3.初步处理实验过程中的有关安全问题的能力。 4.能识别和绘制典型的实验仪器装置图的能力。 5.根据实验试题的要求,设计简单实验方案的能力。 (包括:原理的设计,试剂、仪器的选择,装置的设计 和优化等)
C、产生的CO2 气体还有部分留在了装置中
a、被CO2带出来的水蒸气被碱石灰吸收
稀硫酸
碱石灰
浓硫酸
b、外界空气中的CO2 和水蒸气可能进入装置
C、产生的CO2 气体还有部分留在了装置中
改进后的装置:
②该实验中两次向装置中鼓入空气,两次的作用分别是: 第一次: 排除装置中原有的CO2气体 ; 第二次: 将反应产生的CO2全部从装置中排除 ; ③让空气先通过氢氧化钠溶液的目的: 除去空气中的CO2气体 。
②关闭活塞,用酒精灯在U型管的短管一侧 加热,当 时,立即撤去酒精灯。 铜丝圈有气泡产生 (2)回答下列问题: 3Cu+8H++2NO3-=3Cu2++2NO↑+4H2O ① 写出铜与稀硝酸反应的离子方程式 ; ② 反应在什么情况下可以自动停止?可以在何处观察到 无色的NO气体? 铜丝圈与稀HNO3 脱离后立即停止;U 型管短管内(铜丝圈周围)可以观察到无色的NO气体。 ③如果再将活塞慢慢打开,可立即观察到哪些明显现象? U型管的长管中的稀HNO3又回落到短管内,分液漏斗中有红棕色出现。 ④ 如果需再获得NO与已生成的NO2形成鲜明对照的实验效果,应 关闭分液漏斗活塞并适当加热。 (填操作)。
课后练习 练1:在分液漏斗中用一种有机溶剂提取水溶液 里的某物质时,静置分层后,如果不知道那一层是 “水层”,试设计一种简便的判断方法。
取一支小试管,打开分液漏斗活塞,慢慢放出少 量液体,往其中加入少量水,若试管内液体不分层,说 明分液漏斗中下层是“水层”,反之,则上层是水层。
练2:现有一定量含有Na2O杂质的Na2O2试样。请从图中选用
方案四:将一定质量的试样溶于水配成溶液,用已知浓 度的酸进行滴定,通过消耗酸的量来 测定Na2CO3的质 量分数。
方案一:称CO2的质量
原理:2H2SO4+Na2CO3=Na2SO4+H2O+CO2↑
思考:①某同学设计了如下的实验装置,该同学的设
计是否严谨?若不严谨可如何改进?
a、被CO2带出来的水蒸气被碱石灰吸收 b、外界空气中的CO2 和水蒸气可能进入装置
小结:实验设计的基本思维模式
明确目的、要求 试剂 分析实验原理 确定实验方案
仪器/用品
优化设计方案
如何减少实验误差
分析实验数据 得出结论
方案二:量CO2的体积 原理:2H2SO4+Na2CO3=Na2SO4+H2O+CO2↑
某同学想用下面的装置来测定工业纯碱中Na2CO3 (含少量NaCl)的纯度
⑤①④

练3:实验室用稀硝酸与Cu反应来制备NO气体,如果采用图(Ⅰ)装置,由于烧
瓶内的空气不易排除,生成的NO很快被氧化成红棕色的NO2 ,不易观察到有无色的NO 生成。即使可用排水法收集到无色的NO, 也无说服力,学生会认为NO是由NO2与 H2O反应生成的。有人设计了(Ⅱ)装置,用来做该实验可以达到满意的效果。 (1)将有关操作补充完全: 液面接触分液漏斗活塞下沿 为止。 ①将活塞打开,从U形管的长管口注入稀硝酸,一直注到

④ ⑤ ⑥ 洗涤沉淀 检验沉淀 是否洗净
序号 实验步骤
简述实验操作(不必叙述如何组装实验装置) 将混合物放入烧杯中,加入98% H2SO4,充分 搅拌直到固体不再溶解。 安装好过滤装置,将①的悬浊液沿玻璃棒加入 过滤器中过滤。 在另一个烧杯中放入适量蒸馏水,将②的滤液 沿玻璃棒慢慢加入该烧杯中,并不断搅拌, 重新安装过滤装置,将③的悬浊液沿玻璃棒加入 过滤器中过滤。
思路1:从生成气体的角度设计 原理:2H2SO4+Na2CO3=Na2SO4+H2O+CO2↑
思路2: 从生成沉淀角度设计
原理: Ba2+ +CO32-= BaCO3↓ 或Ca2+ +CO32-= CaCO3↓ 思路3:从滴定反应角度设计
原理:2H++CO32-=H2O+CO2↑
方案一:将一定质量的试样溶于足量稀硫酸,通过测定 生成的CO2质量来测定Na2CO3 的质量分数。 方案二:将一定质量的试样溶于足量稀硫酸,通过测定 生成的CO2体积来测定Na2CO3 的质量分数。 方案三:将一定质量的试样溶于水配成溶液,加入 BaCl2溶液,通过测定碳酸盐沉淀的质量来测定Na2CO3 的质量分数。
装置的连接顺序是
a-b-c-d

方案三:称沉淀法
一定量 的样品 溶液 加入足量 某种试剂
碳酸盐 沉淀
过滤、洗涤 干燥
称量 沉淀 质量
方案四:滴定法
一定量 的样品 溶液
滴入指示剂(甲基橙 )
标准液(盐酸或硫酸)溶液
读取标 准液的 体积
小结:最佳方案的标准
1、原理恰当 2、效果明显
3、装置简单
5、实验误差更少
4、仪器药品易得
6、对环境污染少
7、更安全可靠
……
• 例2 某化学兴趣小组欲测量钠的相对原子质量.现有下列实验用品: 铁架台(带铁夹 ) 、 800mL烧杯、100mL量筒、短颈玻璃漏斗、玻璃 棒、托盘天平、铜网、金属钠、其他实验药品自选. (1)请画出装置图. (铁架台和铁夹的安装可省略). (2)补充下列实验步骤,直到反应开始进行 ① 将称量后的金属钠用铜网小心包裹好,放在800mL烧杯底部, 把短颈漏斗扣在样品上面. ______________________________________________________ ② 往烧杯中注煤油,直到油面没过漏斗颈(没答油面没过漏斗颈不得分) ______________________________________________________ ③ 在100mL量筒中装满煤油,倒置在盛煤油的烧杯中(量筒中不应留有气泡). ______________________________________________________ ④ 将玻璃棒插入烧杯并接近烧杯底部,通过它慢慢加入水,至有气体产生. ______________________________________________________
d f b
练习2、已知化合物甲和乙都不溶于水,甲可溶于质量分数大于或等于98%的
硫酸,而乙不溶。现有一份甲和乙的混合物样品,通过实验进行分离,可得到固 体甲。(实验中使用的过滤器是用于过滤强酸性液体的耐酸过滤器。) 请填写表中 空格,完成由上述混合物得到固体甲的实验设计。
序号 ① ② 实验步骤 溶解 简述实验操作(不必叙述如何组装实验装置) 将混合物放入烧杯中,加入98% H2SO4,充分搅拌直到 固体不再溶解。
① ② ③ ④ ⑤
溶解 过滤
析出沉淀
过滤
洗涤沉淀 向④的过滤器中注入少量蒸馏水,使水面浸过沉 淀物,等水滤出后,再次加水洗涤,连续几次。

检验沉淀 用小试管从⑤的漏斗下口取少量洗出液,滴入 是否洗净 BaCl2 溶液 ,若没有白色浑浊出现,则说明沉 淀已洗净,
练3.实验使用浓盐酸、MnO2共热制Cl2,并用Cl2和 Ca(OH)2反应制少量漂白粉,现已知反应: 2Cl2 + 2Ca(OH)2=Ca(ClO)2 + CaCl2 +2H2O, 温度稍高即发生副反应: 6Cl2 + 6Ca(OH)2 =Ca(ClO3)2 + 5CaCl2 + 6H2O 现有三个同学分别设计的三套实验装置如下: 甲 乙 丙
(即保护人身、保护环境、保护仪器等)
3.可行性原则
(要满足中学现有的实验条件 )
4.简约性原则
(装置简单、步骤少、药品用量少、时间短等)
三、实验设计题的考查内容
1实验操作顺序的设计 2确认某混合物组成的设计 3验证化学原理的设计 4测定物质纯度的设计
其中有定性的,也有定量的。
存在的主要问题
(3)金属钠用铜网包裹的目的是:
使样品在反应时能在烧杯底适当的位置(或答避免反应时样品漂浮).
思路启迪:
2Na+2H2O=2NaOH+H2↑ 本题原理是利用排液法收集一定质量的钠产生的氢 气的体积,列出比例式求出Mr(Na). ?没有导气管如何收集气体; ?如何避免钠与水反应速率太快产生的氢气来不及收集而跑掉.
一、化学实验方案的内容
(1)实验名称;
(2)实验目的;
(3)实验原理;
(4)实验用品;(药品、仪器及规格)
(5)实验步骤;(包括:仪器装配及操作)
(6)实验现象记录及结果处理;
(7)实验相关问题和讨论。
二、化学实验设计的基本原则
1.科学性原则
(即实验原理、操作程序和方法必须正确)
2.安全性原则
适当的实验装置,设计一个最简单的实验,测定Na2O2试样的纯 度(可供选用的反应物只有CaCO3固体,6mol/L的盐酸和蒸馏水)。 请填写下列空白: (1)写出在实验中Na2O2和Na2O分别发生反应的化学方程式:
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