化學實驗基礎第十一章第四節化學實驗方案的設計與評價欄目導航01必備知識關鍵能力03配套訓練02真題體驗領悟高考必備知識關鍵能力11．化學實驗方案的設計(1)基本原則。①科學性：實驗的原理、操作順序、操作方法等科學合理。②可行性：原理可行，選用的藥品、儀器、設備及實驗方法能夠滿足現行的條件要求。③簡約性：裝置或方法簡單，步驟少，節約藥品，短時間能完成，符合綠色化學的要求。④安全性：避免使用有毒藥品或進行危險性的實驗操作，有毒氣體的尾氣處理。(2)基本思路。2．性質原理探究命題角度類型思考方向酸性強弱比較可通過強酸制弱酸、對應鹽溶液的堿性、同濃度溶液導電能力或pH等方法來比較金屬性強弱比較可通過與水或酸反應置換氫的能力、最高價氧化物對應水化物的堿性、置換反應、原電池的正負極、電解池中陰極陽離子的放電順序等方法來比較類型思考方向非金屬性強弱比較可通過最高價氧化物對應水化物的酸性、氣態氫化物的穩定性、與H2化合的難易程度、相互之間的置換、對應陰離子的還原性等方法來比較弱酸酸式鹽的電離程度與水解程度比較可通過測定溶液的酸堿性的方法來比較Ksp的大小比較(以AgCl、AgI為例)①向少量的AgNO3溶液中滴加NaCl溶液至不再有白色沉淀生成，再向其中滴加KI溶液產生黃色沉淀；②向濃度均為0.1mol·L－1的NaCl、NaI混合溶液中滴加0.1mol·L－1AgNO3溶液，先產生黃色沉淀類型思考方向一元酸、二元酸判斷可用NaOH溶液進行中和滴定測定，消耗V(NaOH)來確定羥基的數目判斷可通過取一定量試劑與足量Na反應測定放出氫氣的量來確定羧基的數目判斷可通過取一定量試劑與足量NaHCO3反應測定放出CO2的量來確定3．性質原理探究的注意事項(1)實驗操作的原因、目的、作用的答題要點。答題要素明確實驗目的：做什么明確操作目的：為什么這樣做明確結論：這樣做會有什么結果？理由是什么得分點及關鍵詞操作：怎么“做”，為什么這樣“做”作用：須有明確的結論、判斷、理由(2)實驗現象的準確、全面描述。答題要素現象描述要全面：看到的、聽到的、觸摸到的、聞到的現象描述要準確：如A試管中……B處有……按“現象＋結論”格式描述，忌現象結論不分、由理論推現象、指出具體生成物的名稱得分點及關鍵詞溶液中：顏色由……變成……，液面上升或下降(形成液面差)，溶液變渾濁，生成(產生)……沉淀，溶液發生倒吸，產生大量氣泡(或有氣體從溶液中逸出)，有液體溢出等固體：表面產生大量氣泡，逐漸溶解，體積逐漸變小，顏色由……變成……等氣體：生成……色(味)氣體，氣體由……色變成……色，先變……后……(加深、變淺、褪色)等(3)試劑的作用的答題模板。答題要素試劑的作用是什么？要達到的目的是什么得分點及關鍵詞作用類：“除去”“防止”“抑制”“使……”等，回答要準確作用——目的類：“作用”是“……”，“目的”是“……”，回答要準確全面基礎應用1．試設計方案檢驗乙醇中少量水的存在？如何檢驗Fe3＋？【答案】取適量乙醇樣品于試管中，向其中加少量無水硫酸銅固體，若固體由白色變為藍色，則說明乙醇中含有水。取待測溶液少許于試管中，向試管中加入幾滴硫氰化鉀溶液，若溶液變為紅色，則說明待測液中含有Fe3＋。【答案】方案1，C在空氣中燃燒不能得純凈的CO。方案2，AgNO3溶液價格較高，不經濟。方案4，Fe燃燒后的產物為Fe3O4，不是Fe2O3。因此，只有方案3合理。突破一化學實驗方案的設計1．某硫酸廠用氨水吸收尾氣中的二氧化硫，防止其污染環境并綜合利用。某課題組模擬該生產工藝，進行如下實驗探究活動。【探究二氧化硫的性質并吸收二氧化硫】設計如圖實驗裝置。(1)B用于探究二氧化硫的漂白性，則所盛試劑為____________；C、D分別探究的是二氧化硫的______性、______性。(2)從實驗安全性角度考慮，可以代替上圖中E裝置的是________(填標號)。(4)請你設計實驗驗證假設一，寫出實驗步驟和結論：實驗步驟實驗結論

2．研究小組同學對金屬鎂與NH4Cl溶液的反應產生了濃厚的興趣。可供選擇的實驗試劑為：鎂粉，1.0mol/LNH4Cl溶液，1.0mol/L鹽酸溶液，1.0mol/LCH3COONH4溶液，1.0mol/LNaNO3溶液，1.0mol/LNaCl溶液。(1)研究小組做了如下幾組實驗，請完成下面表格：編號鎂粉/gH2O/mLNH4Cl溶液/mLNH4NO3溶液/mL①50200②500________③________2000從實驗結果得知，常溫下鎂幾乎不和水反應，卻很容易與NH4Cl、NH4NO3溶液反應產生氣體，實驗②的目的是驗證銨根離子能和鎂反應，但同學們認為這個方案還應該補充：__________________________________________。從實驗結果得知，常溫下鎂幾乎不和水反應，卻很容易與NH4Cl、NH4NO3溶液反應產生氣體，實驗②的目的是驗證銨根離子能和鎂反應，但同學們認為這個方案還應該補充：__________________________________________。突破二化學實驗方案的評價3．某實驗小組為測定工業純堿中碳酸鈉的質量分數(含少量NaCl)，準確稱量Wg樣品進行實驗，下列實驗方法所對應的實驗方案和測量數據最合理的是 (

)選項實驗方法實驗方案測量數據A滴定法將樣品配成100mL，取10.00mL，加入甲基橙，用標準鹽酸滴定消耗鹽酸的體積B量氣法將樣品與鹽酸反應，使生成的氣體全部被堿石灰吸收堿石灰增重【答案】A選項實驗方法實驗方案測量數據C重量法將樣品放入燒杯中，置于天平上，加入足量鹽酸減輕的質量D量氣法將樣品與鹽酸反應，氣體通入排水量氣裝置量氣排水體積【解析】以甲基橙為指示劑，用標準鹽酸滴定Na2CO3時，達到滴定終點時發生的反應為Na2CO3＋2HCl===2NaCl＋CO2↑＋H2O，根據消耗的HCl的物質的量可求得Na2CO3的質量，進而可求出其質量分數，A正確；測定原理是通過堿石灰吸收樣品與鹽酸反應產生的CO2，但由于堿石灰還能吸收反應中帶出的水蒸氣，會使測定結果偏高，B錯誤；由于CO2可溶于水，產生的CO2不能全部逸出，且部分水蒸氣也會逸出，因此減輕的質量并不是產生的全部CO2的質量，C錯誤；由于CO2可溶于水，測得的體積會小于實際產生的CO2的體積，從而造成結果偏低，D錯誤。4．為檢驗Na2O2與SO2反應除了生成Na2SO3和O2外，是否有Na2SO4生成，設計了方案：上述方案是否合理？________。請簡要說明兩點理由：①____________________；②_____________________。真題體驗領悟高考21．(2020·全國卷Ⅱ)下列實驗現象與實驗操作不相匹配的是 (

)選項實驗操作實驗現象A向盛有高錳酸鉀酸性溶液的試管中通入足量的乙烯后靜置溶液的紫色逐漸褪去，靜置后溶液分層B將鎂條點燃后迅速伸入集滿CO2的集氣瓶集氣瓶中產生濃煙并有黑色顆粒產生C向盛有飽和硫代硫酸鈉溶液的試管中滴加稀鹽酸有刺激性氣味氣體產生，溶液變渾濁D向盛有FeCl3溶液的試管中加過量鐵粉，充分振蕩后加1滴KCSN溶液黃色逐漸消失，加KSCN后溶液顏色不變【答案】A【解析】向盛有高錳酸鉀酸性溶液的試管中通入足量的乙烯發生氧化還原反應，溶液的紫色逐漸褪去，生成MnSO4和K2SO4均溶于水，因此不會分層，A錯誤。2．(2019·江蘇卷)下列實驗操作能達到實驗目的的是 (

)

A．用經水濕潤的pH試紙測量溶液的pHB．將4.0gNaOH固體置于100mL容量瓶中，加水至刻度，配制1.000mol·L－1NaOH溶液C．用裝置甲蒸干AlCl3溶液制無水AlCl3固體D．用裝置乙除去實驗室所制乙烯中的少量SO2【答案】D3．(2019·北京卷)探究草酸(H2C2O4)性質，進行以下實驗。(已知：室溫下，0.1mol·L－1H2C2O4的pH＝1.3)【答案】C【解析】草酸是弱酸，寫離子方程式的時候不拆，C錯誤。4．(2020·天津卷)為測定CuSO4溶液的濃度，甲、乙兩同學設計了兩個方案。回答下列問題：Ⅰ．甲方案實驗原理：CuSO4＋BaCl2===BaSO4↓＋CuCl2實驗步驟：Ⅱ．乙方案實驗原理：Zn＋CuSO4===ZnSO4＋Cu，Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑實驗步驟：①按上圖安裝裝置(夾持儀器略去)②……③在儀器A、B、C、D、E…中加入圖示的試劑④調整D、E中兩液面相平，使D中液面保持在0或略低于0刻度位置，讀數并記錄⑤將CuSO4溶液滴入A中攪拌，反應完成后，再滴加稀硫酸至體系不再有氣體產生⑥待體系恢復到室溫，移動E管，保持D、E中兩液面相平，讀數并記錄⑦處理數據(6)步驟②為______________________________________。(7)步驟⑥需保證體系恢復到室溫的原因是________(填序號)。a．反應熱受溫度影響b．氣體密度受溫度影響c．反應速率受溫度影響(8)Zn粉質量為ag，若測得H2體積為bmL，已知實驗條件下ρ(H2)＝dg·L－1，則c(CuSO4)________mol·L－1(列出計算表達式)。(9)若步驟⑥E管液面高于D管，未調液面即讀數，則測得c(CuSO4)________(填“偏高”“偏低”或“無影響”)。(10)是否能用同樣的裝置和方法測定MgSO4溶液的濃度：________(填“是”或“否”)。(9)若步驟⑥E管液面高于D管，未調液面即讀數，得到氫氣的體積偏小，與硫酸反應的鋅的質量偏小，與硫酸銅反應的鋅的質量偏大，則測得c(CuSO4)偏高。(10)不能用同樣的裝置和方法測定MgSO4溶液的濃度，硫酸鎂不和鋅發生置換反應。5．(2019·上海卷)(1)從綠色化學、環保的角度選擇制取硫酸銅的原料______(填標號)。a．Cu

b．CuOc．CuS

d．Cu(