[政史地]第十章 第四节 实验方案的设计与评价.ppt

(5)冷凝回流(有些反应中，为减少易挥发液体反应物的损 耗和充分利用原料，需在反应装置上加装冷凝回流装置，如长玻璃管、竖装的干燥管及冷凝管等)； (6)易挥发液体产物(导出时可为蒸气)的及时冷却； (7)仪器拆卸的科学性与安全性(也从防污染、防氧化、防 倒吸、防爆炸、防泄漏等角度考虑)； (8)其他，如实验操作顺序、试剂加入顺序、实验方法使 用顺序等． [例2]　(2011·乌鲁木齐模拟)现有铝合金样品，某同学设计两种测定样品中铝元素质量分数的实验方案： 甲方案：取一定量样品，溶于足量的氢氧化钠溶液，测定产生气体的体积； 乙方案：取一定量样品，溶于足量的稀硫酸，测定产生气体的体积．他们设计装置如图所示： (1)写出甲方案的化学方程式：______________________. (2)在上述装置中，测定气体体积的装置应选择________ (填：A或B)，若要用________(填：A或B)装置，需进行的改进为________． (3)当铝合金完全反应后，读数前应进行的操作依次为：________________________________________. (4)若用乙方案测定样品纯度，测定数据有：铝合金样品质量为W g，气体体积为V mL(在实验条件下，查得氢气摩尔体积为a L/mol)，计算该样品中铝元素的质量分数为________． (5)评价甲、乙方案，填表： 方案 评价(填：准确、不准确或不确定) 理由 甲 乙 方案 评价(选填： 准确、不准 确或不确定) 理由 甲 不确定 ①若铝合金中含有氧化铝，不含硅等与氢氧化钠反应产生氢气的杂质，氧化铝与氢氧化钠反应，不产生氢气，测得结果偏低；②若铝合金中不含氧化铝，也不含硅等与氢氧化钠反应产生氢气的杂质，只含不反应的杂质，则测得结果准确；③若合金中含有硅等杂质，不含氧化铝等，则硅与氢氧化钠溶液反应产生氢气，测得结果偏高． (5) 方案 评价(选填： 准确、不准 确或不确定) 理由 乙 不确定 ①若铝合金中含有氧化铝，其他杂质不参与反应，则测得结果偏低；②若铝合金中含有铁、镁等能与稀硫酸反应的杂质，则测得结果偏高；③若铝合金中所含杂质都不与稀硫酸反应，则测得结果准确. 评价一个实验方案的优劣从以下几个方面入手：实验方法和操作程序是否科学合理，实验方案是否切实可行，实验步骤是否简单易行，实验现象是否明显，实验数据的获得是否准确，实验过程中安全及环保问题是否得以妥善解决． 3．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Ⅰ：利用锌与足量稀硫酸反应制氢气，氢气还原氧化铜；方案Ⅱ：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．下列关于方案Ⅰ和Ⅱ的评价不正确的是 (　　) . A．方案Ⅱ比方案Ⅰ操作简便 B．等质量的锌，相同条件下在方案Ⅰ和方案Ⅱ中制得 的铜的质量相同 C．等质量的H2SO4参加反应，方案Ⅰ制取铜的质量比 方案Ⅱ的少 D．为了加快锌与稀硫酸反应，可以在溶液中加入少量 氧化铜 解析：氢气还原氧化铜的实验操作顺序是：先通入氢气排除装置中的空气(防止加热时，氢气中混有空气发生事故)，将氧化铜还原成铜后，继续通入氢气至铜冷却(防止赤热的铜再被氧化成氧化铜)，所以用于还原氧化铜的氢气的量小于生成氢气的总量． 答案：B 4．某无色混合气体中可能含有乙烯、二氧化碳、二氧化硫 和氧气，为确定其中一定含有二氧化碳、二氧化硫，甲、乙、丙3位同学分别设计了下述实验方案，并都认为：如果观察到的现象与自己设计的方案一样，就可确认无色气体中一定含有二氧化碳和二氧化硫． (1)方案甲： 试用简要语言评价上述各实验方案是否严密？并说明原因． (1)方案甲：_____________________________________； (2)方案乙：_____________________________________； (3)方案丙：_____________________________________. 解析：因混合气体中可能含C2H4、CO2、SO2、O2，当混合气体通过酸性高锰酸钾溶液和溴水而分别使之褪色时，可能是C2H4，也可能是SO2反应引起的，不能确定一定含SO2，因此甲、乙的方案设计不严密．而上述混合气体中能使品红溶液褪色的只有SO2，且品红溶液颜色变浅而不是褪色，说明SO2完全被吸收，再使澄清的石灰水变浑浊，说明一定含有CO2. 答案：(1)不严密，有乙烯的干扰 (2)不严密，有乙烯的干扰 (3)严密，上述气体中只有SO2能使品红溶液褪色，通过足量品红溶液后，除去二氧化硫，剩余气体能使澄清石灰水变浑浊，则一定有CO2存在 1．解题思路、方法 (1)巧审题，明确实验目的和原理．实验原理是解答实验题的 核心，是实验设计的