第39讲

实验方案的设计与评价

基础考点梳理

最新考纲 1.能根据试题要求设计、评价或改进实验方案。 2.了解控制实验条件的方法。 3.能分析或处理实验数据，得出合理结论。 4.能绘制和识别典型的实验仪器装置图。 5.实验知识和技能的综合应用。

自主复习 化学实验方案的设计 1.实验设计的原则 (1)科学性； (2)安全性； (3)简约性； (4)可行性。

2.实验设计的方法 (1)明确实验目的、实验原理； (2)选择反应物； (3)设计装置步骤； (4)记录实验现象、实验数据； (5)分析得出结论。 以上只是解答综合实验设计题的一般思考方法。在解答 过程中，应根据实验设计题的具体情况和要求，作出正确的 回答。 3.化学实验方案设计的类型 制备实验方案的设计 性质实验方案的设计 实验设计 实验设计方案的评价 综合实验

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热点典例突破

热点考向 1.以科技、生产、生活中的新材料为载体，考查实验评价、 误差分析和定量计算等方面能力。 2.通过对课本实验的改进考查学生分析问题和解决问题 的能力以及学生思维的灵活性。 3.结合实验方案的设计与评价考查学生选择、组装仪器的能 力以及绘制简单实验装置图的能力。

热点探究 热点 1 化学实验方案的设计 1.化学实验方案设计的思路

2.化学实验设计时遵循的原则 (1)科学性，实验原理准确，实验流程合理。 (2)安全性，保护人身、保护环境、保护仪器。 (3)可行性，条件允许，效果明显，操作正确。 (4)简约性，做到步骤少、时间短、效果好等基本要求。 3.实验设计的步骤 (1)明确目的、原理 首先必须认真审题，明确实验的目的要求，弄清题目有哪 些新的信息，综合已学过的知识，通过类比、迁移、分析，从 而明确实验原理。 (2)选择仪器、药品 根据实验的目的和原理，以及反应物和生成物的性质、反应条 件，如反应物和生成物的状态，能否腐蚀仪器和橡胶、反应是 否加热及温度是否控制在一定的范围等，从而选择合理的化学 仪器和药品。

(3)设计装置、步骤 根据上述实验目的和原理，以及所选用的仪器和药品，设 计出合理的实验装置和实验操作步骤。学生应具备识别和绘制 典型的实验仪器装置图的能力，实验步骤应完整而又简明。 (4)记录现象、数据：根据观察，全面而准确地记录实验过 程中的现象和数据。 (5)分析得出结论 根据实验观察的现象和记录的数据，通过分析、计算、图 表、推理等处理，得出正确的结论。 4.实验设计的注意事项 (1)药品和装置是部分或刚好给出还是有剩余 若药品和装置只部分给出，则应需要作必要的补充，若有 剩

余，则应进行筛选和淘汰。

(2)题目条件有无特殊要求 如采用最简单或最合理的实验步骤，这些要求对我们考虑 反应原理，选择药品和装置，确定操作步骤都作了限定，必须 高度重视。 (3)实验过程中的隐蔽性操作 如某些必要的干燥、除杂、冷凝等，这些都是实验中必不 可少的，但容易被忽略。 (4)药品的规格 有些题目要求指出药品的名称， 这类问题学生最难答准确， 如有些药品的准确描述为：硫酸铜粉末、澄清石灰水、酸性高 锰酸钾溶液、浓硫酸、饱和 NaHCO3 溶液、NaOH 溶液等。此 外也应注意某些仪器的规格。 (5)会画简单的实验装置图 基于评分客观公正性难以把握， 近年高考题很少出现此类题目， 但复习时要有所重视。

【例 1】 三草酸合铁酸钾晶体 K3[Fe(C2O4)3]· 2O 可用 3H 于摄影和蓝色印刷。某小组将无水三草酸合铁酸钾在一定条件 下加热分解，对所得气体产物和固体产物进行实验和探究。请 利用实验室常用仪器、用品和以下限选试剂完成验证和探究过 程。 限选试剂：浓硫酸、1.0 mol· -1HNO3、1.0 mol· -1 盐酸、 L L 1.0 mol· -1NaOH、 H2O2、 mol· -1KI、 mol· -1CuSO4、 L 3% 0.1 L 0.1 L 20% KSCN、澄清石灰水、氧化铜、蒸馏水。 (1)将气体产物依次通过澄清石灰水(A)、浓硫酸、灼热氧 化铜(B)、澄清石灰水(C),观察到 A、C 中澄清石灰水都变浑 浊，B 中有红色固体生成，则气体产物是___________。 CO2 和 CO (2)该小组同学查阅资料后推知，固体产物中，铁元素不可 能以三价形式存在，而盐只有 K2CO3。验证固体产物中钾元素 利用焰色反应 存在的方法是______________,现象是 透过蓝色钴玻璃观察到紫色的火焰 __________________________________。

(3)固体产物中铁元素存在形式的探究。 ①提出合理假设 假设 1: 全部为铁单质 _________________; 假设 2: 全部为 FeO _________________; 假设 3:___________________。 同时存在铁单质和 FeO ②设计实验方案证明你的假设 ③实验过程 根据②中方案进行实验。按下表的格式写出实验步骤、预 期现象与结论。 实验步骤 预期现象与结论 步骤 1: 步骤 2: 步骤 3:

实验步骤 预期现象与结论 步骤 1: 取适量固体产物 于试管中，加入足量蒸 馏水， 充分振荡使 K2CO3 固体产物部分溶解 完全溶解。分离不溶固 体与溶液，用蒸馏水充 分洗涤不溶固体 (1)若蓝色溶液颜 色及加入的不溶固 步骤 2: 向试管中加入适 体无明显变化，则 量 CuSO4 溶液，再加入 假设 2 成立(2)若蓝 少量上述不溶固体，充 色溶液颜色明显改 分振荡 变，且有暗红色固 体物质生成，则证 明有铁单质存在

步骤 3:继续步骤 2 中的(2), 进行固液分离， 用蒸馏水洗涤

结合步骤 2 中的(2):(1) 固体至洗涤液无色。 取少量固 若溶液基本无色，则假 设 1 成立 体于试管中，滴加过量 HCl 后，静置，取上层清液，滴加 (2)若溶液呈血红色，则 假设 3 成立 适量 H2O2,充分振荡后滴加 KSCN