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第45 讲 简单实验方案的设计与评价
1.掌握评价检验类化学实验方案设计的一般思路。
2.掌握评价性质探究类化学实验方案设计的一般思路。
考点一 实验方案设计
实验完整的化学实验方案包括“四大环节”，即：实验原理、实验装置和药品(其中包括：装置类型、
仪器的组装等)、实验步骤(其中包括：加装药品、气密性检查、除杂干燥、主体实验、安全措施等)、实验
现象的观察、记录及实验数据的分析处理等。设计合理的实验方案必须掌握比较全面的实验基本原理和基
本技能，要做到：设计原理正确、实验程序合理、操作步骤简便、现象明显、相关结论正确。
1.实验方案设计的四个要求
2.原理或性质探究类简单实验方案设计常考点总结
(1)证明酸性：①pH 试纸或酸碱指示剂；②与碳酸钠反应；③与锌等反应。
(2)证明弱酸性：①证明酸在溶液中存在电离平衡；②测定对应盐溶液的酸碱性；③测量在稀释前后的pH
的变化。
(3)证明氧化性：与还原剂反应现象明显。
(4)证明还原性：与氧化剂反应现象明显。
(5)证明为胶体分散系：丁达尔效应。
(6)证明有碳碳双键(或三键)：使溴水或酸性高锰酸钾溶液褪色。
(7)比较金属的活动性：①与水反应；②与酸反应；③金属间的置换反应；④原电池原理；⑤电解池原理；
⑥最高价氧化物对应水化物的碱性。
任务目标
必备知识
1
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(8)比较非金属性的强弱：①非金属间的置换反应；②与氢气化合的难易；③气态氢化物的稳定性；④最高
价氧化物对应水化物的酸性。
(9)比较酸碱性：强酸或强碱制弱酸或弱碱。
1．下列方案设计、现象和结论都正确的是
目的
方案设计
现象和结论
A
比较镁、铝
元素的金属
性强弱
分别将相同浓度的氢氧化钠溶液逐滴加入一定浓度
的氯化镁、氯化铝溶液中，直至过量
均出现白色沉淀，氯化镁溶液中
沉淀不溶解，氯化铝溶液中沉淀
逐渐溶解。说明金属性镁比铝强
B
检验未知溶
液中是否含
有铵盐
取一定量未知液于试管中，滴入氢氧化钠溶液并加
热，试管口放置湿润红色石蕊试纸
试纸变蓝。说明溶液中含有铵盐
C
探究浓度对
反应速率的
影响
两支试管中均装有2 mL 0.01 mol·L
酸性高锰酸钾
溶液，向第一支加入2 mL 0.01 mol·L
草酸溶液、3
mL 蒸馏水，第二支加入5 mL 0.01 mol/L)草酸溶液
第一支试管褪色时间比第二支试
管长。说明其他条件相同时，反
应物浓度越大，反应速率越快
D
检验丙烯醛
中含有碳碳
双键
取少量丙烯醛于试管中，先向其中加入足量新制氢
氧化铜悬浊液并加热，静置后取上层清液，加入溴
水
溴水褪色。说明丙烯醛中含碳碳
双键
A．A
B．B
C．C
D．D
2．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( )
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
要点突破
2
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3.某小组同学探究不同条件下氯气与二价锰化合物的反应。
资料：ⅰ.Mn2＋在一定条件下被Cl2或ClO－氧化成MnO2(棕黑色)、MnO(绿色)、MnO(紫色)。
ⅱ.浓碱条件下，MnO 可被OH－还原为MnO。
ⅲ.Cl2的氧化性与溶液的酸碱性无关，NaClO 的氧化性随碱性增强而减弱。
实验装置如图(夹持装置略)：
实验
物质a
C 中实验现象
通入Cl2前
通入Cl2后
Ⅰ
水
得到无色溶液
产生棕黑色沉淀，且放置
后不发生变化
Ⅱ
5%NaOH 溶液
产生白色沉淀，在空气中
缓慢变成棕黑色沉淀
棕黑色沉淀增多，放置后
溶液变为紫色，仍有沉淀
Ⅲ
40%NaOH 溶液
产生白色沉淀，在空气中
缓慢变成棕黑色沉淀
棕黑色沉淀增多，放置后
溶液变为紫色，仍有沉淀
(1)B 中试剂是________________。
(2)通入Cl2前，实验Ⅱ、Ⅲ中沉淀由白色变为棕黑色的化学方程式为____________________。
(3)对比实验Ⅰ、Ⅱ通入Cl2后的实验现象，对于二价锰化合物还原性的认识是_______________。
(4)根据资料ⅱ，实验Ⅲ中应得到绿色溶液，实验中得到紫色溶液，分析现象与资料不符的原因：
原因一：可能是通入Cl2导致溶液的碱性减弱。
原因二：可能是氧化剂过量，氧化剂将MnO 氧化为MnO。
①用化学方程式表示可能导致溶液碱性减弱的原因：_________________________________，但通过实验
测定溶液的碱性变化很小。
②取实验Ⅲ中放置后的1 mL 悬浊液，加入4 mL 40% NaOH 溶液，溶液紫色迅速变为绿色，且绿色缓慢加
深。溶液紫色变为绿色的离子方程式为_________________________________，溶液绿色缓慢加深，原因
是MnO2被__________(填化学式)氧化，可证明实验Ⅲ的悬浊液中氧化剂过量。
③取实验Ⅱ中放置后的1 mL 悬浊液，加入4 mL 水，溶液紫色缓慢加深，发生反应的离子方程式是
_________________________________________。
④从反应速率的角度，分析实验Ⅲ未得到绿色溶液的可能原因：_______________________。
考点二 实验方案分析评价
必备知识
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对几个实验方案进行评价，主要看实验方案是否正确、严密、准确、可行，另外，有无干扰、是否经
济、是否安全、有无污染等也是要考虑的。
1．检验类实验方案评价的一般思路
(1)检验试剂选择及用量是否正确，对检验试剂的要求是：
检验试剂不能对其他物质的检验有干扰，即不能与其他被检验的物质反应，也不能生成被检验的物质。
宏观现象要明显。
(2)实验操作是否简单可行。
(3)操作顺序是否正确，注意排除干扰因素。
2．原理及性质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。
3．从安全性方面对实验方案做出评价
(1)净化、吸收气体，当熄灭酒精灯及左边有挥发性液体被加热，气压不恒定时(如乙酸乙酯的制备)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，点燃酒精灯前先检验导管中排出H2的纯
度等)；
(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)污染性的气体要进行尾气处理；有粉末状物质参加的反应，要注意防止导气管堵塞；
(5)防吸水(如实验取用、制取易吸水、易潮解、易水解的物质时要采取必要措施防止吸水，以保证达到实
验目的)。
4．化学实验方案的规范性
(1)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)；
(2)易挥发液体产物(导出时可为蒸气)的及时冷却；
(3)仪器拆卸与组装顺序相反，按照从右向左，从高到低的顺序；
(4)其他(如①实验操作顺序、②试剂加入顺序、③装置连接顺序、④加热的方式方法和时机；⑤仪器的查
漏、气密性检验、⑥温度计、水银球的位置；⑦实验数据的读取等。
5．最佳实验方案的选择
几个实验方案都能达到目的，应选出最佳方案。所谓最佳，就是装置最简单，药品容易取得、价格低廉，
现象明显，干扰小，无污染。
要点突破
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1．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
将二氧化硫气体通入碘和淀粉的混合溶液中，观察溶液
颜色的变化
探究还原性：
B
向盛有
溶液的试管中滴加几滴
溶液。
振荡，观察颜色的变化
探究
是否变质
C
加热溴乙烷和氢氧化钠-乙醇混合溶液，将产生的气体通
入高锰酸钾溶液中。观察溶液颜色的变化
探究溴乙烷在此条件下发生的是取代反
应还是消去反应
D
向盛有等浓度的NaCl 和KI 混合溶液的试管中滴加几滴
溶液，振荡，观察沉淀颜色
证明
A．A
B．B
C．C
D．D
2．下列实验方案设计、现象和结论都正确的是( )
选项
实验方案
现象
结论
A
室温下，向苯酚浊液中加入碳酸
钠溶液
溶液变澄清
酸性： Ka2(H2CO3)＜
Ka(苯酚)
B
向做过银镜反应的试管中加入足
量氨水
银镜逐渐消失
银能与氨形成溶于水的
配离子
C
CH3CH2Br 与NaOH 乙醇溶液混
合共热，将产生的气体通入酸性
KMnO4溶液中
酸性KMnO4溶液褪色
CH3CH2Br 发生消去反应
D
向某溶液中加入稀硫酸
产生淡黄色沉淀，同时生成
能使品红溶液褪色的无色气
体
该溶液中含有S2O3
2-
3．溴化亚铜是一种白色粉末，不溶于冷水，在热水中或见光都会分解，在空气中会慢慢氧化成绿色粉末，
常用作有机反应的催化剂。实验室制备CuBr 的实验步骤和装置如图。
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(1)实验所用蒸馏水需经煮沸，煮沸目的是除去蒸馏水中的 _______ (写化学式)； 三颈烧瓶中反应生成
CuBr 的离子方程式为_______；控制反应在60℃进行，实验中可采取的措施是 _______ ；说明反应已完成
的现象是 _______。
(2)步骤②抽滤需要避光的原因是_______，步骤③依次用溶有少量SO2的水、溶有少量SO2的乙醇、极易挥
发的乙醚洗涤，洗涤剂需“溶有SO2”的原因是_______ ；最后用乙醚的目的可能是_______。
(3)将产品在双层干燥器(分别装有浓硫酸和氢氧化钠)中干燥34h，再经氢气流干燥，最后进行真空干燥，
得到产品21.6g。本实验产品的产率是_______(保留小数点后1 位)。
(4)欲利用上述装置烧杯中的吸收液(经检测主要含有Na2SO3、NaHSO3等)制取较纯净的Na2SO3·7H2O 晶体。
完善下列步骤：①在烧杯中继续通入SO2至恰好反应完全；②向烧杯中加入_______g 20% NaOH；③加入
少量维生素C 溶液作抗氧化剂；④通过蒸发浓缩、_______、过滤、用乙醇洗涤2~3 次；⑤置于真空干燥
箱中干燥。
6
