71 第十四章 第1讲 简单的实验方案的设计与评价 (讲义) 2027年高中化学一轮复习

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71 第十四章 第1讲 简单的实验方案的设计与评价 (讲义) 2027年高中化学一轮复习

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第1讲 简单的实验方案的设计与评价
1.通过对简单实验方案的分析,进一步加深对元素化合物、化学反应原理等知识的理解。
2.能依据简单实验目的、现象,对实验装置、操作、设计进行正确的评价。
考点1 装置型实验方案的设计与评价
1.装置型实验方案的设计
(1)考查角度
实验名称 该实验需要完成的题目,如Fe2+与SO2的还原性强弱比较等
实验目的 实验需要达到的结果、得出何种结论等
实验原理 完成该实验的反应原理,如化学方程式、装置的选择和组装等
实验用品 包含实验试剂和实验装置
实验步骤 包括实验仪器装配和实验操作
实验现象 记录及结 果处理 实验现象就是实验过程中能直观感受到的事实,如温度、颜色变化等。根据这些现象或相关数据分析其产生的原理,得出结果
(2)基本要求
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,效果明显,操作简单
简约性 步骤少、时间短、节约试剂、效果好
2.装置型实验方案的评价
(1)主要形式
实验装置、操作的目的性评价 对比各方案装置,从装置的合理性、操作可行性等方面进行全面分析,选出最佳装置
实验现象、结论的逻辑性评价 紧扣实验目的,对各方案的原理综合考虑,从原理是否科学、原料是否节约、误差是否较小等方面进行全面分析,选出最佳方案
(2)解题思路
从可行性 方面考虑 ①实验原理(如试剂的选择)是否正确、可行; ②实验操作(如仪器的选择、连接)是否安全、合理; ③实验现象是否明显,实验结论是否正确
从规范性 方面考虑 ①仪器的查漏、气密性检验; ②加热的方式; ③温度计的规范使用、水银球的位置; ④冷却、冷凝的方法等
从安全性 方面考虑 ①从防污染、防氧化、防倒吸、防爆炸等角度考虑; ②实验操作顺序、试剂加入顺序、实验方法使用顺序等
[备考提醒]实验设计的解题基本原则
(1)科学性原则
设计实验的科学性是指设计实验的原理正确、程序合理、方法得当。如鉴别BaSO3和BaSO4沉淀是否溶于酸时,如果选用HNO3等具有氧化性的酸就不符合科学性原则。
(2)安全性原则
设计实验时应尽量避免选择有毒、有害的化学药品;尽量避免设计具有危险性的实验操作,并且对实验中可能存在的安全隐患采取必要的措施,如装置气密性的检查、可燃性气体的检验、蒸馏操作中在蒸馏的液体中放入沸石等。
(3)可行性原则
可行性原则是指实验设计应切实可行,具备可操作性,也就是说所选用的化学药品、实验仪器和实验方法等在中学实验室中可行。
实验装置、操作目的可行性评价
1.(人教必修第一册习题改编)用下列装置进行实验,能达到实验目的的是(  )
A.装置甲:检验装置的气密性
B.装置乙:演示喷泉实验
C.装置丙:用明矾晶体制备KAl(SO4)2
D.装置丁:制备NH3并测量其体积
2.(人教必修第一册习题改编)下列实验操作正确且能达到实验目的的是(  )
A.装置甲用于配制1.0 mol·L-1的硫酸溶液
B.装置乙用于制备Fe(OH)3胶体
C.装置丙可证明非金属性强弱:Cl>C>Si
D.装置丁可验证稀硝酸的还原产物为NO
[思维模型]实验装置的可行性评价的一般思路
考点2 原理或性质探究类实验方案分析评价
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”的描述逻辑关系是否正确
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)向盛有溶液的试管中加入溶液,试管口出现红棕色气体 溶液中被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: I2+I-
(7)向NaHS溶液中滴入酚酞溶液,溶液变红色 HS-水解程度大于其电离程度
[备考提醒]简单实验方案的设计与评价的一般解题思路
实验操作、现象、结论的逻辑性评价
1.根据下列实验操作和现象,得出的结论正确的是(  )
选项 实验操作和现象 结论
A 取两份新制氯水,分别滴加AgNO3溶液和淀粉-KI溶液,前者有白色沉淀产生,后者溶液变蓝色 氯气与水的反应存在限度
B 2NO2 N2O4 ΔH,将盛有NO2的密闭烧瓶浸入冷水,红棕色变浅 ΔH<0
C 向锌和稀硫酸反应的试管中滴加几滴CuSO4溶液,气泡生成速率增大 CuSO4是该反应的催化剂
D 将某“铁锈”溶于稀硫酸,然后滴入KMnO4溶液,紫色褪去 该“铁锈”中一定含有二价铁
2.依据下列实验和现象,得出结论正确的是(  )
选项 实验 现象 结论
A 点燃无色气体X,将生成的气体通入澄清石灰水 澄清石灰水先浑浊后澄清 X为CO
B 25 ℃时,向无色的Y溶液中滴加1~2滴酚酞溶液 溶液仍为无色 Y溶液的pH<7
C 在淀粉和I2的混合溶液中滴加KSCN溶液。[已知:(SCN)2、分别与卤素单质、卤素离子性质相似] 溶液仍为蓝色 氧化性:
D 在稀硫酸中加入少量Cu2O(s) 溶液由无色变为蓝色并有红色固体生成 反应中Cu2O既作氧化剂又作还原剂
1.判断正误:正确的打“√”,错误的打“×”。
(1)铅蓄电池使用过程中两电极的质量均增加,说明电池发生了放电反应。 (  )
(2)向0.1 mol·L-1 H2O2溶液中滴加0.01 mol·L-1 KMnO4溶液,溶液褪色,说明H2O2具有氧化性。 (  )
(3)向BaCl2溶液中先通入适量SO2,无明显现象,再加入稀硝酸,有白色沉淀生成,说明稀硝酸有氧化性。 (  )
(4)向盛有Fe(OH)3和NiO(OH)的试管中分别滴加浓盐酸,盛NiO(OH)的试管中产生黄绿色气体,说明氧化性:。 (  )
(5)向CuSO4溶液中通入H2S气体,出现黑色沉淀(CuS),说明酸性:H2S(  )
2.(2025·黑吉辽蒙卷)巧设实验,方得真知。下列实验设计合理的是(  )
A.除去Cl2中的HCl B.制备少量NO避免其被氧化
C.用乙醇萃取CS2中的S D.制作简易氢氧燃料电池
3.(2025·安徽卷)下列实验操作能达到实验目的的是(  )
选项 实验操作 实验目的
A 将铁制镀件与铜片分别接直流电源的正、负极,平行浸入CuSO4溶液中 在铁制镀件表面镀铜
B 向粗盐水中先后加入过量Na2CO3溶液、NaOH溶液和BaCl2溶液 粗盐提纯中,去除Ca2+、Mg2+和杂质离子
C 向2 mL 0.1 mol·L-1 K2Cr2O7溶液中滴加5滴6 mol·L-1 NaOH溶液,再滴加5滴6 mol·L-1 H2SO4溶液 探究c(H+)对如下平衡的影响: (橙色 (黄色)+2H+
D 将有机物M溶于乙醇,加入金属钠 探究M中是否含有羟基
4.(2025·湖南卷)SnCl2具有还原性,易水解。一种制备纯净的SnCl2的装置示意图如下:
下列说法错误的是(  )
A.导气管a需接一个装有碱石灰的干燥管
B.实验过程中应先通入HCl(g),再开启管式炉加热
C.若通入气体更换为Cl2,也可制备纯净的SnCl2
D.配制SnCl2溶液需加盐酸和金属Sn
5.(2024·河北卷)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
C Mg(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
D K2Cr2O7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
(2024·甘肃卷)下列实验操作、现象和结论相对应的是(  )
实验操作、现象 结论
A 用蓝色石蕊试纸检验某无色溶液,试纸变红 该溶液是酸溶液
B 用酒精灯灼烧织物产生类似烧焦羽毛的气味 该织物含蛋白质
C 乙醇和浓硫酸加热,产生的气体使溴水褪色 该气体是乙烯
D 氯化镁溶液中滴入氢氧化钠溶液,生成沉淀 氢氧化钠的碱性比氢氧化镁强
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