2023年高考化學(xué)（熱點(diǎn)+題型全突破）專(zhuān)題12模塊1實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)和評(píng)價(jià)之命題規(guī)律與熱點(diǎn)題型（含解析）

PAGEPAGE1專(zhuān)題12模塊1實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)和評(píng)價(jià)之命題規(guī)律與熱點(diǎn)題型1、1、了解化學(xué)實(shí)驗(yàn)是科學(xué)探究過(guò)程中的一種重要方法。2、根據(jù)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的目的和要求，能做到：〔1〕設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案；〔2〕正確選用實(shí)驗(yàn)裝置；〔3〕控制實(shí)驗(yàn)條件的方法；〔4〕預(yù)測(cè)或描述實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，分析或處理實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，分析或處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，得出合理結(jié)論；〔5〕評(píng)價(jià)或改良實(shí)驗(yàn)方案一、制備實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)典例一、【考點(diǎn)定位】此題主要是考查物質(zhì)制備實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)與評(píng)價(jià)【2022江蘇卷】焦亞硫酸鈉〔Na2S2O5〕是常用的抗氧化劑，在空氣中、受熱時(shí)均易分解。實(shí)驗(yàn)室制備少量Na2S2O5的方法：在不斷攪拌下，控制反響溫度在40℃左右，向Na2CO3過(guò)飽和溶液中通入SO2當(dāng)溶液pH約為4時(shí)，停止反響，在20℃左右靜置結(jié)晶。生成Na2S2O52NaHSO3===Na2S2O5+H2O〔1〕SO2與Na2CO3溶液反響生成NaHSO3和CO2，其離子方程式為_(kāi)___________________?！?〕裝置Y的作用是______________________________?！?〕析出固體的反響液經(jīng)減壓抽濾、洗滌、25℃～30℃枯燥，可獲得Na2S2O5①組成減壓抽濾裝置的主要儀器是布氏漏斗、________________和抽氣泵。②依次用飽和SO2水溶液、無(wú)水乙醇洗滌Na2S2O5固體。用飽和SO2水溶液洗滌的目的是______?！?〕實(shí)驗(yàn)制得的Na2S2O5固體中含有一定量的Na2SO3和Na2SO4，其可能的原因是______?！敬鸢浮俊?〕2SO2+CO32–+H2O===2HSO3–+CO2〔2〕防止倒吸〔3〕①吸濾瓶②減少Na2S2O5在水中的溶解〔4〕在制備過(guò)程中Na2S2O5分解生成生Na2SO3，Na2SO3被氧化生成Na2SO4【名師點(diǎn)評(píng)】明確物質(zhì)的性質(zhì)和實(shí)驗(yàn)原理是解答的關(guān)鍵，過(guò)量試題需要注意以下知識(shí)點(diǎn)：第一解答綜合性實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與評(píng)價(jià)題的根本流程：原理→反響物質(zhì)→儀器裝置→現(xiàn)象→結(jié)論→作用意義→聯(lián)想。具體分析為：〔1〕實(shí)驗(yàn)是根據(jù)什么性質(zhì)和原理設(shè)計(jì)的？實(shí)驗(yàn)的目的是什么？〔2〕所用各物質(zhì)名稱(chēng)、狀態(tài)、代替物(根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮拖嚓P(guān)的化學(xué)反響原理，進(jìn)行全面的分析比擬和推理，并合理選擇)?！?〕有關(guān)裝置：性能、使用方法、適用范圍、注意問(wèn)題、是否有替代裝置可用、儀器規(guī)格等。〔4〕有關(guān)操作：技能、操作順序、考前須知或操作錯(cuò)誤的后果?！?〕實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：自下而上，自左而右全面觀察?！?〕實(shí)驗(yàn)結(jié)論：直接結(jié)論或?qū)С鼋Y(jié)論。第二實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)要點(diǎn)及評(píng)價(jià)角度：〔1〕設(shè)計(jì)要點(diǎn)：實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)要明確以下要點(diǎn)：①題目有無(wú)特殊要求；②題給的藥品、裝置的數(shù)量；③注意實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的平安性操作④會(huì)畫(huà)簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)裝置圖；⑤注意儀器的規(guī)格；⑥要防倒吸、防爆炸、防燃燒、防暴沸、防氧化、防吸水、冷凝、冷卻、水浴加熱時(shí)采取相應(yīng)措施；⑦同一儀器在不同位置的相應(yīng)作用等；⑧要嚴(yán)格按照“操作(實(shí)驗(yàn)步驟)+現(xiàn)象+結(jié)論〞的格式表達(dá)?！?〕評(píng)價(jià)角度：①操作可行性評(píng)價(jià)：實(shí)驗(yàn)原理是否科學(xué)、合理，操作是否簡(jiǎn)單、可行，根本儀器的使用、根本操作是否正確；②經(jīng)濟(jì)效益評(píng)價(jià)：原料是否廉價(jià)、轉(zhuǎn)化率是否高，產(chǎn)物產(chǎn)率是否高；③環(huán)保評(píng)價(jià)：原料是否對(duì)環(huán)境有污染，產(chǎn)物是否對(duì)環(huán)境有污染，污染物是否進(jìn)行無(wú)毒、無(wú)污染處理。二、常見(jiàn)性質(zhì)方案的設(shè)計(jì)典例二、【考點(diǎn)定位】此題主要考查了氣體的制取、收集、尾氣處理，將氨氣和氯化氫反響的現(xiàn)象和噴泉實(shí)驗(yàn)的原理、鹽類(lèi)水解等結(jié)合到一起進(jìn)行考查；還考察了通過(guò)控制變量進(jìn)行探究的實(shí)驗(yàn)。【2022廣東卷】〔17分〕NH3及其鹽都是重要的化工原料?！?〕用NH4Cl和Ca(OH)2制備N(xiāo)H3，反響發(fā)生、氣體收集和尾氣處理裝置依次為〔2〕按圖13裝置進(jìn)行NH3性質(zhì)實(shí)驗(yàn)。①先翻開(kāi)旋塞1，B瓶中的現(xiàn)象是，原因是，穩(wěn)定后，關(guān)閉旋塞1。②再翻開(kāi)旋塞2，B瓶中的現(xiàn)象是?！?〕設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，探究某一種因素對(duì)溶液中NH4Cl水解程度的影響。限制試劑與儀器：固體NH4Cl、蒸餾水、100mL容量瓶、燒杯、膠頭滴管、玻璃棒、藥匙、天平、pH計(jì)、溫度計(jì)、恒溫水浴槽〔可控制溫度〕①實(shí)驗(yàn)?zāi)康模禾骄繉?duì)溶液中NH4Cl水解程度的影響。②設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，擬定實(shí)驗(yàn)表格，完整表達(dá)實(shí)驗(yàn)方案〔列出能直接讀取數(shù)據(jù)的相關(guān)物理量及需擬定的數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)用字母表示；表中V(溶液)表示所配制溶液的體積〕。物理量實(shí)驗(yàn)序號(hào)V〔溶液〕/mL……11002100③按實(shí)驗(yàn)序號(hào)I所擬數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，假設(shè)讀取的待測(cè)物理量的數(shù)值為Y，那么NH4Cl水解反響得平衡轉(zhuǎn)化率為〔只列出算式，忽略水自身電離的影響〕?！敬鸢浮俊?〕A、C、G?！?〕①產(chǎn)生白煙；翻開(kāi)旋塞1，氯化氫與氨氣混合反響生成了白色氯化銨固體小顆粒，形成白煙。②燒杯中的石蕊溶液會(huì)倒流進(jìn)入到B瓶中，形成紅色溶液?！?〕①溫度〔或濃度〕②物理量實(shí)驗(yàn)序號(hào)V〔溶液〕/mLNH4Cl質(zhì)量(g)溫度〔℃〕pH……1100mT1Y2100mT2Z或物理量實(shí)驗(yàn)序號(hào)V〔溶液〕/mLNH4Cl質(zhì)量(g)溫度〔℃〕pH……1100mTY2100m2TZ③(10-Y×5.35)/m【名師點(diǎn)評(píng)】氣體制取裝置有多種，主要包括：固—固、固—液、液—液幾種組合，還要看反響要不要加熱，再選那么對(duì)應(yīng)的裝置；氣體收集主要有排液法和排空氣法，用排液法時(shí)氣體在液體中的溶解度要小，用排空氣法時(shí)就看怎樣能把空氣排走。進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究時(shí)先要明確探究的目的，確定探究的方向，探究時(shí)要清楚哪些條件要控制不變的，要改變哪些條件，再根據(jù)實(shí)驗(yàn)用品設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，比方這道題，探究的是溫度或濃度對(duì)NH4Cl水解程度的影響，那么改變的條件就是溫度或濃度，其它條件要控制一樣，最后根據(jù)實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)得出結(jié)論，有的時(shí)候還要對(duì)一些意外現(xiàn)象進(jìn)行討論。三、定量型實(shí)驗(yàn)和探究實(shí)驗(yàn)典例三、【考點(diǎn)定位】考查化學(xué)實(shí)驗(yàn)原理分析、氣體收集、裝置連接等根本操作及實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)的知識(shí)。【2022全國(guó)卷1】8．氮的氧化物(NOx)是大氣污染物之一，工業(yè)上在一定溫度和催化劑條件下用NH3將NOx復(fù)原生成N2。某同學(xué)在實(shí)驗(yàn)室中對(duì)NH3與NOx反響進(jìn)行了探究。答復(fù)以下問(wèn)題：〔1〕氨氣的制備①氨氣的發(fā)生裝置可以選擇上圖中的_________，反響的化學(xué)方程式為_(kāi)______________。②欲收集一瓶枯燥的氨氣，選擇上圖中的裝置，其連接順序?yàn)椋喊l(fā)生裝置→______(按氣流方向，用小寫(xiě)字母表示)?！?〕氨氣與二氧化氮的反響將上述收集到的NH3充入注射器X中，硬質(zhì)玻璃管Y中參加少量催化劑，充入NO2(兩端用夾子K1、K2夾好)。在一定溫度下按圖示裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。操作步驟實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象解釋原因翻開(kāi)K1，推動(dòng)注射器活塞，使X中的氣體緩慢通入Y管中①Y管中_____________②反響的化學(xué)方程式____________將注射器活塞退回原處并固定，待裝置恢復(fù)到室溫Y管中有少量水珠生成的氣態(tài)水凝集翻開(kāi)K2③_______________④______________【答案】〔1〕①A；2NH4Cl+Ca(OH)22NH3↑+CaCl2+2H2O(或B；NH3·H2ONH3↑+H2O)；②dcfei；〔2〕①紅棕色氣體慢慢變淺；②8NH3+6NO27N2+12H2O；③Z中NaOH溶液產(chǎn)生倒吸現(xiàn)象；④反響后氣體分子數(shù)減少，Y管中壓強(qiáng)小于外壓?！久麕燑c(diǎn)評(píng)】制取氣體的裝置與反響物的狀態(tài)有關(guān)，由固體混合物加熱制取氣體可以用略向下傾斜試管進(jìn)行；固體混合或固體與液體混合不加熱制取氣體可以在錐形瓶中進(jìn)行，也可以在燒瓶中進(jìn)行。液體可以通過(guò)分液漏斗或長(zhǎng)頸漏斗參加；假設(shè)是液體與固體混合物加熱制取氣體，要在燒瓶中進(jìn)行，同時(shí)為了受熱均勻，應(yīng)該墊上石棉網(wǎng)；裝置的連接順序一般是：制取氣體、除雜、枯燥、收集、尾氣處理。要根據(jù)除雜原那么，選取適當(dāng)?shù)脑噭┏s、枯燥，根據(jù)物質(zhì)的物理性質(zhì)或化學(xué)性質(zhì)進(jìn)行氣體的收集和尾氣處理。對(duì)于極易溶于水或某溶液的氣體，尾氣處理要注意防止倒吸現(xiàn)象的發(fā)生。要會(huì)根據(jù)物質(zhì)的性質(zhì)判斷反響現(xiàn)象。典例四、【考點(diǎn)定位】考查物質(zhì)含量的測(cè)定、滴定實(shí)驗(yàn)及其計(jì)算【2022天津卷】10．水中溶氧量(DO)是衡量水體自?xún)裟芰Φ囊粋€(gè)指標(biāo)，通常用每升水中溶解氧分子的質(zhì)量表示，單位mg/L，我國(guó)?地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)?規(guī)定，生活飲用水源的DO不能低于5mg/L。某化學(xué)小組同學(xué)設(shè)計(jì)了以下裝置(夾持裝置略)，測(cè)定某河水的DO。1、測(cè)定原理：堿性條件下，O2將Mn2+氧化為MnO(OH)2：①2Mn2++O2+4OH?=2MnO(OH)2↓酸性條件下，MnO(OH)2將I?氧化為I2：②MnO(OH)2+I?+H+→Mn2++I2+H2O(未配平)，用Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定生成的I2：③2S2O32?+I2=S4O62?+2I?2、測(cè)定步驟a.安裝裝置，檢驗(yàn)氣密性，充N(xiāo)2排盡空氣后，停止充N(xiāo)2。b.向燒瓶中參加200mL水樣。c.向燒瓶中依次迅速參加1mLMnSO4無(wú)氧溶液(過(guò)量)、2mL堿性KI無(wú)氧溶液(過(guò)量)，開(kāi)啟攪拌器，至反響①完全。d攪拌并向燒瓶中參加2mL硫酸無(wú)氧溶液至反響②完全，溶液為中性或弱酸性。e.從燒瓶中取出40.00mL溶液，以淀粉作指示劑，用0.01000mol/LNa2S2O3溶液進(jìn)行滴定，記錄數(shù)據(jù)。f.……g.處理數(shù)據(jù)(忽略氧氣從水樣中的逸出量和參加試劑后水樣體積的變化)。答復(fù)以下問(wèn)題：(1)配置以上無(wú)氧溶液時(shí)，除去所用溶劑水中氧的簡(jiǎn)單操作為_(kāi)_________。(2)在橡膠塞處參加水樣及有關(guān)試劑應(yīng)選擇的儀器為_(kāi)_________。①滴定管②注射器③量筒(3)攪拌的作用是__________。(4)配平反響②的方程式，其化學(xué)計(jì)量數(shù)依次為_(kāi)_________。(5)步驟f為_(kāi)_________。(6)步驟e中到達(dá)滴定終點(diǎn)的標(biāo)志為_(kāi)_________。假設(shè)某次滴定消耗Na2S2O3溶液4.50mL，水樣的DO=__________mg/L(保存一位小數(shù))。作為飲用水源，此次測(cè)得DO是否達(dá)標(biāo)：__________(填“是〞或“否〞)(7)步驟d中參加硫酸溶液反響后，假設(shè)溶液pH過(guò)低，滴定時(shí)會(huì)產(chǎn)生明顯的誤差，寫(xiě)出產(chǎn)生此誤差的原因(用離子方程式表示，至少寫(xiě)出2個(gè))__________?！敬鸢浮俊?〕將溶劑水煮沸后冷卻〔2〕②〔3〕使溶液混合均勻，快速完成反響〔4〕1，2，4，1，1，3〔5〕重復(fù)步驟e的操作2~3次〔6〕溶液藍(lán)色褪去(半分鐘內(nèi)不變色)9.0是〔7〕2H++S2O32-=S↓+SO2↑+H2O；SO2+I2+2H2O=4H++SO42-+2I-；4H++4I-+O2=2I2+2H2O(任寫(xiě)其中2個(gè))【名師點(diǎn)評(píng)】此題以水中溶氧量的測(cè)定為載體，考查了物質(zhì)含量的測(cè)定、滴定實(shí)驗(yàn)及其計(jì)算的知識(shí)?？疾榈闹R(shí)點(diǎn)來(lái)源與課本而略高于課本，能夠很好的考查學(xué)生靈活運(yùn)用根底知識(shí)的能力和解決實(shí)際問(wèn)題的能力。要掌握滴定操作的一般步驟和計(jì)算方法。解答此題時(shí)，能夠順利的配平方程式并找到物質(zhì)間的定量關(guān)系是計(jì)算的根底和關(guān)鍵，解答時(shí)還要注意單位的轉(zhuǎn)換，這是此題的易錯(cuò)點(diǎn)。物質(zhì)的檢驗(yàn)、別離和提純?cè)谛抡n標(biāo)卷中近三年的高考考點(diǎn)分布如下：考綱要求高考考點(diǎn)考查難度考題統(tǒng)計(jì)〔新課標(biāo)〕1、了解化學(xué)實(shí)驗(yàn)是科學(xué)探究過(guò)程中的一種重要方法。2、根據(jù)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的目的和要求，能做到：〔1〕設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案；〔2〕正確選用實(shí)驗(yàn)裝置；〔3〕控制實(shí)驗(yàn)條件的方法；〔4〕預(yù)測(cè)或描述實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，分析或處理實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，分析或處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，得出合理結(jié)論；〔5〕評(píng)價(jià)或改良實(shí)驗(yàn)方案1.制備實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)★★2022新課標(biāo)Ⅲ，28,152022新課標(biāo)I,27,14分2.性質(zhì)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)★★2022新課標(biāo)Ⅱ，28,15分2022新課標(biāo)I,26,14分2022新課標(biāo)I,13,6分3、探究實(shí)驗(yàn)、定量實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)★★2022新課標(biāo)Ⅱ，28,15分【命題規(guī)律】1.高考對(duì)本課時(shí)內(nèi)容主要從三方面考查:(1)利用限定的儀器裝置、藥品,根據(jù)題目要求進(jìn)行實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì);(2)給出局部實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié),根據(jù)題目要求設(shè)計(jì)完整的實(shí)驗(yàn);(3)對(duì)給出的實(shí)驗(yàn)方案作出科學(xué)的評(píng)估,選擇最正確方案。題型有選擇題