高考化学一轮复习 讲义大单元六　第十六章　第64讲　简单实验方案的设计与评价（广东版）

大单元六第十六章化学实验综合应用第64讲简单实验方案的设计与评价[复习目标]1.能多角度对简单实验装置进行评价。2.掌握评价检验类化学实验方案设计的一般思路。3.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1.常见离子的检验方法(1)沉淀法离子试剂现象Cl-、Br-、I-稀HNO3和AgNO3溶液产生白色沉淀：AgCl产生浅黄色沉淀：AgBr产生黄色沉淀：AgISO稀盐酸和BaCl2溶液加稀盐酸无明显现象，再加BaCl2溶液产生白色沉淀Fe2+NaOH溶液先产生白色沉淀，迅速变为灰绿色，最后变为红褐色K3[Fe(CN)6](铁氰化钾)溶液产生蓝色沉淀Fe3+NaOH溶液产生红褐色沉淀Al3+NaOH溶液开始产生白色沉淀，NaOH溶液过量沉淀溶解Cu2+NaOH溶液产生蓝色沉淀(2)气体法离子试剂现象NH浓NaOH溶液和湿润的红色石蕊试纸加热时产生刺激性气味的气体，气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝HCO3CO稀盐酸和澄清石灰水产生无色、无味能使澄清石灰水变浑浊的气体HSO3SO稀H2SO4和品红溶液加稀硫酸产生有刺激性气味的气体，且气体能使品红溶液褪色(3)显色法离子试剂或方法现象(证据)I-淀粉溶液和氯水溶液显蓝色氯水和CCl4溶液分层，下层呈紫红色Br-氯水和CCl4溶液分层，下层呈橙红色Fe2+先加KSCN溶液再加氯水一开始无明显变化，后变红色Fe3+KSCN溶液溶液呈红色Na+焰色试验黄色火焰K+焰色试验紫色火焰(透过蓝色钴玻璃)2.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1.(2021·广东，12)化学是以实验为基础的科学。下列实验操作或做法正确且能达到目的的是()选项操作或做法目的A将铜丝插入浓硝酸中制备NOB将密闭烧瓶中的NO2降温探究温度对平衡移动的影响C将溴水滴入KI溶液中，加入乙醇并振荡萃取溶液中生成的碘D实验结束，将剩余NaCl固体放回原试剂瓶节约试剂答案B解析将铜丝插入浓硝酸中开始会产生二氧化氮，不能达到实验目的，A不符合题意；二氧化氮气体在一定条件下存在平衡：2NO2(g)⥬N2O4(g)，正反应为放热反应，NO2为红棕色气体，将密闭烧瓶中的NO2降温，会使该平衡向正反应方向移动，气体颜色变浅，因此可达到实验目的，B符合题意；乙醇与水互溶，不能作碘单质的萃取剂，不能达到实验目的，C不符合题意；一般情况下，剩余试剂需放到指定的容器中，不能放回原试剂瓶，以防污染原试剂，操作错误，D不符合题意。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。课时精练[分值：50分](1~5题，每小题4分，6~11题，每小题5分)1.下列各组物质中，只用蒸馏水(可用组内物质)无法检验的是()A.无水硫酸铜、硫酸钠、硫酸钡B.过氧化钠、碳酸钠、碳酸氢钠C.碳酸钠、氢氧化钠、硫酸钾D.浓硫酸、NaOH溶液、苯答案C解析A项，加入蒸馏水，溶液呈蓝色的是无水硫酸铜，不溶于水的是硫酸钡，剩下的是硫酸钠；B项，过氧化钠溶于蒸馏水，与水反应生成气体，有气泡冒出，利用碳酸钠和碳酸氢钠溶解度不同，可区分；C项，碳酸钠、氢氧化钠、硫酸钾三者均溶于水，无明显现象，不可检验；D项，浓硫酸溶于水放出大量的热，苯不溶于水，剩下的是NaOH溶液。2.下列实验可实现鉴别目的的是()A.用KOH溶液鉴别SO3(g)和SO2B.用湿润碘化钾淀粉试纸鉴别Br2(g)和NO2C.用CO2鉴别Na[Al(OH)4]溶液和CH3COONa溶液D.用BaCl2溶液鉴别AgNO3溶液和K2SO4溶液答案C解析SO2、SO3(g)均能与KOH反应，都没有明显现象，A项不符合题意；Br2(g)、NO2都是红棕色气体且有强氧化性，在溶液中都能氧化KI生成I2，使试纸显蓝色，B项不符合题意；CO2通入Na[Al(OH)4]溶液中生成氢氧化铝沉淀，醋酸酸性强于碳酸，CO2通入醋酸钠溶液中无明显现象，C项符合题意；氯化钡和硝酸银反应生成氯化银白色沉淀，与硫酸钾反应生成硫酸钡白色沉淀，现象相同而不能鉴别，D项不符合题意。3.鉴别浓度均为0.1mol·L-1的下列溶液，下列方法不可行的是()选项待鉴别溶液方法ANa2CO3、NaHCO3测定溶液pHBNaCl、KCl焰色试验CNa2SO3、NaClO滴加酚酞试剂DAlCl3、MgCl2加入过量氨水答案D解析Na2CO3的水解能力强于NaHCO3，因此相同条件下同浓度的Na2CO3溶液碱性强于NaHCO3，方法可行，A不符合题意；Na元素的焰色呈黄色，K元素的焰色透过蓝色钴玻璃观察呈紫色，方法可行，B不符合题意；Na2SO3、NaClO溶液均呈碱性，滴加酚酞后溶液呈红色，但NaClO水解生成的HClO具有漂白性，滴加酚酞后，NaClO溶液先变红后褪色，方法可行，C不符合题意；AlCl3、MgCl2均能与NH3·H2O反应生成白色沉淀，且Al(OH)3和Mg(OH)2都不溶于氨水，方法不可行，D符合题意。4.(2024·黑吉辽，8)下列实验方法或试剂使用合理的是()选项实验目的实验方法或试剂A检验NaBr溶液中是否含有Fe2+K3[Fe(CN)6]溶液B测定KHS溶液中c(S2-)用AgNO3溶液滴定C除去乙醇中少量的水加入金属Na，过滤D测定KClO溶液的pH使用pH试纸答案A解析Fe2+与K3[Fe(CN)6]溶液发生反应生成蓝色沉淀，A项合理；金属Na既可以和水发生反应又可以和乙醇发生反应，故不能用金属Na除去乙醇中少量的水，C项不合理；ClO-水解生成的HClO具有漂白性，不能用pH试纸测定其pH，可以用pH计进行测量，D项不合理。5.(2023·辽宁，4)下列鉴别或检验不能达到实验目的的是()A.用石灰水鉴别Na2CO3与NaHCO3B.用KSCN溶液检验FeSO4是否变质C.用盐酸酸化的BaCl2溶液检验Na2SO3是否被氧化D.加热条件下用银氨溶液检验乙醇中是否混有乙醛答案A解析石灰水的主要成分Ca(OH)2能与碳酸钠和碳酸氢钠反应生成碳酸钙，二者均生成白色沉淀，不能达到鉴别的目的，A错误；Fe2+变质后会生成Fe3+，可以利用KSCN溶液鉴别，现象为溶液变成红色，B正确；Na2SO3被氧化后会变成Na2SO4，加入盐酸酸化的BaCl2后可以产生白色沉淀，C正确；含有醛基的物质可以与银氨溶液反应生成银单质，可以用银氨溶液检验乙醇中是否混有乙醛，D正确。6.(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。7.下列离子检验所用试剂或现象错误的是()选项离子试剂现象AI-氯水和淀粉溶液溶液显蓝色BSO稀盐酸和BaCl2溶液加稀盐酸无现象，加BaCl2溶液后生成白色沉淀CNH浓NaOH溶液和湿润的蓝色石蕊试纸在加热条件下，产生有刺激性气味的气体，且气体能使湿润的蓝色石蕊试纸变红DFe3+KSCN溶液溶液变为红色答案C解析向溶液中滴加氯水和淀粉溶液，溶液显蓝色，说明I-被氧化为I2，则溶液中含有I-，A正确；向溶液中加稀盐酸无现象，加BaCl2溶液后生成白色沉淀，白色沉淀一定是BaSO4，则溶液中含有SO42-，B正确；应用湿润的红色石蕊试纸检验氨气，现象是湿润的红色石蕊试纸变蓝，C错误；向溶液中滴加KSCN溶液，溶液变为红色，证明溶液中含有Fe3+，8.根据下列实验操作和现象得出的结论正确的是()选项实验操作现象结论A将铁锈溶于浓盐酸，再滴入KMnO4溶液紫色褪去铁锈中含有二价铁离子B向FeCl2和KSCN的混合溶液中滴入酸化的AgNO3溶液溶液变红Fe2+被Ag+氧化为Fe3+C向浓硝酸中加入红热的木炭有红棕色气体生成浓硝酸可与木炭发生反应D向某溶液中加入稀硫酸，将产生的气体通入品红溶液品红溶液褪色该溶液中可能含有SO答案D解析浓盐酸中的Cl-也能与高锰酸钾溶液反应，使其褪色，不能根据实验现象确定铁锈中是否含有亚铁离子，A错误；酸化的AgNO3溶液中硝酸根离子也表现强氧化性，也能将Fe2+氧化为Fe3+，不能说明是Ag+氧化了Fe2+，B错误；浓硝酸不稳定，易分解生成二氧化氮，故有红棕色气体生成，不一定是浓硝酸与木炭发生了反应，C错误；向某溶液中加入稀硫酸，将产生的气体通入品红溶液，品红溶液褪色，说明生成的气体具有漂白性，可能为二氧化硫气体，则溶液中可能含有SO32-、HSO39.(2024·中山模拟预测)下列化学实验中的操作、现象及解释有正确对应关系的是()选项操作现象解释A向酸性KMnO4溶液中加入甲苯溶液褪色苯环对甲基有影响B将含有稀硫酸的蔗糖溶液水浴加热后，加入新制氢氧化铜并加热没有产生红色沉淀蔗糖未水解C将乙醇与浓硫酸共热至170℃所得气体直接通入酸性KMnO4溶液中溶液褪色气体中含有乙烯D向0.1mol·L-1CuSO4溶液中逐滴加入1mol·L-1氨水至过量先形成蓝色沉淀，后溶解得到深蓝色溶液沉淀溶解时的主要反应：Cu(OH)2+2OH-=[Cu(OH)4]2-答案A解析甲烷和酸性高锰酸钾溶液不反应，甲苯能被酸性高锰酸钾溶液氧化生成苯甲酸，说明苯环使甲基活化，A正确；蔗糖水解后，应在碱性溶液中检验葡萄糖，水解后没有加NaOH中和过量的硫酸，不能证明蔗糖未水解，B错误；挥发的乙醇也可使酸性高锰酸钾溶液褪色，溶液褪色不能证明生成乙烯，C错误；向硫酸铜溶液中逐滴加入氨水，先生成蓝色氢氧化铜沉淀，继续滴加氨水沉淀溶解，说明氢氧化铜溶于氨水，得到深蓝色[Cu(NH3)4]2+溶液，沉淀溶解时的主要反