考點解析復(fù)習(xí)專題輔導(dǎo)58．化學(xué)實驗設(shè)計和評價

1、2難點聚焦運用化學(xué)實驗知識和技能設(shè)計簡單的實驗方案，是綜合能力和遷移能力的具體體現(xiàn)。這有助于提高化學(xué)實驗知識和技能的水平，培養(yǎng)信息提取和加工能力、自學(xué)能力和創(chuàng)造能力，并能發(fā)揮大實驗題多方位、多層面的考核、檢測功能。一、解答簡單實驗設(shè)計題的一般過程與思路化學(xué)實驗設(shè)計題（如高考大實驗題）重在培養(yǎng)或考查把已有知識和技能運用于新情景的能力，它所選擇的課題往往是沒有直接、系統(tǒng)實踐過的。從信息加工角度分析解答時，還要能夠從題目中敏捷地接受信息，分析評價信息，選擇、調(diào)用自己貯存的相關(guān)知識，將新信息與已有知識有機地結(jié)合起來，以解決實驗設(shè)計的新問題。大致過程與思路如下：1、接受信息接受、分析、篩選信息，明確實驗

2、設(shè)計的課題、條件和要求。要求迅速、全面地吸收題目中的新信息，分析提供這些信息的目的，把信息歸類、并對各個信息在實現(xiàn)實驗設(shè)計中的作用做初步評估。接受信息主要解決以下問題：一是明確實驗課題；二是明確實驗條件；三是明確設(shè)計要求。2、實驗設(shè)計原理通過對新舊信息的加工開發(fā)，實現(xiàn)指定的實驗設(shè)計。從設(shè)計的要求及解決問題的順序分析，大致有以下兩個層次：一是實驗方法的選定。這是從總體上考慮實驗方案的設(shè)計。一般來說，實驗方法主要取決于實驗原理，并受實驗條件的制約。二是實驗裝置和實驗操作設(shè)計。裝置和操作都是為了具體實驗的實驗方法，完成實驗任務(wù)，通常屬于實驗方案細(xì)節(jié)的設(shè)計。和基本實驗方法比較，它們往往更貼近實驗的基礎(chǔ)

3、知識與基本技能。3、實驗設(shè)計內(nèi)容概括地講，設(shè)計一個實驗通常包括以下幾個方面內(nèi)容：（1）根據(jù)命題要求，說明設(shè)計該實驗的原理，畫出實驗裝置。（2）列出實驗操作步驟，說明實驗中應(yīng)注意的事項。（3）觀察、記錄實驗現(xiàn)象，分析實驗結(jié)果（包括寫出有關(guān)的化學(xué)方程式），得出正確的結(jié)論。二、實驗設(shè)計的思維模型 明確實驗?zāi)康摹⒁笤O(shè)計實驗方案 構(gòu)思實驗方法、步驟 選擇實驗儀器、藥品 觀察實驗現(xiàn)象實驗，收集資料 收集實驗數(shù)據(jù) 處理實驗問題 整理資料，數(shù)據(jù)處理分析，得出結(jié)論 分析概括，得出結(jié)論 寫出實驗報告三、實驗設(shè)計試題的類型掌握化學(xué)實驗的記錄方法和運用化學(xué)知識設(shè)計一些基本實驗。1、根據(jù)實驗現(xiàn)象，觀察、記錄、分析或處

4、理數(shù)據(jù)，得出正確結(jié)論在高考化學(xué)實驗試題中，實驗現(xiàn)象的考查可以是直接考實驗現(xiàn)象，也可由現(xiàn)象得出正確的結(jié)論；還可將有關(guān)實驗現(xiàn)象與實驗方法、正確的結(jié)論等聯(lián)系起來。實驗結(jié)果的分析，通常是分析實驗關(guān)系、細(xì)節(jié)和誤差等等。實驗結(jié)果的處理，可以直接報道數(shù)據(jù)，也可能是找出相關(guān)關(guān)系得出公式，或繪制一定的變化曲線等。2、根據(jù)實驗試題要求，設(shè)計基本實驗方案四、實驗復(fù)習(xí)方法1、實驗復(fù)習(xí)必須集中和分散相結(jié)合，提高重要實驗的復(fù)現(xiàn)率“集中”，就是集中復(fù)習(xí)實驗的基本操作和技能，集中復(fù)習(xí)一些綜合性的實驗專題，集中歸納總結(jié)實驗知識。而“分散”則是指一些性質(zhì)實驗、制法實驗、驗證或探索性實驗等應(yīng)分散到元素化合物、有機物、基本理論等的復(fù)

5、習(xí)過程中去。通過實驗，進一步理解元素化合物等知識，進一步理解相關(guān)的實驗原理，提高運用實驗手段解決化學(xué)問題的能力，節(jié)省復(fù)習(xí)時間，提高考試成績。2、訓(xùn)練發(fā)散思維以增強實驗設(shè)計能力，提高信息遷移水平實驗方案的設(shè)計往往有許多途徑。為了適應(yīng)中學(xué)生的知識能力水平，中學(xué)課本中的某些實驗可能不是最優(yōu)的方案。所以在實驗復(fù)習(xí)中要根據(jù)實驗原理來設(shè)計實驗步驟和裝置，掌握一些裝置和儀器藥品的替代方法，力求使設(shè)計的實驗儀器簡單、操作便捷、節(jié)省試劑、現(xiàn)象明顯、安全防污等，培養(yǎng)和增強實驗設(shè)計能力和創(chuàng)造性思維能力。近年來，實驗題中新情境試題不斷增多，這類試題的特點是將基本的實驗操作設(shè)計置于新的情境中（主要是中學(xué)課本沒有的新反應(yīng)

6、或新裝置或是能使中學(xué)生理解的最新科技知識、簡化的改進的裝置等），結(jié)合學(xué)生原有的知識和能力，來進行儀器組裝、現(xiàn)象描述、數(shù)據(jù)分析、考慮安全和防污等，用來考查考生自學(xué)能力、思維能力、分析綜合及評價的能力。由于這類實驗試題情境新穎、設(shè)問巧妙、鋪墊得當(dāng)、知識新、思維量大、所以區(qū)分度很好，能確實將一些基礎(chǔ)扎實、自學(xué)能力強、思維敏捷、心理素質(zhì)好的考生選撥出來。所以，新情境實驗試題將是今后實驗試題的命題方向。 例3實驗室中用濃鹽酸與MnO2制Cl2，再用Cl2和Ca(OH)2反應(yīng)制少量漂白粉，已知Cl2和Ca(OH)2制漂白粉是放熱反應(yīng)，溫度稍高即發(fā)生副反應(yīng)：6Cl2+6Ca(OH)2=Ca(ClO3)2+5

7、CaCl2+6H2O，現(xiàn)有三位同學(xué)設(shè)計的三套裝置如圖（U形管中放有玻璃纖維，可使氣體順利通過）：（1）請從以下六方面對上述甲、乙、丙三套裝置的優(yōu)缺點進行評價，將適當(dāng)?shù)倪x項序號填于下表內(nèi)（錯選、漏選、多選均倒扣分）a不易控制反應(yīng)速率 b容易控制反應(yīng)速率c有副反應(yīng)發(fā)生 d可防止副反應(yīng)發(fā)生e容易污染環(huán)境 f可防止污染環(huán)境 優(yōu)點缺點甲裝置 乙裝置 丙裝置 （2）請從甲、乙、丙三裝置中，選取合理的組成部分（A、B、C、D、E、F、G），組裝一套你認(rèn)為更完善的實驗裝置，連接順序（按氣流左到右方向）為_，在此裝置及甲、乙、丙三裝置中，你認(rèn)為是否還缺少必要的裝置，說明原因_。 解析：這是一道評價實驗方案的題。

8、該題從是否有副反應(yīng)發(fā)生，是否易控制反應(yīng)速率，是否防止污染，是否干擾反應(yīng)產(chǎn)物等方面進行評價。 答案： （1）優(yōu)點 缺點 甲裝置d a、e 乙裝置f a、c 丙裝置b e、c （2）FBE 在Cl2中混有HCl，應(yīng)在燒瓶和凹形管之間連接一個盛有飽和食鹽水的試管，以除去HCl氣體。儀器連接的順序（填編號；一起可重復(fù)使用）是。中濃硫酸的作用是。實驗完畢時，觀察到中的現(xiàn)象是。列出計算的原子量的表達式：。下列情況將使測定結(jié)果偏大的是。（）未全部還原為； （）受潮； （）中混有。（）如果仍采用上圖所示的儀器裝置，涉及其他方案，還可測定的物理量有。（）（）和（）；（）（）和（）；（）（）和（）；（）（）和（）

9、例4 實驗室里臨時需要用溶液和來制取純CO溶液。已知氣體在通入溶液過程中極易過量生成，且無明顯現(xiàn)象。實驗室有下列試劑：未知濃度的、的鹽酸、的硫酸、的鹽酸、大理石、固體（）。實驗室有下列儀器：鐵架臺、啟普發(fā)生器、量筒、燒杯、橡皮管、玻璃導(dǎo)管、分液漏斗。已知下表中各物質(zhì)在常溫時的溶解度（）。（）本實驗應(yīng)選用的儀器除啟普發(fā)生器、橡皮管、玻璃導(dǎo)管外，還需要.（）為保證制得的溶液盡量純，應(yīng)選用的藥品（填編號）除外，還需要。（）簡要敘述實驗步驟，直到制得純?nèi)芤海▋x器安裝可省略）。（）根據(jù)給出的溶解度表，求出當(dāng)溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于多少時，在配置過程中會有晶體析出（寫出計算步驟和必要的文字說明）？解析 本

10、題的難點在第（）問。設(shè)計依據(jù)是依下列反應(yīng)原理： 利用定量關(guān)系及化學(xué)反應(yīng)制得溶液，因題型新穎，思路新巧，故難度較大。答：（）燒杯、量筒。（）、。（）量取一定量的溶液，分成兩等分；制取，向其中一份溶液中通入過量的氣體；將兩份溶液混勻，搖勻。（）從表中可知，常溫下溶解度為。設(shè)常溫下水中溶解的質(zhì)量為時，達到飽和。故溶液中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)偌大于×時，在步驟中會有晶體析出。例5 某課外活動小組學(xué)生模擬呼吸面具中的原理(過氧化鈉與潮濕二氧化碳反應(yīng)),設(shè)計用圖2-7-13所示的儀器來制取氧氣并測量氧氣的體積。圖中量氣裝置E是由甲、乙兩根玻璃管組成，他們用橡皮管接通，并裝入適量水。甲管有刻度（015ml），

11、供量氣用；乙管可上下移動，以調(diào)節(jié)液面高低。實驗室可供選用的藥品還有：稀硫酸、鹽酸、過氧化納、碳酸鈉、大理石、水。回答下列問題。（1）圖中所示裝置的連接順序是（填各接口的編號，其中連接膠管及夾持裝置均省略）： 。（2）裝置C中放入的反應(yīng)物是 和 。（3）裝置A的作用是 ；裝置B的作用是 。（4）為了較準(zhǔn)確地測量氧氣的體積，除了必須檢查整個裝置的氣密性之外，在讀取反應(yīng)前后甲管中液面的讀數(shù)、求其差值的過程中，應(yīng)注意 和 （填寫字母編號）。 a.視線與凹液面最低處相平。 b.等待片刻，待乙管中液面不再上升時，立即讀數(shù)。c.讀數(shù)時應(yīng)上下移動乙管，使甲、乙兩管液面相平。 d.讀數(shù)時不一定使甲、乙兩管液面相

12、平。解析 E裝置為測量氣體體積的裝置，正確讀數(shù)時應(yīng)使甲、乙兩管液面相平。答：（1）、（、可互換）。（2）大理石；鹽酸。（3）吸收混在氧氣中未反應(yīng)的，吸收中的HCl氣體（4）a;c。例6某學(xué)生根據(jù)高中課本中硝酸鉀受熱分解的實驗操作來判斷硝酸鉛的分解產(chǎn)物之一是氧氣；將試管中的硝酸鉛加熱到熔融，把帶有火星的細(xì)木條伸進試管口，檢驗放出的氣體，當(dāng)發(fā)現(xiàn)木條復(fù)燃時該學(xué)生即斷言，硝酸鉛受熱分解有氧氣放出。請你對上述實驗及結(jié)論的合理性作出評價。如有必要，可提出改進的實驗方案。解析有關(guān)反應(yīng)的方程式為： 2KNO32KN02+O2 2Pb(NO3)22PbO+4NO2+02比較反應(yīng)式和,其不同之處是中除生成02外,

13、還生成了NO2.這一不同又產(chǎn)生了兩個結(jié)果。一方面NO2稀釋了O2，O2僅占混合氣體的20%，而這與空氣中O2的含量相近，因而此處O2不可能使帶火星的木條復(fù)燃；另一方面NO2本身也能使帶火 星的木條復(fù)燃。因為NO2受熱能放出02：2NO22NO+O2。分析到此，問題便一清二楚。答案上述實驗及結(jié)論在科學(xué)上是錯誤的。由于NO2干擾了O2的檢驗，因此應(yīng)選用NaOH溶液除掉NO2后再檢驗之。例8Cu+在酸性溶液中不穩(wěn)定，可發(fā)生自身氧化還原反應(yīng)生成Cu2+和Cu?，F(xiàn)有濃硝酸、稀硫酸、稀硝酸、FeCl3稀溶液及pH試紙，而沒有其它試劑。簡述如何用最簡便的實驗方法來檢驗CuO經(jīng)氫氣還原所得到的紅色產(chǎn)物中是否含

14、有堿性氧化物Cu2O.解析 Cu2O是堿性氧化物，一定可以跟稀硫酸反應(yīng)，Cu+進入溶液后又可自發(fā)生成Cu2+和Cu+，Cu2+在水溶液中呈藍色，而Cu不跟稀硫酸反應(yīng)。因此可以設(shè)想，若CuO被H2還原的產(chǎn)物全部是Cu，將其放入稀H2SO4中，無變化；若紅色產(chǎn)物中含有Cu2O，將其放入稀H2SO4中，溶液會變成藍色。運用已學(xué)過的知識分析其它試劑是否可用，如濃H2SO4、濃HNO3、稀HNO3，因為它們都有較強的氧化性，不論紅色產(chǎn)物是Cu還是Cu和Cu2O的混合物，將其分別放入這3種酸中均被氧化為Cu2+，也無法檢驗。而pH試紙則不能用。所以檢驗方法是取少量該紅色物質(zhì)放入稀H2SO4中，振蕩，若溶液

15、變?yōu)樗{色，說明產(chǎn)物中有Cu2O；若溶液不變色，說明產(chǎn)物中無Cu2O。19下列實驗操作會導(dǎo)致實驗結(jié)果偏低的是（）（1）配制100 g 10的溶液，稱取晶體溶于90 g水中（2）測定晶體中結(jié)晶水的百分含量時，所用的晶體已經(jīng)受潮（3）配制一定摩爾濃度的溶液，定容時仰視容量瓶的刻度線（4）用98的濃配制15稀時，把14 g98的濃溶于54 g水中A只有（1） B只有（2） C（2）（3）（4） D（1）（3）（4）20根據(jù)以下敘述制備氯化銅先將濃鹽酸用蒸氣加熱至80左右，慢慢加入含有FeO雜質(zhì)的CuO粉，充分反應(yīng)，使其溶解，發(fā)生以下反應(yīng) 已知pH9.6時，可析出pH6.4時，可析出pH34時，可析出

16、在除去溶液中的時，可采用的方法是（）A可直接加堿，調(diào)整溶液的pH9.6 B加入純銅粉，將還原為Fe C先將氧化成，再調(diào)整溶液pH至34 D通入使直接沉淀21在一定條件下，萘可以被硝硫混酸硝化生成二硝基物，它是1，5二硝基萘和1，8-二硝基萘的混合物，后者可溶于質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于98的硫酸，而前者不能利用這一性質(zhì)可以將這兩種異構(gòu)體分離將上述硝化產(chǎn)物加入適量的98硫酸，充分?jǐn)嚢瑁媚退崧┒愤^濾，欲從濾液中得到固體1，8-二硝基萘，應(yīng)采用的方法是（）A蒸發(fā)濃縮結(jié)晶 B向濾液中加水后過濾 C用溶液處理濾液 D將濾液緩緩加入水中22某溶液含有較多的和少量的，若用該溶液制取芒硝，可供選擇的操作有加適量溶液，加金

17、屬鈉，結(jié)晶，加過量NaOH，加強熱脫結(jié)晶水，過濾正確的操作步驟是（）A B C D23（6分）設(shè)計最佳方案，用24 g KCl和一定量的制取（不同溫度下KCl、NaCl、在水中的溶解度請查溶解度表）24（6分）實驗室制備少量碘乙烷：將紅磷粉末放入乙醇里，在不斷振蕩下逐次加入細(xì)粒的，則有反應(yīng)：待反應(yīng)緩和后用下圖裝置進行水浴加熱約半小時，反應(yīng)可基本完成，這時反應(yīng)液中已無固體顆粒和紅磷，然后要加入一些物質(zhì)X，并拔出直立冷凝管，裝上附有60°彎玻璃管的瓶塞；將導(dǎo)管接于橫放的冷凝管上，水浴加熱蒸餾出粗制的碘乙烷，此粗產(chǎn)品中混有乙醇并溶有（純碘乙烷為無色難溶于水的液體，沸點72.3）（1）應(yīng)是哪

18、一類有機物?寫出其結(jié)構(gòu)簡式（2）物質(zhì)X可能是什么?為什么要用它?（3）裝置中豎直冷凝管有何作用?冷凝水從_口進，_口出（4）怎樣除去粗制品中的乙醇和碘?（指出加入的試劑和操作名稱）25（9分）某化學(xué)課外小組用海帶為原料制取了少量碘水現(xiàn)用從碘水中萃取碘并用分液漏斗分離兩種溶液其實驗操作可分解如下幾步：A把盛有溶液的分液漏斗放在鐵架臺的鐵圈中；B把50 mL碘水和加入分液漏斗中，并蓋好玻璃塞；C檢驗分液漏斗活塞和上口的玻璃塞是否漏液；D倒轉(zhuǎn)漏斗用力振蕩，并不時施開活塞放氣，最后關(guān)閉活塞，把分液漏斗放正；E旋開活塞，用燒杯接收溶液；F從分液漏斗上口倒出上層水溶液；G將漏斗上口的玻璃塞打開或使塞上的凹

19、槽或小孔對準(zhǔn)漏斗口上的小孔；H靜置、分層就此實驗，完成下列填空：（1）正確操作步驟的順序是：（用上述各操作的編號字母填寫）_AG_EF（2）上述E步驟的操作中應(yīng)注意_上述G步驟操作的目的是_（3）能選用從碘水中萃取碘的原因是_（4）下列物質(zhì)，不能作為從溴水中萃取溴的溶劑的是_A熱裂汽油 B苯C酒精D正庚烷26（9分）有常用玻璃儀器組成的下列六種實驗裝置（根據(jù)需要可在其中加入液體或固體）（1）能用做干燥二氧化硫氣體的裝置有_（填代號，下同）（2）既能用于收集氯氣又能用于收集一氧化氮氣體的裝置有_（3）在氯氣和鐵反應(yīng)實驗中，能添加在制氣和化合反應(yīng)裝置之間以除去氯氣中氯化氫等雜質(zhì)氣體的裝置有_（4）

20、在乙烯與溴水反應(yīng)制二溴乙烷的實驗中，能添加在制乙烯裝置和加成反應(yīng)裝置之間，達到控制氣流使其平衡目的的是_（5）若用C裝置做二氧化硫與燒杯中氫氧化鈉溶液反應(yīng)實驗，則其中廣口瓶的作用是_27（7分）有機物的C、H含量常用燃燒和與CuO灼燒等方法使之生成和水，測它們的質(zhì)量求得有機物中碳和氫的百分含量，現(xiàn)有某固態(tài)有機物在加熱情況下鼓入足量的氧氣使其完全燃燒，今有如下儀器（1）為確定某固體有機物的最簡式（實驗式）下述儀器中最少需要的種類有_種，它們是_，其中要一前一后用兩次的是_，（填儀器編號）其作用前者為_；后者為_但為完成測定還缺少的一種重要儀器名稱是_（2）為確定固體有機物是烴還是其含氧衍生物，實

21、驗依據(jù)是_（3）為確定其分子式還需知道下述中的A熔、沸點 B定溫、定壓下蒸氣密度 C固定有機物的體積 D重要的化學(xué)性質(zhì)28（10分）某化學(xué)課外小組設(shè)計了如下圖所示的實驗裝置，進行氣體性質(zhì)實驗圖中箭頭表示氣體流向A表示一種純凈、干燥的氣體，B是另一種氣體，反應(yīng)進行一段時間后，裝置乙中有紅棕色氣體生成實驗中所用的藥品和干燥劑只能從下列物質(zhì)中選取：、NaCl、無水、堿石灰等固體和、蒸餾水根據(jù)圖中裝置和反應(yīng)現(xiàn)象請回答：（1）丙中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為_（2）丁中的干燥劑應(yīng)選 _，不選另一種干燥劑的理由是_（3）甲中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為_（4）戊中發(fā)生的主要反應(yīng)的化學(xué)方程式為_，此反應(yīng)是（吸熱、放熱）

22、_反應(yīng)，可能發(fā)生的什么現(xiàn)象可以證明你的判斷_（5）當(dāng)乙中充滿紅棕色氣體后，停止給丙加熱，并關(guān)閉a、b兩個活塞，若將已浸入冰水中，則乙中會出現(xiàn)的現(xiàn)象是_，簡述產(chǎn)生此現(xiàn)象的原因_29（8分）實驗室常用燃燒分析法來測定有機物中碳和氫的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，這種方法是用氧化銅作催化劑，在750時，用氧氣流將樣品氧化成和，再根據(jù)和的質(zhì)量求出有機物中碳和氫的質(zhì)量分?jǐn)?shù)現(xiàn)用下列各儀器裝置來確定乙炔分子中碳、氫兩種元素的質(zhì)量比回答下列問題：（1）若產(chǎn)生的氣體由左向右流向，各裝置導(dǎo)管的連接順序是：_接_、_接_、_接_、_接_、_接_（2）裝置的作用是_；裝置的作用是_；裝置的作用是_（3）裝置中的化學(xué)方程式_；裝置中的化學(xué)

23、方程式_（4）實驗前稱得、兩裝置的質(zhì)量分別變?yōu)楹停瑢嶒炌戤叄Q得、兩裝置的質(zhì)量分別變?yōu)楹停瑒t乙炔分子中碳原子和氫原子的原子個數(shù)比為_（列出算式）30（12分）某工廠排出的廢水中含有少量的、及一些懸浮的泥沙等不溶物請你設(shè)計一個既經(jīng)濟又合理的方法回收Ag和（晶體），要求按先后次序?qū)懗鰧嶒灢襟E，并說明每一個步驟的實驗?zāi)康模ú槐貙懟瘜W(xué)方程式，也不必對回收的Ag和進行洗滌、干燥）參考答案19D20C21D22B23本題考查學(xué)生稱量、加熱、溶解、結(jié)晶等基本操作，同時要求理論聯(lián)系實際確定有關(guān)化學(xué)方程式和計算溶解度通過計算知：用50 mL 70熱水與24 gKCl制幾乎飽和的溶液，再用25 mL 70熱水與配制成飽和溶液，將此兩種