大单元六　第十六章　第60讲　简单实验方案的设计与评价

大单元六第十六章化学实验综合第60讲简单实验方案的设计与评价[复习目标]1.掌握评价检验类化学实验方案设计的一般思路。2.掌握评价性质探究类化学实验方案设计的一般思路。类型一物质检验类实验方案的评价(表格型)检验类实验方案评价的一般思路(1)检验试剂选择及用量是否正确，对检验试剂的要求：①检验试剂不能对其他物质的检验有干扰，即不能与其他被检验的物质反应，也不能生成被检验的物质。②宏观现象要明显。(2)实验操作是否简单可行。(3)操作顺序是否正确，注意排除干扰因素。判断下列有关物质检验“操作、现象、结论”的逻辑关系是否正确，正确的打“√”，错误的打“×”，并解释原因。实验操作及现象结论判断正误解释(1)用铂丝蘸取某溶液进行焰色试验，火焰呈黄色一定是钠盐，该溶液中一定不含有K+(2)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(3)向溶液X中滴加NaOH稀溶液，将湿润的红色石蕊试纸置于试管口，试纸不变蓝溶液X中无NH(4)用湿润的淀粉碘化钾试纸检验气体Y，试纸变蓝该气体是Cl2(5)将某气体通入品红溶液中，溶液褪色该气体一定是SO2(6)向溶液Y中滴加硝酸，再滴加BaCl2溶液，有白色沉淀生成Y中一定含有SO(7)向CH2=CHCHO中滴入酸性KMnO4溶液，溶液褪色该有机物中含有碳碳双键(8)蘸有浓氨水的玻璃棒靠近溶液X，有白烟产生X一定是浓盐酸(9)向淀粉溶液中加入适量稀硫酸微热，向水解后的溶液中加入新制的Cu(OH)2并加热，无砖红色沉淀说明淀粉未水解(10)向某溶液中滴加KSCN溶液，溶液不变色，滴加氯水后溶液显红色该溶液中一定含Fe2+(11)溴乙烷与NaOH溶液共热后，滴加AgNO3溶液，未出现浅黄色沉淀溴乙烷未发生水解(12)将SO2气体通入Ba(NO3)2溶液中，生成白色沉淀此沉淀是BaSO3(13)将Fe(NO3)2样品溶于稀硫酸后，滴加KSCN溶液，溶液变红Fe(NO3)2晶体已氧化变质(14)向某溶液中加入稀盐酸，产生的气体通入澄清石灰水中，石灰水变浑浊该溶液一定是碳酸盐溶液答案(1)×NaOH焰色试验火焰也是黄色，检验钾元素要透过蓝色钴玻璃进行观察，透过蓝色钴玻璃火焰呈紫色说明含有钾元素，否则不含有(2)×未反应的乙醇、生成的乙烯、SO2都能使酸性KMnO4溶液褪色(3)×NH3极易溶于水，在溶液中加入NaOH稀溶液，生成的氨水浓度小，不加热时NH3不会逸出(4)×淀粉碘化钾试纸检验的是具有强氧化性的气体，Y可能是Cl2，也可能是O3、NO2等气体(5)×O3、Cl2也能使品红溶液褪色(6)×若溶液Y中含有SO32-，滴加硝酸时能被氧化成SO42-(7)×碳碳双键和醛基都能使酸性高锰酸钾溶液褪色，故用KMnO4溶液无法证明分子中含有碳碳双键(8)×只要是挥发性的浓酸遇蘸有浓氨水的玻璃棒都能产生白烟，浓盐酸、浓硝酸都符合(9)×稀硫酸在淀粉水解实验中作催化剂，在未中和硫酸的情况下加入的新制Cu(OH)2会与硫酸反应生成CuSO4，在加热时得不到沉淀，应该先加氢氧化钠溶液中和硫酸后再加新制的Cu(OH)2(10)√Fe2+的检验方法正确(11)×NaOH与AgNO3溶液反应生成的AgOH极不稳定，分解生成棕褐色的氧化银，干扰溴离子的检验，应该先加稀硝酸中和NaOH后再加AgNO3溶液(12)×H2SO3是中强酸，电离出的H+与溶液中的NO3-能将SO32-氧化成S(13)×酸性条件下，NO3-具有强氧化性，能将Fe2+氧化为Fe3+，滴加KSCN溶液，溶液变红，不能说明Fe(NO3)(14)×碳酸氢盐、亚硫酸盐、亚硫酸氢盐溶液也有相同现象类型二原理或性质探究类实验方案的评价与分析(表格型)1.原理或性质探究类简单实验方案设计常考点总结(1)探究物质氧化性或还原性的强弱。(2)探究物质酸性的强弱。(3)探究物质的其他特殊性质，如漂白性、不稳定性。(4)探究物质溶解能力(溶解度)的大小。(5)探究化学反应是否为可逆反应。2.原理及性质探究类实验方案评价的一般思路(1)理论依据是否正确(物质的性质、化学原理等)。(2)是否注意控制变量。(3)实验操作是否规范。(4)实验现象与结论是否具有因果关系。判断下列有关原理或性质实验中“操作、现象、结论”的逻辑关系是否正确，正确的打“√”，错误的打“×”，并解释原因。实验操作及现象实验结论判断正误解释(1)先将硫代硫酸钠与硫酸两种溶液混合后再用水浴加热，观察出现浑浊所用的时间探究温度对化学反应速率的影响(2)向两份蛋白质溶液中分别滴加饱和NaCl溶液和CuSO4溶液，均有固体析出蛋白质均发生变性(3)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，产生白色浑浊酸性：醋酸>碳酸>苯酚(4)向盛有Fe(NO3)2溶液的试管中加入0.1mol·L-1H2SO4溶液，试管口出现红棕色气体溶液中NO3-被Fe2+还原为(5)向NaCl和NaI稀溶液中滴加少量AgNO3溶液，先出现黄色沉淀Ksp(AgCl)>Ksp(AgI)(6)向盛有KI3溶液的两试管中分别加入淀粉溶液和AgNO3溶液，前者溶液变蓝色，后者有黄色沉淀生成KI3溶液中存在平衡：I3-⥬I2(7)向NaHS溶液中滴入酚酞，溶液变红色HS-水解程度大于其电离程度答案(1)×探究温度对化学反应速率的影响，要先将两种溶液加热到所需要的温度后再混合，若先混合则会发生反应，影响实验的判断，且需设置对照实验(2)×向蛋白质溶液中加入饱和氯化钠溶液发生盐析(3)×醋酸具有挥发性，生成的CO2气体中混有挥发出的醋酸，苯酚钠变浑浊可能是因为CO2，也可能是因为醋酸，无法比较碳酸与苯酚的酸性强弱(4)×还原产物是NO，在试管口被氧化为NO2(5)×NaCl和NaI溶液的浓度未知，无法比较Ksp大小(6)√使淀粉溶液显蓝色的一定是I2，与AgNO3溶液反应生成黄色沉淀的是I-，所以KI3溶液中存在I2和I-，即溶液中存在平衡：I3-⥬I2(7)√HS-水解生成OH-：HS-+H2O⥬H2S+OH-，HS-电离生成H+：HS-⥬S2-+H+，溶液呈碱性，说明HS-的水解程度大于其电离程度课时精练[分值：50分](1~5题，每小题2分，6~13题，每小题5分)1.(2022·浙江6月选考，25)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()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，则样品为亚硝酸钠答案C解析氯化钠电离出的氯离子也可以被酸性高锰酸钾氧化，而使其褪色，B错误；NO2-在酸性条件下有较强的氧化性，可以把二价铁氧化为三价铁，溶液变为黄色，C正确；稀硝酸可以把亚硫酸根离子氧化为硫酸根离子，再加入氯化钡溶液可以生成硫酸钡白色沉淀，2.(2025·甘肃，13)下列实验操作能够达到目的的是()选项实验操作目的A测定0.01mol·L-1某酸溶液的pH是否为2判断该酸是否为强酸B向稀Fe2(SO4)3溶液滴入几滴浓硫酸，观察溶液颜色变化探究H+对Fe3+水解的影响C向AgNO3溶液先滴入几滴NaCl溶液，再滴入几滴NaI溶液，观察沉淀颜色变化比较AgCl和AgI的Ksp大小D将氯气通入Na2S溶液，观察是否产生淡黄色沉淀验证氯气的氧化性答案D解析0.01mol·L-1的多元弱酸溶液的pH也可能为2，A错误；浓硫酸稀释时放热，故将浓硫酸滴入稀Fe2(SO4)3溶液中，体系温度升高，干扰H+对Fe3+水解影响的探究，B错误；I-与溶液中过量的Ag+反应也会生成黄色沉淀，不能证明发生了沉淀的转化，无法比较AgCl和AgI的Ksp大小，C错误。3.(2025·河北，13)下列实验操作及现象能得出相应结论的是()选项实验操作及现象结论A向盛有NO2与N2O4的恒压密闭容器中通入一定体积的N2，最终气体颜色变浅化学平衡向NO2减少的方向移动B以K2CrO4为指示剂，用AgNO3标准溶液滴定溶液中的Cl-，先出现白色沉淀，后出现砖红色沉淀Ksp(AgCl)<Ksp(Ag2CrO4)C向盛有2mLFeCl3溶液的试管中加入过量铁粉，充分反应后静置，滴加KSCN溶液无明显变化；静置，取上层清液滴加几滴氯水，溶液变红Fe2+具有还原性D向盛有2mL饱和Na2SO4溶液的试管中滴加鸡蛋清溶液，振荡，有沉淀析出；加蒸馏水稀释，再振荡，沉淀溶解蛋白质沉淀后活性改变答案C解析恒压密闭容器中通入N2，NO2、N2O4浓度减小，故混合体系颜色变浅，同时反应物、生成物分压均减小，相当于减小压强，平衡向气体分子数增大的方向移动，即向NO2增加的方向移动，A错误；AgCl和Ag2CrO4类型不同，Ksp(AgCl)与Ksp(Ag2CrO4)的表达式不同，无法根据沉淀出现的先后顺序判断两者大小关系，B错误；Fe3+被Fe还原为Fe2+，滴加氯水后Fe2+被氧化为Fe3+，证明Fe2+具有还原性，C正确；鸡蛋清溶液遇饱和Na2SO4溶液发生盐析，加水稀释后恢复，不改变蛋白质的活性，D错误。4.根据实验目的，下列实验及现象、结论都正确的是()选项实验目的实验及现象结论A检验铁锈中是否含有二价铁将铁锈溶于浓盐酸，滴入KMnO4溶液，紫色褪去铁锈中含有二价铁B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，有白色沉淀产生样品已经变质C检验乙醇中是否含有水向乙醇中加入一小粒金属钠，产生无色气体乙醇中含有水D检验X溶液中是否含有Fe2+向X溶液中滴加几滴新制氯水，振荡，再加入少量KSCN溶液，溶液变为红色X溶液中一定含有Fe2+答案B解析浓盐酸也能与KMnO4发生反应，使溶液紫色褪去，A错误；加入稀盐酸，亚硫酸根离子会转化为二氧化硫气体，加入氯化钡生成的沉淀只能是硫酸钡沉淀，可以说明样品已经变质，B正确；乙醇和水均会与金属钠发生反应生成氢气，C错误；先滴加氯水，再加入KSCN溶液，溶液变红，说明加入KSCN溶液前溶液中存在Fe3+，但不能确定Fe3+是否由Fe2+氧化而来，故D错误。5.(2025·金华十校高三模拟)根据下列有关实验方案和现象，所得结论正确的是()选项实验方案现象结论A取涂改液样品于试管中，加20%KOH水溶液充分加热后，取上层清液，用稀HNO3酸化再滴加AgNO3溶液产生白色沉淀该涂改液中含有氯元素B其他条件不变，增大汽车尾气排放管中催化剂的比表面积测得尾气中更多的NO和CO转化成CO2和N2增大催化剂比表面积，可增大CO的平衡转化率C向Na2CrO4溶液中加入足量的稀硝酸溶液由黄色变为橙色氧化性：HNO3>Na2CrO4D往某溶液中滴加2滴KSCN溶液，再加入2mL新制氯水溶液颜色无明显变化溶液中一定不存在Fe2+和Fe3+答案A解析A项，取样品于试管中，加20%KOH水溶液充分加热，使涂改液中的卤代有机物水解，将卤素转化为溶液中的离子，取上层清液，用稀HNO3酸化再滴加AgNO3溶液，若产生白色沉淀，说明生成AgCl，则可证明含有氯元素，正确；B项，使用催化剂只能加快反应速率，不改变平衡，不能增大平衡时CO的转化率，错误；C项，在Na2CrO4溶液中存在平衡：2H++2CrO42-⥬Cr2O72-+H2O，加入足量的稀硝酸，c(H+)增大，平衡正向移动，Cr2O72-浓度增大，溶液由黄色变为橙色，没有发生氧化还原反应，不能比较HNO3和Na2CrO4的氧化性，错误；D项，往某溶液中滴加2滴KSCN溶液，溶液颜色无明显变化，说明溶液中不含Fe3+，再加入2mL新制氯水，溶液颜色仍无明显变化，可能是过量的氯水将6.(2025·浙江北斗星盟高三联考)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()选项实验目的方案设计现象结论A验证H2O2具有还原性向0.1mol·L-1H2O2溶液中滴加0.1mol·L-1KMnO4溶液溶液紫红色褪去H2O具有还原性B比较F-与OH-结合Al3+的能力向1mL0.1mol·L-1AlCl3和10mL0.1mol·L-1NaF混合溶液中通入过量氨气无白色沉淀结合Al3+的能力：F->OH-C比较H2CO3与H2SO3的酸性分别测定饱和CO2和SO2溶液pH后者pH小酸性：H2SO3>H2CO3D比较Ksp大小向Mg(OH)2悬浊液中加入几滴硫酸铜溶液产生蓝色沉淀Ksp：Mg(OH)2>Cu(OH)2答案C解析向1mL0.1mol·L-1AlCl3和10mL0.1mol·L-1NaF混合溶液中通入过量氨气，无白色沉淀，Al3+没有与OH-结合生成沉淀，说明结合Al3+的能力：F->OH-，B正确；比较H2CO3与H2SO3的酸性，应该用等物质的量浓度的两种酸测pH，C错误；同类型的难溶物Ksp越小，溶解度越小，向Mg(OH)2悬浊液中加入几滴硫酸铜溶液，产生蓝色沉淀，可以验证Ksp：Mg(OH)2>Cu(OH)2，D正确。7.(2025·湖州、衢州、丽水高三模拟)根据下列实验目的设计实验方案，观察到相关现象。其中方案设计和结论不正确的是()选项实验目的方案设计现象结论A探究苯环与烷基的相互作用分别向盛有2mL苯和2mL甲苯的试管中加入几滴酸性KMnO4溶液，振荡甲苯中KMnO4溶液褪色，苯中KMnO4溶液不褪色苯环活化了甲基B检验某无色溶液中是否含有Na+用玻璃棒蘸取溶液，在煤气灯火焰上灼烧火焰呈黄色该溶液中含有Na+C探究温度对平衡的影响将封装有NO2和N2O4混合气体的烧瓶浸泡在热水中气体颜色变深升高温度，平衡向吸热反应方向移动D比较Ksp(CaSO4)与Ksp(CaCO3)的大小向饱和CaSO4溶液中滴加相同浓度的Na2CO3溶液产生白色沉淀Ksp(CaSO4)>Ksp(CaCO3)答案B解析甲苯能使酸性KMnO4溶液褪色，是由于酸性KMnO4将甲苯中的甲基氧化为羧基，苯不能使酸性KMnO4溶液褪色，说明是苯环活化了甲基，A正确；应该用铂丝或者无锈铁丝进行焰色试验，不能用玻璃棒，B错误；2NO2(红棕色)⥬N2O4(无色)为放热反应，温度升高，平衡逆向移动，气体颜色加深，C正确。8.(2024·绍兴高三模拟)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()选项实验目的方案设计现象和结论A探究KI与FeCl3反应的限度取5mL0.1mol·L-1KI溶液于试管中，加入1mL0.1mol·L-1FeCl3溶液，充分反应后滴入5滴15%KSCN溶液若溶液变红色，则说明KI与FeCl3的反应有一定限度B探究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检验家里空气中是否含有甲醛用注射器多次抽取空气，慢慢注入盛有酸性KMnO4稀溶液的同一试管中，观察溶液颜色变化若溶液不变色，说明空气中几乎不含甲醛D探究铝配合物的形成取1mL0.5mol·L-1AlCl3溶液于试管中，加入2mL饱和NaF溶液，再加入1mL3.0mol·L-1NH3·H2O溶液若无沉淀生成，说明Al3+与F-形成了稳定的配合物答案B解析向KI溶液中滴加少量的FeCl3，若FeCl3没有剩余说明反应是完全的，因此向反应后的溶液中加入KSCN溶液，若溶液变红，则说明该反应是有限度的，A正确；水杨酸含有酚羟基，能与氯化铁发生显色反应，取少量乙酰水杨酸样品，加入蒸馏水和少量乙醇，振荡，再加入1~2滴FeCl3溶液，溶液变成紫色，这说明样品中可能含有水杨酸，而不是生成紫色沉淀，B错误；甲醛具有还原性，若空气中有甲醛，则将其注入盛有酸性高锰酸钾溶液的试管中，溶液褪色或颜色变浅，若不变色，则证明空气中几乎不含甲醛，C正确；取1mL0.5mol·L-1AlCl3溶液于试管中，加入2mL饱和NaF溶液，再加入1mL3.0mol·L-1NH3·H2O溶液，若无现象，证明溶液中几乎无Al3+，则Al3+与F-形成了稳定的配合物，D正确。9.(2024·河北，6)下列实验操作及现象能得出相应结论的是()选项实验操作及现象结论A还原铁粉与水蒸气反应生成的气体点燃后有爆鸣声H2O具有还原性B待测液中滴加BaCl2溶液，生成白色沉淀待测液含有SCMg(OH)2和Al(OH)3中均分别加入NaOH溶液和盐酸，Mg(OH)2只溶于盐酸，Al(OH)3都能溶Mg(OH)2比Al(OH)3碱性强DK2Cr2O7溶液中滴加NaOH溶液，溶液由橙色变为黄色增大生成物的浓度，平衡向逆反应方向移动答案C解析铁与水蒸气反应生成的气体是H2，H由+1价降低至0价，H2O表现出氧化性，A错误；若待测液中含有Ag+，Ag+与Cl-反应也能产生白色沉淀，若待测液中含有CO32-、SO32-，二者都能与Ba2+反应产生白色沉淀，通过该实验不能得出待测液中含有SO42-的结论，B错误；Mg(OH)2溶液能与盐酸反应，不能与NaOH溶液反应，Al(OH)3与NaOH溶液和盐酸都能反应，说明Mg(OH)2的碱性比Al(OH)3的强，C正确；K2Cr2O7溶液中存在平衡：Cr2O72-(橙色)+H2O⥬2CrO42-(黄色)+2H+，加入NaOH溶液后，OH-与10.(2023·新课标卷，11)根据实验操作及现象，下列结论中正确的是()选项实验操作及现象结论A常温下将铁片分别插入稀硝酸和浓硝酸中，前者产生无色气体，后者无明显现象稀硝酸的氧化性比浓硝酸强B取一定量Na2SO3样品，溶解后加入BaCl2溶液，产生白色沉淀。加入浓HNO3，仍有沉淀此样品中含有SC将银和AgNO3溶液与铜和Na2SO4溶液组成原电池。连通后银表面有银白色金属沉积，铜电极附近溶液逐渐变蓝Cu的金属性比Ag强D向溴水中加入苯，振荡后静置，水层颜色变浅溴与苯发生了加成反应答案C解析常温下，铁片遇浓硝酸会发生钝化，现象不明显，不能据此比较浓硝酸和稀硝酸的氧化性强弱，A错误；浓硝酸会将BaSO3氧化为BaSO4，所以不能通过该实验现象判断样品中含有硫酸根离子，B错误；在形成原电池过程中，Cu作负极，发生氧化反应，生成了铜离子，导致溶液变为蓝色，Ag作正极，溶液中Ag+在正极得电子生成Ag，所以该实验可以得出Cu的金属性比Ag强，C正确；苯可将溴萃取到上层，使下层水层颜色变浅，D错误。11.(2024·浙江省新阵地教育联盟、浙江十校高三联考)探究硫元素及常见含硫物质的性质，下列方案设计、现象和结论都正确的是()选项实验方案现象结论A2mL0.1mol·L-1Na2S2O3溶液加入2mL0.1mol·L-1H2SO4溶液，振荡出现乳白色浑浊，产生气体生成硫单质，不能证明H2SO4有氧化性B将铜丝放入浓硫酸中，加热开始时铜丝表面变黑，产生无色气体，后黑色固体溶解由氧化还原反应规律可知，黑色固体一定是CuOC久置于空气中的H2S水溶液出现乳白色浑浊H2S不稳定，易分解D0.5g硫粉和1.0g铁粉混合均匀，在陶土网上堆成条状，用灼热的玻璃棒接触混合粉末的一段粉末呈红热状态，持续反应，冷却后得到黑色固体硫粉与铁粉接触面积大，反应放热，生成黑色Fe3S4答案A解析2mL0.1mol·L-1Na2S2O3溶液加入2mL0.1mol·L-1H2SO4溶液，振荡，出现乳白色浑浊，产生气体，生成硫单质，硫酸提供酸性介质，不能证明H2SO4有氧化性，故A正确；将铜丝放入浓硫酸中，加热，开始时铜丝表面变黑，产生无色气体，后黑色固体溶解，黑色固体不一定是CuO，也有可能为CuS，故B错误；久置于空气中的H2S水溶液，硫化氢被氧气氧化生成S单质，出现乳白色浑浊，不是硫化氢分解，故C错误；硫粉与铁粉接触面积大，反应放热，生成黑色固体FeS，故D错误。12.(2024·金丽衢十二校高三下学期第二次联考)下列方案设计、现象和结论不正确的是()选项实验目的实验方案现象结论A验证FeCl4-(黄色)在高浓度Cl向稀盐酸和FeCl3的混合溶液中，加入NaCl固体NaCl固体溶解，溶液变为亮黄色FeCl4-在高浓度ClB比较AgI与Ag2S的Ksp向2mL0.1mol·L-1KI溶液滴加2滴0.1mol·L-1硝酸银溶液，然后再滴加2滴0.1mol·L-1的K2S溶液先产生淡黄色沉淀，后转化为黑色沉淀Ksp(AgI)>Ksp(Ag2S)C检验鸡皮中是否含有脂肪取一小块鸡皮于表面皿上，将几滴浓硝酸滴到鸡皮上一段时间后，鸡皮变黄鸡皮中含有脂肪D比较Mg与Al的金属性分别向MgCl2、AlCl3溶液中滴加足量的NaOH溶液前者产生白色沉淀；后者先产生白色沉淀，后沉淀消失Mg>Al答案C解析FeCl3溶液中含有Fe3+，溶液显黄色，向稀盐酸和FeCl3的混合溶液中，加入NaCl固体，NaCl固体溶解，