第十一章化學實驗綜合應(yīng)用

第54講微型實驗設(shè)計與評價

考試要求

1.學習研究物質(zhì)性質(zhì)，探究反應(yīng)規(guī)律，進行物質(zhì)分離、檢驗和制備等不同類型化學實驗

及探究活動的核心思路與基本方法。2.能依據(jù)實驗?zāi)康摹F(xiàn)象對實驗裝置、操作、設(shè)計進行

正確評價。

考點一裝置型實驗方案的設(shè)計與評價

必備知識整合?強甚知

1.實驗裝置及操作的評價角度

①實驗原理（如試劑的選擇）是否正確、可行；

可行性②實驗操作（如儀器的選擇、連接）是否安全、合理；

③實驗現(xiàn)象是否明顯，實驗結(jié)論是否正確

①儀器的查漏、氣密件檢驗：

②加熱方式；

規(guī)范性

③溫度計的規(guī)范使用、水銀球的位置：

④冷卻、冷凝的方法等

①從防污染、防氧化、防倒吸、防爆炸等角度考慮；

安全性

②實驗操作順序、試劑加入順序、實驗方法使用順序等

2.?？紝嶒炑b置的易錯點分析

實驗裝置易錯點或注意事項

①不能在容量瓶中溶解溶質(zhì)；

②玻璃棒要靠在刻度線以下，而不是刻度線以上

溶液配制

①用玻璃棒引流；

②漏斗末端緊靠燒杯內(nèi)壁

1_y口

過渡

①分液漏斗末端緊靠燒杯內(nèi)壁：

②下層液體從下L1流出，上層液體從上口倒出

萃取分液

①溫度計水銀球的位置應(yīng)位于支管口;

②冷凝管中的水流方向為日下而上：

③為防止暴沸應(yīng)加碎瓷片或沸石

①右端導(dǎo)管接近液面；

②用飽和Na2c03溶液除去乙酸，吸收乙醇，分離乙酸乙酯

①氣體流向為長進短出；

②洗氣時所選液體是否正確

①制備Hz、。2、SO?、CO：,N%（濃氨水與堿石灰反應(yīng)）可選A

裝置；

②MnCh與濃鹽酸反應(yīng)制備Ch可以選B裝置

若①中為揮發(fā)性酸，通入③之前要把揮發(fā)出的①中的氣體除

去，如驗證酸性：乙酸〉碳酸〉苯酚

3.儀器的組合與創(chuàng)新使用

（1）用途多變的廣口瓶

①收集氣體：可選用裝置△（填裝置字母，下同），用排空氣法收集C02,則應(yīng)從2口進

氣；收集氫氣，則應(yīng)從運口進氣；若瓶中裝滿飽和食鹽水，從it口進氣，可收集C12。

②洗氣、除雜或干燥：可選裝置E，比如除去Cb中的少量HQ,則廣口瓶中盛放飽和食

鹽水,應(yīng)從2口進氣。

③裝置E可用于貯存少量氣體，若E中收集了少量Hz,排一Hz的方法是打開止水夾.

向長頸漏斗中注入適量蒸惚水。

④圖中可用于測量氣體體積的是C,用作安全瓶的是R或A,若用A作安全瓶，則應(yīng)從

生口進氣；接在氣體連續(xù)制備的實驗裝置中間，用于控制氣流平穩(wěn)的裝置是

⑤用于監(jiān)控氣體流速（如圖F）,廣口瓶中盛有液體，從生端通入氣體，根據(jù)液體中產(chǎn)生氣

泡的速率來監(jiān)控通入氣體的流速。

（2）干燥管的創(chuàng)新使用

①在整套實驗裝置的中間橫放——干燥、吸收及檢驗裝置

氣流方向一0尊二，

a.球形干燥管內(nèi)裝有固體干燥劑，可用于干燥氣體。無機實驗中常用的固體干燥劑有磁

石灰、P2O5、無水氯化鈣等。

b.球形干燥管內(nèi)盛有無水硫酸銅（填寫試劑名稱）時,可用于水蒸氣的檢驗。

c.可用于定量測定氣體的質(zhì)量。

②在整套實驗裝置的最后橫放“左吸右擋”：既可以吸收多余的尾氣，防止污染空氣，

又可以阻擋外界空氣中的干擾氣體（如C02、水蒸氣等）進入裝置中。

③干爆管的創(chuàng)新使用

純息^小卵石產(chǎn)中唯黃夾

裝置<2.超P石英砂

布節(jié)^活性炭4^!?玻璃

4u蓬松棉噩1纖維

簡易氣體

用途防倒吸裝置簡易過濾器

發(fā)生裝置

（3）多樣化的冷凝裝置

D.利用裝置④驗證KHCOa和K2cO3的熱穩(wěn)定性，X中應(yīng)放的物質(zhì)是K2cCh

解析：①中裝置a中城石灰可吸收CLb常用于防倒吸，A項能達到實驗?zāi)康模虎陉P(guān)閉

止水夫時，產(chǎn)生的C0z將稀鹽酸壓入左側(cè)，大理石與稀鹽酸分離，反應(yīng)停止，打開止水夾時,

CO2氣體排出，壓強減小，稀鹽酸又流回右側(cè)與大理石反應(yīng)產(chǎn)生CCh,B項能達到實瞼目的;

③中大試管中Cu與濃硫酸反應(yīng)生成SO?氣體，若小試管中酸性KMnCh溶液褪色，則證明

S02具有還原性，C項能達到實臉目的；④中KHCO3受熱不穩(wěn)定，X中應(yīng)放的物質(zhì)是KHC03,

D項不能達到實驗?zāi)康摹?/p>

題組二“套裝型”實驗方案的設(shè)計與評價

3.（2024?遼寧沈陽五校協(xié)作體高三聯(lián)考）下列所示裝置或操作能達到實驗?zāi)康牡氖?/p>

(C)

C.測定未知Na2c2O4溶液的濃度D.配制FeCb溶液

解析：氯氣極易溶于水，不能從長導(dǎo)管通入，應(yīng)該從短導(dǎo)管通入，否則會引發(fā)倒吸，A

不符合題意；濃硫酸與Cu反應(yīng)制備SO2需要加熱，題圖所示缺少加熱裝置，B不符合題意；

用標準酸性高鎰酸鉀溶液湎定未知濃度的草酸鈉溶液，苴酸鈉完全反應(yīng)的現(xiàn)象為加入最后半

滴高鎰酸鉀溶液，溶液由無色變?yōu)闇\紫色，且半分鐘內(nèi)不槌色，根據(jù)消耗的高鎰酸鉀溶液的

體枳，結(jié)合高矮酸鉀溶液的濃度和草酸鈉溶液的體積，即可算出草酸鈉溶液的濃度，C符合

題意；容量瓶不能溶解或稀釋藥品，用濃鹽酸溶解氯化鐵固體使用的儀器是燒杯，D不符合

題意。

4.（2025?河北石家莊高三期中）下列實驗操作規(guī)范且能達到實驗?zāi)康牡氖牵ˋ）

A.用排水法收集NOB.分離Fc(OH)3膠體

稀鹽

酸

\，=

大

理四羥基

石合鋁酸

鈉溶液

C.驗證酸性：H2c03>AI(0H)3D.加熱FeC12-6H2O制取無水FeCh

解析：NO不溶于水且不和水反應(yīng)，故可以用排水法收集，A符合題意：膠體能透過濾

紙，不能過濾分離，B不符合題意；揮發(fā)出的HC1也會和四羥基合鋁酸鈉溶液反應(yīng)生成氫氧

化鋁沉淀，干擾了實驗，C不符合題意：加熱固體不能用蒸發(fā)皿，另外加熱FcCL溶液促進

亞鐵離子水解，且生成的HC1易揮發(fā)，最終二價鐵被空氣中氧氣氧化為三價鐵，得不到無水

氯化亞鐵，D不符合題意。

■思維建模

實驗裝置的可行性評價的一般思路

」短幅實瞄百苗芬濟原遒晟友應(yīng)戛方

分析原理;合理

根據(jù)原理或反應(yīng)判斷試劑選擇是否

判斷試劑

正確

分析儀器選擇、儀器連接、儀器中氣

分析裝置

體進出口和安全問題等

考點二探究類實驗方案的設(shè)計與評價

必備知識整合?強甚知

1.實驗原理、現(xiàn)象和結(jié)論的邏輯性評價

緊扣實驗?zāi)康?，對各方案的原理綜合考慮，從原理是否科學、原料是否節(jié)約、誤差是否

較小等方面進行全面分析，選出最佳方案。

(1)物質(zhì)檢驗類

①檢驗試劑選擇及用量是否正確。檢驗試劑不能對其他物質(zhì)的檢驗有干擾，且宏觀現(xiàn)象

要明顯。

②實驗操作是否簡單可行。

③操作順序是否正確，注意排除干擾因素。

(2)原理或性質(zhì)探究類

①探究物質(zhì)氧化性或還原性的強弱。

②探究物質(zhì)酸性的強弱。

③探究物質(zhì)的其他特殊性質(zhì)，如漂白性、不穩(wěn)定性。

④探究物質(zhì)溶解能力(溶解度)的大小。

⑤探究化學反應(yīng)是否為可逆反應(yīng)。

2.常見物質(zhì)的檢驗

(1)常見氣體的檢驗

H2火焰呈淡藍色，罩在火焰上方的冷且干燥的燒杯內(nèi)壁有水珠產(chǎn)生

CO火焰呈藍色，燃燒后產(chǎn)生的氣體可使澄清石灰水變渾濁

無色無味氣體，通入澄清石灰水中，溶液變渾濁

CO2

①能使品紅溶液褪色且加熱后恢復(fù)紅色；②有刺激性氣味且能使澄清石灰水

SO2

變渾濁

①能使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍；②用蘸有濃鹽酸的玻璃棒靠近，能產(chǎn)生向

NH3

煙

NO通氧氣(或空氣)，氣體由無色變?yōu)榧t棕色

O2使帶火星的木條復(fù)燃

Ch黃綠色氣體，能使?jié)駶櫟牡饣浀矸墼嚲€變藍

火焰呈淡藍色，燃燒后產(chǎn)生的氣體可使無水CuSCU變藍，使澄清石灰水變渾

CH4

濁

乙烯火焰明亮，有黑煙；可使浸水或酸性高鎰酸鉀溶液褪色

卡注意氣體檢驗中干擾因素的排除

檢驗混合氣體成分時，干擾因素的排除方法一般是檢驗干擾性氣體f除去干擾性氣體f

確認干擾性氣體已經(jīng)除盡f檢驗其余氣體。例如，檢驗C02、S02混合氣體，可設(shè)計如下檢

驗步驟：品紅溶液檢驗S02-酸性高鎰酸鉀溶液除去SO2f品紅溶液檢驗SCh是否除盡一澄

清石灰水檢驗CO2。

（2）常見有機物的檢驗

物質(zhì)試劑與方法現(xiàn)象或結(jié)論

不飽和燃加入濱水或酸性KMnCh溶液褪色

含醛基的加銀氨溶液，水浴加熱有銀鏡產(chǎn)生

化合物加新制CU（OH）2,加熱有磚紅色沉淀生成

醉加入活潑金屬鈉有氣體放出

加紫色石淺溶液顯紅色

炭酸

力口Na-CO5或NaIICO5*容;夜有氣體逸山

加FeCh溶液顯紫色

酚類

加濃濱水有白色沉淀

淀粉加碘水顯藍色

加濃硝酸微熱（含苯環(huán)的）顯黃色

蛋白質(zhì)

灼燒有燒焦羽毛氣味

r

對點題組突破?提能力

題組一物質(zhì)的檢驗類實驗設(shè)計與評價

1.（2024?吉林長春外國語學校高三期中）下列實驗中，利用選定的實驗試劑，不能達到實

驗?zāi)康牡氖牵–）

選項實驗?zāi)康膶嶒炘噭?/p>

A檢驗?zāi)蛞褐械钠咸烟橇蛩徙~溶液、氫氧化鈉溶液

B檢驗雞蛋清中的蛋白質(zhì)濃硝酸

C檢驗海帶灰浸泡液中的「淀粉溶液

D檢臺司機呼出的氣體中是否含有乙醇酸性重銘酸鉀溶液

解析：檢臉尿液中的葡萄糖需要用新制氫氧化銅，硫酸銅溶液與氫氧化鈉溶液發(fā)生反應(yīng)

可以生成新制氫氧化銅，A不符合題意；濃硝酸能與蛋白質(zhì)發(fā)生化學反應(yīng)，可以用來檢驗蛋

白質(zhì)，B不符合題意；淀粉溶液只能檢驗L,不能檢臉「，C符合題意；乙醇可以還原重格

酸鉀使其變色，D不符合題意。

2.（2024?河北滄衡名校聯(lián)盟高三期末）根據(jù)下列實臉操作、現(xiàn)象得出的結(jié)論正確的是

(A)

選項實驗操作現(xiàn)象結(jié)論

取少許疑似變質(zhì)的Na2sCh粉末，加蒸

有氣泡和白色沉

A福水配成溶液，滴加鹽酸酸化的BaCkNa2s。3粉末部分變質(zhì)

淀產(chǎn)生

溶液

向待測液中滴加NaOH濃溶液，微熱，紅色石茂試紙變

B待測液一定是錢鹽溶液

再將濕潤的紅色石蕊試紙靠近試管口藍

滴入的酸性

在兩支盛有少許鐵的氧化物粉末的試

KMnO,溶液褪鐵的氧化物粉末為

C管中均加入稀硫酸，然后分別滴入酸性

色；滴入KSCNFesO4

KMnCU溶液、KSCN溶液

溶液后變?yōu)榧t色

在待測液中滴加濃鹽酸,將產(chǎn)生的氣體待測液中含S0個或

D品紅溶液褪色

通入品紅溶液中HSO；

解析：有氣泡產(chǎn)生，說明鹽酸與Na2s03反應(yīng)，有白色沉淀產(chǎn)生，說明含SO匕A項正

確：待測液可能是鐵鹽溶液或氨水，B項錯誤：不能排除是FcO、Fe2O3的混合物，C項錯誤:

不能排除溶液中可能存在高鎰酸根等強氧化性離子，D項錯誤。

題組二原理或性質(zhì)探究類實驗方案分析評價

3.（2024?河北五岳聯(lián)盟期中聯(lián)考）下列操作、現(xiàn)象和結(jié)論均正確且有關(guān)聯(lián)性的是（B）

選項操作及現(xiàn)象結(jié)論

A向品紅溶液中通入氮氣,品紅溶液褪色氯氣有漂白性

B向酸性KMnCh溶液中滴加乙醇，溶液褪色乙醇表現(xiàn)還原性

C酚酰溶液中加入NazO?粉末，溶液先變紅后褪色NazCh表現(xiàn)堿性

D在盛滿NO?的集氣瓶中加入烘干的活性炭，氣體顏色變淺活性炭表現(xiàn)還原性

解析：氯氣沒有漂白性，向品紅溶液中通入氯氣，品紅溶液褪色，是因為氯氣和水反應(yīng)

生成的次氯酸具有漂白性，A錯誤：向酸性KMnO4溶液中滴加乙醇，溶液褪色，說明高鎰

酸鉀發(fā)生還原反應(yīng)，可知乙醇表現(xiàn)還原性，B正確；在酌亂溶液中加入Nd2O2粉末，溶液先

變紅是因為過氧化鈉和水反應(yīng)生成的氫氧化鈉具有堿性，后褪色是因為過氧化鈉具有強氧化

性，C錯誤：在盛滿N02的集氣瓶中加入烘干的活性炭，氣體顏色變淺，是因為活性炭具有

吸附性，D錯誤。

4.(2025?河南三門峽高三月考)由下列實驗操作和現(xiàn)象所得出的結(jié)論錯誤的是(B)

選項實驗操作現(xiàn)象結(jié)論

將盛有2mL0.5mol/LCuCI2溶液溶液逐漸變?yōu)閇Cu(H2O)"-轉(zhuǎn)化為[CuCl爐的

A

的試管放在酒精燈上加熱黃綠色反應(yīng)為吸熱反應(yīng)

向兩份相同的HQ2溶液中分別滴

前者產(chǎn)生氣泡CuSO4比KMnCU的

B入5滴相同濃度的CuS()4溶液和

速率更快催化效果好

KMnCU溶液

向少量相同物質(zhì)的量的AgCl、Agl白色沉淀溶

C沉淀中分別加入用同體積和濃度的解，黃&p(AgCl戶KMAgI)

氨水色沉淀不溶解

向5mLKI溶液中加入1mL相同濃

溶液說明KI與FeCh反應(yīng)

D度的FeCb溶液，充分反應(yīng)后滴入

顯紅色有一定限度

KSCN溶液

解析：在CuCL溶液中存在如下平衡：[Cu(H2O)4]2+(藍色)+4C「=[CuCl4]2-(黃色)+4H?O,

若加熱后溶液逐漸變?yōu)槭芫G色，說明平衡正向移動，則說明正向為吸熱反應(yīng)，A正確；酸性

KMnCh溶液氧化過氧化氮產(chǎn)生氧氣，CuSO4催化過氧化氮分解產(chǎn)生氧氣，反應(yīng)原理不同，不

能證明CuSO4比KMnCh的催化效果好，B錯誤；氮水能與AgCl反應(yīng)生成[Ag(NH3)2「而溶解，

沉淀的溶解平衡正向移動，但不能使Agl溶解，且AgCl和Agl的組成相似，說明

K$p(AgCI)>Ksp(AgI),C正確；向5mLKI溶液中加入1mL相同濃度的FeCb溶液，KI過量，

充分反應(yīng)后滴入KSCN溶液，溶液變紅，可知鐵離子不能完全轉(zhuǎn)化，則說明KI與FeCh反應(yīng)

有一定限度，D正確。

」思維建模

原理或性質(zhì)探究類實驗方案的解題流程

一一

分

驗

和實

試劑

所選

方案

，分析

目的

實驗

方析明確

一

擾等

有干

，是否

合理

是否

案步驟

匚

一

分析

能

原理

反應(yīng)

劑和

中試

方案

實驗

根據(jù)

現(xiàn)分析

一象

的

驗?zāi)?/p>

到實

否達

象能

象，現(xiàn)

關(guān)現(xiàn)

現(xiàn)有

否出

L

一析

分

結(jié)論

論

關(guān)結(jié)

出有

否得

象能

據(jù)現(xiàn)

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