化学实验方案设计与评价
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【巩固练习】
判断下列说法是否正确？(填“√”或“×”)
(1)用浓盐酸酸化 KMnO4 溶液，增强 KMnO4 的强氧化性
× ( )
(2)以 下 两种制 备 CuSO4 的方案 ：①Cu浓―H△ ―2S→O4CuSO4、
× ②Cu―O―2→CuO稀―H―2S→O4CuSO4，第①种方案更好些( )
(3)测定同温同浓度的 NaCl 和 NaF 溶液的 pH，确定 F、Cl
× 元素非金属性的强弱( )
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(4)(2013·全国卷)若除去KNO3中混有的少量NaCl,可以将混合物
√ 制成热的饱和溶液,冷却结晶并过滤。( )
分析:除去KNO3中的NaCl,利用其溶解度的差别,采用重结晶法 。
× (5)(2012·福建高考)实验室用二氧化锰和浓盐酸反应制氯气时,
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＋) 【解析】①根据反应的离子方程式：MnO2＋4H＋＋2Cl－ ==△===Mn2＋＋Cl2↑＋2H2O，可以看出反应残余液中 c(Cl－) ＞c(H＋)，用甲方案测得的是 c(Cl－)，而不是 c(H＋)。
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四、实验方案创新设计的方法
实验原理的优化包括实验装置的优化和实验操作顺序的 优化。实验装置的优化如增加排出装置中空气的装置、增加安 全瓶、防倒吸装置、尾气处理装置等；实验操作顺序的优化如 先用惰性气体排出装置中的空气，再进行有关实验，最后再用 惰性气体将装置中生成的气体排出等。
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对几个实验方案进行评价，主要从正确与错误、严密与不 严密、准确与不准确、可行与不可行等方面作出判断。另外有 无干扰、是否经济、是否安全、有无污染等也是要考虑的。
【解析】由于Ksp(MnCO3)＜Ksp(CaCO3)，过量的CaCO3要转 化为一部分MnCO3，由于M(MnCO3)＞M(CaCO3)，故最终 剩余的固体质量增加，导致测得的c(H＋)偏小。
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五、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。
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(2012·福建高考)实验室常用MnO2与浓盐酸反应 制备Cl2(发生装置如下图所示)。
(1)制备实验开始时，先检查装置气密性，接下来的操作
ACB 依次是________(填序号)。
化学实验方案设计与 评价
考纲
1.设计、评价或改进实验方案。 2.了解控制实验条件的方法。 3.分析或处理实验数据，得出合理的结论。 4.绘制和识别典型的实验仪器装置图。 5.以上各部分知识与技能的综合应用。
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知识点一 化学实验方案的设计 1．一个相对完整的化学实验方案一般应该包括的内容有 ：实验名称、____实__验__目__的__、 _____实__验__原__理_、实验用品和实 验步骤、记录____实__验__现__象__、实验结果处理、问题讨论等。 2．实验方案设计的基本要求 科学性、安全性、可行性和简约性。同一个实验，可设计 出 多 种 实 验 方 案 ， 选 择 实 验 方 案 应 具 有 效 果 __明__显___ 、 操 作 _安__全____、装置__简__单___、用药少、步骤少等。
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四、从规范性方面
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、竖装的干燥管及冷凝管等)；
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、实验方法使用 顺序等)。
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(2)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： 丙方案：与已知量CaCO3(过量)反应，称量剩余的CaCO3质量 。
偏小 ③判断丙方案的实验结果________(填“偏大”“偏小”
或“准确”)。[已知：Ksp(CaCO3)＝2.8×10－9、Ksp(MnCO3) ＝2.3×10－11]
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二、化学实验设计的基本内容
一个相对完整的化学实验方案一般包括下述内容： ①实验名称； ②实验目的； ③实验原理； ④实验用品(药品、仪器、装置、设备)及规格； ⑤实验装置图、实验步骤和操作方法； ⑥实验注意事项；⑦实验现象的记录及结果处理； ⑧问题与讨论。
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三、化学实验方案设计的基本思路
根据实验目的和原理及所选用的药品和仪器，设计合理 的装置，并且从几种方案中分析ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ择出最佳方案。
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知识点二 化学实验方案的评价 1．基本原则 一个实验方案的优劣主要从_实__验__原__理___是否科学合理， __实__验__步__骤__和__装__置___是否简单可行，另外还要从_绿__色__化__学___和 __安__全__性____两个角度去评价。 2．实验评价类型 实验方案的评价包括_实__验__原__理___评价、实验方案评价、实 验药品和仪器评价、实验现象和____结__论____评价。
应先向圆底烧瓶中加浓盐酸再加二氧化锰。( ) 分析:应先加固体药品,再加液体药品。
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× (6)(2012·江苏)可用下列装置制取少量纯净的CO2气体。 (
)
分析:纯碱为粉末状,不能用简易启普发生器制取CO2,且该装置 制取的气体会混有HCl和水蒸气,不纯净。
√ 8
一、化学实验方案设计的基本要求
A．往烧瓶中加入MnO2粉末 B．加热 C．往烧瓶中加入浓盐酸
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(2)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。
一、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．实验效果是否明显。
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二、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．原料利用率及反应速率是否较高； 4．反应速率是否较快。
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三、从安全性方面对实验方案做出评价
【巩固练习】
判断下列说法是否正确？(填“√”或“×”)
(1)用浓盐酸酸化 KMnO4 溶液，增强 KMnO4 的强氧化性
× ( )
(2)以 下 两种制 备 CuSO4 的方案 ：①Cu浓―H△ ―2S→O4CuSO4、
× ②Cu―O―2→CuO稀―H―2S→O4CuSO4，第①种方案更好些( )
(3)测定同温同浓度的 NaCl 和 NaF 溶液的 pH，确定 F、Cl
× 元素非金属性的强弱( )
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(4)(2013·全国卷)若除去KNO3中混有的少量NaCl,可以将混合物
√ 制成热的饱和溶液,冷却结晶并过滤。( )
分析:除去KNO3中的NaCl,利用其溶解度的差别,采用重结晶法 。
× (5)(2012·福建高考)实验室用二氧化锰和浓盐酸反应制氯气时,
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＋) 【解析】①根据反应的离子方程式：MnO2＋4H＋＋2Cl－ ==△===Mn2＋＋Cl2↑＋2H2O，可以看出反应残余液中 c(Cl－) ＞c(H＋)，用甲方案测得的是 c(Cl－)，而不是 c(H＋)。
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四、实验方案创新设计的方法
实验原理的优化包括实验装置的优化和实验操作顺序的 优化。实验装置的优化如增加排出装置中空气的装置、增加安 全瓶、防倒吸装置、尾气处理装置等；实验操作顺序的优化如 先用惰性气体排出装置中的空气，再进行有关实验，最后再用 惰性气体将装置中生成的气体排出等。
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对几个实验方案进行评价，主要从正确与错误、严密与不 严密、准确与不准确、可行与不可行等方面作出判断。另外有 无干扰、是否经济、是否安全、有无污染等也是要考虑的。
【解析】由于Ksp(MnCO3)＜Ksp(CaCO3)，过量的CaCO3要转 化为一部分MnCO3，由于M(MnCO3)＞M(CaCO3)，故最终 剩余的固体质量增加，导致测得的c(H＋)偏小。
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五、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。
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(2012·福建高考)实验室常用MnO2与浓盐酸反应 制备Cl2(发生装置如下图所示)。
(1)制备实验开始时，先检查装置气密性，接下来的操作
ACB 依次是________(填序号)。
化学实验方案设计与 评价
考纲
1.设计、评价或改进实验方案。 2.了解控制实验条件的方法。 3.分析或处理实验数据，得出合理的结论。 4.绘制和识别典型的实验仪器装置图。 5.以上各部分知识与技能的综合应用。
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知识点一 化学实验方案的设计 1．一个相对完整的化学实验方案一般应该包括的内容有 ：实验名称、____实__验__目__的__、 _____实__验__原__理_、实验用品和实 验步骤、记录____实__验__现__象__、实验结果处理、问题讨论等。 2．实验方案设计的基本要求 科学性、安全性、可行性和简约性。同一个实验，可设计 出 多 种 实 验 方 案 ， 选 择 实 验 方 案 应 具 有 效 果 __明__显___ 、 操 作 _安__全____、装置__简__单___、用药少、步骤少等。
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四、从规范性方面
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、竖装的干燥管及冷凝管等)；
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、实验方法使用 顺序等)。
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(2)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： 丙方案：与已知量CaCO3(过量)反应，称量剩余的CaCO3质量 。
偏小 ③判断丙方案的实验结果________(填“偏大”“偏小”
或“准确”)。[已知：Ksp(CaCO3)＝2.8×10－9、Ksp(MnCO3) ＝2.3×10－11]
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二、化学实验设计的基本内容
一个相对完整的化学实验方案一般包括下述内容： ①实验名称； ②实验目的； ③实验原理； ④实验用品(药品、仪器、装置、设备)及规格； ⑤实验装置图、实验步骤和操作方法； ⑥实验注意事项；⑦实验现象的记录及结果处理； ⑧问题与讨论。
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三、化学实验方案设计的基本思路
根据实验目的和原理及所选用的药品和仪器，设计合理 的装置，并且从几种方案中分析ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ择出最佳方案。
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知识点二 化学实验方案的评价 1．基本原则 一个实验方案的优劣主要从_实__验__原__理___是否科学合理， __实__验__步__骤__和__装__置___是否简单可行，另外还要从_绿__色__化__学___和 __安__全__性____两个角度去评价。 2．实验评价类型 实验方案的评价包括_实__验__原__理___评价、实验方案评价、实 验药品和仪器评价、实验现象和____结__论____评价。
应先向圆底烧瓶中加浓盐酸再加二氧化锰。( ) 分析:应先加固体药品,再加液体药品。
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× (6)(2012·江苏)可用下列装置制取少量纯净的CO2气体。 (
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分析:纯碱为粉末状,不能用简易启普发生器制取CO2,且该装置 制取的气体会混有HCl和水蒸气,不纯净。
√ 8
一、化学实验方案设计的基本要求
A．往烧瓶中加入MnO2粉末 B．加热 C．往烧瓶中加入浓盐酸
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(2)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。
一、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．实验效果是否明显。
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二、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．原料利用率及反应速率是否较高； 4．反应速率是否较快。
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三、从安全性方面对实验方案做出评价