第45講 簡(jiǎn)單實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)與評(píng)價(jià)（講義）2024年高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)講義分層練習(xí)

第45講簡(jiǎn)單實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)與評(píng)價(jià)

ZZN_.七驗(yàn)方案設(shè)計(jì)的一般思路。

任務(wù)目標(biāo)浮實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)的-般思路。

考點(diǎn)一實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)

僉方案包括“四大環(huán)節(jié)”，即：實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)裝置和藥品(其中包括：裝置類(lèi)型、儀

必備知識(shí)

?(其中包括：加裝藥品、氣密性檢查、除雜干燥、主體實(shí)驗(yàn)、安全措施等)、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)

象的觀(guān)察、記錄及實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析處理等。設(shè)計(jì)合理的實(shí)驗(yàn)方案必須掌握比較全面的實(shí)驗(yàn)基本原理和基本

技能，要做到：設(shè)計(jì)原理正確、實(shí)驗(yàn)程序合理、操作步驟簡(jiǎn)便、現(xiàn)象明顯、相關(guān)結(jié)論正確。

1.實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)的四個(gè)要求

2.原理或性質(zhì)探究類(lèi)簡(jiǎn)單實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)?？键c(diǎn)總結(jié)

(1)證明酸性：①pH試紙或酸堿指示劑；②與碳酸鈉反應(yīng)；③與鋅等反應(yīng)。

(2)證明弱酸性：①證明酸在溶液中存在電離平衡；②測(cè)定對(duì)應(yīng)鹽溶液的酸堿性；③測(cè)量在稀釋前后的pH的

變化。

(3)證明氧化性：與還原劑反應(yīng)現(xiàn)象明顯。

(4)證明還原性：與氧化劑反應(yīng)現(xiàn)象明顯。

(5)證明為膠體分散系：丁達(dá)爾效應(yīng)。

(6)證明有碳碳雙鍵(或三鍵)：使濱水或酸性高銃酸鉀溶液褪色。

(7)比較金屬的活動(dòng)性：①與水反應(yīng)；②與酸反應(yīng)；③金屬間的置換反應(yīng)；④原電池原理；⑤電解池原理；

⑥最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的堿性。

(8)比較非金屬性的強(qiáng)弱：①非金屬間的置換反應(yīng)；②與氫氣化合的難易；③氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性；④最高

價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的酸性。

(9)比較酸堿性：強(qiáng)酸或強(qiáng)堿制弱酸或弱堿。

1.下列方察庶突勰象和結(jié)論都正確的是

目的方案設(shè)計(jì)現(xiàn)象和結(jié)論

比較鎂、鋁均出現(xiàn)白色沉淀，氯化鎂溶液中

分別將相同濃度的氫氧化鈉溶液逐滴加入一定濃度

A元素的金屬沉淀不溶解，氯化鋁溶液中沉淀

的氯化鎂、氯化鋁溶液中，直至過(guò)量

性強(qiáng)弱逐漸溶解。說(shuō)明金屬性鎂比鋁強(qiáng)

檢驗(yàn)未知溶

取一定量未知液于試管中，滴入氫氧化鈉溶液并加

B液中是否含試紙變藍(lán)。說(shuō)明溶液中含有鍍鹽

熱，試管口放置濕潤(rùn)紅色石蕊試紙

有錢(qián)鹽

探究濃度對(duì)兩支試管中均裝有2mL0.01mol-LT酸性高鋅酸鉀第一支試管褪色時(shí)間比第二支試

C反應(yīng)速率的溶液，向第一支加入2mL0.01mol-L-i草酸溶液、3管長(zhǎng)。說(shuō)明其他條件相同時(shí)，反

影響mL蒸儲(chǔ)水，第二支加入5mL0.01mol/L）草酸溶液應(yīng)物濃度越大，反應(yīng)速率越快

檢驗(yàn)丙烯醛

取少量丙烯醛于試管中，先向其中加入足量新制氫氧澳水褪色。說(shuō)明丙烯醛中含碳碳

D中含有碳碳

化銅懸濁液并加熱，靜置后取上層清液，加入濱水雙鍵

雙鍵

A.AB.BC.CD.D

【答案】A

【解析】

A.氫氧化鎂與NaOH不反應(yīng)，氫氧化鋁與NaOH反應(yīng)，可知?dú)溲趸V的堿性大于氫氧化鋁的堿性，則金

屬性鎂比鋁強(qiáng)，故A正確；

B.濃氨水與NaOH溶液混合加熱可逸出氨氣，由實(shí)驗(yàn)操作和現(xiàn)象可知，溶液為銹鹽溶液或氨水，故B錯(cuò)

誤；

C.酸性高銃酸鉀溶液過(guò)量，褪色不明顯，應(yīng)控制酸性高錦酸鉀溶液不足，改變草酸的濃度，探究濃度對(duì)反

應(yīng)速率的影響，故c錯(cuò)誤；

D.醛基和碳碳雙鍵都能使濱水褪色，向其中加入足量新制氫氧化銅懸濁液并加熱，溶液顯堿性，與濱水反

應(yīng)，則濱水褪色，不能說(shuō)明丙烯醛中含碳碳雙鍵，故D錯(cuò)誤；

故選：Ao

2.亞硝酸鈉俗稱(chēng)“工業(yè)鹽”，其外觀(guān)、口感與食鹽相似，人若誤服會(huì)中毒?，F(xiàn)將適量某樣品（成分為亞硝酸

鈉或氯化鈉）溶于水配成溶液，分別取少量該溶液于試管中進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。下列方案設(shè)計(jì)、現(xiàn)象和結(jié)論都正確的

是（）

方案設(shè)計(jì)現(xiàn)象和結(jié)論

先加入少量KC1O3溶液，再加AgNOs

A若產(chǎn)生白色沉淀，則樣品為亞硝酸鈉

溶液和足量稀硝酸，振蕩

加到少量KMnO4溶液中，再加硫酸酸

B若溶液褪色，則樣品為亞硝酸鈉

化，振蕩

先加到少量FeCL溶液中，再加入稀鹽

C若溶液變黃色，則樣品為亞硝酸鈉

酸酸化，振蕩

先加入少量Na2s。3溶液，再加入BaCh

D若產(chǎn)生白色沉淀，則樣品為亞硝酸鈉

溶液和稀硝酸，振蕩

【答案】C

【解析】酸性條件下，KC1O,被NaNOz還原為Cl，NaCl中也含有C廣，都會(huì)生成白色沉淀，A錯(cuò)誤；氯化鈉

電離出的氯離子也可以被酸性高鎬酸鉀氧化，而使其褪色，B錯(cuò)誤；N0「在酸性條件下有較強(qiáng)的氧化性，可

以把二價(jià)鐵氧化為三價(jià)鐵，溶液變?yōu)辄S色，c正確；稀硝酸可以把亞硫酸根離子氧化為硫酸根離子，再加入

氯化鋼溶液可以生成硫酸鋼白色沉淀，D錯(cuò)誤。

3.某小組同學(xué)探究不同條件下氯氣與二價(jià)鎬化合物的反應(yīng)。

資料：i.Mn2+在一定條件下被CL或C1CT氧化成MnC>2(棕黑色)、MnO1(綠色)、MnO“紫色)。

ii.濃堿條件下，MnO4可被OIT還原為MnOK。

iii.Ck的氧化性與溶液的酸堿性無(wú)關(guān)，NaClO的氧化性隨堿性增強(qiáng)而減弱。

實(shí)驗(yàn)裝置如圖(夾持裝置略)：

C中實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象

實(shí)驗(yàn)物質(zhì)a

通入C12前通入Cl2后

產(chǎn)生棕黑色沉淀，且放置后

I水得到無(wú)色溶液

不發(fā)生變化

產(chǎn)生白色沉淀，在空氣中棕黑色沉淀增多，放置后溶

II5%NaOH溶液

緩慢變成棕黑色沉淀液變?yōu)樽仙杂谐恋?/p>

產(chǎn)生白色沉淀，在空氣中棕黑色沉淀增多，放置后溶

III40%NaOH溶液

緩慢變成棕黑色沉淀液變?yōu)樽仙?，仍有沉?/p>

(DB中試劑是o

(2)通入C12前，實(shí)驗(yàn)II、III中沉淀由白色變?yōu)樽睾谏幕瘜W(xué)方程式為。

(3)對(duì)比實(shí)驗(yàn)I、n通入CL后的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，對(duì)于二價(jià)錦化合物還原性的認(rèn)識(shí)是。

(4)根據(jù)資料ii,實(shí)驗(yàn)III中應(yīng)得到綠色溶液，實(shí)驗(yàn)中得到紫色溶液，分析現(xiàn)象與資料不符的原因：

原因一：可能是通入C12導(dǎo)致溶液的堿性減弱。

原因二：可能是氧化劑過(guò)量，氧化劑將MnO"氧化為MnO”

①用化學(xué)方程式表示可能導(dǎo)致溶液堿性減弱的原因：,但通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)

定溶液的堿性變化很小。

②取實(shí)驗(yàn)用中放置后的1mL懸濁液，加入4mL40%NaOH溶液，溶液紫色迅速變?yōu)榫G色，且綠色緩慢加

深。溶液紫色變?yōu)榫G色的離子方程式為,溶液綠色緩慢加深，原因是

MnO2被(填化學(xué)式)氧化，可證明實(shí)驗(yàn)III的懸濁液中氧化劑過(guò)量。

③取實(shí)驗(yàn)D中放置后的1mL懸濁液，加入4mL水，溶液紫色緩慢加深，發(fā)生反應(yīng)的離子方程式是

④從反應(yīng)速率的角度，分析實(shí)驗(yàn)III未得到綠色溶液的可能原因：

【答案】

⑴飽和NaCl溶液

(2)2Mn(OH)2+O2=2MnO2+2H2O

(3)Mn2+的還原性隨溶液堿性的增強(qiáng)而增強(qiáng)

(4)①C12+2OH"=Cr+C1O"+H2O

②4MnO4+4OIT=4MnOl+O2T+2H2。Cl2③3ClC^+2MnO2+2OH一一2MnO4+3C「+H2O④過(guò)

量CL與NaOH反應(yīng)產(chǎn)生NaClO,使溶液的堿性減弱，c(OH.)降低，溶液中的MnO4被還原為MnO1的速

率減小，因而實(shí)驗(yàn)III未得到綠色溶液

【解析】

在裝置A中HC1與KMnCU發(fā)生反應(yīng)制取Cl2,由于鹽酸具有揮發(fā)性，在裝置B中盛有飽和NaCl溶液，除

去Cb中的雜質(zhì)HCL在裝置C中通過(guò)改變?nèi)芤旱膒H,驗(yàn)證不同條件下CL與M11SO4反應(yīng)，裝置D是尾氣

處理裝置。⑵通入CL前，II、III中Mr?+與堿性溶液中NaOH電離產(chǎn)生的OH一反應(yīng)產(chǎn)生Mn(OH)2白色沉淀,

該沉淀不穩(wěn)定，會(huì)被溶解在溶液中的氧氣氧化為棕黑色的MnCh,則沉淀由白色變?yōu)樽睾谏幕瘜W(xué)方程式為

2Mn(OH)2+O2=2MnO2+2H2O1.(4)①Cb與NaOH反應(yīng)產(chǎn)生NaCl、NaClO、H2O,使溶液堿性減弱，反應(yīng)

的離子方程式為CL+2OH--C「+C1CT+H2O。②溶液紫色變?yōu)榫G色就是由于在濃堿條件下，MnO4可被

OIF還原為MnO1；溶液綠色緩慢加深，原因是MnCh被CL氧化，可證明實(shí)驗(yàn)HI的懸濁液中氧化劑過(guò)量。

③溶液紫色緩慢加深，說(shuō)明C1CT將MnCh氧化為MnO；o

考點(diǎn)二實(shí)驗(yàn)方案分析評(píng)價(jià)

亍評(píng)價(jià)，主要看實(shí)驗(yàn)方案是否正確、嚴(yán)密、準(zhǔn)確、可行，另外，有無(wú)干擾、是否經(jīng)

必備知識(shí)w等也是要考慮的。

--一一二二、--------的一般思路

(1)檢驗(yàn)試劑選擇及用量是否正確，對(duì)檢驗(yàn)試劑的要求是：

檢驗(yàn)試劑不能對(duì)其他物質(zhì)的檢驗(yàn)有干擾，即不能與其他被檢驗(yàn)的物質(zhì)反應(yīng)，也不能生成被檢驗(yàn)的物質(zhì)。

宏觀(guān)現(xiàn)象要明顯。

(2)實(shí)驗(yàn)操作是否簡(jiǎn)單可行。

(3)操作順序是否正確，注意排除干擾因素。

2.原理及性質(zhì)探究類(lèi)實(shí)驗(yàn)方案評(píng)價(jià)的一般思路

(1)理論依據(jù)是否正確(物質(zhì)的性質(zhì)、化學(xué)原理等)。

(2)是否注意控制變量。

(3)實(shí)驗(yàn)操作是否規(guī)范。

(4)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象與結(jié)論是否具有因果關(guān)系。

3.從安全性方面對(duì)實(shí)驗(yàn)方案做出評(píng)價(jià)

(1)凈化、吸收氣體，當(dāng)熄滅酒精燈及左邊有揮發(fā)性液體被加熱，氣壓不恒定時(shí)(如乙酸乙酯的制備)要防止液

體倒吸；

(2)進(jìn)行某些易燃易爆實(shí)驗(yàn)時(shí)要防爆炸(如H2還原CuO,應(yīng)先通H2,點(diǎn)燃酒精燈前先檢驗(yàn)導(dǎo)管中排出生的純

度等)；

⑶防氧化(如H2還原CuO后要“先滅燈，再停氫”，白磷切割宜在水中進(jìn)行等)；

(4)污染性的氣體要進(jìn)行尾氣處理；有粉末狀物質(zhì)參加的反應(yīng)，要注意防止導(dǎo)氣管堵塞；

(5)防吸水(如實(shí)驗(yàn)取用、制取易吸水、易潮解、易水解的物質(zhì)時(shí)要采取必要措施防止吸水，以保證達(dá)到實(shí)驗(yàn)

目的)。

4.化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案的規(guī)范性

(1)冷凝回流(有些反應(yīng)中，為減少易揮發(fā)液體反應(yīng)物的損耗和充分利用原料，需在反應(yīng)裝置上加裝冷凝回流

裝置，如長(zhǎng)玻璃管、豎裝的干燥管及冷凝管等)；

(2)易揮發(fā)液體產(chǎn)物(導(dǎo)出時(shí)可為蒸氣)的及時(shí)冷卻；

(3)儀器拆卸與組裝順序相反，按照從右向左，從高到低的順序；

(4)其他(如①實(shí)驗(yàn)操作順序、②試劑加入順序、③裝置連接順序、④加熱的方式方法和時(shí)機(jī)；⑤儀器的查漏、

氣密性檢驗(yàn)、⑥溫度計(jì)、水銀球的位置；⑦實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的讀取等。

5.最佳實(shí)驗(yàn)方案的選擇

幾個(gè)實(shí)驗(yàn)方案都能達(dá)到目的，應(yīng)選出最佳方案。所謂最佳，就是裝置最簡(jiǎn)單，藥品容易取得、價(jià)格低廉，

現(xiàn)象明顯，干擾小，無(wú)污染。

1.下列實(shí)嬖熏翻!不能達(dá)到探究目的的是

選項(xiàng)探究方案探究目的

將二氧化硫氣體通入碘和淀粉的混合溶液中，觀(guān)察溶液

A探究還原性：so2>I

顏色的變化

向盛有Fe(NO?%溶液的試管中滴加幾滴KSCN溶液。振

B探究Fe(NC>3)2是否變質(zhì)

蕩，觀(guān)察顏色的變化

加熱澳乙烷和氫氧化鈉乙醇混合溶液，將產(chǎn)生的氣體通探究澳乙烷在此條件下發(fā)生的是取代反

C

入高錦酸鉀溶液中。觀(guān)察溶液顏色的變化應(yīng)還是消去反應(yīng)

向盛有等濃度的NaCl和KI混合溶液的試管中滴加幾滴

D證明/（AgCl）>&/AgI）

AgNOs溶液，振蕩，觀(guān)察沉淀顏色

A.AB.BC.CD.D

【答案】C

【解析】

A.將二氧化硫氣體通入碘和淀粉的混合溶液中，二氧化硫與碘發(fā)生氧化還原反應(yīng):2H2O+SO2+l2=H2SC)4+2HI,

混合溶液由藍(lán)色變?yōu)闊o(wú)色，說(shuō)明還原性SO2>「，故A正確；

B.向盛有Fe(NC>3)2溶液的試管中滴加幾滴KSCN溶液，若溶液變紅，說(shuō)明Fe(NG?3%已經(jīng)變質(zhì)，故B正確；

C.加熱澳乙烷和氫氧化鈉乙醇混合溶液，發(fā)生消去反應(yīng)生成澳化鈉和乙烯，將產(chǎn)生的氣體乙烯通入高銃酸

鉀溶液中，發(fā)生氧化反應(yīng)，高鎰酸鉀溶液褪色；澳乙烷的水解反應(yīng)生成的澳化氫，也能使高鋅酸鉀溶液褪

色，故不能探究澳乙烷在此條件下發(fā)生的是取代反應(yīng)還是消去反應(yīng)，故C錯(cuò)誤；

D.向盛有等濃度的NaCl和KI混合溶液的試管中滴加幾滴AgNOs溶液，生成淺黃色沉淀，銀離子與碘離

子反應(yīng)生成溶解度更小的碘化銀，證明Ksp（AgCl）＞K.,（AgI）,故D正確。

答案為：Co

2.下列實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)、現(xiàn)象和結(jié)論都正確的是（）

選項(xiàng)實(shí)驗(yàn)方案現(xiàn)象結(jié)論

室溫下，向苯酚濁液中加入碳酸酸性：Ka2（H2co3）＜

A溶液變澄清

鈉溶液Ka（苯酚）

向做過(guò)銀鏡反應(yīng)的試管中加入足銀能與氨形成溶于水的

B銀鏡逐漸消失

量氨水配離子

CH3cH2Br與NaOH乙醇溶液混

C合共熱，將產(chǎn)生的氣體通入酸性酸性KMnO4溶液褪色CH3cH2Br發(fā)生消去反應(yīng)

KMnCU溶液中

產(chǎn)生淡黃色沉淀，同時(shí)生成能

2

D向某溶液中加入稀硫酸該溶液中含有S2O3

使品紅溶液褪色的無(wú)色氣體

【答案】A

【解析】A項(xiàng)，室溫下，向苯酚濁液中加入碳酸鈉溶液，溶液變澄清，是由于生成苯酚鈉和碳酸氫鈉，所

以酸性苯酚大于碳酸氫根，即Ka2（H2cO3）＜Ka（苯酚），A正確；B項(xiàng)，由于銀單質(zhì)不溶于氨水，所以向做過(guò)

銀鏡反應(yīng)的試管中加入足量氨水銀鏡不會(huì)消失，B錯(cuò)誤；C項(xiàng)，由于乙醇具有揮發(fā)性且也能使酸性高錦酸鉀

溶液褪色，即CH3cH2Br與NaOH乙醇溶液混合共熱產(chǎn)生的氣體中混有乙醇蒸汽，使酸性高錦酸鉀溶液褪

色不能證明CH3cH2Br發(fā)生消去反應(yīng)，C錯(cuò)誤；D項(xiàng)，向某溶液中加入稀硫酸，生成淡黃色沉淀和能使品紅

溶液褪色的刺激性氣味的氣體，據(jù)分析該黃色沉淀是單質(zhì)S,能使品紅溶液褪色的刺激性氣味的氣體為SO2;

則有如下情況：（l）Na2s2O3+H2sO4=Na2SO4+S（+SO2T+H2O,則溶液中有S2O32；（2）溶液中有亞硫酸根遇到氫

離子會(huì)生SO?,SO2與S2在酸性條件下能生成單質(zhì)S,故溶液中也可能有SO3?和S2,D錯(cuò)誤；故選A。

3.澳化亞銅是一種白色粉末，不溶于冷水，在熱水中或見(jiàn)光都會(huì)分解，在空氣中會(huì)慢慢氧化成綠色粉末，

常用作有機(jī)反應(yīng)的催化劑。實(shí)驗(yàn)室制備CuBr的實(shí)驗(yàn)步驟和裝置如圖。

（1）實(shí)驗(yàn)所用蒸儲(chǔ)水需經(jīng)煮沸，煮沸目的是除去蒸儲(chǔ)水中的（寫(xiě)化學(xué)式）；三頸燒瓶中反應(yīng)生成CuBr

的離子方程式為_(kāi)______；控制反應(yīng)在60℃進(jìn)行，實(shí)驗(yàn)中可采取的措施是；說(shuō)明反應(yīng)已完成的現(xiàn)

象是。

（2）步驟②抽濾需要避光的原因是,步驟③依次用溶有少量S02的水、溶有少量S02的乙醇、極易揮

發(fā)的乙酸洗滌，洗滌劑需“溶有S02”的原因是;最后用乙醛的目的可能是。

（3）將產(chǎn)品在雙層干燥器（分別裝有濃硫酸和氫氧化鈉）中干燥34h,再經(jīng)氫氣流干燥，最后進(jìn)行真空干燥，得

到產(chǎn)品。本實(shí)驗(yàn)產(chǎn)品的產(chǎn)率是（保留小數(shù)點(diǎn)后1位）。

（4）欲利用上述裝置燒杯中的吸收液（經(jīng)檢測(cè)主要含有Na2sCh、NaHSCh等）制取較純凈的Na2s。3-7壓0晶體。

完善下列步驟：①在燒杯中繼續(xù)通入S02至恰好反應(yīng)完全；②向燒杯中加入g20%NaOH；③加入

少量維生素C溶液作抗氧化劑；④通過(guò)蒸發(fā)濃縮、、過(guò)濾、用乙醇洗滌2?3次；⑤置于真空干燥箱

中干燥。

2+2+

［答案】（1）Ch2Cu+2Br+SO2+2H2O=2CuBr；+S