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第38讲化学实验方案的设计与评价【考纲要求】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）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。
2.以上各部分知识与技能的综合应用。
考点一｜化学实验方案的设计（重点保分型——师生共研)授课提示：对应学生用书第183页［核心知识大通关］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的要求。
(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危险性的实验操作，有毒气体的尾气处理。
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设计实验方案错误!↓实验，收集资料⎩⎪⎨⎪⎧ ①观察实验现象②收集实验数据③处理实验问题↓分析，得出结论错误
高考化学一轮精品教学案 11.4 化学试验方案设计评价与改善（2）一、选择题(本题包括10小题, 每题5分, 共50分)1. (·湘潭模拟)下列除去杂质旳试验措施对旳旳是( )A. 除去K2CO3固体中少许NaHCO3: 置于坩埚中加热B. 除去FeCl3酸性溶液中少许旳FeCl2: 加入稍过量双氧水后放置C. 除去乙烷中混有旳少许乙烯: 在一定条件下加入适量氢气充足反应D. 除去蛋白质溶液中混入旳少许氯化钠: 加入AgNO3溶液后过滤2．(·广东惠州调研)选用下图所示仪器组合一套可用来测定过氧化钠与水反应生成氧气体积旳装置, 其合理旳连接次序是( )A. 1－2－3－4－5－7B. 1－2－3－5－4－7C. 6－4－5－7D. 6－5－4－7解析：测量生成旳O2旳体积, 可以直接把水排入量筒中, 不需要连接储氮气旳气囊。
答案：D3. (·浙江模拟)下表中试验操作能到达试验目旳或得出对旳结论旳是( )选项试验操作试验目旳或结论A SO2通入溴水中, 溶液褪色检查SO2旳漂白性B 向2 mL淀粉溶液中加入稀硫酸, 加热2 min, 加入新制Cu(OH)2再加热, 无明显现象淀粉在酸性条件下不水解C 将已燃旳火柴头浸于水中, 半晌后取少许溶液, 加AgNO3溶液、稀硝酸, 出现白色沉淀检查火柴头中旳氯元素D 等体积、pH同为3旳酸A和B分别与足量旳Zn反应,酸A放出旳氢气多酸性A比B强4. (·邹城模拟)做完铜与浓硝酸反应旳试验后, 同学们发现圆底烧瓶中溶液呈绿色, 而不显示蓝色, 甲同学认为是该溶液中硝酸铜旳质量分数较高导致旳, 而乙同学认为是该溶液中溶解了生成旳气体, 同学们分别设计了如下4个试验来判断两种见解与否对旳, 这些方案中不可行旳是( )A. 加热该绿色溶液, 观测颜色变化B. 加水稀释绿色溶液, 观测颜色变化C. 向该绿色溶液中通入氮气, 观测颜色变化D．向饱和硝酸铜溶液中通入浓硝酸与铜反应产生旳气体, 观测颜色变化解析：加水稀释时, 溶液中旳溶质和所溶气体旳量没有变化, 浓度均减小, 故不能判断。
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。
高三化学第一轮复习学案紧扣考纲精华版第一章从实验学化学实验方案的设计与评价实验方案的设计与评价高中化学一、实验方案的设计1.实验目的：明确实验的目的和意义，说明实验的目标和所要研究的问题。
2.实验原理：说明实验所用到的理论、原理和方法等。
3.实验器材：列出实验所需使用的仪器、试剂、材料等，注明数量和性质。
4.实验步骤：说明实验的步骤和操作流程，指导实验操作。
5.实验数据：记录实验的数据和结果，定量分析实验数据，进行计算、分析。
6.实验内容：简述实验的内容和目标，强调实验的重点和难点，防止迷失方向。
7.注意事项：列出实验操作时需要注意的安全问题，提示实验操作过程中需注意的问题。
二、实验方案的评价1.实验目的明确，操作步骤简单明了，对实验结果的分析和讨论充分，实验数据通观、完整、准确，实验结果清晰可靠，达到实验目的。
2.实验设备齐全，实验器材卫生干净，符合技术规范和安全要求，保证实验的安全性。
3.实验指导思路清晰，具有现实意义，有创新性和实践操作能力，激发学生的学习兴趣和动力。
4.指导教师耐心解答学生疑问，及时纠正操作中出现的错误，指出实验中的优缺点，提高实验操作技能。
5.实验方案重点突出，内容紧扣课程要求，考虑到实验所需要的知识和技能，真正发挥实验教学的作用。
三、实验方案实施建议1.提前准备：在实验开始前，提前准备实验器材和试剂，并对实验的目的和注意事项进行充分的了解和讲解。
2.操作规范：学生操作时需注意实验的安全性和规范性，遵守实验制度和操作规范，不得随意更改、调整实验步骤和条件。
3.数据记录：学生在进行实验时要认真记录实验数据和结果，数据的准确性直接关系到实验的可靠性和实验结果的实际效果。
4.实验总结：学生进行实验操作后要及时总结和分析实验结果，合理评价实验方案的有效性和教学意义。
5.教学反思：教师进行实验教学后要反思实验效果和操作的成功率，总结经验，及时调整实验方案和教学方法，对教学效果进行改进。
专题11.4 实验方案的设计与评价讲案（含解析）复习目标：1、掌握化学实验记录的基本要求，并能设计一些基本实验。
根据实验现象，观察、记录、分析或处理数据，得出正确结论；根据实验试题的要求，设计或评价实验方案；能绘制和识别典型的实验仪器装置图。
2、 实验知识和技能的综合应用。
基础知识回顾：化学实验方案的设计是在实施化学实验之前，根据化学实验的目的和要求，运用相关的化学知识和技能，对实验的仪器、装置、药品和方法所进行的一种规划。
1、化学实验方案设计的一般步骤：实验目的→实验原理（反应途径）→反应的仪器的选择→设计实验装置和操作步骤→记录实验现象，数据处理方法→形成方案。
2、化学实验方案设计的一般类型：化学实验方案设计⎩⎨⎧物质的制备实验方案设计 物质的性质实验方案设计 物质的检验实验方案设计 综合性实验方案设计3、评价化学实验方案设计的基本原则：①科学性：实验原理，准确，实验流程合理。
②安全性：保护人身、保护环境、保护仪器。
③可行性：条件允许，效果明显，操作正确。
④简约性：做到步骤少，时间短、效果好等基本要求。
⑤经济性：原料利用率用高，所用原料易得，价廉物美。
4、物质制备实验方案设计：物质制备实验方案的设计的一般思路是：5、物质的性质实验设计此类题主要是对物质具有的性质进行求证，其方案设计的基本思路是：对物质具备的性质去求证，关键在于设计出简捷的实验方案，做到操作简单，现象明显，而且安全性好。
6、物质检验实验方案的设计物质检验实验方案的设计基本思路：利用物理性质（如颜色、状态、气味、密度等）或化学性质进行物质检验，使被检物质与加入的试剂作用，转变为某种已知物质，或产生某种特殊现象（生成气体、沉淀、显现特殊颜色等），从而确定该物质的存在。
7、综合性实验方案的设计综合性实验方案的设计，主要以教材内容为主考查学生的基本操作、基本技能或考查学生对典型实验有关而又易忽略和重要细节的掌握情况。
解答此类题必须依据反应原理、基本实验操作和亲自动手实验的经验来解答。
高考化学一轮复习章节检测实验方案的设计与评价高中化
学
一、实验方案的设计
1. 实验目的
本实验的主要目的是评价高考化学一轮复习章节检测试题，通
过化学实验的方式，加深学生对于有关化学知识的掌握和理解，同
时帮助学生更好地应对高考化学考试。
2. 实验材料和仪器
材料：5%的硫酸溶液、NaOH溶液、BaCl2溶液、K2CrO4溶液等。
仪器：移液管、比色皿、加热板、试管架、试管、电子天平、
分析天平等。
3. 实验步骤
（1）先制备好所有溶液，确保实验的水平。
（2）取两支试管，分别加入相同体积的硫酸溶液和BaCl2溶液，观察实验现象。
（3）取一支试管，加入NaOH溶液，观察实验现象。
（4）再取一支试管，分别加入相同体积的NaOH溶液和K2CrO4
溶液，观察实验现象。
（5）将各组实验结果进行对比和分析，通过化学实验探究化学
现象，深刻理解知识点与化学实践相结合。
第四节化学实验方案的设计与评价【高考新动向】【考纲全景透析】一、化学实验方案的设计1.化学实验方案设计的基本要求①科学性，实验原理，准确，实验流程合理。
②安全性，保护人身、保护环境、保护仪器。
③可行性，条件允许，效果明显，操作正确。
④简约性，做到步骤少，时间短、效果好等基本要求。
2.化学实验方案设计的基本思路①明确目的原理首先必须认真审题，明确实验的目的要求，弄清题目有哪些新的信息，综合已学过的知识，通过类比、迁移、分析，从而明确实验原理。
②选择仪器药品根据实验的目的和原理，以及反应物和生成物的性质、反应条件，如反应物和生成物的状态，能否腐蚀仪器和橡皮、反应是否加热及温度是否控制在一定的范围等，从而选择合理的化学仪器和药品。
③设计装置步骤根据上述实验目的和原理，以及所选用的仪器和药品，设计出合理的实验装置和实验操作步骤。
学生应具备识别和绘制典型的实验仪器装置图的能力，实验步骤应完整而又简明。
④记录现象数据根据观察，全面而准确地记录实验过程中的现象和数据。
⑤分析得出结论根据实验观察的现象和记录的数据，通过分析、计算、图表、推理等处理，得出正确的结论。
以上只是解答综合实验设计题的一般思考方法。
在解答过程中，应根据实验设计题的具体情况和要求，作出正确的回答。
在解题时，首先要对题目中给出的信息进行处理，弄清是对实验的那一方面进行探究，然后深入分析实验，依据题目中提出的实验假设或自行提出的实验假设，合理运用化学知识，巧妙设计实验方案，通过实验现象的客观事实对实验进行探究性验证。
3. 化学实验设计的基本内容一个相对完整的化学实验方案一般包括下述内容：(1)实验名称;(2)实验目的；(3)实验原理；(4)实验用品(药品、仪器、装置、设备)及规格；(5)实验装置图、实验步骤和操作方法；(6)实验注意事项；(7)实验现象的记录及结果处理；(8)问题与讨论。
4.化学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：①防止爆炸(如氢气还原氧化铜)；②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①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；②易挥发的液体产物要及时冷却；③易挥发的液体反应物，需在反应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)；④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。
(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。
【典例1】某研究性学习小组设计实验探究铝等金属的性质：将一置于空气中的铝片投入浓氯化铜溶液中，铝片表面很快出现一层海绵状暗红色物质，接下来铝片上产生大量气泡，产生的气体具有可燃性，触摸容器知溶液温度迅速上升，溶液中有蓝色沉淀生成的同时夹杂着少量黑色物质。
(1)铝片表面出现的暗红色物质是______，放出的气体是______。
(2)蓝色的沉淀中夹杂着少量黑色物质是_______，写出生成该物质的化学方程式：_______________________。
(3)铝片投入浓氯化铜溶液中，产生气体的速率不断加快的原因除随着反应进行生成铝离子浓度增大，水解程度增大，产生H+的浓度增大外，还有_____________________。
【解析】(1)铝活泼性大于铜，在水溶液中铝置换出铜，氯化铜溶液水解显酸性，产生的可燃性气体是氢气。
(2)生成的蓝色沉淀只能是氢氧化铜，夹杂的黑色物质是氢氧化铜分解生成的氧化铜。
(3)反应速率加快的原因主要有：温度升高，形成原电池。
答案：(1)铜或Cu 氢气或H2(2)CuO Cu(OH)2CuO+H2O(3)该反应放热，温度升高反应加快；铜与铝构成原电池，加快铝溶解(合理即可)二、实验方案的评价对几个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．要考虑是否完全合理、有无干扰现象、经济上是否合算和对环境有无污染等．1．从可行性方面对实验方案做出评价科学性和可行性是设计实验方案的两条重要原则，在对实验方案进行评价时，要分析实验方案是否科学可行，实验方案是否遵循化学理论和实验方法要求，在实际操作时能否做到可控易行．评价时，从以下4个方面分析：(1)实验原理是否正确、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)实验效果是否明显等2．从“绿色化学”视角对实验方案做出评价“绿色化学”要求设计安全的、对环境友好的合成线路，降低化学工业生产过程中对人类健康和环境的危害，减少废弃物的产生和排放．据此，对化学实验过程或方案从以下4个方面进行综合评价：(1)反应原料是否易得、安全、无毒；(2)反应速率是否较快；(3)原料利用率以及生成物质的产率是否较高；(4)实验过程中是否造成环境污染．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”，白磷切割宜在水中等)；(4)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)；(5)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)；(6)易挥发液体产物(导出时可为蒸气)的及时冷却；(7)仪器拆卸的科学性与安全性(也从防污染、防氧化、防倒吸、防爆炸、防泄漏等角度考虑)；(8)其他，如实验操作顺序、试剂加入顺序、实验方法使用顺序等．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)。
【警示】实验评价问题是高考题经常考查的一类综合性实验试题，可以很好的考查学生分析问题和解决问题的能力。
在比较几个实验方案及选择合理装置时，首先要明确实验原理和实验目的，体会各方案设计是否合理，确定不合理方案的原应。
认真对比各方案、各装置的异同，重点分析其中的不同之处，体会在不同之处哪个方案、装置更合理有效。
经过对不同之处逐一分析，选择各方案中的优点，重新组合可以得到最佳方案。
【典例2】下列实验操作与预期实验目的或所得实验结论正确的是( )【解析】选D。
选项A中，铁与盐酸反应生成二价铁，故不论镀锌还是镀锡，遇硫氰化钾都无现象；焰色反应显黄色，说明一定含有钠元素，可能含有钾元素，选项B错误；选项C中水解后应加酸中和，错误；氯化铜溶液水解显酸性，铝和酸反应，放出氢气，促进水解，生成氢氧化铜沉淀，选项D正确。
【高考零距离】【2012年高考】1、（2012 ·安徽高考· 28）（13分）工业上从废铅酸电池的铅膏回收铅的过程中，可用碳酸盐溶液与处理后的铅膏（主要成分为PbSO 4）发生反应：PbSO 4(s)+CO 32—(aq)PbCO 3(s)+SO 42—(aq)。
某课题组用PbSO 4为原料模拟该过程，探究上述反应的实验条件及固体产物的成分。
（1）上述反应的平衡常数表达式：K ＝ 。
（2）室温时，向两份相同的PbSO 4样品中分别加入同体积、同浓度的Na 2CO 3和NaHCO 3溶液均可实现上述转化，在 溶液中PbSO 4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[2PbCO 3·Pb(OH)2]，它和PbCO 3受热都易分解生成PbO 。
该课题组对固体产物（不考虑PbSO 4）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PbCO 3； 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。
①定性研究：请你完成下表中内容。
实验步骤（不要求写出具体操作过程） 预期的实验现象和结论 取一定量样品充分干燥，……②定量研究：取26.7mg 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： 。
21.0固体质量/m g26.722.4【解题指南】本题的难点是第4小题实验方案的设计，解答时要充分注意题目信息的提示，“PbCO 3·P b (O H )2和PbCO 3受热都易分解生成PbO ”，“取一定量样品充分干燥”这些信息都指向了运用二者加热分解产物不同的方法进行实验设计。
【解析】⑴根据反应方程式容易写出反应的平衡常数表达式：K ＝2423(SO )(CO )c c --。
⑵HCO －3难电离，相同浓度时，Na 2CO 3溶液中CO 2－3浓度远大于NaHCO 3溶液中CO 2－3的浓度，CO 2－3浓度越大，越有利于PbSO 4的转化。
⑶根据信息及假设一，不难得出假设二和假设三分别为全部为PbCO 3·P b (O H )2、PbCO 3与PbCO 3·P b (O H )2的混合物。
⑷①从题目信息可知“PbCO 3·P b (O H )2和PbCO 3受热都易分解生成PbO ”并且前者分解有水生成，而后者没有，再联系实验步骤开始的第一句话，不难推出用验证加热分解后是否有二氧化碳和水生成的方法设计实验方案。
②若全部为PbCO 3根据PbCO 3△PbO ＋CO 2↑，26.7 g 全部分解得到的PbO ：26.7 g267 g ·mol －1)×223 g ·mol －1＝22.3 g ，而实际质量为22.4 g ，因此假设一不成立【答案】⑴2423(SO )(CO )c c -- ⑵ Na 2CO 3 相同浓度的Na 2CO 3和NaHCO 3溶液中，前者c (CO 2－3)较大 ⑶全部为PbCO 3·P b (O H )2 PbCO 3与PbCO 3·P b (O H )2的混合物 ⑷①②同意 若全部为PbCO 3，26.7 g 完全分解后，其固体质量为22.3 g2、（2012·四川高考·28）28 .（17分）甲、乙两个研究性学习小组为测定氨分子中氮、氢原子个数比，设计了如下实验流程：实验中，先用制得的氨气排尽洗气瓶前所有装置中的空气，再连接洗气瓶和气体收集装置，立即加热氧化铜。
