資源簡介

(共27張PPT)
實驗專題
物質制備型實驗設計題的專題突破
水平四：能提出有實際價值的實驗探究課題，設計有關物質轉化、分離提比、性質應用等綜合性實驗方案；能適用變量控制的方法探究并選擇合適的反應條件，獨立成與同學合作。安全、順利、高效地完成實驗，綜合運用多種方式描述實驗證據，依據證據分析推理形成結論，評估結論的合理性；能從資源利用、安全、綠色環保等多視角對實驗方案、實驗過程進行評價，提出改造建議和進一步探究的設想，并與同學交流討論。
【課程標準】
例1、(2019全國 )實驗室以軟錳礦（主要成分為MnO2，還有少量FeO、Fe2O3、MgO和Al2O3雜質）為原料制備高錳酸鉀的流程如下圖：
【例題剖析】
（2）“熔融”過程中，MnO2被KClO3氧化成K2MnO4。
（3）已知：①MnO42-只存于強堿環境（pH﹥13.5）中，當pH降低時，MnO42-會歧化為MnO4-和MnO2；②飽和碳酸鉀溶液的pH約為12.3，飽和碳酸氫鉀溶液的pH約為8.8③相關物質的溶解度曲線如圖。
請補充完整由浸取液制備KMnO4晶體的實驗方案：向浸取液中緩緩通入CO2， ，低溫烘干得KMnO4晶體。
【審題方法】
題頭——挖掘題頭信息
實驗室以軟錳礦（主要成分為MnO2，還有少量FeO、Fe2O3、MgO和Al2O3雜質）為原料制備高錳酸鉀的流程如下圖：
題干——分析題干流程或實驗過程
【審題方法】
【審題方法】
題設—知道題設中的信息和要考查的問題
（2）“熔融”過程中，MnO2被KClO3氧化成K2MnO4。
（3）已知：①MnO42-只存于強堿環境（pH﹥13.5）中，當pH降低時，MnO42-會歧化為MnO4-和MnO2；②飽和碳酸鉀溶液的pH約為12.3，飽和碳酸氫鉀溶液的pH約為8.8；③相關物質的溶解度曲線如圖。
請補充完整由浸取液制備KMnO4晶體的實驗方案：向浸取液中緩緩通入CO2， ，低溫烘干得KMnO4晶體。
問題(3)是涉及實驗最終產品的提純問題，正確的答題必須利用好題給信息①、②、③。
首先緩緩通入CO2 ，目的是調節溶液pH約為12.3，MnO42-歧化為MnO4-和MnO2，
然后過濾除去MnO2，根據相關物質的溶解度曲線圖，利用碳酸鉀和KMnO4的溶液度相差比較大的信息，將濾液蒸發濃縮，冷卻結晶，分離出KMnO4 ，而碳酸鉀仍留在溶液中，過濾，洗滌，低溫烘干得KMnO4晶體。
【答題分析】
至pH≈12.3（ 或調節pH 約為12.3 ） （1分），
過濾 （1分），
將濾液蒸發濃縮，冷卻結晶（1分），
過濾 （1分），
洗滌 （1分）。
【規范答題】
【錯誤展示】
【基礎梳理】
圖 實驗方案設計題的類型
實驗方案設計的原則：
【解題策略】
實驗方案設計的思路：
1、產品分離與提純的設計思路
起始物質：混合物或溶液
產品
控制
條件
物質的轉化
選擇試劑
分離
提純
根據條件信息確定
起始物質的組成
純凈物
常見的方法：結晶、過濾、蒸發、萃取、分液、蒸餾、洗滌、干燥等。
根據信息選擇合適的試劑
溫度、pH等
實驗方案設計的原則：
【解題策略】
常見分離與提純方法—結晶與過濾
如：若溶液中KClO3的含量為100g L-1，從該溶液中盡可能多地析出KClO3固體的方法是 。
蒸發濃縮 冷卻結晶 過濾
實驗方案設計的原則：
【解題策略】
如：碳酸錳在一定條件下可得硫酸錳溶液，根據如右曲線圖示，現由硫酸錳溶液制備MnSO4·H2O的實驗方案為 　 。
蒸發濃縮 趁熱過濾
常見分離與提純方法—結晶與過濾
例2、實驗室以一種工業廢渣(主要成分為MgCO3、Mg2SiO4和少量Fe、Al的氧化物)為原料制備MgCO3·3H2O。實驗過程如下：
（1）酸溶過程中主要反應的熱化學方程式為
MgCO3(s)+2H+(aq)=2Mg2+(aq)+CO2(g)+H2O(l) ΔH= -50.4 kJ·mol-1
Mg2SiO4(s)+4H+(aq)=2Mg2+(aq)+H2SiO3(s)+H2O(l) ΔH= -225.4 kJ·mol-1
(4)請補充完整由萃取后得到的水溶液制備MgCO3·3H2O的實驗方案：邊攪拌邊向溶液中滴加氨水，　　　，過濾、用水洗滌固體2~3次，在50℃下干燥，得到MgCO3·3H2O。
[已知：該溶液中pH=8.5時Mg(OH)2開始沉淀；pH=5.0 時Al(OH)3沉淀完全]
【題型展示】
一、產品分離與提純型實驗設計題
實驗方案設計的原則：
【解題策略】
實驗方案設計的思路：
1、產品分離與提純的設計思路
起始物質：混合物或溶液
產品
控制
條件
物質的轉化
選擇試劑
分離
提純
根據條件信息確定
起始物質的組成
純凈物
常見的方法：過濾、結晶、蒸發、萃取、分液、蒸餾、洗滌、干燥等。
根據信息選擇合適的試劑
溫度、pH等
【題型展示】
邊攪拌邊向溶液中滴加氨水，至 8.5>pH≥5.0，過濾，邊攪拌邊向濾液中滴加Na2CO3溶液至有大量沉淀生成，靜置，向上層清液中滴加Na2CO3溶液，若無沉淀生成，過濾、用水洗滌固體2~3次，在50℃下干燥，得到MgCO3·3H2O。
一、產品分離與提純型實驗設計題
實驗方案設計的原則：
【解題策略】
實驗方案設計的思路：
2、產品的檢驗與性質探究的設計思路
已知條件
確定實驗步驟和操作方法
要驗證
的性質
推測物質具
有的性質
實驗中的試劑及反應條件的選擇
已有知識或題給信息
結論
氧化還原滴定法
實驗方案設計的原則：
【解題策略】
氧化還原反應滴定法：
以溶液中氧化劑和還原劑之間的電子轉移為基礎的一種滴定分析方法。
如：以高錳酸鉀為標準溶液，在酸性溶液中滴定KI溶液 ，請判斷滴定終點 。
當滴入最后一滴高錳酸鉀溶液時，溶液由無色變為淺紅色，且半分鐘內不褪色。
例3、亞硝酸鈉(NaNO2)是一種常見的食品添加劑，使用時必須嚴格控制其用量。某興趣小組用下圖所示裝置制備NaNO2并對其性質作如下探究(A中加熱裝置已略去)。
【背景素材】
①2NO+Na2O2=2NaNO2。
②NO能被酸性KMnO4氧化成NO3-，MnO4-被還原為Mn2+。
③在酸性條件下NaNO2能把I-氧化為I2；S2O32-能把I2還原為I-。
【測定NaNO2純度】
(5)本小題可供選擇的試劑有：
A. 稀硫酸 B. c1 mol·L-1 KI溶液 C. 淀粉溶液
D. c2 mol·L-1 Na2S2O3溶液 E. c3 mol·L-1酸性KMnO4溶液
②利用NaNO2的氧化性來測定其純度的步驟：準確稱取質量為m g的NaNO2樣品放入錐形瓶中，加適量水溶解，　　(請補充完整實驗步驟)。
　　　　　　　　　
【題型展示】
二、產品的檢驗與性質探究型實驗設計題
【解題策略】
實驗方案設計的思路：
2、產品的檢驗與性質探究的設計思路
已知條件
確定實驗步驟和操作方法
要驗證
的性質
推測物質具
有的性質
實驗中的試劑及反應條件的選擇
已有知識或題給信息
結論
氧化還原滴定法
【題型展示】
②加入過量的c1 mol·L-1KI溶液，淀粉溶液，然后滴加稀硫酸酸化，用c2 mol·L-1Na2S2O3溶液滴定至溶液由藍色恰好變為無色且半分鐘內不變色，讀數，重復以上操作2~3 次。
二、產品的檢驗與性質探究型實驗設計題
【提煉升華】
1、科學性：實驗原理、操作程序及操作方法必須正確。
2、安全性：藥品的使用及操作要注意安全。
3、簡約性：步驟少、用藥量小及時間短。
4、綠色化：注意環境保護。
實驗方案設計的原則
實驗方案設計的原則：
【提煉升華】
實驗方案設計思維的模型化
實驗方案設計思維的模型化
減壓，不高于60℃（55℃）蒸發結晶，趁熱過濾，用38~60℃熱水洗滌　低于60℃干燥
【答案】
從水層取少量溶液，加入1~2 mL淀粉溶液，加鹽酸酸化，若溶液變藍，則I-、IO3-都存在，若不變藍，再滴加FeCl3 溶液，若溶液變藍，說明廢水中含有I-，若溶液不變藍，說明廢水中不含有I-；另從水層取少量溶液，加入1~2 mL淀粉溶液，加鹽酸酸化，滴加Na2SO3 溶液，若溶液變藍，說明廢水中含有IO3-，若溶液不變藍，說明廢水中不含有IO3-

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