第11单元 第45讲 实验方案的设计与评价(Word学案)-【高考快车道】2026年高考化学大一轮专题复习总复习

第十一单元　化学实验综合 第45讲　实验方案的设计与评价 ● 夯实必备知识 一、1.(1)变浑浊　褪色　出现红色　变红　白烟　白色沉淀 (2)白烟　变蓝 (3)复燃　变蓝　变红　变蓝 (4)变蓝　变浑浊　红棕色 2.(2)黑色CuO　刺激性气味气体　(3)银镜　砖红色沉淀 (5)变浅　消失　(6)蓝色 (7)烧焦羽毛　黄色沉淀 【对点自测】 (1)×　(2)√　(3)×　(4)×　(5)×　(6)×　(7)×　(8)×　(9)×　(10)× [解析] (1)用蓝色石蕊试纸检验某无色溶液,试纸变红,说明该溶液呈酸性,但不一定是酸溶液,也有可能是显酸性的盐溶液,错误。 (3)该溶液还可能是碳酸氢盐溶液或亚硫酸盐溶液或亚硫酸氢盐溶液,错误。 (4)挥发出的乙醇、生成的乙烯及副反应生成的SO2都能使酸性KMnO4溶液褪色,错误。 (5)向Fe(NO3)2样品中加入稀硫酸后,Fe2+能被H+、N (二者同时存在相当于HNO3)氧化成Fe3+而干扰实验,错误。 (6)SO2在反应中作还原剂,体现的是还原性而不是漂白性,错误。 (7)NaCl和NaI的浓度未知,无法比较Ksp大小,错误。 (8)NaOH与AgNO3溶液反应生成的AgOH极不稳定,分解生成棕褐色的氧化银,干扰溴离子的检验,应该先加稀硝酸中和NaOH后再加AgNO3溶液,错误。 (9)Na2SO3溶液与H2O2溶液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,错误。 (10)醋酸具有挥发性,与Na2CO3溶液反应生成的CO2气体中混有挥发出的醋酸,苯酚钠变浑浊可能是因为CO2与苯酚钠溶液反应生成苯酚,也可能是因为醋酸与苯酚钠溶液反应生成苯酚,无法比较碳酸与苯酚的酸性强弱。 ● 提升关键能力 题组一 1.C　[解析] 氯离子可以与银离子结合生成白色沉淀,若出现白色沉淀,则样品也可能为氯化钠,A错误。若样品为亚硝酸钠,则亚硝酸根离子被酸性高锰酸钾溶液氧化,可以使溶液褪色;若样品为氯化钠,氯离子也能被酸性高锰酸钾溶液氧化,使溶液褪色,B错误。若样品为氯化钠,溶液颜色无明显变化;若样品为亚硝酸钠,亚硝酸根离子在酸性环境下会将Fe2+氧化为Fe3+,使溶液变黄色,C正确。稀硝酸可以将S氧化为S,S再与Ba2+反应生成白色沉淀,根据实验现象不能证明样品是亚硝酸钠,D错误。 2.D　[解析] 乙醇在140 ℃、浓硫酸的作用下,会发生分子间脱水生成乙醚,而不发生消去反应,A错误;乙酰水杨酸中没有酚羟基,水杨酸中含有酚羟基,酚羟基可以与FeCl3溶液作用显紫色,但是生成的是络合物,不会有沉淀生成,B错误;若金属钠没有完全燃烧,则剩余的金属钠与水反应也可以生成氢气,C错误;加入稀盐酸,亚硫酸根离子会转化为二氧化硫气体,加入氯化钡生成的沉淀只能是硫酸钡沉淀,则样品已经变质,D正确。 题组二 3.D　[解析] 向盛有FeSO4溶液的试管中滴加几滴KSCN溶液,无现象,振荡,再滴加几滴新制氯水,溶液变为红色,说明亚铁离子被新制氯水氧化,Fe2+具有还原性,A能达到探究目的;向盛有SO2水溶液的试管中滴加几滴品红溶液,品红溶液褪色,振荡,加热试管,溶液又恢复红色,说明SO2具有漂白性,B能达到探究目的;向盛有淀粉-KI溶液的试管中滴加几滴溴水,振荡,溶液变为蓝色,说明Br2的氧化性比I2的强,C能达到探究目的;用pH计测量醋酸、盐酸的pH用于证明CH3COOH是弱电解质时,醋酸和盐酸的物质的量浓度必须相同,D不能达到探究目的。 4.C　[解析] 探究Cu和浓HNO3反应后溶液呈绿色的原因,将NO2通入下列溶液至饱和:①浓HNO3,②Cu(NO3)2和HNO3混合溶液,现象:①无色变黄色,②蓝色变绿色,可以说明Cu和浓HNO3反应后溶液呈绿色的主要原因是溶有NO2,故A正确;比较F-与SCN-结合Fe3+的能力,向等物质的量浓度的KF和KSCN混合溶液中滴加几滴FeCl3溶液,振荡,溶液颜色无明显变化,说明结合Fe3+的能力:F->SCN-,故B正确;不应该分别测定等物质的量浓度的NH4F与(NH4)2SO3溶液的pH,因为铵根离子也要水解,且同浓度NH4F与(NH4)2SO3的铵根离子浓度不等,不能比较,并且亚硫酸根离子对应的是HS,不是H2SO3,故C错误;探究温度对反应速率的影响,等体积、等物质的量浓度的Na2S2O3与H2SO4溶液在不同温度下反应,温度高的溶液中先出现浑浊,能说明温度升高,反应速率加快,故D正确。 经典真题·明考向 1.D　[解析] 将Zn和ZnSO4溶液与Cu和CuSO4溶液组成双液原电池,金属活动性:Zn>Cu,Zn作负极,电极反应为Zn-2e-Zn2+,Cu作正极,电极反应为Cu2++2e-Cu,连通后铜片上有固体沉积,A错误;新制银氨溶液与乙醛反应,乙醛具有还原性,被新制银氨溶液氧化,CH3CHO+2[Ag(NH3)2]OH2Ag↓+CH3COONH4+3NH3+H2O,试管壁上出现银镜,B错误;向苯酚浊液中加入足量Na2CO3溶液,溶液由浑浊变澄清,说明苯酚与Na2CO3反应生成苯酚钠与NaHCO3,酸性: H2CO3>苯酚>HC,C错误;向BaCl2溶液中先通入适量SO2,无明显现象,不能用弱酸制强酸,再加入的稀HNO3可以氧化SO2,3SO2+2H2O+2N3S+2NO+4H+,S可以和Ba2+生成不溶于酸的白色沉淀BaSO4,D正确。 2.B　[解析] H2SO4是二元酸,CH3COOH是一元酸,通过该实验无法说明H2SO4和CH3COOH酸性的强弱,故A错误;向2 mL 0.1 mol·L-1 Na2S溶液中滴加几滴溴水,振荡,产生淡黄色沉淀,说明发生反应:S2-+Br22Br-+S↓,氧化剂的氧化性大于氧化产物,因此氧化性:Br2>S,故B正确;CaCO3和BaCO3均为白色沉淀,无法通过现象确定沉淀种类,无法比较CaCO3和BaCO3溶度积常数的大小,故C错误;比较CH3COO-和N结合H+能力,应在相同条件下测定相同浓度CH3COONa溶液和NaNO2溶液的pH,但题中未明确指出两者浓度相等,故D错误。 3.C　[解析] 铁与水蒸气反应生成的气体是H2,该反应中H由+1价变成0价,H2O被还原,体现其氧化性,A错误;如果待测液中含有Ag+,Ag+与Cl-反应也能产生白色沉淀,如果待测液中含有C、S等,也会与Ba2+产生白色沉淀,所以通过该实验不能得出待测液中含有S的结论,B错误;Mg(OH)2能与盐酸反应,不能与NaOH溶液反应,Al(OH)3与NaOH溶液和盐酸都能反应,说明Mg(OH)2的碱性比Al(OH)3的强,C正确;K2Cr2O7溶液中存在平衡Cr2(橙色)+H2O2Cr(黄色)+2H+,加入NaOH溶液后,OH-与H+反应,生成物浓度减小,使平衡正向移动,导致溶液由橙色变为黄色,题给结论错误,D错误。 学科网（北京）股份有限公司 $ 第十一单元　化学实验综合 第45讲　实验方案的设计与评价 　1.能观察并如实记录实验现象和数据,进行分析和推理,得出合理的结论。 2.能根据不同类型实验的特点,设计并实施实验。 一、常见物质(或离子)的检验及鉴别方法 1.常见气体的检验 (1)酸性气体的检验 (2)碱性气体的检验 (3)氧化性气体的检验 (4)还原性气体的检验 2.常见有机物的检验 (1)含碳碳双(三)键的有机物:能使少量溴水或酸性KMnO4 溶液褪色。 (2)乙醇:将螺旋状铜丝加热至表面有  生成,迅速插入待测溶液,反复多次,可见铜丝被还原成光亮的红色,并有　　　　　　　　产生。  (3)乙醛或葡萄糖:加入银氨溶液中,水浴加热,产生　　　　　;或加入新制Cu(OH)2悬浊液中,加热,有　　　　　　　　生成。  (4)乙酸:使石蕊溶液变红;或与Na2CO3或NaHCO3溶液反应有气泡生成;或使新制Cu(OH)2悬浊液溶解得蓝色溶液。 (5)乙酸乙酯:加入滴有酚酞的NaOH溶液,加热,红色　　　　或　　　　。  (6)淀粉:滴加碘水,呈　　　　。  (7)蛋白质:灼烧,有　　　　　　　的气味;或加入浓硝酸微热,出现　　　　　　,以此来检验含苯环的蛋白质。  3.常见阳离子的检验 序号 离子 检验试剂或方法 实验现象 (1) Na+ 　焰色试验 　火焰呈黄色 (2) K+ 　焰色试验 　火焰呈紫色(透过蓝色钴玻璃) (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 (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 (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,加氧化剂后变为红色 　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沉淀,最终变成红褐色沉淀 (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) 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或 HC 　BaCl2(CaCl2)溶液,然后加入稀盐酸 　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 (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,放出能使品红溶液褪色、加热时恢复原色的气体 (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 (4) Cl- 　AgNO3溶液、稀硝酸 　加入AgNO3溶液,产生不溶于稀硝酸的白色沉淀 (5) Br- 　AgNO3溶液、稀硝酸 　加入AgNO3溶液,产生不溶于稀硝酸的浅黄色沉淀 (6) I- 　①AgNO3溶液、稀硝酸 　②氯水、淀粉溶液 　①加入AgNO3溶液,产生不溶于稀硝酸的黄色沉淀 　②加入氯水和淀粉溶液,溶液变蓝 (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,反应后的混合物加入水中呈蓝色 (8) S2- 　(CH3COO)2Pb试纸 试纸变黑 二、物质的鉴别 1.不用任何试剂鉴别多种物质 (1)先依据外观特征,鉴别出其中的一种或几种,然后利用它们去鉴别其他的物质。 (2)若均无明显外观特征,可考虑用加热或焰色试验鉴别。 (3)若以上两种方法都不能鉴别时,可考虑两两混合法,记录混合后的反应现象,分析确定。 (4)若被鉴别物质为两种时,可考虑因试剂加入的顺序不同,现象不同而进行鉴别。 2.只用一种试剂鉴别多种物质 (1)先分析被鉴别物质的水溶性、密度、溶液酸碱性,确定能否选用水或指示剂(如石蕊)进行鉴别。 (2)在鉴别多种酸、碱、盐的溶液时,可依据“相反原理”确定试剂进行鉴别。即被鉴别的溶液多数呈酸性时,可选用碱或水解呈碱性的盐溶液作试剂;若被鉴别的溶液多数呈碱性时,可选用酸或水解呈酸性的盐溶液作试剂。 (3)常用酸性KMnO4溶液、溴水、新制氢氧化铜悬浊液、氯化铁溶液等作试剂鉴别多种有机物。 三、物质性质实验方案的设计思路 1.验证物质性质实验方案的设计 对物质具备的性质去求证,关键是设计出简洁的实验方案,要求操作简单,现象明显,安全可行。 2.探究物质性质实验方案的设计 分析物质结构特点或从所属类型的典型代表物去推测该物质可能具有的一系列性质,而后据此分别设计出合理的实验方案,去探究它可能具有的性质。 3.实验探究设计需要注意的问题 (1)有水蒸气生成时,先检验水蒸气再检验其他成分。 (2)对于需要进行转化才能检验的成分要注意排除干扰。如CO的检验,要先检验CO中是否含有CO2,如果有CO2,先除去CO2后才能对CO实施转化,最后再检验CO转化生成的CO2。 (3)若试题只给出部分药品和装置,则应给出必要的补充;若给出多余的试剂品种,则应进行筛选。 (4)注重答题的规范性,有些题目要求指出试剂的名称。如无水硫酸铜、澄清石灰水、酸性KMnO4溶液、饱和NaHCO3溶液等。 【对点自测】 判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”) (1)[2024·甘肃卷] 用蓝色石蕊试纸检验某无色溶液,试纸变红,则该溶液是酸溶液 (　) (2)[2023·辽宁卷 ] 用盐酸酸化的BaCl2溶液检验Na2SO3是否被氧化 (　) (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,该溶液中一定含有C (　) (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 (　) (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 (　) (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) (　) (8)溴乙烷与NaOH溶液共热后,滴加AgNO3溶液,未出现淡黄色沉淀,说明溴乙烷未发生水解 (　) (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 (　) (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,说明酸性:醋酸>碳酸>苯酚 (　) 题组一　物质检验类实验方案的设计与评价 1.亚硝酸钠俗称“工业盐”,其外观、口感与食盐相似,人若误服会中毒。现将适量某样品(成分为亚硝酸钠或氯化钠)溶于水配成溶液,分别取少量该溶液于试管中进行实验。下列方案设计、现象和结论都正确的是 (　) 选项 方案设计 现象和结论 A 　先加入少量KClO3溶液,再加AgNO3溶液和足量稀硝酸,振荡 　若产生白色沉淀,则样品为亚硝酸钠 B 　加到少量KMnO4溶液中,再加硫酸酸化,振荡 　若溶液褪色,则样品为亚硝酸钠 C 　先加到少量FeCl2溶液中,再加入稀盐酸酸化,振荡 　若溶液变黄色,则样品为亚硝酸钠 D 　先加入少量Na2SO3溶液,再加入BaCl2溶液和稀硝酸,振荡 　若产生白色沉淀,则样品为亚硝酸钠 2.[2025·湖南长郡中学模拟] 下列方案设计、现象和结论都正确的是 (　) 选项 目的 方案设计 现象和结论 A 　检验乙醇消去反应的产物 　取4 mL乙醇,加入12 mL浓硫酸、少量沸石,迅速升温至140 ℃,将产生的气体通入2 mL溴水中 　若溴水褪色,则乙醇消去反应的产物为乙烯 B 　检验乙酰水杨酸样品中是否含有水杨酸 　取少量样品,加入3 mL蒸馏水和少量乙醇,振荡,再加入1~2滴FeCl3溶液 　若有紫色沉淀生成,则该产品中含有水杨酸 C 　探究金属钠在氧气中燃烧所得固体粉末的成分 　取少量固体粉末,加入2~3 mL蒸馏水 　若无气体生成,则固体粉末为Na2O;若有气体生成,则固体粉末为Na2O2 D 　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 　若有白色沉淀产生,则样品已经变质 题组二　 原理或性质探究类实验方案的设计与评价 3.[2025·湖北武汉部分重点校联考] 室温下,下列实验探究方案不能达到探究目的的是 (　) 选项 探究方案 探究目的 A 　向盛有FeSO4溶液的试管中滴加几滴KSCN溶液,振荡,再滴加几滴新制氯水,观察溶液颜色变化 　Fe2+具有还原性 B 　向盛有SO2水溶液的试管中滴加几滴品红溶液,振荡,加热试管,观察溶液颜色变化 　SO2具有漂白性 C 　向盛有淀粉-KI溶液的试管中滴加几滴溴水,振荡,观察溶液颜色变化 　Br2的氧化性比I2的强 D 　用pH计测量醋酸、盐酸的pH,比较溶液pH大小 CH3COOH是弱电 解质 4.[2024·浙江卷] 根据实验目的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 (　) 实验目的 方案设计 现象 结论 A 　探究Cu和浓HNO3反应后溶液呈绿色的原因 　将NO2通入下列溶液至饱和: 　①浓HNO3 　②Cu(NO3)2和HNO3混合溶液 　①无色变黄色 　②蓝色变绿色 　Cu和浓HNO3反应后溶液呈绿色的主要原 因是溶有NO2 B 　比较F-与SCN-结合Fe3+的能力 　向等物质的量浓度的KF和KSCN混合溶液中滴加几滴FeCl3溶液,振荡 　溶液颜色无明显变化 　结合Fe3+的能力: F->SCN- C 　比较HF与H2SO3的酸性 　分别测定等物质的量浓度的NH4F与 (NH4)2SO3溶液的pH 前者pH小 　酸性:HF>H2SO3 D 　探究温度对反应速率的影响 　等体积、等物质的量浓度的 Na2S2O3与H2SO4溶液在不同温度下反应 　温度高的溶液中先出现浑浊 　温度升高,该反应速率加快 经典真题·明考向 1.[2024·贵州卷] 根据下列实验操作及现象所推出的结论正确的是 (　) 选项 实验操作及现象 结论 A 　将Zn和ZnSO4溶液与Cu和CuSO4溶液组成双液原电池,连通后铜片上有固体沉积 　原电池中Zn作正极,Cu作负极 B 　向洁净试管中加入新制银氨溶液,滴入几滴乙醛,振荡,水浴加热,试管壁上出现银镜 　乙醛有氧化性 C 　向苯酚浊液中加入足量Na2CO3溶液,溶液由浑浊变澄清 　苯酚的酸性比H2CO3强 D 　向BaCl2溶液中先通入适量SO2,无明显现象,再加入稀HNO3,有白色沉淀生成 　稀HNO3有氧化性 2.[2024·江苏卷] 室温下,根据下列实验过程及现象,能验证相应实验结论的是 (　) 选项 实验过程及现象 实验结论 A 　用0.1 mol·L-1 NaOH溶液分别中和等体积的0.1 mol·L-1 H2SO4溶液和0.1 mol·L-1 CH3COOH溶液,H2SO4消耗的NaOH溶液多 　酸性:H2SO4>CH3COOH B 　向2 mL 0.1 mol·L-1 Na2S溶液中滴加几滴溴水,振荡,产生淡黄色沉淀 　氧化性:Br2>S C 　向2 mL浓度均为0.1 mol·L-1的CaCl2和BaCl2混合溶液中滴加少量0.1 mol·L-1 Na2CO3溶液,振荡,产生白色沉淀 　溶度积常数:CaCO3>BaCO3 D 　用pH试纸分别测定CH3COONa溶液和NaNO2溶液pH,CH3COONa溶液pH大 　结合H+能力: CH3COO->N 3.[2024·河北卷] 下列实验操作及现象能得出相应结论的是 (　) 选项 实验操作及现象 结论 A 　还原铁粉与水蒸气反应生成的气体点燃后有爆鸣声 　H2O具有还原性 B 　待测液中滴加BaCl2溶液,生成白色沉淀 　待测液含有S C 　Mg(OH)2和Al(OH)3中均分别加入NaOH溶液和盐酸,Mg(OH)2只溶于盐酸,Al(OH)3都能溶 　Mg(OH)2比Al(OH)3碱性强 D 　K2Cr2O7溶液中滴加NaOH溶液,溶液由橙色变为黄色 　增大生成物的浓度,平衡向逆反应方向移动 学科网（北京）股份有限公司 $