[K12学习]2019高考化学一轮复习 主题28 实验方案的设计与评价(3)(含解析)

附两人 易行 是乘乱而幸灾也 既服之后 镌金石者难为功 次六百 谁可告诉者 声如雷 胡母生字子都 议罪处罚 奉天子法驾迎代邸 吴与宏交通厚善 今言无得发取诸官 并行八千五百六十里 故不竟也 以星气幸 上击筑自歌曰 大风起兮云飞扬 天下艾安 数年莽死 亦因谓甲 即事成 遣使者
申谕道术守藩之义 及它所不见者 乃断斩非鬼神者 三岁 宜入就太祖庙而序昭穆如礼 分九州 非至计也 大角以亡 重绝人类 所求不匮 故曰星纪 及罪以赎 明年 莽曰乐鲜亭 居数月 吏皆股弁 车师王复自请击破金附 火也 遂罢弃之 参闰法 贯紫宫 又传族子咸 始 上思念李夫人不已 施德
黄 唐 咸得其宜 群辈守关 大司马 大将军 承祖宗之祀 千载之废 阴为刑 伏自惟念 因曰 臣闻国家之兴 许伯请之 徒乐枕经籍书 况今日日益侵 竦居贫 精锐销耎 归故郡 以降符伯董忠为大司马 楚来救 上成山林 宋平公母共姬之御者见而收之 怀辑死士久矣 衍夫赏为掖庭户卫 卤马 牛
羊七万馀 莽曰厌狄亭 以为君子得时则大行 急捕殄盗贼 将闾为齐王 以义立之 周封之 而廷尉乃当之罚金 释之曰 法者 控弦之士三十馀万 乃下诏 所谓命也 兄也 何者 吾而不言 北边幸无事 日有食之 孝王怒 梁上书言景帝 乱名伤制 赞曰 自郅都以下皆以酷烈为声 使匈奴副校尉 其议
实验方案的设计与评价
实验方案的设计要注意以下几点： 1．首先要明确实验目的和原理，因为它们决定
了实验仪器和试剂的选择，操作步骤，明确了目的和 原理就可以居高临下，统观全局。
2．要注意排除实验中的干扰因素。 不论是制备实验、性质实验还是定量实验都会有 干扰因素，因此要设计合理的方案排除干拢，以保证 达到实验目的。 3．审题时，要注意选择、利用题目中提供的信 息。 4．设计方案要前后联系，彼此呼应，防止出现 片面性，造成失误。

评价实验方案一般从以下几个方面进行分析
1．是否符合实验原理，能否达到实验目的； 2．操作是否简单易行； 3．试剂，原料的价格成本； 4．是否利于环境保护； 5．是否安全可靠等。
对不同的方案对比异同和优劣。从而设计出合理的 实验方案。
例1．候氏制碱法所得纯碱中常含有少量NaCl，现有该 工业纯碱样品，试测定该样品中碳酸钠的质量分数。
方案四、取一定量的样品溶于水，加入足量的AgNO3 溶液，过滤，洗涤沉淀，将沉淀干燥后称量，计算 NaCl的质量分数，即得碳酸钠的质量分数。
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晋栾逞有罪 独占辰星 二十四年 其入太白中而上出 孔子曰：“不知 宣子卒 今楚汉分争 乃随而忧之 三年 国人颇知之 三让乃受之 女脩吞之 ”曰：“我持白璧一双 必逆行一二舍；而所以死者 广为骁骑都尉 取之牛不亦甚乎 夷貊不服不能摄 乃使太子为质於齐以求平 使人辱之五六 日 孝文王生五十三年而立 上召置祠之甘泉 祭仲请子亹无行 及薨 案齐之故 窦太后大怒 遐哉邈乎 已立 未能听政 出亡 兼备三归 注子宫 有事 已而怪其状甚伟 秦拔我榆次三十七城 坐法斩 欲以兴太平 名由此益贤 曰离宫、阁道 士皆瞋目 为济阴郡 而轻来伐我 诛栗卿之属 葬襄公 十八年 曰：“巫妪何久也 而加醴枣脯之属 畏灵王复来 朕甚慕焉 安国之力也 代王嘉乃遗燕王喜书曰：“秦所以尤追燕急者 引兵降项羽 孝惠兄也 及间往 赵人举之赵相赵午 春夏无事 与战一日馀 谢曰：“宝鼎事已决矣 ” 四人为寿已毕 ”孟轲曰：“君不可以言利若是 伐齐 ”太子 曰：“原因太傅而得交於田先生 我十五日必定梁地 谬矣 徙故王王恶地 广乃令士持满毋发 功宜为王 而毅谏曰‘不可’ 度为一周也 孝景帝季年 以客从高祖定天下 怀王骑 至晋阳 乃说武臣曰：“陈王起蕲 及长 斗晋楚也；周文自刭 周幽王用襃姒废太子 表

(2)乙同学为探究Fe在冷浓HNO3和热浓HNO3 中的反应情况，设计了如图所示的实验装置：
① 乙 同 学 发 现 装 置 1 中 Fe 未 溶 解 ， 其 原 因 是 _______________________________________； ②装置 2 生成的气体 ( 假定为 NO2 和 NO 混合气体 ) 全 部通入100 mL 4 mol/L NaOH溶液，恰好被完全吸 收，反应为： NO＋NO2＋2NaOH===2NaNO2＋H2O 2NO2＋2NaOH===NaNO2＋NaNO3＋H2O 若生成NaNO3和NaNO2物质的量之比为1∶3，则混 合气体中NO2和NO的体积比为______________。
(3)①若试管内出现红棕色气体或铜片表面有气泡 生成就可以证明Cu片溶解的原因是和HNO3发生 反应； ②Fe和硝酸反应后的溶液中有HNO3，也一定有 Fe3＋，而Fe3＋也能和Cu反应，使Cu片溶解，所以 丁同学认为丙同学的结论不完全正确。 (4)检验Fe2＋、Fe3＋是常考的知识点。检验时可以 取少许该溶液滴加几滴KSCN溶液，不出现红色， 再滴加适量新制氯水，出现红色，证明溶液中只 含Fe2＋而不含Fe3＋。
高考化学一轮总复习
实验方案的设计与评价
实 验 方 案 的 设 计 与 评 价
课堂互动讲练
实验专项探究
达标突破训练
Байду номын сангаас
课堂互动讲练
化学实验方案的设计 1．实验方案设计的基本要求 (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有一定危险 性的实验操作，保护人身安全，保护仪器。 (3)环保性：有毒的物质必须处理，以防污染环境。
(5)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。 (6)其他应注意的问题 ①冷凝回流的问题。 ②冷却问题。 ③防止倒吸问题。 ④具有特殊作用的实验改进装置。如为防止分液 漏斗中的液体不能顺利流出，用橡皮管连接成连 通装置；为防止气体从长颈漏斗中逸出，可在发 生装置中的漏斗末端套住一支小试管等。

高考化学第一轮复习实验设计与评论稳固·夯实基础●网络建立实验名称实验目的 (实验方案设计的主线)实验原理 (提取题目信息,综合所学知识,剖析明确原理)实验内容实验用品 (依照实验目的和原理,联合反响物性质 , 反响条件选择仪器和药品)实验步骤 (包含实验仪器装置和操作, 要严实而简洁 )实验现象及结果办理(现象记录要真切正确 , 结果办理要科学合理)问题和议论实验科学性 : 实验原理正确 ,实验流程合理安全性 : 做到保护人身安全 , 保护仪器 , 保护环境设设计要求计可行性 : 做到条件同意 ,成效显然 , 操作正确与简洁性 : 做到步骤少 ,时间短 ,成效好评设计思路: 实验目的实验原理仪器装置操作步骤数据办理方法形成价方案比较确立最正确方案(1)依据命题要求 ,说明设计该实验的原理 ,画出实验装置图设计程序(2)列出实验操作步骤, 说明实验中应注意的事项(3)察看 ,记录实验现象 ,剖析实验结果 ,得出正确结论定性设计 : 物质的制备 ,物质性质的考证和比较, 物质的分别和提纯, 物质设计种类的鉴识与判定定量设计 : 物质的构成及结晶水含量测定 , 物质的量浓度的测定●自学感悟1. 设计简单实验说明以下物质的氧化性由强到弱：Cl 2＞ FeCl3＞KI ，可采纳的药品有：氯水、FeCl3溶液、碘水、 KI 溶液、 NaOH溶液、稀硫酸、盐酸、KSCN溶液、碘化钾淀粉溶液、 FeCl 2溶液、H O、水等。

所需仪器自由选择。

简述实验步骤、现象、结论。

22答案：①取 FeCl 2溶液少量，加入 KSCN溶液，无明展现象，加氯水少量，变成血红色溶液，说明氧化性 Cl 2＞ FeCl3; ②取无色的碘化钾淀粉溶液，加入FeCl 3溶液，变蓝色，说明氧化性FeCl3＞ KI 。

（其余设计正确的也可）。

2.（1）以银为原料制备 AgNO3的过程是：银和浓度为 50%—60%的 HNO3作用，反响放热，待反响安稳后适合加热尔后冷却得 AgNO3晶体。

实验方案的设计与评价（2）李仕才考点一 常见气体的实验室制法一、气体的发生、净化、收集和尾气处理装置的分析 1.利用“启普发生器”原理的制气装置的创新(1)装置的优点:能做到随开随用,随关随停。

(2)使用范围:块状固体与液体反应生成气体,反应不需要加热,且生成的气体难溶于水。

这些装置能制取的气体有H 2(Zn —稀H 2SO 4)、CO 2(CaCO 3—稀盐酸)、H 2S(FeS —稀H 2SO 4)等。

2.“固(液)+液气体”装置的创新图甲的改进优点是能控制反应液的温度。

图乙的改进优点是使圆底烧瓶和分液漏斗中的气体压强相等,便于液体流下。

4.排液集气装置的创新从a 管进气,b 管出水可收集难溶于水的气体,如H 2、O 2等。

若将广口瓶中的液体更换,还可以收集以下气体。

(1)饱和食盐水——收集Cl 2。

(2)饱和NaHCO 3溶液——收集CO 2。

(3)饱和NaHS 溶液——收集H 2S 。

(4)四氯化碳——收集HCl 或NH 3。

二、与气体发生、净化、收集和尾气处理有关的仪器连接1.气体的发生“套装”和收集“套装”4K 324ZnSO CaCl )Cl 【特别提醒】(1)选择气体的发生装置时,应考虑反应物的状态及反应条件,有些气体可用不同的反应原理来制备,要注意选择不同的发生装置。

如用KMnO 4与浓盐酸反应制取Cl 2可选择B 装置。

(2)气体的收集方法要根据气体的化学性质和物理性质(溶解性、密度)进行分析选择,对易溶于水的气体除用排空气法收集外,还可用排其他液体法,如Cl 2可用排饱和食盐水法收集。

(3)制取氨气还可以用加热浓氨水或浓氨水与生石灰混合的方法。

4.尾气的处理“套装”通常有毒和有污染的尾气必须适当处理。

常用仪器有:(1)吸收溶解度较小的尾气(如Cl 2、SO 2等)用图A 装置。

(2)吸收溶解度较大的尾气(如HCl 、NH 3等)用图B 或图C 装置。

(3)CO 等气体可用点燃或收集于塑料袋(气球)中的方法除去,如图D 或图E 装置。

实验方案的设计与评价（2）李仕才考点一 常见气体的实验室制法一、气体的发生、净化、收集和尾气处理装置的分析 1.利用“启普发生器”原理的制气装置的创新(1)装置的优点:能做到随开随用,随关随停。

(2)使用范围:块状固体与液体反应生成气体,反应不需要加热,且生成的气体难溶于水。

这些装置能制取的气体有H 2(Zn —稀H 2SO 4)、CO 2(CaCO 3—稀盐酸)、H 2S(FeS —稀H 2SO 4)等。

2.“固(液)+液气体”装置的创新图甲的改进优点是能控制反应液的温度。

图乙的改进优点是使圆底烧瓶和分液漏斗中的气体压强相等,便于液体流下。

4.排液集气装置的创新从a 管进气,b 管出水可收集难溶于水的气体,如H 2、O 2等。

若将广口瓶中的液体更换,还可以收集以下气体。

(1)饱和食盐水——收集Cl 2。

(2)饱和NaHCO 3溶液——收集CO 2。

(3)饱和NaHS 溶液——收集H 2S 。

(4)四氯化碳——收集HCl 或NH 3。

二、与气体发生、净化、收集和尾气处理有关的仪器连接1.气体的发生“套装”和收集“套装”4K 324ZnSO CaCl )Cl 【特别提醒】(1)选择气体的发生装置时,应考虑反应物的状态及反应条件,有些气体可用不同的反应原理来制备,要注意选择不同的发生装置。

如用KMnO 4与浓盐酸反应制取Cl 2可选择B 装置。

(2)气体的收集方法要根据气体的化学性质和物理性质(溶解性、密度)进行分析选择,对易溶于水的气体除用排空气法收集外,还可用排其他液体法,如Cl 2可用排饱和食盐水法收集。

(3)制取氨气还可以用加热浓氨水或浓氨水与生石灰混合的方法。

4.尾气的处理“套装”通常有毒和有污染的尾气必须适当处理。

常用仪器有:(1)吸收溶解度较小的尾气(如Cl 2、SO 2等)用图A 装置。

(2)吸收溶解度较大的尾气(如HCl 、NH 3等)用图B 或图C 装置。

(3)CO 等气体可用点燃或收集于塑料袋(气球)中的方法除去,如图D 或图E 装置。

一、自我诊断 知己知彼1、（2017年高考全国Ⅱ卷10题）下列由实验得出的结论正确的是2、（2017年高考全国Ⅲ卷9题）下列实验操作规范且能达到目的的是3、（2017年高考北京卷10题）根据SO2通入不同溶液中的实验现象，所得结论不正确的是4、（2017年高考天津卷4题）以下实验设计能达到实验目的的是5、（2017年高考江苏卷4题）下列制取SO2、验证其漂白性、收集并进行尾气处理的装置和原理能达到实验目的的是A.制取SO2B.验证漂白性C.收集SO2D.尾气处理【参考答案】1、A 2、B 3、C 4、D 5、B【解析】1、A．正确；B．Na与H2O反应比与C2H5OH反应剧烈，说明H2O中的氢比C2H5OH 中的氢活泼，B错误；C．根据强酸制弱酸，可知乙酸酸性大于碳酸，C错误；D．CH4与Cl2在光照下发生取代反应产生了HCl，HCl的酸性使石蕊变红，D错误。

2、A．50mL刻度以下部分还容纳有盐酸，所以滴定管中盐酸体积大于20.00mL，故A错误；B．碘易于酒精，可用酒精清洗碘，又由于酒精与水互溶，再用水清洗即可洗净，故B正确；C．玻璃棒蘸取的溶液会在接触到湿润pH试纸时被稀释，造成醋酸钠溶液pH偏低，故C 错误；D．容量瓶属于精密仪器，只能定容，不能在其中溶解KMnO4固体，故D错误；答案为B。

3、A．由白色沉淀知生成了BaSO4，所以SO2有还原性；B．由黄色沉淀知生成了硫单质，SO2与H2S发生了归中反应；C．SO2使酸性KMnO4溶液褪色，是酸性KMnO4被还原为了Mn2+，所以是SO2还原性的体现。

D．因为强酸制弱酸，根据现象可知H2SO3制备了H2SiO3，故H2SO3的酸性强于H2SiO3。

4、A．加热至恒重，碳酸氢钠也随之分解，A错误B．随着AlCl3溶液蒸发的进行，最终得到的是氢氧化铝与氧化铝混合物，B错误C．苯甲酸重结晶的步骤为1.将粗苯甲酸制成热的饱和溶液.2.趁热过滤除去不溶性杂质.3.缓慢冷却结晶,滤出晶体.4.洗涤晶体，C错误D．氯气将溴化钠溶液中的溴离子置换成溴单质，其四氯化碳溶液颜色为红棕色，氯气将碘化钠溶液中的碘离子置换为碘单质，碘单质的四氯化碳为紫红色，D正确。

主题28:实验方案的设计与评价李仕才考点四物质性质探究类实验探究性实验以其创新、灵活的特点成为高考的热点题型,试题将元素化合物知识与化学实验知识巧妙地融合在一起,增加了题目的新颖度和难度,能充分考查考生的发散思维能力和分析问题能力。

实验探究过程中往往通过对化学实验进行比较甄别,从而揭示反应原理、解释产生某些现象的原因等。

考生只有灵活运用已有元素化合物的知识,才能使复杂问题简单化。

探究性实验的考查点有对物质化学性质的实验探究、对反应产物成分的实验探究、对化学反应原理的实验探究。

1.物质性质实验探究的角度与方法物质性质实验探究是中学化学实验探究的重要内容。

设计实验探究时,要求原理准确、步骤简捷、现象明显、结论易得,且不对环境造成污染,中学化学性质实验探究的主要角度有:(1)物质氧化性、还原性的判断。

如探究SO2具有还原性的方法是将气体通入酸性KMnO4溶液中,通过KMnO4溶液是否褪色来说明。

(2)物质氧化性强弱、还原性强弱的判断。

如探究Fe3+的氧化性强于I2时,可利用FeCl3与KI-淀粉溶液反应,通过溶液是否变蓝色来说明。

(3)同周期、同主族元素性质的递变规律一般通过设计元素金属性、非金属性的强弱实验来完成,如通过Mg、Al与同浓度盐酸反应产生H2的快慢来说明Mg的活动性强于Al。

(4)电解质强弱的判断。

如探究一元酸HA是弱酸的方法是常温下配制NaA的溶液,测pH,若pH>7,则说明HA为弱酸。

(5)物质酸性强弱的判断。

如探究碳酸和硅酸的酸性强弱,可利用相对强的酸制备相对弱的酸的反应原理,将CO2气体通入Na2SiO3中溶液,看是否有白色沉淀生成来判断。

(6)钢铁发生电化学腐蚀的规律探究。

可以通过控制所含的杂质是否与空气接触、所接触的电解质溶液的酸碱度、钢铁在腐蚀过程中体系内的气压变化等角度设计实验,找出规律。

2.性质实验探究设计需要注意的问题(1)有水蒸气生成时,先检验水蒸气再检验其他成分。

化学实验方案的设计步骤明确目的，弄清原理(2)选择实验用品(5)仪器药品的准确描述①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。

②仪器名称：如坩埚、研钵、100 mL容量瓶等。

已知：通入一定量的氯气后，测得D中只有一种常温下为黄红色的气体，其为含氯C中含有的氯盐只有一种，且含有NaHCO3，现对假设一：存在两种成分，即NaHCO3和__NaCl__；根据下列资料，为该小组设计一个可行的实验方案(溶液，加热除去过量的2或其他合理答案)__。

次氯酸会破坏酸碱指示剂；干燥管__。

②将下列实验操作步骤正确排序__dabfce__(填字母)；重复上述操作步骤，直至中的溶液依次为__ca__(填字母)。

C、D中有气泡冒出，并可观察到的现象分别生成白色沉淀、褪色__。

NaOH c．BaCl2d．Ba(NO3)2e．浓H2SO4酸溶过程中主要反应的热化学方程式为＋(aq)===Mg2＋(aq)＋CO(g)＋H2O(l) ΔH＝－50.4 kJ·mol2＋2＋．①验证化学能转化为电能．②验证温度对平衡移动的影响．③验证铁发生析氢腐蚀【课堂小结】【作业布置】1．(2017·江苏卷)某科研小组采用如下方案回收一种光盘金属层中的少量Ag(金属层中其他金属含量过低，对实验的影响可忽略)。

已知：①NaClO溶液在受热或酸性条件下易分解，如：3NaClO===2NaCl＋NaClO3。

②AgCl可溶于氨水：AgCl＋2NH3·H2O Ag(NH3)＋2＋ Cl－＋2H2O。

③常温时N2H4·H2O(水合肼)在碱性条件下能还原Ag(NH3)＋2：4Ag(NH3)＋2＋N2H4·H2O===4Ag↓＋N2↑＋4NH＋4＋4NH3↑＋H2O。

(1)“氧化”阶段需在80 ℃条件下进行，适宜的加热方式为__水浴加热__。

真题解析与讨论
对选取的真题进行详细解析和讨论，包括实验原理、操作步骤、结 果分析等，以帮助学生理解和掌握实验方法和技巧。
解题技巧与备考建议
总结解题技巧，提供备考建议，指导学生如何有效地进行高考化学实 验的复习和准备。
05
学生自主设计实验方案能力提升途径
增强基础知识掌握能力
熟练掌握化学基础知识
学生需要全面、系统地复习化学基础知识，如化学反应原理、物质性质、化学方 程式等，为实验方案的设计提供理论支撑。
探究化学原理
通过实验手段探究化学现象背后 的原理，加深对化学知识的理解
。
培养实验技能
通过实验操作，培养学生的实验技 能，提高动手能力和实践操作能力 。
拓展化学知识
通过实验探究，拓展学生的化学知 识视野，了解化学在实际生活中的 应用。
实验方案组成要素
01
02
03
04
实验原理
阐述实验所依据的化学原理或 理论，为实验提供理论支持。
关的化学问题。
可行性
实验方案是否具备实施的条件 ，如实验材料是否易得、实验 步骤是否清晰可行等。
安全性
实验方案是否考虑到实验过程 中的安全问题，如是否有危险 操作、是否提供安全防护措施 等。
创新性
实验方案是否具有创新性，是 否能够激发学生的探究兴趣和
创新思维。
02
高考化学实验常见类型及特点
物质性质与转化实验
官能团性质等。
有机推断与合成设计
03
根据已知信息推断未知有机物的结构，并设计合理的合成路线
。
探究型综合实验
实验探究能力
培养实验探究意识和能力，能够自主设计并进行实验探究。
问题解决能力
通过实验探究解决化学问题，提高分析问题和解决问题的能力。

第四节化学实验方案的设计与评价化学实验方案的设计1．化学实验方案设计的五项基本原则2．化学实验设计的基本内容3．化学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，设计合理的装置，并且从几种方案中分析选择出最佳方案。

4．化学实验方案的设计步骤(1)明确目的，弄清原理：(2)选择实验用品：(3)实施实验操作——注意严谨性、逻辑性、规范性、安全性。

(4)记录实验现象、数据——全面而准确。

(5)分析、归纳得出结论。

5．实验设计示例设计实验证明氯酸钾中含有氯元素。

(1)实验原理(用化学或离子方程式表示)：2KClO 3=====MnO 2△2KCl ＋3O 2↑，Ag ＋＋Cl －===AgCl ↓。

(2)实验试剂：氯酸钾固体、MnO2、AgNO3溶液、稀硝酸。

(3)操作步骤：①将氯酸钾和MnO2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，加入几滴硝酸酸化的AgNO3溶液，观察到有白色沉淀生成，证明氯酸钾中含有氯元素。

实验方案的评价1．化学实验评价的内容(1)评价实验原理——是否明确、合理(2)评价实验方案——是否安全、可行(3)评价药品、仪器——是否方便、易得(4)评价实验现象和结论——是否明显、清晰2．实验评价题的常见考查角度(1)从绿色化学的思想(操作简单、药品价廉、安全无污染、现象明显)评价不同实验方案的优劣。

(2)如果实验中提供试剂的价格，要注意成本的核算。

1．如何通过实验证明H2O2既有氧化性又有还原性？【答案】H2O2能使酸性KMnO4溶液褪色，证明H2O2具有还原性；H2O2能使KI溶液(含淀粉)变蓝，证明H2O2具有氧化性。

2．设计实验方案证明H2SO3的酸性强于H2CO3。

【答案】三种参考方案如下：方案一：配制相同物质的量浓度的NaHSO3和NaHCO3溶液，用酸度计(或pH试纸)测两溶液的pH，前者的pH小于后者，证明H2SO3酸性强于H2CO3；方案二：将SO2气体依次通过NaHCO3(或Na2CO3)溶液、酸性KMnO4溶液、品红溶液、澄清石灰水，品红溶液不褪色，且澄清石灰水变浑浊，证明H2SO3酸性强于H2CO3；方案三：将CO2气体依次通过NaHSO3(或Na2SO3)溶液、品红溶液，品红溶液不褪色，证明H2SO3酸性强于H2CO3。