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课时4 化学实验方案的设计与评价［题型诠释]近年的新课标高考中常考的有两类实验：一是探究类实验，主要探究物质分解的产物和物质的性质；设计并完成实验报告，包括补充实验步骤或实验步骤的排序、选择试剂和现象的描述等。
二是评价类实验,根据题目提供的实验方案,评价是否合理，并要求设计合理的方案。
(1）综合实验方案设计的一般思路:了解实验目的→明确实验原理→掌握实验条件→选择仪器药品→设计装置步骤→记录现象数据→分析得出结论。
（2）综合实验评价要求考生根据题目的要求和实验目的，从化学原理，元素及其化合物的性质、化学实验的基本操作技能等方面，对实验方案进行科学分析、评价优劣.附：考纲要求1。
设计、评价或改进实验方案。
2。
掌握控制实验条件的方法。
3。
分析或处理实验数据,得出合理的结论。
4。
以上各部分知识与技能的综合应用.微点聚焦一“假设判断"型实验方案设计[典题示例］【示例1】漂白粉是生产生活中常用的消毒剂和杀菌剂实验室有一瓶密封不严的漂白粉样品，其中肯定存在CaCl2，请设计实验，探究该样品中可能存在的其他固体物质。
（1）提出合理假设。
假设1:该漂白粉未变质，只含有________；假设2：该漂白粉全部变质，只含有________；假设3：该漂白粉部分变质，既含有Ca（ClO）2，又含有CaCO3.（2)设计实验方案，进行实验.请写出实验步骤、预期现象和结论。
限选用的仪器和药品：试管、滴管、带导管的单孔塞、蒸馏水、自来水、1 mol·L-1盐酸、品红溶液、新制澄清石灰水。
（提示：不必检验Ca2＋和Cl-)第一步明确目的原理设计实验探究漂白粉变质后物质的成分，涉及反应：①2Ca(OH）2＋2Cl2===CaCl2＋Ca(ClO)2＋2H2O.②Ca(ClO)2＋H2O＋CO2===CaCO3↓＋2HClO。
第二步提出合理假设根据假设3提供的物质及反应原理判断样品中可能含有Ca(ClO)2或CaCO3或二者的混合物。
高中化学高考总复习---制备实验设计与评价知识讲解及巩固练习题（含答案解析）【高考展望】一、考纲要求1、了解制备实验方案的设计方法和要求。
2、能根据实验试题要求，设计、评价或改进实验方案，得出物质制备的最佳途径。
二、高考动向根据化学实验的目的要求，依据正确的化学原理，结合题给的信息和提供的药品和仪器，运用相关的化学知识和技能，对实验的仪器、装置和方法所进行的统一规划，选择最佳方案，达到制取某种物质的目的。
【方法点拨】一、物质制备实验方案的设计思路和要求物质制备设计是用简单原料(可以提供或简单制备获得)在一定的实验条件下直接合成或经过多步反应获得所要得到的物质。
在设计物质制备的实验方案时，要使实验过程达到和保持某种状态、发生某种特定的变化，并得到理想的结果，就必须注意对实验条件进行严格、有效的控制。
控制实验条件实际就是对影响制备结果的干扰因素进行排除的过程。
制备实验方案的设计，对巩固元素化合物知识和掌握好各类有机物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都是有益的。
1、物质制备实验方案的设计的一般思路是：(1)物质制备方案的设计，首先要弄清物质制备的原理，从原理为切入点设计方案，方案一般已包括实验名称、目的、原理、用品、步骤、现象记录及结果处理。
(2)针对一个实验，可以设计出多种方案，要对每个方案进行科学的评价，评价可从以下几个方面进行：①理论上要科学。
②操作上要简单可行。
③原料用量要节约。
④要环保，符合绿色化学原则。
2、制备实验方案设计的要求：①原理正确、步骤简单；②条件适宜、操作方便；③原料丰富、价格低廉；④节省试剂、安全防污；⑤产品纯净、易于提纯。
二、实验设计常见的干扰因素1、制备某物质时需要的原料中混有杂质，这些杂质对原料、产品有影响，不利于产品的获得。
2、制备的物质稳定存在需要特定的环境，需要创造适合这种物质存在的环境。
3、被测量的物质引入其他杂质（不反应），使测量结果偏小，或实验过程中没有把相关反应物质全部转化成欲测量的物质，致使测量结果偏小。
《化学实验方案的设计与评价》【知识梳理】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。
1．基本原则原则内容科学性实验原理、实验操作程序和方法应该正确安全性实验设计时应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可行性实验设计应切实可行，所需药品、仪器、设备和方法等在中学实验条件下能够得到满足简约性装置简单、步骤少、药品用量少、时间短环保性有毒、有害的物质必须处理，以免污染环境经济性合考虑原料的用量、价格2.设计思路设计内容基本思路物质制备的设计由所给原料和所需要制备的物质出发，根据化学原理设计出不同的制备方案，通过对比分析，找出最佳的制备途径。
即：实验原料→实验原理→途径设计(途径Ⅰ、途径Ⅱ、途径Ⅲ……)→最佳途径→实验仪器→实验方案→制得物质。
由于大多数有机反应，副反应较多，且为可逆反应，因此设计有机物制备实验方案时，尽可能选择步骤少、3.设计步骤处理，得出正确的结论4.注意事项注意事项注意内容防倒吸净化、吸收气体及熄灭酒精灯时要防液体倒吸防爆炸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防吸水如实验、取用、制取易吸水、潮解、水解宜采取必要措施，以保证达到实验目的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例题1、氮化铝(AlN)是一种新型无机非金属材料。
某AlN 样品仅含有Al的含量，设2 3计如下三种实验方案。
第4讲 化学实验方案的设计与评价考点一 定量型实验方案的设计[学在课内]1.固体成分检测实验方案设计的一般方法方法一：取少量固体试样→溶于水配成溶液→检测溶液中存在的阴、阳离子→得出实验结论。
方法二：取少量固体试样→在氧气流等中反应→检测所产生的物质(如气体)→得出实验结论。
方法三：取少量固体试样→加酸(或碱)溶液产生气体→检测气体产物的成分→得出实验结论。
2.固体物质组成的定量测定的常用方法(1)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。
(2)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。
量气装置的设计：下列装置中，A 是常规的量气装置，B 、C 、D 是改进后的量气装置。
(3)测气体质量法将生成的气体通入足量的吸收剂中，通过称量实验前后吸收剂的质量，求得所吸收气体的质量，然后进行相关计算。
(4)滴定法即利用滴定操作原理，通过酸碱中和滴定、沉淀滴定和氧化还原反应滴定等获得相应数据后再进行相关计算。
(5)热重法只要物质受热时发生质量变化，都可以用热重法来研究物质的组成。
热重法是在控制温度的条件下，测量物质的质量与温度关系的方法。
通过分析热重曲线，我们可以知道样品及其可能产生的中间产物的组成、热稳定性、热分解情况及生成产物等与质量相联系的信息。
3.“五看法”处理实验数据(1)看数据是否符合测量仪器的精度特点，如用托盘天平测得的质量的精度为0.1 g，若精度值超过了这个范围，说明所得数据是错误的。
(2)看数据是否在误差允许范围内，若所得的数据明显超出误差允许范围，要舍去。
(3)看反应是否完全，是否是过量反应物作用下所得的数据，只有完全反应时所得的数据，才能进行有效处理和应用。
(4)看所得数据的测试环境是否一致，特别是气体体积数据，只有在温度、压强一致的情况下才能进行比较、运算。
(5)看数据测量过程是否规范、合理，错误和违反测量规则的数据需要舍去。
专题九综合化学实验与化学计算课时48 实验方案的设计与评价非选择题1.某研究性学习小组查阅资料得知:硫代硫酸钠(Na2S2O3)又称大苏打,易溶于水,是一种中等强度的还原剂;易被I2或更强的氧化剂氧化;与酸反应的离子方程式为S22-3O+2H+SO2↑+S↓+H2O。
该小组同学对Na2S2O3溶液有关反应进行探究。
(1)Na2S2O3可作为脱氯剂,已知25.0mL0.100mol·L-1Na2S2O3溶液恰好把224mL(标准状况下)Cl2完全转化为Cl-,则S22-3O将转化成(填序号)。
A.S2-B.SC.S2-3OD.S2-4O(2)请写出NaClO与Na2S2O3在碱性溶液中反应的离子方程式: 。
(3)将NaClO溶液加入到Na2S2O3溶液中,充分反应后,溶液中肯定存在Cl-、OH-、S2-4O。
请你设计实验,探究反应后的溶液中可能存在的其他阴离子(不考虑离子的水解及空气中CO2的影响)。
①提出合理假设假设1:只存在S22-3O。
假设2:只存在ClO-。
假设3: 。
②设计实验方案,进行实验。
请在下表中写出实验操作步骤、预期现象和结论。
限选实验试剂:1mol·L-1H2SO4、1mol·L-1NaOH、淀粉KI溶液、紫色石蕊试液、酚酞试液。
实验操作预期现象和结论步骤1:步骤2:2.(2012·深圳二模)NaCl和NaClO在酸性条件下可发生反应:ClO-+Cl-+2H+Cl2↑+H2O,某学习小组拟研究消毒液(主要成分为NaCl和NaClO)的变质情况。
(1)此消毒液可吸收空气中的CO2生成NaHCO3而变质。
写出反应的化学方程式: 。
(2)取适量消毒液于试管中,加入足量一定浓度的硫酸,有气体放出。
通过以下装置检验气体的成分可以判断消毒液是否变质。
限选试剂:98%浓硫酸、1%品红溶液、1.0mol·L-1淀粉KI溶液、1.0mol·L-1NaOH溶液、澄清石灰水、饱和NaCl溶液。
魁夺市安身阳光实验学校高考化学化学实验复习综合实验的设计与评价（第11、12课时）综合实验设计和评价是综合应用实验基础知识、基本操作，结合化学基本理论，元素化合物知识和化学计算等相关知识，进行整合，解决有关实验问题。
课标解读实验设计和评价的题型主要有以下几种：（1）利用给出的一些装好药品的单个实验装置，要求根据实验目的连接仪器，叙述现象说明理由。
（2）利用给出的实验的装置和反应条件，要求根据实验现象和物质的性质判断物质和化学反应。
（3）利用限定的仪器、药品、融气体制备、除杂、集气及设计操作程度、仪器连接、定量计算于一体。
考查学生设计实验、基本操作和数据处理的能力。
（4）给出部分实验环节，根据实验要求设计完整的实验或补充部分实验步骤。
（5）据实验目的，实验进行的条件，选取适当药品、仪器（或应用所指定的药品、仪器）完全某次指定的实验操作。
（6）对给出的实验方案，做出科学的评估，依据“仪器简单、操作方便、药品易得、节省试剂、现象明显、安全防污”选择出最佳方案。
（7）新情境实验题，运用已有知识解决新情境中的新问题，考查学生灵活运用知识的迁移能力、自学能力、观察能力、实验能力和思维能力。
实验设计的一般规律1、实验方案设计的一般原则。
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（仪器、药品及规格）；（5）实验步骤（包括实验仪器的装配和操作）；（6）实验现象和记录及结果处理；（7）问题和讨论。
实验方案的设计原则是方法简便、现象明显、操作易行，对于定量实验还要考虑系统误差要求。
确定了实验所选用的方法和原理后，就要考虑选择用什么实验装置来完成此实验，即进行实验装置的设计，一套完整的实验装置往往是由多个基本实验装置相互连接而成的，如有关气体的制取和性质实验一般分为气体的发生装置（或气体反应装置）、气体的洗涤装置、气体的收集装置、尾气的吸收装置等部分，要熟悉各基本装置的功能，并注意各基本装置连接顺序的合理性。
专题九综合化学实验与化学计算课时48 实验方案的设计与评价非选择题1.某研究性学习小组查阅资料得知:硫代硫酸钠(Na2S2O3)又称大苏打,易溶于水,是一种中等强度的还原剂;易被I2或更强的氧化剂氧化;与酸反应的离子方程式为S22-3O+2H+SO2↑+S↓+H2O。
该小组同学对Na2S2O3溶液有关反应进行探究。
(1)Na2S2O3可作为脱氯剂,已知25.0mL0.100mol·L-1Na2S2O3溶液恰好把224mL(标准状况下)Cl2完全转化为Cl-,则S22-3O将转化成(填序号)。
A.S2-B.SC.S2-3OD.S2-4O(2)请写出NaClO与Na2S2O3在碱性溶液中反应的离子方程式: 。
(3)将NaClO溶液加入到Na2S2O3溶液中,充分反应后,溶液中肯定存在Cl-、OH-、S2-4O。
请你设计实验,探究反应后的溶液中可能存在的其他阴离子(不考虑离子的水解及空气中CO2的影响)。
①提出合理假设假设1:只存在S22-3O。
假设2:只存在ClO-。
假设3: 。
②设计实验方案,进行实验。
请在下表中写出实验操作步骤、预期现象和结论。
限选实验试剂:1mol·L-1H2SO4、1mol·L-1NaOH、淀粉KI溶液、紫色石蕊试液、酚酞试液。
实验操作预期现象和结论步骤1:步骤2:2.(2012·深圳二模)NaCl和NaClO在酸性条件下可发生反应:ClO-+Cl-+2H+Cl2↑+H2O,某学习小组拟研究消毒液(主要成分为NaCl和NaClO)的变质情况。
(1)此消毒液可吸收空气中的CO2生成NaHCO3而变质。
写出反应的化学方程式: 。
(2)取适量消毒液于试管中,加入足量一定浓度的硫酸,有气体放出。
通过以下装置检验气体的成分可以判断消毒液是否变质。
限选试剂:98%浓硫酸、1%品红溶液、1.0mol·L-1淀粉KI溶液、1.0mol·L-1NaOH溶液、澄清石灰水、饱和NaCl溶液。
请完成下列实验方案:所加试剂预期现象和结论试管A中加足量①; 试管B中加1%品红溶液; 试管C中加②。
若A中溶液变蓝色,B中溶液不褪色,C中溶液变浑浊,则消毒液部分变质; ③,则消毒液未变质; ④,则消毒液完全变质。
(3)用滴定法测定消毒液中NaClO的浓度。
实验步骤如下:①量取25.00mL消毒液放入锥形瓶中,加入过量的amol·L-1Na2SO3溶液bmL。
②滴定分析。
将cmol·L-1酸性KMnO4溶液装入(填“酸式”或“碱式”)滴定管中;KMnO4和剩余的Na2SO3发生反应。
当溶液由无色变成浅红色,且保持半分钟内红色不褪时,停止滴定,记录数据。
重复滴定实验2次,平均消耗酸性KMnO4溶液VmL。
滴定过程中涉及的反应有:NaClO+Na2SO3NaCl+Na2SO4;2KMnO4+5Na2SO3+3H2SO4K2SO4+2MnSO4+5Na2SO4+3H2O。
③计算。
消毒液中NaClO的浓度为mol·L-1(用含a、b、c、V的代数式表示)。
3.(2012·华南附中模拟)根据镁与二氧化碳的反应推测,钠也能在二氧化碳中燃烧,且固体产物可能为碳酸钠、氧化钠、碳中的两种或三种。
某兴趣小组对钠在二氧化碳中燃烧后的产物进行定性和定量探究。
(1)假设产物为Na2CO3、Na2O和C的混合物,设计实验方案,检验其中的Na2CO3和Na2O。
在下表中写出实验步骤、预期现象和结论。
(已知室温时BaCO3饱和溶液的pH=9.6)限选试剂及仪器:稀盐酸、BaCl2溶液、Ba(OH)2溶液、精密pH试纸(精确至0.1)、烧杯、试管、滴管、玻璃棒、表面皿、比色卡。
实验操作预期现象和结论步骤1:取适量产物样品于洁净烧杯中,加入足量蒸馏水,充分搅拌,静置,取上层清液备用。
有不溶的黑色固体。
步骤2:取适量步骤1清液于试管中, 。
(2)假设产物为Na 2CO 3、Na 2O 和C 的混合物,为进一步测定产物中Na 2CO 3的含量,进行以下实验: 步骤1:准确称取wg 试样,溶解、过滤后准确配制成250mL 溶液。
步骤2:准确量取25.00mL 所配溶液于锥形瓶中,滴加几滴指示剂A,滴加cmol ·L -1标准盐酸至溶液的pH 约为8.2(碳的主要存在形式为HC -3O ),消耗盐酸的体积为V 1mL;再滴加几滴甲基橙,继续用上述盐酸滴至溶液由黄色变橙色,消耗盐酸的体积为V 2mL 。
步骤3:重复实验3次。
滴定结果如下:①步骤1中所需定量仪器除天平、量筒外,还有 ;步骤2中,第一步滴定所使用的指示剂A 为 ,滴定终点的现象为 。
②计算Na 2CO 3的质量分数= (用含w 、c 的代数式表示)。
4.(2012·湛江二模)化学兴趣小组对牙膏中摩擦剂成分及其含量进行以下探究:查得资料:某品牌牙膏摩擦剂由二氧化硅、碳酸钙、碳酸镁组成,还可能含有氢氧化铝和碳酸氢钙;牙膏中其他成分易溶于水,遇到盐酸无气体生成。
(1)摩擦剂中碳酸氢钙和氢氧化铝的定性检验取适量牙膏样品,加水搅拌、过滤。
并设计如下实验方案对该品牌牙膏摩擦剂的成分进行测定、验证假设。
请写出实验步骤以及预期现象和结论(可不填满)。
限选试剂:稀盐酸、稀硫酸、NaOH 溶液、澄清石灰水、二氧化碳。
步骤3:取适量沉淀B于试管中,加入过量,过滤,得滤液C和沉淀Dag。
步骤4:往所得滤液中通入过量二氧化碳。
产生成白色沉淀,(填“能”或“不能”)确定含有氢氧化铝。
原因是(用离子方程式表示) 。
(2)牙膏样品中碳酸钙和碳酸镁的定量测定利用下图所示装置(图中夹持仪器略去)进行实验,充分反应后,测定P中生成的BaCO3沉淀质量,以确定碳酸钙的质量分数。
依据实验过程回答下列问题:①实验过程中先后两次鼓入空气,第二次鼓入空气的目的是。
②实验中准确称取沉淀D1.76g样品三份,进行三次测定,测得BaCO3平均质量为3.94g。
则D中碳酸钙的质量分数为(保留三位有效数字)。
5.(2012·惠州调研)用下图装置可证明CO2与NaOH溶液发生了反应:(1)将A与B连接,打开止水夹将胶头滴管中的液体挤入烧瓶,此时的现象是,反应的离子方程式为。
(2)向100mL2mol·L-1NaOH溶液中通入一定量CO2,充分反应后,将溶液蒸发结晶,得到少量白色固体,请设计实验确认该固体的成分。
①提出合理假设假设1:该固体为NaOH和Na2CO3。
假设2:该固体只有Na2CO3。
假设3:该固体只有。
假设4:该固体为。
②请设计实验验证假设1的固体是NaOH和Na2CO3,写出实验步骤及预期现象和结论(可不填满,也可补充)。
限选的试剂和仪器:1moL·L-1HCl、1mol·L-1MgCl2、0.5moL·L-1BaCl2、1mol·L-1Ba(OH)2溶液,甲基橙、酚酞试液,试管、胶头滴管、过滤装置。
课时48 实验方案的设计与评价1.(1)D(2)4ClO-+S22-3O+2OH -2S2-4O+4Cl-+H2O(3)①既不存在S22-3O,又不存在ClO-②实验操作预期现象和结论步骤1:取少量反应后的溶液于试管中,滴加1mol·L-1H2SO4至溶液呈酸性。
若溶液出现浑浊,则假设1成立;若溶液不出现浑浊,则假设2或3成立。
步骤2:向步骤1所得溶液中滴入2滴淀粉KI溶液。
若溶液变蓝色,则假设2成立;若溶液不变蓝色,结合步骤1的结论,则假设3成立。
(或其他合理答案)2.(1)NaClO+CO2+H2O NaHCO3+HClO(2)所加试剂预期现象和结论①1.0mol·L-1淀粉KI溶液②澄清石灰水③若A中溶液变蓝色,B中溶液不褪色(无变化),C中溶液不变浑浊(无变化)④若A中溶液不变蓝色(无变化),B中溶液不褪色(无变化),C中溶液变浑浊(3)②酸式③2ab-5Vc50解析本题考查NaCl和NaClO的性质。
CO2与NaClO的反应可制备HClO,属于非氧化还原反应。
对NaClO的检验可利用其氧化性使淀粉碘化钾溶液变蓝。
NaClO的浓度可利用物质的量的比例关系:NaClONa2SO325KMnO4进行计算。
3.(1)实验操作预期现象和结论步骤2:滴加足量的BaCl2溶液,充分有白色沉淀生成,说明产物中有Na2CO3。
振荡,静置,取上层清液于另一支试管中备用步骤3:将一片精密pH 试纸置于表面皿上,用玻璃棒蘸取步骤2上层清液点在精密pH 试纸上,待颜色稳定后,对照比色卡读出数据。
溶液的pH 明显大于9.6,说明产物中含有Na 2O 。
(2)①250mL 容量瓶 酚酞 溶液由浅红色变成无色,且半分钟内不变色 ②5.3cw ×100%4.(1)实验步骤预期现象和结论步骤2:滴加过量稀盐酸,将产生的气体通入过量澄清石灰水中 有气泡产生,澄清石灰水变浑浊 步骤3:氢氧化钠溶液 步骤4:不能 Si2-3O +2H 2O+2CO 2H 2SiO 3↓+2HC-3O(2)①驱赶残留在装置中的CO 2,使生成的CO 2完全被吸收 ②28.4%解析 本题是对牙膏中摩擦剂的成分的探究。
碳酸钙的质量分数可列方程组进行计算。
5.(1)水沿导管由广口瓶进入烧瓶(或水倒吸进入烧瓶) 2OH -+CO2C2-3O +H 2O(或OH -+CO2HC-3O )(2)NaHCO 3 Na 2CO 3和NaHCO 3实验步骤预期现象和结论步骤1:取少量白色固体于试管中,加适量水溶解,再加0.5mol ·L -1BaCl 2溶液至过量。
产生白色沉淀,说明固体中含有Na 2CO 3。
步骤2:过滤,取少量滤液(或静置,用胶头滴管取上层清液少许)于试管中,再向试管中滴加12滴酚酞试液。
溶液变红色,说明固体中含有NaOH 。
