考点解析复习专题辅导58．化学实验设计和评价

1、2难点聚焦运用化学实验知识和技能设计简单的实验方案，是综合能力和迁移能力的具体体现。这有助于提高化学实验知识和技能的水平，培养信息提取和加工能力、自学能力和创造能力，并能发挥大实验题多方位、多层面的考核、检测功能。一、解答简单实验设计题的一般过程与思路化学实验设计题（如高考大实验题）重在培养或考查把已有知识和技能运用于新情景的能力，它所选择的课题往往是没有直接、系统实践过的。从信息加工角度分析解答时，还要能够从题目中敏捷地接受信息，分析评价信息，选择、调用自己贮存的相关知识，将新信息与已有知识有机地结合起来，以解决实验设计的新问题。大致过程与思路如下：1、接受信息接受、分析、筛选信息，明确实验

2、设计的课题、条件和要求。要求迅速、全面地吸收题目中的新信息，分析提供这些信息的目的，把信息归类、并对各个信息在实现实验设计中的作用做初步评估。接受信息主要解决以下问题：一是明确实验课题；二是明确实验条件；三是明确设计要求。2、实验设计原理通过对新旧信息的加工开发，实现指定的实验设计。从设计的要求及解决问题的顺序分析，大致有以下两个层次：一是实验方法的选定。这是从总体上考虑实验方案的设计。一般来说，实验方法主要取决于实验原理，并受实验条件的制约。二是实验装置和实验操作设计。装置和操作都是为了具体实验的实验方法，完成实验任务，通常属于实验方案细节的设计。和基本实验方法比较，它们往往更贴近实验的基础

3、知识与基本技能。3、实验设计内容概括地讲，设计一个实验通常包括以下几个方面内容：（1）根据命题要求，说明设计该实验的原理，画出实验装置。（2）列出实验操作步骤，说明实验中应注意的事项。（3）观察、记录实验现象，分析实验结果（包括写出有关的化学方程式），得出正确的结论。二、实验设计的思维模型 明确实验目的、要求设计实验方案 构思实验方法、步骤 选择实验仪器、药品 观察实验现象实验，收集资料 收集实验数据 处理实验问题 整理资料，数据处理分析，得出结论 分析概括，得出结论 写出实验报告三、实验设计试题的类型掌握化学实验的记录方法和运用化学知识设计一些基本实验。1、根据实验现象，观察、记录、分析或处

4、理数据，得出正确结论在高考化学实验试题中，实验现象的考查可以是直接考实验现象，也可由现象得出正确的结论；还可将有关实验现象与实验方法、正确的结论等联系起来。实验结果的分析，通常是分析实验关系、细节和误差等等。实验结果的处理，可以直接报道数据，也可能是找出相关关系得出公式，或绘制一定的变化曲线等。2、根据实验试题要求，设计基本实验方案四、实验复习方法1、实验复习必须集中和分散相结合，提高重要实验的复现率“集中”，就是集中复习实验的基本操作和技能，集中复习一些综合性的实验专题，集中归纳总结实验知识。而“分散”则是指一些性质实验、制法实验、验证或探索性实验等应分散到元素化合物、有机物、基本理论等的复

5、习过程中去。通过实验，进一步理解元素化合物等知识，进一步理解相关的实验原理，提高运用实验手段解决化学问题的能力，节省复习时间，提高考试成绩。2、训练发散思维以增强实验设计能力，提高信息迁移水平实验方案的设计往往有许多途径。为了适应中学生的知识能力水平，中学课本中的某些实验可能不是最优的方案。所以在实验复习中要根据实验原理来设计实验步骤和装置，掌握一些装置和仪器药品的替代方法，力求使设计的实验仪器简单、操作便捷、节省试剂、现象明显、安全防污等，培养和增强实验设计能力和创造性思维能力。近年来，实验题中新情境试题不断增多，这类试题的特点是将基本的实验操作设计置于新的情境中（主要是中学课本没有的新反应

6、或新装置或是能使中学生理解的最新科技知识、简化的改进的装置等），结合学生原有的知识和能力，来进行仪器组装、现象描述、数据分析、考虑安全和防污等，用来考查考生自学能力、思维能力、分析综合及评价的能力。由于这类实验试题情境新颖、设问巧妙、铺垫得当、知识新、思维量大、所以区分度很好，能确实将一些基础扎实、自学能力强、思维敏捷、心理素质好的考生选拨出来。所以，新情境实验试题将是今后实验试题的命题方向。 例3实验室中用浓盐酸与MnO2制Cl2，再用Cl2和Ca(OH)2反应制少量漂白粉，已知Cl2和Ca(OH)2制漂白粉是放热反应，温度稍高即发生副反应：6Cl2+6Ca(OH)2=Ca(ClO3)2+5

7、CaCl2+6H2O，现有三位同学设计的三套装置如图（U形管中放有玻璃纤维，可使气体顺利通过）：（1）请从以下六方面对上述甲、乙、丙三套装置的优缺点进行评价，将适当的选项序号填于下表内（错选、漏选、多选均倒扣分）a不易控制反应速率 b容易控制反应速率c有副反应发生 d可防止副反应发生e容易污染环境 f可防止污染环境 优点缺点甲装置 乙装置 丙装置 （2）请从甲、乙、丙三装置中，选取合理的组成部分（A、B、C、D、E、F、G），组装一套你认为更完善的实验装置，连接顺序（按气流左到右方向）为_，在此装置及甲、乙、丙三装置中，你认为是否还缺少必要的装置，说明原因_。 解析：这是一道评价实验方案的题。

8、该题从是否有副反应发生，是否易控制反应速率，是否防止污染，是否干扰反应产物等方面进行评价。 答案： （1）优点 缺点 甲装置d a、e 乙装置f a、c 丙装置b e、c （2）FBE 在Cl2中混有HCl，应在烧瓶和凹形管之间连接一个盛有饱和食盐水的试管，以除去HCl气体。仪器连接的顺序（填编号；一起可重复使用）是。中浓硫酸的作用是。实验完毕时，观察到中的现象是。列出计算的原子量的表达式：。下列情况将使测定结果偏大的是。（）未全部还原为； （）受潮； （）中混有。（）如果仍采用上图所示的仪器装置，涉及其他方案，还可测定的物理量有。（）（）和（）；（）（）和（）；（）（）和（）；（）（）和（）

9、例4 实验室里临时需要用溶液和来制取纯CO溶液。已知气体在通入溶液过程中极易过量生成，且无明显现象。实验室有下列试剂：未知浓度的、的盐酸、的硫酸、的盐酸、大理石、固体（）。实验室有下列仪器：铁架台、启普发生器、量筒、烧杯、橡皮管、玻璃导管、分液漏斗。已知下表中各物质在常温时的溶解度（）。（）本实验应选用的仪器除启普发生器、橡皮管、玻璃导管外，还需要.（）为保证制得的溶液尽量纯，应选用的药品（填编号）除外，还需要。（）简要叙述实验步骤，直到制得纯溶液（仪器安装可省略）。（）根据给出的溶解度表，求出当溶液中溶质的质量分数大于多少时，在配置过程中会有晶体析出（写出计算步骤和必要的文字说明）？解析 本

10、题的难点在第（）问。设计依据是依下列反应原理： 利用定量关系及化学反应制得溶液，因题型新颖，思路新巧，故难度较大。答：（）烧杯、量筒。（）、。（）量取一定量的溶液，分成两等分；制取，向其中一份溶液中通入过量的气体；将两份溶液混匀，摇匀。（）从表中可知，常温下溶解度为。设常温下水中溶解的质量为时，达到饱和。故溶液中的质量分数偌大于×时，在步骤中会有晶体析出。例5 某课外活动小组学生模拟呼吸面具中的原理(过氧化钠与潮湿二氧化碳反应),设计用图2-7-13所示的仪器来制取氧气并测量氧气的体积。图中量气装置E是由甲、乙两根玻璃管组成，他们用橡皮管接通，并装入适量水。甲管有刻度（015ml），

11、供量气用；乙管可上下移动，以调节液面高低。实验室可供选用的药品还有：稀硫酸、盐酸、过氧化纳、碳酸钠、大理石、水。回答下列问题。（1）图中所示装置的连接顺序是（填各接口的编号，其中连接胶管及夹持装置均省略）： 。（2）装置C中放入的反应物是 和 。（3）装置A的作用是 ；装置B的作用是 。（4）为了较准确地测量氧气的体积，除了必须检查整个装置的气密性之外，在读取反应前后甲管中液面的读数、求其差值的过程中，应注意 和 （填写字母编号）。 a.视线与凹液面最低处相平。 b.等待片刻，待乙管中液面不再上升时，立即读数。c.读数时应上下移动乙管，使甲、乙两管液面相平。 d.读数时不一定使甲、乙两管液面相

12、平。解析 E装置为测量气体体积的装置，正确读数时应使甲、乙两管液面相平。答：（1）、（、可互换）。（2）大理石；盐酸。（3）吸收混在氧气中未反应的，吸收中的HCl气体（4）a;c。例6某学生根据高中课本中硝酸钾受热分解的实验操作来判断硝酸铅的分解产物之一是氧气；将试管中的硝酸铅加热到熔融，把带有火星的细木条伸进试管口，检验放出的气体，当发现木条复燃时该学生即断言，硝酸铅受热分解有氧气放出。请你对上述实验及结论的合理性作出评价。如有必要，可提出改进的实验方案。解析有关反应的方程式为： 2KNO32KN02+O2 2Pb(NO3)22PbO+4NO2+02比较反应式和,其不同之处是中除生成02外,

13、还生成了NO2.这一不同又产生了两个结果。一方面NO2稀释了O2，O2仅占混合气体的20%，而这与空气中O2的含量相近，因而此处O2不可能使带火星的木条复燃；另一方面NO2本身也能使带火 星的木条复燃。因为NO2受热能放出02：2NO22NO+O2。分析到此，问题便一清二楚。答案上述实验及结论在科学上是错误的。由于NO2干扰了O2的检验，因此应选用NaOH溶液除掉NO2后再检验之。例8Cu+在酸性溶液中不稳定，可发生自身氧化还原反应生成Cu2+和Cu。现有浓硝酸、稀硫酸、稀硝酸、FeCl3稀溶液及pH试纸，而没有其它试剂。简述如何用最简便的实验方法来检验CuO经氢气还原所得到的红色产物中是否含

14、有碱性氧化物Cu2O.解析 Cu2O是碱性氧化物，一定可以跟稀硫酸反应，Cu+进入溶液后又可自发生成Cu2+和Cu+，Cu2+在水溶液中呈蓝色，而Cu不跟稀硫酸反应。因此可以设想，若CuO被H2还原的产物全部是Cu，将其放入稀H2SO4中，无变化；若红色产物中含有Cu2O，将其放入稀H2SO4中，溶液会变成蓝色。运用已学过的知识分析其它试剂是否可用，如浓H2SO4、浓HNO3、稀HNO3，因为它们都有较强的氧化性，不论红色产物是Cu还是Cu和Cu2O的混合物，将其分别放入这3种酸中均被氧化为Cu2+，也无法检验。而pH试纸则不能用。所以检验方法是取少量该红色物质放入稀H2SO4中，振荡，若溶液

15、变为蓝色，说明产物中有Cu2O；若溶液不变色，说明产物中无Cu2O。19下列实验操作会导致实验结果偏低的是（）（1）配制100 g 10的溶液，称取晶体溶于90 g水中（2）测定晶体中结晶水的百分含量时，所用的晶体已经受潮（3）配制一定摩尔浓度的溶液，定容时仰视容量瓶的刻度线（4）用98的浓配制15稀时，把14 g98的浓溶于54 g水中A只有（1） B只有（2） C（2）（3）（4） D（1）（3）（4）20根据以下叙述制备氯化铜先将浓盐酸用蒸气加热至80左右，慢慢加入含有FeO杂质的CuO粉，充分反应，使其溶解，发生以下反应 已知pH9.6时，可析出pH6.4时，可析出pH34时，可析出

16、在除去溶液中的时，可采用的方法是（）A可直接加碱，调整溶液的pH9.6 B加入纯铜粉，将还原为Fe C先将氧化成，再调整溶液pH至34 D通入使直接沉淀21在一定条件下，萘可以被硝硫混酸硝化生成二硝基物，它是1，5二硝基萘和1，8-二硝基萘的混合物，后者可溶于质量分数大于98的硫酸，而前者不能利用这一性质可以将这两种异构体分离将上述硝化产物加入适量的98硫酸，充分搅拌，用耐酸漏斗过滤，欲从滤液中得到固体1，8-二硝基萘，应采用的方法是（）A蒸发浓缩结晶 B向滤液中加水后过滤 C用溶液处理滤液 D将滤液缓缓加入水中22某溶液含有较多的和少量的，若用该溶液制取芒硝，可供选择的操作有加适量溶液，加金

17、属钠，结晶，加过量NaOH，加强热脱结晶水，过滤正确的操作步骤是（）A B C D23（6分）设计最佳方案，用24 g KCl和一定量的制取（不同温度下KCl、NaCl、在水中的溶解度请查溶解度表）24（6分）实验室制备少量碘乙烷：将红磷粉末放入乙醇里，在不断振荡下逐次加入细粒的，则有反应：待反应缓和后用下图装置进行水浴加热约半小时，反应可基本完成，这时反应液中已无固体颗粒和红磷，然后要加入一些物质X，并拔出直立冷凝管，装上附有60°弯玻璃管的瓶塞；将导管接于横放的冷凝管上，水浴加热蒸馏出粗制的碘乙烷，此粗产品中混有乙醇并溶有（纯碘乙烷为无色难溶于水的液体，沸点72.3）（1）应是哪

18、一类有机物?写出其结构简式（2）物质X可能是什么?为什么要用它?（3）装置中竖直冷凝管有何作用?冷凝水从_口进，_口出（4）怎样除去粗制品中的乙醇和碘?（指出加入的试剂和操作名称）25（9分）某化学课外小组用海带为原料制取了少量碘水现用从碘水中萃取碘并用分液漏斗分离两种溶液其实验操作可分解如下几步：A把盛有溶液的分液漏斗放在铁架台的铁圈中；B把50 mL碘水和加入分液漏斗中，并盖好玻璃塞；C检验分液漏斗活塞和上口的玻璃塞是否漏液；D倒转漏斗用力振荡，并不时施开活塞放气，最后关闭活塞，把分液漏斗放正；E旋开活塞，用烧杯接收溶液；F从分液漏斗上口倒出上层水溶液；G将漏斗上口的玻璃塞打开或使塞上的凹

19、槽或小孔对准漏斗口上的小孔；H静置、分层就此实验，完成下列填空：（1）正确操作步骤的顺序是：（用上述各操作的编号字母填写）_AG_EF（2）上述E步骤的操作中应注意_上述G步骤操作的目的是_（3）能选用从碘水中萃取碘的原因是_（4）下列物质，不能作为从溴水中萃取溴的溶剂的是_A热裂汽油 B苯C酒精D正庚烷26（9分）有常用玻璃仪器组成的下列六种实验装置（根据需要可在其中加入液体或固体）（1）能用做干燥二氧化硫气体的装置有_（填代号，下同）（2）既能用于收集氯气又能用于收集一氧化氮气体的装置有_（3）在氯气和铁反应实验中，能添加在制气和化合反应装置之间以除去氯气中氯化氢等杂质气体的装置有_（4）

20、在乙烯与溴水反应制二溴乙烷的实验中，能添加在制乙烯装置和加成反应装置之间，达到控制气流使其平衡目的的是_（5）若用C装置做二氧化硫与烧杯中氢氧化钠溶液反应实验，则其中广口瓶的作用是_27（7分）有机物的C、H含量常用燃烧和与CuO灼烧等方法使之生成和水，测它们的质量求得有机物中碳和氢的百分含量，现有某固态有机物在加热情况下鼓入足量的氧气使其完全燃烧，今有如下仪器（1）为确定某固体有机物的最简式（实验式）下述仪器中最少需要的种类有_种，它们是_，其中要一前一后用两次的是_，（填仪器编号）其作用前者为_；后者为_但为完成测定还缺少的一种重要仪器名称是_（2）为确定固体有机物是烃还是其含氧衍生物，实

21、验依据是_（3）为确定其分子式还需知道下述中的A熔、沸点 B定温、定压下蒸气密度 C固定有机物的体积 D重要的化学性质28（10分）某化学课外小组设计了如下图所示的实验装置，进行气体性质实验图中箭头表示气体流向A表示一种纯净、干燥的气体，B是另一种气体，反应进行一段时间后，装置乙中有红棕色气体生成实验中所用的药品和干燥剂只能从下列物质中选取：、NaCl、无水、碱石灰等固体和、蒸馏水根据图中装置和反应现象请回答：（1）丙中发生反应的化学方程式为_（2）丁中的干燥剂应选 _，不选另一种干燥剂的理由是_（3）甲中发生反应的化学方程式为_（4）戊中发生的主要反应的化学方程式为_，此反应是（吸热、放热）

22、_反应，可能发生的什么现象可以证明你的判断_（5）当乙中充满红棕色气体后，停止给丙加热，并关闭a、b两个活塞，若将已浸入冰水中，则乙中会出现的现象是_，简述产生此现象的原因_29（8分）实验室常用燃烧分析法来测定有机物中碳和氢的质量分数，这种方法是用氧化铜作催化剂，在750时，用氧气流将样品氧化成和，再根据和的质量求出有机物中碳和氢的质量分数现用下列各仪器装置来确定乙炔分子中碳、氢两种元素的质量比回答下列问题：（1）若产生的气体由左向右流向，各装置导管的连接顺序是：_接_、_接_、_接_、_接_、_接_（2）装置的作用是_；装置的作用是_；装置的作用是_（3）装置中的化学方程式_；装置中的化学

23、方程式_（4）实验前称得、两装置的质量分别变为和，实验完毕，称得、两装置的质量分别变为和，则乙炔分子中碳原子和氢原子的原子个数比为_（列出算式）30（12分）某工厂排出的废水中含有少量的、及一些悬浮的泥沙等不溶物请你设计一个既经济又合理的方法回收Ag和（晶体），要求按先后次序写出实验步骤，并说明每一个步骤的实验目的（不必写化学方程式，也不必对回收的Ag和进行洗涤、干燥）参考答案19D20C21D22B23本题考查学生称量、加热、溶解、结晶等基本操作，同时要求理论联系实际确定有关化学方程式和计算溶解度通过计算知：用50 mL 70热水与24 gKCl制几乎饱和的溶液，再用25 mL 70热水与配制成饱和溶液，将此两种