實驗設計與評價

【備考目標】

◆ 根據實驗試題要求，運用化學知識設計一些基本實驗。

◆ 能繪製和識別典型的實驗儀器裝置圖。

◆ 化學實驗的各部分知識與技能的綜合應用。

【要點精講】

知識點1、化學**性實驗題的模式為：

在解題時，首先要對題目中給出的資訊進行處理，弄清是對實驗的那一方面進行**，然後深入分析實驗，依據題目中提出的實驗假設或自行提出的實驗假設，合理運用化學知識，巧妙設計實驗方案，通過實驗現象的客觀事實對實驗進行**性驗證。

1．化學實驗設計的要求

（1）原理正確；（2）方法簡單；（3）操作方便；（4）現象明顯；（5）產率高；（6）誤差小；（7）安全防汙。

2．化學實驗設計程式

（1）根據實驗的目的，闡明實驗原理，選擇合適的儀器和藥品；

（2）根據實驗的特點，設計實驗裝置，畫出實驗裝置圖；

（3）根據實驗的要求，設計可行的操作步驟和觀察重點，分析實驗中應注意的事項；

（4）實驗結束後應寫出完整的實驗報告。

知識點2、物質性質實驗方案的設計

1．完成性質實驗方案設計的基礎：

（1）無機物質的性質：原子結構和物質的分類有關

（2）有機物質的性質：官能團的種類和基團之間的相互影響有關

2．性質實驗方案設計的一般思路：

分析結構對比回顧相關知識**性質擬定方案

分子結構同系物穩定性

原子結構元素週期表酸、鹼性

氧化性、還原性

官能團反應

知識點3、實驗方案的評價

對給出的實驗方案作出選擇、評價或找出最佳方案，包含的知識點很多，能考查學生的分析問題和解決問題的能力。

（1）選擇：包括儀器的選擇、藥品的選擇、連線方式的選擇等。儀器的選擇包括發生裝置（幾種基本型別）、淨化裝置（除雜質的試劑和順序）、反應裝置、收集裝置、尾氣處理裝置等；藥品的選擇，包括種類、濃度、物質聚集狀態等；連線方式的選擇，包括儀器的先後順序、導管介面的連線等。

（2）評價：對幾個實驗方案的正確與錯誤、嚴密與不嚴密、準確與不準確作出判斷。要考慮是否合理、有無干擾現象、經濟上是否合算和對環境又無汙染等。

（3）最佳方案的選擇：所謂最佳，無非是裝置最簡單、藥品容易取得並**低廉、現象明顯、無干擾物質以及無汙染等。

【典題分析】

例1．（2023年日照市二輪考試題）下列實驗方案設計能達到預期目的的是（）

a．利用與水反應的速率比較鈣和鈉的金屬活動性順序

b．取加熱至亮棕色的纖維素水解液少許，滴入新制的cu(oh)2懸濁液，加熱有紅色沉澱物生成，證明水解產物為葡萄糖

c．利用能否與乙醇發生酯化反應來鑑別乙酸和硝酸

d．利用fecl3溶液鑑別苯酚溶液和甲酸溶液

例2．（2023年天津市考試題）某學生設計了一套驗證物質化學性質的實驗裝置，如下圖所示。

回答下列問題：

（1）該實驗的目的是

（2）該實驗的原理是

用化學方程式表示）。

（3）實驗用品：實驗儀器除鐵架臺（帶鐵夾）、儲氣瓶（兩個）、直管活塞（k1、k2）、止水夾（k3）、橡皮管、橡皮塞以及若干玻璃管連件外，還有實驗所用試劑為

（4）實驗步驟：

①按上圖連線好儀器。

②扭開活塞k1和k2，一段時間後，關閉活塞k1、k2，主要現象為

③關閉活塞k1和k2，開啟止水夾k3，要使燒瓶中產生噴泉可採用的方法是

（5）反應停止後，燒瓶內氣體及液體（溶質）的成分可能為（用化學式表示

例3．（2023年濟南市二輪試題）向溴水中加入足量乙醛溶液，可以看到溴水褪色。對產生該現象的原因有如下三種猜想：①溴水與乙醛發生取代反應；②由於乙醛分子中有不飽和鍵，溴水與乙醛發生加成反應；③由於乙醛具有還原性，溴水將乙醛氧化為乙酸。

為**哪一種猜想正確，一研究學習小組提出了如下兩種實驗方案：

方案一：檢驗褪色後溶液的酸鹼性。

方案二：測定反應前溴水中br2的物質的量和反應後br―離子的物質的量。

（1）方案一是否可行？_______。理由是

（2）假設測得反應前溴水中br2的物質的量為amol，若測得反應後n(brmol則說明溴水與乙醛發生取代反應，若測得反應後n(brmol則說明溴水與乙醛發生加成反應，若測得反應後n(brmol則說明溴水將乙醛氧化為乙酸。

例4．設計乙個簡單的化學實驗，證明明礬溶於水時，發生了水解反應，其水解反應是吸熱反應，生成了膠體溶液，並說明該反應是乙個可逆反應的理由。（可供選用的儀器和試劑有：明礬溶液、甲基橙、石蕊、酚酞試液、ph試紙、氫氧化鈉溶液、酒精燈、電泳儀、聚光束儀等）

完成下列**（可不填滿）

【演練提高】

．某同學想利用實驗證明高錳酸鉀溶液的紫紅色是mno4－離子的顏色，而不是k＋離子的顏色，他設計的下列實驗步驟中沒有意義的是（）

a、將高錳酸鉀晶體加熱分解，所得固體質量減少

b、觀察氯化鉀溶液沒有顏色，表明溶液中k＋無色

c、在氯化鉀溶液中加入適量鋅粉振盪，靜置後未見明顯變化，表明鋅與k＋無反應

d、在高錳酸鉀溶液中加入適量鋅粉振盪，靜置後見紫紅色褪去，表明mno4－離子為紫紅色

2．老師在課堂上做了乙個如右圖所示的實驗，發現燒杯中酸性高錳酸鉀溶液褪色。若將燒杯中的溶液換成含有少量kscn的fecl2溶液，溶液後來呈現血紅色。判斷下列說法中正確的是（）

a、該條件下生成的水分子化學性質比較活潑

b、該條件下h2被冷卻為液態氫，液氫的水溶液具有還原性

c、該條件下h2燃燒生成了既具有氧化性又具有還原性的物質

d、該條件下h2燃燒的產物中可能還有一定量的h2o2

3．為了檢驗某化合物中是否含有nh4+、so42－、fe2+和結晶水，設計了下列操作步驟：①取少量晶體加熱，發現試管口處有液體，且該液體能使無水硫酸銅變藍；②另取少量晶體溶於水中，滴加少量的氯水，再加入kscn溶液，有紅色出現；③取少量溶液於試管，加入鹽酸，沒有現象，再加入bacl2溶液，有白色沉澱生成；④取少量溶液於試管中，加入濃naoh溶液，微熱有使濕潤的紅色石蕊試紙變藍的氣體產生，同時也有白色沉澱產生，該沉澱很快變成灰綠色沉澱。下列說一定正確的是（）

a．②中的現象說明一定有fe2+

b．為了檢驗so42－，可以將③中的試劑換為hno3酸化的ba(no3)2

c．通過上述實驗可確定該化合物的化學式為(nh4)2fe(so4)2·6h2o

d．④中的沉澱長時間放置會變成紅褐色沉澱

4．用下圖裝置測定水中氫、氧元素的質量比，其方法是分別測定通氫氣前後玻璃管的質量差和u型管的質量差，實驗測得m(h)：m(o)>1：8。

下列對導致這一結果的原因的分析中，一定錯誤的是（）

a．i、ⅱ裝置之間缺少乾燥裝置

b．cuo沒有全部被還原

c．ⅱ裝置中玻璃管內有水冷凝

d．ⅲ裝置後缺少乾燥裝置

5．某學生設計了如下實驗方案用以檢驗澱粉水解的情況：

下列結論正確的是（）

a．澱粉上有部分未水解 b．澱粉已完全水解

c．澱粉沒有水解d．澱粉已發生水解，但不知是否完全水解

6．現有電單車鉛蓄電池的正負極標誌模糊不清，某學生利用家裡的用品判斷電池的正、負極，他可利用的用品有：白醋、白酒、食鹽、澱粉、自來水、碘酒、銅導線、鐵釘、鋁導線、小玻璃杯等，他利用上述物品如何鑑別電池的正、負極。

7．某研究小組成員在討論鑑別濃硫酸和稀硫酸的方案時，設計如下方案：

（1）其中可行的是

實驗設計與評價

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第03講實驗設計與評價

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