5．实验知识和技能的综合应用。 考点一　化学实验方案的设计 　知识归纳　

1．基本原则 (1)科学性：实验的原理、操作顺序、操作方法等科学合理。 (2)可行性：原理可行，选用的药品、仪器、设备及实验方法能够满足现行的条件的要求。 (3)简约性：装置或方法简单，步骤少、节约药品，短时间能完成，符合绿色化学的要求。 (4)安全性：避免使用有毒药品或危险性的实验操作，有毒气体的尾气处理。

2．基本思路

3．实验设计的步骤 (1)明确实验目的、实验原理； (2)选择药品和仪器； (3)设计装置步骤，实施实验操作； (4)记录实验现象、实验数据； (5)分析得出结论。

4．实验方案的设计 (1)实验方案设计的流程 设计实验方案 实验，收集资料 分析，得出结论 [判断思考]

2．试设计方案检验Fe3+。 　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　典型例题　 1 [2015.全国卷Ⅰ] 草酸(乙二酸)存在于自然界的植物中，其K1＝5.4×10－2，K2＝5.4×10－5。草酸的钠盐和钾盐易溶于水，而其钙盐难溶于水。草酸晶体(H2C2O4.2H2O)无色，熔点为101 ℃，易溶于水，受热脱水、升华，170 ℃以上分解。回答下列问题： (1)甲组同学按照如图10­35­1所示的装置，通过实验检验草酸晶体的分解产物。装置C中可观察到的现象是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________， 由此可知草酸晶体分解的产物中有________。装置B的主要作用是____________________________________________________________________________________。 图10­35­1 (2)乙组同学认为草酸晶体分解产物中还有CO，为进行验证，选用甲组实验中的装置A、B和如图10­35­2所示的部分装置(可以重复选用)进行实验。 　 图10­35­2 ①乙组同学的实验装置中，依次连接的合理顺序为A、B、____________________。装置H反应管中盛有的物质是________。 ②能证明草酸晶体分解产物中有CO的现象是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)设计实验证明： ①草酸的酸性比碳酸的强：________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 ②草酸为二元酸：________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 2 [2015.安徽卷] 某研究小组将纯净的SO2气体通入0.1 mol.L－1的Ba(NO3)2溶液中，得到了BaSO4沉淀。为探究上述溶液中何种微粒能氧化通入的SO2，该小组提出了如下假设： 假设一：溶液中的NO 假设二：溶液中溶解的O2 (1)验证假设一 该小组设计实验验证了假设一，请在下表空白处填写相关实验现象。 实验步骤 实验现象 结论 实验1：在盛有不含O2的25 mL 0.1 mol.L－1BaCl2溶液的烧杯中，缓慢通入纯净的SO2气体 ________ 假设一成立 实验2：在盛有不含O2的25 mL 0.1 mol.L－1Ba(NO3)2溶液的烧杯中，缓慢通入纯净的SO2气体 ________ (2)为深入研究该反应，该小组还测得上述两个实验中溶液pH随通入SO2体积的变化曲线如图10­35­3所示。 图10­35­3 实验1中溶液pH变小的原因是__________________；V1时，实验2中溶液pH小于实验1的原因是(用离子方程式表示)______________________________________。 (3) 验证假设二 请设计实验验证假设二，写出实验步骤、预期现象和结论。 (4)若假设二成立，请预测：在相同条件下，分别用足量的O2和KNO3氧化相同的H2SO3溶液(溶液体积变化忽略不计)，充分反应后两溶液的pH前者________(填“大于”或“小于”)后者，理由是______________________________________________________________________。 ■ 变式训练 某小组以醋酸为例探究弱酸的性质。 (1)实验一：探究酸的强弱对酸与镁条反应速率的影响。 ①设计实验方案如下表，表中c＝________mol.L－1。 编号 酸的种类 酸的浓度/(mol.L－1) 酸的体积/mL 镁条质量/g 1 醋酸 1.0 10 2.0 2 盐酸 c 10 2.0 ②实验步骤： a)检查装置(图10­35­6甲)的气密性后，添加药品； b)反应开始后，________________________________________________________________________； c)将所记录的数据转化为曲线图(图乙)。 　 甲　　　　　　乙　 图10­35­6 ③写出0-5 min醋酸、盐酸与镁条反应的反应速率变化规律：________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)实验二：现有一瓶醋酸溶液，常温下测定其中醋酸的电离程度(已电离的电解质分子数占原来总分子数的百分比)。 设计实验方案，将待测物理量和对应的测定方法填写在下表中。 待测物理量 测定方法 ①________ 量取25.00 mL醋酸溶液于锥形瓶中，滴加指示剂，将0.100 0 mol.L－1NaOH标准溶液装入________，滴定至终点，记录数据，重复滴定2次 ②________ ______________________ 考点二　化学实验方案的评价 　知识归纳　 对几个实验方案进行评价，主要是看是否正确、严密、准确、可行。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。

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)实验效果是否明显。

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)原料利用率及反应速率是否较高。

3．从安全性方面对实验方案做出评价 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，当熄灭酒精灯及左边有挥发性液体加热，气压不恒定时(如乙酸乙酯的制备)要防止液体倒吸； (2)进行某些易燃易爆实验时要防爆炸(如H2还原CuO应先通H2，气体点燃前先验纯等)； (3)防氧化(如H2还原CuO后要“先灭灯再停氢”，白磷切割宜在水中进行等)； (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； (5)防吸水(如实验取用、制取易吸水、潮解、水解的物质时宜采取必要措施，以保证达到实验目的)。

4．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)。