2026年高考化学一轮复习PPT课件 第65讲　简单实验方案的设计与评价

这是一份2026年高考化学一轮复习PPT课件 第65讲　简单实验方案的设计与评价，共60页。PPT课件主要包含了内容索引，实验方案的设计，CuO，67％，练后归纳，实验方案的评价，d→e→b→c→b，该反应的发生不影响生，恒压滴液漏斗，提供低温等内容，欢迎下载使用。
根据化学实验的目的和要求，能做到：(1)设计、评价、改进实验方案；(2)正确选用实验装置；(3)掌握控制实验条件的方法；(4)预测或描述实验现象、分析或处理实验数据、得出合理结论。
类型一　实验方案的设计
类型二　实验方案的评价
1.实验方案设计的基本原则
1.某小组利用H2C2O4溶液和酸性KMnO4溶液反应来探究“条件对化学反应速率的影响”。实验时，先分别量取两种溶液，然后倒入试管中迅速振荡混合均匀，开始计时，通过测定褪色所需时间来判断反应的快慢。该小组设计了如下的方案：
(1)已知反应后H2C2O4转化为CO2逸出，KMnO4转化为MnSO4。为了观察到紫色褪去，H2C2O4与KMnO4初始的物质的量需要满足的关系为n(H2C2O4)∶n(KMnO4)≥　　　。
(2)探究温度对化学反应速率影响的实验编号是　　　　(填编号，下同)，可探究反应物浓度对化学反应速率影响的实验编号是　　　　。
探究温度对化学反应速率影响，这两组实验应只有温度一个变量，其余条件都相同，所以应该是②③；探究反应物浓度对化学反应速率影响的两组实验应只有反应物浓度一个变量，其余条件都相同，所以应该是①②。
(3)实验①测得KMnO4溶液的褪色时间为40 s，忽略混合前后溶液体积的微小变化，0～40 s这段时间内平均反应速率v(KMnO4)＝_________________________________________。
1.67×10－4 ml/
(L·s)[或0.01 ml/(L·min)]
(4)该小组的同学发现实验开始时反应产生气泡非常慢，一段时间后反应产生气泡速率明显加快。其原因可能是　　　(填字母)。A.反应放热导致温度升高B.压强增大C.生成物的催化作用D.反应物接触面积增大
该小组测定了实验①反应过程中不同时间溶液的温度，结果如表：结合实验目的和表中数据，你得出的结论是：________________________________________________________________________________________________。
随着反应的进行反应速率明显加快，但是溶液温度变化不是很大，说明温度不是反应速率明显加快的主要原因
H2C2O4溶液和酸性KMnO4溶液的反应为放热反应，温度升高，反应速率增大，生成物Mn2＋对反应也可能有催化作用，而反应在溶液中进行，则压强对反应速率基本没有影响，且随着反应的进行，反应物的接触面积逐渐减小，故选AC；结合实验目的和表中数据，得出的结论是随着反应的进行反应速率明显加快，但是溶液温度变化不是很大，说明温度不是反应速率明显加快的主要原因。
2.某小组在做铜与浓硫酸(装置如下图)的反应实验时，发现有如下的反应现象：
[查阅资料]　聚氯乙烯受热分解产生氯化氢，[CuCl4]2－呈黄色，[Cu(H2O)4]2＋呈蓝色，两者混合则成绿色，铜的化合物中CuO、CuS、Cu2S都为黑色，其中CuO溶于盐酸；CuS、Cu2S不溶于稀盐酸，但溶于浓盐酸。
(1)铜丝与浓硫酸反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　。
(2)试管中品红溶液褪色，体现SO2的　　　性，浸NaOH溶液的棉团的作用是　　　　　　　　　　　　。
吸收SO2，防止污染空气
品红溶液褪色，体现SO2的漂白性；SO2是大气污染物，需要进行尾气处理，SO2是酸性氧化物，能与碱液反应，则浸NaOH溶液的棉团的作用是吸收SO2，防止污染空气。
(3)甲组同学对实验中形成的墨绿色浊液进行探究，进行下列实验：请解释形成墨绿色的原因：_________________________________________________________________________________________________________________________。
聚氯乙烯受热分解产生氯化氢，氯化氢溶于水电离出的氯离子与铜离子形成[CuCl4]2－(黄色)，[Cu(H2O)4]2＋呈蓝色，两者混合则成墨绿色
(4)乙组同学经检验确定白雾的成分为H2SO4，请设计实验证明该白雾为硫酸：_____________________________________________________________________________________________________________________________________。
将白雾通入水中，取部分溶液，加入紫色石蕊溶液变红；另取部分加入盐酸酸化无明显现象，再加入氯化钡，有白色沉淀生成，则说明白雾为硫酸
(5)丙组同学取灰白色沉淀加水溶解、过滤，最后沉淀为黑色，取黑色沉淀，进行成分探究：滴加适量稀盐酸，发现黑色沉淀几乎不溶解，溶液也不变蓝，则说明黑色沉淀中不含有　　。滴加适量浓盐酸，振荡，加热，观察到黑色沉淀几乎完全溶解，生成略呈黄色的[CuCln]2－n(n＝1～4)。写出CuS与浓盐酸反应的离子方程式：　　　　　　　　　　　　　　　。
根据资料信息知，黑色沉淀中没有CuO。结合题意及原子守恒知浓盐酸与CuS反应生成[CuCln]2－n(n＝1～4)和H2S。
(6)某工厂将热空气通入稀硫酸中来溶解废铜屑制备CuSO4·5H2O，消耗含铜元素80％的废铜屑240 kg时，得到500 kg产品，产率为　　　　(结果保留四位有效数字)。
1.实验方案评价题的解题要点(1)理论上要科学。(2)操作上要简单可行。(3)原料用量要节约。(4)要环保，符合绿色化学原则。
2.实验评价题的常见考查角度(1)可行性方面。①分析实验方案是否科学可行；②实验操作是否安全合理；③实验步骤是否简单方便；④实验现象是否明显。(2)绿色化学方面。①实验过程中是否造成环境污染；②原料是否无毒、安全、易得；③原料利用率是否较高；④反应速率是否较大。(3)安全性方面。化学实验从安全角度常考虑的主要因素如下：①净化、吸收气体及实验结束熄灭酒精灯时要防止液体倒吸；②进行某些易燃、易爆实验时要防爆炸；③防氧化；④污染性的气体要进行尾气处理；有粉末状物质参加的反应，要注意防止导气管堵塞。
(4)规范性方面。①冷凝回流：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料，需在反应装置上加装冷凝回流装置，如长玻璃管、冷凝管等；②易挥发液体产物(导出时可为蒸气)的及时冷却；③仪器拆卸顺序与组装顺序相反，按照从右向左、从高到低的顺序；④其他，如实验操作顺序、试剂加入顺序等。(5)最佳方案的选择。几个实验方案都能达到目的，选出一个最佳方案。所谓最佳，就是装置最简单，药品容易取得、价格低廉，现象明显，干扰小，无污染。
碱式碳酸镁可用于生产牙膏、医药和化妆品等，化学式为4MgCO3·Mg(OH)2·5H2O，某碱式碳酸镁样品中含有SiO2杂质，为测定其纯度，某兴趣小组设计了如下几个方案：方案Ⅰ　取一定质量的样品，与稀硫酸充分反应，通过测定生成CO2的质量计算纯度。
(1)乙中发生反应的化学方程式为____________________________________________________________。
(2)仪器接口的连接顺序为(装置可以重复使用)a→_______________，丁的作用是__________________________ 。
a出来的CO2气体先通过浓硫酸除去水蒸气，通过干燥管吸收二氧化碳；气体通过干燥管的方向是“宽进细出”；为了防止空气中水蒸气、二氧化碳进入吸收测定二氧化碳质量的干燥管，需要再连接一个干燥管。故仪器接口的连接顺序为adebcb，丁的作用是除去CO2中的水蒸气。
除去生成的CO2中的水蒸气
(3)当样品充分反应后，缓慢通入空气的目的是___________________________________________ 。方案Ⅱ　①称取碱式碳酸镁样品m g；②将样品充分高温煅烧，冷却后称量；③重复操作②，测得剩余固体质量为m1 g。
当样品充分反应完后，缓慢通入空气的目的是将装置中残留的CO2全部赶入干燥管使其被完全吸收。
将装置中残留的CO2全部赶出，使其被完全吸收
(4)下列仪器中，该方案不会用到的是　　(填标号)。
该方案不会用到的是E。
(5)判断样品完全分解的方法是___________________________________________________。
判断样品完全分解的方法是样品连续两次高温煅烧，冷却称量质量相差0.1 g以内。
将样品连续两次高温煅烧，冷却称量质量相差0.1 g以内　
错误。理由：该反应的发生不影响生成CO2和水蒸气的质量。
成CO2和水蒸气的质量
1.(2024·黑吉辽卷)下列实验方法或试剂使用合理的是
溶液中若含有Fe2＋，可以与K3[Fe(CN)6]发生反应生成蓝色沉淀，A项合理；随着滴定的不断进行，溶液中S2－不断被消耗，但是溶液中的HS－还可以继续发生电离生成S2－，B项不合理；金属Na既可以和水发生反应又可以和乙醇发生反应，故不能用金属Na除去乙醇中少量的水，C项不合理；ClO－具有氧化性，不能用pH试纸测定其pH的大小，可以用pH计进行测量，D项不合理。
2.(2024·湖南卷)为达到下列实验目的，操作方法合理的是
从含有I2的NaCl固体中提取I2，用CCl4溶解、萃取、分液后，I2仍然溶在四氯化碳中，没有提取出来，应当用升华法，A错误；乙酸乙酯在碱性条件下可以发生水解反应，故提纯乙酸乙酯不能用氢氧化钠溶液洗涤，B错误；用NaOH标准溶液滴定未知浓度的CH3COOH溶液，反应到达终点时生成CH3COONa，是碱性，而甲基橙变色范围pH值较小，故不能用甲基橙作指示剂进行滴定，否则误差较大，应用酚酞作指示剂，C错误；从明矾过饱和溶液中快速析出晶体，可以用玻璃棒摩擦烧杯内壁，在烧杯内壁产生微小的玻璃微晶来充当晶核，D正确。
3.(2024·河北卷)下列实验操作及现象能得出相应结论的是
4.(2024·江苏卷)室温下，根据下列实验过程及现象，能验证相应实验结论的是
5.(2024·甘肃卷)某兴趣小组设计了利用MnO2和H2SO3反应生成MnS2O6，再与Na2CO3反应制备Na2S2O6·2H2O的方案：(1)采用右图所示装置制备SO2，仪器a的名称为___________ ；步骤Ⅰ中采用冰水浴是为了____________________________________________________________；
增大SO2的溶解度、增大H2SO3的浓度，同时为步骤Ⅱ
溶液，步骤Ⅴ中Na2S2O6溶液经蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥得到Na2S2O6·2H2O。根据仪器a的特点知，仪器a为恒压滴液漏斗；步骤Ⅰ中采用冰水浴是为了增大SO2的溶解度、增大H2SO3的浓度，同时为步骤Ⅱ提供低温；
(2)步骤Ⅱ应分数次加入MnO2，原因是_____________________________________________________________________________________________；
防止过多的MnO2与H2SO3反应生成MnSO4，同时防止反应太快、放热太多、不利于控制温度低于10 ℃
(3)步骤Ⅲ滴加饱和Ba(OH)2溶液的目的是　　　　　　　　　　　　；
除去过量的SO2(或H2SO3)
(4)步骤Ⅳ生成MnCO3沉淀，判断Mn2＋已沉淀完全的操作是________________________________________________________________________________________；
静置，向上层清液中继续滴加几滴饱和Na2CO3溶液，若不再产生沉淀，说明Mn2＋已沉淀完全
溶液，步骤Ⅴ中Na2S2O6溶液经蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥得到Na2S2O6·2H2O。Na2S2O6·2H2O含有结晶水，不适合蒸发结晶，故步骤Ⅴ的正确操作或现象为将滤液倒入蒸发皿中→用酒精灯加热→用玻璃棒不断搅拌→蒸发皿中出现少量晶体→停止加热→等待蒸发皿冷却→过滤、洗涤、干燥得到Na2S2O6·2H2O，依次填入D、A、E。
表格型实验方案设计的评价
1.命题特点(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。
2.解答步骤(1)明确题干信息①明确关键要求，如“正确的是”等；②把握关键字词，如“分离”“提纯”等。(2)逐项分析选项①“分离”“提纯”要明确原理，切记不能引入新杂质；②“操作问题”要避免遗漏，养成有序思维的习惯；③“制备问题”要从教材类比迁移，明确是考查原理，还是考查操作或仪器。(3)对比验证：在题干要求的前提下快速对比验证，确保答案正确。
1.判断下列有关物质检验“操作、现象、结论”的逻辑关系是否正确
焰色为黄色证明溶液中含有Na元素，未必是钠盐，检验钾元素要透过蓝色钴玻璃进行观察，透过蓝色钴玻璃火焰呈紫色说明含有钾元素，否则不含有
挥发出的乙醇，生成的乙烯、SO2都能使酸性KMnO4溶液褪色
NH3极易溶于水，在溶液中加入NaOH稀溶液，生成的氨水浓度小，不加热时NH3不会逸出
淀粉碘化钾试纸检验的是具有强氧化性的气体，Y可能是Cl2，也可能是O3、NO2等气体
O3、Cl2也能使品红溶液褪色
碳碳双键和醛基都能使酸性高锰酸钾溶液褪色，故酸性KMnO4溶液褪色无法证明分子中含有碳碳双键
只要是挥发性的浓酸遇蘸有浓氨水的玻璃棒都能产生白烟，浓盐酸、浓硝酸都符合
稀硫酸在淀粉水解实验中作催化剂，在未中和硫酸的情况下加入的新制的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的Cu(OH)2
Fe2＋的检验方法正确
NaOH与AgNO3溶液反应生成的AgOH极不稳定，分解生成棕褐色的氧化银，干扰溴离子的检验，应该先加稀硝酸中和NaOH后再加AgNO3溶液
碳酸氢盐、亚硫酸盐、亚硫酸氢盐溶液也有相同现象
2.判断下列有关原理或性质实验中“操作、现象、结论”的描述逻辑关系是否正确
探究温度对化学反应速率的影响，要先将混合液加热到所需要的温度后再混合，若先混合则会发生反应，影响实验的判断，且需设置对照实验
向蛋白质溶液中加入饱和氯化钠溶液发生盐析
醋酸具有挥发性，生成的CO2气体中混有挥发出的醋酸，苯酚钠溶液变浑浊可能是因为CO2，也可能是因为醋酸，无法比较碳酸与苯酚的酸性强弱
还原产物是NO，在试管口被氧化为NO2
NaCl和NaI溶液的浓度未知，无法比较Ksp大小
1.(2024·甘肃卷)下列实验操作、现象和结论相对应的是
用蓝色石蕊试纸检验某无色溶液，试纸变红，该溶液显酸性，但不一定是酸溶液，也有可能是显酸性的盐溶液，A项不符合题意；蛋白质灼烧后有类似烧焦羽毛的味道，若用酒精灯灼烧织物产生类似烧焦羽毛的味道，说明该织物含有蛋白质，B项符合题意；乙醇和浓硫酸加热，会产生很多产物，如加热温度在170 ℃，主要产物为乙烯；如加热温度在140 ℃，主要产物为二乙醚；同时乙醇可在浓硫酸作用下脱水生成碳单质，继续和浓硫酸在加热条件下产生二氧化碳、二氧化硫等，其中的产物二氧化硫也能使溴水褪色，不能说明产生的气体就是乙烯，C项不符合题意；氯化镁溶液中滴入氢氧化钠溶液，会发生复分解反应，生成难溶的氢氧化镁，与氢氧化钠和氢氧化镁的碱性无关，不能由此得出氢氧化钠的碱性比氢氧化镁强，D项不符合题意。
2.下列实验设计不能达到实验目的的是
若Fe2＋被氧化为Fe3＋，Fe3＋能与SCN－生成Fe(SCN)3，溶液变成红色，能达到实验目的，故A不符合题意；实验室用浓盐酸和二氧化锰加热制氯气，先用饱和NaCl溶液除去混有的氯化氢，再通过盛有浓H2SO4的洗气瓶干燥，能达到实验目的，故B不符合题意；用pH试纸测定NaOH溶液的pH，不能润湿pH试纸，否则会因浓度减小而影响测定结果，不能达到实验目的，故C符合题意；制取无水乙醇时，通常把工业酒精和新制的生石灰混合，加热蒸馏，能达到实验目的，故D不符合题意。
3.探究铁及其化合物的性质，下列实验方案、现象和结论都正确的是
4.(2024·合肥一模)下列由实验操作和现象可得出正确结论的是
5.(2024·陕西渭南一模)下列实验操作能达到实验目的的是
反应中碘离子过量，充分反应后滴入5滴15％ KSCN溶液，若溶液变红色，说明KI与FeCl3的反应存在限度，故A符合题意；不能向浓硫酸中加水，会产生危险，应将反应后的溶液加入水中，故B不符合题意；浓硝酸受热也会分解产生二氧化氮气体，故C不符合题意；浓硫酸溶解放出大量的热，应先加入乙醇，再沿器壁慢慢加入浓硫酸、乙酸，故D不符合题意。
6.(2024·辽宁葫芦岛统考模拟预测)根据下列实验操作和现象所得出的结论正确的是
7.(2024·山东菏泽一模)下列实验操作能达到相应实验目的的是
“84”消毒液的有效成分是次氯酸钠，具有漂白性，能使pH试纸褪色，所以不能用pH试纸测定“84”消毒液的pH，应该用pH计，故A不符合题意；加入稀硫酸后，溶液中含有氢离子和硝酸根离子，相当于含有硝酸，硝酸能将亚铁离子氧化为铁离子，故C不符合题意；盐酸为无氧酸，由碳酸、盐酸的酸性强弱不能比较C、Cl的非金属性强弱，故D不符合题意。
8.(2024·南昌一模)下列方案设计、现象和结论不正确的是
铝片表面形成致密氧化膜后，与铜离子不反应，故A正确；CCl4层无色，说明氯气未与溴离子反应，而是与亚铁离子反应，故B正确；产生的气体使带火星的木条复燃，可能是铁离子的催化作用使双氧水分解，故C错误。
9.(2024·辽宁省实验中学段测)下列实验目的、实验操作及现象、结论有错误的是
10.(2024·广州执信中学月考)下列实验方案设计、现象和结论都正确的是
11.(16分)胆矾(CuSO4·5H2O)是一种重要化工原料，某研究小组以生锈的铜屑为原料[主要成分是Cu，含有少量的油污、CuO、CuCO3、Cu(OH)2]制备胆矾。流程如下。回答问题：(1)步骤①的目的是　　　　。
原料表面含有少量的油污，Na2CO3溶液呈碱性，可以除去原料表面的油污，因此，步骤①的目的是除去原料表面的油污。
(2)步骤②中，若仅用浓H2SO4溶解固体B，将生成　　　(填化学式)污染环境。
在加热的条件下，铜可以与浓硫酸发生反应生成CuSO4、SO2和H2O，若仅用浓H2SO4溶解固体B，将生成SO2污染环境。
(3)步骤②中，在H2O2存在下Cu溶于稀H2SO4，反应的化学方程式为 _______ ___________________________ 。
(4)经步骤④得到的胆矾，不能用水洗涤的主要原因是________________。
胆矾是一种易溶于水的晶体，因此，经步骤④得到的胆矾，不能用水洗涤。
(5)实验证明，滤液D能将I－氧化为I2。ⅰ.甲同学认为不可能是步骤②中过量H2O2将I－氧化为I2，理由是__________________________________ _______ 。
H2O2常温下即能发生分解反应，在加热的条件下，其分解更快，因此，甲同学认为不可能是步骤②中过量H2O2将I－氧化为I2，理由是溶液C经步骤③加热浓缩后H2O2已完全分解。
步骤③加热浓缩后双氧水已完全分解
ⅱ.乙同学通过实验证实，只能是Cu2＋将I－氧化为I2，写出乙同学的实验方案及结果：________________________________________________________________________________________________________(不要求写具体操作过程)。
I－氧化为I2时溶液的颜色会发生变化；滤液D中含有CuSO4和H2SO4，乙同学通过实验证实，只能是Cu2＋将I－氧化为I2，较简单的方案是除去溶液中的Cu2＋，然后再向其中加入含有I－的溶液，观察溶液是否变色；除去溶液中的Cu2＋的方法有多种，可以加入适当的沉淀剂将其转
取滤液D，向其中加入适量硫化钠，使铜离子恰好完全沉淀，再加入I－，不能被氧化，故可证明是Cu2＋将I－氧化为I2
化为难溶物，如加入Na2S将其转化为CuS沉淀，因此，乙同学的实验方案为取少量滤液D，向其中加入适量Na2S溶液，直至不再有沉淀生成，静置后向上层清液中加入少量KI溶液；实验结果为上层清液不变色，证明是Cu2＋将I－氧化为I2。
12.(14分)(2024·沈阳二中检测)同学们研究化学反应速率时设计了如下系列实验。Ⅰ.甲同学用量气法测量化学反应的速率(1)图2与图1相比的优点是________________________________________________。
可以控制反应的发生与停止，同时能减小体积
由题干装置图可知，图2可以通过拉动铜丝来控制反应的发生与停止，同时能减小体积误差；
(2)也可以将图1中的注射器改为连通器如图3，为了准确地测量H2的体积，在读取反应后甲管中液面的读数时，应注意　　　(填字母)。a.视线与凹液面最低处相平b.等待片刻，待乙管液面不再上升时读数c.读数时应上、下移动乙管，使甲、乙两管液面相平d.反应结束立即读数
读数时视线与凹液面最低处相平，以保证读数准确，a符合题意；通过提拉铜丝可以控制反应结束的时间，从硫酸中拉出铜丝后，需调节甲、乙两管液面相平，在这个过程中量气管中的气压会发生变化，因此需等待片刻，待乙管液面不再上升且两管液面在同一水平时读数，b符合题意；读数时应上、下移动乙管，使甲、乙两管液面相平，内外压强一致，以保证气体的体积更加准确，c符合题意；反应结束立即读数，由于反应放热，管内气体膨胀，此时读数不准确，d不合题意；
Ⅱ.乙同学测定室温下H2C2O4溶液与用硫酸酸化的KMnO4溶液的反应速率。实验时，先分别量取两种溶液，然后倒入试管中迅速振荡混合均匀，开始计时。该小组设计了如下的方案：
(4)写出H2C2O4与KMnO4(H＋)反应的离子方程式：_____________________________________________________。
KMnO4(H＋)具有强氧化性，发生还原反应生成Mn2＋，H2C2O4具有还原性，发生氧化反应生成CO2；
(5)实验测得酸性KMnO4溶液褪色所用的时间为10 s，忽略混合前后溶液体积的微小变化，这段时间内平均反应速率v(H2C2O4)＝　　　　　　　。
0.2 ml·L－1·s－1