高三化学实验专题复习(4) 实验设计与评价

2009届高三化学实验专题复习专题四实验设计与评价【备考目标】◆根据实验试题要求，运用化学知识设计一些基本实验。

◆能绘制和识别典型的实验仪器装置图。

◆化学实验的各部分知识与技能的综合应用。

【要点精讲】知识点1、化学探究性实验题的模式为：Array在解题时，首先要对题目中给出的信息进行处理，弄清是对实验的那一方面进行探究，然后深入分析实验，依据题目中提出的实验假设或自行提出的实验假设，合理运用化学知识，巧妙设计实验方案，通过实验现象的客观事实对实验进行探究性验证。

1．化学实验设计的要求（1）原理正确；（2）方法简单；（3）操作方便；（4）现象明显；（5）产率高；（6）误差小；（7）安全防污。

2．化学实验设计程序（1）根据实验的目的，阐明实验原理，选择合适的仪器和药品；（2）根据实验的特点，设计实验装置，画出实验装置图；（3）根据实验的要求，设计可行的操作步骤和观察重点，分析实验中应注意的事项；（4）实验结束后应写出完整的实验报告。

知识点2、物质性质实验方案的设计1．完成性质实验方案设计的基础：（1）无机物质的性质：原子结构和物质的分类有关（2）有机物质的性质：官能团的种类和基团之间的相互影响有关2．性质实验方案设计的一般思路：分析结构→对比回顾相关知识→预测性质→拟定方案分子结构同系物稳定性原子结构元素周期表酸、碱性氧化性、还原性官能团反应知识点3、实验方案的评价对给出的实验方案作出选择、评价或找出最佳方案，包含的知识点很多，能考查学生的分析问题和解决问题的能力。

（1）选择：包括仪器的选择、药品的选择、连接方式的选择等。

仪器的选择包括发生装置（几种基本类型）、净化装置（除杂质的试剂和顺序）、反应装置、收集装置、尾气处理装置等；药品的选择，包括种类、浓度、物质聚集状态等；连接方式的选择，包括仪器的先后顺序、导管接口的连接等。

（2）评价：对几个实验方案的正确与错误、严密与不严密、准确与不准确作出判断。

要考虑是否合理、有无干扰现象、经济上是否合算和对环境又无污染等。

（3）最佳方案的选择：所谓最佳，无非是装置最简单、药品容易取得并价格低廉、现象明显、无干扰物质以及无污染等。

【典题分析】例1．（2007年日照市二轮考试题）下列实验方案设计能达到预期目的的是（）A ．利用与水反应的速率比较钙和钠的金属活动性顺序B ．取加热至亮棕色的纤维素水解液少许，滴入新制的Cu(OH)2悬浊液，加热有红色沉淀物生成，证明水解产物为葡萄糖C ．利用能否与乙醇发生酯化反应来鉴别乙酸和硝酸D ．利用FeCl 3溶液鉴别苯酚溶液和甲酸溶液 例2．（2006年天津市考试题）某学生设计了一套验证物质化学性质的实验装置，如下图所示。

回答下列问题：（1）该实验的目的是_________________ ____________________________________ ____________________________________ （2）该实验的原理是______________________________________________________________________（用化学方程式表示）。

（3）实验用品：实验仪器除铁架台（带铁夹）、储气瓶（两个）、直管活塞（K 1、K 2）、止水夹（K 3）、橡皮管、橡皮塞以及若干玻璃管连件外，还有______________________________，实验所用试剂为________________________________________________________。

（4）实验步骤： ①按上图连接好仪器。

②扭开活塞K 1和K 2，一段时间后，关闭活塞K 1、K 2，主要现象为：______________________解题警示实验评价问题是高考题经常考查的一类综合性实验试题，可以很好的考查学生分析问题和解决问题的能力。

在比较几个实验方案及选择合理装置时，首先要明确实验原理和实验目的，体会各方案设计是否合理，确定不合理方案的原应。

认真对比各方案、各装置的异同，重点分析其中的不同之处，体会在不同之处哪个方案、装置更合理有效。

经过对不同之处逐一分析，选择各方案中的优点，重新组合可以得到最佳方案。

_______________________________________________________________________________ __。

③关闭活塞K1和K2，打开止水夹K3，要使烧瓶中产生喷泉可采用的方法是_______________________________________________________________________________________________ __。

（5）反应停止后，烧瓶内气体及液体（溶质）的成分可能为（用化学式表示）：_____________ _______________________________________________________________________________ __。

例3．（2007年济南市二轮试题）向溴水中加入足量乙醛溶液，可以看到溴水褪色。

对产生该现象的原因有如下三种猜想：①溴水与乙醛发生取代反应；②由于乙醛分子中有不饱和键，溴水与乙醛发生加成反应；③由于乙醛具有还原性，溴水将乙醛氧化为乙酸。

为探究哪一种猜想正确，一研究学习小组提出了如下两种实验方案：方案一：检验褪色后溶液的酸碱性。

方案二：测定反应前溴水中Br2的物质的量和反应后Br―离子的物质的量。

（1）方案一是否可行？_______。

理由是______________________________________________________________________________________________________________________________ __。

（2）假设测得反应前溴水中Br2的物质的量为amol，若测得反应后n(Br―)＝___________mol 则说明溴水与乙醛发生取代反应，若测得反应后n(Br―)＝___________mol则说明溴水与乙醛发生加成反应，若测得反应后n(Br―)＝___________mol则说明溴水将乙醛氧化为乙酸。

例4．设计一个简单的化学实验，证明明矾溶于水时，发生了水解反应，其水解反应是吸热反应，生成了胶体溶液，并说明该反应是一个可逆反应的理由。

（可供选用的仪器和试剂有：明矾溶液、甲基橙、石蕊、酚酞试液、pH试纸、氢氧化钠溶液、酒精灯、电泳仪、聚光束仪等）【演练提高】1．某同学想利用实验证明高锰酸钾溶液的紫红色是MnO4－离子的颜色，而不是K＋离子的颜色，他设计的下列实验步骤中没有意义的是（）A、将高锰酸钾晶体加热分解，所得固体质量减少B、观察氯化钾溶液没有颜色，表明溶液中K＋无色C、在氯化钾溶液中加入适量锌粉振荡，静置后未见明显变化，表明锌与K＋无反应D、在高锰酸钾溶液中加入适量锌粉振荡，静置后见紫红色褪去，表明MnO4－离子为紫红色2．老师在课堂上做了一个如右图所示的实验，发现烧杯中酸性高锰酸钾溶液褪色。

若将烧杯中的溶液换成含有少量KSCN的FeCl2溶液，溶液后来呈现血红色。

判断下列说法中正确的是（）A、该条件下生成的水分子化学性质比较活泼B、该条件下H2被冷却为液态氢，液氢的水溶液具有还原性C、该条件下H2燃烧生成了既具有氧化性又具有还原性的物质D、该条件下H2燃烧的产物中可能还有一定量的H2O23．为了检验某化合物中是否含有NH4+、SO42－、Fe2+和结晶水，设计了下列操作步骤：①取少量晶体加热，发现试管口处有液体，且该液体能使无水硫酸铜变蓝；②另取少量晶体溶于水中，滴加少量的氯水，再加入KSCN溶液，有红色出现；③取少量溶液于试管，加入盐酸，没有现象，再加入BaCl2溶液，有白色沉淀生成；④取少量溶液于试管中，加入浓NaOH溶液，微热有使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体产生，同时也有白色沉淀产生，该沉淀很快变成灰绿色沉淀。

下列说一定正确的是（）A．②中的现象说明一定有Fe2+B．为了检验SO42－，可以将③中的试剂换为HNO3酸化的Ba(NO3)2C．通过上述实验可确定该化合物的化学式为(NH4)2Fe(SO4)2·6H2OD．④中的沉淀长时间放置会变成红褐色沉淀4．用下图装置测定水中氢、氧元素的质量比，其方法是分别测定通氢气前后玻璃管的质量差和U型管的质量差，实验测得m(H)：m(O)>1：8。

下列对导致这一结果的原因的分析中，一定错误的是（）A．I、Ⅱ装置之间缺少干燥装置B．CuO没有全部被还原C．Ⅱ装置中玻璃管内有水冷凝D．Ⅲ装置后缺少干燥装置5．某学生设计了如下实验方案用以检验淀粉水解的情况：下列结论正确的是（）A．淀粉上有部分未水解B．淀粉已完全水解C．淀粉没有水解D．淀粉已发生水解，但不知是否完全水解6．现有摩托车铅蓄电池的正负极标志模糊不清，某学生利用家里的用品判断电池的正、负极，他可利用的用品有：白醋、白酒、食盐、淀粉、自来水、碘酒、铜导线、铁钉、铝导线、小玻璃杯等，他利用上述物品如何鉴别电池的正、负极。

_______________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________ __7（1）其中可行的是_________________。

（2）其中一个操作稍作改进就能成为可行的是__________，改进方法是___________________。

（3）完全错误的是_______，因为____________________________________________________。

8．锌和铝都是活泼金属，其氢氧化物既能溶于强酸，又能溶于强碱。

但是氢氧化铝不溶于氨水，而氢氧化锌能溶于氨水，生成Zn(NH3)42+。

回答下列问题：（1）单质铝溶于氢氧化钠溶液后，溶液中铝元素的存在形式为______________（用化学式表示）。

（2）写出锌和氢氧化钠溶液反应的化学方程式__________________________________________（3）下列各组中的两种溶液，用相互滴加的实验方法即可鉴别的是______________________①硫酸铝和氢氧化钠②硫酸铝和氨水③硫酸锌和氢氧化钠④硫酸锌和氨水9．(05春北京)化学活动课上，三组学生分别用图示甲、乙两装置，探究“NaHCO3，和Na2CO3与稀盐酸的反应”，按表中的试剂用量，在相同条件下，将两个气球中的固体粉末同时倒入试管中(装置的气密性已检查)。