实验方案设计与评价
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【典wenku.baidu.com2】实验室里常用MnO2与浓盐酸反应制 备Cl2(发生装置如图所示)。制备反应会因盐酸 浓度下降而停止。为测定反应残余液中盐酸的
浓度，探究小组同学提出下列实验方案：
甲方案：与足量AgNO3溶液反应，称量生成的 AgCl质量。
乙方案：采用酸碱中和滴定法测定。 丙方案：与已知量CaCO3(过量)反应，称量剩余的CaCO3 质量。 丁方案：与足量Zn反应，测量生成的H2体积。继而进行下 列判断和实验（1）判定甲方案不可行，理由是 __残__余__清__液__中__，__n_(_C_l_－_)_＞__n_(H__＋_)____(或__其__他__合__理__答__案__)_____。
②进行乙方案实验：准确量取残余清液稀释一定倍数后作 为试样。 a．量取试样20.00 mL，用0.100 0 mol·L－1NaOH标准溶 液滴定，消耗22.00 mL，该次滴定测得试样中盐酸浓度为 _0_._1_1_0_0__mol·L－1； b．平行滴定后获得实验结果。 ③判断丙方案的实验结果___偏__小___(填“偏大”“偏小” 或“准确”)。[已知：Ksp(CaCO3)＝2.8×10－9， Ksp(MnCO3)＝2.3×10－11]
(5)在虚线框中画出尾气吸收装置E并注明试剂。 转 解析
II．该组同学用装置D中的副产品FeCl3溶液吸收H2S，得到 单质硫；过滤后，再以石墨为电极，在一定条件下电解滤液。
（6）FeCl3与H2S反应的离子方程式为：
2Fe3+＋H2 S=2Fe2++S↓+2H+
。
（7）电解池中H+在阴极放电产生H2，阳极的电极反应为：
探究型实验的常见类型 1．物质成分的探究
通过化学反应原理猜测可能生成哪些物质，对这些 物质逐一进行检验来确定究竟含有哪些成分。虽然探 归 究型实验主要考查学生的探究能力，但在问题中常常 纳 包含了对实验基础知识的考查。如： 总 (1)常见物质分离提纯的方法：结晶法、蒸馏法、过 结 滤法、升华法、萃取法、渗析法等。
1、物质的制备实验方案设计及评价
【典例1】FeCl3在现代工业生产中应用广泛。某化学研究性 学习小组模拟工业流程制备无水FeCl3，再用副产品FeCl3溶 液吸收有毒的H2S。 Ⅰ.经查阅资料得知：无水FeCl3在空气中易潮解，加热易升 华。他们设计了制备无水FeCl3的实验方案，装置示意图(加 热及夹持装置略去)及操作步骤如下：
Fe2+-e- =Fe3+
。
（8）综合分析实验II的两个反应，可知该实验有两个显著优
点：①H2S的原子利用率100%；
② FeCl3可以循环利用
。
制备实验设计的解题思路
1．巧审题，明确实验的目的和原理。
2．想过程，理清实验操作的先后顺序。
3．看准图，分析各项实验装置的作用。在分析解答
思 过程中，要认真细致地分析图中所示的各项装置，并
维 结合实验目的和原理，确定它们在该实验中的作用。
建 模
4．细分析，评优劣。分析实验的过程中，从科学性，
安全性，可行性，简约性几个方面考量设计方案，作
出评价。
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。
【真题演练】 《优化设计》P201 （2011全国）
2、组成、性质探究实验方案设计及评价
结 元素化合物知识的基础上，大胆猜想，细心论证。
脱离元素化合物知识，独立看待实验问题是不科学
的，只有灵活运用已有的元素化合物知识，才能变
探究型实验为验证型实验，使复杂问题简单化。
【训练】资料表明，在加热条件下SO3具有比较强 的氧化性。某研究性学习小组的同学对绿矾
(FeSO4·7H2O)受热分解的情况进行探究。 (1)甲同学认为，绿矾受热分解的产物是FeO、SO3、
第九单元 化学实验基础
第三节 物质的制备、实验方案的设计 与评价
考点二：实验方案的设计与评价
题型分析： 常考点为物质制备实验方案设计，物质性质实验方案设 计及反应原理、反应条件的探究及变量控制等。
试题特点:题材广、信息新、综合性强 能力要求：考查学生的综合实验能力
一、实验方案设计和评价的要求和思路
【思维启迪】实验目的、FeCl3性质→装置的设计。
①检验装置的气密性；
②通入干燥的Cl2，赶尽装置中的空气； ③用酒精灯在铁屑下方加热至反应完成；
④……
⑤体系冷却后，停止通入Cl2，并用干燥的N2赶尽Cl2，将 收集器密封。
请回答下列问题： (1)装置A中反应的化学方程式为_2_F__e_＋__3_C_l_2 ___2_F_e_C__l3__。
1．基本要求 实验原理 有毒药品
2．基本内容
①实验目的；②实验原理；③实验用品(药品、仪器、装 置、设备)及规格；④实验装置图、实验步骤和操作方 法；⑤实验注意事项；⑥实验现象的记录及结果处理； ⑦问题与讨论。
3．实验方案设计的基本思路
二、实验方案设计和评价 1、物质的制备实验方案设计及评价 2、物质的组成、性质探究实验方案设计及评价 3、反应原理、条件的探究实验方案设计及评价
(2)常见气体的制备、净化、干燥、收集等方法。 (3)熟悉重点的操作：气密性检查、测量气体体积、 防倒吸、防污染等。
2．物质性质的探究
(1)在探究过程中往往可以利用对比实验，即设置
几组平行实验来进行对照和比较，从而研究和揭示
归 纳
某种规律，解释某种现象形成的原因或证明某种反 应机理。
总
(2)无机物、有机物性质的探究，必须在牢牢掌握
(2)第③步加热后，生成的烟状FeCl3大部分进入收集器， 少量沉积在反应管A右端。要使沉积的FeCl3进入收集器， 第④步操作是__在__沉__积__的__F_e_C__l3_固__体__下__方__加__热_____。
(3)操作步骤中，为防止FeCl3潮解所采取的措施有(填步骤 序号)__②__⑤__。 (4)装置B中冷水浴的作用为_冷__却__，__使__F_e_C_l_3沉__积__，__便__于__收___集_ _产__品___；装置C的名称为_干__燥__管___；装置D中FeCl2全部反 应 失后效， 的因试失剂去：吸__K_收_3[_CF_le_2(的_C_N作__)用6_]_溶而__液失__效_。，写出检验FeCl2是否
浓度，探究小组同学提出下列实验方案：
甲方案：与足量AgNO3溶液反应，称量生成的 AgCl质量。
乙方案：采用酸碱中和滴定法测定。 丙方案：与已知量CaCO3(过量)反应，称量剩余的CaCO3 质量。 丁方案：与足量Zn反应，测量生成的H2体积。继而进行下 列判断和实验（1）判定甲方案不可行，理由是 __残__余__清__液__中__，__n_(_C_l_－_)_＞__n_(H__＋_)____(或__其__他__合__理__答__案__)_____。
②进行乙方案实验：准确量取残余清液稀释一定倍数后作 为试样。 a．量取试样20.00 mL，用0.100 0 mol·L－1NaOH标准溶 液滴定，消耗22.00 mL，该次滴定测得试样中盐酸浓度为 _0_._1_1_0_0__mol·L－1； b．平行滴定后获得实验结果。 ③判断丙方案的实验结果___偏__小___(填“偏大”“偏小” 或“准确”)。[已知：Ksp(CaCO3)＝2.8×10－9， Ksp(MnCO3)＝2.3×10－11]
(5)在虚线框中画出尾气吸收装置E并注明试剂。 转 解析
II．该组同学用装置D中的副产品FeCl3溶液吸收H2S，得到 单质硫；过滤后，再以石墨为电极，在一定条件下电解滤液。
（6）FeCl3与H2S反应的离子方程式为：
2Fe3+＋H2 S=2Fe2++S↓+2H+
。
（7）电解池中H+在阴极放电产生H2，阳极的电极反应为：
探究型实验的常见类型 1．物质成分的探究
通过化学反应原理猜测可能生成哪些物质，对这些 物质逐一进行检验来确定究竟含有哪些成分。虽然探 归 究型实验主要考查学生的探究能力，但在问题中常常 纳 包含了对实验基础知识的考查。如： 总 (1)常见物质分离提纯的方法：结晶法、蒸馏法、过 结 滤法、升华法、萃取法、渗析法等。
1、物质的制备实验方案设计及评价
【典例1】FeCl3在现代工业生产中应用广泛。某化学研究性 学习小组模拟工业流程制备无水FeCl3，再用副产品FeCl3溶 液吸收有毒的H2S。 Ⅰ.经查阅资料得知：无水FeCl3在空气中易潮解，加热易升 华。他们设计了制备无水FeCl3的实验方案，装置示意图(加 热及夹持装置略去)及操作步骤如下：
Fe2+-e- =Fe3+
。
（8）综合分析实验II的两个反应，可知该实验有两个显著优
点：①H2S的原子利用率100%；
② FeCl3可以循环利用
。
制备实验设计的解题思路
1．巧审题，明确实验的目的和原理。
2．想过程，理清实验操作的先后顺序。
3．看准图，分析各项实验装置的作用。在分析解答
思 过程中，要认真细致地分析图中所示的各项装置，并
维 结合实验目的和原理，确定它们在该实验中的作用。
建 模
4．细分析，评优劣。分析实验的过程中，从科学性，
安全性，可行性，简约性几个方面考量设计方案，作
出评价。
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。
【真题演练】 《优化设计》P201 （2011全国）
2、组成、性质探究实验方案设计及评价
结 元素化合物知识的基础上，大胆猜想，细心论证。
脱离元素化合物知识，独立看待实验问题是不科学
的，只有灵活运用已有的元素化合物知识，才能变
探究型实验为验证型实验，使复杂问题简单化。
【训练】资料表明，在加热条件下SO3具有比较强 的氧化性。某研究性学习小组的同学对绿矾
(FeSO4·7H2O)受热分解的情况进行探究。 (1)甲同学认为，绿矾受热分解的产物是FeO、SO3、
第九单元 化学实验基础
第三节 物质的制备、实验方案的设计 与评价
考点二：实验方案的设计与评价
题型分析： 常考点为物质制备实验方案设计，物质性质实验方案设 计及反应原理、反应条件的探究及变量控制等。
试题特点:题材广、信息新、综合性强 能力要求：考查学生的综合实验能力
一、实验方案设计和评价的要求和思路
【思维启迪】实验目的、FeCl3性质→装置的设计。
①检验装置的气密性；
②通入干燥的Cl2，赶尽装置中的空气； ③用酒精灯在铁屑下方加热至反应完成；
④……
⑤体系冷却后，停止通入Cl2，并用干燥的N2赶尽Cl2，将 收集器密封。
请回答下列问题： (1)装置A中反应的化学方程式为_2_F__e_＋__3_C_l_2 ___2_F_e_C__l3__。
1．基本要求 实验原理 有毒药品
2．基本内容
①实验目的；②实验原理；③实验用品(药品、仪器、装 置、设备)及规格；④实验装置图、实验步骤和操作方 法；⑤实验注意事项；⑥实验现象的记录及结果处理； ⑦问题与讨论。
3．实验方案设计的基本思路
二、实验方案设计和评价 1、物质的制备实验方案设计及评价 2、物质的组成、性质探究实验方案设计及评价 3、反应原理、条件的探究实验方案设计及评价
(2)常见气体的制备、净化、干燥、收集等方法。 (3)熟悉重点的操作：气密性检查、测量气体体积、 防倒吸、防污染等。
2．物质性质的探究
(1)在探究过程中往往可以利用对比实验，即设置
几组平行实验来进行对照和比较，从而研究和揭示
归 纳
某种规律，解释某种现象形成的原因或证明某种反 应机理。
总
(2)无机物、有机物性质的探究，必须在牢牢掌握
(2)第③步加热后，生成的烟状FeCl3大部分进入收集器， 少量沉积在反应管A右端。要使沉积的FeCl3进入收集器， 第④步操作是__在__沉__积__的__F_e_C__l3_固__体__下__方__加__热_____。
(3)操作步骤中，为防止FeCl3潮解所采取的措施有(填步骤 序号)__②__⑤__。 (4)装置B中冷水浴的作用为_冷__却__，__使__F_e_C_l_3沉__积__，__便__于__收___集_ _产__品___；装置C的名称为_干__燥__管___；装置D中FeCl2全部反 应 失后效， 的因试失剂去：吸__K_收_3[_CF_le_2(的_C_N作__)用6_]_溶而__液失__效_。，写出检验FeCl2是否