2025届高三化学第一轮：第45讲实验方案的设计与评价

真题引入 （2024·浙江1月卷）根据实验目设计方案并进行实验，观察到相关现象，其中方案设计或结论不正确的是（ ） C [2022·辽宁卷] 下列实验能达到目的的是 (　) C   实验目的 实验方法或操作 A 　测定中和反应的反应热 　酸碱中和滴定的同时,用温度传感器采集锥形瓶内溶液的温度 B 　探究浓度对化学反应速率的影响 　量取同体积不同浓度的NaClO溶液,分别加入等体积等浓度的Na2SO3溶液,对比现象 C 　判断反应后Ba2+是否沉淀完全 　将Na2CO3溶液与BaCl2溶液混合,反应后静置,向上层清液中再加1滴Na2CO3溶液 D 　检验淀粉是否发生了水解 　向淀粉水解液中加入碘水 真题引入 第十一单元 化学实验综合 第45讲 实验方案的设计与评价 衡阳市八中高三化学备课组 从高从严 · 求真求美 2025届高三化学一轮复习 1.实验方案的要求： 物质检验类实验方案设计的思路 (3)实验要安全可行，注意干扰因素的排除。 (2)现象要明显； (1)操作要简单； 方法总结 取样 ⇒ 加入试剂 ⇒ 描述现象　⇒ 得出结论 2. 实验操作的答题模板： (取少量或适量待检溶液于试管中， 若①溶液由……变为…… 或 ②有……生成 或③没有……等， 说明……) 思考：设计实验方案检验下列离子，请准确书写实验方案：（5min） K+ Fe3+ N Fe2+ S Cl－ C Ag+ Al3+ S 取样 ⇒ 加入试剂 ⇒ 描述现象　⇒ 得出结论 实验操作的答题模板： 一、常见物质（或离子）的检验及鉴别方法 解疑释惑 序号 离子 检验试剂或方法 实验现象 (2) K+ 　焰色试验 　火焰呈紫色(透过蓝色钴玻璃) 结论是 。 思考: 用洁净铂丝蘸取溶液进行焰色试验,火焰呈黄色. 原溶液中一定有Na＋，可能有K＋ 常见阳离子的检验  用玻璃棒蘸取溶液呢？ 3.常见阳离子的检验  序号 离子 检验试剂或方法 实验现象 (3) N 　NaOH溶液(浓) 　加热,生成有刺激性气味、使湿润的红色石 　蕊试纸变蓝(遇浓盐酸产生大量白烟)的气体 一、常见物质（或离子）的检验及鉴别方法 解疑释惑 NH4+＋OH－==NH3↑＋H2O 原理: 待测液 浓NaOH溶液 产生有刺激性气味的气体 湿润的红色石蕊试纸 试纸变蓝 蘸浓HCl玻璃棒靠近试管口 冒白烟 注意：1.不能用稀NaOH溶液；2.一定要加热；3.石蕊试纸的颜色 3.常见阳离子的检验  序号 离子 检验试剂或方法 实验现象 (4) Fe3+ 　①KSCN溶液 　②K4[Fe(CN)6]溶液 　③NaOH溶液 　①显红色 　②生成蓝色沉淀 　③生成红褐色沉淀 一、常见物质（或离子）的检验及鉴别方法 解疑释惑 +2 苯酚溶液 显紫色 序号 离子 检验试剂或方法 实验现象  (5) Fe2+ 　①先加KSCN溶液,再加氧化剂(如Cl2) 　②K3[Fe(CN)6]溶液 　③NaOH溶液 　①开始无现象,加氧化剂变为红色 　②生成蓝色沉淀 　③先生成白色沉淀,在空气中迅速变为灰绿色,最终变成红褐色沉淀  3.常见阳离子的检验  一、常见物质（或离子）的检验及鉴别方法 解疑释惑 (或H2O2) 氯水 无变化 KSCN溶液 红色溶液 待测液 此处应为少量，防止SCN-被氧化 序号 离子 检验试剂或方法 实验现象  (6) 　既有 Fe3+、又有 Fe2+ 　Fe3+: KSCN溶液 　显红色 　Fe2+:酸性KMnO4溶液(或K3[Fe(CN)6]溶液) 紫色褪去(或生成蓝色沉淀) 3.常见阳离子的检验  一、常见物质（或离子）的检验及鉴别方法 解疑释惑 若溶液中含有Cl-，此处不可用酸性KMnO4溶液 序号 离子 检验试剂或方法 实验现象  (7) 　Ag+ 　①盐酸或可溶性盐酸盐,并加入稀硝酸 　②氨水 　①产生白色沉淀,该沉淀不溶于稀硝酸 　②开始产生白色沉淀,继续加氨水,沉淀溶解 3.常见阳离子的检验  一、常见物质（或离子）的检验及鉴别方法 解疑释惑 待测液 +氨水 白色沉淀 +过量氨水 白色沉淀溶解 Ag+ +NH3·H2O= AgOH↓+NH4+ AgOH+2NH3·H2O =[Ag(NH3)2]++OH—+ 2H2O 思考: 如何检验铜离子？ 序号 离子 检验试剂或方法 实验现象  (8) 　Al3+ 　NaOH溶液 　开始产生白色沉淀,继续加NaOH溶液,沉淀溶解 3.常见阳离子的检验  一、常见物质（或离子）的检验及鉴别方法 解疑释惑 待测液 +NaOH溶液 白色沉淀 +过量NaOH溶液 白色沉淀溶解 Al3+ +3OH—= Al(OH)3↓ Al(OH)3+ OH—=AlO2—+ 2H2O 4.常见阴离子的检验  序号 离子 检验试剂或方法 实验现象 (1) C 　BaCl2(CaCl2)溶液、然后再加入稀盐酸 　加入BaCl2溶液后生成白色沉淀,沉淀溶于稀盐酸,并放出无色、无味且能使澄清石灰水变浑浊的气体 注意:干扰性离子 SO32- 刺激性气味 = Ca2++SO2↑+ H2O CaSO3+ 2H+ 一、常见物质（或离子）的检验及鉴别方法 解疑释惑 4.常见阴离子的检验  序号 离子 检验试剂或方法 实验现象 (2) S 　BaCl2溶液、盐酸 　加入BaCl2溶液,产生白色沉淀,该沉淀可溶于盐酸,放出使品红溶液褪色、加热时恢复原色的气体 一、常见物质（或离子）的检验及鉴别方法 解疑释惑 4.常见阴离子的检验  序号 离子 检验试剂或方法 实验现象 (3) S 　盐酸、BaCl2溶液 　先加盐酸无现象,再加 BaCl2溶液产生白色沉淀 一、常见物质（或离子）的检验及鉴别方法 解疑释惑 待测液 +稀HCl 所得溶液 +BaCl2溶液 产生白色沉淀， 则原溶液中含SO42- 排除CO32-、SO32-、SiO32-、Ag+等干扰 注意：1.一定先用稀HCl酸化； {因NO3—(H＋)能将SO32-氧化SO42-} 2.试剂不用Ba(NO3)2 4.常见阴离子的检验  一、常见物质（或离子）的检验及鉴别方法 解疑释惑 阴离子 检验试剂或方法 实验现象(依据) Cl－ Br－ I－ 白色 淡黄色 黄色 排除CO32-、PO43-等的干扰 Ag2CO3:白色沉淀 Ag3PO4:黄色沉淀 ① AgNO3溶液和稀HNO3 产生 沉淀：AgCl 产生 沉淀：AgBr 产生 沉淀：AgI AgNO3溶液-沉淀法 一、常见物质（或离子）的检验及鉴别方法 解疑释惑 ②置换—萃取法 原理： Cl2(少量)+ 2I－=I2+2Cl－ Cl2+ 2Br－= Br2 + 2Cl－ Br2 /CCl4 :显橙红色 I2 /CCl4 :显紫红色 ③氧化—淀粉法检验I- 注意:此两处氯水“少量” 原因：过量氯水可能继续氧化I2为IO3— 5Cl2 +I2 +6H2O = 2IO3－+10Cl－＋12H＋ 序号 离子 检验试剂或方法 实验现象 (7) N 　铜屑、浓硫酸 　加入铜屑和浓硫酸,共热,产生红棕色有刺激性气味的气体,反应后混合物加入水中呈蓝色 (8) S2- 　(CH3COO)2Pb试纸 　试纸变黑（PbS↓） 一、常见物质（或离子）的检验及鉴别方法 解疑释惑 基础检测 判断下列有关物质检验“操作、现象、结论”的逻辑关系是否正确 听课手册P310，右上 (1) 向溶液中滴加硝酸,再滴加BaCl2溶液,有白色沉淀生成 溶液中一定含有S     (2) 将SO2气体通入Ba(NO3)2溶液中,生成白色沉淀 此沉淀是BaSO3     有SO32-、Ag+的干扰（SO32-能被硝酸氧化成SO42-；AgCl也为白色沉淀）   实验操作及现象 结论 判断正误 解释 × × 具有强氧化性 NO3- 在酸性条件下具有强氧化性 H2SO3是中强酸,电离出的H+与溶液中的NO3- 能将SO32- 氧化成SO42-,故该白色沉淀应是BaSO4 夯实必备知识 基础检测 判断下列有关物质检验“操作、现象、结论”的逻辑关系是否正确 听课手册P310，右上 (3) 向某溶液中加入稀盐酸,产生的气体通入澄清石灰水,石灰水变浑浊 该溶液一定含有C     HCO3-盐、HSO3-盐、SO32-盐溶液也有相同现象   实验操作及现象 结论 判断正误 解释 × 夯实必备知识 基础检测 听课手册P310，右上 夯实必备知识 判断下列有关物质检验“操作、现象、结论”的逻辑关系是否正确 (4) 向乙醇中加入浓硫酸，加热，溶液变黑，将产生的气体通入酸性KMnO4溶液，溶液褪色 该气体 是乙烯     未反应的乙醇、生成的乙烯、SO2都能使酸性KMnO4溶液褪色   实验操作及现象 结论 判断正误 解释 × 副反应: C+2H2SO4(浓)==CO2↑+2SO2↑+2H2O 未反应的乙醇、 生成的乙烯、SO2 、CO2 基础检测 判断下列有关物质检验“操作、现象、结论”的逻辑关系是否正确 听课手册P310，右上 (5) 将Fe(NO3)2样品溶于稀硫酸,滴加KSCN溶液,溶液变红 说明Fe(NO3)2晶体已氧化变质     (6) SO2通入溴水(或碘水或酸性高锰酸钾溶液)中,溴水褪色 说明SO2具有漂白性     Fe2+能被H+、NO3-氧化成Fe3+而干扰实验   实验操作及现象 结论 判断正误 解释 × × NO3- 在酸性条件下具有强氧化性 SO2在反应中作还原剂,体现的是还原性而不是漂白性 夯实必备知识 基础检测 听课手册P310，右上 夯实必备知识 判断下列有关物质检验“操作、现象、结论”的逻辑关系是否正确 (8) 溴乙烷与NaOH溶液共热后，滴加AgNO3溶液，未出现浅黄色沉淀 说明溴乙烷未发生水解     ①NaOH与AgNO3溶液反应生成的AgOH极不稳定，分解生成棕褐色的Ag2O，干扰Br-的检验 ②应该先加稀硝酸中和NaOH后再加AgNO3溶液   实验操作及现象 结论 判断正误 解释 × 基础检测 夯实必备知识   实验操作及现象 结论 判断正误 解释 补充(1) 用铂丝蘸取某溶液进行焰色试验，火焰呈黄色 一定是钠盐，该溶液中一定不含有K+     1.NaOH焰色试验火焰也是黄色； 2.检验钾元素要透过蓝色钴玻璃，观察火焰是否呈紫色。没有透过蓝色钴玻璃观察火焰颜色，不能说明不含钾元素 × 判断下列有关物质检验“操作、现象、结论”的逻辑关系是否正确 一定含钠元素， 可能含钾元素 基础检测 夯实必备知识   实验操作及现象 结论 判断正误 解释 补充(2) 向某溶液中滴加稀NaOH溶液，将湿润的红色石蕊试纸置于试管口，试纸不变蓝 说明该溶液中无NH4+     判断下列有关物质检验“操作、现象、结论”的逻辑关系是否正确 NH3极易溶于水，在溶液中加入NaOH稀溶液，生成的氨水浓度小，不加热时NH3不会挥发出来， 应该为滴加浓NaOH溶液且加热 × 基础检测 夯实必备知识 补充 (3) 用湿润的淀粉碘化钾试纸检验气体Y，试纸变蓝 该气体是Cl2     补充(4) 将某气体通入品红溶液中，品红褪色 该气体 一定是SO2     具有强氧化性的气体， Y可能是Cl2，也可能是O3、NO2等气体 O3、Cl2也能使品红褪色   实验操作及现象 结论 判断正误 解释 × × 强氧化性的气体 具有漂白性的气体 判断下列有关物质检验“操作、现象、结论”的逻辑关系是否正确 基础检测 夯实必备知识 判断下列有关物质检验“操作、现象、结论”的逻辑关系是否正确 补充(5) 蘸有浓氨水的玻璃棒靠近溶液X，有白烟产生 X一定是浓盐酸     补充(6) 向CH2=CHCHO中滴入酸性KMnO4溶液，溶液褪色 该有机物中含有碳碳双键     只要是挥发性的浓酸， 如浓盐酸、浓硝酸都符合   实验操作及现象 结论 判断正误 解释 × 碳碳双键和醛基都能使酸性KMnO4溶液褪色 × 基础检测 夯实必备知识 判断下列有关物质检验“操作、现象、结论”的逻辑关系是否正确 补充(7) 向某FeCl3溶液样品中加入硫酸酸化的KMnO4溶液，溶液紫色褪去 该样品中一定含有Fe2+     酸性条件下，Cl-也能将MnO4-还原为无色的Mn2+   实验操作及现象 结论 判断正误 解释 × 二、物质性质实验方案的设计与评价思路 物质性质或原理探究类实验方案设计的思路 方法总结 常考点：(1)探究物质氧化性或还原性的强弱。 (2)探究物质酸性的强弱。 (3)探究物质的其他特殊性质，如漂白性、不稳定性。 (4)探究物质溶解能力(溶解度)的大小。 (5)探究化学反应是否为可逆反应。 二、物质性质实验方案的设计与评价思路 方法总结 物质性质或原理探究类实验方案评价的一般思路 1.理论依据是否正确(物质的性质、化学原理等)。 2.是否注意控制变量。 3.实验操作是否规范。 4.实验现象与结论是否具有因果关系。 基础检测 听课手册P310，右上 夯实必备知识 判断下列有关性质或原理实验中“操作、现象、结论”的描述逻辑关系是否正确 (7) 向NaCl和NaI稀溶液中滴加少量AgNO3溶液，先出现黄色沉淀 说明Ksp(AgCl)＞Ksp(AgI)       实验操作及现象 结论 判断正误 解释 NaCl和NaI溶液的浓度未知，无法比较Ksp大小 × 基础检测 听课手册P310，右上 夯实必备知识 判断下列有关性质或原理实验中“操作、现象、结论”的描述逻辑关系是否正确 (9) 向2支盛有2 mL不同浓度Na2SO3溶液的试管中同时加入1 mL 2%H2O2溶液,观察实验现象 可得出浓度对反应速率的影响       实验操作及现象 结论 判断正误 解释 反应并没有明显的实验现象,不能得出浓度对反应速率的影响。 × 基础检测 听课手册P310，右上 夯实必备知识 判断下列有关性质或原理实验中“操作、现象、结论”的描述逻辑关系是否正确 (10) 向Na2CO3溶液中加入冰醋酸，将产生的气体直接通入苯酚钠溶液中，产生白色浑浊 酸性：醋酸>碳酸>苯酚       实验操作及现象 结论 判断正误 解释 醋酸具有挥发性，苯酚钠变浑浊可能是因为CO2，也可能是因为挥发出的醋酸，无法比较碳酸与苯酚的酸性强弱 × 基础检测 夯实必备知识 判断下列有关性质或原理实验中“操作、现象、结论”的描述逻辑关系是否正确 补充(1) 在试管中加入0.5 g淀粉和4 mL 2 mol·L-1 H2SO4溶液,加热,冷却后,取少量水解后的溶液于试管中,加入碘酒,溶液显蓝色, 说明淀粉未水解       实验操作及现象 结论 判断正误 解释 也可能是淀粉部分水解 × 基础检测 夯实必备知识 判断下列有关性质或原理实验中“操作、现象、结论”的描述逻辑关系是否正确 补充(2) 向淀粉溶液中加入适量稀硫酸微热，向水解后的溶液中加入新制的Cu(OH)2并加热，无砖红色沉淀 说明淀粉未水解       实验操作及现象 结论 判断正误 解释 稀硫酸在淀粉水解实验中作催化剂，应该先加氢氧化钠中和硫酸后再加新制的Cu(OH)2 × 未中和硫酸 基础检测 夯实必备知识 判断下列有关性质或原理实验中“操作、现象、结论”的描述逻辑关系是否正确 补充(3) 　 向2 mL 0.1 mol·L-1 KI溶液中加入1 mL 0.1 mol·L-1 FeCl3溶液,充分反应。取反应后试样,滴加淀粉溶液,溶液变为蓝色;另取反应后试样,加入KSCN溶液,溶液变红色 　反应2Fe3++2I- =2Fe2++I2是可逆反应       实验操作及现象 结论 判断正误 解释 使淀粉溶液显蓝色的一定是I2，KI与FeCl3反应时FeCl3不足,取反应后试样加入KSCN溶液,溶液变红色,可知Fe3+不完全转化,即2Fe3++2I- =2Fe2++I2是可逆反应 √ 听课手册P311，右上T4 注意：I-要过量 基础检测 夯实必备知识 判断下列有关性质或原理实验中“操作、现象、结论”的描述逻辑关系是否正确 补充(4) 　 向盛有KI3溶液的两试管中分别加入淀粉溶液和AgNO3溶液，前者溶液变蓝色，后者有黄色沉淀生成 KI3溶液中存在平衡：       实验操作及现象 结论 判断正误 解释 I3- I2＋I- 使淀粉溶液显蓝色的一定是I2，与AgNO3反应生成黄色沉淀的是I-，所以KI3溶液中存在I2和I-，故可推知存在平衡 √ 基础检测 夯实必备知识 判断下列有关性质或原理实验中“操作、现象、结论”的描述逻辑关系是否正确 补充(5) 　 向盛有Fe(NO3)2溶液的试管中加入0.1 mol/LH2SO4，试管口出现红棕色气体 溶液中NO3- 被Fe2+还原为NO2       实验操作及现象 结论 判断正误 解释 还原产物是NO，在试管口被空气中O2氧化为NO2 × 基础检测 夯实必备知识 判断下列有关性质或原理实验中“操作、现象、结论”的描述逻辑关系是否正确 补充(6) 　 向NaHS溶液中滴入酚酞，溶液变红色 HS－水解程度大于其电离程度       实验操作及现象 结论 判断正误 解释 √ 溶液呈碱性，说明HS-的水解程度大于其电离程度 基础检测 夯实必备知识 判断下列有关性质或原理实验中“操作、现象、结论”的描述逻辑关系是否正确 补充(7) 　 先将硫代硫酸钠与硫酸两种溶液混合后再用水浴加热，观察出现浑浊所用的时间 探究温度对化学反应速率的影响       实验操作及现象 结论 判断正误 解释 要先将混合液加热到所需要的温度后再混合，若先混合则会发生反应，影响实验的判断 × 提升关键能力 能力检测 (2020·天津卷)检验下列物质所选用的试剂正确的是（ ） C 选项  待检验物质 所用试剂 A 海水中的碘元素 淀粉溶液 B SO2气体 澄清石灰水 C 溶液中的Cu2＋ 氨水 D 溶液中的NH4+ NaOH溶液，湿润的蓝色石蕊试纸 I- SO2和CO2均可使澄清石灰水变浑浊 先生成氢氧化铜蓝色沉淀，再与氨水结合生成铜氨络合离子[Cu(NH3)4]2+，可以检验 × √ 红色 提升关键能力 能力检测 (高考组合题)根据实验目的，下列实验及现象、结论都正确的是（ ） B 选项 实验目的 实验及现象 结论 A 检验铁锈中是否含有Fe2+ 将铁锈溶于浓盐酸，滴入KMnO4溶液，紫色褪去 铁锈中含有Fe2+ B 探究Na2SO3固体样品是否变质 取少量待测样品溶于蒸馏水，加入足量稀盐酸，再加入足量BaCl2溶液，有白色沉淀产生 样品已经变质 浓盐酸也能与KMnO4发生反应，使溶液紫色褪去 √ 提升关键能力 能力检测 (高考组合题)根据实验目的，下列实验及现象、结论都正确的是（ ） B 选项 实验目的 实验及现象 结论 C 检验乙醇中是否含有水 向乙醇中加入一小粒金属钠，产生无色气体 乙醇中含有水 D 检验X溶液中是否含有Fe2+ 向X溶液中滴加几滴新制氯水，振荡，再加入少量KSCN溶液，溶液变为红色 X溶液中一定含有Fe2+ 乙醇和水均会与金属钠发生反应生成氢气 试剂加入顺序错误，不能确定Fe3＋是否由Fe2＋氧化 1. [2023·浙江卷] 探究铁及其化合物的性质,下列方案设计、现象和结论都正确的是 (　) D   实验方案 现象 结论 A 　往FeCl2溶液中加入Zn片 　短时间内无明显现象 　Fe2+的氧化能力比Zn2+弱 B 　往Fe2(SO4)3溶液中滴加KSCN溶液,再加入少量K2SO4固体 　溶液先变成红色后无明显变化 　Fe3+与SCN-的反应不可逆 C 　将食品脱氧剂样品中的还原铁粉溶于盐酸,滴加KSCN溶液 　溶液呈浅绿色 　食品脱氧剂样品中没有+3价铁 D 　向沸水中逐滴加5~6滴饱和FeCl3溶液,持续煮沸 　溶液先变成红褐色再析出沉淀 　Fe3+先水解得Fe(OH)3再聚集成Fe(OH)3沉淀 3. [2023·河北沧州二模] 实验小组探究Cl-对Fe3++3SCN- ⇌Fe(SCN)3的影响。已知Fe3++4Cl- ⇌FeC(黄色)。将1 mL 0.01 mol·L-1 FeCl3溶液与3 mL 0.01 mol·L-1 KSCN溶液混合,得到红色溶液,将该红色溶液分成三等份,进行如下实验1、2、3,下列说法正确的是 (　) A.实验1加入水的目的是验证浓度改变对 平衡的影响 B.实验2和实验3的现象相同,变色原理也相同 C.本实验可证明Fe3+与Cl-的配位能力比与SCN-配位能力更强 D.实验2中盐酸的浓度大于3 mol·L-1 B 提升关键能力 题组二　原理或性质探究类实验方案的设计与评价 9.根据实验目的,下列实验方法或操作正确的是(　) A 作 业 手 册 选项 实验目的 实验方法或操作 A 　比较Fe(OH)3和Mg(OH)2的Ksp相对大小 　向装有1 mL 0.1 mol·L-1 MgCl2溶液的试管中,先滴加1~2滴2 mol·L-1 NaOH溶液,再滴加2滴0.1 mol·L-1 FeCl3溶液 B 　探究淀粉的水解程度 　将淀粉溶液在酸性条件下加热一段时间后,向水解液中滴加银氨溶液,加热 C 　判断久置的亚硫酸钠是否变质 　取一定质量的亚硫酸钠固体于试管中,加蒸馏水完全溶解后,滴加BaCl2溶液 D 　探究浓度对化学反应速率的影响 　取5 mL 0.01 mol·L-1和5 mL 0.02 mol·L-1的酸性高锰酸钾溶液于两支试管中,分别加入2 mL 0.01 mol· L-1的草酸溶液 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 46 11.[2023·湖南部分学校联考] 碳酸亚铁(FeCO3)为白色不溶于水的固体,与砂糖混用可作为补血剂。取少许FeCO3固体进行如下实验: 下列说法错误的是 (　) 实验ⅰ A.红褐色沉淀为Fe(OH)3 B.Fe2+不能与SCN-形成配合物 C.Fe(SCN)3中Fe3+提供空轨道形成配位键 实验ⅱ D.KSCN溶液能使FeCO3(s) ⇌Fe2+(aq)+ C(aq)溶解平衡向溶解方向移动 B 作 业 手 册 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 47 $$