考点 55 微型实验方案的设计与评价 一、突破微型实验方案设计类评价题 化学实验评价类题通常要求学生以批判的思维对实验方案、实验方法和装置设计从某角度否定、排除 不合理的或不是最优的选择、设计更好的。 1．实验方案的评价原则 （1）原理正确。设计实验方案要根据化学变化规律和实验原理，确保原理正确。 （2）操作可行。设计实验方案，特别是实验操作要具有可操作性。 （3）装置简单。设计实验时，如果能用多套实验装置进行操作，在条件允许的前提下，应选择最简 单的实验装置，选择最简单的实验步骤。 （4）经济合理。原料一般要求廉价易得。 （5）安全环保。实验所选药品尽量无毒，实验过程要安全且不造成环境污染。 2．考查方式 微型实验方案的设计评价类试题多以表格形式呈现，其中可包含原理、操作、现象、结论等项目的评 价。 3．表格判断型试题的答题模板 答题模板 分析思路(要点) 审清题中每个选项所给实验目的，分析其实验原理或化学 （1）明确目的及原理 反应的正确性 （2）分析所选试剂及添加顺序 分析所选试剂及添加顺序能否达到实验目的 （3）分析仪器的选用及使用 分析仪器的选择能否达到实验目的或仪器的操作是否正确 （4）分析现象及结论 分析实验现象与结论、原理是否匹配 这类题目的特点是建立实验“操作——现象——结论”之间的逻辑关系。 二、常见易错的实验操作题举例分析如下： （1） 实验操作及现象 结论 用铂 丝蘸 取某 溶液 进 一定是钠盐，该 行焰 色反 应， 火焰 呈 溶液中一定不含 黄色 有 K+ 判断 解释 结论混淆了范围：NaOH 焰色反应火焰也是 错 黄色，检验钾要透过蓝色钴玻璃，透过蓝色 钴玻璃呈现紫色说明含有钾元素，否则不含 有 向乙醇中加入浓硫酸 ， 加热 ，溶 液变 黑， 将 （2） 产生 的气 体通 入酸 性 该气体是乙烯 错 KMnO4 溶液，溶液褪 挥发的乙醇、乙烯、副反应生成的 SO2 都能 使酸性 KMnO4 溶液褪色 色 向溶液 X 中滴加 NaO （3） H 稀溶液，将湿润的 红色 石蕊 试纸 置于 试 NH3 极易溶于水，在溶液中加入稀 NaOH 溶 溶液 X 中无 N 错 发出来 管口，试纸不变蓝 用湿润的淀粉−碘化钾 （4） 试纸检验气体 Y，试 淀粉−碘化钾试纸检验的是具有强氧化性的 该气体是 Cl2 错 纸变蓝 （5） （6） 该气体一定是 SO 液中，品红褪色 2 错 错 白色沉淀生成 （7） 入 KMnO4 酸性溶液， 溶液褪色 靠近溶液 X，有白烟 该有机物中含有 碳碳双键 错 X 一定是浓盐酸 错 说明淀粉未水解 错 制 Cu(OH)2 并 加 热 ， 0） 该溶液中一定含 N 溶液，溶液不变色 ，Fe2+ 滴加 氯水 后溶 液显 红 都能产生白烟，浓盐酸、浓硝酸都符合 酸的情况下加入的新制 Cu(OH)2 会与硫酸反 应生成 CuSO4，在加热时得不到沉淀，应该 先加氢氧化钠中和硫酸后再加新制 Cu(OH)2 无砖红色沉淀 1 向某溶液中滴加 KSC 只要是挥发性的浓酸遇蘸有浓氨水的玻璃棒 稀硫酸在淀粉水解中作催化剂，在未中和硫 量稀 硫酸 微热 ，向 水 （ 故用 KMnO4 溶液无法证明分子中含有碳碳 双键 在淀 粉溶 液中 加入 适 解后 的溶 液中 加入 新 ，加入 碳碳双键和醛基都能使酸性高锰酸钾褪色， 产生 （9） ，滴加硝酸时能被氧化成 BaCl2 也会有白色沉淀产生 蘸有 浓氨 水的 玻璃 棒 （8） O3、Cl2 也能使品红褪色 溶液 Y 中可能含有 Ag+；②若溶液 Y 中含有 Y 中一定含有 再滴加 BaCl2 溶液，有 向 CH2 CHCHO 中 滴 气体，Y 可能是 Cl2 ，也可能是 O3 、NO2 等 气体 将某 气体 通入 品红 溶 向溶液 Y 中滴加硝酸 液，生成的氨水浓度小，不加热 NH3 不会挥 正确 Fe2+的检验方法正确 色 溴 乙 烷 与 NaOH 溶 液 （ 1） 1 共 热 后 ， 滴 加 AgNO3 溴 乙 烷 未 发 生 水 溶液 ，未 出现 淡黄 色 解 NaOH 与 AgNO3 溶液反应生成的 AgOH 极 错 离子的检验 沉淀 在硫 酸钡 沉淀 中加 入 （ 2） 1 浓碳 酸钠 溶液 充分 搅 说明 Ksp(BaCO3)< 拌后，取沉淀(洗净)放 Ksp(BaSO4) 不稳定，分解生成黄褐色的氧化银，干扰溴 溶解度大的容易向溶解度小的物质转化；但 错 入盐酸中有气泡产生 Ksp 相近时，溶解度小的也能向溶解度大的 物质转化 考向一 从可行性方面评价化学实验 典例 1 如图所示为从固体混合物中分离 X 的两种方案，请根据方案 1 和方案 2 指出下列说法中合理的是 A．可以选用方案 1 分离碳酸氢钠中含有的氯化铵 B．方案 1 中的残留物应该具有的性质是受热易挥发 C．方案 2 中加入的试剂一定能够与除 X 外的物质发生化学反应 D．方案 2 中加入 NaOH 溶液可以分离出 SiO2 和 Fe2O3 混合物中的 Fe2O3 【解析】①加热法分离提纯固体混合物应满足的条件：一种物质受热易挥发或分解，另一物质受热不 挥发或难分解。②加试剂法分离(过滤)提纯固体混合物应满足的条件：所加试剂能达到让一种物质形成溶 液，而另一物质形成难溶物的状态。A 项中碳酸氢钠、氯化铵受热均易分解，故用方案 1 不能将两物质分 离开，错误；B 项方案 1 中的残留物应该具有受热时不挥发或难分解的性质，错误；C 项方案 2 中加入的 试剂可能不与除 X 外的物质发生化学反应，如加水进行溶解分离，错误；D 项中 SiO2 与 NaOH 溶液反应生 成 Na2SiO3 溶解而分离，正确。 【答案】D 1．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 1 mol·L－1 AlCl3 溶液中加过量的 6 mol·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适量饱和 NaOH 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 Fe2＋：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 2 mL 5% H2O2 和 1 mL H2O，向另一支试管中加入 2 mL 5% H2O2 和 1 mL FeCl3 溶液，观察并比较实验现象 考向二 从装置合理性评价实验方案 典例 1 下列实验装置设计正确，且能达到目的的是 【解析】A 选项可以根据右边玻璃管中的刻度读数得到气体体积，正确；B 选项应该用碱式滴定管， 错误；C 选项氨气不能使干燥的 pH 试纸显色，错误；D 选项温度计的水银球应在与蒸馏烧瓶支管口相平的 位置，错误。 【答案】A 2．下述实验方案能达到相应实验目的的是 编号 A B C D 实验 方案 片刻后在 Fe 电极附近滴 置于光亮处 入 K3[Fe(CN)6]溶液 实验 验证铁钉发生 目的 析氢腐蚀 验证甲烷与氯 验证 Fe 电极被保护 验证乙炔的还原性 气发生化学反 应 考向三 常见表格判断型试题 典例 1 下列实验操作对应的现象和根据现象得出的结论均正确的是 A 实验操作 现象 结论 向 FeCl3 溶液中滴加稀氨水 溶液由黄色变为红棕色 生成了氢氧化铁胶体 碳和浓硫酸加热所得气体产 B 物依次通过品红溶液和澄淸 石灰水 C D 向某溶液中滴加 K3[Fe(CN)6] 溶液 裂化汽油与碘水混合振荡并 品红溶液褪色，澄清石 灰水变浑浊 产生蓝色沉淀 有机层显紫色，水层变 气体产物中含有 CO2 和 SO2 溶液中存在亚铁离子 裂化汽油将碘萃取到有机 静置分层 为无色 层中 【解析】A．向 FeCl3 溶液中滴加稀氨水，现象是黄色的溶液中生成了红褐色沉淀，结论是生成了氢氧化铁 沉淀，错误；B．碳和浓硫酸加热所得气体产物依次通过品红溶液和澄淸石灰水，可以观察到品红溶液褪 色、澄清石灰水变浑浊，说明气体产物中一定含有 SO2，但是不能确定一定有 CO2，因为 SO2 也能使澄清 石灰水变浑浊，错误；C．向某溶液中滴加 K3[Fe(CN)6]溶液，产生蓝色沉淀，说明溶液中存在亚铁离子， 正确；D．裂化汽油与碘水混合振荡并静置分层，可以观察到有机层显紫色、水层变为无色，但是不能说 明是裂化汽油将碘萃取到有机层中，因为裂化汽油中含有不饱和烃可以与碘发生加成反应，其反应的产物 也可以作为萃取剂，错误。 【答案】C 3．下列有关实验设计或操作、观察或记录、结论或解释都正确的是 选项 A B C D 实验设计或操作 将少量浓硝酸分多次加入 Cu 和稀硫酸的混合液中 某粉末用酒精润湿后，用 铂丝蘸取做焰色反应 观察或记录 产生红棕色气体 硝酸的还原产物是 NO2 火焰呈黄色 该粉末一定不含钾盐 在 AlCl3 和 MgCl2 的混合液 先生成白色沉沉，后沉淀 中加入过量 NaOH 溶液 部分溶解 将盛水的分液漏斗先静置， 再倒置 结论或解释 漏斗口和活塞不渗水 金属性 Na>Mg>Al 分液漏斗不漏液 考向四 综合性实验选择题 典例 1 FeCl3 可用于工业废水的处理，其易潮解，可由 Cl2 与 Fe 单质反应制备。某研究小组同学利用如图 所示装置制备 FeCl3。下列说法正确的是 A．装置①中若有 6 mol Cl－被氧化，则消耗 1.5 mol MnO2 B．装置②③⑤中依次盛放饱和食盐水、浓硫酸和澄清石灰水 C．整套装置没有设计缺陷 D．可以用装置①制备 SO2 气体 【解析】A 项，MnO2 与浓盐酸反应时，＋4 价锰转化为＋2 价锰，故 6 mol Cl － 被氧化，消耗 3 mol MnO2，错误；B 项，由于澄清石灰水中 OH－的浓度较低，吸收 Cl2 较慢，所以不能用澄清石灰水吸收多余 的 Cl2，错误；C 项，由于 FeCl3 易潮解，故需要防止装置⑤中水蒸气进入装置④的硬质玻璃管中，所以在 装置④⑤之间应连接一个干燥装置，同时⑤中没有做到防倒吸，错误；D 项，分液漏斗中加入浓硫酸，蒸 馏烧瓶中加入 Cu，加热，可制 SO2，正确。 【答案】D 4．某课外小组利用如图装置进行实验，通过称量装置 B 反应前后的质量变化，测定某纯碱试样(含氯化钠 杂质)中的碳酸钠的质量分数。 下列实验操作一定造成结果偏小的是 A．滴加稀硫酸前通入 N2，滴加稀