热点02 表格型实验方案的设计与评价-2024年高考化学【热点·重点·难点】专练（新高考专用）

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实验方案设计与评价是近几年新高考对于实验的重要考查形式，表格型实验设计分析与评价仍然是2024年高考实验考查的热点。题目涉及实验操作、实验原理、实验现象及其因果关系的分析判断与评价，融合了元素化合物、化学反应原理、基础有机化学等不同角度的知识点，信息容量大，综合性强。
预计2024年高考，命题方式大致有以下几种：
（1）利用教材实验按照实验操作与实验现象的匹配关系进行设计。
（2）改变或拓展教材实验进行设计。
（3）利用教材中有明显现象的不常见反应进行设计。
其中，化学平衡的移动原理探究实验、沉淀溶解平衡、糖类水解、卤代烃中卤素原子的检验等实验仍是考察的重点。
【策略1】熟记常考20例表格型实验选项
【策略2】回归教材：常考有机实验设计方案及评价
（1）卤代烃中卤素原子的检验
（2）蔗糖水解及水解产物的检验
（3）淀粉的水解及水解进程判断
（4）蛋白质的盐析与变性的比较
（5）证明有机物与卤素单质是取代反应还是加成反应的思路——以苯和液溴反应为例
【策略3】回归教材：常考无机实验设计方案及评价
1．溶度积常数
（1）AgCl、AgI、Ag2S的转化
（2）常见的题干类型
= 1 \* GB3 \* MERGEFORMAT ①向少量的AgNO3溶液中滴加NaCl溶液至不再有白色沉淀生成，再向其中滴加KI溶液产生黄色沉淀。
= 2 \* GB3 \* MERGEFORMAT ②向浓度均为0.1 ml·L－1的NaCl、NaI混合溶液中滴加0.1 ml·L－1 AgNO3溶液先产生黄色沉淀。
【微点拨】
= 1 \* GB3 \* MERGEFORMAT ①组成类型相同的难溶电解质，Ksp较大的难溶电解质容易转化为Ksp较小的难溶电解质。
= 2 \* GB3 \* MERGEFORMAT ②Ksp相差不大的难溶电解质，Ksp较小的难溶电解质在一定条件下可以转化为Ksp较大的难溶电解质。
如：Ksp(BaSO4)＝1×10－10，Ksp(BaCO3)＝2.6×10－9，即Ksp(BaSO4)＜Ksp(BaCO3)，但两者相差不大，可以相互转化，在BaSO4饱和溶液中加入高浓度的Na2CO3溶液，也可以转化成Ksp较大的BaCO3。
= 3 \* GB3 \* MERGEFORMAT ③KSP：KSP(AgCl)＞KSP(AgBr)＞KSP(AgI)＞KSP(Ag2S)，则溶解度S(AgCl)＞S(AgBr)＞S(AgI)＞S(Ag2S)。
沉淀转化：AgClAgBrAgIAg2S。
2．比较物质的酸性
（1）酸性强弱比较：可通过强酸制弱酸、对应盐的碱性、同浓度溶液导电能力或pH等方法来比较。
= 1 \* GB3 \* MERGEFORMAT ①利用较强酸制较弱酸来比较
如：NaClO＋CO2＋H2O===NaHCO3＋HClO，则酸性：H2CO3＞HClO＞HCO3－
特例：H2S＋CuSO4===CuS↓＋H2SO4、Na2CO3＋SiO2eq \(=====,\s\up7(高温))Na2SiO3＋CO2↑、CaCO3＋SiO2eq \(=====,\s\up7(高温))CaSiO3＋CO2↑
= 2 \* GB3 \* MERGEFORMAT ②利用同浓度对应盐的碱性强弱来比较
如：用pH计测量0.1 ml·L－1 NaA和0.1ml·L－1 NaB溶液的pH，NaA的pH强，则酸性：HA＜HB
【微点拨】
a．测NaA和NaB饱和溶液的pH，因为饱和溶液的浓度不一定相同，故方案不行；
b．测NaA和Na2CO3溶液的pH，无法比较HA和H2CO3酸性强弱；
= 3 \* GB3 \* MERGEFORMAT ③利用同浓度酸溶液的导电能力(或pH)来比较
如：0.1ml·L－1 HA溶液的导电性比0.1ml·L－1 HB溶液的导电性强(或pH小)，则酸性：HA＞HB
（2）弱酸酸式盐的电离程度与水解程度比较：可通过测得溶液的酸、碱性的方法来比较；
如：NaHA溶液呈酸性，则NaHA的电离程度大于水解程度；
考向一 判断实验操作、现象、结论是否匹配
1．（2023·重庆·统考高考真题）下列实验操作和现象，得出的相应结论正确的是
2．（2023·浙江·统考高考真题）探究卤族元素单质及其化合物的性质，下列方案设计、现象和结论都正确的是
3．（2022·全国·统考高考真题）由实验操作和现象，可得出相应正确结论的是
考向二 根据实验目的设计实验方案
4．（2023·江苏·统考高考真题）室温下，探究溶液的性质，下列实验方案能达到探究目的的是
5．（2021·广东·高考真题）化学是以实验为基础的科学。下列实验操作或做法正确且能达到目的的是
考向三 气体制备、收集、除杂方案设计与评价
6．（2021·全国·高考真题）实验室制备下列气体的方法可行的是
（建议用时：30分钟）
1．（2023·吉林长春·校考三模）化学是以头验为基础的学科。下列根据实验操作和现象能得到相应结论的是
2．（2023·广西南宁·校联考模拟预测）下列实验目的、方案设计和现象、结论都正确的是
3．（2023·辽宁大连·校考模拟预测）下列实验探究方案能达到探究目的的是
4．（2023·陕西渭南·统考模拟预测）实验探究是化学学习的方法之一、根据下列实验设计的现象所得实验结论正确的是
5．（2023·全国·校联考一模）根据装置和下表内的物质(夹持、尾气处理装置省略)，其中能达到相应实验目的的是
6．（2023·江西·校联考模拟预测）根据下列实验操作和现象，得出实验结论正确的是
7．（2021·广东·校联考模拟预测）下列实验操作正确且能达到实验目的的是
8．（2023·云南大理·统考模拟预测）化学是以实验为基础的学科。下列根据实验操作和现象能得到相应结论的是
9．（2024·浙江温州·统考一模）探究氮及其化合物的性质，下列方案设计、现象和结论都正确的是
10．（2023·四川雅安·统考模拟预测）下列由实验操作及现象所得结论正确的是
11．（2023·河南·校联考一模）根据实验操作及现象，下列结论中正确的是
12．（2022·浙江金华·校联考模拟预测）下列依据实验现象得出的结论正确的是
13．（2023·浙江·校联考一模）探究氮元素及其化合物的性质，下列方案设计、现象和结论正确的是
14．（2023·江苏南通·统考模拟预测）下列实验方案能达到探究目的的是
15．（2023·陕西西安·校考模拟预测）用如图所示的装置进行实验(夹持及尾气处理仪器略去)，能达到实验目的的是
表格型实验方案的设计与评价（选择题）
考向一 判断实验操作、现象、结论是否匹配
考向二 根据实验目的设计实验方案
考向三 气体制备、收集、除杂方案设计与评价
序号
实验操作
实验目的
正误
1
向2 mL 1 ml·L－1 NaOH溶液中先加入3滴1 ml·L－1 FeCl3溶液，再加入3滴1 ml·L－1 MgCl2溶液
证明Ksp[Mg(OH)2]>Ksp[Fe(OH)3]
×
2
相同温度下，向两支盛有相同体积不同浓度H2O2溶液的试管中分别滴入适量相同浓度的CuSO4溶液和FeCl3溶液
探究Cu2＋、Fe3＋对H2O2分解速率的影响
×
3
室温下，用pH试纸分别测定浓度为0.1 ml·
L－1 NaClO溶液和0.1 ml·L－1 CH3COONa溶液的pH
比较HClO和CH3COOH的酸性强弱
×
4
向含有酚酞的Na2CO3溶液中加入少量BaCl2固体，溶液红色变浅
证明Na2CO3溶液中存在水解平衡
√
5
分别测定室温下等物质的量浓度的Na2SO3与Na2CO3溶液的pH，后者较大
证明非金属性：S>C
×
6
将NaOH溶液滴入某溶液中加热，放出的气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝
证明溶液中有NHeq \\al(＋,4)
√
7
分别通入硝酸银溶液中，产生淡黄色沉淀的是溴蒸气
鉴别溴蒸气和NO2
√
8
在醋酸钠溶液中滴入酚酞溶液，加热后红色加深
证明盐类水解是吸热反应
√
9
将硫酸酸化的H2O2溶液滴入Fe(NO3)2溶液中，溶液变黄色
证明氧化性：H2O2比Fe3＋强
×
10
往黄色固体难溶物PbI2中加水，振荡，静置。取上层清液，然后加入NaI固体，产生黄色沉淀
证明难溶物存在沉淀溶解平衡
√
11
向AgCl悬浊液中加入NaI溶液时出现黄色沉淀
Ksp(AgCl)< Ksp(AgI)
×
12
先在托盘上各放一张滤纸，然后在右盘上添加2 g砝码，左盘上添加NaOH固体
称取2.0 g NaOH固体
×
13
将FeCl3固体溶解于适量蒸馏水
配制FeCl3溶液
×
14
向沸水中逐滴加入1～2 mL FeCl3饱和溶液，搅拌并继续煮沸出现浑浊
制备Fe(OH)3胶体
×
15
测定等物质的量浓度的盐酸、硝酸的pH
比较Cl、N的非金属性强弱
×
16
用熔融氧化铝、CCl4做导电性实验
证明二者是离子化合物还是共价化合物
√
17
向含有少量FeCl3的MgCl2溶液中加入足量Mg(OH)2粉末，搅拌一段时间后过滤
除去MgCl2溶液中少量FeCl3
√
18
将CH3CH2Br与NaOH溶液共热，冷却后，取出上层水溶液，加入AgNO3溶液，观察是否产生淡黄色沉淀
检验CH3CH2Br中存在的溴元素
×
19
取一定质量的样品与足量盐酸反应，用碱石灰吸收产生的气体
测定Na2CO3(含NaCl)样品纯度
×
20
将洗净的容量瓶放在烘箱中烘干
缩短容量瓶干燥的时间
×
实验步骤
取少量卤代烃于试管中，加入NaOH水溶液，加热，冷却后，加入稀硝酸中和溶液至酸性，再加入AgNO3溶液。若出现黄色沉淀，则卤代烃中含有I－离子；若出现浅黄色沉淀，则卤代烃中含有Br－离子；若出现白色沉淀，则卤代烃中含有Cl－离子。
实验流程
相关方程式
R—X＋NaOHROH＋NaX
HNO3＋NaOH===NaNO3＋H2O
AgNO3＋NaX===AgX↓＋NaNO3
微点拨
①条件：NaOH水溶液，加热；
②一定要先加入稀硝酸中和溶液至酸性，再加入硝酸银溶液，否则会出现Ag2O黑色沉淀，影响卤原子的检验；
实验内容
在洁净的试管中加入1 mL 10%蔗糖溶液和5滴10% H2SO4溶液，热水浴中加热。待溶液冷却后向其中加入NaOH溶液至溶液呈碱性，再加入银氨溶液或新制备的Cu(OH)2，加热，观察现象。
实验装置
实验现象
加入银氨溶液的试管中产生银镜；加入新制的Cu(OH)2的试管中出现红色沉淀；
实验结论
蔗糖的水解产物分子中含有醛基，具有还原性；
反应方程式
微点拨
检验水解产物为葡萄糖时，一定要先加NaOH溶液中和作催化剂的稀硫酸，至溶液呈碱性后再加银氨溶液或新制的Cu(OH)2悬浊液进行检验，否则实验会失败；
实验原理
判断淀粉水解的程度时，要注意检验产物中是否生成葡萄糖，同时还要确认淀粉是否水解完全。用银氨溶液或新制的Cu(OH)2和碘水来检验淀粉是否发生了水解及水解是否完全；
实验步骤
实验现象及结论
现象A
现象B
结论
未产生银镜
溶液呈蓝色
未水解
出现银镜
溶液呈蓝色
部分水解
出现银镜
溶液不呈蓝色
完全水解
微点拨
①检验葡萄糖生成时要注意水解液加碱呈碱性；
②检验淀粉是否存在时，注意水解液不用加碱呈碱性，否则I2与碱反应；
盐析
变性
概念
蛋白质在某些盐的浓溶液中溶解度降低而析出
蛋白质在加热、强酸、强碱等条件下性质发生改变而凝结起来
特征
可逆
不可逆
实质
溶解度降低，物理变化
结构、性质改变，化学变化
条件
钠、镁、铝等轻金属盐或铵盐的浓溶液
加热、强酸、强碱、强氧化剂、紫外线、重金属盐、苯酚、甲醛、乙醇等
用途
分离提纯蛋白质
杀菌、消毒
实例
硫酸铵或硫酸钠等盐溶液使蛋白质盐析
重金属盐(例如硫酸铜)溶液能使蛋白质变性
反应原料
苯、纯溴、铁
实验原理
实验装置
实验方案设计
检验产物是否有HBr生成，若有则为取代反应；若无则为加成反应。
微点拨
AgNO3溶液中有浅黄色沉淀生成，说明有HBr气体生成，该反应应为取代反应，但是前提必须是在圆底烧瓶和锥形瓶之间增加一个CCl4的洗气瓶，吸收Br2(g)，防止对HBr检验的干扰 (若无洗气瓶，则AgNO3溶液中有浅黄色沉淀生成，不能说明该反应为取代反应，因为Br2(g)溶于水形成溴水也能使AgNO3溶液中产生浅黄色沉淀).
实验步骤
向盛有2 mL 0.1 ml·L－1 NaCl溶液的试管中滴加2滴0.1 ml·L－1 AgNO3溶液，观察并记录现象；振荡试管，然后向其中滴加4滴0.1 ml·L－1 KI溶液，观察并记录现象；振荡试管，然后再向其中滴加8滴0.1 ml·L－1 Na2S溶液，观察并记录现象。
实验示意图
实验现象
先有白色沉淀产生；然后白色沉淀转化为黄色沉淀；最后黄色沉淀转化为黑色沉淀。
化学方程式
NaCl＋AgNO3=== AgCl↓＋NaNO3
AgCl＋KI===AgI＋KCl
2AgI＋Na2S===Ag2S＋2NaI
实验结论
AgCl沉淀转化为AgI沉淀，AgI沉淀又转化为Ag2S沉淀，说明溶解度由小到大的顺序为Ag2SSi
D
Na2CO3溶液
饱和硼酸溶液
澄清石灰水
验证酸性强弱：H2CO3>H3BO3