第第4 4讲实验方案的设计与评讲实验方案的设计与评价价考点一化学考点一化学实验方案的方案的设计考点突破考点突破题型透析题型透析返回总目录返回总目录学科素养学科素养技能提升技能提升考点二化学考点二化学实验方案的方案的评价价定量实验题及解题策略定量实验题及解题策略考考纲要求要求第十章化学实验基础第十章化学实验基础备选素材素材考 纲 要 求1.设计、评价或改价或改进实验方案。方案。2.了解控制了解控制实验条件的方法。条件的方法。3.分析或分析或处理理实验数据，得出合理的数据，得出合理的结论。4.绘制和制和识别典型的典型的实验仪器装置器装置图。5.以上各部分知以上各部分知识与技能的与技能的综合合应用。用。考点一化学实验方案的设计考点一化学实验方案的设计知识梳理知识梳理 思维深化思维深化1实验方案设计的基本要求实验方案设计的基本要求2化学实验设计的基本内容化学实验设计的基本内容一个相一个相对完整的化学完整的化学实验方案一般包括下述内容：方案一般包括下述内容：实验名名称称；_；实验原原理理；实验用用品品(药品品、仪器器、装装置置、设备)及及规格格；实验装装置置图、实验步步骤和和操操作作方方法法；实验注意事注意事项；实验现象的象的记录及及结果果处理；理；问题与与讨论。知识梳理知识梳理 思维深化思维深化考点一化学实验方案的设计考点一化学实验方案的设计实验目的目的3化学实验方案设计的步骤化学实验方案设计的步骤(1)明确目的、原理明确目的、原理知识梳理知识梳理 思维深化思维深化考点一化学实验方案的设计考点一化学实验方案的设计(2)选择仪器、器、药品品知识梳理知识梳理 思维深化思维深化考点一化学实验方案的设计考点一化学实验方案的设计(3)化学化学实验方案方案设计时仪器器选用及用及连接的接的顺序序知识梳理知识梳理 思维深化思维深化考点一化学实验方案的设计考点一化学实验方案的设计 (4)记录现象、数据象、数据根据根据观察，全面而准确地察，全面而准确地记录实验过程中的程中的现象和数据。象和数据。(5)分析得出分析得出结论根根据据实验观察察现象象和和记录的的数数据据，通通过分分析析、计算算、图表表、推推理理等等处理，得出正确的理，得出正确的结论。知识梳理知识梳理 思维深化思维深化考点一化学实验方案的设计考点一化学实验方案的设计1(2015广广州州模模拟拟)某某学学习小小组在在研研究究水水处理理问题时，将将一一定定量量NaClO溶溶液液与与FeSO4溶溶液液相相混混合合，得得到到含含有有大大量量悬浮浮物物的的混混合合液液。请完成完成对反反应物剩余情况的探究。物剩余情况的探究。(1)提出合理假提出合理假设：假假设1：FeSO4有剩余；有剩余；假假设2：NaClO有剩余；有剩余；假假设3：_。(2)样品品初初步步处理理：取取少少量量混混合合液液于于试管管中中，滴滴加加足足量量稀稀硫硫酸酸得得到到澄清溶液。此澄清溶液中肯定含有的金属阳离子是澄清溶液。此澄清溶液中肯定含有的金属阳离子是_。题组设计题组设计 思维建模思维建模题组一对未知产物的探究实验设计题组一对未知产物的探究实验设计(3)设计后后续实验方案方案验证假假设。请在下表中写出在下表中写出实验步步骤以及以及预期期现象和象和结论。限。限选实验试剂：3 molL1 H2SO4、0.01 molL1 KMnO4、20% KSCN、30% H2O2、淀粉、淀粉KI溶液、紫色石蕊溶液。溶液、紫色石蕊溶液。解析解析题组一对未知产物的探究实验设计题组一对未知产物的探究实验设计题组设计题组设计 思维建模思维建模实验步步骤预期期现象和象和结论步步骤1将上述澄清溶液分将上述澄清溶液分置于置于A、B试管中管中步步骤2步步骤3(1)NaClO和和FeSO4均无剩余均无剩余(2)Na、Fe3(3)实验步步骤预期期现象和象和结论步步骤2：向：向A试管中滴加管中滴加12滴滴0.01 molL1 KMnO4溶液溶液(1)若溶液紫若溶液紫红色褪去，色褪去，则假假设1成立；成立；(2)若溶液呈紫若溶液呈紫红色，色，则假假设2或或3成立成立步步骤3：向：向B试管中滴加管中滴加12滴滴紫色石蕊溶液紫色石蕊溶液(1)若石蕊先若石蕊先变红色后褪色，色后褪色，则假假设2成立成立(2)若石蕊若石蕊变红色不色不褪色，褪色，结合步合步骤2中的中的(2)现象，象，则假假设3成立成立答案答案将将一一定定量量NaClO溶溶液液与与FeSO4溶溶液液相相混混合合，发发生生的的反反应应是是：2Fe2ClOH2OOH=Fe3Fe(OH)3Cl。(1)由由假假设设1和和假假设设2可可以以推推测测出出假假设设3是是NaClO与与FeSO4都都没没有有剩剩余余(2)向向混混合合液液中中滴滴加加足足量量稀稀硫硫酸酸，得得到到的的溶溶液液中中一一定定含含有有Na和和Fe3(3)滴滴加加稀稀硫硫酸酸时时，ClO立立即即转转化化为为HClO，所所得得澄澄清清液液中中可可能能含含有有的的离离子子和和分分子子中中，只只有有Fe2能能使使酸酸性性高高锰锰酸酸钾钾溶溶液液褪褪色色，因因此此可可用用酸酸性性高高锰锰酸酸钾钾溶溶液液检检验验澄澄清清液液中中是是否否含含有有Fe2；HClO和和Fe3都都能能氧氧化化淀淀粉粉KI溶溶液液，因因此此，无无法法用用淀淀粉粉KI溶溶液液检检测测澄澄清清液液中中是是否否含含有有HClO；此此外外，30% H2O2遇遇到到HClO或或Fe3都都会会逸逸出出无无色色无无味味气气体体(其其中中：HClO可可以以氧氧化化双双氧氧水水，逸逸出出氧氧气气。Fe3可可作作双双氧氧水水分分解解的的催催化化剂剂，也也逸逸出出氧气氧气)；故只能用紫色石蕊试液检测澄清液中是否含有；故只能用紫色石蕊试液检测澄清液中是否含有HClO。2某某兴趣小趣小组采用如采用如图装置制取并探究装置制取并探究SO2气体的性气体的性质。(1)下下列列实验方方案案适适用用于于用用如如图所所示示装装置置制制取取所所需需SO2的的是是_(填序号填序号)。ANa2SO3溶液与溶液与HNO3BNa2SO3固体与固体与浓硫酸硫酸C固体硫在固体硫在纯氧中燃氧中燃烧D铜与与浓H2SO4题组二对物质性质的探究实验设计题组二对物质性质的探究实验设计题组设计题组设计 思维建模思维建模(2)指指导老老师指指出出应增增加加一一尾尾气气吸吸收收装装置置，并并帮帮助助同同学学们设计了了如如下下装装置置，其中合理的是其中合理的是_(填序号填序号)。(3)小小组同同学学设计在在试管管d中中加加入入FeCl3溶溶液液，验证SO2的的还原原性性，为了了验证SO2与与Fe3发生生了了氧氧化化还原原反反应，他他们在在通通入入足足量量SO2后后，取取试管管d中中的溶液，分成三份，并的溶液，分成三份，并设计了如下了如下实验：方案方案A：往第一份：往第一份试液中加入液中加入KMnO4溶液，紫溶液，紫红色褪去色褪去方方案案B：往往第第二二份份试液液中中加加入入KSCN溶溶液液，不不变红，再再加加入入新新制制的的氯水水，溶液溶液变红方案方案C：往第三份：往第三份试液中加入用稀液中加入用稀盐酸酸化的酸酸化的BaCl2，产生白色沉淀。生白色沉淀。上述方案不合理的是上述方案不合理的是_；原因是；原因是_。题组二对物质性质的探究实验设计题组二对物质性质的探究实验设计题组设计题组设计 思维建模思维建模解析解析答案答案(1)B(2)AD(3)A因因为SO2和和Fe2都可以使都可以使KMnO4溶液褪溶液褪色，所以无法确定一定有色，所以无法确定一定有Fe2生成生成3(2015龙龙岩岩质质检检)MnO2是是中中学学化化学学中中常常见的的一一种种试剂，可可作作氧氧化化剂和和催催化化剂。某某兴趣趣小小组通通过实验对MnO2的的性性质进行行了了一一系系列列的研究。的研究。(1)欲欲探探究究MnO2的的催催化化效效果果，需需要要用用30%的的H2O2溶溶液液(密密度度近近似似为1 gcm3)配配制制浓度度为3%的的H2O2溶溶液液(密密度度近近似似为1 gcm3)100 mL。简述其配制方法：述其配制方法：_。(2)该小小组设计了了如如下下4个个方方案案以以验证MnO2的的氧氧化化性性，可可行行的的是是_。题组二对物质性质的探究实验设计题组二对物质性质的探究实验设计题组设计题组设计 思维建模思维建模A把把MnO2固固体体加加入入到到FeSO4溶溶液液中中，再再加加入入KSCN溶溶液液，观察察溶溶液是否液是否变血血红B把把MnO2固固体体加加入入到到FeCl3溶溶液液中中，再再加加入入KSCN溶溶液液，观察察溶溶液是否液是否变血血红C把把MnO2固固体体加加入入到到Na2SO3溶溶液液中中，再再加加入入BaCl2溶溶液液，观察察是否有白色沉淀生成是否有白色沉淀生成D把把MnO2固体加入到稀固体加入到稀盐酸中，酸中，观察是否有黄察是否有黄绿色气体生成色气体生成题组二对物质性质的探究实验设计题组二对物质性质的探究实验设计题组设计题组设计 思维建模思维建模(3)该小小组为研研究究在在不不同同酸酸碱碱性性的的溶溶液液中中MnO2的的氧氧化化能能力力，他他们控控制制KI溶溶液液的的浓度度和和MnO2固固体体的的质量量相相同同，恒恒定定实验温温度度在在298 K，设计如下如下对比比实验：从上述从上述对比比实验中，可以得出的中，可以得出的结论是是_。写出在酸性条件下，写出在酸性条件下，MnO2氧化氧化I的离子方程式的离子方程式_。题组二对物质性质的探究实验设计题组二对物质性质的探究实验设计题组设计题组设计 思维建模思维建模实验酸或碱酸或碱现象象A1滴滴0.2 molL1 NaOH溶液溶液不不变色色B1滴水滴水缓慢慢变浅棕褐色浅棕褐色C1滴滴0.1 molL1硫酸硫酸迅速迅速变棕褐色棕褐色(4)利利用用二二氧氧化化锰的的氧氧化化性性，让其其与与浓盐酸酸反反应制制取取氯气气，下下列列仪器可作器可作为该反反应的反的反应容器的是容器的是_(填序号填序号)。题组二对物质性质的探究实验设计题组二对物质性质的探究实验设计题组设计题组设计 思维建模思维建模解析解析答案答案(1)需需30%的的H2O2溶溶液液100 mL3%30%10 mL，质质量量为为10 g，需需水水90 g，即，即90 mL。(2)B项项MnO2固固体体不不可可能能将将FeCl3氧氧化化，加加入入KSCN溶溶液液也也无无实实际际意意义义；C项项无无论论Na2SO3是是否否被被氧氧化化，都都能能生生成成白白色色沉沉淀淀；D项项MnO2不能将稀盐酸氧化。不能将稀盐酸氧化。(3)根根据据信信息息，棕棕褐褐色色应应该该是是I2溶溶液液的的颜颜色色，因因而而MnO2将将I氧氧化化为为单质，本身被还原为单质，本身被还原为Mn2，据此可写出相应的离子方程式。，据此可写出相应的离子方程式。(4)C为为容容量量瓶瓶，不不能能加加热热；B为为烧烧杯杯，无无法法将将制制得得的的氯氯气气导导入入集集气气瓶。瓶。(1)用用量量筒筒量量取取10.0 mL 30%的的H2O2溶溶液液放放入入烧杯杯中中，再再加加入入90 mL水水，搅拌拌均均匀匀(2)A(3)酸酸性性越越强强，MnO2氧氧化化性性越越强强 MnO22I4H=Mn2I22H2O(4)AD4 4某某同同学学在在用用稀稀硫硫酸酸与与锌锌制制取取氢氢气气的的实实验验中中，发发现现加加入入少少量量硫硫酸铜溶液可加快氢气的生成速率。请回答下列问题：酸铜溶液可加快氢气的生成速率。请回答下列问题：(1)上述实验中发生反应的化学方程式有上述实验中发生反应的化学方程式有_；(2)硫酸铜溶液可以加快氢气生成速率的原因是硫酸铜溶液可以加快氢气生成速率的原因是_；(3)实实验验室室中中现现有有Na2SO4、MgSO4、Ag2SO4、K2SO4等等4种种溶溶液液，可与上述实验中可与上述实验中CuSO4溶液起相似作用的是溶液起相似作用的是_；(4)要要加加快快上上述述实实验验中中气气体体产产生生的的速速率率，还还可可采采取取的的措措施施有有_(答两种答两种)；题组三对反应规律的探究实验设计题组三对反应规律的探究实验设计题组设计题组设计 思维建模思维建模(5)为了了进一一步步研研究究硫硫酸酸铜的的量量对氢气气生生成成速速率率的的影影响响，该同同学学设计了了如如下下一一系系列列的的实验。将将表表中中所所给的的混混合合溶溶液液分分别加加入入到到6个个盛盛有有过量量Zn粒粒的的反反应瓶瓶中中，收收集集产生生的的气气体体，记录获得得相相同体同体积的气体所需的气体所需时间。题组三对反应规律的探究实验设计题组三对反应规律的探究实验设计题组设计题组设计 思维建模思维建模实验混合溶液混合溶液ABCDEF4 molL1 H2SO4/mL30V1V2V3V4V5饱和和CuSO4溶液溶液/mL00.52.55V620H2O/mLV7V8V9V10100请完完成成此此实验设计，其其中中：V1_，V6_，V9_。反反应一一段段时间后后，实验A中中的的金金属属呈呈_色色，实验E中中的的金金属呈属呈_色；色；该同同学学最最后后得得出出的的结论为当当加加入入少少量量CuSO4溶溶液液时，生生成成氢气气的的速速率率会会大大大大提提高高，但但当当加加入入的的CuSO4溶溶液液超超过一一定定量量时，生生成成氢气气的的速速率率反反而而会会下下降降。请分分析析氢气气生生成成速速率率下下降降的的主主要要原原因因_。解析解析题组三对反应规律的探究实验设计题组三对反应规律的探究实验设计题组设计题组设计 思维建模思维建模(1)在稀硫酸中加入硫酸铜后发生了两个反应：在稀硫酸中加入硫酸铜后发生了两个反应：CuSO4Zn=ZnSO4Cu、ZnH2SO4=ZnSO4H2。(2)CuSO4与与Zn反应产生的反应产生的Cu与与Zn可形成可形成CuZn原电池，加快了氢气产生的速率。原电池，加快了氢气产生的速率。(3)只要是比锌的金属性差的金属都可以与锌组成原电池，都可以只要是比锌的金属性差的金属都可以与锌组成原电池，都可以加快生成氢气的反应速率，故在所给的物质中只有加快生成氢气的反应速率，故在所给的物质中只有Ag2SO4符合题符合题意。意。题组三对反应规律的探究实验设计题组三对反应规律的探究实验设计题组设计题组设计 思维建模思维建模(4)要要加加快快生生成成氢氢气气的的反反应应速速率率，还还可可以以采采取取如如下下措措施施：升升高高温温度度、适适当当增增大大硫硫酸酸的的浓浓度度、增增加加锌锌粒粒的的比比表表面面积积等等。(5)因因为为要要研研究究硫硫酸酸铜铜的的量量对对反反应应速速率率的的影影响响，故故应应保保持持硫硫酸酸的的浓浓度度在在各各组组实实验验中中相相同同，则则硫硫酸酸溶溶液液的的体体积积均均取取30 mL，根根据据F中中增增加加的的水水与与硫硫酸酸铜铜溶溶液液的的体体积积之之和和为为20 mL，可可以以求求得得V610 mL，V819.5 mL，V917.5 mL，V1015 mL。当当溶溶液液中中没没有有铜铜析析出出时时，故故显显示示的的是是锌锌的的颜颜色色：灰灰黑黑色色，E中中析析出出较较多多的的铜铜，则则显显示示了了铜铜晶晶体体的的颜颜色色：暗暗红红色色。由由于于析析出出的的铜铜的的量量较较多多，会会覆覆盖盖在在锌锌的的表表面面，使使得得锌锌与与稀稀硫硫酸酸接触面积大大减小，故反应速率反而减慢了。接触面积大大减小，故反应速率反而减慢了。解析解析答案答案(1)CuSO4 Zn=ZnSO4 Cu， Zn H2SO4=ZnSO4 H2(2)CuSO4与与Zn反反应应产产生生的的Cu与与Zn可可形形成成CuZn原原电电池池，加加快快了了氢氢气产生的速率气产生的速率(3)Ag2SO4(4)升升高高反反应应温温度度、适适当当增增大大硫硫酸酸的的浓浓度度、增增加加锌锌的的比比表表面面积积等等(答答两两种种即即可可)(5)301017.5灰灰黑黑暗暗红红当当加加入入一一定定量量的的CuSO4后后，生生成成的的单单质质Cu会会沉沉积积在在Zn的的表表面面，降降低低了了Zn与与H2SO4溶液的接触面积而使反应速率下降溶液的接触面积而使反应速率下降(1)实实验验方方案案的的设设计计对对细细节节要要求求较较高高，往往往往在在细细节节上上失失分分，如如实实验验原原理理、仪仪器器选选择择、操操作作步步骤骤、实实验验现现象象的的描描述述、实实验验安安全全等等方方面面，不全面、不准确是失分的重要方面。不全面、不准确是失分的重要方面。(2)实实验验设设计计不不完完整整，也也是是实实验验题题失失分分的的重重要要原原因因。如如制制备备一一些些在在空气中易变质的物质时，在制备装置后还要连接一防变质装置。空气中易变质的物质时，在制备装置后还要连接一防变质装置。(3)补画装置图的题目中，装置图画得不准确也会失分。补画装置图的题目中，装置图画得不准确也会失分。题组三对反应规律的探究实验设计题组三对反应规律的探究实验设计题组设计题组设计 思维建模思维建模1(2014高高考考安安徽徽卷卷)某某研研究究小小组为探探究究弱弱酸酸性性条条件件下下铁发生生电化化学学腐腐蚀类型型的的影影响响因因素素，将将混混合合均均匀匀的的新新制制铁粉粉和和碳碳粉粉置置于于锥形形瓶瓶底底部部，塞塞上上瓶瓶塞塞(如如图1)。从从胶胶头滴滴管管中中滴滴入入几几滴滴醋醋酸酸溶溶液液，同同时测量容器中的量容器中的压强强变化。化。题组三对反应规律的探究实验设计题组三对反应规律的探究实验设计高考真题高考真题 明确考向明确考向(1)请完成以下完成以下实验设计表表(表中不要留空格表中不要留空格)：题组三对反应规律的探究实验设计题组三对反应规律的探究实验设计高考真题高考真题 明确考向明确考向编号号实验目的目的碳粉碳粉/g铁粉粉/g醋酸醋酸/%为以下以下实验作参照作参照0.52.090.0醋酸醋酸浓度的影响度的影响0.536.00.22.090.0(2)编号号实验测得得容容器器中中压强强随随时间变化化如如图2。t2时，容容器器中中压强强明明显小小于于起起始始压强强，其其原原因因是是铁发生生了了_腐腐蚀，请在在图3中中用用箭箭头标出出发生生该腐腐蚀时电子子流流动方方向向；此此时，碳碳粉粉表表面面发生生了了_(填填“氧氧化化”或或“还原原”)反反应，其其电极极反反应式是式是_。题组三对反应规律的探究实验设计题组三对反应规律的探究实验设计高考真题高考真题 明确考向明确考向(3)该小小组对图2中中0t1时压强强变大大的的原原因因提提出出了了如如下下假假设，请你你完完成成假假设二：二：假假设一：一：发生析生析氢腐腐蚀产生了气体；生了气体；假假设二：二：_；(4)为验证假假设一一，某某同同学学设计了了检验收收集集的的气气体体中中是是否否含含有有H2的的方方案案。请你再你再设计一个一个实验方案方案验证假假设一，写出一，写出实验步步骤和和结论。解析解析答案答案题组三对反应规律的探究实验设计题组三对反应规律的探究实验设计高考真题高考真题 明确考向明确考向(1)对对比比参参照照实实验验，通通过过控控制制变变量量法法控控制制条条件件中中碳碳粉粉、铁铁粉粉质质量量与与相相同同，故故填填2.0；与与对对比比，铁铁粉粉质质量量相相同同，醋醋酸酸浓浓度度相相同同，实实验验目目的的是是探探究究碳碳粉粉的的量量的的影影响响。(2)由由于于压压强强减减小小，故故发发生生吸吸氧氧腐腐蚀蚀；负负极极反反应应式式为为Fe2e=Fe2，正正极极上上碳碳粉粉发发生生还还原原反反应应；电电子子流流向向为为FeC。(3)图图2中中开开始始压压强强变变大大，假假设设一一为为析析氢氢腐腐蚀蚀产产生生氢氢气气；压压强强变变大大还还可可能能是是反反应应放放热热，温温度度升升高高。(4)为为验验证证假假设设一，可以先将瓶中气体排净，再滴入醋酸溶液，观察实验结果。一，可以先将瓶中气体排净，再滴入醋酸溶液，观察实验结果。(1)2.0碳粉含量的影响碳粉含量的影响(2)吸氧如下吸氧如下图还原原O22H2O4e=4OH(或或4HO24e=2H2O)(3)反反应放放热，温度升高，温度升高(4)药品用量和操作同品用量和操作同编号号实验(多孔橡皮塞增加多孔橡皮塞增加进、出、出导管管)；通入通入氩气排气排净瓶内空气；瓶内空气；滴入醋酸溶液，同滴入醋酸溶液，同时测量瓶内量瓶内压强强变化化(也可也可测温度温度变化、化、检验Fe2等等)。如果瓶内如果瓶内压强强增大，假增大，假设一成立，否一成立，否则假假设一不成立。一不成立。(本本题属于开放性属于开放性试题，合理答案均可，合理答案均可)2(2014高高考考广广东东卷卷)H2O2是是一一种种绿色色氧氧化化还原原试剂。在在化化学学研研究究中中应用广泛。用广泛。(1)某某小小组拟在在同同浓度度Fe3的的催催化化下下，探探究究H2O2浓度度对H2O2分分解解反反应速速率率的的影影响响。限限选试剂与与仪器器：30%H2O2、0.1 molL 1 Fe2(SO4)3、蒸蒸馏水水、锥形形瓶瓶、双双孔孔塞塞、水水槽槽、胶胶管管、玻玻璃璃导管管、量量筒、秒表、恒温水溶槽、注射器。筒、秒表、恒温水溶槽、注射器。写写出出本本实验H2O2分分解解反反应方方程程式式并并标明明电子子转移移的的方方向向和和数数目目：_。设计实验方方案案：在在不不同同H2O2浓度度下下，测定定_(要要求求所所测得得的数据能直接体的数据能直接体现反反应速率大小速率大小)。题组三对反应规律的探究实验设计题组三对反应规律的探究实验设计高考真题高考真题 明确考向明确考向设计实验装置，完成下装置，完成下图的装置示意的装置示意图。参参照照下下表表格格式式，拟定定实验表表格格，完完整整体体现实验方方案案(列列出出所所选试剂体体积、需需记录的的待待测物物理理量量和和所所拟定定的的数数据据；数数据据用用字字母母表表示示)。题组三对反应规律的探究实验设计题组三对反应规律的探究实验设计高考真题高考真题 明确考向明确考向物理量物理量实验序号序号V0.1 molL1 Fe2(SO4)3/mL1a2a(2)利利用用下下图(a)和和图(b)中中的的信信息息，按按图(c)装装置置(连接接的的A、B瓶瓶中中已已充充有有NO2气气体体)进行行实验，可可观察察到到B瓶瓶中中气气体体颜色色比比A瓶瓶中中的的_(填填“深深”或或“浅浅”)，其原因是，其原因是_。解析解析答案答案题组三对反应规律的探究实验设计题组三对反应规律的探究实验设计高考真题高考真题 明确考向明确考向(1)相同相同时间内所得内所得O2的体的体积(或收集到相同体或收集到相同体积的的O2所需的所需的时间)(2)深深据图据图(a)可知，可知，H2O2分解放热，导致分解放热，导致B瓶温度升高；又据图瓶温度升高；又据图(b)可知，可知，2NO2(g)N2O4(g)为放热反应，温度升高使反应平衡向左移动，从而使为放热反应，温度升高使反应平衡向左移动，从而使B瓶中瓶中NO2浓度升高，颜色变深。浓度升高，颜色变深。物理量物理量实验序号序号V0.1 molL1 Fe2(SO4)3 /mLV30% H2O2 /mLV(H2O) /mLt/minV(O2/mL)1abCDM2acBDN考点二化学实验方案的评价考点二化学实验方案的评价知识梳理知识梳理 思维深化思维深化1实验评价的主要形式实验评价的主要形式(1)对实验用品用品选择的的评价价包包括括仪器器的的选择、药品品的的选择、连接接方方式式的的选择等等。仪器器的的选择包包括括发生生装装置置(几几种种基基本本类型型)、净化化装装置置(除除杂质的的试剂与与顺序序)、反反应装装置置、收收集集装装置置、尾尾气气处理理装装置置等等的的选择；药品品的的选择包包括括种种类、浓度度、物物质状状态等等的的选择；连接接方方式式的的选择，包包括括仪器器的的先后先后顺序、序、导管接口的管接口的连接方式等的接方式等的选择。(2)对不同不同实验方案的方案的评价价对几几个个实验方方案案的的正正确确与与错误、严密密与与不不严密密、准准确确与与不不准准确确作作出出判判断断。要要考考虑是是否否合合理理、有有无无干干扰现象象、经济上上是是否否合合算算和和对环境有无境有无污染等。染等。(3)最佳方案的最佳方案的选用用几几个个实验方方案案都都能能达达到到目目的的，应分分析析各各方方案案的的优劣劣并并选出出其其中中最最佳佳的的一一个个。所所谓最最佳佳，无无非非是是装装置置最最简单、药品品容容易易取取得得且且价价格格低廉、原料利用率高、低廉、原料利用率高、现象明象明显、无干、无干扰物物质以及无以及无污染等。染等。知识梳理知识梳理 思维深化思维深化考点二化学实验方案的评价考点二化学实验方案的评价2实验方案评价的解题思路实验方案评价的解题思路(1)从可行性方面从可行性方面对实验方案做出方案做出评价价科科学学性性和和可可行行性性是是设计实验方方案案的的两两条条重重要要原原则，在在对实验方方案案进行行评价价时，要要分分析析实验方方案案是是否否科科学学可可行行，实验方方案案是是否否遵遵循循化化学学理理论和和实验方方法法要要求求，在在实际操操作作时能能否否做做到到可可控控易易行行。评价价时，从以下，从以下4个方面分析：个方面分析：实验原理是否正确、可行；原理是否正确、可行；实验操作是否安全、合理；操作是否安全、合理；实验步步骤是否是否简单、方便；、方便；实验效果是否明效果是否明显等。等。知识梳理知识梳理 思维深化思维深化考点二化学实验方案的评价考点二化学实验方案的评价(2)从从“绿色化学色化学”视角角对实验方案做出方案做出评价价“绿色色化化学学”要要求求设计安安全全的的、对环境境友友好好的的合合成成线路路，降降低低化化学学工工业生生产过程程中中对人人类健健康康和和环境境的的危危害害，减减少少废弃弃物物的的产生生和和排排放放。据据此此，对化化学学实验过程程或或方方案案从从以以下下4个个方方面面进行行综合合评价：价：反反应原料是否易得、安全、无毒；原料是否易得、安全、无毒；反反应速率是否速率是否较快；快；原料利用率以及生成物原料利用率以及生成物质的的产率是否率是否较高；高；实验过程中是否造成程中是否造成环境境污染。染。知识梳理知识梳理 思维深化思维深化考点二化学实验方案的评价考点二化学实验方案的评价(3)从从“安全性安全性”方面方面对实验方案做出方案做出评价价化学化学实验从安全角度常考从安全角度常考虑的主要因素如下：的主要因素如下：净化、吸收气体及熄化、吸收气体及熄灭酒精灯酒精灯时要防液体倒吸；要防液体倒吸；进行行某某些些易易燃燃易易爆爆实验时要要防防爆爆炸炸(如如H2还原原CuO应先先通通H2，气气体点燃先体点燃先验纯等等)；防氧化防氧化(如如H2还原原CuO后要后要“先先灭灯再停灯再停氢”)；防防吸吸水水(如如实验取取用用、制制取取易易吸吸水水、潮潮解解、水水解解的的物物质时宜宜采采取取必要措施，以保必要措施，以保证达到达到实验目的目的)；知识梳理知识梳理 思维深化思维深化考点二化学实验方案的评价考点二化学实验方案的评价冷冷凝凝回回流流(有有些些反反应中中，为减减少少易易挥发液液体体反反应物物的的损耗耗和和充充分分利利用用原原料料，需需在在反反应装装置置上上加加装装冷冷凝凝回回流流装装置置，如如长玻玻璃璃管管、竖装的干燥管及冷凝管等装的干燥管及冷凝管等)；易易挥发液体液体产物物(导出出时可可为蒸气蒸气)的及的及时冷却；冷却；仪器器拆拆卸卸的的科科学学性性与与安安全全性性(也也从从防防污染染、防防氧氧化化、防防倒倒吸吸、防防爆炸、防泄漏等角度考爆炸、防泄漏等角度考虑)；其他，如其他，如实验操作操作顺序、序、试剂加入加入顺序、序、实验方法使用方法使用顺序等。序等。知识梳理知识梳理 思维深化思维深化考点二化学实验方案的评价考点二化学实验方案的评价1(2015北北京京朝朝阳阳区区模模拟拟)下下列列实验装装置不能达到置不能达到实验目的的是目的的是()A项项通通过过记记录录一一定定时时间间内内产产生生H2的的体体积积可可计计算算反反应应速速率率；B项项通通过过观观察察颜颜色色变变化化判判断断温温度度对对化化学学平平衡衡的的影影响响；C项项，通通过过电电流流计计是是否否产产生生电电流流可可判判断断化化学学能能是是否否转转化化成成电电能能；D项项，小小试试管管内内导导管管中中水水柱柱上上升升，说说明明大大试试管管中中压压强强减小，不能证明有减小，不能证明有H2析出。析出。题组设计题组设计 思维建模思维建模解析解析答案答案D解析解析答案答案题组设计题组设计 思维建模思维建模C盐盐酸酸或或NaOH溶溶液液均均可可溶溶解解铜铜铝铝混混合合物物中中的的金金属属铝铝，因因此此可可测测定定反反应应放放出出H2的的体体积积，也也可可测测定定剩剩余余的的金金属属铜铜的的质质量量，A说说法法正正确确。称称量量剩剩余余固固体体的的质质量量比比测测定定气气体体的的体体积积更更容容易易实实施施，B说说法法正正确确。溶溶液液B若若为为稀稀硝硝酸酸，则则Cu、Al均均可可溶溶解解，没没有有固固体体剩剩余余，C说说法法错错误误。若若溶溶液液B选选用用浓浓硝硝酸酸，则则Cu可可完完全全溶溶解解，但但铝铝在在浓浓硝硝酸酸中中钝钝化化导导致致剩剩余余固固体体质质量量增增加加，则则使使测测定定的的铜铜的的质质量量分分数数偏偏小小，D说说法正确。法正确。3(2015山山东东寿寿光光月月考考)某某兴趣趣小小组同同学学共共同同设计了了如如图所所示示的的实验装装置置，既既可可用用于于制制取取气气体体，又又可可用用于于验证物物质的的性性质，请回回答答下下列列问题：题组设计题组设计 思维建模思维建模(1)利用装置利用装置制取某些气体，制取气体的反制取某些气体，制取气体的反应所具有的特点是所具有的特点是_。(2)利用装置利用装置、制取气体制取气体(K2关关闭，K1打开打开)。甲同学。甲同学认为：利用装置：利用装置可以收集可以收集H2、NH3等气体，但不能收集等气体，但不能收集O2和和NO，理由是，理由是_。乙同学乙同学认为：利用装置：利用装置作作简易改易改进(不改不改变仪器装置器装置)，可收集，可收集NO、O2，改，改进的方法是的方法是_。丙同学丙同学认为：利用装置：利用装置作作简易改易改进(改改变仪器装置器装置)，可收集，可收集NO2气体，气体，改改进的方法是的方法是_。(3)利用装置利用装置、验证物物质的性的性质(K2打开，打开，K1关关闭)。如。如设计实验证明明氧化性：氧化性：KMnO4Cl2Br2，则在在A中加中加浓盐酸，酸，B中加中加_，C中中加加_，观察到察到C中的中的现象是象是_。(1)依据装置依据装置的特点，可知所制取的气体的特点为反应不需要加热，的特点，可知所制取的气体的特点为反应不需要加热，且为固体液体且为固体液体气体或液体液体气体或液体液体气体的反应。气体的反应。(2)由于装置由于装置中中经经K1的进气管为短管，收集的气体应是密度比空气小的，而的进气管为短管，收集的气体应是密度比空气小的，而O2的密度的密度比空气大，比空气大，NO与空气的密度相差不大且与空气的密度相差不大且NO能与氧气反应；若利用装能与氧气反应；若利用装置置作简易改进作简易改进(不改变仪器装置不改变仪器装置)收集收集NO、O2，应将装置，应将装置加满水，加满水，利用排水法收集；若利用装置利用排水法收集；若利用装置作简易改进作简易改进(改变仪器装置改变仪器装置)，可收集，可收集NO2气体，由于气体，由于NO2的密度比空气的大，因此可将装置的密度比空气的大，因此可将装置中的进气管中的进气管伸入瓶底，出气管刚刚露出瓶塞。伸入瓶底，出气管刚刚露出瓶塞。(3)由于由于A中加浓盐酸，则中加浓盐酸，则B中加中加KMnO4固体，产生固体，产生Cl2，从而验证了氧化性：，从而验证了氧化性：KMnO4Cl2，然后将产，然后将产生的生的Cl2通入装置通入装置中与中与Br反应，置换出反应，置换出Br2，依据，依据Br2溶于水溶液呈溶于水溶液呈橙色来判断橙色来判断Br2的产生，从而验证氧化性的产生，从而验证氧化性Cl2Br2。解析解析答案答案题组设计题组设计 思维建模思维建模(1)固液反固液反应(或液液反或液液反应)且反且反应不需加不需加热(2)O2的的密密度度比比空空气气大大，NO与与空空气气的的密密度度相相差差不不大大且且NO能能与与氧氧气气反反应将将装装置置加加满水水将将装装置置中中的的进气气管管伸伸入入瓶瓶底底，出出气气管管刚刚露露出出瓶瓶塞塞(3)KMnO4固体固体NaBr(或或KBr)溶液溶液呈橙色溶液溶液呈橙色1(2014高高考考课课标标卷卷)利利用用如如图所所示示装装置置进行行下下列列实验，能能得得出出相相应实验结论的是的是()高考真题高考真题 明确考向明确考向解析解析答案答案A项，由于溶液中含有项，由于溶液中含有AgNO3，Na2S与与AgNO3溶液会生成溶液会生成Ag2S沉沉淀，不能证明淀，不能证明Ksp(AgCl)Ksp(Ag2S)，A错误；浓硫酸使蔗糖变黑，错误；浓硫酸使蔗糖变黑，发生脱水反应生成炭黑，溴水褪色说明产生了发生脱水反应生成炭黑，溴水褪色说明产生了SO2，浓，浓H2SO4被还被还原，原，B正确；正确；SO2不能与不能与BaCl2溶液反应，溶液反应，C错误；由于浓硝酸易挥错误；由于浓硝酸易挥发和分解，产生的发和分解，产生的CO2中含有中含有HNO3、NO2，不能证明，不能证明CO2与硅酸与硅酸钠反应，钠反应，D错误。错误。B2(2013高高考考福福建建卷卷)固固体体硝硝酸酸盐加加热易易分分解解且且产物物较复复杂。某某学学习小小组以以Mg(NO3)2为研研究究对象象，拟通通过实验探探究究其其热分分解解的的产物物，提提出出如如下下4种猜想：种猜想：甲：甲：Mg(NO2)2、NO2、O2乙：乙：MgO、NO2、O2丙：丙：Mg3N2、O2丁：丁：MgO、NO2、N2(1)实验前，小前，小组成成员经讨论认定猜想丁不成立，理由是定猜想丁不成立，理由是_。查阅资料料得得知知：2NO22NaOH=NaNO3NaNO2H2O针对甲甲、乙乙、丙丙猜猜想想，设计如如下下图所所示示的的实验装装置置(图中中加加热、夹持持仪器器等等均均省省略略)：高考真题高考真题 明确考向明确考向(2)实验过程程仪器器连接接后后，放放入入固固体体试剂之之前前，关关闭k，微微热硬硬质玻玻璃璃管管(A)，观察察到到E中有气泡中有气泡连续放出，表明放出，表明_。称称取取Mg(NO3)2固固体体3.7g置置于于A中中，加加热前前通通入入N2以以驱尽尽装装置置内内的的空空气气，其其目目的的是是_；关关闭k，用用酒酒精精灯灯加加热时，正正确确操操作是先作是先_，然后固定在管中固体部位下加，然后固定在管中固体部位下加热。观察到察到A中有中有红棕色气体出棕色气体出现，C、D中未中未见明明显变化。化。待待样品品完完全全分分解解，A装装置置冷冷却却至至室室温温、称称量量，测得得剩剩余余固固体体的的质量量为1.0 g。取少量剩余固体于取少量剩余固体于试管中，加入适量水，未管中，加入适量水，未见明明显现象。象。高考真题高考真题 明确考向明确考向(3)实验结果分析果分析讨论根根据据实验现象象和和剩剩余余固固体体的的质量量经分分析析可可初初步步确确认猜猜想想_是正确的。是正确的。根根据据D中中无无明明显现象象，一一位位同同学学认为不不能能确确认分分解解产物物中中有有O2，因因为若若有有O2，D中中将将发生生氧氧化化还原原反反应：_ (填填写写化化学学方方程程式式)，溶溶液液颜色色会会褪褪去去；小小组讨论认定定分分解解产物物中中有有O2存在，未存在，未检测到的原因是到的原因是_。小小组讨论后后达达成成的的共共识是是上上述述实验设计仍仍不不完完善善，需需改改进装装置置进一步研究。一步研究。解析解析答案答案高考真题高考真题 明确考向明确考向(1)不符合氧化不符合氧化还原反原反应原理原理(或其他合理答案或其他合理答案)(2)装装置置气气密密性性良良好好避避免免对产物物O2的的检验产生生干干扰(或或其其他他合合理答案理答案)移移动酒精灯酒精灯预热硬硬质玻璃管玻璃管(3)乙乙2Na2SO3O2=2Na2SO4O2在在通通过装装置置B时已已参参与与反反应(或其他合理答案或其他合理答案)1定量实验及解题策略定量实验及解题策略(1)定定量量实验是是指指用用实验的的方方法法测定定物物质的的一一些些性性质参参数数。当当需需要要弄弄清清某某物物质或或某某组分分的的含含量量时，就就需需要要运运用用定定量量的的方方法法进行行测定定。定定量量分分析析中中需需要要利利用用化化学学反反应中中的的计量量关关系系来来求求待待测物物质的的含含量量。高中知高中知识体系中具有代表性的定量体系中具有代表性的定量实验：一一定定物物质的的量量浓度度溶溶液液的的配配制制与与溶溶液液稀稀释的的操操作作方方法法和和简单计算；算；酸碱中和滴定的操作方法与滴定曲酸碱中和滴定的操作方法与滴定曲线的的绘制；制；定量实验题及解题策略定量实验题及解题策略中和中和热的的测定原理、方法；定原理、方法；硫酸硫酸铜晶体中晶体中结晶水含量的晶水含量的测定；定；物物质的的质量量、液液体体或或气气体体体体积、溶溶液液pH的的测定定方方法法，其其他他定定量量实验的数据的数据处理等。理等。定量实验题及解题策略定量实验题及解题策略(2)从从高高考考命命题来来看看，定定量量实验主主要要包包含含两两种种类型型：一一是是含含量量测定定，二二是是物物质组成成测定定。这些些测定定都都是是以以上上五五大大定定量量实验知知识的的迁迁移移和和应用用，主主要要包包含含定定量量实验原原理理、数数据据处理理、误差差分分析析等等。实验设计中中的的误差差分分析析，可可从从两两方方面面来来考考虑，一一是是外外界界环境境(H2O、CO2、O2等等)对该实验的的影影响响而而产生生误差差；二二是是实验操操作作中中，由由于于操操作作不不当当引引起起的的误差差。如如果果是是分分析析最最终结果果的的误差差，应通通过最最后后得得出出的的表表达达式式来来观察察哪哪些些物物理理量量发生生了了变化化，从从而而得得出出实际误差差情情况。况。定量实验题及解题策略定量实验题及解题策略2实验数据的测定方法实验数据的测定方法(1)沉淀法沉淀法先先将将某某种种成成分分转化化为沉沉淀淀，然然后后称称量量纯净、干干燥燥的的沉沉淀淀的的质量量，最后最后进行相关行相关计算。算。(2)气体体气体体积法法对于于产生生气气体体的的反反应，可可以以通通过测定定气气体体体体积的的方方法法测定定样品品的的纯度。度。定量实验题及解题策略定量实验题及解题策略(3)气体气体质量法量法将将生生成成的的气气体体通通入入足足量量的的吸吸收收剂中中，通通过称称量量实验前前后后吸吸收收剂的的质量，求得所吸收气体的量，求得所吸收气体的质量，最后量，最后进行相关行相关计算。算。(4)滴定法滴定法利利用用滴滴定定操操作作原原理理，通通过酸酸碱碱中中和和滴滴定定、沉沉淀淀滴滴定定和和氧氧化化还原原滴滴定等定等获得相得相应数据，再数据，再进行相关行相关计算。算。定量实验题及解题策略定量实验题及解题策略3实验数据的筛选与处理实验数据的筛选与处理对实验数据数据筛选的一般方法和思路的一般方法和思路为“五看五看”：定量实验题及解题策略定量实验题及解题策略 4实验数据的分析策略实验数据的分析策略如如何何用用好好、选好好数数据据，是是解解决决定定量量实验类试题的的关关键所所在在。解解决决这类试题的一般方法：的一般方法：(1)对数数据据进行行比比较是是解解决决问题的的突突破破口口，注注意意比比较数数据据的的交交点点与与重合区。重合区。定量实验题及解题策略定量实验题及解题策略(2)转变物物质则是是实现实验目目标的的重重要要途途径径，在在一一些些物物质提提纯与与制制备的的问题中中，往往往往会会提提供供一一些些物物质沉沉淀淀的的pH范范围，物物质的的沸沸点点、密密度度、溶溶解解性性等等呈呈现物物质物物理理性性质的的数数据据。在在多多数数情情况况下下，一一些些物物质的的相相关关数数据据是是有有重重叠叠的的，而而不不利利于于问题的的解解决决，一一般般可可通通过转变物物质来来解解决决(如如CH3COOH与与CH3CH2OH的的沸沸点点很很接接近近，要要分分离离二二者者的的混混合合物物，可可以以通通过将将CH3COOH转变为CH3COONa的的方方法法，增增大大其其与与CH3CH2OH沸沸点点上上的的差差异异，然然后通后通过蒸蒸馏的方法的方法进行分离行分离)。定量实验题及解题策略定量实验题及解题策略(3)在在实际生生产、生生活活中中，除除了了涉涉及及是是否否能能够通通过相相应反反应来来实现实验目目标外外，还涉涉及及经济效效益益的的问题，在在原原理理、环保保等等没没有有大大的差异的差异时，选择廉价原料完成相廉价原料完成相应的的实验就成就成为首首选。定量实验题及解题策略定量实验题及解题策略【典典例例】某某研研究究性性学学习习小小组组利利用用下下图图所所示示装装置置研研究究乙乙醇醇与与氧氧化化铁的反应，请回答下列问题：铁的反应，请回答下列问题：(1)装装置置丙丙为为安安全全瓶瓶，可可以以防防止止液液体体倒倒吸吸入入装装置置乙乙中中，丙丙装装置置可可以以选用选用_。定量实验题及解题策略定量实验题及解题策略(2)实验中中可可观察察到到石石英英管管A中中无无水水硫硫酸酸铜变为蓝色色。反反应停停止止后后，取取出出试管管C，在在酒酒精精灯灯上上加加热至至沸沸腾，观察察到到有有红色色沉沉淀淀生生成成。石英管石英管A中乙醇与氧化中乙醇与氧化铁发生反生反应的化学方程式的化学方程式为_。为了了测定反定反应后石英管后石英管A左部固体中左部固体中铁元素的含量，元素的含量，进行如下行如下实验：定量实验题及解题策略定量实验题及解题策略 (3)步步骤中中配配制制250mL溶溶液液需需要要用用到到的的玻玻璃璃仪器器有有烧杯杯、玻玻璃璃棒棒、胶胶头滴管、滴管、_。(4)步步骤中中发生生反反应的的离离子子方方程程式式为_；步步骤中中发生反生反应的离子方程式的离子方程式为_。(5)由由上上述述数数据据计算算，可可得得石石英英管管A左左部部固固体体中中铁元元素素的的质量量分分数数为_。定量实验题及解题策略定量实验题及解题策略解析解析答案答案