2016年高考化学热点题型和提分秘籍--化学实验方案的设计与评价(解析版)-含解析

教学资源网（jb1000.com）圆学子梦想靠世纪金榜【高频考点解读】化学实验方案的设计与评价是化学综合实验考查的一种重要形式。一是考查化学实验方案的设计能力，包括完善实验步骤，设计简短的实验操作方案等，多在非选择题中呈现；二是考查对实验方案的评价能力，包括实验方案的可行性，实验方案的优缺点及改进，在选择题中和填空题中都有所涉及。该题型能够综合考查学生的分析问题和解决问题的能力，综合性强，难度稍大，区分度高，应引起重视。【热点题型】题型一制备实验方案设计例1、Fe(OH)2中一种白色沉淀，在空气中或在含有O2的水中容易被氧化而变色，难以看到它的“真面目”。为了解决这个问题，许多科学家对此实验作了研究和改进，以下三个图有一定的代表性。(1)按照常规实验的要求，用胶头滴管滴加溶液时(填“能”或“不能”)伸入试管中，原因是，图I中，长胶头滴管伸入液面下的目的是；(2)在图Ⅱ中，要观察到Fe(OH)2的生成，B管中的试剂可以是实验操作的步骤是(反应试剂已加入)①②若操作步骤①和②颠倒，能否看到Fe(OH)2白色沉淀？试说明理由：(3)若用图Ⅲ装置实验，阳极材料应选用,阴极用石墨，阳极反应，阴极反应是，该实验有一明显的不足，不利于长久清楚地看到Fe(OH)2白色沉淀的生成，请指出并设法克服。。教学资源网（jb1000.com）圆学子梦想靠世纪金榜气体压强增大，利用的是温度和体积不变，增大气体的物质的量，从而将B装置中生成的FeSO4被气体压入II装置，FeSO4和II中的NaOH接触发生反应，制备出Fe(OH)2;图Ⅲ则利用电解原理制备Fe(OH)2。答案：（1）不能，药品会被污染，防止带入空气，加速药品的氧化变质（2）稀硫酸、①打开止水夹，待C中溶液有大量气泡②关闭止水夹、不能（3）Fe,Fe-2e－=Fe2+,2H++2e－=H2↑,溶液与空气接触，易引起Fe(OH)2变质，可以在溶液上层加盖保护液，如苯等。【感悟提高】解答此题要求对铁元素的化合的知识能灵活运用，正确掌握Fe(OH)2制备条件，能将物理中大气压的知识运用到化学实验中，将基础实验与创新运用结合，将装置创新与原理创新结合。【提分秘籍】制备实验设计思路及一般方法列出可能的几种制备方法和途径，然后进行分析和比较，从中选取最佳的实验方法。在制订具体的实验方案时，还应注意对实验条件进行严格、有效的控制。其顺序是：特别提醒：制备实验方案遵循的原则：（1）条件合适，操作方便；（2）原理正确，步骤简单；（3）原料丰富，价格低廉；产物纯净，染污物少。题型二性质实验设计例2、三氧化二铁和氧化亚铜都是红色粉末，常用作颜料。某校一化学实验小组通过实验来探究一红色粉末是Fe2O3、Cu2O或二者的混合物。探究过程如下：查阅资料：Cu2O溶于稀硫酸生成Cu和Cu2SO4在空气中加热生成CuO提出假设假设l：红色粉末是Fe2O3假设2：红色粉末是Cu2O假设3：红色粉末是Fe2O3和Cu2O的混合物设计探究实验教学资源网（jb1000.com）圆学子梦想靠世纪金榜取少量粉末放入足量稀硫酸中，在所得溶液中滴加KSCN试剂。(1)若假设1成立，则实验现象是。(2)若假设2成立，则实验现象是有。(3)若固体放入足量稀硫酸中，经充分反应后，固体全部溶解，滴加KSCN试剂时，溶液不变红色，则证明假设(填数字)成立，写出可能发生的离子方程式。(4)经实验分析，确定红色粉末为Fe2O3和Cu2O的混合物。实验小组欲用加热法测定Cu2O的质量分数。取ag固体粉末在空气中充分加热，待质量不再变化时，称其质量为bg(b＞a)，则混合物中Cu2O的质量分数为。答案：（1）溶液变为血红色（2）红色固体剩余，溶液变蓝，加入KSCN时，溶液不变红色(3)3OHFeHOFe2332326OHCuCuHOCu222222322CuFeCuFe(4)100)(9aab%【感悟提高】定性检验实验设计是用来判定实验对象具有那些性质、某种因素是否存在、某个因素是否起作用、某些因素之间是否具有某种关系、测定某些物质的定性组成、探讨研究对象具有怎样的内部结构等所进行的实验。它主要解决“有没有”、“是不是”的问题。【提分秘籍】（1）探索性性质实验方案的设计分析其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。（2）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。特别提醒：要按照课程内容的要求，积极开展实验探究活动。通过探究活动“发现学习和生教学资源网（jb1000.com）圆学子梦想靠世纪金榜产、生活中有意义的化学问题，并进行实验探究；能根据具体情况设计解决化学问题的实验方案，并予以评价和优化；能通过化学实验收集有关数据，并科学地加以处理；能对实验现象做出合理的解释，运用比较、归纳、分析、综合等方法初步揭示化学变化的规律”。题型三定量测量设计例3、某化学兴趣小组测定某FeCl3样品（含少量FeCl2杂质）中铁元素的质量分数，实验室按以下步骤进行：①称取ag样品，置于烧杯中；②加适量盐酸和适量蒸馏水使样品溶解，准确配制成250mL溶液；③准确量取25.00mL步骤②中配得的溶液，置于烧杯中，加入适量的氯水，使反应完全；④加入过量氨水，充分搅拌，使沉淀完全；⑤过滤，洗涤沉淀；⑥将沉淀转移到坩埚内，加热、搅拌，直到固体由红褐色全部变为红棕色后，在干燥器中冷却至室温后，称量；⑦……。请根据上面叙述，回答：（1）上图仪器中，实验步骤①②③中必须用到的仪器是E和（填仪器序号）。（2）写出步骤③中发生反应的离子方程式。（3）洗涤沉淀的操作是。（4）第⑥步的操作中，将沉淀物加热，冷却至室温，称量其质量为m1g，再次加热并冷却至室温称量其质量为m2g，若m1与m2差值较大，接下来的操作应当是。（5）若坩埚质量是W1g，最终坩埚和固体的总质量是W2g，则样品中铁元素的质量分数为。教学资源网（jb1000.com）圆学子梦想靠世纪金榜答案：（1）CFG（2）2Fe2++Cl2＝2Fe3++2Cl－（3）向过滤器里注入蒸馏水，使水面没过滤渣，等水自然流完后，重复操作2～3次。（4）继续加热，放置干燥器中冷却，称量，至最后两次称得的质量差不超过0.1g（或恒重）为止。（5）aWW）－（12700%或112（W2---W1）/16a等【感悟提高】本题以实验数据测定为主线，考查学生通过实验数据分析实验原理，并推断实验操作流程的能力，表面看上去试题考查的内容较为单一化，但本题却对学生的实验能力和推理能力和平时实验的动手能力等均有较高层次的要求。要解答好此类试题，要求教师让学生在平时的实验课上多亲自体验实验探究的过程，多动手实验，并做到实验前进行实验预习和认真填写实验报告的好习惯，这样使学生对实验流程做到心中有数，记忆深刻，实验中所需要的实验仪器不用死记硬背，而是记住实验过程，便能顺利推出。【提分秘籍】定量测量实验设计是为了深入了解物质和自然现象的量的特征，揭露各因素之间的数量关系，从而确定某些因素的数值。它能够具体的从量上来测定对象所具有的某种性质或者他们的数量关系。它得到的结果是一定质和量之间的准确函数关系。因此所有影响此函数关系准确的因素都视为干扰因素，设计实验就是确定了具体某一方案后，排除此方案中所有干扰因素，干扰因素全部排除，此方案具体的实施程序就清晰且明确了。【高考风向标】1．【2015新课标Ⅱ卷理综化学】用右图所示装置进行下列实验：将①中溶液滴入②中，预测的现象与实际相符的是（）选项①中物质②中物质预测②中的现象A．稀盐酸碳酸钠与氢氧化钠的混合溶液立即产生气泡B．浓硝酸用砂纸打磨过的铝条产生红棕色气体C．氯化铝溶液浓氢氧化钠溶液产生大量白色沉淀D．草酸溶液高锰酸钾酸性溶液溶液逐渐褪色【答案】D教学资源网（jb1000.com）圆学子梦想靠世纪金榜．【2015江苏化学】下列设计的实验方案能达到实验目的的是（）A．制备Al(OH)3悬浊液：向1mol·L－1AlCl3溶液中加过量的6mol·L－1NaOH溶液B．提纯含有少量乙酸的乙酸乙酯：向含有少量乙酸的乙酸乙酯中加入过量饱和碳酸钠溶液，振荡后静置分液，并除去有机相的水C．检验溶液中是否含有Fe3＋：取少量待检验溶液，向其中加入少量新制氯水，再滴加KSCN溶液，观察实验现象D．探究催化剂对H2O2分解速率的影响：在相同条件下，向一支试管中加入2ml5%H2O2和1mlH2O，向另一支试管中加入2mL5%H2O2和1mLFeCl3溶液，观察并比较实验现象【答案】BD3．【2015新课标Ⅰ卷理综化学】（14分）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。草酸的钠盐和钾盐易溶于水，而其钙盐难溶于水。草酸晶体(H2C2O4·2H2O)无色，熔点为101℃，易溶于水，受热脱水、升华，170℃以上分解。回答下列问题：（1）甲组同学按照如图所示的装置，通过实验检验草酸晶体的分解产物。装置C中可观察到的现象是_________，由此可知草酸晶体分解的产物中有_______。装置B的主要作用是教学资源网（jb1000.com）圆学子梦想靠世纪金榜。（2）乙组同学认为草酸晶体分解的产物中含有CO，为进行验证，选用甲组实验中的装置A、B和下图所示的部分装置(可以重复选用)进行实验。①乙组同学的实验装置中，依次连接的合理顺序为A、B、______。装置H反应管中盛有的物质是_______。②能证明草酸晶体分解产物中有CO的现象是_______。（3）设计实验证明：①草酸的酸性比碳酸的强______。②草酸为二元酸______。【答案】（1）有气泡逸出，澄清石灰水变浑浊；CO2；冷凝（水蒸气、草酸等），避免草酸进入装置C反应生成沉淀，干扰CO2的检验。（2）①F、D、G、H、D、I；CuO（氧化铜）；②H中的粉末有黑色变为红色，其后的D中的石灰水变浑浊；（3）①向盛有少量NaHCO3溶液的试管中滴加草酸溶液，有气泡产生。②用氢氧化钠标准溶液滴定草酸溶液，消耗氢氧化钠的物质的量是草酸的两倍教学资源网（jb1000.com）圆学子梦想靠世纪金榜铜）；4．【2015四川理综化学】(13分)(NH4)2SO4是常见的化肥和化工原料，受热易分解。某兴趣小组拟探究其分解产物。[查阅资料](NH4)2SO4在260℃和400℃时分解产物不同。[实验探究]该小组拟选用下图所示装置进行实验（夹持和加热装置略）实验1：连接装置A-B-C-D，检查气密性，按图示加入试剂（装置B盛0.5000mol/L盐酸70.00mL）。通入N2排尽空气后，于260℃加热装置A一段时间，停止加热，冷却，停止通入N2。品红溶液不褪色，取下装置B，加入指示剂，用0.2000mol/LNaOH溶液滴定剩余盐酸，终点时消耗NaOH溶液25.00mL。经检验滴定后的溶液中无SO42-。（1）仪器X的名称是________________。（2）滴定前，下列操作的正确顺序是_________(填字母编号)。教学资源网（jb1000.com）圆学子梦想靠世纪金榜．盛装0.2000mol/LNaOH溶液b．用0.2000mol/LNaOH溶液润洗c．读数、记录d．查漏、清洗e．排尽滴定管尖嘴的气泡并调整液面（3）装置B内溶液吸收气体的物质的量是__________mol实验2：连接装置A-D-B，检查气密性，按图示重新加入试剂