专题讲座(十)化学实验设计与探究(讲) 教师版.docx

学而优·教有方

PAGE

PAGE1

专题讲座（十）化学实验设计与探究

【学科核心素养】

1.变化观念与平衡思想：运用实验验证预测或探究未知时，要注意化学反应的条件，条件不同，产物可能不同。

2.科学探究与创新意识：能从问题和假设出发，确定探究目的，设计探究方案，进行实验探究；对实验过程中出现的特殊现象敢于提出自己的见解，并进行进一步的研究。

3.证据推理与模型认知：建立观点、结论和证据之间的逻辑关系；针对不同类型的综合实验题建立思维模型。能运用模型解释化学现象，依据答题模板快速准确地回答问题。

4.科学态度与社会责任：实验方案的设计要严谨，具有可持续发展意识和绿色化学观念，遵循的优化原则是原料廉价，原理绿色，条件优化，仪器简单，分离方便。

【核心素养发展目标】

1.根据化学实验的目的和要求，能做到：

(1)设计实验方案；

(2)正确选用实验装置；

(3)掌握控制实验条件的方法；

(4)预测或描述实验现象、分析或处理实验数据，得出合理结论；

(5)评价或改进实验方案。

2.以上实验知识与技能的综合应用。

【知识点解读】

一、无机物的制备综合实验

1．实验操作顺序

eq\x(\a\al(装置,选择,与连接))?eq\x(\a\al(气密性,检查))?eq\x(\a\al(装入,固体,试剂))?eq\x(\a\al(加入,液体,试剂))?eq\x(\a\al(按程序,实验))?eq\x(\a\al(拆卸,仪器))?eq\x(\a\al(其他,处理等))

2．加热操作先后顺序的选择

若气体制备实验需加热，应先加热气体发生装置，通入气体排出装置中的空气后，再给实验中需要加热的物质加热。

其目的是：①防止爆炸(如氢气还原氧化铜)；②保证产品纯度，防止反应物或生成物与空气中的物质反应。而完成实验后，熄灭酒精灯的顺序则相反。

3．实验中试剂或产物防止变质或损失

(1)实验中反应物或产物若易吸水、潮解、水解等，要采取措施防止吸水；

(2)易挥发的液体产物要及时冷却；

(3)易挥发的液体反应物，需在反应装置中加装冷凝回流装置(如长导管、竖直的干燥管、冷凝管等)；

(4)注意防止倒吸的问题。

4．选用仪器及连接顺序

5．制备无机物的思维流程

【例1】葡萄糖酸亚铁[(C6H11O7)2Fe]是常用的补铁剂，易溶于水，几乎不溶于乙醇。用如图装置制备FeCO3，并利用FeCO3与葡萄糖酸反应可得葡萄糖酸亚铁。回答下列问题：

(1)a的名称为________________。

(2)打开K1、K3，关闭K2，一段时间后，关闭K3，打开K2。在________(填仪器标号)中制得碳酸亚铁。实验过程中产生的H2作用有________________________________________、________________________________。(写2条)

(3)将制得的碳酸亚铁浊液过滤、洗涤。如过滤时间过长会发现产品部分变为红褐色。用化学方程式说明原因：________________________________________。

(4)将葡萄糖酸与碳酸亚铁混合，加入乙醇、过滤、洗涤、干燥。加入乙醇的目的是_______。

(5)用NaHCO3溶液代替Na2CO3溶液制备碳酸亚铁，同时有气体产生，离子方程式为________________________，此法产品纯度更高，原因是_________________。

【解析】(1)根据图示可知，a为恒压滴液漏斗；(2)Fe与稀硫酸反应制备硫酸亚铁，利用反应生成的氢气排尽装置中的空气，故先打开K1、K3，关闭K2，此时在b中制备硫酸亚铁；一段时间后，关闭K3，打开K2，利用生成的氢气使烧瓶中气压增大，将硫酸亚铁溶液压入三颈烧瓶c中，发生的反应为FeSO4＋Na2CO3===FeCO3↓＋Na2SO4，因此碳酸亚铁在c中生成；(3)FeCO3在空气中容易被氧化生成氢氧化铁，该反应的化学方程式为4FeCO3＋6H2O＋O2===4Fe(OH)3＋4CO2；(4)葡萄糖酸亚铁易溶于水，几乎不溶于乙醇，加入乙醇可降低葡萄糖酸亚铁在水中的溶解度，从而提高产率；(5)FeSO4溶液与NaHCO3溶液反应生成FeCO3、CO2和H2O，该反应的离子方程式为Fe2＋＋2HCOeq\o\al(－,3)===FeCO3↓＋CO2↑＋H2O，该反应生成二氧化碳，使溶液的pH减小，从而避免生成氢氧化亚铁。

【答案】(1)恒压滴液漏斗

(2)c排出装置内空气，防止生成的FeCO3被氧化将b中溶液压入c中

(3)4FeCO3＋6H2O＋O2===4Fe(OH)3＋4CO2

(4)降低葡萄糖酸亚铁在水中的溶解度

(5)Fe2＋＋2HCOeq\o\al(