2020年高考化学二轮精品复习讲义：第十章 第三讲化学实验设计与评价

高考化学二轮专项训练——实验方案的设计与评价1．（2021·江苏省海头高级中学高三模拟）次氯酸钠是家用消毒剂的有效成分。

实验室制备次氯酸钠的装置如下图所示。

(1)制得的Cl2通过盛有饱和食盐水的装置，目的是_______。

(2)三颈烧瓶中生成各物质的物质的量和溶液的温度随时间的变化如图所示。

t1分钟前所发生主要反应的化学方程式为_______。

(3)在不改变三颈烧瓶中NaOH溶液的浓度和体积的条件下，保持反应时间、反应物的量不变，可提高NaClO产率的操作为_______。

(4)Cl2常用于饮用水消毒。

Cl2溶于水得到氯水，氯水中HClO的浓度越大杀菌能力越强。

已知25℃时，氯水中Cl2(溶于水的氯气分子)、HClO、ClO-三种微粒所占百分数与pH的关系如图。

则用Cl2处理饮用水时，溶液的pH最佳．．控制范围是_______。

2．（2021·山东省莱西市第一中学高三模拟）某研究小组用如图装置进行SO2与FeCl3溶液反应的相关实验(夹持装置已略去)。

(1)通入足量SO2时C中观察到的现象为_______。

(2)根据以上现象，该小组同学认为SO2与FeCl3溶液发生氧化还原反应。

℃写出SO2与FeCl3溶液反应的离子方程式：_______。

℃设计实验证明C中通入足量SO2后有Fe2+生成：_______。

℃该小组同学向C试管反应后的溶液中加入硝酸酸化的BaCl2溶液，若出现白色沉淀，即可证明反应生成 。

该做法_______(填“合理”或“不合理”)，理由是_______。

了SO24(3)装置B的作用是_______。

(4)为了验证SO2具有还原性，实验中可以代替FeCl3的试剂有_______(填序号)。

A．浓硫酸B．酸性KMnO4溶液C．NaCl溶液D．氯水 E.品红溶液3．（2021·陕西·咸阳市实验中学高三模拟）某探究性学习小组同学进行“铁与水蒸气反应所得固体物质的成分、性质及再利用”实验探究，请你参与其中。

第4讲化学实验方案的设计与评价考点一“猜想判断”型实验方案的设计[学在课内]1．方案设计流程2．实验方案设计的基本要求3．实验方案的评价(1)评价原则①实验原理科学合理；②操作和装置简单可行；③符合绿色化学理念；④药品和操作安全可靠。

(2)评价类型①评价实验原理；②评价实验方案；③评价药品和仪器；④评价实验现象和结论。

[基础点巩固]1．某学生对Na2SO3与AgNO3在不同pH下的反应进行探究。

(1)测得Na2SO3溶液pH＝10，AgNO3溶液pH＝5。

(2)调节pH，实验记录如下：查阅资料得知：ⅰ.Ag2SO3：白色，难溶于水，溶于过量的Na2SO3溶液。

ⅱ.Ag2O：棕黑色，不溶于水，能和酸反应。

该学生对产生的白色沉淀提出了两种假设：①白色沉淀为Ag2SO3。

②白色沉淀为Ag2SO4，推测的依据是_______________________________________________________________________________________________。

(3)取b、c中白色沉淀，置于Na2SO3溶液中，沉淀溶解。

该同学设计实验确认了白色沉淀不是Ag2SO4。

实验方法是：另取Ag2SO4固体置于________溶液中，未溶解。

(4)将c中X滤出、洗净，为确认其组成，实验如下：Ⅰ.向X中滴加稀盐酸，无明显变化。

Ⅱ.向X中加入过量浓HNO3，产生红棕色气体。

Ⅲ.分别用Ba(NO3)2、BaCl2溶液检验Ⅱ中反应后的溶液，前者无明显变化，后者产生白色沉淀。

①实验Ⅰ的目的是_____________________________________________________________________________________________________。

②根据实验现象分析，X的成分是__________________________________________________________________________________。

化学实验方案设计与评价一、选择题（本题共22小题，每题只有一个选项符合题意）1．下列混合气体的，除杂所用的试剂正确的是被提纯的物质杂质除杂试剂A CO 2NO 2饱和食盐水、浓硫酸B H 2S H 2O 浓硫酸C SO 2HCl 饱和亚硫酸氢钠、浓硫酸D NH 3H 2O无水氯化钙A．A B．BC．CD．D【答案】C【解析】A．NO 2和水反应生成硝酸和NO，用饱和食盐水、浓硫酸除CO 2中的NO 2会引入新杂质NO，故A 错误；B．浓硫酸和H 2S 发生氧化还原反应，不能用浓硫酸干燥H 2S，故B 错误；C．饱和亚硫酸氢钠和HCl 反应生成氯化钠、二氧化硫，可以用饱和亚硫酸氢钠、浓硫酸除SO 2中的HCl，故C 正确；D．氯化钙和氨气反应生成23CaCl 8NH ，不能用无水氯化钙干燥氨气，故D 错误；选C。

2．下列有关实验操作、现象和解释或结论都正确且有因果关系的是的选项是选项实验操作现象解释或结论A 工业上用SiO 2与焦炭在高温条件制备粗硅生成可燃性气体，得到黑色固体粗硅非金属性：C＞SiB 向铁和过量浓硫酸加热反应后的溶液中滴加几滴KSCN 溶液溶液变为红色反应后的溶液中一定含有Fe 3+C用坩埚钳夹住一小块用砂纸仔细打磨过的铝箔在酒精灯上加热熔化后的液态铝滴落下来金属铝的熔点较低D向碘水中加入等体积的四氯化上层接近无色，下层呈碘在四氯化碳的溶碳，振荡静置紫红色解度大于在水中的溶解度A．A B．B C．C D．D【答案】D【解析】A．制粗硅反应不是常温下的置换反应，而是在高温下进行，且焦炭作还原剂，硅是还原产物，不能得出非金属性：C＞Si，A错误；B．浓硫酸过量，反应后浓硫酸有剩余，不能向浓硫酸中加KSCN溶液，否则酸液容易溅出伤人，B错误；C．氧化铝的熔点高，包裹在Al的外面，则熔化后的液态铝不会滴落下来，C错误；D．CCl4的密度比水大，下层呈紫红色，说明I2在CCl4中的溶解度大于水中的溶解度，D正确；答案选D。

考点三实验方案的设计与评价化学实验评价与探究是历年高考命题的热点，主要以物质的制备或性质实验为载体，结合实验操作，物质性质探究等命题。

题型主要以填空题或简答题出现，对综合实验中某一环节或某一步骤进行方案设计或探究实验中的有关问题进行设问，考查学生发现问题与解决问题的能力。

近几年高考此类题目常将定性实验与定量试验相结合，注重考查常见化学实验仪器的使用方法、物质的分离和提纯等基本实验操作和注意事项，以及实验条件的控制、产率计算等。

试题主要从三方面考查：(1)利用限定的仪器装置、药品，根据题目要求进行实验方案的设计。

(2)给出部分实验环节，根据题目要求设计完整的实验。

(3)对给出的实验方案做出科学的评估，选择最佳方案。

物质的制备与性质实验涉及知识面广、题型多变、思维发散空间大，能很好地考查综合运用化学实验基础知识解决问题的能力。

探究性实验一般探究化学反应机理、探究化学实验中的反常现象、探究对典型问题的质疑、探究未知物的成分、探究物质的性质、探究化学反应的条件以及探究化学反应的现象等。

这类实验题综合性较强，一般难度较大。

1．实验方案设计的基本要求2．实验方案设计与评价的解题思路和方法3．变量探究实验题的解题策略(2023·成都蓉城名校联盟第三次联考)根据实验目的，下列实验方法或操作正确的是( )选项实验目的实验方法或操作A 比较Fe(OH)3和Mg(OH)2K sp的相对大小向装有1 mL 0.1 mol·L－1 MgCl2溶液的试管中，先滴加1～2滴2 mol·L－1NaOH 溶液，再滴加2滴0.1 mol·L－1 FeCl3溶液B 探究淀粉的水解程度将淀粉溶液在酸性条件下加热一段时间后，向水解液中滴加银氨溶液，加热C 判断久置的亚硫酸钠是否变质取一定质量的亚硫酸钠固体于试管中，加蒸馏水完全溶解后，滴加BaCl2溶液D 探究浓度对化学反应速率的影响取5 mL 0.01 mol·L－1和5 mL 0.02 mol·L－1的酸性高锰酸钾溶液于两支试管中，分别加入2 mL 0.01 mol·L－1的草酸溶液解析：氯化镁和少量氢氧化钠反应生成氢氧化镁白色沉淀，加入氯化铁之后如果能出现红褐色沉淀，说明氢氧化铁的溶度积常数小于氢氧化镁的，A项正确；淀粉水解后应该加入氢氧化钠中和酸，再加入银氨溶液检验水解产物，B项错误；无论Na2SO3变质与否，Na2SO3和Na2SO4均与BaCl2反应产生白色沉淀，C项错误；酸性高锰酸钾溶液浓度不同，颜色不同，应控制酸性高锰酸钾不足且等量，改变草酸的浓度，D项错误。

第讲实验方案的设计和评价一、实验方案的设计与评价.实验方案设计的基本要求.实验方案设计的基本思路根据实验目的和原理及所选用的药品和仪器,设计合理的实验方案,并且分析这几种方案,从而选择出最佳方案。

.实验方案设计中的安全问题()防爆炸:点燃可燃性气体(如、、、)或用、还原、之前,要⑤。

()防暴沸:配制硫酸的水溶液或硫酸的酒精溶液时,要将密度大的浓硫酸缓慢倒入水中或酒精中;加热液体混合物时要加⑥或⑦。

()防中毒:制取有毒气体(如、、、、、)时,应在通风橱中进行,且进行⑧。

()防倒吸:加热法制取并用排水法收集气体或吸收溶解度较大的气体(如、)时,要注意熄灯顺序或加装安全瓶。

.实验方案的评价解题要点()理论上要⑨。

()操作上要⑩。

()原料用量要。

()要环保,符合原则。

二、定量测定数据的方法和过程分析.沉淀法先将某种成分转化为沉淀,然后称量纯净、干燥的沉淀的质量,再进行相关计算。

.测气体体积法对于产生气体的反应,可以通过测定气体体积的方法测定样品纯度。

.测气体质量法将生成的气体通入足量的吸收剂中,通过称量实验前后,求得所吸收气体的质量,然后再进行相关计算。

.滴定法即利用滴定操作原理,通过滴定、滴定或滴定等获得相应数据后再进行相关计算。

三、实验数据的处理分析.数据的表格化项目项目项目项目项目…实验编号()根据实验原理确定应记录的项目:所测的物理量。

()应注意数据的有效数字及单位和必要的注释。

()设计的表格要便于数据的查找、比较,便于数据的计算和进一步处理,便于反映数据间的联系。

.数据的图像化图像化是用直线图或曲线图对化学实验结果加以处理的一种简明化形式。

它适用于一个量的变化引起另一个量的变化的情况。

图像化的最大特点是鲜明、直观、简单、明了。

.数据的综合分析如何用好、选好数据,是解决实验分析题的关键所在。

解决这类试题的一般方法为比较数据、转变物质、分析利弊、确定方案。

()对数据进行比较是解决问题的突破口,注意比较数据的交点与重合区。

高考化学复习第三讲化学实验设计与评价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．以上各部分知识与技能的综合应用。

2016，卷甲13T；2016，卷乙10T；2016，卷丙9T、26T(6)；2015，卷Ⅰ 10T、26T；2015，卷Ⅱ 13T、26T(3)；2014，卷Ⅰ 13T、26T(2)(4)(5)(8)；2014，卷Ⅱ 10T、28T(1)(4)(5)(6)化学实验方案的设计[学生用书P246][知识梳理]一、实验方案设计的五项基本原则二、实验方案设计的基本思路根据实验目的和原理及所选用的药品和仪器，设计合理的实验方案，并且从几种方案中分析选择出最佳方案。

三、实验方案设计示例设计实验证明氯酸钾中含有氯元素。

1．实验原理2KClO 3=====MnO 2△2KCl ＋3O 2↑，Ag ＋＋Cl －===AgCl ↓。

2．实验试剂：氯酸钾固体、MnO 2、AgNO 3溶液、稀硝酸。

3．操作步骤(1)将氯酸钾和MnO 2混合共热。

(2)冷却至室温，加水充分溶解后过滤。

(3)取少量滤液于一洁净试管中，加入几滴稀硝酸酸化的AgNO 3溶液，观察到有白色沉淀生成，证明氯酸钾中含有氯元素。

四、实验方案设计中的安全问题1．防爆炸：点燃可燃性气体(如H 2、CO 、CH 4、C 2H 4)或用CO 、H 2还原Fe 2O 3、CuO 之前，要检验气体的纯度。

2．防暴沸：配制硫酸的水溶液或硫酸的酒精溶液时，要将密度大的浓硫酸缓慢倒入水中或酒精中；加热液体混合物时要加沸石或碎瓷片。

3．防中毒：制取有毒气体(如Cl 2、CO 、SO 2、H 2S 、NO 2、NO)时，应在通风橱中进行，且进行尾气处理。

4．防倒吸：加热法制取并用排水法收集气体或吸收溶解度较大的气体(如NH 3、HCl)时，要注意熄灯顺序或加装安全瓶。

有关实验现象与结论、方案的设计与评价1.下列实验方案不可行的是( )A.用灼热的氧化铜去除二氧化碳中混有的少量一氧化碳B.用滴加硫酸铜溶液的方法鉴别稀盐酸和氢氧化钾溶液C.用稀盐酸去除CaO中混有的少量CaCO3D.采用相互刻划的方法，比较铜片和黄铜片的硬度2.下列实验能够达到目的的是( )A.除去KNO3溶液中混有的K2SO4，加入适量的BaCl2溶液，过滤B.为制备Cu(OH)2可将Ba(OH)2溶液和适量CuSO4溶液混合，过滤C.鉴别NaOH、NaCl、CuSO4和稀盐酸四种溶液，不需添加任何试剂就可完成D.分离NaCl和MgCl2的固体，先加水溶解，再加入适量的NaOH溶液过滤，向滤渣中滴加适量稀盐酸3.下列实验中，能达到相应实验目的的是( )4.为了达到实验目的，下列实验方案不合理的是( )5.下列实验设计及操作，其现象足以说明结论的是( )6.下列图示实验能达到目的的是( )7.下列实验进行中的现象或实验原理正确的是( )8.下列实验方案正确的是( )9.下列实验方案不能达到实验目的的是( )10.为了达到实验目的，下列实验方案或结论正确的是( )11.下列实验方案能达到相应实验目的的是( )12.下列实验中，实验原理和主要操作方法都符合实验目的的是( )13.下列实验操作中（括号内为待检验物质或杂质），能达到实验目的的是( )14.下列实验中，能达到相应实验目的的是( )A.探究水对铁生锈有无影响B.探究质量守恒定律C.检验碳酸盐D.探究甲烷的组成15.下列实验方案设计合理的是( )16.下列实验不能达到实验目的的是( )A.区分硬水和软水B.配制100g质量分数为10%的NaCl溶液C.探究接触面积对反应D.比较空气与人体呼出速率的影响的气体中CO2含量17.下列关于实验现象及结论描述错误的是( )第17题图A.实验A中观察到通入二氧化碳的紫色石蕊溶液变红，加热后石蕊溶液又由红变紫B.实验B中观察到一段时间后，去壳的熟鸡蛋掉入集气瓶中C.实验C中，a、b试管的气体体积之比为2∶1，a试管中生成的是氧气，b试管中生成的是氢气D.实验D中硬质玻璃管中的黑色粉末逐渐变成红色18.下列实验操作、现象与结论对应关系正确的是( )19.下列有关实验的设计，不能达到目的的是( )A．确定石蜡成分 B．比较纯碱与碘中含有碳元素的溶解性C．测溶液pH D．检验氢气的纯度参考答案1.C【解析】A.CO能与灼热的氧化铜反应生成铜和二氧化碳，能除去杂质且没有引入新的杂质，符合除杂原则，故实验方案可行。