第十一章 學(xué)案52 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理分析

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1、學(xué)案52　實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理分析[考綱要求]　能分析和處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，得出合理的結(jié)論。熱點(diǎn)1　實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)篩選與處理實(shí)驗(yàn)所得的數(shù)據(jù)，可分為有用、有效數(shù)據(jù)，正確、合理數(shù)據(jù)，錯誤、無效數(shù)據(jù)，及無用、多余數(shù)據(jù)等。能從大量的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)中找出有用、有效、正確、合理的數(shù)據(jù)是實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析處理題的一個重要能力考查點(diǎn)，也是近年來命題變化的一個重要方向。解題策略對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)篩選的一般方法和思路為“五看”：一看數(shù)據(jù)是否符合測量儀器的精度特點(diǎn)，如用托盤天平測得的質(zhì)量的精度為0.1g，若精度值超過了這個范圍，說明所得數(shù)據(jù)是無效的；二看數(shù)據(jù)是否在誤差允許范圍內(nèi)，若所得的數(shù)據(jù)明顯超出誤差允許范圍，要舍去；三看反應(yīng)是否完全，是否是

2、過量反應(yīng)物作用下所得的數(shù)據(jù)，只有完全反應(yīng)時所得的數(shù)據(jù)，才能進(jìn)行有效處理和應(yīng)用；四看所得數(shù)據(jù)的測試環(huán)境是否一致，特別是氣體體積數(shù)據(jù)，只有在溫度、壓強(qiáng)一致的情況下才能進(jìn)行比較、運(yùn)算；五看數(shù)據(jù)測量過程是否規(guī)范、合理，錯誤和違反測量規(guī)則的數(shù)據(jù)需要舍去。典例導(dǎo)悟1(2010·江蘇，21B)B.對硝基甲苯是醫(yī)藥、染料等工業(yè)的一種重要有機(jī)中間體，它常以濃硝酸為硝化劑，濃硫酸為催化劑，通過甲苯的硝化反應(yīng)制備。一種新的制備對硝基甲苯的實(shí)驗(yàn)方法是：以發(fā)煙硝酸為硝化劑，固體NaHSO4為催化劑(可循環(huán)使用)，在CCl4溶液中加入乙酸酐(有脫水作用),45℃反應(yīng)1h。反應(yīng)結(jié)束后，過濾，濾液分別用5%NaHCO

3、3溶液、水洗至中性，再經(jīng)分離提純得到對硝基甲苯。(1)上述實(shí)驗(yàn)中過濾的目的是__________________。(2)濾液在分液漏斗中洗滌靜置后，有機(jī)層處于________層(填“上”或“下”)；放液時，若發(fā)現(xiàn)液體流不下來，其可能原因除分液漏斗活塞堵塞外，還有________________________________________________________________________。(3)下表給出了催化劑種類及用量對甲苯硝化反應(yīng)影響的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。催化劑硝化產(chǎn)物中各種異構(gòu)體質(zhì)量分?jǐn)?shù)(%)總產(chǎn)率(%)對硝基甲苯鄰硝基甲苯間硝基甲苯濃H2SO41.035.660.24.2

4、98.01.236.559.54.099.8NaHSO40.1544.655.10.398.90.2546.352.80.999.90.3247.951.80.399.90.3645.254.20.699.9①NaHSO4催化制備對硝基甲苯時，催化劑與甲苯的最佳物質(zhì)的量之比為____________。②由甲苯硝化得到的各種產(chǎn)物的含量可知，甲苯硝化反應(yīng)的特點(diǎn)是________________________________________________________________________。③與濃硫酸催化甲苯硝化相比，NaHSO4催化甲苯硝化的優(yōu)點(diǎn)有_____________

5、_____、__________________。熱點(diǎn)2　實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)綜合分析如何用好、選好數(shù)據(jù)，是解決這類試題的關(guān)鍵所在。解決這類試題的一般方法為：比較數(shù)據(jù)，轉(zhuǎn)變物質(zhì)，分析利弊，確定方案。解題策略a．對數(shù)據(jù)進(jìn)行比較是解決問題的突破口，注意比較數(shù)據(jù)的交點(diǎn)與重合區(qū)。b.轉(zhuǎn)變物質(zhì)則是實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)的重要途徑，在一些物質(zhì)提純與制備的問題中，往往會提供一些物質(zhì)沉淀的pH范圍、物質(zhì)的沸點(diǎn)、密度、溶解性等呈現(xiàn)物質(zhì)物理性質(zhì)的數(shù)據(jù)。在許多情況下，一些物質(zhì)的相關(guān)數(shù)據(jù)是重疊的，而不利于問題的解決，一般可通過轉(zhuǎn)變物質(zhì)來解決(如CH3COOH與CH3CH2OH的沸點(diǎn)很接近，要分離二者的混合物，可以通過將CH3COO

6、H轉(zhuǎn)變?yōu)镃H3COONa的方法，擴(kuò)大其與CH3CH2OH沸點(diǎn)上的差異，然后通過蒸餾的方法進(jìn)行分離)。c.在實(shí)際生產(chǎn)、生活中，除了涉及是否能夠通過相應(yīng)反應(yīng)來實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)外，還涉及經(jīng)濟(jì)效益的問題，在原理、環(huán)保等沒有大的差異時，選擇廉價原料完成相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)就成為首選。典例導(dǎo)悟2“鹵塊”的主要成分為MgCl2(含F(xiàn)e2＋、Fe3＋、Mn2＋等雜質(zhì)離子)，若以它為原料，按如下工藝流程圖，即可制得“輕質(zhì)氧化鎂”。如果要求產(chǎn)品盡量不含雜質(zhì)離子，而且成本較低，流程中所用試劑或pH值控制可參考下列附表確定。表1　化學(xué)試劑價格表試劑價格(元/t)漂白液(含NaClO25.2%)H2O2(30%)NaOH(固

7、98%)Na2CO3(固99.5%)鹵塊(MgCl2,30%)45024002100600310表2　生成氫氧化物沉淀的值物質(zhì)開始沉淀沉淀完全Fe(OH)32.73.7Fe(OH)27.69.6ΩMn(OH)28.39.8Mg(OH)29.611.1Ω注：Fe2＋氫氧化物呈絮狀，不易從溶液中除去，所以常將它氧化成為Fe3＋，生成Fe(OH)3沉淀而去除之。請?zhí)顚懸韵驴瞻祝?1)在步驟②加入試劑X，最佳選擇應(yīng)是________，其作用是_____