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1、1234一、化学实验方案的设计一、化学实验方案的设计1基本原则基本原则52基本思路基本思路63实验设计的内容实验设计的内容(1)明确实验目的、实验原理；明确实验目的、实验原理；(2)选择药品和仪器；选择药品和仪器；(3)设计装置步骤；设计装置步骤；(4)记录记录 、实验数据；、实验数据；(5)分析得出结论。分析得出结论。实验现象实验现象74实验方案的创新设计的几种方法实验方案的创新设计的几种方法通常化学实验方案的创新性可从以下两个方面考虑：通常化学实验方案的创新性可从以下两个方面考虑：一是一是 的创新设计，凡是物质间满足的创新设计，凡是物质间满足“反应反应容易发生容易发生”“速率快慢适当速率快
2、慢适当”“产物较纯且易分离产物较纯且易分离”的反的反应均可用于制备所需产物；二是应均可用于制备所需产物；二是 的创新的创新设计，根据现有仪器，考虑题给的药品状态、反应设计，根据现有仪器，考虑题给的药品状态、反应条件及仪器用途等，可大胆改进制备装置、净化装条件及仪器用途等，可大胆改进制备装置、净化装置、收集装置、除杂装置，体现创新精神。置、收集装置、除杂装置，体现创新精神。实验原理实验原理实验装置实验装置8(1)尾气处理装置的设计：尾气处理装置的设计：在设计尾气处理装置时，要充分考虑装置是否符合在设计尾气处理装置时，要充分考虑装置是否符合以下几点：能充分吸收气体、不能倒吸、尾气处理以下几点：能充
3、分吸收气体、不能倒吸、尾气处理装置应与大气相通。装置应与大气相通。如：下列吸收氨气的装置如：下列吸收氨气的装置(未标出的液体为水未标出的液体为水)均能防止倒吸，均能防止倒吸，均不能。均不能。A、C、E、F、GB、D910(2)防污染安全装置设计：防污染安全装置设计：如：下列尾气处理装置中，如：下列尾气处理装置中，A可吸收可吸收 的尾气的尾气(如如Cl2、SO2等等)，B和和C装置吸收装置吸收 的尾气的尾气(如如HCl、NH3等等)，D可用于除去可用于除去CO等等 气体，气体，E可用于收集所有气体。可用于收集所有气体。有毒有毒易溶易溶可燃性可燃性11(3)量气装置的设计：量气装置的设计：如：下列
4、装置中，如：下列装置中，是常规的量气装置，是常规的量气装置，是改进后的装置，而装置是改进后的装置，而装置 则不能测量气体体积。则不能测量气体体积。AB、C、DE125设计示例设计示例设计实验证明氯酸钾中含有氯元素。设计实验证明氯酸钾中含有氯元素。(1)实验原理：实验原理：，。(2)实验试剂：氯酸钾固体、实验试剂：氯酸钾固体、稀硝酸。稀硝酸。MnO2AgNO3溶液溶液AgCl=AgCl13(3)操作步骤：操作步骤：将氯酸钾和将氯酸钾和MnO2混合共热。混合共热。冷却至室温，加水充分溶解后，冷却至室温，加水充分溶解后，。取少量滤液于一洁净试管中，加入几滴取少量滤液于一洁净试管中，加入几滴 ，观察到
5、有白色沉淀生成，观察到有白色沉淀生成，证明氯酸钾中含有氯元素。证明氯酸钾中含有氯元素。过滤过滤硝酸酸化的硝酸酸化的AgNO3溶液溶液14二、实验方案的评价二、实验方案的评价1化学实验方案的评价角度化学实验方案的评价角度根据实验原理，通过比较、分析和综合的方法，根据实验原理，通过比较、分析和综合的方法，从以下方面对实验进行科学论证和评判，并能在从以下方面对实验进行科学论证和评判，并能在必要时提出合理的改进意见。必要时提出合理的改进意见。(1)化学实验原理。化学实验原理。(2)试剂与仪器的选用。试剂与仪器的选用。(3)实验基本操作及其顺序。实验基本操作及其顺序。(4)实验步骤。实验步骤。152实验
6、评价试题的常见类型实验评价试题的常见类型(1)评价实验原理。评价实验原理。(2)评价实验方法。评价实验方法。(3)评价药品、仪器。评价药品、仪器。(4)评价实验现象和结论。评价实验现象和结论。16171下列实验方案能达到目的的是下列实验方案能达到目的的是 ()A除去除去Fe粉中混有的粉中混有的I2：加热使：加热使I2升华升华B除去除去NaCl固体中混有的固体中混有的MgCl2：加入：加入KOH溶液后溶液后过滤，滤液蒸发结晶过滤，滤液蒸发结晶C除去碳酸钠中混有的碳酸氢钠：加入过量的氢氧除去碳酸钠中混有的碳酸氢钠：加入过量的氢氧化化钠溶液，蒸发结晶钠溶液，蒸发结晶D除去氢氧化镁中混有的氢氧化钙：放
7、入水中搅拌除去氢氧化镁中混有的氢氧化钙：放入水中搅拌成成浆状后，加入足量氯化镁溶液，加适量水过滤洗浆状后，加入足量氯化镁溶液，加适量水过滤洗涤涤18答案：答案：D解析：解析：加热时铁粉与加热时铁粉与I2发生反应生成发生反应生成FeI2，A项不正确；项不正确；B项中除去镁离子的同时带入项中除去镁离子的同时带入K，不正确；，不正确；C项加入过项加入过量量NaOH溶液易引入杂质溶液易引入杂质NaOH，D正确。正确。192(2011海口调研海口调研)下列实验设计和结论相对应的是下列实验设计和结论相对应的是 ()A将碘水倒入分液漏斗，加适量乙醇，振荡后静置，将碘水倒入分液漏斗，加适量乙醇，振荡后静置，可
8、将碘萃取到乙醇中可将碘萃取到乙醇中B某气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，该气体水溶某气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，该气体水溶液一定显碱性液一定显碱性C某无色溶液中滴加某无色溶液中滴加Ba(NO3)2溶液，产生白色沉淀，溶液，产生白色沉淀，则原溶液中一定有则原溶液中一定有SOD某气体能使澄清石灰水变浑浊，该气体一定是某气体能使澄清石灰水变浑浊，该气体一定是CO220答案：答案：B2122解析：解析：A项，项，C在空气中燃烧不能得纯净的在空气中燃烧不能得纯净的CO。B项，项，AgNO3溶液价格较高，不经济。溶液价格较高，不经济。D项，项，Fe燃烧后的产物燃烧后的产物为为Fe3O4，不是，不是Fe2
9、O3。答案：答案：C234(2011沈阳四校测试沈阳四校测试)如图装置可用于收集气体并验证其如图装置可用于收集气体并验证其某些化学性质，你认为正确的是某些化学性质，你认为正确的是 ()24选项选项 气体气体试剂试剂现象现象结论结论ANH3酚酞试液酚酞试液溶液变红色溶液变红色NH3的水的水溶液显碱性溶液显碱性BNO2KI淀粉溶液淀粉溶液溶液变蓝溶液变蓝NO2有氧化性有氧化性CX澄清石灰水澄清石灰水溶液变浑浊溶液变浑浊 X是是CO2DCl2紫色石蕊试液紫色石蕊试液溶液先变溶液先变红后褪色红后褪色Cl2有酸性有酸性和漂白性和漂白性25解析：解析：NH3极易溶于水，进行检验时，导管不能插入溶极易溶于水
10、，进行检验时，导管不能插入溶液中，否则会造成倒吸；能使澄清石灰水变浑浊的气体液中，否则会造成倒吸；能使澄清石灰水变浑浊的气体除除CO2外，还有外，还有SO2；Cl2能使紫色的石蕊试液先变红后能使紫色的石蕊试液先变红后褪色，是由于褪色，是由于Cl2与水反应生成与水反应生成HCl和和HClO，其中，其中HCl具具有酸性，有酸性，HClO具有漂白性。具有漂白性。答案：答案：B265(2011贵州模拟贵州模拟)某研究性学习小组设计两套实验方案某研究性学习小组设计两套实验方案制备氨气并探究其还原性制备氨气并探究其还原性(部分夹持装置已省略部分夹持装置已省略)。甲方案：甲方案：27乙方案：乙方案：28根据
11、方案回答下列问题：根据方案回答下列问题：(一一)甲方案：甲方案：(1)B装置盛装碱石灰，装置盛装碱石灰，A装置中药品可以是装置中药品可以是_a氯化铵固体和烧碱氯化铵固体和烧碱b碳酸氢铵固体碳酸氢铵固体c氯化铵固体氯化铵固体d硫酸铵和熟石灰硫酸铵和熟石灰29(2)实验完毕后，设计简单实验检验实验完毕后，设计简单实验检验D试管收集到的物质试管收集到的物质(简述操作过程、现象和结论简述操作过程、现象和结论)_。(3)写出写出C中发生反应的化学方程式中发生反应的化学方程式_。30(二二)乙方案：乙方案：(4)A为浓氨水，为浓氨水，B为生石灰，简述实验原理：为生石灰，简述实验原理：_。E装置里盛装的药品
12、是装置里盛装的药品是_。(5)能证明氨气具有还原性的实验现象能证明氨气具有还原性的实验现象_(任写两条任写两条)。31(6)铜有铜有2价、价、1价、价、0价，根据氧化还原反应原理，价，根据氧化还原反应原理，D玻璃管里还原产物除铜外，还可能有玻璃管里还原产物除铜外，还可能有_。假设有铜。假设有铜以外的还原产物生成，写出以外的还原产物生成，写出D中发生反应的化学方程式：中发生反应的化学方程式：_。32解析：解析：本实验的目的是制备氨气，并探究氨气的还原性。本实验的目的是制备氨气，并探究氨气的还原性。实验流程为：氨气的发生装置实验流程为：氨气的发生装置氨气干燥装置氨气干燥装置氨气还氨气还原氧化铜原氧
13、化铜检验产物水检验产物水收集氮气。收集氮气。(1)碳酸氢铵分解生成氨气、二氧化碳和水，用碱石灰吸碳酸氢铵分解生成氨气、二氧化碳和水，用碱石灰吸收二氧化碳和水，能制取纯净的氨气。氯化铵固体分解收二氧化碳和水，能制取纯净的氨气。氯化铵固体分解生成氨气与氯化氢，而氯化氢和氨气在试管口附近遇冷生成氨气与氯化氢，而氯化氢和氨气在试管口附近遇冷会产生氯化铵，不能制取氨气。综上所述，在四组物质会产生氯化铵，不能制取氨气。综上所述，在四组物质中，选择硫酸铵和熟石灰或碳酸氢铵制氨气较合适。中，选择硫酸铵和熟石灰或碳酸氢铵制氨气较合适。33(2)氨气沸点较低，冰水混合物不能使氨气液化，故氨气沸点较低，冰水混合物不
14、能使氨气液化，故D试试管收集到的是水，不是液氨，未反应的氨气导入水槽，管收集到的是水，不是液氨，未反应的氨气导入水槽，氨气极易溶于水，氨气极易溶于水，E试管收集的气体是氮气。试管收集的气体是氮气。(3)氨气与赤热氧化铜反应生成铜、氮气、水。氨气与赤热氧化铜反应生成铜、氮气、水。(4)生石灰溶于水放出大量的热，氨气在水中的溶解度随生石灰溶于水放出大量的热，氨气在水中的溶解度随温度的升高而降低，且生石灰与水反应，消耗了水；温度的升高而降低，且生石灰与水反应，消耗了水；E中盛装无水硫酸铜，用来检验产物水。中盛装无水硫酸铜，用来检验产物水。3435363738考纲展示考纲展示考点关注考点关注(1)能根
15、据试题要求设能根据试题要求设计、评价或改进实验计、评价或改进实验方案方案(2)了解控制实验条件了解控制实验条件的方法的方法(3)能分析或处理实验能分析或处理实验数据，得出合理结论数据，得出合理结论(1)在物质的制备与性质的联合在物质的制备与性质的联合实验中，考查实验原理和典型实验中，考查实验原理和典型装置的设计装置的设计(2)以物质的制备流程为载体，以物质的制备流程为载体，考查实验方案的设计与评价考查实验方案的设计与评价(3)通过对常见实验的改进，考通过对常见实验的改进，考查学生分析问题、解决问题的查学生分析问题、解决问题的能力及思维的灵活性能力及思维的灵活性3940412实验方案设计中的安全
16、问题实验方案设计中的安全问题(1)防爆炸：点燃可燃性气体防爆炸：点燃可燃性气体(如如H2、CO、CH4、C2H4)或用或用CO、H2还原还原Fe2O3、CuO之前，要检验气体之前，要检验气体的纯度。的纯度。(2)防暴沸：配制硫酸的水溶液或硫酸的酒精溶液时，防暴沸：配制硫酸的水溶液或硫酸的酒精溶液时，要将密度大的浓硫酸缓慢倒入水中或酒精中；加要将密度大的浓硫酸缓慢倒入水中或酒精中；加热液体混合物时要加沸石热液体混合物时要加沸石(或碎瓷片或碎瓷片)。42(3)防中毒：制取有毒气体防中毒：制取有毒气体(如如Cl2、CO、SO2、H2S、NO2、NO)时，应在通风橱中进行，且进行尾气时，应在通风橱中进
17、行，且进行尾气处理。处理。(4)防倒吸：加热法制取并用排水法收集气体或吸收溶防倒吸：加热法制取并用排水法收集气体或吸收溶解度较大的气体解度较大的气体(如如NH3、HCl)时，要注意熄灯顺时，要注意熄灯顺序或加装安全瓶。序或加装安全瓶。43特别提醒特别提醒 设计实验方案时，需要注意的问题：设计实验方案时，需要注意的问题：(1)围绕主要问题思考，例如：选择适当的实验路线、围绕主要问题思考，例如：选择适当的实验路线、方法；所用药品、仪器简单易得；实验过程快速、方法；所用药品、仪器简单易得；实验过程快速、安全；实验现象明显。安全；实验现象明显。44(2)注意有关物质的制备、净化、吸收和存放等有关问注意
18、有关物质的制备、净化、吸收和存放等有关问题。例如：制取在空气中易水解的物质题。例如：制取在空气中易水解的物质(如如Al2S3、AlCl3、Mg3N2等等)及易受潮的物质时，往往在装置及易受潮的物质时，往往在装置末端再接一个干燥装置，以防止空气中的水蒸气进末端再接一个干燥装置，以防止空气中的水蒸气进入。入。45例例1(2011北京高考北京高考)甲、乙两同学为探究甲、乙两同学为探究SO2与可与可溶性钡的强酸盐能否反应生成白色溶性钡的强酸盐能否反应生成白色BaSO3沉淀，用下沉淀，用下图所示装置进行实验图所示装置进行实验(夹持装置和夹持装置和A中加热装置已略，中加热装置已略，气密性已检验气密性已检验
19、)。46实验操作和现象：实验操作和现象：操作操作现象现象关闭弹簧夹，滴关闭弹簧夹，滴加一定量浓硫酸，加一定量浓硫酸，加热加热A中有白雾生成，铜片表面产生气泡中有白雾生成，铜片表面产生气泡B中有气泡冒出，产生大量白色沉淀中有气泡冒出，产生大量白色沉淀C 中产生白色沉淀，液面上方略显浅中产生白色沉淀，液面上方略显浅棕色并逐渐消失棕色并逐渐消失47操作操作现象现象打开弹簧夹，通入打开弹簧夹，通入N2，停，停止加热，一段时间后关闭止加热，一段时间后关闭从从B、C中分别取少量白色中分别取少量白色沉淀，加稀盐酸沉淀，加稀盐酸均未发现白色沉淀溶解均未发现白色沉淀溶解48(1)A 中反应的化学方程式是中反应的
20、化学方程式是_。(2)C 中白色沉淀是中白色沉淀是_，该沉淀的生成表明，该沉淀的生成表明SO2具具有有_性。性。(3)C中液面上方生成浅棕色气体的化学方程式是中液面上方生成浅棕色气体的化学方程式是_。49(4)分析分析B中不溶于稀盐酸的沉淀产生的原因，甲认为是中不溶于稀盐酸的沉淀产生的原因，甲认为是空气参与反应，乙认为是白雾参与反应。空气参与反应，乙认为是白雾参与反应。为证实各自的观点，在原实验基础上：为证实各自的观点，在原实验基础上：甲在原有操作之前增加一步操作，该操作是甲在原有操作之前增加一步操作，该操作是_；乙在乙在A、B间增加洗气瓶间增加洗气瓶D，D中盛放的试剂是中盛放的试剂是_。进行
21、实验，进行实验，B中现象：中现象：甲甲大量白色沉淀大量白色沉淀乙乙少量白色沉淀少量白色沉淀50检验白色沉淀，发现均不溶于稀盐酸。结合离子方程检验白色沉淀，发现均不溶于稀盐酸。结合离子方程式解释实验现象异同的原因：式解释实验现象异同的原因：_。(5)合并合并(4)中两同学的方案进行实验。中两同学的方案进行实验。B中无沉淀生成，中无沉淀生成，而而C中产生白色沉淀，由此得出的结论是中产生白色沉淀，由此得出的结论是_。5152饱和亚硫酸氢钠的洗气瓶饱和亚硫酸氢钠的洗气瓶D，排除白色酸雾的干扰；，排除白色酸雾的干扰；甲、甲、乙两同学的实验中，乙两同学的实验中，B中均有不溶于稀盐酸的白色沉淀，中均有不溶于
22、稀盐酸的白色沉淀，说明有硫酸钡沉淀生成，甲是酸雾引起的，乙是氧气引说明有硫酸钡沉淀生成，甲是酸雾引起的，乙是氧气引起的，根据甲同学得到的沉淀多，说明酸雾的量远大于起的，根据甲同学得到的沉淀多，说明酸雾的量远大于装置中氧气的量。合并甲、乙两同学的装置实验，既除装置中氧气的量。合并甲、乙两同学的装置实验，既除去了氧气又除去了酸雾，装置去了氧气又除去了酸雾，装置B 中无白色沉淀生成，说中无白色沉淀生成，说明二氧化硫与可溶性钡的强酸盐不能反应生成亚硫酸钡明二氧化硫与可溶性钡的强酸盐不能反应生成亚硫酸钡沉淀。沉淀。535411.(2011广东理综广东理综)某同学通过系列实验探讨某同学通过系列实验探讨 M
23、g 及其化及其化合物的性质，操作正确且能达到目的的是合物的性质，操作正确且能达到目的的是 ()A将水加入浓硫酸中得稀硫酸，置镁片于其中探讨将水加入浓硫酸中得稀硫酸，置镁片于其中探讨 Mg 的活泼性的活泼性B将将 NaOH溶液缓慢滴入溶液缓慢滴入MgSO4溶液中，观察溶液中，观察Mg(OH)2沉淀的生成沉淀的生成55C将将 Mg(OH)2 浊液直接倒入已装好滤纸的漏斗中过滤，浊液直接倒入已装好滤纸的漏斗中过滤，洗涤并收集沉淀洗涤并收集沉淀D将将Mg(OH)2 沉淀转入表面皿中，加足量稀盐酸，加沉淀转入表面皿中，加足量稀盐酸，加 热蒸干得无水热蒸干得无水MgCl2固体固体 56解析：解析：本题考查
24、化学实验基本操作，意在考查考生对化本题考查化学实验基本操作，意在考查考生对化学实验基本操作的熟练运用能力以及对实验的简单设计学实验基本操作的熟练运用能力以及对实验的简单设计与评价能力。浓硫酸稀释时，应将浓硫酸沿玻璃棒缓慢与评价能力。浓硫酸稀释时，应将浓硫酸沿玻璃棒缓慢加入水中以防止液滴飞溅，加入水中以防止液滴飞溅，A项错误；将项错误；将NaOH溶液与溶液与MgSO4 溶液混合即可得到溶液混合即可得到Mg(OH)2沉淀，沉淀，B项正确；过项正确；过滤时，应使用玻璃棒引流，滤时，应使用玻璃棒引流，C项错误；对项错误；对MgCl2溶液直溶液直接加热，接加热，Mg2易水解，不能得到易水解，不能得到Mg
25、Cl2固体，固体，D项错误。项错误。答案：答案：B5712.现有一工业纯碱样品现有一工业纯碱样品(含少量氯化钠等不与酸反应含少量氯化钠等不与酸反应的杂质的杂质)，用如图装置测定样品中碳酸钠的质量分，用如图装置测定样品中碳酸钠的质量分数，其中正确的是数，其中正确的是 ()58解析：解析：实验目的可知想通过排出液体体积计算样品中碳实验目的可知想通过排出液体体积计算样品中碳酸钠的质量分数，而装置酸钠的质量分数，而装置A、B由于进气管长，出水管由于进气管长，出水管短，不能排出液体；短，不能排出液体；D项广口瓶中的液体项广口瓶中的液体Na2CO3溶液可溶液可与与CO2反应，导致排出液体体积变小使实验不准
26、确。反应，导致排出液体体积变小使实验不准确。答案：答案：C5913.(2011山东高考山东高考)某同学设计实验验证某同学设计实验验证H2SO3酸性强于酸性强于H2CO3：将：将SO2和和CO2气体分别通入水中至饱和，立即用气体分别通入水中至饱和，立即用酸度计测两溶液的酸度计测两溶液的pH，若前者的，若前者的pH小于后者，则小于后者，则H2SO3酸性强于酸性强于H2CO3。该实验设计不正确，错误在于。该实验设计不正确，错误在于_。设计合理实验验证设计合理实验验证H2SO3酸性强于酸性强于H2CO3(简要说明实验简要说明实验步骤、现象和结论步骤、现象和结论)。仪器自选。仪器自选。供选择的试剂：供选
27、择的试剂：CO2、SO2、Na2CO3、NaHCO3、Na2SO3、NaHSO3、蒸馏水、饱和石灰水、酸性、蒸馏水、饱和石灰水、酸性KMnO4溶液、品溶液、品红溶液、红溶液、pH试纸。试纸。60解析：解析：该实验设计的错误在于二者的饱和溶液的物质的该实验设计的错误在于二者的饱和溶液的物质的量浓度不同，可以利用反应：量浓度不同，可以利用反应：SO2NaHCO3=CO2NaHSO3，或比较同浓度的，或比较同浓度的NaHCO3溶液和溶液和NaHSO3溶液溶液的碱性等验证的碱性等验证H2SO3的酸性强于的酸性强于H2CO3。61答案：答案：用于比较用于比较pH的两种酸的物质的量浓度不相等的两种酸的物质
28、的量浓度不相等三种参考方案如下：三种参考方案如下：方案一：配制相同物质的量浓度的方案一：配制相同物质的量浓度的NaHSO3和和NaHCO3溶溶液，用酸度计液，用酸度计(或或pH试纸试纸)测两溶液的测两溶液的pH，前者的，前者的pH小于小于后者，证明后者，证明H2SO3酸性强于酸性强于H2CO3；方案二：将；方案二：将SO2气体气体依次通过依次通过NaHCO3(或或Na2SO3)溶液、酸性溶液、酸性KMnO4溶液、溶液、品红溶液、澄清石灰水，品红溶液不褪色，且澄清石灰品红溶液、澄清石灰水，品红溶液不褪色，且澄清石灰水变浑浊，证明水变浑浊，证明H2SO3酸性强于酸性强于H2CO3；方案三：将；方案
29、三：将CO2气体依次通过气体依次通过NaHSO3(或或 Na2SO3)溶液、品红溶液，品溶液、品红溶液，品红溶液不褪色，证明红溶液不褪色，证明H2SO3酸性强于酸性强于H2CO3621从可行性方面对实验方案做出评价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，从以下实际操作时能否做到可控易行。评价时，从
30、以下5个个方面分析：方面分析：63(1)实验原理是否正确、可行；实验原理是否正确、可行；(2)实验操作是否安全、合理；实验操作是否安全、合理；(3)实验步骤是否简单、方便；实验步骤是否简单、方便；(4)实验装置的选择与连接顺序是否合理；实验装置的选择与连接顺序是否合理；(5)实验现象及效果是否明显等。实验现象及效果是否明显等。642从从“绿色化学绿色化学”视角对实验方案做出评价视角对实验方案做出评价“绿色化学绿色化学”要求设计安全的、对环境友好的合成线要求设计安全的、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
31、和排放。据此，对化学实危害，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验过程或方案从以下4个方面进行综合评价：个方面进行综合评价：65(1)反应原料是否易得、安全、无毒；反应原料是否易得、安全、无毒；(2)反应速率是否较快；反应速率是否较快；(3)原料利用率以及合成物的产率是否较高；原料利用率以及合成物的产率是否较高；(4)合成过程中是否造成环境污染。合成过程中是否造成环境污染。663从从“安全性安全性”方面对实验方案做出评价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：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；净化、
32、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进行某些易燃易爆实验时要防爆炸(如如H2还原还原CuO应应先通先通H2，气体点燃前先验纯等，气体点燃前先验纯等)；(3)防氧化防氧化(如如H2还原还原CuO后要后要“先灭灯再停氢先灭灯再停氢”，白磷切，白磷切割要在水中等割要在水中等)；67(4)防吸水防吸水(如实验取用、制取易吸水、潮解、水解的物如实验取用、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质时宜采取必要措施，以保证达到实验目的)；(5)冷凝回流冷凝回流(有些反应中，为减少易挥发液体反应物的有些反应中，为减少易挥发液体反应物的损耗和充分利用原
33、料，需在反应装置上加装冷凝回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)易挥发液体产物易挥发液体产物(导出时可为蒸气导出时可为蒸气)的及时冷却。的及时冷却。68例例2(2011莆田高三质检莆田高三质检)硫酸工业尾气中二氧化硫的硫酸工业尾气中二氧化硫的含量超过含量超过0.05%(体积分数体积分数)时需经处理后才能排放。某校时需经处理后才能排放。某校兴趣小组欲测定硫酸工业尾气中二氧化硫的含量，采用兴趣小组欲测定硫酸工业尾气中二氧化硫的含量，采用以下方案：以下方案：甲方案：如下图所示，图中气体流量计甲方案：
34、如下图所示，图中气体流量计B用于准确测量通用于准确测量通过尾气的体积。将尾气通入一定体积已知浓度的碘水中过尾气的体积。将尾气通入一定体积已知浓度的碘水中测定测定SO2的含量。当洗气瓶的含量。当洗气瓶C中溶液蓝色消失时，立即关中溶液蓝色消失时，立即关闭活塞闭活塞A。69(1)洗气瓶洗气瓶C中导管末端连接一个多孔球泡中导管末端连接一个多孔球泡D，可以提高，可以提高实验的准确度，其理由是：实验的准确度，其理由是：_。(2)洗气瓶洗气瓶C中的溶液可以用其他试剂替代，请你举出中的溶液可以用其他试剂替代，请你举出一种：一种：_。70(3)洗气瓶洗气瓶C中溶液蓝色消失后，没有及时关闭活塞中溶液蓝色消失后，没
35、有及时关闭活塞A，测得的测得的SO2含量含量_(填填“偏高偏高”、“偏低偏低”或或“无影响无影响”)。乙方案：实验步骤如下面流程图所示：乙方案：实验步骤如下面流程图所示：71(4)写出步骤写出步骤中反应的化学方程式中反应的化学方程式_。(5)步骤步骤中洗涤沉淀的方法是中洗涤沉淀的方法是_。72(6)通过的尾气体积为通过的尾气体积为V L(已换算成标准状况已换算成标准状况)时，该时，该尾气中二氧化硫的含量尾气中二氧化硫的含量(体积分数体积分数)为为_(用含有用含有V、m的代数式表示的代数式表示)。丙方案：将乙方案中步骤丙方案：将乙方案中步骤省略，直接将尾气通入过省略，直接将尾气通入过量量Ba(O
36、H)2溶液中，其余步骤与乙方案相同。溶液中，其余步骤与乙方案相同。(7)你认为丙方案是否合理，说明理由：你认为丙方案是否合理，说明理由：_。73解析解析(1)甲方案利用的原理为：甲方案利用的原理为：SO2I22H2O=H2SO42HI，洗气瓶，洗气瓶C中导管末端连接一个多孔球泡中导管末端连接一个多孔球泡D，可以增大，可以增大SO2与碘水的接触面积，使与碘水的接触面积，使SO2和碘水充分反应。和碘水充分反应。(2)洗气瓶洗气瓶C中的溶液还可以用酸性高锰酸钾溶液、溴水等代中的溶液还可以用酸性高锰酸钾溶液、溴水等代替。替。(3)洗气瓶洗气瓶C中溶液蓝色消失后，没有及时关闭活塞中溶液蓝色消失后，没有及
37、时关闭活塞A，则通，则通入尾气的体积增大，因此入尾气的体积增大，因此SO2含量偏低。含量偏低。(4)乙方案利用的原理为：乙方案利用的原理为：SO2H2O2=H2SO4，H2SO4Ba(OH)2=BaSO42H2O。步骤。步骤中反应的化学方程式为：中反应的化学方程式为：H2SO4Ba(OH)2=BaSO42H2O。747576探探规规寻寻律律对实验方案的合理与否，严密与否作出判断要对实验方案的合理与否，严密与否作出判断要从从“合理选择、排除干扰、操作准确合理选择、排除干扰、操作准确”等方面入手。等方面入手。“合理选择合理选择”是指仪器、药品、连接方式的选择；是指仪器、药品、连接方式的选择；“排除
38、干扰排除干扰”是指反应条件的控制、防止空气成是指反应条件的控制、防止空气成分介入、副反应尽量避免、杂质的除去等；分介入、副反应尽量避免、杂质的除去等；“操操作准确作准确”则要求熟悉主要仪器的性能与使用方法和则要求熟悉主要仪器的性能与使用方法和化学实验的操作方法等。化学实验的操作方法等。7721.下列符合化学实验下列符合化学实验“绿色化学绿色化学”的有的有 ()在萃取操作的演示实验中，将在萃取操作的演示实验中，将CCl4萃取溴水改为萃取溴水改为CCl4萃取碘水萃取碘水在铜与浓硫酸反应的实验中，将铜片改为可调节在铜与浓硫酸反应的实验中，将铜片改为可调节高度的铜丝高度的铜丝将实验室的废酸液与废碱液中
39、和后再排放将实验室的废酸液与废碱液中和后再排放A BC D78答案：答案：D解析：解析：此题对中学化学教学有很好的导向作用，要求此题对中学化学教学有很好的导向作用，要求学生在实验中探究更合理的实验方案。溴水有挥发性，学生在实验中探究更合理的实验方案。溴水有挥发性，溴蒸气有毒，利用铜丝可控制反应、同时反应速率快溴蒸气有毒，利用铜丝可控制反应、同时反应速率快一些，酸液对环境有腐蚀性，故应中和后排放。三组一些，酸液对环境有腐蚀性，故应中和后排放。三组实验都有绿色化学思想。实验都有绿色化学思想。7980答案：答案：A解析：解析：C、D项项Cl2与与H2光照时发生爆炸，不能用此法光照时发生爆炸，不能用此
40、法制制HCl；B比比A步骤多，原料利用率低；所以最合理的步骤多，原料利用率低；所以最合理的生产途径是生产途径是A。8123.某无色混合气体中可能含有乙烯、二氧化碳、二某无色混合气体中可能含有乙烯、二氧化碳、二氧化硫和氧气，为确定其中一定含有二氧化碳、二氧氧化硫和氧气，为确定其中一定含有二氧化碳、二氧化硫，甲、乙、丙化硫，甲、乙、丙3位同学分别设计了下述实验方案，位同学分别设计了下述实验方案，并都认为：如果观察到的现象与自己设计的方案一样，并都认为：如果观察到的现象与自己设计的方案一样，就可确认无色气体中一定含有二氧化碳和二氧化硫。就可确认无色气体中一定含有二氧化碳和二氧化硫。8283试用简要语
41、言评价上述各实验方案是否严密？并说明试用简要语言评价上述各实验方案是否严密？并说明原因。原因。(1)方案甲：方案甲：_；(2)方案乙：方案乙：_；(3)方案丙：方案丙：_。84解析：解析：因混合气体中可能含因混合气体中可能含C2H4、CO2、SO2、O2，当混合气体通过酸性高锰酸钾溶液和溴水而分别使之当混合气体通过酸性高锰酸钾溶液和溴水而分别使之褪色时，可能是褪色时，可能是C2H4，也可能是，也可能是SO2反应引起的，不反应引起的，不能确定一定含能确定一定含SO2，因此甲、乙的方案设计不严密。，因此甲、乙的方案设计不严密。而上述混合气体中能使品红溶液褪色的只有而上述混合气体中能使品红溶液褪色的
42、只有SO2，且，且品红溶液颜色变浅而不是褪色，说明品红溶液颜色变浅而不是褪色，说明SO2完全被吸收，完全被吸收，再使澄清的石灰水变浑浊，说明一定含有再使澄清的石灰水变浑浊，说明一定含有CO2。85答案：答案：(1)不严密，有乙烯的干扰不严密，有乙烯的干扰(2)不严密，有乙烯的干扰不严密，有乙烯的干扰(3)严密，上述气体中只有严密，上述气体中只有SO2能使品红溶液褪色，通过足能使品红溶液褪色，通过足量品红溶液后，除去二氧化硫，剩余气体能使澄清石灰水量品红溶液后，除去二氧化硫，剩余气体能使澄清石灰水变浑浊，则一定有变浑浊，则一定有CO2存在存在8687一、命题常设误角度诊断一、命题常设误角度诊断1
43、病例：病例：取取a g Na2CO3和和NaHCO3的混合物与足量稀的混合物与足量稀硫酸充分反应，逸出气体用碱石灰吸收，增重硫酸充分反应，逸出气体用碱石灰吸收，增重b g。该实验方案能测定混合物中。该实验方案能测定混合物中Na2CO3的质量分数的质量分数(2011北京高考北京高考)诊断：碱石灰不但能吸收诊断：碱石灰不但能吸收CO2，还能吸收水蒸气，还能吸收水蒸气2病例：病例：测定同温同浓度的测定同温同浓度的NaCl和和NaF溶液的溶液的pH，确定确定F、Cl两元素非金属性的强弱两元素非金属性的强弱(2011南平模拟南平模拟)诊断：对某些化学基本原理不清楚，导致实验设计诊断：对某些化学基本原理不
44、清楚，导致实验设计错误错误883病例：病例：铜与浓铜与浓H2SO4反应时，不能用品红溶液验证反应时，不能用品红溶液验证SO2的生成的生成(2010北京高考北京高考)诊断：诊断：SO2可用品红溶液检验可用品红溶液检验4病例：病例：用盐酸酸化的用盐酸酸化的KMnO4与与H2O2反应，证明反应，证明H2O2具有还原性具有还原性(2010天津高考天津高考)诊断：诊断：KMnO4具有强氧化性，能将具有强氧化性，能将Cl氧化成氧化成Cl289二、本节关键点数字记忆二、本节关键点数字记忆1记住化学实验方案设计的记住化学实验方案设计的4项基本原则：项基本原则：科学性：实验原理正确，实验流程合理。科学性：实验原理正确，实验流程合理。安全性：保护人身，保护环境，保护仪器。安全性：保护人身，保护环境，保护仪器。可行性：条件允许，效果明显，操作方便。可行性：条件允许，效果明显，操作方便。简约性：步骤少、时间短、节省药品、效果好。简约性：步骤少、时间短、节省药品、效果好。902牢记实验方案设计时要牢记实验方案设计时要4防：防：防爆炸，防爆炸，防暴沸，防暴沸，防中毒，防中毒，防倒吸。防倒吸。3熟记评价实验设计的熟记评价实验设计的4个方面：个方面：可行性，可行性，安全性，安全性，可靠性，可靠性，准确性。准确性。91点点 击击 下下 图图 进进 入入92