化学实验方案的设计和评价省公共课一等奖全国赛课获奖课件.pptx

第1页考纲定标考纲定标 掌握化学试验统计方法和利用化学知识设计一些基本试掌握化学试验统计方法和利用化学知识设计一些基本试验。验。(1)依据试验现象，观察、统计、分析或处理数据，得出正依据试验现象，观察、统计、分析或处理数据，得出正确结论。确结论。(2)依据试验试题要求，考查设计或评价试验方案。依据试验试题要求，考查设计或评价试验方案。(3)能绘制和识别经典试验仪器装置图。能绘制和识别经典试验仪器装置图。第2页热点定位热点定位1利用限定仪器装置、药品，依据题目要求进行试验方利用限定仪器装置、药品，依据题目要求进行试验方案设计。案设计。2给出部分试验步骤，依据题目要求设计完整试验。给出部分试验步骤依据题目要求设计完整试验。3对给出试验方案做出科学评定，选择出最正确方案。对给出试验方案做出科学评定，选择出最正确方案。第3页1明确试验方案设计明确试验方案设计4项基本要求：项基本要求：科学性，科学性，安全性，安全性，可行性，可行性，简约性。简约性。2切记仪器连接切记仪器连接4个次序：个次序：“自下而上，从左到右自下而上，从左到右”次序；次序；气体净化装置先洗气后干燥；气体净化装置先洗气后干燥；洗气时，进气管长，出气管短；洗气时，进气管长，出气管短；干燥管，大口进气，小口出气。干燥管，大口进气，小口出气。第4页3了解综合性试验题解答了解综合性试验题解答4个步骤：个步骤：明确试验目标、原理。明确试验目标、原理。依据试验原理选择仪器、药品。依据试验原理选择仪器、药品。组装仪器并了解各仪器作用及使用方法。组装仪器并了解各仪器作用及使用方法。结合题意，综合分析解答。结合题意，综合分析解答。第5页第第十十六六章章第6页一、化学试验方案设计一、化学试验方案设计1基本要求基本要求第7页2基本思绪基本思绪第8页二、化学试验方案评价二、化学试验方案评价1基本标准基本标准一个试验方案优劣主要从一个试验方案优劣主要从 是否科学合理，是否科学合理，是否简单可行，另外还要从是否简单可行，另外还要从 和和 两个角度去评价。两个角度去评价。试验原理试验原理操作与装置操作与装置绿色化学绿色化学安全性安全性第9页2评价类型评价类型第10页化学试验方案设计基本要求和注意事项化学试验方案设计基本要求和注意事项1试验方案设计基本要求试验方案设计基本要求(1)科学性科学性 (2)安全性安全性 (3)可行性可行性 (4)简约性简约性 (5)经济性经济性第11页2化学试验方案设计注意事项化学试验方案设计注意事项(1)药品和仪器是部分给出还是有剩下药品和仪器是部分给出还是有剩下(2)条件有没有特殊要求条件有没有特殊要求(3)试验过程中隐蔽性操作试验过程中隐蔽性操作(4)药品描述药品描述(5)会画简单试验装置图：会画简单试验装置图：第12页尤其提醒尤其提醒设计试验方案时，需要注意问题设计试验方案时，需要注意问题 (1)围绕主要问题思索，比如：选择适当试验路线、围绕主要问题思索，比如：选择适当试验路线、方法；所用药品、仪器简单易得；试验过程快速、安全；方法；所用药品、仪器简单易得；试验过程快速、安全；试验现象显著。试验现象显著。(2)注意相关物质制备、净化、吸收和存放等相关问注意相关物质制备、净化、吸收和存放等相关问题。比如：制取在空气中易水解物质题。比如：制取在空气中易水解物质(如如Al2S3、AlCl3、Mg3N2等等)及易受潮物质时，往往在装置末端再接一个干及易受潮物质时，往往在装置末端再接一个干燥装置，以预防空气中水蒸气进入。燥装置，以预防空气中水蒸气进入。第13页例例1(杭州模拟杭州模拟)铁在冷浓硫酸中能发生钝化。某兴趣小铁在冷浓硫酸中能发生钝化。某兴趣小组同学发觉将一定量铁与浓硫酸加热时，观察到铁完全溶解组同学发觉将一定量铁与浓硫酸加热时，观察到铁完全溶解得到溶液得到溶液A，并产生大量气体，并产生大量气体B。试验室现有以下试剂：。试验室现有以下试剂：0.01 mol/L酸性酸性KMnO4溶液、溶液、0.1 mol/L KI溶液，溶液，3%H2O2溶溶液、淀粉溶液、蒸馏水。请你帮助他人探究所得溶液和气体液、淀粉溶液、蒸馏水。请你帮助他人探究所得溶液和气体成份。成份。第14页提出猜测提出猜测.所得溶液中金属离子可能含有所得溶液中金属离子可能含有Fe2和和Fe3中一个或两种；中一个或两种；所得气体可能含有所得气体可能含有_中一个或两种。中一个或两种。SO2、H2第15页试验探究试验探究试验操作预期现象预期现象结论结论验证猜测步骤：取少许0.01 mol/L酸性KMnO4溶液，滴入所得溶液含有含有Fe3验证猜测将所得气体通入以下装置含有两含有两种气体种气体溶液溶液红色红色褪去褪去含有含有亚铁亚铁离子离子溶液变溶液变为蓝色为蓝色另取少许所另取少许所得溶液滴加得溶液滴加KI淀粉溶液淀粉溶液第16页问题讨论问题讨论有同学提出，若另外选取有同学提出，若另外选取KSCN溶液，则仅利用溶液，则仅利用KSCN和和H2O2两种溶液即可完成猜测两种溶液即可完成猜测全部探究，判断该方法是否正全部探究，判断该方法是否正确并进行评价：确并进行评价：_。不正确，若溶液中含有不正确，若溶液中含有Fe3+，则无法，则无法检验原溶液中是否含有检验原溶液中是否含有Fe2+第17页1.(北京丰台一模北京丰台一模)为证实稀硝酸与铜反为证实稀硝酸与铜反应产物中气体为应产物中气体为NO，设计如图所表示实，设计如图所表示实验验(试验过程中活塞试验过程中活塞2为打开状态为打开状态)，以下，以下说法中不正确是说法中不正确是 ()A关闭活塞关闭活塞1，加入稀硝酸至液面，加入稀硝酸至液面a处处B在装置左侧稍加热能够加紧稀硝酸与铜反应速率在装置左侧稍加热能够加紧稀硝酸与铜反应速率C经过开启或关闭活塞经过开启或关闭活塞1能够控制反应进行能够控制反应进行D反应开始后，胶塞下方有没有色气体生成，还不能证反应开始后，胶塞下方有没有色气体生成，还不能证实实该气体为该气体为NO.A第18页2(广东理综广东理综)某同学经过系列试验探讨某同学经过系列试验探讨 Mg 及其化合物及其化合物性质，操作正确且能到达目标是性质，操作正确且能到达目标是 ()A将水加入浓硫酸中得稀硫酸，置镁片于其中探讨将水加入浓硫酸中得稀硫酸，置镁片于其中探讨 Mg 活泼性活泼性B将将 NaOH溶液迟缓滴入溶液迟缓滴入MgSO4溶液中，观察溶液中，观察Mg(OH)2沉淀生成沉淀生成C将将 Mg(OH)2 浊液直接倒入已装好滤纸漏斗中过滤，浊液直接倒入已装好滤纸漏斗中过滤，洗涤并搜集沉淀洗涤并搜集沉淀D将将Mg(OH)2 沉淀转入表面皿中，加足量稀盐酸，加热沉淀转入表面皿中，加足量稀盐酸，加热蒸干得无水蒸干得无水MgCl2固体固体 B第19页化学试验方案评价化学试验方案评价 对几个试验方案正确与错误、严密与不严密、准确与不对几个试验方案正确与错误、严密与不严密、准确与不准确做出判断。要考虑原理是否完全合理、有没有干扰现象、准确做出判断。要考虑原理是否完全合理、有没有干扰现象、经济上是否合算和对环境有没有污染等。经济上是否合算和对环境有没有污染等。1从可行性方面对试验方案做出评价从可行性方面对试验方案做出评价 2从从“绿色化学绿色化学”视角对试验方案做出评价视角对试验方案做出评价 3从从“安全性安全性”方面对试验方案做出评价方面对试验方案做出评价 第20页尤其提醒尤其提醒 对试验方案合理是否，严密是否作出判断要从对试验方案合理是否，严密是否作出判断要从“合理选合理选择、排除干扰、操作准确择、排除干扰、操作准确”等方面入手。等方面入手。“合理选择合理选择”是指是指仪器、药品、连接方式选择；仪器、药品、连接方式选择；“排除干扰排除干扰”是指反应条件控是指反应条件控制、预防空气成份介入、副反应尽可能防止、杂质除去等；制、预防空气成份介入、副反应尽可能防止、杂质除去等；“操作准确操作准确”则要求熟悉主要仪器性能与使用方法和化学试则要求熟悉主要仪器性能与使用方法和化学试验操作方法等。验操作方法等。第21页例例2 请同学们设计试验将请同学们设计试验将4molAl4molAl全部转化为全部转化为Al(Al(OH)3,可使用药品有盐酸、NaOH溶液，仪器自选。第22页（江苏模拟江苏模拟)化学兴趣小组设计以下试验方案，测定某已部分化学兴趣小组设计以下试验方案，测定某已部分变质小苏打样品中变质小苏打样品中Na2CO3 质量分数。质量分数。方案一方案一称取一定质量样品，置于坩埚中加热至恒重后，冷称取一定质量样品，置于坩埚中加热至恒重后，冷却，称量剩下固体质量，计算。却，称量剩下固体质量，计算。(1)坩埚中发生反应化学方程式为：坩埚中发生反应化学方程式为：(2)试验中，需加热至恒重目标是试验中，需加热至恒重目标是 _。2NaHCO3 =Na2CO3CO2H2O确保确保NaHCO3分解完全分解完全 第23页(3)试验中确定加热至恒重方法是：试验中确定加热至恒重方法是：。(4)若加热过程中坩埚内有晶体迸溅出来，则测得结果是若加热过程中坩埚内有晶体迸溅出来，则测得结果是_(填填“偏大偏大”、“偏小偏小”或或“不变不变”)。方案二方案二称取一定质量样品，置于小烧杯中，加适量水溶解；称取一定质量样品，置于小烧杯中，加适量水溶解；向小烧杯中加入足量向小烧杯中加入足量Ba(OH)2溶液，过滤，洗涤、干燥沉淀，溶液，过滤，洗涤、干燥沉淀，称量固体质量，计算。称量固体质量，计算。(已知：已知：Ba2OHHCO3=BaCO3H2O)(1)过滤操作中，除了烧杯、漏斗外，还要用到玻璃仪器为过滤操作中，除了烧杯、漏斗外，还要用到玻璃仪器为_。两次称量固体质量相同两次称量固体质量相同 偏小偏小玻璃棒玻璃棒第24页(2)试验中判断沉淀是否完全方法是试验中判断沉淀是否完全方法是 。(3)试验中洗涤沉淀操作是试验中洗涤沉淀操作是 。(4)试验中判断沉淀是否洗涤洁净方法是试验中判断沉淀是否洗涤洁净方法是 。方案三方案三按以下列图所表示装置进行试验：按以下列图所表示装置进行试验：取少许上层清液于试管中，滴加取少许上层清液于试管中，滴加Ba(OH)2溶液，观察是否有白色沉淀产生溶液，观察是否有白色沉淀产生向漏斗中加入蒸馏水，使水面没过沉淀物，等水流完后，重复屡次操作向漏斗中加入蒸馏水，使水面没过沉淀物，等水流完后，重复屡次操作 取少许洗涤后沉淀后溶液于试管中，滴加取少许洗涤后沉淀后溶液于试管中，滴加Na2SO4溶液，观察是否有白色沉淀溶液，观察是否有白色沉淀第25页(1)B装置内所盛试剂是装置内所盛试剂是_；D装置作用是装置作用是_。分液漏斗中分液漏斗中_(填填“能能”或或“不能不能”)用盐酸代替稀硫酸进行用盐酸代替稀硫酸进行试验。试验。(2)依据此试验测得数据，测定结果有误差，因为试验装置还存依据此试验测得数据，测定结果有误差，因为试验装置还存在一个显著缺点，该缺点是：在一个显著缺点，该缺点是：。浓硫酸浓硫酸预防空气中水蒸气、二氧化碳进入预防空气中水蒸气、二氧化碳进入C装置装置不能不能缺乏一套将缺乏一套将A、B装置中装置中CO2全部赶入全部赶入C装置中装置装置中装置第26页3在试验室进行物质制备，以下从原料及相关试剂分别制取在试验室进行物质制备，以下从原料及相关试剂分别制取对应最终产物设计中，理论上正确、操作上可行、经济上对应最终产物设计中，理论上正确、操作上可行、经济上合理是合理是()第27页解析：解析：A项中试验室用在空气中点燃单质碳来制备项中试验室用在空气中点燃单质碳来制备CO方法，方法，在操作上是不可行；在操作上是不可行；B项中用硝酸银溶液与铜反应来制备项中用硝酸银溶液与铜反应来制备Cu(NO3)2是不经济；是不经济；D项中用铁点燃燃烧制备氧化铁在理论项中用铁点燃燃烧制备氧化铁在理论上不正确、操作上不可行；只有上不正确、操作上不可行；只有C符合要求。符合要求。答案：答案：C第28页4某同学利用锌、氧化铜和稀硫酸制取铜，他设计了两套方某同学利用锌、氧化铜和稀硫酸制取铜，他设计了两套方案，方案案，方案：利用锌与足量稀硫酸反应制氢气，氢气还原氧：利用锌与足量稀硫酸反应制氢气，氢气还原氧化铜；方案化铜；方案：氧化铜溶于稀硫酸生成硫酸铜，然后用锌：氧化铜溶于稀硫酸生成硫酸铜，然后用锌与硫酸铜反应制备铜。以下关于方案与硫酸铜反应制备铜。以下关于方案和和评价不正确是评价不正确是()A方案方案比喻案比喻案操作简便操作简便B等质量锌，相同条件下在方案等质量锌，相同条件下在方案和方案和方案中制得中制得铜质量相同铜质量相同C等质量等质量H2SO4参加反应，方案参加反应，方案制取铜质量比喻制取铜质量比喻案案少少D为了加紧锌与稀硫酸反应，能够在溶液中加入少许氧为了加紧锌与稀硫酸反应，能够在溶液中加入少许氧化铜化铜第29页解析：解析：氢气还原氧化铜试验操作次序是：先通入氢气排除装氢气还原氧化铜试验操作次序是：先通入氢气排除装置中空气置中空气(预防加热时，氢气中混有空气发生事故预防加热时，氢气中混有空气发生事故)，将氧化，将氧化铜还原成铜后，继续通入氢气至铜冷却铜还原成铜后，继续通入氢气至铜冷却(预防赤热铜再被氧化预防赤热铜再被氧化成氧化铜成氧化铜)，所以用于还原氧化铜氢气量小于生成氢气总量。，所以用于还原氧化铜氢气量小于生成氢气总量。答案：答案：B第30页点击图片进入提能力第31页