考点4 化学实验方案设计与探究 （核心考点精讲精练）-备战2024年高考化学一轮复习考点帮（新高考专用）

考点4 化学实验方案设计与探究 1．3年真题考点分布 年份 卷区 考点分布 实验探究 物质的制备 定性定量实验 实验方案设计 2023 重庆 √ 海南 √ √ 广东 √ 北京 √ 湖南 √ 江苏 √ 辽宁 √ 山东 √ √ 浙江 √ 2022 北京 √ 广东 √ 海南 √ 湖北 √ 湖南 √ 江苏 √ 辽宁 √ √ 山东 √ 浙江 √ √ 河北 √ 2021 北京 √ 广东 √ 海南 √ 河北 √ 湖北 √ 湖南 √ √ 辽宁 √ √ 山东 √ 浙江 √ √ 天津 √ 2．命题规律及备考策略 【命题规律】近3年新高考卷对于该专题主要考查： 1.物质的制备 2.实验探究 3.定性实验 4.定量实验 【备考策略】本专题知识是高考的必考内容，常见命题形式有三种：一种是以选择题形式对实验结论或实验目的进行评价；另一种是无机物、有机物制备的实验大题；第三种是与工艺流程相结合的试题。 【命题预测】2024年高考命题重点关注元素化合物知识及基本实验操作的拓展、探究物质组成及性质实验方案的评价、简单的性质实验方案的设计。 考法1 实验方案的设计与评价 一、实验方案设计的五项基本原则 二、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，设计合理的实验方案，并且从几种方案中分析选择出最佳方案。 三、实验方案设计中的安全问题 1．防爆炸：点燃可燃性气体(如H2、CO、CH4、C2H4)或用CO、H2还原Fe2O3、CuO之前，要检验气体的纯度。 2．防暴沸：配制硫酸的水溶液或硫酸的酒精溶液时，要将密度大的浓硫酸缓慢倒入水中或酒精中；加热液体混合物时要加沸石或碎瓷片。 3．防中毒：制取有毒气体(如Cl2、CO、SO2、H2S、NO2、NO)时，应在通风橱中进行，且进行尾气处理。 4．防倒吸：加热法制取并用排水法收集气体或吸收溶解度较大的气体(如NH3、HCl)时，要注意熄灭酒精灯的顺序或加装安全瓶。 四、实验方案创新设计的几个方面 1．尾气处理装置的设计 在设计尾气处理装置时，要充分考虑装置是否符合以下几点：能充分吸收气体、不能倒吸、尾气处理装置与大气相通。 例如：下列吸收氨的装置(未标出的液体为水)中，A、C、E、F、G装置均能防止倒吸。 2．防污染安全装置的设计 例如：下列尾气处理装置中，A装置可吸收溶解度较小的尾气(如Cl2等)，B和C装置可吸收易溶或易反应的尾气(如HCl、NH3等)，D装置可用于除去CO等可燃性气体，E装置可用于收集所有气体。 3．量气装置的设计 例如：下列装置中，A装置是常规的量气装置，B、C、D装置是改进后的量气装置。 4．启普发生器具有随开随用、随关随停的特点，是气体制备的常用装置。实验室中没有启普发生器时，可以根据启普发生器的原理设计出简易制气装置，如下图所示的装置。 　 五、实验方案的评价 1．从可行性方面对实验方案进行评价 (1)实验原理是否正确、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、准确。 2．从绿色化学角度对实验方案进行评价 (1)反应原料是否易得、安全、无毒。 (2)化学反应速率是否较快。 (3)原料利用率以及制取物质的产率是否较高。 (4)制取过程中是否造成环境污染。 3．从安全性和规范性方面对实验方案进行评价 (1)净化、吸收气体及熄灭酒精灯时要防倒吸。 (2)进行某些易燃易爆实验时要防爆炸(如H2还原CuO时应先通H2再点燃酒精灯，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)防吸水(如实验取用、制取易吸水、潮解或水解的物质时要采取必要措施，以保证达到实验目的)。 (5)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)。 (6)易挥发液体产物(导出时为蒸气)的及时冷却。 【典例1】（广东省汕头市潮阳区2023届高三下学期三模）氯化铁常用于污水处理、印染工业、电子工业等领域。氯化铁遇水极易发生水解。某化学兴趣小组设