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化学实验方案的设计某化学小组为测定一定质量的某铜铝混合物中铜的质量分数。设计了如下实验方案：方案Ⅰ.铜铝混合物测定生成气体的体积方案Ⅱ：铜铝混合物测定剩余固体的质量下列有关判断中不正确的是（）A.溶液A和B均可以是盐酸或NaOH溶液B.若溶液B选用浓硝酸，则测得铜的质量分数偏小C.溶液A和B均可选用稀硝酸D.实验室中方案Ⅱ更便于实施解析：因Al与盐酸或NaOH溶液均反应，而Cu均不反应，A正确；因Al在浓HNO3中钝化，会生成氧化膜使剩余固体质量偏大，所以铜的质量分数偏小，B正确；若用稀HNO3，Cu、Al均反应，无固体剩余，故C不正确。称量剩余固体比测量气体简单易行，D正确。答案：C1.实验方案设计的基本要求（1）科学性：实验原理、实验操作程序和方法必须正确。（2）安全性：尽量避免使用有毒药品和进行有一定危险性的实验操作，保护人身安全，保护仪器。（3）环保性：有毒的物质必须处理，以防污染环境。（4）可行性：实验所选用的药品、仪器、设备和方法等在中学现有条件下能满足要求。（5）简约性：方案简单易行，尽可能采用简单的实验装置，较少的实验步骤和药品。还应遵循完成实验所用时间较短，副反应少，效果好等基本要求。（6）经济性：综合考虑原料的用量和价格。2.化学实验方案设计的步骤（1）明确目的、原理（2）选择仪器药品（3）设计装置步骤根据上述实验目的和原理以及所选用的仪器和药品，设计出合理的实验装置和实验操作步骤。学生应具备识别和绘制典型的实验仪器装置图的能力，实验步骤应完整而简明。（4）记录现象数据根据观察，全面而准确地记录实验过程中的现象和数据。（5）分析得出结论根据实验观察的现象和记录的数据，通过分析、计算、图表、推理等处理，得出正确的结论。3.化学实验方案设计时仪器选用及连接的顺序4.化学实验方案设计的注意事项（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）药品的描述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。（6）其他应注意的问题①冷凝回流的问题。②冷却问题。③防止倒吸问题。④具有特殊作用的实验改进装置。如为防止分液漏斗中的液体不能顺利流出，用橡皮管连接成连通装置；为防止气体从长颈漏斗中逸出，可在发生装置中的漏斗末端套住一支小试管等。⑤实验仪器的拆卸要注意安全性和科学性，注意一定的拆卸顺序。探究性实验方案的设计以实验为基础的科学探究过程如图所示：根据图示看，一个较为完整的科学探究方案包含以下几个方面：（1）课题：即实验研究主题（实验目的）；（2）假设与预测：对研究课题提出一种可以检测的解释及在检验假设之前先提出实验的预期结果；（3）步骤：根据实验目的和提出的假设来具体设计实验的步骤和方法。一般要设计对比实验；（4）观察与记录：在实验过程中设计观察的内容和次数，并按要求将观察的现象及数据记录下来；（5）分析与评价：对观察到的现象和收集的数据进行推理论证，得出结论。并用文字、图表等形式将结果表示出来。［特别提醒］由于探究型实验注重考查学生探索未知事物的科学猜想思维，突出猜想思维中“发现问题—分析问题—验证假设—得出结论”的基本过程。因此，在进行物质性质探究实验方案设计时，必须采用猜想论证法，首先要加工、分析课题给出的信息，搞清实验目的；在分析问题的基础上，有针对性地提出尽可能多的合理的假设。在假设的基础上，合理应用知识与技能制定探究计划，开展研究并科学合理地进行观察和记录，最终得出结论。（2010年高考安徽理综）某研究性学习小组在网上收集到如下信息：Fe（NO3）3溶液可以蚀刻银，制作美丽的银饰。他们对饰刻银的原因进行了如下探究：【实验】制备银镜，并与Fe（NO3）3溶液反应，发现银镜溶解。（1）下列有关制备银镜过程的说法正确的是。a.边振荡盛有2%的AgNO3溶液的试管，边滴入2%的氨水，至最初的沉淀恰好溶解为止b.将几滴银氨溶液滴入2mL乙醛中c.制备银镜时，用酒精灯的外焰给试管底部加热d.银氨溶液具有较弱的氧化性e.在银氨溶液配制过程中，溶液的pH增大【提出假设】假设1：Fe3＋具有氧化性，能氧化Ag。假设2：Fe（NO3）3溶液显酸性，在此酸性条件下NO－3能氧化Ag。【设计实验方案，验证假设】（2）甲同学从上述实验的生成物中检验出Fe2＋，验证了假设1成立。请写出Fe3＋氧化Ag的离子方程式：________。（3）乙同学设计实验验证假设2，请帮他完成下表中内容（提示：NO－3在不同条件下的还原产物较复杂，有时难以观察到气体产生）。【思考与交流】（4）甲同学验证了假设1成立，若乙同学验证了假设2也成立，则丙同学由此得出结论：Fe（NO3）3溶液中的Fe3＋和NO－3都氧化了Ag。你是否同意丙同学的结论，并简述理由：_________________________。［听课记录］本题考查了银镜制备实验，在该实验中要采用水浴加热，故（1）中c不正确，b中银氨溶液应过量且滴加顺序不正确，其他属规范操作和合理描述；（2）Fe3＋氧化Ag生成Fe2＋和Ag＋；（3）可用Fe（NO3）3溶液和稀硝酸做对比实验进行验证；（4）丙同学没有检验NO－3的还原产物，故不能得出题述结论。【答案】（1）a、d、e（2）Ag＋Fe3＋===Ag＋＋Fe2＋（3）（4）不同意。甲同学检验出了Fe2＋，可确定Fe3＋一定氧化了Ag；乙同学虽然验证了此条件下NO－3能氧化Ag，但在硝酸铁溶液氧化Ag时，由于没有检验NO－3的还原产物，因此不能确定NO－3是否氧化了Ag［（3）、（4）其他合理答案均可］1.（2010年高考广东理综）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SO2－4。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SO2－3；假设2：既不存在SO2－3，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。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SO2－3；当Cl2与Na2SO3恰好完全反应时，溶液中既无SO2－3也无ClO－；当Cl2过量时，溶液中可能有ClO－；故假设3是只存在ClO－。探究SO2－3、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化学实验方案的评价对几个实验方案的正确与错误、严密与不严密、准确与不准确做出判断，要考虑是否完全合理、有无干扰现象、经济上是否合算和对环境有无污染等。1.从可行性方面对实验方案做出评价科学性和可行性是设计实验方案的两条重要原则，任何实验方案都必须科学可行。评价时，从以下4个方面分析：2.从“绿色化学”视角对实验方案做出评价“绿色化学”要求设计更安全的、对环境友好的合成线路，降低化学工业生产过程中对人类健康和环境的危害，减少废弃物的产生和排放。根据“绿色化学”精神，对化学实验过程或方案从以下4个方面进行综合评价：（1）反应原料是否易得、安全、无毒；（2）反应速率是否较快；（3）原料利用率以及合成物质的产率是否较高；（4）合成过程是否造成环境污染。3.从“安全性”方面对实验方案做出评价化学实验从安全角度常考虑的主要因素如下：（1）净化、吸收气体及熄灭酒精灯时要防止液体倒吸；（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”，白磷切割宜在水中等）；（4）防吸水（如实验取用或制取易吸水、潮解、水解的物质时宜采取必要措施，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、竖装的干燥管及冷凝管等）；（6）易挥发液体产物（导出时可为蒸气）的及时冷却；（7）仪器拆卸的科学性与安全性（也从防污染、防氧化、防倒吸、防爆炸、防泄漏等角度考虑）；（8）其他（如实验操作顺序、试剂加入顺序、实验方法使用顺序等）。［特别提醒］近几年高考中，有些省份对实验评价的考查涉及到定量评价，即通过对所给化学实验数据的分析处理，对实验进行评价。评价的关键是准确破译数据的含义，进行合理取舍，提炼出有效数据。一些数据隐含着化学规律及化学原理，要找出数据的具体含义，分析比较数据之间的内在联系，建立题中的隐含数据与题目解答之间的联系，继而得出正确结论。某学习小组针对如何测定镀锌铁皮镀锌层厚度提出如下一些方案：方案1.将一定质量的镀锌铁皮投入到足量的盐酸中，使其完全溶解，通过测量氢气的体积，计算铁皮上的锌的质量。方案2.将一定质量的镀锌铁皮（W1）投入到足量的FeSO4溶液中，一段时间后，取出铁片，洗净、烘干、称量（W2），计算铁皮上的锌的质量。方案3.将一定质量的镀锌铁皮投入到足量的盐酸中，使其完全溶解，再在所得溶液中加入过量的NaOH溶液，过滤、洗涤、烘干、灼烧、沉淀，最后称量。……（1）方案2的主要特点是__________，方案3的主要缺点是__________。（2）方案1中用到测量气体体积的装置，如图装置中不能用于测量气体体积的装置是。学习小组拟选用C装置作量气装置，则气体收集完毕，准备读数时，应注意：____________。［思路点拨］先明确实验原理，再分析实验漏洞。［听课记录］理解每种方案的实验原理是关键。（1）方案2锌与铁的活动性差异不大，反应难以进行；方案3反应时间长，沉淀的获取和称量较为困难，精确度不高。（2）B装置不能排出液体；C装置要等到冷却到室温再进行读数，并且要上下移动右边管使左右两边的液面相平。【答案】（1）锌与铁的活动性差异不大，反应几乎难以进行反应时间长，沉淀的获取和称量较为困难，精确度不高（2）B等到冷却到室温再进行读数，上下移动右边管使左右两边的液面相平2.某同学想用实验证明高锰酸钾溶液的紫红色是MnO－4的颜色，而不是K＋的颜色。他设计的实验步骤如下，你认为下述实验步骤一定没有意义的是（）A.将高锰酸钾晶体加热分解，所得固体质量减少B.观察氯化钾溶液没有颜色，表明溶液中K＋无色C.在氯化钾溶液中加入适量锌粉振荡，静置未见明显变化，表示锌与K＋不反应D.在高锰酸钾溶液中加入适量锌粉振荡，静置后见紫红色褪去，表明MnO－4为紫红色解析：KMnO4溶液的紫红色与KMnO4受热分解无关。答案：A1.（2011年北京东城1月检验）下列相关实验不能达到预期目的的是（）解析：C项，蔗糖中加入稀H2SO4，水浴加热后应加入NaOH中和掉H2SO4后再加新制Cu（OH）2共热。答案：C2.（2011年临沂模拟）下列物质的工业制备的反应原理错误的是（）C.制漂粉精：2Ca（OH）2＋2Cl2===Ca（ClO）2＋CaCl2＋2H2O解析：工业上通过石