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第40课　简单实验方案的设计与评价
第十一章　化学实验综合
课标要求:
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,设计并进行实验。
真题特征导引
知动态 熟真题 明确与熟知课时命题特征
真题特征导引
1.[2025·浙江6月选考真题] 利用下列装置进行实验,能达到实验目的的是(　　)
A.铁制镀件上镀铜　　　B.实验室快速制备氨气
C.实验室蒸馏分离
CCl4和CH2Cl2　　　　
D.检验乙醇脱水
B
真题特征导引
【解析】 铁制镀件上镀铜时,铜片应该作阳极,与电源正极相连,铁制镀件作阴极,与电源负极相连,A错误;NaOH固体溶于水放热且呈碱性,则浓氨水滴入NaOH固体中能够促进一水合氨分解生成氨气,且促进氨气逸出,B正确;蒸馏装置中的温度计水银球应该放在蒸馏烧瓶的支管口处,不能插入液体中,C错误;乙醇在浓硫酸作用并加热条件下发生消去反应生成乙烯,但乙醇易挥发,乙醇蒸气也能够使酸性高锰酸钾溶液褪色,该实验装置不能证明有乙烯生成,D错误。
真题特征导引
2.[2025·河北真题] 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)C 向盛有2 mL FeCl3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2 mL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
C
真题特征导引
真题特征导引
金属化合物 CdS CdCO3 MnS MnCO3
Ksp 8.0×10-27 1.0×10-12 2.5×10-13 2.3×10-11
真题特征导引
D
真题特征导引
课标要点探究
明要点 知通法
具备学科优秀思维能力
课标要点一　物质检验类实验方案的评价
判断下列有关物质检验的实验中“操作、现象及结论”的逻辑关系是否正确并作出解释。
(1)用铂丝蘸取某溶液进行焰色试验,火焰呈黄色,则原溶液一定是钠盐溶液,该溶液中一定不含有K+。
【答案】 错误,NaOH的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,若透过蓝色钴玻璃观察火焰呈紫色,则说明含有钾元素。
课标要点一　物质检验类实验方案的评价
课标要点一　物质检验类实验方案的评价
课标要点一　物质检验类实验方案的评价
(7)蘸有浓氨水的玻璃棒靠近溶液X,有白烟产生,则X一定是浓盐酸。
【答案】 错误,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。
(8)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,则说明淀粉未水解。
【答案】 错误,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,加入的新制的Cu(OH)2会与硫酸反应生成CuSO4,在加热时得不到沉淀,应该先加氢氧化钠中和硫酸后,使溶液呈碱性,再加新制的Cu(OH)2。
课标要点一　物质检验类实验方案的评价
课标要点一　物质检验类实验方案的评价
(11)向某溶液中加入稀盐酸,将产生的气体通入澄清石灰水中,石灰水变
浑浊,则该溶液一定是碳酸盐溶液。
【答案】 错误,碳酸氢盐、亚硫酸盐、亚硫酸氢盐溶液也有相同现象。
课标要点一　物质检验类实验方案的评价
命题探究
例题 根据实验目的判断,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+
B
课标要点一　物质检验类实验方案的评价
【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,再加入氯化钡,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,会将Fe2+氧化为Fe3+,再加入KSCN溶液,溶液变红,不能确定Fe3+是否由Fe2+氧化而来,故D错误。
课标要点一　物质检验类实验方案的评价
即时巩固
1.下列根据实验操作及现象得到的结论错误的是(　　)
选项 操作及现象 结论
A 将点燃的Mg条插入充满CO2的集气瓶中,有白色和黑色固体生成 说明CO2有氧化性
B 用pH计测定Na2CO3溶液和苯酚钠溶液的pH,测出Na2CO3溶液的pH大于苯酚钠溶液 酸性:H2CO3>苯酚
C 将Zn片投入稀盐酸,有气泡产生,使Cu片与Zn片接触,气泡产生速率增大 腐蚀速率:电化学腐蚀>化学腐蚀
D 将葡萄糖加入新制Cu(OH)2中,加热,有砖红色沉淀产生 葡萄糖是还原性糖
B
课标要点一　物质检验类实验方案的评价
课标要点一　物质检验类实验方案的评价
2.[2025·辽宁、黑龙江、吉林、内蒙古真题] 微粒邂逅时的色彩变化是化学馈赠的视觉浪漫。下列对颜色变化的解释错误的是 (　　)
选项 颜色变化 解释
A 空气中灼烧过的铜丝伸入乙醇中,黑色铜丝恢复光亮的紫红色 2CuO+C2H5OH===CH3CHO+Cu2O+H2O
B Mg(OH)2悬浊液中加入FeCl3溶液,固体由白色变为红褐色 3Mg(OH)2(s)+2Fe3+===2Fe(OH)3(s)+3Mg2+
C
D K2Cr2O7溶液中加入NaOH溶液,溶液由橙色变为黄色
A
课标要点一　物质检验类实验方案的评价
课标要点二　原理或性质探究类实验方案分析评价
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并作出解释。
(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,本实验探究温度对化学反应速率的影响。
【答案】 错误,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,可能会发生反应,影响实验探究,且需设置对照实验。
课标要点二　原理或性质探究类实验方案分析评价
(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,则蛋白质均发生变性。
【答案】 错误,向蛋白质溶液中加入饱和氯化钠溶液发生盐析。
(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,则酸性:醋酸>碳酸>苯酚。
【答案】 错误,醋酸具有挥发性,生成的CO2气体中混有挥发出的醋酸,CO2和醋酸均可使苯酚钠溶液变浑浊,无法比较碳酸与苯酚的酸性强弱。
课标要点二　原理或性质探究类实验方案分析评价
课标要点二　原理或性质探究类实验方案分析评价
课标要点二　原理或性质探究类实验方案分析评价
思维建模
解题基本原则
(1)科学性原则
实验设计的科学性是指实验设计的原理正确、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
课标要点二　原理或性质探究类实验方案分析评价
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能够进行。
课标要点二　原理或性质探究类实验方案分析评价
命题探究
例题 [2025·江苏真题] 探究含铜化合物性质的实验如下:
步骤Ⅰ　取一定量5%CuSO4溶液,加入适量浓氨水,产生蓝色沉淀。
步骤Ⅱ　将沉淀分成两等份,分别加入相同体积的浓氨水、稀盐酸,沉淀均完全溶解,溶液分别呈现深蓝色、蓝色。
步骤Ⅲ　向步骤Ⅱ所得的深蓝色溶液中插入一根打磨过的铁钉,无明显现象;继续加入稀盐酸,振荡后静置,产生少量气泡,铁钉表面出现红色物质。
课标要点二　原理或性质探究类实验方案分析评价
B
课标要点二　原理或性质探究类实验方案分析评价
课标要点二　原理或性质探究类实验方案分析评价
课标要点二　原理或性质探究类实验方案分析评价
即时巩固
1.某小组同学设计如下实验探究AgNO3溶液与S的反应。
已知:溶液中Ag+与S反应可能得到Ag2S、Ag2SO3或Ag2SO4。Ag2S不与6 mol·L-1盐酸反应,Ag2SO3和Ag2SO4在6 mol·L-1盐酸中均发生沉淀的转化。
课标要点二　原理或性质探究类实验方案分析评价
C
课标要点二　原理或性质探究类实验方案分析评价
课标要点二　原理或性质探究类实验方案分析评价
实验
序号 水样体积/mL 纳米铁
质量/mg 水样初始pH
① 50 8 6
② 50 2 6
③ 50 2 8
课标要点二　原理或性质探究类实验方案分析评价
C
课标要点二　原理或性质探究类实验方案分析评价
课标要点三　联系工业流程的实验方案分析评价
1.化工生产过程中的分离、提纯、除杂
化工生产过程中分离、提纯、除杂等环节,与高中化学基本实验的操作联系紧密,包括蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥、蒸馏、萃取、分液等基本实验装置、操作及原理。
课标要点三　联系工业流程的实验方案分析评价
2.常考分离、提纯的方法及操作
(1)从溶液中获取晶体的方法及实验操作
①溶解度受温度影响较小的(如NaCl)采取蒸发结晶的方法,实验过程:蒸发浓缩、趁热过滤(如果温度下降,杂质也会以晶体的形式析出来)、洗涤、干燥。
②溶解度受温度影响较大、带有结晶水的盐或可水解的盐,采取冷却结晶的方法,实验过程:蒸发浓缩(至少有晶膜出现)、冷却结晶、过滤、洗涤(冰水洗、热水洗、乙醇洗等)、干燥。
课标要点三　联系工业流程的实验方案分析评价
(2)固体物质的洗涤
①洗涤试剂的选择
洗涤试剂 适用范围 目的
蒸馏
水 冷水 产物不溶于水 除去固体表面吸附的可溶性粒子,可适当降低固体因为溶解而造成的损失
热水 有特殊的物质其溶解度随着温度升高而下降
有机溶剂(酒精、丙酮等) 固体易溶于水、难溶于有机溶剂 减少固体溶解;利用有机溶剂的挥发性除去固体表面的水分,产品易干燥
饱和溶液 对纯度要求不高的产品 减少固体溶解
酸、碱溶液 产物不溶于酸、碱 除去固体表面吸附的可溶于酸、碱的杂质;减少固体溶解
课标要点三　联系工业流程的实验方案分析评价
②洗涤沉淀的方法:向过滤器中加入蒸馏水至浸没沉淀,待水自然流下后,重复操作2~3次。
③检验沉淀是否洗涤干净的方法:取少量最后一次洗涤液于试管中,向其中滴入××试剂,若未出现特征反应现象,则沉淀洗涤干净。
(3)减压蒸发
①目的:减压蒸发降低了蒸发温度,可以防止某些物质(如H2O2、浓硝酸、NH4HCO3)受热分解或失去结晶水(如题目要求制备结晶水合物产品)。
②注意事项:蒸发时的气体氛围应能抑制离子水解。如从溶液中析出FeCl3、AlCl3、MgCl2等溶质时,应在HCl的气流中加热,防止水解。
课标要点三　联系工业流程的实验方案分析评价
命题探究
例题 某化学小组用如下方法测定经处理后废水中苯酚的含量(废水中不含干扰测定的物质)。
已知:I2+2Na2S2O3===2NaI+Na2S4O6
课标要点三　联系工业流程的实验方案分析评价
C
课标要点三　联系工业流程的实验方案分析评价
课标要点三　联系工业流程的实验方案分析评价
课标要点三　联系工业流程的实验方案分析评价
课标要点三　联系工业流程的实验方案分析评价
C
课标要点三　联系工业流程的实验方案分析评价
课标要点三　联系工业流程的实验方案分析评价
2.[2025·四川真题] 一种主要成分为Ca3(PO4)2和KAlSi3O8的高钾磷矿,通过如下流程可制得重要的化工产品白磷(P4)、K2CO3、Al2O3。其中,电炉煅烧发生的反应为2Ca3(PO4)2+2KAlSi3O8+10C 6CaSiO3+2KAlO2+P4↑+10CO↑。
下列说法错误的是(　　)
A.“电炉煅烧”必须隔绝空气
B.浸渣的主要成分是CaSiO3
C.“炉气水洗”使P4溶于水而与CO分离
D.“中和沉淀”需要控制溶液的pH
C
课标要点三　联系工业流程的实验方案分析评价
【解析】 主要成分为Ca3(PO4)2和KAlSi3O8的高钾磷矿,与焦炭经电炉煅烧生成CaSiO3、KAlO2、P4气体、CO气体,炉气水洗,磷蒸气通过冷水冷凝成固态白磷,尾气为不溶于水的CO,燃烧生成CO2,用于中和沉淀;炉渣经水浸,浸渣主要成分为不溶于水的CaSiO3,向浸液中通入CO2,生成K2CO3、Al(OH)3,Al(OH)3经灼烧得Al2O3;滤液的主要成分为K2CO3。“电炉煅烧”时生成P4,P4可与氧气反应,故必须隔绝空气,A正确;由分析知,浸渣的主要成分是CaSiO3,B正确;“炉气水洗”过程中,P4、CO均不溶于水,但磷蒸气通过冷水冷凝成固态白磷,使P4与CO分离,C错误;
课标要点三　联系工业流程的实验方案分析评价
“中和沉淀”时通入的二氧化碳形成弱酸,不会溶解生成的Al(OH)3,但需要控制溶液的pH,防止生成 KHCO3,D正确。

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