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2022版高考化学一轮复习课件：第11章 第4节 化学实验方案的设计与评价
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这是一份2022版高考化学一轮复习课件：第11章 第4节 化学实验方案的设计与评价，共58页。PPT课件主要包含了栏目导航，必备知识关键能力，2基本思路，答案A，真题体验领悟高考等内容，欢迎下载使用。
1．化学实验方案的设计(1)基本原则。①科学性：实验的原理、操作顺序、操作方法等科学合理。②可行性：原理可行，选用的药品、仪器、设备及实验方法能够满足现行的条件要求。
③简约性：装置或方法简单，步骤少，节约药品，短时间能完成，符合绿色化学的要求。④安全性：避免使用有毒药品或进行危险性的实验操作，有毒气体的尾气处理。
2．性质原理探究命题角度
3．性质原理探究的注意事项(1)实验操作的原因、目的、作用的答题要点。
(2)实验现象的准确、全面描述。
(3)试剂的作用的答题模板。
基础应用1．试设计方案检验乙醇中少量水的存在？如何检验Fe3＋？【答案】取适量乙醇样品于试管中，向其中加少量无水硫酸铜固体，若固体由白色变为蓝色，则说明乙醇中含有水。取待测溶液少许于试管中，向试管中加入几滴硫氰化钾溶液，若溶液变为红色，则说明待测液中含有Fe3＋。
【答案】方案1，C在空气中燃烧不能得纯净的CO。方案2，AgNO3溶液价格较高，不经济。方案4，Fe燃烧后的产物为Fe3O4，不是Fe2O3。因此，只有方案3合理。
突破一 化学实验方案的设计1．某硫酸厂用氨水吸收尾气中的二氧化硫，防止其污染环境并综合利用。某课题组模拟该生产工艺，进行如下实验探究活动。
【探究二氧化硫的性质并吸收二氧化硫】设计如图实验装置。
(1)B用于探究二氧化硫的漂白性，则所盛试剂为____________；C、D分别探究的是二氧化硫的______性、______性。(2)从实验安全性角度考虑，可以代替上图中E装置的是________(填标号)。
(4)请你设计实验验证假设一，写出实验步骤和结论：
2．研究小组同学对金属镁与NH4Cl溶液的反应产生了浓厚的兴趣。可供选择的实验试剂为：镁粉，1.0 ml/L NH4Cl溶液，1.0 ml/L盐酸溶液，1.0 ml/L CH3COONH4溶液，1.0 ml/L NaNO3溶液，1.0ml/L NaCl溶液。(1)研究小组做了如下几组实验，请完成下面表格：
从实验结果得知，常温下镁几乎不和水反应，却很容易与NH4Cl、NH4NO3溶液反应产生气体，实验②的目的是验证铵根离子能和镁反应，但同学们认为这个方案还应该补充：__________________________ ________________。
突破二 化学实验方案的评价3．某实验小组为测定工业纯碱中碳酸钠的质量分数(含少量NaCl)，准确称量W g样品进行实验，下列实验方法所对应的实验方案和测量数据最合理的是( )
【解析】以甲基橙为指示剂，用标准盐酸滴定Na2CO3时，达到滴定终点时发生的反应为Na2CO3＋2HCl===2NaCl＋CO2↑＋H2O，根据消耗的HCl的物质的量可求得Na2CO3的质量，进而可求出其质量分数，A正确；测定原理是通过碱石灰吸收样品与盐酸反应产生的CO2，但由于碱石灰还能吸收反应中带出的水蒸气，会使测定结果偏高，B错误；由于CO2可溶于水，产生的CO2不能全部逸出，且部分水蒸气也会逸出，因此减轻的质量并不是产生的全部CO2的质量，C错误；由于CO2可溶于水，测得的体积会小于实际产生的CO2的体积，从而造成结果偏低，D错误。
4．为检验Na2O2与SO2反应除了生成Na2SO3和O2外，是否有Na2SO4生成，设计了方案：上述方案是否合理？________。请简要说明两点理由：①____________________；②_____________________。
1．(2020·全国卷Ⅱ)下列实验现象与实验操作不相匹配的是( )
【答案】A【解析】向盛有高锰酸钾酸性溶液的试管中通入足量的乙烯发生氧化还原反应，溶液的紫色逐渐褪去，生成MnSO4和K2SO4均溶于水，因此不会分层，A错误。
2．(2019·江苏卷)下列实验操作能达到实验目的的是( )
A．用经水湿润的pH试纸测量溶液的pHB．将4.0 g NaOH固体置于100 mL容量瓶中，加水至刻度，配制1.000 ml·L－1NaOH溶液C．用装置甲蒸干AlCl3溶液制无水AlCl3固体D．用装置乙除去实验室所制乙烯中的少量SO2【答案】D
3．(2019·北京卷)探究草酸(H2C2O4)性质，进行以下实验。(已知：室温下，0.1 ml·L－1H2C2O4的pH＝1.3)
【答案】C【解析】草酸是弱酸，写离子方程式的时候不拆，C错误。
4．(2020·天津卷)为测定CuSO4溶液的浓度，甲、乙两同学设计了两个方案。回答下列问题：Ⅰ．甲方案实验原理：CuSO4＋BaCl2===BaSO4↓＋CuCl2实验步骤：
Ⅱ．乙方案实验原理：Zn＋CuSO4===ZnSO4＋Cu，Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑
实验步骤：①按上图安装装置(夹持仪器略去)②……③在仪器A、B、C、D、E…中加入图示的试剂④调整D、E中两液面相平，使D中液面保持在0或略低于0刻度位置，读数并记录
⑤将CuSO4溶液滴入A中搅拌，反应完成后，再滴加稀硫酸至体系不再有气体产生⑥待体系恢复到室温，移动E管，保持D、E中两液面相平，读数并记录⑦处理数据
(6)步骤②为______________________________________。(7)步骤⑥需保证体系恢复到室温的原因是________(填序号)。a．反应热受温度影响b．气体密度受温度影响c．反应速率受温度影响
(8)Zn粉质量为a g，若测得H2体积为b mL，已知实验条件下ρ(H2)＝d g·L－1，则c(CuSO4) ________ml·L－1(列出计算表达式)。(9)若步骤⑥E管液面高于D管，未调液面即读数，则测得c(CuSO4) ________(填“偏高”“偏低”或“无影响”)。(10)是否能用同样的装置和方法测定MgSO4溶液的浓度：________ (填“是”或“否”)。
(9)若步骤⑥E管液面高于D管，未调液面即读数，得到氢气的体积偏小，与硫酸反应的锌的质量偏小，与硫酸铜反应的锌的质量偏大，则测得c(CuSO4)偏高。(10)不能用同样的装置和方法测定MgSO4溶液的浓度，硫酸镁不和锌发生置换反应。
5．(2019·上海卷)(1)从绿色化学、环保的角度选择制取硫酸铜的原料______(填标号)。a．Cu b．CuOc．CuS d．Cu(OH)2·CuSO4(2)写出从硫酸铜溶液中得到硫酸铜晶体的操作：__________、__________、过滤、洗涤……
(3)如图球形管装置的作用：________________。
(4)反应后溶液中存在Cu2＋，但浓硫酸有吸水性，不能通过溶液颜色来判断Cu2＋的存在，请写出一种简便的方法验证Cu2＋的存在：________________________________________________________。
1．化学实验方案的设计(1)基本原则。①科学性：实验的原理、操作顺序、操作方法等科学合理。②可行性：原理可行，选用的药品、仪器、设备及实验方法能够满足现行的条件要求。
③简约性：装置或方法简单，步骤少，节约药品，短时间能完成，符合绿色化学的要求。④安全性：避免使用有毒药品或进行危险性的实验操作，有毒气体的尾气处理。
2．性质原理探究命题角度
3．性质原理探究的注意事项(1)实验操作的原因、目的、作用的答题要点。
(2)实验现象的准确、全面描述。
(3)试剂的作用的答题模板。
基础应用1．试设计方案检验乙醇中少量水的存在？如何检验Fe3＋？【答案】取适量乙醇样品于试管中，向其中加少量无水硫酸铜固体，若固体由白色变为蓝色，则说明乙醇中含有水。取待测溶液少许于试管中，向试管中加入几滴硫氰化钾溶液，若溶液变为红色，则说明待测液中含有Fe3＋。
【答案】方案1，C在空气中燃烧不能得纯净的CO。方案2，AgNO3溶液价格较高，不经济。方案4，Fe燃烧后的产物为Fe3O4，不是Fe2O3。因此，只有方案3合理。
突破一 化学实验方案的设计1．某硫酸厂用氨水吸收尾气中的二氧化硫，防止其污染环境并综合利用。某课题组模拟该生产工艺，进行如下实验探究活动。
【探究二氧化硫的性质并吸收二氧化硫】设计如图实验装置。
(1)B用于探究二氧化硫的漂白性，则所盛试剂为____________；C、D分别探究的是二氧化硫的______性、______性。(2)从实验安全性角度考虑，可以代替上图中E装置的是________(填标号)。
(4)请你设计实验验证假设一，写出实验步骤和结论：
2．研究小组同学对金属镁与NH4Cl溶液的反应产生了浓厚的兴趣。可供选择的实验试剂为：镁粉，1.0 ml/L NH4Cl溶液，1.0 ml/L盐酸溶液，1.0 ml/L CH3COONH4溶液，1.0 ml/L NaNO3溶液，1.0ml/L NaCl溶液。(1)研究小组做了如下几组实验，请完成下面表格：
从实验结果得知，常温下镁几乎不和水反应，却很容易与NH4Cl、NH4NO3溶液反应产生气体，实验②的目的是验证铵根离子能和镁反应，但同学们认为这个方案还应该补充：__________________________ ________________。
突破二 化学实验方案的评价3．某实验小组为测定工业纯碱中碳酸钠的质量分数(含少量NaCl)，准确称量W g样品进行实验，下列实验方法所对应的实验方案和测量数据最合理的是( )
【解析】以甲基橙为指示剂，用标准盐酸滴定Na2CO3时，达到滴定终点时发生的反应为Na2CO3＋2HCl===2NaCl＋CO2↑＋H2O，根据消耗的HCl的物质的量可求得Na2CO3的质量，进而可求出其质量分数，A正确；测定原理是通过碱石灰吸收样品与盐酸反应产生的CO2，但由于碱石灰还能吸收反应中带出的水蒸气，会使测定结果偏高，B错误；由于CO2可溶于水，产生的CO2不能全部逸出，且部分水蒸气也会逸出，因此减轻的质量并不是产生的全部CO2的质量，C错误；由于CO2可溶于水，测得的体积会小于实际产生的CO2的体积，从而造成结果偏低，D错误。
4．为检验Na2O2与SO2反应除了生成Na2SO3和O2外，是否有Na2SO4生成，设计了方案：上述方案是否合理？________。请简要说明两点理由：①____________________；②_____________________。
1．(2020·全国卷Ⅱ)下列实验现象与实验操作不相匹配的是( )
【答案】A【解析】向盛有高锰酸钾酸性溶液的试管中通入足量的乙烯发生氧化还原反应，溶液的紫色逐渐褪去，生成MnSO4和K2SO4均溶于水，因此不会分层，A错误。
2．(2019·江苏卷)下列实验操作能达到实验目的的是( )
A．用经水湿润的pH试纸测量溶液的pHB．将4.0 g NaOH固体置于100 mL容量瓶中，加水至刻度，配制1.000 ml·L－1NaOH溶液C．用装置甲蒸干AlCl3溶液制无水AlCl3固体D．用装置乙除去实验室所制乙烯中的少量SO2【答案】D
3．(2019·北京卷)探究草酸(H2C2O4)性质，进行以下实验。(已知：室温下，0.1 ml·L－1H2C2O4的pH＝1.3)
【答案】C【解析】草酸是弱酸，写离子方程式的时候不拆，C错误。
4．(2020·天津卷)为测定CuSO4溶液的浓度，甲、乙两同学设计了两个方案。回答下列问题：Ⅰ．甲方案实验原理：CuSO4＋BaCl2===BaSO4↓＋CuCl2实验步骤：
Ⅱ．乙方案实验原理：Zn＋CuSO4===ZnSO4＋Cu，Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑
实验步骤：①按上图安装装置(夹持仪器略去)②……③在仪器A、B、C、D、E…中加入图示的试剂④调整D、E中两液面相平，使D中液面保持在0或略低于0刻度位置，读数并记录
⑤将CuSO4溶液滴入A中搅拌，反应完成后，再滴加稀硫酸至体系不再有气体产生⑥待体系恢复到室温，移动E管，保持D、E中两液面相平，读数并记录⑦处理数据
(6)步骤②为______________________________________。(7)步骤⑥需保证体系恢复到室温的原因是________(填序号)。a．反应热受温度影响b．气体密度受温度影响c．反应速率受温度影响
(8)Zn粉质量为a g，若测得H2体积为b mL，已知实验条件下ρ(H2)＝d g·L－1，则c(CuSO4) ________ml·L－1(列出计算表达式)。(9)若步骤⑥E管液面高于D管，未调液面即读数，则测得c(CuSO4) ________(填“偏高”“偏低”或“无影响”)。(10)是否能用同样的装置和方法测定MgSO4溶液的浓度：________ (填“是”或“否”)。
(9)若步骤⑥E管液面高于D管，未调液面即读数，得到氢气的体积偏小，与硫酸反应的锌的质量偏小，与硫酸铜反应的锌的质量偏大，则测得c(CuSO4)偏高。(10)不能用同样的装置和方法测定MgSO4溶液的浓度，硫酸镁不和锌发生置换反应。
5．(2019·上海卷)(1)从绿色化学、环保的角度选择制取硫酸铜的原料______(填标号)。a．Cu b．CuOc．CuS d．Cu(OH)2·CuSO4(2)写出从硫酸铜溶液中得到硫酸铜晶体的操作：__________、__________、过滤、洗涤……
(3)如图球形管装置的作用：________________。
(4)反应后溶液中存在Cu2＋，但浓硫酸有吸水性，不能通过溶液颜色来判断Cu2＋的存在，请写出一种简便的方法验证Cu2＋的存在：________________________________________________________。
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