高考化学二轮复习专题14实验设计与实验方案评价考点讲解学案练习.docx

高考化学二轮复习专题14实验设计与实验方案评价考点讲解学案练习.docx

《高考化学二轮复习专题14实验设计与实验方案评价考点讲解学案练习.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高考化学二轮复习专题14实验设计与实验方案评价考点讲解学案练习.docx（26页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

高考化学二轮复习专题14实验设计与实验方案评价考点讲解学案练习

2019年高考化学二轮复习专题14实验设计与实验方案评价考点讲解学案练习

【考情报告】

考查角度

考查内容

命题特点

根据题干给予的新信息，预测实验现象，考查药品使用创新、仪器功能拓展、实验操作改变创新和实验操作新途径等技巧。

面对新情境，能够正确提取并处理信息（准确提炼规律、严密推理分析、做出合理解释等），准确做出深刻评价的能力

实验设计流程与实验方案评价

本部分考点通常以科技、生产、生活中的新材料为载体，考查实验评价、误差分析和定量计算等方面能力，通过对课本实验的改进考查学生分析问题和解决问题的能力以及学生思维的灵活性，同时结合实验方案的设计与评价考查学生选择、组装仪器的能力以及绘制简单实验装置图等学科内综合知识的能力考查。

【考向预测】

本节内容在高考实验中处于核心位置，每年必考。

通过近几年的高考实验研究发现，以物质的制备流程、物质的性质探究为载体，考查化学实验的设计及评价能力已成为高考实验的首选。

近年高考综合实验试题往往是在教材实验、演示实验或考生已有实验知识的基础上进行改进，创设新情镜，提出新问题，考查考生的创新意识和对实验过程的评价能力。

主要体现在以下几个方面：

（1）根据题干给予的新信息，预测实验现象等。

（2）药品使用创新、仪器功能拓展、实验操作改变创新和实验操作新途径开辟等。

（3）面对新情境，能够正确提取并处理信息（准确提炼规律、严密推理分析、做出合理解释等）。

（4）面对新问题，能够全面深入思考，合理优化结构，准确深刻评价等。

【经典在线】

1.知识梳理

一、化学实验设计

化学实验题包括的题型很多，其中比较典型的有物质性质探究型、化学现象探究型、物质制备和应用探究型等，化学实验设计时遵循的原则：

①科学性：

实验原理准确，实验流程合理；②安全性：

保护人身、保护环境、保护仪器；③可行性：

条件允许，效果明显，操作方便；④简约性：

做到步骤少、时间短、节省药品、效果好等基本要求。

通常有一下实验设计步骤：

（1）明确目的、原理

首先必须认真审题，明确实验的目的及要求，弄清题目有哪些新的信息，综合已学过的知识，通过类比、迁移、分析，从而明确实验原理。

（2）选择仪器、药品

根据实验的目的和原理，以及反应物和生成物的性质、反应条件，如反应物和生成物的状态，能否腐蚀仪器、反应是否加热及温度是否控制在一定的范围等，从而选择合理的化学仪器和药品。

（3）设计装置、步骤

根据实验目的和原理，以及所选用的仪器和药品，设计出合理的实验装置和实验操作步骤。

学生应具备识别和绘制典型的实验仪器装置图的能力，实验步骤应完整而又简明。

（4）记录现象、数据

根据观察，全面而准确地记录实验过程中的现象和数据。

（5）分析得出结论

根据实验观察的现象和记录的数据，通过分析、计算、图表、推理等处理，得出正确的结论。

二、化学实验方案设计的分类

（1）物质制备实验方案的设计

发生装置→净化装置→干燥装置→收集装置→尾气处理装置

（2）物质性质实验方案的设计是从物质的结构特点和所属类型的典型代表物去推测物质可能具有的一系列性质，然后据此设计出合理的实验方案，去探索它可能具有的性，质。

我们推测的物质的性质不一定准确，所以进行实验时要注意分析实验现象，从而得出正确结论。

可分为：

探索性性质实验方案的设计，分析物质的结构特点或从所属类型的典型代表物去推测物质可能具有的一系列性质，而后据此设计合理实验方案，探索可能具有的性质；验证性性质实验方案的设计，对物质具备的性质进行求证，关键是设计出简捷的实验，操作简单安全，实验现象明显。

三、创新探究型实验题

创新探究型实验题在知识点的涵盖上既可以考查基本概念、基本理论又可以考查元素化合物的相关知识，而且符合新课改在学习方法上强调的“探究学习”、“自主学习”，因此探究类实验题将会是以后高考试题中的一个亮点（尤其是广东、、江苏考卷）。

创新探究类试题一般有以下几种命题形式：

探究化学反应机理、探究化学实验中的反常现象、探究对经典问题的质疑、探究未知物的成分、探究物质的性质、探究化学反应的条件以及探究化学反应的现象等。

1．探究实验的一般思路

―→―→

2．探究实验的两种类型

（1）未知物的探究

虽然探究型实验主要考察学生的探究能力，但在问题的设置上常常包含了对实验基础知识的考查，如：

①常见物质分离提纯方法：

结晶法、蒸馏法、过滤法、升华法、萃取、渗析法等。

②常见气体的制备、净化、干燥、收集方法。

③熟悉重点操作：

a.气密性检查；b.量气操作；c.防倒吸、防污染操作；d.蒸发、灼烧操作……

四、化学实验方案的评价

对几个实验方案的正确与错误、严密与不严密、准确与不准确做出判断。

要考虑是否完全合理、有无干扰现象、经济上是否合算和对环境有无污染等。

1．从可行性方面对实验方案做出评价

科学性和可行性是设计实验方案的两条重要原则，在对实验方案进行评价时，要分析实验方案是否科学可行，实验方案是否遵循化学理论和实验方法要求，在实际操作时能否做到可控易行。

评价时，从以下4个方面分析：

（1）实验原理是否正确、可行；

（2）实验操作是否安全、合理；

（3）实验步骤是否简单、方便；

（4）实验效果是否明显等。

2．从“绿色化学”视角对实验方案做出评价

“绿色化学”要求设计安全的、对环境友好的合成线路，降低化学工业生产过程中对人类健康和环境的危害，减少废弃物的产生和排放。

据此，对化学实验过程或方案从以下4个方面进行综合评价：

（1）反应原料是否易得、安全、无毒；

（2）反应速率是否较快；

（3）原料利用率以及生成物质的产率是否较高；

（4）实验过程中是否造成环境污染

3．从“安全性”方面对实验方案做出评价

化学实验从安全角度常考虑的主要因素如下：

（1）净化、吸收气体及熄灭酒精灯时要防液体倒吸；

（2）进行某些易燃易爆实验时要防爆炸（如H2还原CuO应先通H2，气体点燃先验纯等）；

（3）防氧化（如H2还原CuO后要“先灭灯再停氢”，白磷切割宜在水中等）；

（4）防吸水（如实验取用、制取易吸水、潮解、水解的物质时宜采取必要措施，以保证达到实验目的）；

（5）冷凝回流（有些反应中，为减少易挥发液体反应物的损耗和充分利用原料，需在反应装置上加装冷凝回流装置，如长玻璃管、竖装的干燥管及冷凝管等）；

（6）易挥发液体产物（导出时可为蒸气）的及时冷却；

（7）仪器拆卸的科学性与安全性（也从防污染、防氧化、防倒吸、防爆炸、防泄漏等角度考虑）；

（8）其他（如实验操作顺序、试剂加入顺序、实验方法使用顺序等）。

2.经典精讲

例1.某研究小组利用下图装置探究温度对CO还原Fe2O3的影响（固定装置略）

⑴MgCO3的分解产物为

⑵装置C的作用是，

处理尾气的方法为

⑶将研究小组分为两组，按上图装置进行对比实验，甲组用酒精灯、乙组用酒精喷灯对装置D加热，反应产物均为黑色粉末（纯净物），两组分别用产物进行以下实验。

步骤

操作

甲组现象

乙组现象

1

取黑色粉末加入稀盐酸

溶解，无气泡

溶解，有气泡

2

取步骤1中溶液，滴加K3[Fe（CN）6]溶液

蓝色沉淀

蓝色沉淀

3

取步骤1中溶液，滴加KSCN溶液

变红

无现象

4

向步骤3溶液中滴加新制氯水

红色褪去

先变红，后褪色

①乙组得到的黑色粉末是

②甲组步骤1中反应的离子方程式为

③乙组步骤4中，溶液变红的原因为；溶液褪色可能的原因及其验证方法为

④从实验安全考虑，该装置还可采取的改进措施是

【答案】

⑴MgO、CO2

⑵除CO2、点燃

⑶①Fe

②Fe3O4＋8H＋=2Fe3＋＋Fe2＋＋4H2O

③Fe2＋被氧化成Fe3＋，Fe3＋遇SCN－显红色；假设SCN－被Cl2氧化，向溶液中加入KSCN溶液，若出现红色，则假设成立（其它合理答案均可）

④在装置BC之间添加装置E防倒吸（其它合理答案均可给分）

【解析】探究温度对CO还原Fe2O3的影响为实验目的考察化学知识，涉及产物分析、装置作用、尾气处理、物质检验、反应原理、实验假设、实验验证、装置改进等内容。

（1）MgCO3MgO＋CO2↑；产物是MgO、CO2

（2）通过Zn粉，发生Zn＋CO2ZnO＋CO；再通过NaOH溶液，是为了除去二氧化碳；再通过无水氯化钙是为了除去水蒸气；然后CO还原氧化铁，E装置防倒吸，

F装置检验和吸收二氧化碳。

尾气是CO，点燃处理。

（3）CO还原氧化铁生成黑色粉末可能是Fe、Fe3O4、FeO及其混合物。

1实验，证明甲组没有Fe生成，乙组产生了Fe；2实验，证明溶于酸时都生成了Fe2＋；3实验证明甲组生成了Fe3O4，乙组没有生成；4实验说明褪色的原因可能是SCN－可能被Cl2氧化。

例2.为了探究AgNO3的氧化性和热稳定性，某化学兴趣小组设计了如下实验。

Ⅰ.AgNO3的氧化性

将光亮的铁丝伸入AgNO3溶液中，一段时间后将铁丝取出。

为检验溶液中Fe的氧化产物，将溶液中的Ag+除尽后，进行了如下实验。

可选用的试剂：

KSCN溶液、K3[Fe（CN）6]溶液、氯水。

（1）请完成下表：

操作

现象

结论

取少量除尽Ag+后的溶液于试管中，加入KSCN溶液，振荡

①

存在Fe3+

取少量除尽Ag+后的溶液于试管中，加入②，振荡

③

存在Fe2+

【实验结论】Fe的氧化产物为Fe2+和Fe2+。

Ⅱ.AgNO3的热稳定性

用下图所示的实验装置A加热AgNO3固体，产生红棕色气体，在装置D中收集到无色气体。

当反应结束后，试管中残留固体为黑色。

（2）装置B的作用是。

（3）经小组讨论并验证该无色气体为O2，其验证方法是。

（4）【查阅资料】Ag2O和粉末状的Ag均为黑色；Ag2O可溶于氨水。

【提出设想】试管中残留的黑色固体可能是：

ⅰ.Ag；ⅱ.Ag2O；ⅲ.Ag和Ag2O。

【实验验证】该小组为验证上述猜想，分别取少量黑色固体放入试管中，进行了如下实验。

实验编号

操作

现象

a

加入足量氨水，振荡

黑色固体不溶解

b

加入足量稀硝酸，振荡

黑色固体溶解，并有气体产生

【实验评价】根据上述实验，不能确定固体产物成分的实验是①（填实验编号）。

【实验结论】根据上述实验结果，该小组得出AgNO3固体热分解的产物有②。

【答案】

（1）①溶液呈红色②K2[Fe（CN）6]溶液③产生蓝色沉淀

（2）防倒吸（3）用带火星的木条伸入集气瓶内，木条复燃，证明无色气体为O2（4）①b②Ag、NO2、O2

【经典考题3】FeCl3在现代工业生产中应用广泛。

某化学研究性学习小组模拟工业生产流程制备无水FeCl3，再用副产品FeCl3溶液吸收有毒的H2S。

I.经查阅资料得知：

无水FeCl3在空气中易潮解，加热易升华。

他们设计了制备无水FeCl3的实验方案，装置示意图（加热及夹持装置略去）及操作步骤如下：

①检查装置的气密性；

②通入干燥的Cl2，赶尽装置中的空气；

③用酒精灯在铁屑下方加热至反应完成

④.。

。

。

。

。

。

。

。

⑤体系冷却后，停止通入Cl2，并用干燥的N2赶尽Cl2，将收集器密封

请回答下列问题：

（1）装置A中反应的化学方程式为

（2）第③步加热后，生成的烟状FeCl3大部分进入收集器，少量沉积在反应管A的右端。

要使沉积得FeCl3进入收集器，第④步操作是，

（3）操作步骤中，为防止FeCl3潮解所采取的措施有（填步骤序号）

（4）装置B中的冷水作用为；装置C的名称为；装置D中FeCl2，全部反应完后，因为失去吸收Cl2的作用而失效，写出检验FeCl2是否失效的试剂：

（5）在虚线框内画出尾气吸收装置E并注明试剂

II.该