第 28講 實(shí) 驗(yàn) 設(shè) 計(jì) 與 評(píng) 價(jià)考綱導(dǎo)視考綱定位1.能 根 據(jù) 實(shí) 驗(yàn) 試 題 要 求 ， 做 到 ： (1)設(shè) 計(jì) 、 評(píng) 價(jià) 或 改 進(jìn) 實(shí) 驗(yàn) 方 案 ；(2)了 解 控 制 實(shí) 驗(yàn) 條 件 的 方 法 ； (3)分 析 或 處 理 實(shí) 驗(yàn) 數(shù) 據(jù) ， 得 出 合理 結(jié) 論 ； (4)繪 制 和 識(shí) 別 典 型 的 實(shí) 驗(yàn) 儀 器 裝 置 圖 。2.以 上 各 部 分 知 識(shí) 與 技 能 的 綜 合 應(yīng) 用 。 考點(diǎn)一化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)【知識(shí)梳理】1 實(shí) 驗(yàn) 設(shè) 計(jì) 遵 循 的 原 則 和 一 般 思 路 。(1)實(shí) 驗(yàn) 設(shè) 計(jì) 遵 循 的 原 則 。 科 學(xué) 性 ： 實(shí) 驗(yàn) 原 理 準(zhǔn) 確 ， 實(shí) 驗(yàn) 流 程 合 理 。 _性 ： 保 護(hù) 人 身 ， 保 護(hù) 環(huán) 境 ， 保 護(hù) 儀 器 。 可 行 性 ： 條 件 允 許 ， 效 果 明 顯 ， 操 作 可 行 。 _性 ： 做 到 步 驟 少 、 時(shí) 間 短 、 效 果 好 等 基 本 要 求 。安 全簡(jiǎn) 約 (2)實(shí) 驗(yàn) 設(shè) 計(jì) 的 一 般 思 路 ： 理 解 實(shí) 驗(yàn) 目 的 闡 明 實(shí) 驗(yàn) 原 理 選 擇 儀 器 藥 品 設(shè) 計(jì) 實(shí) 驗(yàn) 步 驟 選 擇 數(shù) 據(jù) 處 理 方 法 形 成 設(shè) 計(jì)方 案 確 定 最 佳 方 案 。2 實(shí) 驗(yàn) 設(shè) 計(jì) 的 步 驟 。 3 實(shí) 驗(yàn) 設(shè) 計(jì) 的 注 意 事 項(xiàng) 。(1)“六 防 ” 。 防 _： 有 氣 體 生 成 或 參 與 的 裝 置 都 不 可 密 閉 ； 點(diǎn)燃 或 加 熱 可 燃 性 氣 體 (H2 、 CO 、 CH4 、 C2H4 、 C2H2 等 )前 應(yīng) 先_。 防 水 解 ： 制 取 在 空 氣 中 易 _的 物 質(zhì) ， 如 Al2S3 、AlCl3 、 Mg3N2 、 FeCl3 等 ， 要 在 生 成 此 物 質(zhì) 的 裝 置 前 后 連 接_裝 置 ， 吸 收 水 蒸 氣 。 防 氧 化 ： 如 H 2 還 原 CuO 后 要 “ 先 滅 燈 再 停 氫 ” ； 白 磷切 割 宜 在 水 中 進(jìn) 行 ； 制 備 Fe(OH)2 要 隔 絕 空 氣 以 及 除 去 溶 液 中的 溶 解 氧 等 。爆 炸驗(yàn) 純 水 解干 燥 防 干 擾 ： 如 在 設(shè) 計(jì) 多 種 離 子 的 檢 驗(yàn) 與 鑒 別 或 確 定 混 合 物組 成 的 實(shí) 驗(yàn) 時(shí) ， 要 防 止 離 子 間 發(fā) 生 干 擾 ； 設(shè) 計(jì) 燃 燒 法 測(cè) 定 有 機(jī)物 分 子 式 時(shí) 要 防 止 空 氣 中 二 氧 化 碳 和 水 蒸 氣 對(duì) 實(shí) 驗(yàn) 結(jié) 果 造 成 干擾 等 。 防 倒 吸 ： 處 理 極 _的 氣 體 時(shí) ， 要 注 意 防 倒 吸 。 防 揮 發(fā) ： 低 沸 點(diǎn) 液 體 反 應(yīng) 物 ， 在 受 熱 時(shí) 易 揮 發(fā) ， 為 減 少損 耗 ， 要 添 加 冷 凝 回 流 裝 置 ， 如 冷 凝 管 等 。易 溶 于 水 (2)對(duì) 于 有 氣 體 發(fā) 生 或 參 與 的 實(shí) 驗(yàn) 要 特 別 注 意 以 下 問 題 ： 儀 器 連 接 問 題 ： 按 氣 體 發(fā) 生 除 _(凈 化 )干 燥主 體 實(shí) 驗(yàn) _處 理 的 順 序 連 接 好 實(shí) 驗(yàn) 儀 器 。 接 口 連 接 問 題 ： 如 洗 氣 時(shí) “ 進(jìn) 氣 管 _， 出 氣 管_”； 量 氣 時(shí) “ 進(jìn) 氣 管 _， 出 氣 管 _”； 干 燥管 除 雜 質(zhì) 時(shí) “ 大 口 _小 口 _”； 在 做 有 機(jī) 物 相 關(guān) 實(shí) 驗(yàn)時(shí) ， 宜 用 磨 口 玻 璃 儀 器 連 接 而 不 能 用 橡 皮 管 連 接 等 。 實(shí) 驗(yàn) 操 作 的 順 序 ： 連 接 各 部 分 裝 置 檢 查 _裝藥 品 進(jìn) 行 實(shí) 驗(yàn) 操 作 拆 卸 實(shí) 驗(yàn) 裝 置 。尾 氣 長(zhǎng)短 短 長(zhǎng)進(jìn) 出 雜 質(zhì) 氣 密 性 【考點(diǎn)集訓(xùn)】例1香 煙 煙 霧 中 含 有 CO、 CO2、 SO2、 H2O 等 氣 體 ， 用 無 水 CuSO4； 澄 清 石 灰 水 ； 紅 熱 CuO； 生 石 灰 ； 品 紅溶 液 ； 酸 性 高 錳 酸 鉀 溶 液 等 藥 品 可 將 其 一 一 檢 出 ， 檢 測(cè) 時(shí) 香煙 煙 霧 通 入 藥 品 的 正 確 順 序 是 ( )。A C B D 解析：為了防止其他溶液對(duì)水的檢驗(yàn)產(chǎn)生干擾，首先用無水CuSO4 檢測(cè)水，然后用品紅溶液檢驗(yàn)SO2，再通入酸性高錳酸鉀溶液除去SO2，然后通入澄清石灰水，檢驗(yàn)CO2，通入生石灰，除去CO2 和H2O，最后通入紅熱CuO，檢驗(yàn)CO，故B項(xiàng)正確。答案：B 選 項(xiàng) 氣 體 a b c dA C2H4 乙 醇 濃 H2SO4 NaOH 溶 液 濃 H2SO4B Cl2 濃 鹽 酸 MnO2 NaOH 溶 液 濃 H2SO4C NH3 飽 和 NH4Cl 溶 液 消 石 灰 H2O 固 體 NaOHD NO 稀 HNO3 銅 屑 H2O 濃 H2SO4例2擬 用 下 圖 裝 置 制 取 表 中 各 選 項(xiàng) 對(duì) 應(yīng) 的 氣體 (圖 中 鐵 架 臺(tái) 、 鐵 夾 、 加 熱 及 氣 體 收 集 裝 置 均 已 略 去 ， 必要 時(shí) 可 以 加 熱 ， a、 b、 c、 d 表 示 相 應(yīng) 儀 器 中 加 入 的 試 劑 )。 下 述方 法 中 可 以 得 到 干 燥 、 純 凈 氣 體 的 是 ( )。 解析：A 項(xiàng)制備乙烯必須使用溫度計(jì)；B項(xiàng)氯氣能與NaOH溶液反應(yīng)；C 項(xiàng)氨氣極易溶于水。答案：D 步 驟 現(xiàn) 象 Fe 表 面 產(chǎn) 生 大 量 無 色氣 泡 ， 液 面 上 方 變 為 紅 棕 色 Fe 表 面 產(chǎn) 生 少量 紅 棕 色 氣 泡后 ， 迅 速 停 止 Fe、 Cu 接 觸 后 ，其 表 面 產(chǎn) 生 紅棕 色 氣 泡例3(2015 年北京卷)在 通 風(fēng) 櫥 中 進(jìn) 行 下 列 實(shí) 驗(yàn) ： A 中 氣 體 由 無 色 變 紅 棕 色 的 化 學(xué) 方 程 式 為 ： 2NOO2=2NO2B 中 的 現(xiàn) 象 說 明 Fe表 面 形 成 致 密 的 氧 化 層 ， 阻 止 Fe進(jìn) 一 步 反 應(yīng)C 對(duì) 比 、 中 現(xiàn) 象 ， 說 明 稀 HNO3的 氧 化 性 強(qiáng) 于 濃 HNO3D 針 對(duì) 中 現(xiàn) 象 ， 在 Fe、 Cu之 間 連 接 電 流 計(jì) ， 可 判 斷Fe 是 否 被 氧 化 解析：是鐵與稀硝酸反應(yīng)生成無色氣體NO，NO被空氣中的氧氣氧化生成紅棕色的NO2 氣體，故A正確；的現(xiàn)象是因?yàn)殍F發(fā)生了鈍化，F(xiàn)e 表面形成致密的氧化層，阻止Fe進(jìn)一步反應(yīng)，故B正確；實(shí)驗(yàn)反應(yīng)停止是因?yàn)殍F發(fā)生了鈍化，不能用來比較稀硝酸和濃硝酸的氧化性強(qiáng)弱，物質(zhì)氧化性強(qiáng)弱只能通過比較物質(zhì)得電子能力大小來分析，故C錯(cuò)誤；中Fe、Cu都能與硝酸反應(yīng)，二者接觸，符合原電池構(gòu)成條件，要想驗(yàn)證鐵是否發(fā)生氧化反應(yīng)，可以連接電流計(jì)，故D正確。答案：C 例4(2015 年新課標(biāo)卷 )草 酸 (乙 二 酸 )存 在 于 自 然 界 的 植物 中 ， 其 K1 5.4 10 2， K2 5.4 10 5。 草 酸 的 鈉 鹽 和 鉀 鹽 易溶 于 水 ， 而 其 鈣 鹽 難 溶 于 水 。 草 酸 晶 體 (H2C2O42H2O)無 色 ， 熔點(diǎn) 為 101 ， 易 溶 于 水 ， 受 熱 脫 水 、 升 華 ， 170 以 上 分 解 。回 答 下 列 問 題 ： (1)甲 組 同 學(xué) 按 照 如 圖 所 示 的 裝 置 ， 通 過 實(shí) 驗(yàn) 檢 驗(yàn) 草 酸 晶 體的 分 解 產(chǎn) 物 ， 裝 置 C 中 可 觀 察 到 的 現(xiàn) 象 是 _，由 此 可 知 草 酸 晶 體 分 解 的 產(chǎn) 物 中 有 _。 裝 置 B 的 主 要 作用 是 _。(2)乙 組 同 學(xué) 認(rèn) 為 草 酸 晶 體 分 解 的 產(chǎn) 物 中 含 有 CO， 為 進(jìn) 行驗(yàn) 證 ， 選 用 甲 組 實(shí) 驗(yàn) 中 的 裝 置 A、 B 和 如 圖 所 示 的 部 分 裝 置 (可以 重 復(fù) 選 用 )進(jìn) 行 實(shí) 驗(yàn) 。 乙 組 同 學(xué) 的 實(shí) 驗(yàn) 裝 置 中 ， 依 次 連 接 的 合 理 順 序 為 A、 B、_。 裝 置 H 反 應(yīng) 管 中 盛 有 的 物 質(zhì) 是 _。 能 證 明 草 酸 晶 體 分 解 產(chǎn) 物 中 有 CO 的 現(xiàn) _。(3)設(shè) 計(jì) 實(shí) 驗(yàn) 證 明 ： 草 酸 的 酸 性 比 碳 酸 的 強(qiáng) ： _。 草 酸 為 二 元 酸 ： _。 答案：(1)有 氣 泡 冒 出 ， 澄 清 石 灰 水 變 渾 濁 CO2 冷 凝 (水蒸 氣 和 草 酸 )， 防 止 草 酸 進(jìn) 入 裝 置 C 反 應(yīng) 生 成 沉 淀 而 干 擾 CO2的 檢 驗(yàn)(2) F、 D、 G、 H、 D、 I CuO H 中 黑 色 粉 末 變 為 紅 色 ， 裝 置 F 與 G 之 間 的 D 中 澄 清 石灰 水 不 變 渾 濁 ， 裝 置 H 與 I 之 間 的 D 中 澄 清 石 灰 水 變 渾 濁(3) 向 盛 有 少 量 NaHCO 3 的 試 管 里 滴 加 草 酸 溶 液 ， 有 氣 泡產(chǎn) 生 用 NaOH 標(biāo) 準(zhǔn) 溶 液 滴 定 草 酸 溶 液 ， 消 耗 NaOH 的 物 質(zhì)的 量 是 草 酸 的 2 倍 考點(diǎn)二化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案的評(píng)價(jià)【知識(shí)梳理】1 化 學(xué) 實(shí) 驗(yàn) 方 案 評(píng) 價(jià) 的 依 據(jù) 。針 對(duì) 一 個(gè) 實(shí) 驗(yàn) ， 可 以 設(shè) 計(jì) 出 多 種 方 案 ， 對(duì) 多 個(gè) 實(shí) 驗(yàn) 方 案 進(jìn)行 評(píng) 價(jià) 主 要 從 以 下 幾 個(gè) 方 面 著 手 ：(1)原 理 的 科 學(xué) 性 ： 對(duì) 比 分 析 實(shí) 驗(yàn) 方 案 的 原 理 是 否 遵 循 已 學(xué)_ 原 理 和 _ 原 理 或 者 能 否 在 題 目 已 給 信 息 中 找到 ?；?學(xué) 物 理 (2)方 案 的 可 行 性 ： 對(duì) 比 分 析 實(shí) 驗(yàn) 方 案 的 操 作 步 驟 、 現(xiàn) 象 、數(shù) 據(jù) 處 理 等 _。(3)綠 色 化 學(xué) ： 對(duì) 比 分 析 實(shí) 驗(yàn) 方 案 的 藥 品 成 本 、 利 用 率 和 對(duì)環(huán) 境 的 友 好 程 度 。(4)方 案 的 安 全 性 ： 對(duì) 比 分 析 實(shí) 驗(yàn) 方 案 本 身 和 對(duì) 人 身 、 設(shè) 備儀 器 以 及 動(dòng) 植 物 的 安 全 性 。是 否 合 理 、 簡(jiǎn) 單 2 化 學(xué) 實(shí) 驗(yàn) 方 案 評(píng) 價(jià) 的 基 本 思 路 。通 過 分 析 明 確 探 索 目 的 或 物 質(zhì) 的 性 質(zhì) ， 將 實(shí) 驗(yàn) 目 的 、 物 質(zhì)的 性 質(zhì) 和 實(shí) 驗(yàn) 操 作 步 驟 結(jié) 合 起 來 ， 判 斷 運(yùn) 用 這 些 步 驟 和 裝 置 ，能 否 實(shí) 現(xiàn) 目 的 。 答案：D 例6(2015 年浙江卷)某 同 學(xué) 采 用 硫 鐵 礦 焙 燒 取 硫 后 的 燒 渣(主 要 成 分 為 Fe2O3、 SiO2、 Al2O3， 不 考 慮 其 他 雜 質(zhì) )制 備 七 水 合硫 酸 亞 鐵 (FeSO47H2O)， 設(shè) 計(jì) 了 如 下 流 程 ： A 溶 解 燒 渣 選 用 足 量 硫 酸 ， 試 劑 X選 用 鐵 粉B 固 體 1 中 一 定 含 有 SiO2， 控 制 pH是 為 了 使 Al3 轉(zhuǎn) 化 為Al(OH)3， 進(jìn) 入 固 體 2C 從 溶 液 2 得 到 FeSO47H2O 產(chǎn) 品 的 過 程 中 ， 須 控 制 條 件防 止 其 氧 化 和 分 解D 若 改 變 方 案 ， 在 溶 液 1 中 直 接 加 NaOH 至 過 量 ， 得 到的 沉 淀 用 硫 酸 溶 解 ， 其 溶 液 經(jīng) 結(jié) 晶 分 離 也 可 得 到 FeSO 47H2O 解析：燒渣混合物中加入足量硫酸，F(xiàn)e2O3、Al2O3與酸反應(yīng)生成硫酸鐵、硫酸鋁，SiO2 不反應(yīng)，過濾，固體1 為SiO2；在濾液中加入鐵粉將Fe3還原為Fe2，調(diào)節(jié)pH 使Al3完全生成Al(OH)3 沉淀，過濾，固體2為氫氧化鋁，溶液2為硫酸亞鐵，蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾，得到硫酸亞鐵晶體。由流程分析可知，溶解燒渣選用足量硫酸，X 為鐵粉。D項(xiàng)中最終得到的是硫酸鐵而不是硫酸亞鐵。答案：D