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1.根据实验试题要求设计、评价或改进实验方案。2．了解控制实验条件的方法。3．分析或处理实验数据得出合理结论。4．绘制和识别典型的实验仪器装置图。1.以科技、生产、生活中的新材料为载体，考查实验评价、误差分析和定量计算等方面的能力。2．通过对课本实验的改进，考查分析、解决问题的能力，以及学生思维的灵活性。3．结合实验方案的设计与评价，考查选择组装仪器的能力及绘制简单装置图的能力。一、化学实验方案设计的思路二、化学实验设计时遵循的原则1．科学性：实验原理、实验操作程序和方法应该正确。2．安全性：实验设计时，应尽量避免使用和进行具有一定危险性的实验操作。3．环保性：有毒物质必须处理，以防污染环境。4．可行性：设计的实验方案要切实可行，所选用的化学药品、仪器、设备和方法等在现有的下能够得到满足。5．简约性：实验设计应尽可能简单易行，应采用简单的实验装置，用较少的实验步骤和实验药品，并能在较短的时间内完成实验，且效果明显。6．经济性：综合考虑原料的用量、价格。有毒药品实验条件三、实验设计的方法1．明确实验目的、；2．选择；3．设计实验装置及操作步骤；4．记录；5．分析得出结论。以上只是解答综合实验设计题的一般思考方法。在解答过程中，应根据实验设计题的具体情况和要求，作出正确的回答。实验原理反应物实验现象、实验数据四、化学实验方案设计的类型1．(广州2011届高三调研)下列实验设计能够达到目的的是()选项实验目的实验设计A除去CO2中少量的SO2将混合气体通过饱和Na2CO3溶液B除去Cu粉中混有的CuO向混合物中滴加适量稀硝酸C检验溶液中是否含有Fe2＋向溶液中滴入氯水后，再滴加KSCN溶液D证明H2CO3酸性比H2SiO3强将CO2通入Na2SiO3溶液中解析：除去CO2中少量的SO2，应将混合气体通过饱和NaHCO3溶液：NaHCO3＋SO2===NaHSO3＋CO2，A错；除去Cu粉中混有的CuO，应向混合物中滴加适量非氧化性酸(如稀硫酸、稀盐酸等)，B错；检验溶液中是否含有Fe2＋，应向溶液中先滴加KSCN溶液颜色无变化，再滴入氯水溶液变红色，C错。答案：D2．(2010年北京抽样)下述实验不能达到预期目的的是()编号实验内容实验目的A将AlCl3溶液蒸干灼烧制备Al2O3B向沸水中滴加几滴FeCl3饱和溶液，继续加热至红褐色制备Fe(OH)3胶体C向某溶液中加入稀H2SO4，将产生的气体通入澄清石灰水检验溶液中是否含有CO32－D相同温度下，测定浓度均为0.1mol·L－1的Na2CO3和CH3COONa溶液的pH比较CH3COO－和CO32－结合H＋的能力强弱解析：若溶液中含有HCO3－或SO32－、HSO3－等，也会出现同样的现象，故C错误。答案：C3．现有一瓶实验室放置已久的可能变质的Na2O2固体，为了研究它的组成，请你参与同学们进行的如下探究活动：可选用的试剂：浓硫酸、浓硝酸、稀盐酸、澄清石灰水、蒸馏水、品红溶液、火柴；仪器自选。(1)提出假设假设一：固体全部是Na2O2；假设二：固体全部是Na2CO3；假设三：________________________________________________________________________。(2)设计实验方案(略)，从绿色化学的角度，最好选用下列中的________(填序号)进行实验。(3)进行实验：请在表中用简要文字写出实验步骤、预期现象和结论。解析：(1)Na2O2吸收空气中的二氧化碳转变为白色的Na2CO3固体，第三种假设是部分变质，即既有Na2O2又有Na2CO3；(2)本题的设计方案较多，但结合题给药品和绿色化学的要求，应进行微型化设计，避免大量的废弃药品污染环境，故选择D装置；(3)本题要根据所给药品进行合理的步骤设计，既要检测有没有产物二氧化碳，又要检测有没有产物氧气，从而确定哪一种假设是正确的。实验步骤预期现象和结论步骤1：步骤2：……答案：(1)固体中既有Na2O2，又有Na2CO3(2)D(3)实验步骤预期现象和结论步骤1：取适量固体样品于微型试管中；在W管a处滴入澄清石灰水，b处滴入浓硫酸；用胶管将W管与微型试管连接好步骤2：用针筒吸入稀盐酸，将针头穿过微型试管的胶塞，向固体中注入过量盐酸，在W管尾部插入带火星的火柴有气泡放出，若a处澄清石灰水不变浑浊，火柴复燃则假设一正确；若a处澄清石灰水变浑浊但火柴不复燃，则假设二正确；若a处澄清石灰水变浑浊且火柴复燃，则假设三正确要点1实验方案的设计1．设计实验方案有关顺序的选择(1)仪器连接的顺序①所用仪器是否恰当，所给仪器是全用还是选用。②仪器是否齐全。例如制有毒气体或涉及有毒气体的实验是否有尾气的吸收装置。③安装顺序是否合理。例如是否遵循“自下而上，从左到右”的原则；气体净化装置中不应干燥后再经水溶液洗气。④仪器间连接顺序是否正确。例如洗气时“进气管长，出气管短”；干燥管除杂质时“大口进，小口出”等。(2)实验操作的顺序①连接仪器。按气体发生装置→除杂质装置→干燥装置→主体实验装置→尾气处理装置顺序连接好实验仪器。②检查气密性。在整套仪器连接完毕后，应先检查装置的气密性，然后装入药品。检查气密性的方法要依装置而定。2．设计实验方案时应注意的问题(1)实验方面：①净化、吸收气体及熄灭酒精灯时要防止倒吸。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防吸水(如实验中取用、制取易吸水、易潮解、易水解的物质时，需采取必要措施防止其吸水，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、竖装的干燥管及冷凝管等)。⑥易挥发液体产物(导出时为蒸气)的及时冷却。⑦仪器拆卸的科学性与安全性(从防污染、防氧化、防倒吸、防爆炸、防泄漏等角度考虑)。(2)细节方面①药品和仪器是部分或刚好给出还是有剩余若药品和仪器只部分给出，则应作必要的补充，若有剩余，则应进行筛选和淘汰。②题目条件有无特殊要求如采用最简单或最合理的实验步骤，这些要求对我们考虑反应原理，选择药品和装置，确定操作步骤都作了限定，必须高度重视。③实验过程中的隐蔽性操作如某些必要的干燥、除杂、冷凝等，这些都是实验中必不可少的，但容易被忽略。④药品的规格有些题目要求指出药品的名称，这类问题学生最难答准确，如有些药品的准确描述为：硫酸铜粉末、澄清石灰水、酸性高锰酸钾溶液、浓硫酸、饱和NaHCO3溶液、NaOH溶液等。此外也应注意某些仪器的规格。⑤会画简单的实验装置图考纲要求能够绘制和识别典型的实验仪器装置图，可用“示意装置图”表示。例1(2010年广东高考)某研究小组用MnO2和浓盐酸制备Cl2时，利用刚吸收过少量SO2的NaOH溶液对其尾气进行吸收处理。(1)请完成SO2与过量NaOH溶液反应的化学方程式：SO2＋2NaOH===________________________________________________________________________。(2)反应Cl2＋Na2SO3＋2NaOH===2NaCl＋Na2SO4＋H2O中的还原剂为________________________________________________________________________。(3)吸收尾气一段时间后，吸收液(强碱性)中肯定存在Cl－、OH－和SO42－。请设计实验，探究该吸收液中可能存在的其他阴离子(不考虑空气中CO2的影响)。①提出合理假设。假设1：只存在SO32－；假设2：既不存在SO32－，也不存在ClO－；假设3：________________________________________________________________________。②设计实验方案，进行实验。请写出实验步骤以及预期现象和结论。限选实验试剂：3mol·L－1H2SO4、1mol·L－1NaOH、0.01mol·L－1KMnO4、淀粉－KI溶液、紫色石蕊试液。实验步骤预期现象和结论步骤1：取少量吸收液于试管中，滴加3mol·L－1H2SO4至溶液呈酸性，然后将所得溶液分置于A、B试管中。步骤2：步骤3：【解析】本题主要是对实验方案设计的考查。(2)由元素化合价的变化可知Na2SO3是还原剂。(3)由(2)小题中化学反应方程式可知，当Cl2少量时，溶液中还可能有SO32－；当Cl2与Na2SO3恰好完全反应时，溶液中既无SO32－与无ClO－；当Cl2过量时，溶液中可能有ClO－；故假设3是只存在ClO－。探究SO32－、ClO－是否存在时，可利用SO2的还原性及HClO的氧化性进行实验检验。【答案】(1)Na2SO3＋H2O(2)Na2SO3(3)①只存在ClO－②步骤2：向A试管中滴加1～2滴0.01mol·L－1KMnO4溶液(1)若溶液褪色，则假设1成立；(2)若溶液不褪色，则假设2或3成立步骤3：向B试管中滴加1～2滴淀粉－KI溶液(1)若溶液变蓝色，则假设3成立；(2)若溶液不变蓝色，结合步骤2中的(2)，则假设2成立【迁移应用】(即时迁移小试牛刀)1．(2010年天津高考)下列实验设计及其对应的离子方程式均正确的是()A．用FeCl3溶液腐蚀铜线路板：Cu＋2Fe3＋===Cu2＋＋2Fe2＋B．Na2O2与H2O反应制备O2：Na2O2＋H2O===2Na＋＋2OH－＋O2↑C．将氯气溶于水制备次氯酸：Cl2＋H2O===2H＋＋Cl－＋ClO－D．用浓盐酸酸化的KMnO4溶液与H2O2反应，证明H2O2具有还原性：2MnO4－＋6H＋＋5H2O2===2Mn2＋＋5O2↑＋8H2O【解析】B项，离子方程式没有配平；C项，HClO是弱酸，不能拆成离子形式；D项，常温下浓盐酸与KMnO4反应生成Cl2。【答案】A要点2实验方案的评价1．选择：包括仪器的选择、药品的选择、连接方式的选择等。仪器的选择包括发生装置(几种基本类型)、净化装置(除杂质的试剂和顺序)、反应装置、收集装置、尾气处理装置等；药品的选择，包括种类、浓度、物质聚集状态等；连接方式的选择，包括仪器的先后顺序、导管接口的连接等。2．评价：对几个实验方案的正确与错误、严密与不严密、准确与不准确作出判断。要考虑是否合理、有无干扰现象、经济上是否合算和对环境有无污染等。3．最佳方案的选择：所谓最佳，无非是装置最简单、药品容易取得且价格低廉、现象明显、无干扰物质以及无污染等。名师解惑：实验方案设计与评价的常见题型,(1)利用给出的一些装好药品的单个实验装置，要求根据实验目的连接仪器，叙述现象并说明理由。(2)利用给出的实验装置和反应条件，要求根据实验现象和物质的性质判断物质并书写化学反应方程式。(3)利用限定的仪器装置、药品，融气体制备、除杂、集气及设计操作程序、仪器连接、定量计算于一体，考查学生实验设计、实验操作和数据处理的能力。(4)给出部分实验环节，根据实验要求设计完整的实验或补充部分实验步骤。(5)根据实验目的、实验进行的条件，选取适当药品、仪器(或应用所指定的药品、仪器)完成某次指定的实验操作。(6)对给出的实验方案做出科学的评估，依据“仪器简单、操作方便、药品易得、节省试剂、现象明显、安全防污”选择最佳方案。(7)新情境实验题，运用已有知识解决新情境中的新问题，考查学生灵活运用知识的迁移能力、自学能力、观察能力、实验能力和思维能力。例2(苏北四市2011届高三调研)氯化铜晶体(CuCl2·xH2O)是重要的化工原料，可用作反应的催化剂、消毒剂等。用孔雀石[主要含Cu2(OH)2CO3，还含少量Fe、Si的化合物]制备氯化铜晶体，方案如下：已知：I.Cu(OH)2、CuO开始分解的温度分别为80℃和900℃。Ⅱ.有关金属离子从开始沉淀到沉淀完全时溶液的pH如下表所示：金属离子开始沉淀的pH沉淀完全的pHFe3＋2.73.7Cu2＋5.26