2019版高考化学高分培养计划一轮全国创新版高分讲义：第38讲+实验方案的设计与评价+Word版含答案.docx

第38讲　实验方案的设计与评价1．化学实验方案的设计(1)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选择出最佳方案。(2)化学实验方案设计的步骤2．化学实验方案的评价(1)实验评价的主要形式从评价的主要针对点来看，实验综合题可分为装置评价型和原理评价型两类。①实验装置的评价对比各方案装置，从装置的合理性、操作的简便可行性等方面进行全面分析，选出最佳装置。②实验原理的评价紧扣实验目的，对各方案的原理综合考虑，从原理是否科学、原料是否节约、误差是否较小等方面进行全面分析，选出最佳方案。(2)实验方案评价的解题思路一个实验方案的优劣主要从实验原理是否科学合理，操作与装置是否简单可行，以及绿色化学和安全性的角度去评价。①从“科学性”和“可行性”方面对实验方案作出评价评价时可从以下4个方面分析：实验原理是否科学；实验操作是否合理；实验步骤是否简单、方便；实验效果是否明显。②从“绿色化学”视角对实验方案作出评价反应原料是否易得、安全、无毒；反应速率是否合适；原料利用率以及生成物的产率是否较高；实验过程中是否造成环境污染。③从“安全性”方面对实验方案作出评价化学实验从安全角度常考虑的因素主要有防倒吸、防爆炸、防吸水、防泄漏、防着火、防溅液、防破损等。1．下列实验中，对应的现象以及结论都正确且两者具有因果关系的是(　　)选项实验现象结论A将稀硝酸加入过量铁粉中，充分反应后滴加KSCN溶液有气体生成，溶液呈血红色稀硝酸将Fe氧化为Fe3＋B将铜粉加入1.0 mol·L－1 Fe2(SO4)3溶液中溶液变蓝、有黑色固体出现金属铁比铜活泼C用坩埚钳夹住一小块用砂纸仔细打磨过的铝箔在酒精灯上加热熔化后的液态铝滴落下来金属铝的熔点较低D将0.1 mol·L－1 MgSO4溶液滴入NaOH溶液至不再有沉淀产生，再滴加0.1 mol·L－1 CuSO4溶液先有白色沉淀生成后变为蓝色沉淀Cu(OH)2的溶度积比Mg(OH)2的小答案　D解析　稀硝酸与过量的铁粉反应，生成硝酸亚铁和NO气体、水，无铁离子生成，所以加入KSCN溶液后，不变红色，现象错误，A错误；Cu与硫酸铁发生氧化还原反应，生成硫酸铜和硫酸亚铁，无黑色固体出现，现象错误，B错误；铝在空气中加热生成的氧化铝的熔点较高，所以内部熔化的铝不会滴落，C错误；硫酸镁与氢氧化钠溶液反应生成氢氧化镁沉淀，再加入硫酸铜，则生成氢氧化铜蓝色沉淀，所以氢氧化铜的溶度积比氢氧化镁的溶度积小，D正确。2．氮化镁(Mg3N2)是工业上应用广泛的离子化合物，常温下为浅黄色粉末，极易与水反应。某校化学兴趣小组用镁与氮气反应制备Mg3N2，并测定氮化镁的纯度。Ⅰ.制备氮化镁已知：亚硝酸钠和硫酸铵制取氮气的反应剧烈放热，产生氮气的速率较快。(1)制取氮气反应的离子方程式为____________________________________________。(2)实验装置(可重复使用)的连接顺序为a→____，____→____，____→____，____→h，i→____，____(按气流方向，用小写字母表示)。Ⅱ.测定氮化镁的含量(3)定性分析操作步骤实验现象解释原因取少量氮化镁样品于试管中，加足量蒸馏水__________________________________________①写出反应的化学方程式：____________________弃去上层清液，加入足量稀盐酸观察到固体全部溶解且冒气泡②冒气泡的原因是__________________________答案　(1)NH＋NO===N2↑＋2H2O(2)f　g　b　c　d　e　d　e(3)试管底部有固体不溶物，有刺激性气味的气体产生①Mg3N2＋6H2O===3Mg(OH)2＋2NH3↑②未反应的镁与盐酸反应产生氢气解析　(1)NaNO2和(NH4)2SO4反应生成N2为归中反应，离子方程式为NH＋NO===N2↑＋2H2O。(2)制取的氮气先通过安全瓶，利用硫酸亚铁的还原性除去氧气；为防止水蒸气使氮化镁水解，用浓硫酸干燥氮气；氮气与镁在装置B中反应生成氮化镁，再连接盛有浓硫酸的洗气瓶防止水蒸气进入使氮化镁水解，所以实验装置的连接顺序为a→f，g→b，c→d，e→h，i→d，e。(3)氮化镁与水反应生成氨气和氢氧化镁，化学方程式为Mg3N2＋6H2O===3Mg(OH)2＋2NH3↑，所以现象为试管底部有固体不溶物，有刺激性气味的气体产生；镁与冷水不反应，镁与盐酸反应放出氢气。考点1　化学实验方案设计典例1　(2017·湖北重点中学联考)草酸亚铁晶体的化学式为FeC2O4·2H2O，它是一种淡黄色结晶粉末，有轻微刺激性，加热时可发生如下分解反应：FeC2O4·2H2OFeO＋CO2↑＋CO↑＋2H