2015年高考分类题库考点20 化学实验方案的设计与评价

第五节 化学实验方案的设计与评价梳理基础一、实验方案的设计1．化学实验方案的设计遵循的原则。

________、________、________和简约性。

答案：科学性 安全性 可行性2．化学实验设计的步骤。

(1)认真审题，明确实验____________，找出实验________。

(2)根据实验原理选择________和________，并设计出合理的实验________和操作________。

(3)准确地记录实验过程中的______和________，并运用________、计算、图表、推理等方法处理有关实验________和________，得出正确的________。

答案：(1)目的 原理 (2)仪器 药品 装置 步骤 (3)现象 数据 分析 现象 数据 结论二、实验方案的评价1．从实验设计的“科学性”与“可行性”方面对实验方案的正确与错误、严密与不严密、准确与不准确做出判断，并提出改进的措施。

2．从实验设计的“安全性”方面对实验过程中是否对环境造成________、能否发生________或着火事故等做出判断，并提出________措施。

答案：污染 爆炸 改进3．从实验设计的“简约性”方面判断实验经济上是否合算，是否符合“绿色化学”的理念，并优化实验方案。

1．了解控制实验条件的方法，能改进简单的实验方案。

2．能绘制和识别典型的实验仪器装置图。

3．能综合运用化学实验原理和方法，设计实验方案解决简单的化学问题，能对实验方案、实验过程、实验结果进行分析和评价。

判断正误正确的打“√”，错误的打“×”。

1．铜与浓H2SO4反应时，可用品红溶液验证SO2的生成()答案：√2．测定硫酸铜晶体中结晶水含量时，灼烧至固体发黑，测定值小于理论值()答案：×3．用浓盐酸酸化的KMnO4与H2O2反应，证明H2O2具有还原性()答案：×4．向0.1 mol/L FeSO4溶液中滴加少量酸性KMnO4溶液，KMnO4溶液褪色，说明Fe2＋具有氧化性()答案：×5．某气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，该气体水溶液一定显碱性()答案：√解析：将浓硫酸滴到蔗糖表面，浓硫酸因脱水性使蔗糖脱水炭化，浓硫酸因强氧化性与碳反应生成二氧化碳和二氧化硫气体，所以蔗糖固体变黑膨胀，A正确；Al放入浓硝酸，因浓硝酸具有强氧化性使Al钝化，阻碍反应继续进行，B错误；Na放入无水乙醇中，会与活泼性较强的羟基反应，置换出氢气，C正确；铁与水蒸气在高温下反应生成黑色的四氧化三铁和氢气，D错误。

实验方案的设计与评价一、实验方案的设计（一)、一个相对完整的化学实验方案一般应包括的内容有：实验名称、实验目的、实验原理、实验用品和实验步骤、实验现象记录，及结果处理、问题和讨论等。

(二）、实验方案设计的基本要求1、科学性（1）、当制备具有还原性的物质时，不能用强氧化性酸，如:①、制氢气不能用HNO3、浓H2SO4，宜用稀H2SO4等。

另外，宜用粗锌（利用原电池原理加快反应速率),不宜用纯锌(反应速率慢）。

②、同理，制H2S、HBr、HI等气体时,皆不宜用浓H2SO4.前者宜用稀盐酸,后两者宜用浓磷酸.FeS + 2HCl = FeCl2 + H2S↑H3PO4 + NaBr NaH2PO4 + HBr↑(制HI用NaI）(2）、与反应进行、停滞有关的问题用CaCO3制CO2，不宜用H2SO4。

生成的微溶物CaSO4会覆盖在CaCO3表面，阻止反应进一步进行。

（3)、MnO2和浓盐酸在加热条件下反应，制备的Cl2中含HCl气体和水蒸气较多；若用KMnO4代替MnO2进行反应,由于反应不需加热,使制得的Cl2中含HCl气体和水蒸气极少.(4）、酸性废气可用碱石灰或强碱溶液吸收,不用石灰水，因为Ca（OH）2属于微溶物质，石灰水中Ca（OH）2的含量少。

（5）、检查多个连续装置的气密性，一般不用手悟法,因为手掌热量有限.(6）、用排水法测量气体体积时,一定要注意装置内外压强应相同.（7）、实验室制备Al(OH）3的反应原理有两个:由Al3+制Al（OH）3,需加氨水;由AlO2-制Al（OH）3,需通CO2气体.（8）、装置顺序中，应先除杂后干燥。

如实验室制取Cl2的装置中,应先用饱和食盐水除去HCl气体，后用浓H2SO4吸收水蒸气。

2、可行性（1）、在制备Fe(OH)2时，宜将NaOH溶液煮沸，以除去NaOH溶液中溶解的O2；其次在新制的FeSO4溶液中加一层苯，可以隔离空气中的O2，防止生成的Fe（OH）2被氧化。

专题二十五实验方案的设计与评价五年高考解读探究考试大纲1．能根据实验试题要求，做到：(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，得出合理结论；(4)绘制和识别典型的实验装置图。

2．以上各部分知识与技能的综合应用。

命题规律1．考查内容：2012年对实验方案的设计与评价考查共计8 次，如广东理综9题、北京理综27题。

2．题型赋分：对本专题的考查主要以填空式简答出现，分值约为15分。

3．能力层级：试题主要考查考生化学实验探究能力。

4．考查形式：以化工生产、生活实际为命题背景，将基本理论、元素化合物等相关知识与实验内容有机结合起来。

命题趋势1．热点预测：2013年高考对本专题的考查仍将以实验综合题的形式出现，以填空式简答为主，分值约为15分。

2．趋势分析：预计2013年以化工生产、生活中的化学问题为命题素材，考查考生将化学基础知识应用于实验中的能力。

知识清单考点清单考点一化学实验方案的设计1．-个相对完整的化学实验方案一般应包括的内容有：①____、②____、③一、④____、⑤____ 一、⑥一等。

2。

实验方案设计的基本要求是：⑦一、⑧_ ___、⑨、⑩ 一。

对同一化学实验，可设计出多种实验方案，选择采用的实验方案应具有⑩____等优点。

3．制备实验方案的设计制备实验方案的设计，对巩固元素及其化合物知识和掌握好各类物质之间的相互转化关系，全面训练实验技能，培养分析问题和解决问题的能力是有益的。

制备实验方案的设计，应遵循以下原则：(1)条件合适，操作方便；(2)原理正确，步骤简单；(3)原料丰富，价格低廉；(4)产物纯净，污染物少。

即从多种路线中选出一种最佳的制备途径，合理地选择化学仪器与药品，设计合理的实验装置和实验操作步骤。

4．性质实验方案的设计(1)探索性性质实验方案的设计分析其结构特点或从所属类型的典型代表物去推测物质可能具有的一系列性质，而后据此分别设计出合理的实验方案，去探索它所可能具有的性质。

实验方案的设计与评价一、题型解读化学实验设计与评价，能根据提供的药品、仪器依据实验原理、实验目的设计一些简单的实验方案，明确科学探究的要素；会对实验方案进行评价。

实验设计与评价是中考的重、难点题型，也是热点题型。

侧重于考查同学们是否理解基本的实验原理，是否掌握基本的实验操作技能。

（一）实验方案的设计（1）一个比较完整的化学实验设计方案，一般包括以下几个内容：①实验目的②实验原理；③实验用品（包括仪器和药品等）及规格④实验装置、实验步骤；操作方法及注意事项⑤实验现象及结论。

（2）对于给出实验目的，要求设计实验方案的题一般可以按以下思维程序进行：1根据实验目的，确定实验原理（或假设）；②根据实验原理（或假设），选择需要的仪器和药品（或实验装置图）；③写出实验操作步骤及注意事项；④记录实验现象，分析实验结果，得出正确结论。

（3）实验设计要科学合理，安全可靠，操作简便、现象明显、结论可信、绿色环保。

（二）实验方案的评价（1）对于给出的实验方案设计，要求评价方案的合理性，推断实验中的现象和分析。

归纳出结论（或规律）的题，可结合有关的化学知识和实验技能，从实验的原理、实验仪器和药品、实验操作和注意事项等方面考虑方案的合理性，描述实验现象，得出实验的结论。

（2）对实验方案的评价要全方位综合评价。

如看方案是否科学合理、具有严密性，操作是否安全简单易行；是否节约试剂、成本，保证产品质量；是否有利于保护环境等。

此外解题时要仔细审题，针对题意，运用评价的各个标准逐步逐项进行全面的分析评价。

二、中考典例1．以物质的制取、性质实验为背景的实验设计例１．某兴趣小组同学将CO2分别通入澄清石灰水和氢氧化钠溶液中，观察到前者变浑浊，后者无明显现象。

（1）写出上述澄清石灰水变浑浊的化学方程式。

（2）为探究CO2和NaOH是否发生了化学反应，王强设计了如图所示的A、B实验，验证CO2与NaOH溶液发生了化学反应。

实验现象为：A中试管内液面上升;B中气球胀大。

第20讲实验方案的设计与评价考点1 实验方案的设计1.实验设计以化学实验为基础，对实验过程中的材料、手段、方法、步骤等全部方案的制定，常联系科学研究、生产、生活、环境保护的实际去发现并提出问题，设计实验去探讨和解决实际问题并得出科学的发现和结论。

2.实验设计的基本要求：①科学性；②可行性;③安全性；④简约性;⑤单一性;⑥对比性。

3。

实验方案的设计原则:方法简便，现象明显，操作易行。

考点2 实验方案的评价1。

实验评价题由题目提供多套方案，要求从某一角度或几个方面评价方案的优劣，解题时要求学生以批判的思维和方法排除不合理的或不是最优的方案,选择、创造更好的方案。

2。

通常有如下的方面：（1）对典型装置的多种用途的评价；(2)对实验方案是否合理,实验现象和结论是否正确的评价；(3)依据实验条件和要求，设计物质的制取、成分的推断、定量组成测定等实验方案。

命题点1 实验方案的设计例1 (2014·泰安)某化学兴趣小组为验证Ag、Fe、Cu三种金属的活动性顺序，设计了如图所示的实验操作。

其中可以达到实验目的的组合是（）A.①②或②③或②④⑤B.②④或①③或②④⑤C.①③或②③或①④⑤ D。

①②或②③或③④⑤思路点拨:要验证Ag、Fe、Cu三种金属的活动性顺序,可以用金属与可溶性盐是否发生反应来判断,最简单的方法是用金属Cu与Ag和Fe的可溶性盐溶液进行反应来判断，或用金属Ag和金属Fe与Cu的可溶性盐溶液进行反应来判断,也可以用酸、金属Cu、金属Fe和Ag的可溶性盐溶液进行反应来判断。

1.(2014·河北）如图所示实验设计不能达到目的的是（ )A.鉴别碳酸钠和氢氧化钠溶液B.除去氢气中的氯化氢气体C.测定空气中的氧气含量D.验证化学反应前后质量守恒2.（2014·山西)实验目的操作或所用试剂A 除去NaCl固体中混有的泥沙溶解、过滤、蒸发B 除去CO中混有的CO2NaOH溶液、浓H2SO4C 鉴别食盐、蔗糖品尝D 鉴别H2O、KCl溶液AgNO3溶液命题点2 实验方案的评价例2 (2013·哈尔滨)实验室有四瓶失去标签的溶液，现标为A、B、C、D,分别是碳酸钠溶液、氯化钡溶液、硫酸钠溶液和稀盐酸中的一种。

专题二十三实验方案的设计与评价高考试题考点一常见气体的实验室制法1. (2013年安徽理综,8,6分)实验室中某些气体的制取、收集及尾气处理装置如图所示(省略夹持和净化装置)。

仅用此装置和表中提供的物质完成相关实验,最合理的选项是( )中含有的少量HCl饱和溶液制备NH4Cl晶体所示装置制取少量纯净的CO2气体D.用图4所示装置分离CCl4萃取碘水后已分层的有机层和水层解析:气体的除杂要保证原气体与洗涤液不反应,由于Cl2能与NaOH溶液反应,A选项错;由于NH4Cl受热易分解,所以不能蒸干溶液,应该加热浓缩,冷却结晶获得NH4Cl晶体,B选项错;图3是简易启普发生器装置,要求用块状固体,纯碱是粉末状固体,使粉末漏于容器底部而无法控制反应速率,C选项错;对于不相混溶的液体,用分液漏斗进行分离,D选项正确。

答案:D3.(2012年福建理综,25,15分)实验室常用MnO2与浓盐酸反应制备Cl2(反应装置如图所示)。

(1)制备实验开始时,先检查装置气密性,接下来的操作依次是(填序号)。

A.往烧瓶中加入MnO2粉末B.加热形管中的残余清液与锌粒反应的正确操作是将分钟读取气体体积,气体体积逐次减小(排除仪器和实验操作的影响因素)。

解析:(1)加药顺序一般是先加入固体药品,再加入液体药品,最后再加热。

则依次顺序是ACB。

(2)①加入足量的硝酸银溶液只能求出氯离子的量,而不能求出剩余盐酸的浓度。

②由c HCl V HCl=c NaOH V NaOH可得出盐酸的浓度为0.110 0 mol/L。

③由于K sp(MnCO3)<K sp(CaCO3),过量的CaCO3要转化为一部分MnCO3,由于M(MnCO3)>M(CaCO3),故最终剩余的固体质量增加,导致测得c(H+)偏小。

④使Zn粒进入残余清液中让其发生反应。

这样残余清液就可以充分反应,如果反过来,残余清液不可能全部转移到左边。

反应完毕时,相同时间内则气体体积减少,又排除了其他影响因素,只能从气体本身角度思考,联想到该反应是放热的,就可能想到气体未冷却了。

高考化学考点过关-化学实验方案的设计与评价含解析【考点过关】一、实验方案设计完整的化学实验方案包括四大环节，即实验原理、实验装置和药品(包括装置类型、仪器的组装等)、实验步骤(包括加装药品、气密性检查、除杂干燥、主体实验、安全措施等)、实验现象的观察、记录及实验数据的分析处理等。

设计合理的实验方案必须掌握比较全面的实验基本原理和基本技能，要做到设计原理正确，实验程序合理，操作步骤简便，现象明显，相关结论正确。

基本原则2.设计思路【巩固演练】氮化铝(AlN)是一种新型无机非金属材料。

某AlN样品仅含有Al2O3杂质，为测定AlN的含量，设计如下三种实验方案。

(已知：AlN＋NaOH ＋H2O===NaAlO2＋NH3↑)【方案1】取一定量的样品，用以下装置测定样品中AlN的纯度(夹持装置已略去)。

(1)上图C装置中球形干燥管的作用是________________________________。

(2)完成以下实验步骤：组装好实验装置，首先____________________，再加入实验药品，接下来的实验操作是____________________，打开分液漏斗活塞，加入NaOH浓溶液，至不再产生气体。

打开K1，通入氮气一段时间，测定C装置反应前后的质量变化。

通入氮气的目的是________________________________。

(3)由于装置存在缺陷，导致测定结果偏高，请提出改进意见______________。

【方案2】用下图装置测定m g样品中AlN的纯度(部分夹持装置已略去)。

(4)为测定生成气体的体积，量气装置中的X液体可以是________(填选项序号)。

a．CCl4 b．C6H6 c．NH4Cl溶液d．H2O(5)若m g样品完全反应，测得生成气体的体积为V mL(已转换为标准状况)，则AlN的质量分数是________(用含m、V的数学表达式表示)。

【方案3】按以下步骤测定样品中AlN的纯度：(6)步骤②生成沉淀的离子方程式为_________________________________。

考点20 化学实验方案的设计与评价一、选择题1.(2015·全国卷Ⅱ·13)用如图所示装置进行下列实验:将①中溶液滴入②中,)预测的现象与实际相符的是(立即产生气泡A 稀盐酸碳酸钠与氢氧化钠的混合溶液产生红棕色气体B 浓硝酸用砂纸打磨过的铝条C 氯化铝溶液浓氢氧化钠溶液产生大量白色沉淀D 草酸溶液高锰酸钾酸性溶液溶液逐渐褪色(1)注意一种物质加入两种以上物质时反应的先后顺序;(2)由反应本质描述反应现象。

【试题解析】选D。

盐酸滴入碳酸钠和氢氧化钠的溶液中,盐酸与氢氧化钠反应生成氯化钠和水,与碳酸钠反应先生成碳酸氢钠和氯化钠,均不立即生成气体,A 错误;浓硝酸与铝发生钝化,不能产生气体,B错误;氢氧化钠溶液开始是过量的,因此不可能产生白色沉淀氢氧化铝,C错误;草酸具有还原性,能被酸性高锰酸钾溶液氧化,使其褪色,D正确。

2.(2015·浙江高考·13)某同学采用硫铁矿焙烧取硫后的烧渣(主要成分为Fe2O3、SiO2、Al2O3,不考虑其他杂质)制备七水合硫酸亚铁(FeSO4·7H2O),设计了如下流程:下列说法不正确的是( )A.溶解烧渣选用足量硫酸,试剂X选用铁粉B.固体1中一定含有SiO2,控制pH是为了使Al3＋转化为Al(OH)3,进入固体2C.从溶液2得到FeSO4·7H2O产品的过程中,须控制条件防止其氧化和分解D.若改变方案,在溶液1中直接加NaOH至过量,得到的沉淀用硫酸溶解,其溶液经结晶分离也可得到FeSO4·7H2O【试题解析】选D。

烧渣(主要成分Fe2O3、Al2O3、SiO2)用酸溶解后要制取七水合硫酸亚铁,所以加入的酸应为硫酸,溶解后的溶液1中含有Fe3＋、Al3＋,要把Fe3＋转化为Fe2＋,应该加入还原性铁粉,A项正确;烧渣用足量硫酸溶解后,SiO2与硫酸不反应,固体1中一定有SiO2,向溶液中加入NaOH溶液控制pH的目的是使Al3＋沉淀,而Fe2＋不沉淀,B项正确;制取FeSO4·7H2O的过程中,由于Fe2＋易被空气中的氧气氧化,并且易水解,所以要控制条件,C项正确;向溶液1中直接加入NaOH 溶液,不加铁粉,得到的是Fe(OH)2沉淀,但Fe(OH)2不稳定,很容易被氧化成Fe(OH)3沉淀,导致最后制得的产品不纯,混有较多的杂质Fe2(SO4)3,D项错误。

化学实验方案的设计与评价
一、实验设计要遵循以下四个基本原则
1、科学性——实验原理、实验操作程序和方法必须正确。

2、安全性——尽量避免使用有毒药品和进行具有一定危险性的实验操作。

（尾气处理）
3、可行性——实验原理、实验操作程序和方法必须正确。

4、简约性——方案简单易行，应采用简单的实验装置，用较少的步骤和药品，并能在较短的时间内完成实验。

二、设计实验的步骤：
明确实验原理，选择仪器药品，设计装置步骤，记录实验数据，分析得出结论 三、实验操作的顺序：
1、连接仪器（发生装置—除杂质—干燥—主体实验—尾气处理）
2、检查气密性
3、装药品，进行实验 四、实验方案的评价
1、对实验方案的可行性评价
（1）理论上要科学合理（2）操作上要简单可行
2、从经济效益角度（，经济角度，考虑是否切合实际）
3、从环保角度（控制三废排放，不可忽视环保的重要性）
4、从安全性角度（防倒吸，防中毒，防冷凝回流，防爆炸，防泄漏等）
铁与水蒸气反应
1 反应条件：红热的铁粉与水蒸气 装置组成：a 、水蒸气发生
b 、水蒸气与铁粉反应
c 、检验产生的气体
2 反应现象：有气体产生，吹起的肥皂泡遇火能够产生爆鸣声；
灰黑色的粉末变成黑色的晶体。

3 反应原理：3Fe ＋4H 2O （g ）===== Fe 3O 4＋4H 2
4 结论：生产氢气和Fe 3O 4
方案2 方案3
方案4 方案5
方案6 方案7
水
△。