01第45讲实验方案的设计与评价【正文】听课手册

第十一单元化学实验综合第45讲实验方案的设计与评价1.能观察并如实记录实验现象和数据,进行分析和推理,得出合理的结论。

2.能根据不同类型实验的特点,设计并实施实验。一、常见物质(或离子)的检验及鉴别方法1.常见气体的检验(1)酸性气体的检验(2)碱性气体的检验(3)氧化性气体的检验(4)还原性气体的检验2.常见有机物的检验(1)含碳碳双(三)键的有机物:能使少量溴水或酸性KMnO4溶液褪色。(2)乙醇:将螺旋状铜丝加热至表面有

生成,迅速插入待测溶液,反复多次,可见铜丝被还原成光亮的红色,并有产生。

(3)乙醛或葡萄糖:加入银氨溶液中,水浴加热,产生;或加入新制Cu(OH)2悬浊液中,加热,有生成。

(4)乙酸:使石蕊溶液变红;或与Na2CO3或NaHCO3溶液反应有气泡生成;或使新制Cu(OH)2悬浊液溶解得蓝色溶液。(5)乙酸乙酯:加入滴有酚酞的NaOH溶液,加热,红色或。

(6)淀粉:滴加碘水,呈。

(7)蛋白质:灼烧,有的气味;或加入浓硝酸微热,出现,以此来检验含苯环的蛋白质。

3.常见阳离子的检验序号离子检验试剂或方法实验现象(1)Na+焰色试验火焰呈黄色(2)K+焰色试验火焰呈紫色(透过蓝色钴玻璃)(3)NHNaOH溶液(浓)加热,生成有刺激性气味、使湿润的红色石蕊试纸变蓝(遇浓盐酸产生大量白烟)的气体(4)Fe3+①KSCN溶液②K4[Fe(CN)6]溶液③NaOH溶液①显红色②生成蓝色沉淀③生成红褐色沉淀(5)Fe2+①先加KSCN溶液,再加氧化剂(如Cl2)②K3[Fe(CN)6]溶液③NaOH溶液①开始无现象,加氧化剂后变为红色②生成蓝色沉淀③先生成白色沉淀,在空气中迅速变为灰绿色沉淀,最终变成红褐色沉淀(6)既有Fe3+、又有Fe2+Fe3+:KSCN溶液显红色Fe2+:酸性KMnO4溶液{或K3[Fe(CN)6]溶液}紫色褪去(或生成蓝色沉淀)4.常见阴离子的检验序号离子检验试剂或方法实验现象(1)CO3HCOBaCl2(CaCl2)溶液,然后加入稀盐酸加入BaCl2溶液后生成白色沉淀,沉淀溶于稀盐酸,并放出无色、无味且能使澄清石灰水变浑浊的气体(2)SOBaCl2溶液、盐酸加入BaCl2溶液,产生白色沉淀,该沉淀可溶于盐酸,放出能使品红溶液褪色、加热时恢复原色的气体(3)SO盐酸、BaCl2溶液先加盐酸无现象,再加BaCl2溶液产生白色沉淀(4)Cl-AgNO3溶液、稀硝酸加入AgNO3溶液,产生不溶于稀硝酸的白色沉淀(5)Br-AgNO3溶液、稀硝酸加入AgNO3溶液,产生不溶于稀硝酸的浅黄色沉淀(6)I-①AgNO3溶液、稀硝酸②氯水、淀粉溶液①加入AgNO3溶液,产生不溶于稀硝酸的黄色沉淀②加入氯水和淀粉溶液,溶液变蓝(7)NO铜屑、浓硫酸加入铜屑和浓硫酸,共热,产生红棕色有刺激性气味的气体,反应后的混合物加入水中呈蓝色(8)S2-(CH3COO)2Pb试纸试纸变黑二、物质的鉴别1.不用任何试剂鉴别多种物质(1)先依据外观特征,鉴别出其中的一种或几种,然后利用它们去鉴别其他的物质。(2)若均无明显外观特征,可考虑用加热或焰色试验鉴别。(3)若以上两种方法都不能鉴别时,可考虑两两混合法,记录混合后的反应现象,分析确定。(4)若被鉴别物质为两种时,可考虑因试剂加入的顺序不同,现象不同而进行鉴别。2.只用一种试剂鉴别多种物质(1)先分析被鉴别物质的水溶性、密度、溶液酸碱性,确定能否选用水或指示剂(如石蕊)进行鉴别。(2)在鉴别多种酸、碱、盐的溶液时,可依据“相反原理”确定试剂进行鉴别。即被鉴别的溶液多数呈酸性时,可选用碱或水解呈碱性的盐溶液作试剂;若被鉴别的溶液多数呈碱性时,可选用酸或水解呈酸性的盐溶液作试剂。(3)常用酸性KMnO4溶液、溴水、新制氢氧化铜悬浊液、氯化铁溶液等作试剂鉴别多种有机物。三、物质性质实验方案的设计思路1.验证物质性质实验方案的设计对物质具备的性质去求证,关键是设计出简洁的实验方案,要求操作简单,现象明显,安全可行。2.探究物质性质实验方案的设计分析物质结构特点或从所属类型的典型代表物去推测该物质可能具有的一系列性质,而后据此分别设计出合理的实验方案,去探究它可能具有的性质。3.实验探究设计需要注意的问题(1)有水蒸气生成时,先检验水蒸气再检验其他成分。(2)对于需要进行转化才能检验的成分要注意排除干扰。如CO的检验,要先检验CO中是否含有CO2,如果有CO2,先除去CO2后才能对CO实施转化,最后再检验CO转化生成的CO2。(3)若试题只给出部分药品和装置,则应给出必要的补充;若给出多余的试剂品种,则应进行筛选。(4)注重答题的规范性,有些题目要求指出试剂的名称。如无水硫酸铜、澄清石灰水、酸性KMnO4溶液、饱和NaHCO3溶液等。【对点自测】判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)(1)[2024·甘肃卷]用蓝色石蕊试纸检验某无色溶液,试纸变红,则该溶液是酸溶液 ()(2)[2023·辽宁卷]用盐酸酸化的BaCl2溶液检验Na2SO3是否被氧化 ()(3)向某溶液中加入稀盐酸,产生的气体通入澄清石灰水,石灰水变浑浊,该溶液中一定含有CO32- (4)向乙醇中加入浓硫酸,加热,溶液变黑,将产生的气体通入酸性KMnO4溶液,溶液褪色,该气体是乙烯 ()(5)将Fe(NO3)2样品溶于稀硫酸,滴加KSCN溶液,溶液变红,说明Fe(NO3)2晶体已氧化变质 ()(6)SO2通入溴水(或碘水或酸性高锰酸钾溶液)中,溴水褪色,说明SO2具有漂白性 ()(7)向NaCl和N稀溶液中滴加少量AgNO3溶液,先出现黄色沉淀,说明Ksp(AgCl)>Ksp(AgI) ()(8)溴乙烷与NaOH溶液共热后,滴加AgNO3溶液,未出现淡黄色沉淀,说明溴乙烷未发生水解 ()(9)向2支盛有2mL不同浓度Na2SO3溶液的试管中同时加入1mL2%H2O2溶液,观察实验现象,可得出浓度对反应速率的影响 ()(10)向Na2CO3溶液中加入冰醋酸,将产生的气体直接通入苯酚钠溶液中,产生白色浑浊,说明酸性:醋酸>碳酸>苯酚 ()题组一物质检验类实验方案的设计与评价1.亚硝酸钠俗称“工业盐”,其外观、口感与食盐相似,人若误服会中毒。现将适量某样品(成分为亚硝酸钠或氯化钠)溶于水配成溶液,分别取少量该溶液于试管中进行实验。下列方案设计、现象和结论都正确的是 ()选项方案设计现象和结论A先加入少量KClO3溶液,再加AgNO3溶液和足量稀硝酸,振荡若产生白色沉淀,则样品为亚硝酸钠B加到少量KMnO4溶液中,再加硫酸酸化,振荡若溶液褪色,则样品为亚硝酸钠C先加到少量FeCl2溶液中,再加入稀盐酸酸化,振荡若溶液变黄色,则样品为亚硝酸钠D先加入少量Na2SO3溶液,再加入BaCl2溶液和稀硝酸,振荡若产生白色沉淀,则样品为亚硝酸钠2.[2025·湖南长郡中学模拟]下列方案设计、现象和结论都正确的是 ()选项目的方案设计现象和结论A检验乙醇消去反应的产物取4mL乙醇,加入12mL浓硫酸、少量沸石,迅速升温至140℃,将产生的气体通入2mL溴水中若溴水褪色,则乙醇消去反应的产物为乙烯B检验乙酰水杨酸样品中是否含有水杨酸取少量样品,加入3mL蒸馏水和少量乙醇,振荡,再加入1~2滴FeCl3溶液若有紫色沉淀生成,则该产品中含有水杨酸C探究金属钠在氧气中燃烧所得固体粉末的成分取少量固体粉末,加入2~3mL蒸馏水若无气体生成,则固体粉末为Na2O;若有气体生成,则固体粉末为Na2O2D探究Na2SO3固体样品是否变质取少量待测样品溶于蒸馏水,加入足量稀盐酸,再加入足量BaCl2溶液若有白色沉淀产生,则样品已经变质题组二原理或性质探究类实验方案的设计与评价3.[2025·湖北武汉部分重点校联考]室温下,下列实验探究方案不能达到探究目的的是 ()选项探究方案探究目的A向盛有FeSO4溶液的试管中滴加几滴KSCN溶液,振荡,再滴加几滴新制氯水,观察溶液颜色变化Fe2+具有还原性B向盛有SO2水溶液的试管中滴加几滴品红溶液,振荡,加热试管,观察溶液颜色变化SO2具有漂白性C向盛有淀粉-KI溶液的试管中滴加几滴溴水,振荡,观察溶液颜色变化Br2的氧化性比I2的强D用pH计测量醋酸、盐酸的pH,比较溶液pH大小CH3COOH是弱电解质4.[2024·浙江卷]根据实验目的设计方案并进行实验,观察到相关现象,其中方案设计或结论不正确的是 ()实验目的方案设计现象结论A探究Cu和浓HNO3反应后溶液呈绿色的原因将NO2通入下列溶液至饱和:①浓HNO3②Cu(NO3)2和HNO3混合溶液①无色变黄色②蓝色变绿色Cu和浓HNO3反应后溶液呈绿色的主要原因是溶有NO2B比较F-与SCN-结合Fe3+的能力向等物质的量浓度的KF和KSCN混合溶液中滴加几滴FeCl3溶液,振荡溶液颜色无明显变化结合Fe3+的能力:F->SCN-C比较HF与H2SO3的酸性分别测定等物质的量浓度的NH4F与(NH4)2SO3溶液的pH前者pH小酸性:HF>H2SO3D探究温度对反应速率的影响等体积、等物质的量浓度的Na2S2O3与H2SO4溶液在不同温度下反应温度高的溶液中先出现浑浊温度升高,该反应速率加快经典真题·明考向1.[2024·贵州卷]根据下列实验操作及现象所推出的结论正确的是 ()选项实验操作及现象结论A将Zn和ZnSO4溶液与Cu和CuSO4溶液组成双液原电池,连通后铜片上有固体沉积原电池中Zn作正极,Cu作负极B向洁净试管中加入新制银氨溶液,滴入几滴乙醛,振荡,水浴加热,试管壁上出现银镜乙醛有氧化性C向苯酚浊液中加入足量Na2CO3溶液,溶液由浑浊变澄清苯酚的酸性比H2CO3强D向BaCl2溶液中先通入适量SO2,无明显现象,再加入稀HNO3,有白色沉淀生成稀HNO3有氧化性2.[2024·江苏卷]室温下,根据下列实验过程及现象,能验证相应实验结论的是 ()选项实验过程及现象实验结论A用0.1mol·L-1NaOH溶液分别中和等体积的0.1mol·L-1H2SO4溶液和0.1mol·L-1CH3COOH溶液,H2SO4消耗的NaOH溶液多酸性:H2SO4>CH3COOHB向2mL0.1mol·L-1Na2S溶液中滴加几滴溴水,振荡,产生淡黄色沉淀氧化性:Br2>SC向2mL浓度均为0.1mol·L-1的CaCl2和BaCl2混合溶液中滴加少量0.1mol·L-1Na2CO3溶液,振荡,产生白色沉淀溶度积常数:CaCO3>BaCO3D用pH试纸分别测定CH3COONa溶液和NaNO2溶液pH,CH3COONa溶液pH大结合H+能力:CH