高考化学第三部分专题15化学实验方案设计与评价

1、考前30天之备战2013高考化学冲刺押题系列第三部分专题15化学实验方案设计与评论综合实验设计和评论题是考察学生综合应用实验基础知识、化学理论、元素化合物知识和化学计算等有关知识解决实验问题的能力的一类题，近几年高考取综合实验题的形式主要有以下几种：1对物质制备、分别、提纯和查验中化学原理、有关装置作用的设计和评论。2提出实验问题或目的，给定实验情景或物质性质，要求选择仪器、药品，组装实验装置，确定实验步骤，评论实验方案。3对教材实验经过重组、深入、优化或创新提出问题，让学生去达成。所以，在复习中一方面要以课本实验为基础，加强实验基础知识和基本技术。另一方面采用一部分典型题目，探究综合实验题的

2、一般解法和思路，培养学生对该类试题的解析能力。考点一物质的分别、提纯及物质的查验例1、下列实验设计和结论切合的是()A将碘水倒入分液漏斗，加适量乙醇，振荡后静置，可将碘萃取到乙醇中B某气体能使润湿的红色石蕊试纸变蓝，该气体水溶液一定显碱性2-C某无色溶液中加Ba(NO3)2溶液，再加入稀盐酸，积淀不溶解，则原溶液中一定有SO4D在含FeCl2杂质的FeCl3溶液中通足量Cl2后，充分加热，除掉过分的Cl2，即可获得较纯净的FeCl3溶液【答案】B【特别提醒】1.混淆物的分别与提纯的区别及按照的基本源则物质的分别是把混淆物中各物质彼此分开的过程，分开后各物质要恢复到原来的状态；物质的提纯是把混淆

3、物中杂质除掉，获得纯净物质的过程，杂质若发生变化，不必恢复。分别与提纯方法的选择应按照如下四原则：不增、不减、易分别、易复原。word.分别与提纯操作过程应按照“三必须”：除杂试剂必须过分。过分试剂必须除尽。除杂途径必须最正确。2查验常有物质的思维建模气体物质的查验考点二物质性质、制备实验方案的设计例2、聚合硫酸铁又称聚铁，化学式为Fe2(OH)n(SO4)30.5nm，宽泛用于污水办理。实验室利用硫酸厂烧渣(主要成分为铁的氧化物及少量FeS、SiO2等)制备聚铁和绿矾(FeSO47H2O)过程如下：(1)考证固体W焙烧后产生的气体含有SO2的方法是。实验室制备、收集干燥的SO2，所需仪器如下

4、。装置A产生SO2，按气流方向连结各仪器接口，次序为af。装置D的作用是，装置E中NaOH溶液的作用是。word.(3)制备绿矾时，向溶液X中加入过分，充分反响后，经操作获得溶液Y，再经浓缩、结晶等步骤获得绿矾。(4)溶液Z的pH影响聚铁中铁的质量分数，用pH试纸测定溶液pH的操作方法为。若溶液Z的pH偏小，将致使聚铁中铁的质量分数偏。【答案】(1)将气体通入少量品红溶液，若溶液褪色，加热后恢复原色，则该气体为SO2(2)decb防备倒吸吸收多余的SO2铁屑过滤将pH试纸放在点滴板(或表面皿)上，用干燥干净的玻璃棒蘸取少许待测液，点在pH试纸的中部，待变色后与标准比色卡比较，读出读数低或小名师

5、点拨1.制备实验方案的设计，应按照以下原则：条件合适，操作方便；原理正确，步骤简单；原料丰富，价钱低廉；产物纯净，污染物少。即从多种路线中选出一种最正确的制备途径，合理地选择化学仪器与药品，设计合理的实验装置和实验操作步骤。2性质探索性实验的设计：主假如从物质的构造特点或从所属种类的典型代表物去推测物质可能拥有的一系列性质，今后据此设计出合理的实验方案，去探索它所可能拥有的性质。word.3性质考证性实验的设计：主假如求证物质具备的性质，重点是设计出简捷的实验方案，要求操作简单，简单易行，现象显然，且安全可行。性质实验方案的基本流程为：研究物质构造预测可能性质设计实验方案(方法、步骤、仪器、药

6、品、操作要点、现象及解析、结论等)实施实验结论。考点三探究性实验方案设计与评论例3、工业上常用铁质容器盛装冷浓硫酸。为研究铁质材料与热浓硫酸的反响，某学习小组进行了以下探究活动：探究一将已去除表面氧化物的铁钉(碳素钢)放入冷浓硫酸中，10分钟后移入硫酸铜溶液中，片晌后取出察看，铁钉表面无显然变化，其原因是。(2)另称取铁钉6.0g放入15.0mL浓硫酸中，加热，充分反响后获得溶液X并收集到气体Y。甲同学认为X中除Fe3外还可能含有Fe2。若要确认其中的Fe2，应采用(选填序号)。aKSCN溶液和氯水b铁粉和KSCN溶液c浓氨水d酸性KMnO4溶液乙同学取336mL(标准状况)气体Y通入足量溴水

7、中，发生反响：SO2Br22H2O=2HBrH2SO4，然后加入足量BaCl2溶液，经适合操作后得干燥固体2.33g。由此推知气体Y中SO2的体积分数为。探究二解析上述实验中SO2体积分数的结果，丙同学认为气体Y中还可能含有H2和Q气体。为此设计了下列探究实验装置(图中夹持仪器省略)。(3)装置B中试剂的作用是。(4)认为气体Y中还含有Q的原因是(用化学方程式表示)。为确认Q的存在，需在装置中增添M于(选填序号)。a.A以前bAB间cBC间dCD间word.(6)如果气体Y中含有H2，预计实验现象应是。(7)若要测定限定体积气体Y中H的含量(标准状况下约有28mLH)，除可用测量22H2体积的

8、方法外，能否采用质量称量的方法？做出判断并说明原因。答案(1)铁钉表面被钝化(或其余合理答案)d66.7%(或其余合理答案)查验SO2是否除尽(4)C2H2SO4(浓)=CO22SO2H2O(5)cD中固体由黑变红和E中固体由白变蓝(7)否，用托盘天平无法称量D或E的差量(或可，用解析天平称量D或E的差量【规律总结】1.对实验方案的合理与否、严实与否作出评判要从“合理选择，除掉搅乱，操作正确”等方面下手。“合理选择”是指仪器的选择、药品的选择、连结方式的选择等。仪器的选择又包括发生装置(几种基本种类)、净化妆置(除杂质的试剂与次序)、反响装置、尾气办理装置等；药品的选择包括药品的种类、浓度、状

9、态等；连结方式的选择指仪器的先后次序，导管接口的连结等。“除掉搅乱”是指反响条件的控制、防备空气成分介入、副反响尽量防备、杂质的除掉以及防备物质的挥发性、溶解性、颜色等对实验的搅乱。“操作正确”则要求熟悉主要仪器的性能、用途和典型的实验操作步骤。2综合实验题的解题思路word.【难点打破】1化学实验方案设计实验方案设计的思路实验设计时按照的原则科学性：实验原理正确，实验流程合理。安全性：保护人身、保护环境、保护仪器。可行性：条件允许，效果显然，操作简单可行。简洁性：方案简单易行，尽可能采取简单的实验装置，用较少的步骤和药品达成实验。实验操作的设计与注意的问题仪器接口的连结：总体上按照装置的排列

10、次序，但关于吸收装置应“长”进“短”出(或“深”入“浅”出)；量气装置应“短”进“长”出；洗气装置应“长”进“短”出；干燥管应“大”进“小”出。word.实验操作的次序：装置选择与连结气密性查验装固体药品加液体药品开始实验(按程序)拆卸仪器其他办理等。如果实验室取用或制取易吸水、潮解、水解的物质，要采取必要的举措防备其吸水，以保证达到实验目的。冷凝回流：有些实验中，为减少易挥发液体反响物的损耗和充分利用原料，需在反响装置上加装冷凝回流装置(如长玻璃管及冷凝管等)。仪器拆卸的科学性与安全性：要从防污染、防氧化、防倒吸、防爆炸等方面考虑。其他：如实验操作次序、试剂加入先后次序、实验方法使用次序等。

11、2实验方案的评论选择包括仪器的选择、药品的选择、连结方式的选择等。仪器的选择包括发生装置(几种基本种类)、净化妆置(除杂质的试剂与次序)、反响装置、收集装置、尾气办理装置等；药品的选择包括种类、浓度、物态等；连结方式的选择包括仪器的先后次序，导管接口的连结等。解析判断对几个实验方案的正确与错误、严实与不严实、正确与不正确做出判断，要考虑是否合理、有无搅乱现象、经济效益高低和对环境有无污染等。(3)最正确方案的采用几个实验方案都能达到目的，解析各方案的优劣并选出其中最正确的一个。所谓最正确，无非是装置最简单、药品容易取得且价钱低廉、现象显然、无搅乱物质以及无污染等。难点1、制备实验方案设计制备实

12、验设计思路及一般方法列出可能的几种制备方法和途径，然后进行解析和比较，从中采用最正确的实验方法。在制订详细的实验方案时，还应注意对实验条件进行严格、有效的控制。其次序是：特别提醒：制备实验方案按照的原则：（1）条件合适，操作方便；（2）原理正确，步骤简单；（3）原料丰富，价钱低廉；产物纯净，染污物少。word.难点2、性质实验设计型（1）探索性性质实验方案的设计解析其构造特点或从所属种类的典型代表物去推断物质可能拥有的一系列性质，今后据此设计合理实验方案，探索可能拥有的性质。（2）考证性性质实验方案的设计对物质具备的性质进行求证，重点是设计出简捷的实验，操作简单安全，实验现象显然。特别提醒：要

13、按照课程内容的要求，积极展开实验探究活动。经过探究活动“发现学习和生产、生活中存心义的化学识题，并进行实验探究；能根据详细情况设计解决化学识题的实验方案，并予以评论和优化；能经过化学实查收集有关数据，并科学地加以办理；能对实验现象做出合理的解释，运用比较、概括、解析、综合等方法初步揭示化学变化的规律”。难点3、定量测量设计型定量测量实验设计是为了深入认识物质和自然现象的量的特点，揭示各因素之间的数量关系，进而确定某些因素的数值。它能够详细的从量上来测定对象所拥有的某种性质或许他们的数量关系。它获得的结果是一定质和量之间的正确函数关系。因此所有影响此函数关系正确的因素都视为搅乱因素，设计实验就是

14、确定了详细某一方案后，除掉此方案中所有搅乱因素，搅乱因素全部除掉，此方案详细的实施程序就清晰且明确了。例1下列实验设计和结论切合的是A将碘水倒入分液漏斗，加适量乙醇，振荡后静置，可将碘萃取到乙醇中B某气体能使润湿的红色石蕊试纸变蓝，该气体水溶液一定显碱性2-C某无色溶液中加Ba(NO3)2溶液，再加入稀盐酸，积淀不溶解，则原溶液中一定有SO4D在含FeCl2杂质的FeCl3溶液中通足量Cl2后，充分加热，除掉过分的Cl2,即可获得较纯净的FeCl3溶液例2工业废水中常含有不同种类的污染物，可采用不同的方法办理。以下办理举措和方法正确的选项是word.选项污染物办理举措方法种类A废酸加生石灰中和

15、物理法BCu2+等重金属离子加硫酸盐沉降化学法C含苯废水用活性炭吸附物理法D含纯碱的废水加石灰水反响化学法例41-丁醇和乙酸在浓硫酸作用下，经过酯化反响制得乙酸丁酯，反响温度为115125，反响装置如右图。下列对该实验的描绘错误的选项是A不能用水浴加热B长玻璃管起冷凝回流作用C提纯乙酸丁酯需要经过水、氢氧化钠溶液洗涤D加入过分乙酸能够提高1-丁醇的转变率【答案】C例5已知氨能够与灼热的氧化铜反响获得氮气和金属铜，用示意图中的装置能够实现该反响。word.回答下列问题：（1）A中加入的物质是_.发生反响的化学方程式是_;2）B中加入的物质是_，其作用是_:3）实验时在C中察看到得现象是_，发生反

16、响的化学方程式是_;4）实验时在D中察看到得现象是_，中收集到的物质是_，查验该物质的方法和现象是_。答案（1）固体NH4Cl和Ca(OH)22NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3+2H2O（或其他合理答案）（2）碱石灰（或CaO）除掉NH3气流中的水汽（3）黑色粉末部分渐渐变为红色2NH3+3CaON2+3H2O+3Cu（4）出现无色液体氨水用红色石蕊试纸查验、试纸变蓝用无水硫酸铜查验，无水硫酸铜变蓝例6Fenton法常用于办理含难降解有机物的工业废水，平时是在调节好PH和Fe2浓度的废水中加入H2O2，所产生的羟基自由基能氧化降解污染物。现运用该方法降解有机污染物p-CP，探究有

17、关因素对该降解反响速率的影响。【实验设计】控制p-CP的初始浓度相同，恒定实验温度在298K或313K（其余实验条word.件见下表），设计如下比较试验。（1）请达成以下实验设计表（表中不要留空格）。实验T/KPHc/10-3molL-1实验目的Fe2+编号22HO为以下实验29836.00.30作参照探究温度对降解反响速率的影响298106.00.30【数据办理】实验测得p-CP的浓度随时间变化的关系如下列图。（2）请根据右上图实验曲线，计算降解反响在50150s内的反响速率：（p-CP）=-1-1molLs【解释与结论】（3）实验、表示温度升高，降解反响速率增大。但温度过高时反而致使降解反

18、响速率减小，请从Fenton法所用试剂H2O2的角度解析原因：。（4）实验得出的结论是：PH等于10时，。word.【思考与沟通】5）实验时需在不同时间从反响器中取样，并使所取样品中的反响立刻停止下来。根据上图中的信息，给出一种快速停止反响的方法：答案（1）实验实验目的T/KPHc/10-3molL-1编号22Fe2+HO31336.00.30探究溶液的pH对降解反响速率的影响2）8.010-63）过氧化氢在温度过高时快速分解。4）反响速率趋向于零（或该降解反响趋于停止）5）将所取样品快速加入到一定量的NaOH溶液中，使pH约为10（或将所取样品骤冷等其他合理答案均可）解析（1）实验是参照实验

19、，所以与实验相比，实验和只能改变一个条件，这样才能起到比较实验的目的，则实验是探究温度对反响速率的影响，则T=313K，pH=3，c(H2O2)=6.0molL-1，c(Fe2)=0.30molL-1，实验显然是探究pH的大小对反响速率的影响；-1-1-1（2）在50150s内，c(p-CP)=0.8molL，则v(p-CP)=0.08molLs；（3）温度过高时，H2O2分解，c(H2O2)浓度减小，致使反响速率减小；（4）从图中看出，pH=10时，c(p-CP)不变，即反响速率为零，说明碱性条件下，有机物p-CP不能降解；（5）从第（4）能够得出，在讲话液中加入NaOH溶液，使溶液的pH快

20、速增大，反响停止。【专家预测】1下列实验能达到预期目的的是()A.向煮沸的1molL-1NaOH溶液中滴加FeCl3饱和溶液制备Fe(OH)3胶体B.向乙酸乙酯中加入饱和Na2CO3溶液，振荡，分液分别除掉乙酸乙酯中的少量乙酸word.C.称取19.0gSnCl2，用100mL蒸馏水溶解，配制1.0molL-1SnCl2溶液用氢氧化铜粉末检测尿糖2以下说法中正确的选项是（）A蛋白质中除了含有C、H、O、N等元素外，平时还含有S元素B生活中的水杯、奶瓶、食物保鲜膜等用品的主要材料都是聚氯乙烯C由于晶体硅拥有半导体特性，因此可用于制造光导纤维D食醋的总酸含量是指食醋中醋酸的总物质的量浓度【解析】聚

21、氯乙烯有毒，一般生活中的水杯、奶瓶、食物保鲜膜等用品的主要材料是聚乙烯；光导纤维的材料是二氧化硅；食醋中总酸含量是指食醋中所含的所有酸性物质。应选A。【答案】A3.下列试剂的贮存方法错误的选项是（）A苯用带橡胶塞的试剂瓶贮存B浓硝酸寄存在棕色试剂瓶中C少量白磷寄存在水中D.少量金属钠寄存在煤油中4下列说法正确的选项是（）A用碱式滴定管量取18.5mL1mol/L的NaOH溶液B用托盘天平称量50.56gKClC硅酸钠溶液能够保留在滴瓶中D中和滴准时，眼睛察看滴定管中液面变化【解析】托盘天平的精度为0.1g，故B错误，硅酸钠不能保留在滴瓶中，会粘合住滴瓶，故C错误；中和滴准时，眼睛不能注视滴定管

22、中液面变化，要察看锥形瓶中溶液颜色变化，并注意滴加的速度。word.【答案】A5在用碳酸钠溶液洗涤铁屑后，要将铁屑从溶液中分别出来，下列方法最简单的是（）A过滤B蒸馏C分液D倾析法6查验SO2气体中是否混有CO2气体，可采用的方法是（）A.经过品红溶液B.经过澄清石灰水C.先经过NaOH溶液，再经过澄清石灰水D.先经过酸性KMnO4，再经过澄清石灰水【解析】查验CO2可用澄清石灰水，但SO2也能使澄清石灰水变污浊，故要查验SO2气体中是否混有CO2气体，必须先除掉SO2，利用二氧化硫的复原性，用酸性KMnO4溶液。【答案】D7在空气中久置而不易变质的物质是（）A过氧化钠B硅酸钠溶液C纯碱D亚硫

23、酸钠8下列实验操作或所记录的数据合理的是（）ANaOH溶液可保留在玻璃塞的试剂瓶中B液溴应盛放在用水密封且用玻璃塞塞紧的棕色试剂瓶中C一学生用pH试纸测得某溶液的pH为2.8D配制硫酸亚铁溶液，是将绿矾晶体溶于蒸馏水再加入一定量的铁粉【答案】B9（2009浙江海宁市模拟）下列实验设计不能达到目的的是（）A除掉乙酸乙酯中少量的乙酸，用饱和碳酸钠溶液洗涤分液word.B碘水中的碘，用酒精萃取C鉴识氢氧化铝胶体与碳酸钠溶液，用丁达尔效应D查验Fe2可用KSCN溶液和氯水【解析】酒精易溶于水，故不能作为萃取剂，应选B；【答案】B10解热镇痛药阿司匹林构造简式如下列图，它可能发生的反响种类有（）取代加成

24、消去水解酯化中和加聚ABCD【解析】从其构造能够看出，含有羧基，能够发生酯化反响，酯化反响也属于取代反响，羧基有酸性还能够发生中和反响；分子中含有酯键，能够发生水解反响；含有苯环能够发生加成反响。但不能发生消去反响和加聚反响。【答案】B11下列装置所示的实验中，能达到实验目的的是（）Cl2(HCl)NONaOH水溶液C除掉Cl2中的HClD排水集气法收集NOword.12以下每个选项中的两组物质都能反响，且放出同一种气体产物的是（）A铜与稀硫酸，铜与浓硫酸B铁与稀硫酸，铁与浓硫酸C硫化钠与稀硫酸，亚硫酸钠与稀硫酸D硫化钠与稀硫酸，硫化钠与稀盐酸【解析】铜和稀硫酸不反响，铜与浓硫酸反响放出SO2

25、气体，铁与稀硫酸反响放H2，浓硫酸与铁常温下发生钝化，加热有二氧化硫气体产生，故B错；硫化钠与稀硫酸反响生成H2S，亚硫酸钠与稀硫酸反响生成SO2，应选D。【答案】D13甲、乙、丙、丁分别是Al2SO43、FeSO4、NaOH、BaCl2四种物质中的一种。若将丁溶液滴入乙溶液中，发现有白色积淀生成，持续滴加而积淀消失。丁溶液滴入甲溶液时，无明展现象发生。据此可推断丙物质是（）AAl2SO3BNaOHCBaCl2DFeSO4414如右图所示，在注射器中加入少量Na2SO3晶体，并吸入少量的硫酸（以不接触纸条为准）。则下列有关说法正确的选项是（）A蓝色石蕊试纸先变红后褪色B沾有KMnO4溶液的滤纸

26、褪色，证了然SO2的漂白性C品红试纸褪色，证了然SO2的漂白性D沾有酚酞和NaOH溶液的滤纸褪色，证了然SO2的漂白性【解析】吸入硫酸会与Na2SO3晶体反响，生成SO2气体，沾有KMnO4溶液的滤纸褪色，word.是利用SO2气体的复原性，沾有酚酞和NaOH溶液的滤纸褪色，是利用SO2的酸性氧化物的性质。【答案】C15某无色溶液，由+2+3+22中的若干种组成。Na、Ag、Ba、Al、AlO2、MnO4、CO3、SO4取该溶液进行如下实验：取适量溶液，加入过分盐酸，有气体生成，并获得无色溶液；在所得溶液中加入过分NH4HCO3溶液，有气体生成，同时析出白色积淀甲；在所得溶液中加入过分Ba(O

27、H)2溶液也有气体生成，同时析出白色积淀乙。则下列离子在原溶液中一定存在的有：（）ASO42-、AlO2、Na+BNa+、CO32、AlO22+3+D+2CCO3、Na、AlMnO4、Na、CO3【解析】无色溶液能够判断无2MnO，故错；加盐酸有气泡产生，故含有CO，则无43+2+3+Ag、Ba、Al，阳离子为Na，C错；加NHHCO与（1）中过分的盐酸反响有气体放出，沉43淀为Al(OH)3积淀，故含有，在（1）中加入过分的盐酸转变为Al3，加入NH4HCO3生AlO2成积淀，（3）加入BaOH2所得积淀为BaCO3积淀。【答案】B16有两种物质的量浓度相等的溶液，把它们等体积混淆有白色积淀

28、生成，加入过分稀HNO3后，积淀消失并放出气体，再加入AgNO3溶液又有白色积淀生成，这两种溶液是（）ANa2CO3和Ca(OH)2BNa2CO3和CaCl2CNa2SiO3和HClDNa2SO4和Ba(NO3)217某校课外活动小组的同学分别对四种溶液中所含的离子进行检测，下列所得结果，有错误的是（）+-B-2-+AK、Na、Cl、NOOH、CO、Cl、K332+-D2+-2-CBa、Na、OH、NO3Ba、NO3、OH、SO418将S02通入Fe(NO3)3溶液中，溶液由棕黄色变为浅绿色，但立刻又变为棕黄色；持续滴word.人BaC12溶液，产生白色积淀。在上述一系列变化过程中，最终被复原

29、的是（）A.S02C.Fe3B.ClD.NO3【解析】S02有复原性，加入到Fe(NO3)3溶液中，将Fe3复原为Fe2，溶液由棕黄色变为浅绿色，在酸性环境下，NO3将Fe2氧化为Fe3，故最终被复原的为NO3.【答案】D19用装置A、B和乳胶管组成装置，用于收集干燥的NH3气体（装置A已经气密性检查；可供采用的试剂有碱石灰、水和酚酞）。回答下列问题：气体流经装置的次序是：NH3_c（填接口代号）；干燥剂碱石灰应放在_中（填广口瓶代号）；说明NH3气体已经集满的现象是_。20某实验小组欲制取氧化铜并证明氧化铜能加速氯酸钾的分解，进行了如下实验：（一）制取氧化铜称取2gCuSO45H2O研细后倒入烧杯，加10mL蒸馏水溶解；向上述CuSO4溶液中逐滴加入NaOH溶液，直到不再产生积淀，然后将所得混淆物转移到蒸发皿，加热至积淀全部变为黑色；将步骤所得混淆物过滤、洗涤，晾干后研细备用。回答下列问题：上述实验步骤中需要使用玻璃棒的是_（填实验序号），步骤、中研磨固体所用仪器的名称是_；（二）证明氧化铜能加速氯酸钾的分解并与二