实验方案的设计与评价及综合应用

1、实验方案的设计与评价及综合应用考纲展示 1.设计、评价或改进实验方案。 2.了解控制实验条件的方法。 3.分析或处理实验数据，得出合理的结论。 4.绘制和识别典型的实验仪器装置图。 5.以上各部分知识与技能的综合应用。主干知识一、化学实验方案的设计1基本要求2基本思路点拨实验方案设计的一般步骤：(1)根据试题要求，分析所给信息，选择并确定实验原理。(2)根据实验原理，确定药品，选择仪器，提出实验方案。(3)分析实验成败关键，修改完善实验程序。二、化学实验方案的评价1基本原则一个实验方案的优劣主要从 是否科学合理， 是否简单可行，另外还要从 和 两个角度去分析评价。2评价类型实验原理操作与装置绿

2、色化学安全性点拨实验评价的基本思路：对实验方案的合理与否，严密与否作出判断要从“合理选择、排除干扰、操作准确”等方面入手。“合理选择”是指仪器、药品、连接方式的选择；“排除干扰”是指反应条件的控制、防止空气成分介入、副反应尽量避免、杂质的除去等；“操作准确”则要求熟悉主要仪器的性能与使用方法和化学实验的操作方法等。自我诊断1CaCl2是一种良好的中性干燥剂，可用于干燥NH3。()2利用如图装置可定量测定化学反应速率。()3实验操作过程中，应先加入药品，再检查装置的气密性。()5测定同温同浓度的NaCl和NaF溶液的pH，确定F、Cl两元素非金属性的强弱。()6H2还原CuO后，要先停止通氢，再

3、熄灭酒精灯。()1要安装一套实验室利用液体和液体反应制备气体的装置，现设计了五步操作，正确的程序是()将蒸馏烧瓶固定在铁架台上将酒精灯放在铁架台上，根据酒精灯确定铁圈高度，固定铁圈，放好石棉网用漏斗向蒸馏烧瓶中加入一种液体反应物，再向分液漏斗中加入另一种液体反应物，并将导气管放入气体收集器中检查装置的气密性(利用对固定装置微热的方法检查气密性)在蒸馏烧瓶上装好分液漏斗，连接好导气管化学实验方案的设计流程和注意事项ABC D解析：实验仪器的安装原则是：从下向上，从左向右。首先固定酒精灯，根据酒精灯确定铁圈高度，固定铁圈，放好石棉网；把烧瓶固定在铁架台上，在烧瓶上装好分液漏斗，连好导气管，检查气密

4、性；装置不漏气后，再加液体药品开始反应，制取气体。答案：A1实验方案设计的流程2实验方案设计的注意事项(1)实验操作顺序装置选择与连接气密性检查加固体药品加液体药品开始实验(按程序)拆卸仪器其他处理等。(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。目的是：防止爆炸(如氢气还原氧化铜)；保证产品纯度，防止反应物或生成物与空气中的物质反应。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；易挥发的液体产物要及时冷却；易挥发的液体反应物，需在反应

5、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)；注意防止倒吸的问题。(4)选用仪器及连接顺序(5)仪器药品的准确描述实验中所用试剂名称：如无水硫酸铜(CuSO4)，硫酸铜溶液，酸性高锰酸钾溶液；澄清石灰水；饱和碳酸氢钠溶液等。仪器名称：如坩埚、研钵、100 mL容量瓶。(6)会画简单的实验装置图考纲要求能够绘制和识别典型的实验仪器装置图，可用“示意装置图”表示。一般能画出简单的装置图即可，但要符合要求，例如形状、比例等。特别提醒(1)实验方案的设计对细节要求较高，往往在细节上失分，如实验原理、仪器选择、操作步骤、实验现象的描述、实验安全等方面，不全面、不准确是失分的重要方面。(2)

6、实验设计不完整，也是实验题失分的重要原因。如制备一些在空气中易变质的物质时，在制备装置后还要连接一防变质装置。(3)补画装置图的题目中，装置图画得不准确也会失分。典例1某化学兴趣小组的同学利用下图所示实验装置进行某些气体的制备、性质等实验(图中夹持装置有省略)。请按要求填空：.探究氯气与氨气的反应(1)为制取干燥氨气，可将装置C与_(填装置编号)连接；装置C中的烧瓶内固体宜选用_。a碱石灰B氯化钙c五氧化二磷D生石灰(2)装置A、E、E连接可制取纯净、干燥的氯气，则两个E装置内的药品依次是_。(3)装置F可用于探究氯气与氨气(已知氯气与氨气可发生反应：3Cl22NH3=N26HCl)的反应。实

7、验时打开开关1、3，关闭2，先向烧瓶中通入_，然后关闭1、3，打开2，向烧瓶中缓慢通入一定量的另一种气体。实验一段时间后烧瓶内出现浓厚的白烟并在容器内壁凝结，请设计一个实验方案鉴定该固体中的阳离子_。.探究某些物质的性质(1)利用装置A、E，可设计实验比较Cl和Br的还原性强弱，能证明结论的实验现象是_。(2)若利用装置A、E进行乙烯与溴水反应的实验，必须对装置A进行的改动是_。(3)将装置B、C分别与F相连后，进行H2S与SO2反应的实验。F的烧瓶中发生反应的化学方程式为_；F的烧杯所起的作用是_。解析.(1)氨气若用装置C制取，利用的是浓氨水与吸水剂反应，注意吸水剂不能与氨气反应，可选用碱

8、石灰或生石灰。要获得干燥的氨气，可将气体通过碱石灰，故选D。 (2)制取氯气的反应原理为浓盐酸与二氧化锰加热，若获得纯净、干燥的氯气，要先吸收挥发出来的HCl(通过饱和食盐水)，再干燥(浓硫酸)。 (3)开关3与液体相连，若先通氨气，易导致喷泉现象发生，另外，氯气为黄绿色气体，最后通氯气易干扰白烟现象的观察，故先通氯气后通氨气。NH的检验就是利用铵盐加碱并加热后生成可使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体。.(1)比较Cl和Br的还原性强弱，可利用其对应单质间的置换反应，即氯气能将溴化钠溶液中的溴离子置换出来。(2)制取乙烯需要增加温度计，故应在烧瓶中插入一支温度计。(3)B生成H2S，C生成SO2，

9、二者混合生成S和H2O，多余的气体有毒，可通入烧杯的碱液中吸收。答案.(1)Dad(2)饱和食盐水、浓硫酸.(1)装置E中的NaBr溶液变橙红色(2)向烧瓶中插入一只温度计，并使温度计水银球没入烧瓶内液面下(3)SO22H2S=3S2H2O吸收尾气1(2014年广州模拟)某学习小组在研究水处理问题时，将一定量NaClO溶液与FeSO4溶液相混合，得到含有大量悬浮物的混合液。请完成对反应物剩余情况的探究。(1)提出合理假设：假设1：FeSO4有剩余；假设2：NaClO有剩余；假设3：_。(2)样品初步处理：取少量混合液于试管中，滴加足量稀硫酸得到澄清溶液。此澄清溶液中肯定含有的金属阳离子是_。(

10、3)设计后续实验方案验证假设。请在下表中写出实验步骤以及预期现象和结论。限选实验试剂：3 molL1 H2SO4、0.01 molL1 KMnO4、20% KSCN、30% H2O2、淀粉KI溶液、紫色石蕊溶液。解析：将一定量NaClO溶液与FeSO4溶液相混合，发生的反应是：2Fe2ClOH2OOH=Fe3Fe(OH)3Cl。(1)由假设1和假设2可以推测出假设3是NaClO与FeSO4都没有剩余(2)向混合液中滴加足量稀硫酸，得到的溶液中一定含有Na和Fe3 (3)滴加稀硫酸时，ClO立即转化为HClO，所得澄清液中可能含有的离子和分子中，只有Fe2能使酸性高锰酸钾溶液褪色，因此可用酸性高

11、锰酸钾溶液检验澄清液中是否含有Fe2；HClO和Fe3都能氧化淀粉KI溶液，因此，无法用淀粉KI溶液检测澄清液中是否含有HClO；此外，30%H2O2遇到HClO或Fe3都会逸出无色无味气体(其中：HClO可以氧化双氧水，逸出氧气。Fe3可作双氧水分解的催化剂，也逸出氧气)；故只能用紫色石蕊试液检测澄清液中是否含有HClO。答案：(1)NaClO和FeSO4均无剩余(2)Na、Fe3(3)化学实验方案的评价2下列在实验室使用常用玻璃仪器制取有关气体的反应原理正确的是()答案：A对几个实验方案进行评价，主要从正确与错误、严密与不严密、准确与不准确、可行与不可行等方面作出判断。另外有无干扰、是否经

12、济、是否安全、有无污染等也是要考虑的。1可行性方面(1)分析实验方案是否科学可行；(2)实验操作是否安全合理；(3)实验步骤是否简单方便；(4)实验效果是否明显。2绿色化学方面(1)实验过程中是否造成环境污染；(2)原料是否无毒、安全、易得；(3)原料利用率及反应速率是否较高；(4)反应速率是否较快。3从安全性方面对实验方案做出评价化学实验从安全角度常考虑的主要因素如下：(1)净化、吸收气体及熄灭酒精灯时要防止液体倒吸；(2)进行某些易燃易爆实验时要防爆炸(如H2还原CuO应先通H2，气体点燃前先验纯等)；(3)防氧化(如H2还原CuO后要“先灭灯再停氢”，白磷切割宜在水中进行等)；(4)污染

13、性的气体要进行尾气处理；有粉末状物质参加的反应，要注意防止导气管堵塞；(5)防吸水(如实验取用、制取易吸水、潮解、水解的物质时宜采取必要措施，以保证达到实验目的)。4从规范性方面(1)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)；(2)易挥发液体产物(导出时可为蒸气)的及时冷却；(3)仪器拆卸与组装顺序相反，按照从右向左，从高到低的顺序；(4)其他(如实验操作顺序、试剂加入顺序、实验方法使用顺序等)。5最佳方案的选择几个实验方案都能达到目的，选出一个最佳方案。所谓最佳，就是装置最简单，药品容易取得、价格低

14、廉，现象明显，干扰小，无污染。误区警示化学实验方案主要在以下几个方面容易出现失误；(1)规范方面，如操作、观察、读数等。(2)安全方面，如安全瓶、气体点燃、防暴沸、防倒吸、防污染等。(3)量化方面，如仪器规格的选择、数据记录与处理、误差分析等。(4)创新方面，如装置的改进、方案的优化等。(5)表达方面，如实验现象、实验操作的表述等。(1)上述反应的平衡常数表达式：K_。(2)室温时，向两份相同的PbSO4样品中分别加入同体积、同浓度的Na2CO3和NaHCO3溶液均可实现上述转化，在_溶液中PbSO4转化率较大，理由是_。(3)查阅文献：上述反应还可能生成碱式碳酸铅2PbCO3Pb(OH)2，

15、它和PbCO3受热都易分解生成PbO。该课题组对固体产物(不考虑PbSO4)的成分提出如下假设，请你完成假设二和假设三：假设一：全部为PbCO3；假设二：_；假设三：_。(4)为验证假设一是否成立，课题组进行如下研究。定性研究：请你完成下表中内容。定量研究：取26.7 mg的干燥样品，加热，测得固体质量随温度的变化关系如下图。某同学由图中信息得出结论：假设一不成立。你是否同意该同学的结论，并简述理由：_。分解生成PbO和CO2，碱式碳酸铅分解生成PbO、CO2和H2O，故只要分析产物中是否有H2O生成就可以判断假设一是否成立。同意，若全部为PbCO3时，26.7 mg完全分解后最终固体质量应为

16、22.3 mg(或：不同意，实验最终得到固体的质量与全部为PbCO3分解所得固体质量相差不大，可能是实验过程中产生的误差引起的)。(3)全部为2PbCO3Pb(OH)2PbCO3和2PbCO3Pb(OH)2(4)同意，若全部为PbCO3时，26.7 mg完全分解后最终固体质量应为22.3 mg(或：不同意，实验最终得到固体的质量与全部为PbCO3分解所得固体质量相差不大，可能是实验过程中产生的误差引起的)(本题属于开放性试题，合理答案均可)2下列实验操作与预期实验目的或所得实验结论一致的是()答案：A 在知识能力水平相差不大的情况下，高考成绩的高低在很大程度上取决于是否规范答题，在综合题的解答

17、中，不少考生不是因为知识欠缺或能力上达不到而失分，而是答题不规范。每年都有因考生写错别字、潦草字、错写元素符号和化学用语、有效数字运算不合要求，甚至乱写乱画而被扣分，如熔(溶)解、脂(酯)化反应、坩锅(埚)、离子方程式写成化学方程式、0.1000 molL1写成0.1 molL1等。规范的格式和严密的步骤能充分体现考生知识能力水平和良好的答题习惯。阅卷专家提醒：做题时要认真书写，严格规范；用词准确，回答完整到位；认真审题，不凭猜测和想象答题。规范答题要注意以下问题：(1)这样答题阅卷人是否能看懂，看清楚。(2)这是不是最佳答案。(3)专业术语、专用符号的运用是否符合阅读或使用习惯。有关实验题的

18、答题流程及规范表述1试纸的使用(1)定量试纸(如pH试纸)的使用：此类问题的答案几乎是格式化的。解答此类题目要注意三个得分点和关键词：蘸待测液点试样对比读数。(2)定性试纸的使用：用红色石蕊试纸、蓝色石蕊试纸、淀粉KI试纸检验溶液时，答题模板：用红色石蕊试纸、蓝色石蕊试纸、淀粉KI试纸检验气体时，答题模板：【典例1】(2010年高考山东卷节选)聚合硫酸铁又称聚铁，化学式为Fe2(OH)n(SO4)3nm，广泛用于污水处理。实验室利用硫酸厂烧渣(主要成分为铁的氧化物及少量FeS、SiO2等)制备聚铁和绿矾(FeSO47H2O)过程如下：溶液Z的 pH影响聚铁中铁的质量分数，用 pH试纸测定溶液

19、pH的操作方法为_。规范答案将一小片pH试纸放到表面皿(或玻璃片)上，用玻璃棒蘸取溶液，点到试纸的中央，等试纸变色后，再跟标准比色卡对比读数。2气体的检验根据气体的性质检验气体，可选用湿润试纸或溶液，后者较复杂，如用澄清石灰水检验CO2气体。【典例2】(2010年高考山东卷节选)聚合硫酸铁又称聚铁，化学式为Fe2(OH)n(SO4)3nm，广泛用于污水处理。实验室利用硫酸厂烧渣(主要成分为铁的氧化物及少量FeS、SiO2等)制备聚铁和绿矾(FeSO47H2O)过程如下：验证固体W焙烧后产生的气体含有SO2的方法是_。规范答案将气体通入少量品红溶液，溶液褪色，加热恢复原色3离子的检验离子的检验通常在溶液中进行，根据其性质选择试剂，再由反应现象得出结论，如Cl的检验。【典例3】(2012年高考上海卷节选)碱式碳酸铜Cu2(OH)2CO3是一种用途广泛