《高考备考指南 理科综合 化学》课件-第10章 第4节

化学实验基础第十章第四节化学实验方案的设计与评价考纲解读

考纲要求备考指南真题追踪命题趋势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。

2016·全国卷Ⅰ10；2015·全国卷Ⅰ26，全国卷Ⅱ13、26、28；2014·全国卷Ⅰ13、26、28，全国卷Ⅱ27、28；2013·全国卷Ⅰ13、26、27，全国卷Ⅱ26高考对本部分的考查一是保持对传统知识的考查；二是结合题目中信息对实验过程进行分析；三是对教材实验进行重新设计或改进创新(在形式上实验方案或原理设计上创新)。题型以选择题和综合实验题为主。预计2018年高考将会以元素及其化合物和典型有机物的性质为基础，依托新的信息背景进行实验设计和方案的评价的考查。备考中要注意有机物的涉入，理清关系，熟记切入点——从安全、环保、可行、简约等角度进行评价分析。栏目导航01夯实考点02考点突破夯实考点11．化学实验方案的设计(1)基本原则①科学性：实验的原理、操作顺序、操作方法等科学合理；②可行性：原理可行，选用的药品、仪器、设备及实验方法能够满足现行的条件要求；③简约性：装置或方法简单，步骤少、节约药品，短时间能完成，符合绿色化学的要求；④安全性：避免使用有毒药品或进行危险性的实验操作，有毒气体的尾气处理。【知识梳理】(2)基本思路(3)实验设计的步骤①明确实验目的、实验原理；②选择药品和仪器；③设计装置步骤，实施实验操作；④记录实验现象、实验数据；⑤分析得出结论。(4)实验方案的设计实验方案设计的流程：2．化学实验方案的评价对几个实验方案进行评价，主要是看是否正确、严密、准确、可行。另外，有无干扰、是否经济、是否安全、有无污染等也是要考虑的因素。(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。(3)从安全性方面对实验方案作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，当熄灭酒精灯及左边有挥发性液体加热，气压不恒定时(如乙酸乙酯的制备)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、价格低廉，现象明显，干扰小，无污染。(6)实验综合题分类(从评价的主要针对点来看)①实验装置的评价：对比各方案装置，从装置的合理性、操作的简便可行等方面进行全面分析，优选最佳装置。②实验原理的评价：紧扣实验目的，对各方案的原理综合考虑，从原理是否科学正确、是否节省原料、涉及的操作是否简便易行、是否误差较小等方面进行全面分析，设计或优选出最佳方案。1．试设计方案检验乙醇中少量水的存在？如何检验Fe3＋？【答案】取适量乙醇样品于试管中，向其中加少量无水硫酸铜固体，若固体由白色变为蓝色，则说明乙醇中含有水。取待测溶液少许于试管中，向试管中加入几滴硫氰化钾溶液，若溶液变为红色，则说明待测液中含有Fe3＋。【思维深化】考点突破21．(2016·山东烟台模拟)某硫酸厂用氨水吸收尾气中的二氧化硫，防止其污染环境并综合利用。某课题组模拟该生产工艺，进行如下实验探究活动。【探究二氧化硫的性质并吸收二氧化硫】设计如图实验装置。化学实验方案的设计★★★(1)B用于探究二氧化硫的漂白性，则所盛试剂为______；C、D分别探究的是二氧化硫的______性、______性。(2)从实验安全性角度考虑，可以代替上图中E装置的是________。2．(2016·湖北武汉模拟)三草酸合铁酸钾晶体K3[Fe(C2O4)3]·3H2O可用于摄影和蓝色印刷；已知草酸受热易分解产生CO2和CO。某小组将无水三草酸合铁酸钾按如图所示装置进行实验：(1)若实验中，观察到B、E中溶液均变浑浊，则D中的现象是____________。(2)你认为该实验设计还需要如何改进(请至少写出两处)①_____________________________________________________；②________________________________________________________。(3)该小组同学查阅资料后推知，固体产物中，铁元素不可能以三价形式存在，而盐只有K2CO3。验证固体产物中钾元素存在的方法是_______，现象是________。(4)固体产物中铁元素存在形式的探究。①提出合理假设：假设1：只有Fe；假设2：只有FeO；假设3：________________。②设计实验方案并验证实验。步骤1：取适量固体产物于试管中，加入足量蒸馏水溶解，过滤分离出不溶固体。步骤2：取少量上述不溶固体放入试管中，加入足量________溶液，充分振荡。若固体无明显变化，则假设______成立；若有暗红色固体生成，则反应的离子方程式为______________。步骤3：取步骤2所得暗红色固体于试管中，滴加过量__________，振荡后静置。若溶液基本无色，则假设________成立；若溶液呈________，则假设3成立。3．某同学想利用图示装置(夹持装置已略去)实验探究SO2与Na2O2反应的产物。化学实验方案的评价★★★测得反应前C管的质量为m1g，反应后C管的质量为m2g，反应后装置D质量增加了ng。请分析：Ⅰ.装置B的作用____________________________；装置D的作用______________________________________。Ⅱ.如何检验反应中是否有O2生成____________________________。Ⅲ.对C中固体产物提出如下假设：假设1：只有Na2SO3；假设2：只有Na2SO4；假设3：____________________。4．(2016·广东六校联考)某校化学兴趣小组为探究铁与浓硫酸反应，设计了图1、图2所示装置进行实验。(1)比较两实验装置，图2所示装置的优点是①能更好地吸收有毒气体SO2，防止其污染环境；②__________________________________________。验证Ⅱ：取试样，先滴加少量的______(填试剂序号，下同)，振荡，再滴加少量的______，根据溶液颜色的变化可确定假设Ⅱ是否正确。验证Ⅲ：步骤1.取试样，滴加少量的______(填试剂序号)，溶液的颜色变______色，则试样中含有Fe3＋，发生反应的离子方程式为_____________________。步骤2.再取适量的试样滴加到少量的________中(填试剂序号)，溶液的颜色变为________色，则试样中含有Fe2＋。【答案】(1)便于控制反应的发生和停止(2)品红溶液褪色(3)C

G

C(或F)红(或蓝)

Fe3＋＋3SCN－

Fe(SCN)3(或2Fe3＋＋2I－===2Fe2＋＋I2)

D浅红(或变浅)【解析】(1)比较两个装置的不同点，发现发生装置设计不同，可抽动的铁丝可以随时控制反应的发生与停止，而铁片却不具有这样的优势。(3)检验溶液中仅含Fe2＋需事先确定溶液中是否含Fe3＋(用KSCN溶液)，再利用氧化剂(不要有很深的颜色，以免影响红色的观察)